perhitungan penentuan analisis dinamik respon spektrum
DESCRIPTION
freeTRANSCRIPT
BAB IV
4.1. Pemodelan Struktur
4.1.1. Data Umum Struktur
1. Fungsi gedung : Gedung perkantoran
2. Jenis struktur : Beton bertulang
3. Jenis tanah : Tanah lunak
4. Letak Wilayah : Palembang
5. Mutu beton (fc’) : 30 Mpa
6. Mutu baja (fy) : 400 Mpa
7. Berat jenis beton (γ) : 2400 Mpa
8. Tinggi bangunan : 10 lantai (36 meter)
9. Portal arah X dan Y : 6 meter dan 5 meter
Gambar IV.1. Denah bangunan
4.1.2. Dimensi struktur
Tabel IV.1. Dimensi pelat, balok, kolom portal 10 lantai
Dimensi Portal 10 lantai (40 meter)
Pelat (cm)
Atap 12
Lantai 12
Balok (cm)
B 40
H 50
Dingding geser ( cm)B 35
Kolom (cm)
1 80 x 80
2 80 x 80
3 80 x 80
4 70 x 70
5 70 x 70
6 70 x 70
7 70 x 70
8 60 x 60
9 60 x 60
10 60 x 60
4.1.3. Perhitungan Pembebanan
Gambar 4.2. Element struktur yang masuk ke dalam perhitungan berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap.
1. Berat struktur pada lantai 1
a. Berat sendiri struktur
Berat kolom lantai 1
= (0,8m x 0,8m x 4,5m) x 24kN/m3 x 24 + (0,8m x 0,8m x 1,75m) x
24kN/m3 x 24
= 1658,88 kN + 645,12 kN
= 2304 kN
Berat balok lantai 1
Element struktur yang diperhitungkan untuk berat lantai 10
Element struktur yang diperhitungkan untuk berat lantai 1
Element struktur yang diperhitungkan untuk berat lantai 2-9 dengan variasi dimensi kolom
Kolom-kolom yang diperhitungkan hanya ½ dari tinggi kolom lantai 10untuk perhitungan berat struktur lantai 10 atap
setengah kolom lantai 2 masuk ke dalam perhitungan berat lantai 1
= (0,4m x 0,5m (6m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x
(5m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 18
= 499,2 kN + 362,88 kN
= 862,08 kN
Berat pelat lantai 1
= (30m x 15m) x 0,12m x 24kN/m3
= 1296 kN
Berat dingding geser ( Shear wall)
= (4,2m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2 + (4,2m x 0,35m x 1,75m) x
24kN/m3 x 2
= 261,072 kN + 123,48 kN
= 384,552 kN
2. Berat struktur pada lantai – lantai lainnya (tipikal)
a. Berat sendiri struktur
Berat kolom untuk lantai 2
= (0,8m x 0,8m x 3,5m) x 24kN/m3 x 24
= 1290,24
Berat kolom untuk lantai 3
= (0,8m x 0,8m x 1,75m) x 24kN/m3 x 24 + ( 0,7m x 0,7m x 1,75m)
x 24kN/m3 x 24
= 645,12 kN +493,92 kN
= 1139,04 kN
Berat kolom untuk lantai 4,5, dan 6
= (0,7m x 0,7m x 3,5m) x 24kN/m3 x 24
= 987,84 kN
Berat kolom untuk lantai 8 dan 9
= (0,6m x 0,6m x 3,5m) x 24kN/m3 x 24
= 725,76 kN
Berat balok lantai untuk 2 dan 3
= (0,4m x 0,5m (6m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x
(5m-0,4m-0,4m)) x 24kN/m3 x 18
= 499,2 kN + 362,88 kN
= 862,08 kN
Berat balok lantai untuk 4,5,6, dan 7
= (0,4m x 0,5m (6m-0,35m-0,35m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m
x (5m-0,35m-0,35m)) x 24kN/m3 x 18
= 508,8 kN + 371,52 kN
= 880,32 kN
Berat balok lantai untuk 8, dan 9
= (0,4m x 0,5m (6m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x
(5m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 18
= 518,4 kN + 380,16 kN
= 898,56 kN
Berat pelat untuk lantai 2-9
= (30m x 15m) x 0,12m x 24kN/m3
= 1296 kN
Berat dingding geser ( Shear wall) untuk lantai 2 dan 3
= (4,2m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2
= 261,072 kN
Berat dingding geser ( Shear wall) untuk lantai 4,5,6, dan 7
= (4,3m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2
= 267,288 kN
Berat dingding geser ( Shear wall) untuk lantai 8 dan 9
= (4,4m x 0,35 x 3,7m) x 24kN/m3 x 2
= 273,504 kN
3. Berat struktur pada lantai 10
a. Berat sendiri struktur
Berat kolom lantai 10
= (0,6m x 0,6m x 1,75m) x 24kN/m3 x 24
= 362,88 kN
Berat balok lantai 10
= (0,4m x 0,5m (6m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 20 + (0,4m x 0,5m x
(5m-0,3m-0,3m)) x 24kN/m3 x 18
= 518,4 kN + 380,16 kN
= 898,56 kN
Berat pelat lantai 10
= (30m x 15m) x 0,12m x 24kN/m3
= 1296 kN
Berat dingding geser ( Shear wall)
= (4,4m x 0,35 x 1,75m) x 24kN/m3 x 2
= 129,36 kN
4. Berat tambahan beban mati (dead load) tiap lantai (lantai 2-9)
a. Berat partisi = 2,5 kN/m3
b. Beban screed + keramik + Plafond + mekanical electical = 1,6 kN/m3
= (2,5 + 1,6 )kN/m3 x 15m x 30 m
= 1845 kN
5. Beban hidup tiap lantai (lantai 2-9)
= 2,5 kN/m3 x 15m x 30m
= 1125 kN (Beban hidup dapat direduksi sehingga beban
hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 %
saja)
= 337,5 kN
6. Berat tambahan beban mati (dead load) untuk atap (lantai 10)
a. Beban plafond + mekanical, dan electrical = 0,5 kN/m3
7. Beban hidup pada atap (lantai 10)
= 1,5 kN/m3 x 15m x 30m
= 675 kN (Beban hidup dapat direduksi sehingga beban
hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 %
saja)
= 202,5 kN
4.1.4. Perhitungan Rekapitulasi beban struktur
Berat struktur per lantai :
Lantai 1 = berat kolom lantai 1 + berat balok lantai 1 + berat pelat lantai 1 + berat dingding geser/ shera wall + beban mati tambahan + beban hidup lantai 1
= 2304 kN + 862,08 kN + 1296 kN + 384,552 kN + 1845 kN + 337,5 kN
= 7029,132 kN
Untuk berat struktur tiap lantai disajikan dalam tabel berikut ini.
Tabel IV.2. Berat struktur per lantai model A
Lantai Tinggi hx (m) Berat lantai wx (kN) wx . hx (kN.m)
10 36 3114,3 121114,8
9 32,5 4650,56 151143,2
8 29 4650,56 134866,24
7 25,5 5482,908 139814,15
6 22 5613,94 123506,68
5 18,5 5613,94 103857,89
4 15 5613,94 84209,1
3 11,5 5740,69 66017,935
2 8 5891,89 47135,12
1 4,5 7029,13 31631,085
Σ 53401,858 1003296,2
Tabel IV.3. Berat struktur per lantai model B
Lantai Tinggi hx (m) Berat lantai wx (kN) wx . hx (kN.m)
10 36 2984,94 107457,84
9 32,5 4377,056 142254,32
8 29 4377,056 126934,624
7 25,5 5215,62 132998,31
6 22 5346,652 117626,344
5 18,5 5346,652 98913,062
4 15 5346,652 80199,78
3 11,5 5479,618 63015,607
2 8 5630,818 45046,544
1 4,5 6644,578 29900,601
Σ 50749,642 944347,032
4.1.5. Beban Gempa
1. Menentukan nilai Ss dan S1
Untuk mendapatkan nilai parameter respon spektral percepatan gempa MCER
terpetakan untuk periode pendek (Ss) dan parameter respon spektral percepatan
gempa MCER terpetakan untuk periode 1,0 detik dapat dilakukan dengan mengetahui
koordinat lokasi proyek yang akan dibangun, dalam hal ini adalah Palembang yaitu (-
2.990934, 104.75655649999999) nilai ini bisa didapat dari aplikasi google map.
kemudian nilai terebut kita masukan ke website PU maka akan kita dapatkan
nilainya. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/sec
Ss = 0,264 g
S1 = 0,165 g
Gambar IV.3. koordinat lokasi Palembang
2. Menentukan kategori risiko dan faktor keutamaan bangunan Ie
Bangunan yang akan direncanakan adalah gedung kampus dan fasilitas
pendidikan termasuk ke kategori IV.
Tabel IV.4. Kategori resiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa
Jenis BangunanKategori
Risiko
Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas yang
penting, termasu, tetapi tidak dibatasi untuk :
Bangunan-bangunan monumental
gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
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, angin badai,
dan tempat tempat perlindungan lainnya.
Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasilitas lainnya untuk tanggap darurat.
struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,
tangki penyimpanan minyak bakar, menara pendingin,
stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau
struktur rumah atau struktur pendukung air atau material
peralatan pemadam kebakaran ) yang di isyaratkan untuk
beroperasi pada saat keadaan darurat.
Gedung dan nongedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan
fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori IV
IV
Tabel IV.5 Faktor keutamaan gempa
Kategori resiko Faktor keutamaan gempa Ie
I atau II 1,0
III 1,25
IV 1,50
Jadi untuk kategori bangunan gedung sekolah dan fasilitas pendidikan yang
termasuk ke kategori IV didapat nilai Ie = 1,50
3. Menentukan kategori desain seismik (KDS) untuk kota Palembang
3.1. Menentukan koefisien situs Fa dan Fv untuk Kota Palembang
Untuk menentukan koefisien situs Fa dan Fv pertama harus ditentukan jenis
tanah dimana proyek tersebut akan dibangun, dalam hal ini adalah palembang
dengan asumsi jenis tanah lunak (SE).
Tabel IV.6. Koefisien situs, Fa
Kelas situsParameter respon spektral perceptan gempa (MCER) terpetakan pada
periode pendek, T=0,2 detik, Ss
Ss ≤0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss ≥ 1,25
SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0
SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0
SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9
SF SSb
Catatan : Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier
Tabel IV.7. Koefisien situs, Fv
Kelas situsParameter respon spektral perceptan gempa (MCER) terpetakan pada
periode 1 detik, S1
Ss ≤0,1 Ss = 0,2 Ss = 0,3 Ss = 0,4 Ss ≥ 0,5
SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3
SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5
SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4
SF SSb
Catatan : Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier
Untuk nilai Ss = 0,264 g karena tidak terdapat pada tabel, maka di interpolasi antara
nilai Ss = 0,25 dan Ss = 0,5 sehingga didapat hasilnya untuk Ss = 0,264 g Fa = 2,456.
begitu juga dengan nilai S1 0,165 g harus diinterpolasi antara S1 = 0,1 dan S1 = 0,2
didapat hasilnya untuk S1 = 0,165 g Fv = 3,306
3.2. Menentukan spektral respon percepatan Sds dan Sd1 untuk kota Palembang
Untuk kelas situs SE – Tanah Lunak
SDS = 2/3 (Fa x Ss)
= 2/3 (2,456 x 0,264)
= 0,432 g
SD1 = 2/3 (Fv x S1)
= 2/3 (3,305 x 0,165)
= 0,363 g
Tabel IV.8. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode pendek
Nilai SDSKategori risiko
I atau II atau III IVSDS < 0,167 A A
0,167≤ SDS < 0,33 B C0,33≤ SDS < 0,50 C D
0,50 ≤ SDS D D
Tabel IV.8. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respon percepatan pada periode 1 detik
Nilai SD1Kategori risiko
I atau II atau III IVSD1 < 0,167 A A
0,067≤ SD1 < 0,133 B C0,133≤ SD1 < 0,20 C D
0,20 ≤ SD1 D DKesimpulan : Untuk jenis pemanfaatan, Kategori risiko dan jenis tanah lunak didapat
Kategori Disain seismik (KDS) D
4. Membuat Spektrum Respon disain
Rekapitulasi nilai-nilai parameter respon spektrum
Ss = 0,264 g, S1 = 0,165 g, Fa = 2,456, Fv = 3,306, SDS = 0,432 g, SD1= 0,363 g
T0 = 0,2 SD1 / SDS
= 0,2 x 0,363 g / 0,432 g
= 0,168
Ts = SD1 / SDS
= 0,363 g / 0,432 g
= 0,841
Tabel IV.9. koordintat Spektrum respon disain
X Y X Y0 0,1728 0,841 0,431629
0,168 0,432 0,841 0,4316290,841 0,432 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629 0,841 0,4316290,841 0,431629
Grafik IV.1. Spektrum respon disain
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
Spektrum Respon Disain
Periode, T (detik)
Per
cepa
tan
resp
on s
pekt
ra, S
a (g
)