bab ii landasan teori 2.1 uraian umum
Post on 15-Jun-2022
13 Views
Preview:
TRANSCRIPT
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Uraian Umum
Dalam SNI 2847 2013 beton adalah campuran semen portland atau semen
hidrolis lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan
campuran tambahan. Sedangkan Tulangaan baja adalah baja berbentuk batang
berpenampang bundar dengan permukaan polos atau sitip yang digunakan untuk
penulangan beton, yang diproduksi dari bahan baku billet dengan cara canai panas.
Berton bertulang adalah campuran dari beton dan tulangan baja, yang
bekerja secara bersamaan untuk memikul beban yang bekerja pada struktur. Beton
akan memberikan kuat tekan, sedangkan tulangan baja akan memberikan kuat tarik.
Beton bertulang sebagai salah satu material konstruksi memiliki beberpa kelebihan
dan kekurangan.
Kelebiahan dari material beton bertulang adalah:
1. Memiliki kuat tekan yang tinggi.
2. Memiliki katahanan api dan air yang lebih baik.
3. Membentuk struktur yang sangat kaku.
4. Memiliki umur layan yang panjang dengan biaya pemeliharaan yang
rendah.
Kekurangan dari material beton bertulang adalah:
1. Memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap ditempatnya sampai
beton mengeras.
2. Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton mengakibatkan beton
bertulang menjadi berat. Ini akan berpengaruh pada stuktur bentang panjang
dimana berat beban mati beton yang besar akan sangat mempengaruhi
momen lentur.
5
3. Ukuran atau dimensi penampang struktur beton umumnya lebih besar
sehingga perlu dipertimbangkan untuk bangunan tinggi dan bentang
panjang.
2.2 Beban Struktur
Dalam perencanaan struktur bangunan haruslah memenuhi peraturan yang
berlaku supaya aman secara konstruksi. Struktur bangunan yang direncanakan
harus mampu menahan beban hidup, beban mati, serta beban gempa pada struktur
bangunan tersebut. Beban pada struktur secara umum terdiri dari beberapa jenis
beban,antara lain :
2.2.1 Beban Mati
Beban mati adalah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang
terpasang, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap,
finishing, klading gedung, komponen arsitektural dan struktural lainnya serta
peralatan layan terpasang lain termasuk berat keran. Dalam menentukan beban mati
untuk perancangan, harus digunakan berat bahan dan konstruksi yang sebenarnya,
jika tidak ada informasi yang jelas mengenai hal tersebut maka harus digunakan
nilai yang telah disetujui oleh pihak yang berwenang. Besarnya berat sendiri bahan
bangunan dan komponen gedung dapat dilihat pada tebel 2.1 dan 2.2.
Tabel 2. 1 Berat Sendiri Bahan Bangunan
Bahan bangunan Berat
Baja 7850 kg/m3
Batu alam 2600 kg/m3
Batu belah, batu bulat, batu gunung (berat tumpuk) 1500 kg/m3
Batu karang (berat tumpuk) 700 kg/m3
Batu pecah 1450 kg/m3
Besi tuang 7250 kg/m3
Beton (1) 2200 kg/m3
Beton bertulang (2) 2400 kg/m3
Kayu (kelas 1) (3) 1000 kg/m3
Kerikil, koral (kering udara sampai lembab, tanpa diayak) 1650 kg/m3
Pasangan bata merah 1700 kg/m3
6
Bahan bangunan Berat
Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung 2200 kg/m3
Pasangan batu cetak 2200 kg/m3
Pasangan batu karang 1450 kg/m3
Pasir (kering udara sampai lembab) 1600 kg/m3
Pasir (jenuh air) 1800 kg/m3
Pasir kerikil, koral (kering udara sampai lembab) 1850 kg/m3
Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembab) 1700 kg/m3
Tanah, lempung dan lanau (basah) 2000 kg/m3
Timah hitam (timbel) 11400 kg/m3
Sumber : PPPURG 1987
Tabel 2. 2 Berat Sendiri Komponen Gedung
Komponen gedung Berat
Adukan per cm tebal
Dari semen 21 kg/m2
Dari kapur, semen merah atau tras 17 kg/m2
Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal 14 kg/m2
Dinding pasangan bata merah
Satu batu 400 kg/m2
Setengah batu 250 kg/m2
Dinding pasangan batako
Berlubang
Tebal dinding 20 cm (HB 20) 200 kg/m2
Tebal dinding 10 cm (HB 10) 120 kg/m2
Tanpa lubang
Tebal dinding 15 cm 300 kg/m2
Tebal dinding 10 cm 200 kg/m2
Langit-langit dan dinding (temasuk rusuk-rusuknya, tanpa penggantung
langit-langit atau pengaku) terdiri dari:
Semen asbes (eternity dan bahan lain sejenis) dengan tebal
maksimum 4 mm
11 kg/m2
Kaca dengan tebal 3 β 4 mm 10 kg/m2
Lantai kayu sederhana dengan balok kayu, tanpa langit-langit dengan bentang
maksimum 5 mm dan untuk beban hidup maksimum 200 kg/m2 40 kg/m2
7
Komponen gedung Berat
Penggantung langit-langit (dari kayu), dengan bentang maksimum 5 m dan
jarak s.k.s. minimum 0,80 m
7 kg/m2
Penutup atap genteng dengan reng usuk/kaso, per m2 bidang atap 50 kg/m2
Penutup atap sirap dengan reng usuk/kaso, per m2 bidang atap 40 kg/m2
Penutup atap seng gelombang (BWG 24) tanpa gordeng 10 kg/m2
Penutup lantai dari ubin semen Portland, teraso dan beton, tanpa adukan per
cm tebal
24 kg/m2
Semen asbes gelombang (tebal 5 mm) 11 kg/m2
Sumber : PPPURG 1987
2.2.2 Beban Hidup
Beban hidup adalah beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni
bangunan gedung atau struktur lain yang tidak termasuk beban konstruksi dan
beban lingkungan, seperti beban angin, beban hujan, beban gempa, beban banjir,
atau beban mati. Beban hidup yang digunakan dalam perancangan bangunan
gedung dan struktur lain harus beban maksimum yang diharapkan terjadi akibat
penghunian dan penggunaan bangunan gedung, akan tetapi tidak boleh kurang dari
beban merata minimum yang ditetapkan dalam SNI.
Tabel 2. 3 Beban Hidup Merata dan Terpusat
Hunian atau penggunaan Merata (kN/m2) Terpusat (kN)
Apartemen (lihat rumah tinggal)
Sistem lantai akses
Ruang kantor
Ruang komputer
2,4
4,79
8,9
8,9
Gudang persenjataan dan ruang latihan 7,18
Ruang pertemuan
Kursi tetap (terikat di lantai)
Lobi
Kursi dapat dipindahkan
Panggung pertemuan
Lantai podium
Tribun penonton Stadion dan
arena dengan kursi tetap (terikat
di lantai)
Ruang pertemuan lainnya
2,87
4,79
4,79
4,79
7,18
2,87
4,79
8
Hunian atau penggunaan Merata (kN/m2) Terpusat (kN)
Balkon dan dek
1,5 kali beban hidup
untuk daerah yang
dilayani. Tidak perlu
melebihi (4,79
kN/m2)
Jalur untuk akses pemeliharaan
1,92 1,33
Koridor
Lantai pertama
Lantai lain
4,79
Sama seperti
pelayanan hunian
kecuali disebutkan
lain
Ruang makan dan restoran 4,79
Hunian (lihat rumah tinggal)
Dudukan mesin elevator
(pada area 2 in x 2 in (50 mm x 50 mm))
Konstruksi pelat lantai finishing ringan
(pada area 1 in x 1 in (25 mm x 25 mm))
1,33
0,89
Jalur penyelamatan saatkebakaran
Hunian satu keluarga saja
4,79
1,92
Tangga permanen Lihat pasal 4.5.4
Garasi/parkir (lihat pasal 4.10)
Mobil penumpang saja
Truk dan bus
1,92
Lihat pasal 4.10.2
Lihat pasal 4.10.1
Lihat pasal 4.10.2
Pegangan tangga dan pagar pengaman
Batang pegangan Lihat 4.5.1
Lihat 4.5.1
Lihat 4.5.2
Helipad (lihat pasal 4.11)
Helicopter dengan berat lepas landas
sebesar 13,35 kN atau kurang
Helicopter dengan berat lepas landas lebih
dari 13,35 kN
1,92
2,87
Lihat pasal 4.11.2
Lihat pasal 4.11.2
Rumah sakit
Ruang operasi, laboratorium
Ruang pasien
Koridor diatas lantai pertama
2,87
1,92
3,83
4,45
4,45
4,45
Hotel (lihat rumah tinggal)
Perpustakaan
Ruang baca
Ruang penyimpanan
Koridor diatas lantai pertama
2,87
7,18
3,83
4,45
4,45
4,45
Pabrik
Ringan
berat
6,00
11,97
8,90
13,35
Gedung perkantoran
ruang arsip dan computer harus dirancang
untuk beban yang lebih berat berdasarkan
pada perkiraan hunian
lobi dan koridor lantai pertama
kantor
koridor diatas lantai pertama
4,79
2,40
3,83
8,90
8,90
8,90
9
Hunian atau penggunaan Merata (kN/m2) Terpusat (kN)
Lembaga hokum
blok sel
koridor
1,92
4,79
Tempat rekreasi
tempat bowling, billiard, dan penggunaan
sejenis
ruang dansa dan ballroom
gimnasium
3,59
4,79
4,79
Rumah tinggal
hunian satu dan dua keluarga
loteng yang tidak dapat dihuni tanpa
gudang
loteng yang tidak dapat dihuni dengan
gudang
loteng yang dapat dihun dan ruang tidur
semua ruang kecuali tangga
0,48
0,96
1,44
1,92
Atap
Atap datar, berbubung, dan lengkung
Atap yang yang digunakan penghuni
Atap untuk tempat berkumpul
Atap vegetative dana tap lanskep
Atap bukan untuk hunian
Atap tempat untuk berkumpul
Atap untuk penggunaan lainnya
Awning dan kanopi
Atap konstruksi fabric yang didukung oleh
struktur rangka kaku ringan
Rangka penumpu layar penutup
Semua konstruksi lainnya
Komponen struktur atap utama, yang
terhubung langsung dengan pekerjaan
lantai tempat bekerja
Titik panel tunggal dari kord atau suatu
titik sepanjang komponen struktur utama
pendukung atap diatas pabrik, gudang
penyimpanan dan pekerjanya, dan garasi
bengkel
Semua komponen struktur atap utama
lainnya
Semua permukaan atap dengan beban
pekerja pemeliharaan
0,96
Sama dengan
penggunaan yang
dilayani
4,70
0,96
4,79
Sama dengan
penggunaan yang
dilayani
0,24
0,24
Berdasarkan area
tributary dari atap yang
didukung oleh komponen
struktur rangka
0,96
0,89
8,90
1,33
1,33
10
Hunian atau penggunaan Merata (kN/m2) Terpusat (kN)
Sekolah
Ruang kelas
Koridor diatas lantai pertama
Koridor lantai pertama
1,92
3,83
4,79
4,45
4,45
4,45
Scuttles, rusuk untuk atap kaca dan langit-langit yang
dapat diakses
0,89
Jalan dipinggir untuk pejalan kaki, jalan lintas
kendaraan, dan lahan/jalan untuk truk-truk
11,97 35,60
Tangga dan jalan keluar
Rumah tinggal untuk satu dan dua keluarga saja
4,79
1,92
1,33
1,33
Gudang penyimpanan dan pekerja
(harus dirancang untuk beban lebih berat)
Ringan
Berat
6,00
11,97
Toko
Eceran
Lantai pertama
Lantai diatasnya
Grosir, disemua lantai
4,79
3,59
6,00
4,45
4,45
4,45
Penghalang kendaraan Lihat pasal 4.5.3
Susuran jalan dan panggung yang ditinggikan (selain
jalan keluar)
2,87
Pekarangan dan teras, jalur pejalan kaki 4,79
Sumber : RSNI 1727-2018
2.2.3 Beban Angin
Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian
gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban angin ditentukan
dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif (isapan), yang
bekerja tegak lurus pada bidang-bidang yang ditinjau. Besarnya tekanan positif dan
negatif dinyatakan dalam kg/m2, ditentukan dengan memperhatikan parameter-
parameter desain tekanan angin rencana yang ditentukan dalam SNI.
2.2.4 Beban Gempa
Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada seluruh
jenis struktur bangunan yang berdiri diatas muka tanah, termasuk pada struktur
gedung atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat
gempa itu. Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan
berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa disini
adalah gaya-gaya didalam struktur yang terjadi oleh pergerakan tanah akibat gempa
itu. Adapun tahapan dalam menganalisis beban gempa antara lain sebagai berikut:
11
1. Menentukan faktor keutamaan gempa dan kategori risiko struktur bangunan
Tabel 2. 4 Beban Hidup Merata dan Terpusat
Faktor
keutamaan
gempa Ie
Jenis pemanfaatan Kategori
risiko
1,0
Gedung dan nongedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa
manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk, antara lain :
Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan
Fasilitas sementara
Gedung penyimpanan
Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
I
1,0
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam
kategori risiko I,III,VI, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
Perumahan
Rumah toko dan rumah kantor
Pasar
Gedung perkantoran
Gedung apartemen/ rumah susun
Pusat perbelanjaan/ mall
Bangunan industri
Fasilitas manufaktur
Pabrik
II
1,25
Gedung dan non gedung yang memiliki resiko tinggi terhadap jiwa
manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk :
Bioskop
Gedung pertemuan
Stadion
Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit
gawat darurat
Fasilitas penitipan anak
Penjara
Bangunan untuk orang jompo
Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV,
yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang
besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat
sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi
untuk:
Pusat pembangkit listrik biasa
Fasilitas penanganan air
Fasilitas penanganan limba
Pusat telekomunikasi
Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko
IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur,
proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat
pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya,
limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang
mengandung bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan
bahannya melebihi nilai batas yang diisyaratkan oleh instansi yang
berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika
terjadi kebocoran.
III
12
Faktor
keutamaan
gempa Ie
Jenis pemanfaatan Kategori
risiko
1,50
Gedung dan nongedung yang dikategorikan sebagai fasilitas yang
penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:
Bangunan-bangunan monumental
Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
Rumah ibadah
Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki
fasilitas bedah dan unit gawat darurat
Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi,
serta garasi kendaraan darurat
Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, tsunami,
angina badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya
Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasilitas lainnya untuk tanggap darurat
Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang
dibutuhkan pada saat keadaan darurat
Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,
tangka penyimpanan bahan bakar, menara pendingin,
struktur stasiun listrik, tangka air pemadam kebakaran atau
struktur rumah atau struktur pendukung air atau material
atau peralatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan
untuk beroprasi pada saat keadaan darurat
Gedung dan nongedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan
fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko
IV
IV
Sumber: SNI 1726-2019 Pasal 4.1.2
2. Menentukan klasifikasi kelas situs
Tabel 2. 5 Klasifikasi Kelas Situs
Kelas situs π (m/detik) atau ππ π (kPa)
SA (batuan keras) >1500 N/A N/A
SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A
SC (tanah keras,
sangat padat dan
batuan lunak)
350 sampai 750 >50 β₯100
SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100
SE (tanah lunak)
<175 <15 <50
Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan
karakteristik sebagai berikut :
1. Indek plastisitas, PI >20
2. Kadar air w β₯ 40%
3. Kuat geser niralir π< 25 kPa
13
Kelas situs π (m/detik) atau ππ π (kPa)
SF (tanah khusus,
yang membutuhkan
investigasi geoteknik
spesifik dan analisi
respon spesifik situs
Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari
karakteristik berikut:
Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa
seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitive, tanah
tersementasi lemah
Lempung sangat organic dan/atau gambut (ketebalan H > 3 m)
Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5 m
dengan indeks plastisitas PI >75)
Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H > 35 m
dengan π< 50 kPa
Sumber: SNI 1726-2019 Pasal 5.3
3. Menentukan nilai spektral percepatan SS dan S1
Berdasarkan SNI 1726-2019 untuk menentukan nilai parameter respon
spektral percepatan gempa untuk periode pendek (SS) dan parameter respon spektral
percepatan gempa untuk periode 1 detik (S1). Dapat dilihat pada peta parameter
gerak tanah gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko target (MCER)
dibawah ini:
Gambar 2. 1 Parameter Gerak Tanah SS, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-target
(MCER). (sumber: SNI 1726,2019)
14
Gambar 2. 2 Parameter Gerak Tanah S1, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-target
(MCER). (sumber: SNI 1726,2019)
4. Menentukan faktor amplifikasi getaran Fa dan Fv
Berdasarkan SNI 1726-2019 untuk menentukan nilai faktor amplifikasi
getaran terkait percepatan getaran pada periode pendek (Fa) dan faktor amplifikasi
terkait percepatan yang mewakili getaran periode 1 detik (Fv). Dapat dilihat pada
tabel dibawah ini:
Tabel 2. 6 Koefisien Situs Fa
Kelas
situs
Parameter respons spectral percepatan gempa maksimum yang
dipertimbangkan risiko-target (MCER) terpetakan pada periode pendek, T =
0,2 detik Ss
Ss β€ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss = 1,25 Ss β₯ 1,5
SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SB 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
SC 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2
SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0 1,0
SE 2,4 1,7 1,3 1,1 0,9 0,8
SF SS
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 6.2
15
Tabel 2. 7 Koefisien Situs Fv
Kelas
situs
Parameter respons spectral percepatan gempa maksimum yang
dipertimbangkan risiko-target (MCER) terpetakan pada periode pendek, T =
1 detik S1
S1 β€ 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 = 0,5 S1 β₯ 0,6
SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SB 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SC 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4
SD 2,4 2,2 2,0 1,9 1,8 1,7
SE 4,2 3,3 2,8 2,4 2,2 2,0
SF SS
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 6.2
5. Menentukan parameter respon spektral percepatan SMS dan SM1
Untuk menentukan parameter respon spektral percepatan pada periode
pendek (SMS) dan parameter respon spektral percepatan pada periode 1 detik (SM1)
yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs ditentukan dengan bersamaan
sebagai berikut :
πππ = πΉπ Γ ππ (2.1)
ππ·1 = πΉπ£ Γ π1 (2.2)
6. Menentukan parameter percepatan spektral desain SDS dan SD1
Untuk menentukan parameter percepatan spektral desain untuk periode
pendek (SDS) dan parameter percepatan spektral desain periode 1 detik (SD1)
ditentukan dengan persamaan dibawah ini:
ππ·π =2
3Γ πππ (2.3)
ππ·1 =2
3Γ ππ1 (2.4)
7. Menentukan kategori desain seismik (KDS)
Kategori desain seismik ditentukan berdasarkan nilai parameter percepatan spektral
desain SDS, SD1, dan kategori risiko gedung. Nilai kategori desain sesmik yang
diambil adalah yang terbesar, nilai tersebut diperoleh dari tabel dibawah ini:
16
Tabel 2. 8 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respon Percepatan Pada Periode
Pendek
Nilai SDS Kategori risiko
I atau II atau III IV
SDS < 0,167 A A
0,167 β€ SDS < 0,33 B C
0,33 β€ SDS < 0,50 C D
0,33 β€ SDS D D
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 6.5
Tabel 2. 9 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respon Percepatan Pada Periode 1
Detik
Nilai SD1 Kategori risiko
I atau II atau III IV
SD1 < 0,067 A A
0,067 β€ SD1 < 0,133 B C
0,133 β€ SD1 < 0,20 C D
0,20 β€ SD1 D D
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 6.5
8. Menentukan sistem struktur penahan gaya seismik
Tabel 2. 10 Faktor R, Cd, dan Ξ©0 untuk sistem pemikul gaya seismik
Sistem pemikul gaya
seismik
Koefisien
modifikasi
respons, R
Faktor
kuat
lebih
sistem,
Ξ©0
Factor
pembesaran
defleksi, Cd
Batasan sistem struktur
dan batasan tinggi
struktur, hn (m)
Kategori desain seismik
B C D E F
C. Sistem rangka
pemikul momen
1. Rangka beton bertulang
pemikul momen khusus 8 3 5Β½ TB TB TB TB TB
2. Rangka beton bertulang
pemikul momen
menengah
5 3 4Β½ TB TB TI TI TI
3. Rangka beton bertulang
pemikul momen biasa 3 3 2Β½ TB TI TI TI TI
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 7.2
9. Menentukan periode fundamental
Periode fundamental pendekatan (Ta) dapat ditentukan dengan persamaan 2.5
ππ = πΆπ‘ Γ βππ₯ (2.5)
17
Keterangan :
hn : ketinggian struktur (m)
Ct dan x : lihat tabel 2.11
Tabel 2. 11 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x
Tipe struktur Ct x
Sistem rangka pemikul momen dimana rangka memikul
100 % gaya seismik yang disyaratkan dan tidak
dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang
lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika
dikenai gaya seismic
Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8
Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,9
Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 0,75
Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731 0,75
Semua struktur lainnya 0,0488 0,75
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 7.8.2.1
Sedangkan untuk periode fundamental struktur (T) tidak boleh melebihi hasil dari
perkalian antara koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung (Cu) dengan
periode fundamental pendekatan (Ta).
π = πΆπ’ Γ ππ (2.6)
Tabel 2. 12 Nilai Parameter Periode Pendekatan Cu
Parameter percepatan respon spektral
desain pada 1 detik, SD1 Koefisien Cu
β₯ 0,4 1,4
0,3 1,4
0,2 1,5
0,15 1,6
β€ 0,1 1,7
Sumber : SNI 1726:2019 Pasal 7.8.2
10. Menentukan koefisien respon seismik (CS) dan gaya dasar seismik (V)
Gaya geser dasar seismik (V) dalam arah yang ditetapkan ditentukan dengan
persamaan berikut ini:
π = πΆπ Γ π (2.7)
Keterangan :
Cs : koefisien respon seismic
18
W : berat seismic efektif
Sedangkan untuk menentukan nilai dari koefisien respon seismic (Cc) dengan
persamman berikut ini:
πΆπ =ππ·π
(π
πΌπ) (2.8)
Nilai Cs , yang telah didapatkan tidak boleh melebihi persamaan berikut:
πΆπ πππ₯ =ππ·1
π(π
πΌπ) (2.9)
Nilai Cs , tidak kurang dari:
πΆπ πππ = 0,044 Γ ππ·π Γ πΌπ β₯ 0,01 (2.10)
Keterangan :
SDS : parameter percepatan respon spektral desain periode pendek
SD1 : parameter percepatan respon spektral desain periode 1 detik
R : koefisien modifikasi respon
Ie : faktor keutamaan gempa
11. Menentukan distribusi vertikal gaya seismik (Fx)
Berdasarkan SNI 1726-2019, distribusi gaya seismik lateral (Fx) ditentukan dengan
persamaan berikut ini:
πΉπ₯ = πΆπ£π₯ Γ π (2.11)
πΆπ£π₯ =π€π₯βπ₯
π
β π€πβπππ
π=1
(2.12)
Keterangan :
Cvx : faktor distribusi vertikal
V : gaya lateral desain total atau geser didasar struktur
wi dan wx : berat seismic efektif total struktur (W) pada tingkat i atau x
19
hi dan hx : tinggi bangunan
k : eksponen yang terkait denganperiode struktur dengan nilai:
Untuk struktur dengan T β€ 0,5 detik, k = 1
Untuk struktur dengan T β₯ 2,5 detik, k = 2
Untuk struktur dengan 0,5 < T < 3,5 detik, k = 2 atau
ditentukan dengan intertpolasi linier antara 1 dan 2
2.2.5 Kombinasi Beban
Berdasarkan SNI 1727-2020 struktur, komponen, dan pondasi harus
dirancang sedemikian rupa sehingga kekuatan desainnya sama atau melebihi efek
dari beban terfaktor dalam kombinasi berikut:
1,4 D (2.13)
1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau R) (2.14)
1,2 D + 1,6 (Lr atau R) + (1,0 L atau 0,5 W) (2.15)
1,2 D + 1,0 W + 1,0 L + 0,5 (Lr atau R) (2.16)
1,2 D + 1,0 E + 1,0 L (2.17)
0,9 D + 1,0 W (2.18)
0,9 D + 1,0 E (2.19)
2.3 Pelat
Pelat merupakan elemen horizontal yang memiliki fungsi sebagai penyalur
beban yang diterima pelat ke elemen struktur lain seperti balok, kolom maupun
dinding. Beban pada pelat memiliki sifat banyak arah sekaligus tersebar. Pelat dapat
ditopang di seluruh tepinya atau pada titik tertentu. Kondisi tumpuan bisa berbentuk
sederhana atau jepit. Tebal pelat umumnya lebih kecil dari pada ukuran panjang
maupun lebarnya. Pada umumnya pelat diklasifikasikan menjadi pelat satu arah dan
pelat dua arah. Dibawah ini akan dibahas lebih detail terkait pelat satu arah dan dua
arah.
20
2.3.1 Pelat Satu Arah
Pelat satu arah merupakan pelat yang mengalami lendutan pada arah tegak
lurus dari sisi tumpuan, yang disebabkan kedua sisinya ditumpu. Beban akan
terdistribusi oleh pelat dalam satu arah, ke arah tumpuan. tumpuan. Jika pelat
tertumpu di keempat sisinya, dan rasio bentang panjang terhadap bentang pendek
lebih besar atau sama dengan 2, maka 95% beban dilimpahkan ke arah bentang
pendek, dan pelat tersebut menjadi sistem pelat satu arah. Sistem pelat satu arah
cocok digunakan pada bentang sekitar 3-6 meter, dengan beban hidup sebesar 2,5 -
5 kN/m2.
2.3.2 Pelat Dua Arah
Pelat dua arah ialah ketika rasio antara bentang panjang terhadap bentang
pendek kurang dari 2 dan keempat sisinya ditumpu, sehingga mengahasilkan
lendutan pada dua arah yang akan saling tegak lurus. Pelat dua arah dibedakan
menjadi beberapa jenis antara lain:
1. Sistem balokβpelat dua arah
Pada sistem struktur balok-pelat dua arah, pelat ditopang pada empat sisinya
oleh balok. Beban dari pelat disalurkan ke empat balok penumpu selanjutnya
disalurkan ke kolom. Sistem balok-pelat dua arah sering digunakan pada bentang
6-9 meter dengan beban hidup 2,5-5,5 kN/m2. Balok akan meningkatkan kekakuan
pelat, sehingga lendutan yang terjadi akan relative lebih kecil.
2. Sistem slab datar (flat slab)
Sistem slab datar merupakan sistem struktur pelat dua arah yang tidak
mempunyai balok sebagai penumpu pada setiap sisinya. Sehingga beban pelat
disalurkan langsung ke kolom. Kolom akan mengalami kegagalan geser pons pada
pelat, untuk mengatasi permasalahan tersebut dapat dilakukan dengan beberapa
alternatif seperti memberikan drop panel serta kepala kolom.
21
3. Sistem pelat datar (flat plate)
Sistem pelat datar ialah dimana pelat ditumpu langsung oleh kolom tanpa
adanya penebalan panel dan kepala kolom. Sehingga geser pons akan menjadi
potensi kegagalan struktur, yang menghasilkan tegangan Tarik diagonal. Karena
tidak adanya penebalan panel dan kepala kolom, maka dibutuhkan ketebalan pelat
yang lebih besar atau dengan memberikan penulangan ekstra diarea kolom. Sistem
slab datar dapat digunakan pada bentang 6-7,5 m dan beban hidup 2,5-4,5 kN/m2.
4. Pelat dua arah berusuk dan pelat waffle
Sistem ini memiliki ketebalan pelat antara 50 β 100 mm yang ditumpu oleh
rusuk-rusuk dalam dua arah. Jarak antar rusuk berkisar antara 500 β 750 mm. Sisi-
sisi pelat bias ditumpu oleh balok atau langsung ditumpu oleh kolom dengang
penebalan pada pelat disekitar kolom.
Gambar 2. 3 Jenis β Jenis Pelat (sumber: Setiawan ,2016)
22
2.4 Perencanaan Struktur Flat Slab
Flab Slab merupakan sistem struktur pelat beton dua arah yang tidak
memiliki balok penumpu di masing-masing sisinya. Beban pelat langsung
ditransfer langsung ke kolom (Agus Setiawan, 2016).
Flat slab adalah beton bertulang pelat langsung didukung oleh kolom
beton tanpa menggunakan balok (Ese Soedarsono, 2002).
Slab merupakan elemen horisontal utama yang menyalurkan beban hidup
maupun beban mati ke rangka pendukung vertikal dari suatu sistem struktur (Dr
Edward G.Nawy, PE, 1998).
Jadi flat slab adalah konstruksi pelat datar yang tanpa ditumpu oleh balok-
balok penumpu, tetapi beban yang terjadi di pelat langsung didistribusikan ke
kolom penumpu. Flat slab juga dapat difungsikan sebagai mana pelat biasanya,
yaitu seperti untuk tempat tinggal, perkantoran, tempat usaha, maupun gedung
kuiah.
Untuk menahan gaya geser pada flat slab, terdapat beberapa alternatif antara
lain :
1. Penebalan setempat pada pada pelat (drop panel)
2. Pembesaran pada kepala kolom pada ujung kolom (column capital)
Gambar 2. 4 Flat Slab Dengan Penebalan (sumber: Satrio ,2019)
Analisa struktur flat slab dilakukan menggunakan 2 metode yakni metode desain
langsung (direct design method) dan metode portal ekuivalen (equivalen frame
23
method). Pada dasarnya metode portal ekuivalen memerlukan distribusi momen
beberapa kali, sedangkan metode desain langsung hanya berupa pendekatan dengan
satu kali distribusi momen.
2.4.1 Metode Desain Langsung (Direct Design Method)
Metode langsung merupakan metode pendekatan untuk mengevaluasi dan
mendistribusikan momen total pada panel slab dua arah. Dengan metode ini
diupayakan slab dapat dihitung sebagai bagian dari balok pada suatu portal. Hasil
yang diperoleh dengan meggunakan metode pendekatan ini adalah pendekatan
momen dan geser dengan menggunakan koefisien-koefisien yang disederhanakan.
Berikut adala batasan metode desain langsung berdasarkan SNI 03 β 2847 β 2013 :
1. Paling sedikit ada 3 bentang menerus dalam setiap arah
2. Pelat berbentuk persegi, dengan perbandingan bentang panjang dan
bentang pendek tidak lebih dari 2
3. Panjang bentang yang bersebelahan, diukur antara sumbu ke sumbu
tumpuan, dalam masing-masing arah tidak lebih dari sepertiga bentang
terpanjang
4. Posisi kolom boleh menyimpang maksimum sejauh 10% panjang bentang
5. Beban yang diperhitungkan hanyalah beban gravitasi dan terbagi merata
pada seluruh panel pelat, sedangkan beban hidup terfaktor tidak boleh
lebih dari 2 kali beban mati terfaktor.
6. Pada pelat dengan balok di antara tumpuan pada semua sisinya,
kekuatan relatif balok dalam dua arah harusmemenuhi:
0,2 β€ππ1Γπ2
2
ππ2Γπ12 β€ 0,5 (2.20)
Dimana nilai dari af1 dan af2 dapat dihitung dengan persamaan berikut:
ππ =πΈππΓπΌπ
πΈππ ΓπΌπ (2.21)
2.4.2 Metode Portal Ekuivalen (Equivalent Frame Method)
Guna menganalisa beban horizontal, metode portal ekuivalen berbeda dari
metode perencanaan langsung yang hanya dalam perhitungan momen-momen
longitudinal sepanjang portal kaku ekuivalen. Sebagai alternatif untuk menentukan
24
gaya-gaya dalam pada sistem struktur pelat, dapat digunakan metode portal
ekuivalen. Analisis dengan Metoda Portal Ekuivalen, dilakukan dengan batasan
antara lain :
1. Bangunan dianggap berdiri dari bingkai setara pada garis kolom yang
diambil arah longitudional dan tranversal bangunan.
2. Frame yang terdiri dari deretan kolom atau jalur penyangga dan pelat-balok,
terbatas pada arah lateral oleh panel yang terletak di setiap sisi sumbu kolom
atau tumpuan.
3. Kolom atau tumpuan dianggap terkait dengan jalur balok-balok oleh
komponen yang arahnya dapat melintang dan meluas ke garis tengah panel
di setiap sisi kolom.
4. Jarak yang berdekatan dan sejalar terhadap suatu tepi dibataskan oleh tepi
tersebut dan garis tengah panel yang berada didekatnya.
5. Setiap frame yang setara dapat dianalisis secara keseluruhan; sebagai
alternatif, untuk perhitungan karena beban gravitasi, setiap lantai dan atap
bisa dianalisis secara terpisah dengan mengasumsikan bahwa ujung-ujung
kolom terjepit.
6. Ketika berkas dianalisis secara terpisah, dalam menentukan momen pada
tumpuan, dapat diasumsikan bahwa tumpuan jatuh pada dua rentang
berikutnya disematkan selama balok-pelat terus melewati atas.
2.4.3 Ketebalan Minimum Pelat
Berdasarkan SNI 2847-2019 pada pasal 8.3.1.1 untuk pelat nonprategang
tanpa balok interior yang membentang diantara tumpuan yang memiliki rasio
bentang panjang terhadap bentang pendek maksimum 2, hasus memenuhi ketentuan
pada tabel 2.11 dan memiliki nilai terkecil 100 mm.
25
Tabel 2. 13 Ketebalan Minimum Pelat Dua Arah Nonprategang Tanpa Balok Interior (mm)
fy, MPa
Tanpa drop panel Dengan drop panel
Panel eksterior Panel
interior Panel eksterior
Panel
interior
Tanpa
balok tepi
Dengan
balok tepi
Tanpa
balok tepi
Dengan
balok tepi
280 ln/33 ln/36 ln/36 ln/36 ln/40 ln/40
420 ln/30 ln/33 ln/33 ln/33 ln/36 ln/36
520 ln/28 ln/31 ln/31 ln/31 ln/34 ln/34
Sumber : SNI 2847-2018 Pasal 8.3.1.1
2.4.4 Perencanaan Penulangan Pelat
Dalam perencanaan penulangan pelat terdapat beberapa tahapan antara lain:
1. Penentuan data bangunan
Pada tahap ini data βdata yang digunakan untuk perhitungan pelat seperti dimensi
pelat, tinggi efektif beton (d), kuat tekan beton (fcβ), kuat leleh tulangan baja (fy),
dan momen ultimate (Mu).
2. Menentukan nilai Ξ²1
Berdasarkan SNI 2847-2019 nilai Ξ²1 dapat ditentukan dengan persamaan berikut:
Tabel 2. 14 Nilai Ξ²1 Untuk Distribusi Tegangan Beton Persegi Ekuivalen
fcβ MPa Ξ²1
17 β€ fcβ β€ 28 0,85
28 < fcβ < 55 0,85 β0,05(ππ
β² β 28)
7
fcβ β₯ 55 0,65
Sumber : SNI 2847-2019 Pasal 22.2
3. Menentukan batasan rasio tulangan
πmin 1 = 0,0018Γ420
ππ¦ (2.22)
πmin 2 = 0,0014 (2.23)
ππ =0,85 π½1ππ
β²
ππ¦(
600
600+ππ¦) (2.24)
ππππ₯ = 0,75ππ (2.25)
26
4. Mententukan nilai m
π =ππ¦
0,85ππβ² (2.26)
5. Menentukan nilai faktor penahan lentur (Rn)
π π =ππ’
β ππ2 (2.27)
6. Menentukan rasio tulangan pakai
π =1
π(1 β β1 β
2ππ π
ππ¦) (2.28)
Dimana Οmin < Ο < Οmax
7. Menentukan luas tulangan perlu
π΄π πππππ’ = πππ (2.29)
8. Menentukan jarak antar tulangan (s)
π < 2β (2.30)
π < 450 (2.31)
9. Menentukan daktual
ππππ‘π’ππ = β β π πππππ’π‘ πππ‘ππ β 12β β π‘π’ππππππ (2.32)
10. Menetukan nilai a
π =π΄π Γππ¦
0,85Γππβ²Γπ
(2.33)
11. Menentukan β Mn
ππ = π΄π Γ ππ¦ (π βπ
2) (2.34)
β Mn > Mu
2.4.5 Drop Panel
Dalam SNI 2847-2019 drop panel merupakan penambahan penebalan pelat
disekitar area kolom yang menjorok kebawah. drop panel berfungsi untuk
27
mengurangi ketebalan minimum pelat atau untuk meminimalisir jumlah tulangan
momen negatif pada daerah tumpuan. Selain itu drop panel juga digunakan untuk
memberikan kekuatan geser untuk yang cukup memadai untuk menghindari
terjadinya keruntuhan pons di area kolom. Desain drop panel harus memenuhi
ketentuan yang ada pada SNI 2847-2019 yaitu sebagai berikut:
1. Tebal drop panel
βππππ πππππ β₯1
4Γ βπππππ‘ (2.35)
2. Lebar drop panel
πΏππππ πππππ β₯1
6Γ πΏ (2.36)
Gambar 2. 5 Persyaratan Ketebalan Drop Panel (sumber: Cahyono ,2020)
2.5 Perencanaan Kolom
Kolom merupakan suatu elemen vertikal struktur yang berfungsi sebagai
pemikul beban aksial dengan atau tanpa adanya momen lentur. Kolom memiliki
rasio tinggi terhadap dimensi terkecil 3 atau lebih. Kolom memikul beban yang
berasal dari pelat lantai atau atap dan disalurkan ke pondasi. Secara umum kolom
diklasifikasikan menjadi beberapa kategori.
28
2.5.1 Jenis Kolom
Menurut Setiawan (2016) secara umum kolom diklasifikasikan menjadi beberapa
kategori seperti sebagai berikut :
1. Dari beban yang bekerja, kolom dapat dikategorikan sebagai berikut:
Kolom dengan beban aksial
Kolom dengan beban eksentris
Kolom dengan beban biaksial
2. Dari panjangnya, kolom dapat dikategorikan sebagai berikut:
Kolom pendek, adalah kolom yang keruntuhannya disebabkan oleh
hancurnya beton atau luluhnya tulangan baja dibawah kapasitas ultimit.
Kolom panjang, adalah kolom yang pada perencanaannya
memperhitungkan rasio kelangsingan dan efek tekuk.
3. Dari jenis tulangan sengkang yang digunakan, kolom dapat dikategorikan
sebagai berikut:
Kolom dengan sengkang persegi
Kolom dengan sengkang spiral
4. Dari bentuk penampang, kolom dapat dikategorikan sebagai berikut:
Kolom bujur sangkar
Kolom persegi panjang
Kolom lingkaran
Kolom berbentuk L
Kolom segi delapan
5. Dari materialnya, kolom dapat dikategorikan sebagai berikut:
Kolom beton bertulang biasa
Kolom prategang
Kolom komposiit
29
Gambar 2. 6 Jenis jenis kolom (sumber: Dipohusodo ,1994)
2.5.2. Persyaratan Perencanaan Kolom
Berdasarkan SNI 2847-2019 memberikan batasan dalam perencanaan kolom ,
persyaratan tersebut antara lain:
1. Pada pasal 10.5.1.2 memberikan batasan untuk faktor reduksi kekuatan β ,
yaitu sebesar 0,65 β 0,90 untuk kolom yang menerima momen, gaya aksial,
ataukombinasi keduanya.
2. Pada pasal 10.6.1.1 memberikan batasan untuk tulangan longitudinal
minimum dan makasimum, harus sekurang-kurangnya 0,01Ag dan tidak
boleh melebihi 0,08Ag.
3. Minimal harus dipasang empat buah tulangan memanjang untuk kolom
dengan sengkang persegi ataupun lingkaran.
4. Sengkang spiral harus memiliki diameter minimum 10 mm dan jarak
bersihnya tidak boleh melebhi 75 mm dan tidak kurang dari 25 mm.
5. Tulangan sengkang harus memiliki diameter minimum 10 mm untuk
mengikat tulangan memanjang dengan diameter 32 mm atau kurang,
sedangkan untuk tulangan memanjang dengan diameter lebih dari 32 mm
digunakan tulangan sengkang diameter 13 mm.
6. Jarak vertikal sengkang atau sengkang ikat tidak boleh melebihi 16 kali
diameter tulangan memanjang dan 48 kali diameter sengkang atau dimensi
terkecil dari penampang kolom.
30
2.5.3 Kolom Dengan Beban Aksial
Apabila kolom diberi beban aksial, beton akan merperilaku elastis sampai
batas tegangan mencapai 1/3 fcβ. bila beban pada kolom ditambahkan hingga batas
ultimit, beton akan mencapai kekuatan maksimum dan tulangan baja akan mencapai
kuat luluhnya. Kapasitas beban nominal didapatkan dari persamaan berikut:
ππ = 0,85ππβ²(π΄π β π΄π π‘) + π΄π π‘ππ¦ (2.37)
Berdasarkan SNI 2847-2019 kekuatan tekan aksial nominal tidak boleh melebihi
persamaan berikut ini:
Untuk kolom dengan sengkang persegi :
β ππ = β (0,80)[0,85ππβ²(π΄π β π΄π π‘) + π΄π π‘ππ¦] (2.38)
Untuk kolom dengan sengkang spiral :
β ππ = β (0,85)[0,85ππβ²(π΄π β π΄π π‘) + π΄π π‘ππ¦] (2.38)
Keterangan :
β : 0,65 untuk sengkang persegi
: 0,75 untuk sengkang spiral
Ag : luas total penampang kolom
Ast : luas total tulangan tekan memanjang
2.5.3 Kolom Dengan Beban Eksentris
Kolom yang menahan beban eksentris akan berakibat mengalami tarik
dimana garis netral dianggap kurang dari tinggi efektif penampang (d). Baja yang
tertarik menghasilkan regangan dengan dua kondisi keruntuhan yaitu keruntuhan
tekan dan keruntuhan tarik dengan dibatasi titik seimbang (balance). Dalam
pelaksanaannya, setiap tulangan dipasang sama rata agar memudahkan dalam
pengerjaan, serta menghindari kesalahan saat menempatkan tulangan tarik maupun
tulangan tekan serta mecegah berubahnya tegangan akibat beban gempa. Penentuan
kolom dapat diperhitungkan pada tiga kondisi yaitu:
31
1. Keruntuhan Tarik
Keruntuhan tarik terjadi ketika penampang kolom menerima beban tekan
eksentis yang besar. Keruntuhan terjadi disebabkan oleh tulangan baja yang luluh
dan juga hancurnya beton pada saat regangan tulangan baja melampaui Ξ΅y = (fy/Es).
Analisa keruntuhan tarik dapat dilakukan dengan beberapa tabapan sebagi berikut:
Ketika terjadi keruntuhan tarik, maka tulangan tarik luluh, dan tegangannya
fs = fy. Dengan asumsi tegangan pada tulangan tekan adalah fβs = fy.
Evaluasi nilai Pn pada kondisi setimbang
ππ = πΆπ + πΆπ β π (2.39)
Dimana:
Cc = 0,85 Γ fcβΓ ab
Cs = Asβ(fsβ-0,85Γfcβ)
T = As Γ fy
Hitung Pn dengan mengambil jumlah momen terhada As
πππβ² = πΆπ (π βπ
2) + πΆπ (π β πβ²) (2.40)
Dimana:
eβ = e + dβ
eβ = e + d β h/2
As = Asβ
Samakan Pn dari langkah 2 dan 3
πΆπ + πΆπ β π =1
πβ²[πΆπ (π β
π
2) + πΆπ (π β πβ²)] (2.41)
Rumus tersebut menghasilkan persamaan kuadrat untuk a dengan mensubstitusikan
nilai Cc, Cs, dan T.
Persamaan pada langkah 4 dapat disederhanakan menjadi
π΄π2 + π΅π + πΆ = 0 (2.42)
Dimana:
A =0,425Γ fcβ Γ b
32
B = 0,85 Γ fcβ Γ b(eβ β d) = 2A(eβ β d)
C = Asβ(fsβ β 0,85 Γ fcβ) (eβ β d + dβ) β As Γ fy Γ eβ
a = βπ΅ Β± βπ΅2β4π΄πΆ
2π΄
Asumsikan tulangan tekan sudah luluh apabila Ξ΅sβ β₯ Ξ΅y . jika tidak maka
ππ β² = πΈπ Γ ππ β² (2.43)
Setelah itu ulangi langkah 2 sampai 5 dengan:
Ξ΅sβ = [(c βdβ)c]0,003
Ξ΅y = ππ¦
πΈπ
c = π
π½1
2. Keruntuhan tarik
Keruntuhan tekan pada kolom akan terjadi jika gaya tekan ππ melampaui
gaya tekan pada kondisi seimbang , dan dapat juga bila nilai eksentrisitas, π =
ππ/ππ memiliki nilai yang lebih kecil daripada nilai eksentrisitas dalam kondisi
seimbang ππ (Setiawan, 2016:167). Pada keadaan ini regangan beton akan mencapai
0,003 sedangkan nilai dari regangan pada tulangan baja akan kurang dari ππ¦,
sehingga mengakibatkan sebagian penampang akan berada dalam kondisi tekan.
Keruntuhan tekan dapat di analisis dengan langkah sebagai berikut:
Menentukan jarak sumbu netral pada kondisi seimbang ππ dengan rumus
berikut:
ππ =600
600+ππ¦π (2.44)
Evaluasi nilai Pn pada kondisi setimbang
ππ = πΆπ + πΆπ β π (2.45)
Evaluasi nilai Pn dengan mengambil jumlah momen terhada As
πππβ² = πΆπ (π βπ
2) + πΆπ (π β πβ²) (2.46)
33
Asumsikan suatu nilai π sehingga π > ππ. Menghitung π = π½1π, dengan
asumsi ππ = ππ¦.
Hitung nilai ππ berdasarkan asumsi nilai c
ππ = ππ Γ πΈπ = 600 (πβπ
π) β€ ππ¦ (2.47)
Memeriksa apakah tulangan tekan sudah luluh, apabila belum luluh maka
ππ β² ditentukan menggunakan persamaan berikut:
ππ β² = 600 (πβπβ²
π) β€ ππ¦ (2.48)
3. Keruntuhan seimbang
Kondisi seimbang dapat terjadi jika tulangan tarik luluh dan beton
mengalami batas regangan serta mulai hancur. Berikut langkah analisis kolom
dengan keruntuhan seimbang:
Jika π adalah jarak dari serat tekan beton terluar ke sumbu netral, maka dari
diagram regangan diperoleh hubungan ππ
π=
0,003
0,003+ππ¦
πΈπ β
untuk nilai Es
=200000 MPa maka :
ππ =600
600+ππ¦π (2.49)
Tinggi balok tegangan ekivalen
ππ = π½1 ππ =600
600+ππ¦π½1 π (2.50)
Dengan Ξ²1 = 0,85 untuk fcβ β€ 30 MPa dan berkurang 0,05 setia kenaikan fcβ sebesar
7 MPa
Kesetimbangan gaya dalam arah horizontal dapat dihitung sebagai berikut:
βπ» = 0 ππ β πΆπ β πΆπ + π = 0 (2.51)
Dimana:
Cc = 0,85 Γ fcβΓ ab b
Cs = Asβ(fsβ-0,85Γfcβ)
T = As Γ fy
34
Nilai ππ β² diambil sama dengan fy apabila tulangan tekan sudah luluh
ππ β² = 600 (ππβπβ²
ππ) β€ ππ¦ (2.52)
Sehingga persamaan kesetimbangan gaya arah horizontal dapat dituliskan kembali
dalam persamaan:
ππ = 0,85ππβ²πππ + π΄π β²(ππ β² β 0,85ππ
β²) β π΄π π‘ππ¦ (2.53)
Nilai ππ dihitung dengan mengambil jumlah momen terhadap pusat berat
plastis. Maka didapatkan persamaan:
ππ Γ ππ = πΆπ (π βπ
2β π") + πΆπ (π β πβ² β π") + ππ" (2.54)
Atau
ππ Γ ππ = ππ = 0,85ππβ²πππ (π β
π
2β π") + π΄π β²(ππ β² β 0,85ππ
β²)
(π β πβ² β π") + π΄π π‘ππ¦π" (2.55)
Nilai eksentrisitas pada kondisi seimbang diperoleh dari persamaan
ππ =ππ
ππ (2.56)
2.5.4 Kelangsingan Kolom
Menurut Budiono (2003) kolom langsing merupakan kolom yang memiliki
kelangsingan yang cukup tinggi sehingga penambahan momen sekunder berakibat
tekuk yang disebut keruntuhan geometri. Kolom yang memiliki tumpuan pada
kedua ujungnya berupa sendi dengan panjang tak terkekang sebesar ππ’ serta jarak
antara kedua titik yang mempunyai momen sama dengan nol adalah ππ’, kolom
tersebut memiliki faktor panjang efektif sebesar π = ππ’/ππ’ = 1,0. Jika kedua tumpuan
ujung merupakan jepit dan momen nol terjadi pada jarak ππ’/4 dari kedua tumpuan,
maka nilai dari π = 0,5ππ’/ππ’ = 0,5. Nilai dari k juga dapat ditentukan dengan
nomogram yaitu pada Gambar 2.7, dengan terlebih dahulu menghitung faktor
tahanan ujungnya yaitu ππ’ dan ππ£ sesuai persamaan berikut:
35
πΉβ πΈπΌ/πππππππ
β πΈπΌ/ππππππ (2.57)
a. Portal tak bergoyang b. Portal bergoyang
Gambar 2. 7 Nomogram Faktor Panjang Efektif Kolom (sumber: Setiawan ,2016)
Untuk modulus elastisitas beton bertulang dapat ditentukan dengan persamaan
berikut:
πΈπ = 0,043 Γ π€1,5βππβ² (2.58)
Atau
πΈπ = 4700βππβ² (2.59)
Dimana modulus elastisitas tulangan baja sebesar Es = 200000 MPa.
Untuk menghitung faktor Ξ¨, nilai EI dari balok dan kolom harus dperhitungkan,
dan momen inersia penampang dapat direduksi seperti sebagai berikut:
1. Elemen struktur tekan
Kolom I = 0,70 Ig
Dinding geser (tidak retak) I = 0,70 Ig
Dinding geser (retak) I = 0,35 Ig
36
2. Elemen struktur lentur
Balok I = 0,35 Ig
Pelat datar dan slab datar I = 0,25 Ig
Dimana Ig adalah momen inersia bruto penampang. Sebagai alternatif, momen
inersia untuk elemen struktur tekan dan lentur dapat dihitung dengan persamaan
berikut:
Untuk elemen struktur tekan
πΌ = (0,80 + 25π΄π π‘
π΄π) (1 β
ππ’
ππ’ββ 0,5
ππ’
π0) πΌπ β€ 0,875πΌπ (2.60)
Dimana Pu dan Mu didapatkan dari kombinasi beban yang ditinjau, dan nilai I
tidak perlu diambil lebih kecil dari 0,35 Ig.
Untuk elemen struktur lentur
πΌ = (0,1 + 25π) (1,2 β 0,2ππ€
π) πΌπ β€ 0,51πΌπ (2.61)
Berdasarkan SNI 2847-2019 pengaruh kelangsingan dapat diabaikan jika syarat
berikut ini terpenuhi:
1. Untuk kolom yang tidak ditahan terhadap goyangan samping
πππ’
πβ€ 22 (2.62)
2. Untuk kolom yang ditahan terhadap goyangan samping
πππ’
πβ€ 34 + 12(π1 π2β ) (2.63)
Dan
πππ’
πβ€ 40 (2.63)
2.6 Hubungan Flat Salab β Kolom
Hubungan pelat-kolom mencakup daerah joint dan bagian dari pelat yang
berbatasan dengan kolom. Transfer beban gravitasi antara pelat dan kolom
menimbulkan tegangan geser pada pelat di sekeliling kolom yang disebut dengan
penampang kritis. Disebutkan bahwa posisi penampang kritis adalah pada jarak
yang tidak lebih dari setengah tebal efektif pelat (d/2) dari muka kolom atau dari
tepi luar tulangan geser jika digunakan tulangan geser pada
pelat.(Riawan,dkk,2012) .Sistem Struktur ini sangat umum digunakan di daerah
risiko gempa rendah sampai resiko gempa menengah,di mana itu di perbolehkan
37
sebagai Kekuatan Lateral Tahan Sistem (KLTS), Serta diresiko gempa tinggi sistem
gravitasi dimana saat frame atau dinding geser di sediakan sebagai KLTS utama.
Slab-Kolom frame biasamya digunakan untuk melawan gravitasi dan beban lateral
didaerah gempa rendah sampai sedang dan mendirikan desain baiknya ada
persyaratan untuk menghindari kegagalan meninjau di hubungan kolom-slab.
Biasanya kegagalan geser meninjau dimulai pada lokasi sepanjang bagian
kritis(ditunjukan oleh garis putus putus sekeliling kolom) dimana gunting dari
beban gravitasi menambah gunting dari momen plat yang bekerja pada koneksi
yang dianggap di transfer oleh geser di daerah bagian kritis (gambar 2.5)
Gambar 2. 8 Area keliling hubungan slab-kolom (sumber: Purnama ,2017)
Dalam hal ini, Deformasi lateral struktur menghasilkan momen dan geser
pada koneksi slab-kolom dan hunting dari beban gravitasi di lantai. Retak lentur
akan mengembang pada permukaan atas pelat di bagian momen negatif pada muka
kolom dan bagian bawah slab di sisi yang berlawanan. Urutan penerapan beban
menghasilkan kerusakan yang tidak menyebabkan kegagalan sebelum dievaluasi.
Urutan beban tersebut sangat penting di pertimbangkan karena bangunan yang telah
mengalami deformasi gempa merusak (bahkan jika kerusakan belum mengancam
integritas struktur selama gempa) dapat mengakibatkan kerusakan laten yang dapat
menyebabkan kegagalan di bawah posting berikutnya. (Riawan,dkk,2012)
top related