View
5
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Gempa merupakan bencana yang bukan mematikan, tetapi bangunan yang
buruk atau gagallah yang membunuh manusia. Dalam data-data yang berhasil
dikumpulkan menunjukkan bahwa rata-rata setiap tahun ada beberapa gempa bumi
yang mengakibatkan kematian pada manusia, dan kerusakan bangunan yang cukup
besar di Indonesia. Sebagian besar terjadi di bagian daerah lepas pantai dan
sebagian terjadi di daerah pemukiman yang cukup padat. Pada daerah pemukiman
yang cukup padat perlu adanya sesuatu perlindungan atau mengurangi jumlah
kematian penduduk dan kerusakan bangunan yang cukup berat akibat terjadinya
goncangan gempa. Dengan menggunakan prinsip teknik yang tepat, detail
konstruksi yang baik dan praktis maka kerugian harta benda dan kematian jiwa
manusia dapat dikurangi.
Hal ini dapat dilihat pada berbagai kejadian gempa dalam beberapa tahun
terakhir yang melanda bebrapa daerah Indonesia dan menyebabkan kerusakan
bergabagai sarana dan prasarana di daerah-daerah yang terkena dampak berncana
tersebut. Kondisi alam ini menyebabkan perlunya pemunhan terhadap kaidah-
kaidah perencanaan atau pelaksanaan sistem struktur tahan gempa pada setiap
struktur bangunan yang akan didirikan di wilayah Indonesia, khususnya di wilayah
dengan kerawanan atau resiko gempa yang cukup tinggi. Hal ini bertujuan agar
pada saat terjadinya gempa struktur bangunan dapat bertahan dan melindungi
penghuni dari resiko bahaya gempa. Kiadah-kaidah dalam perencanaan atau
pelaksanaan struktur bangunan tahan gempa tersebut belum dapat sepenuhnya
diterapkan pada pelaksanaan struktur bangunan di daerah berbagai wilaya di
Indonesia, khususnya pada pelaksanaan struktur bangunan beton bertulang.
Gedung FISIP Universitas Muhammadiyah Sidoarjo yang terletak di Jl.
Raya Candi No.666B, Sidoarjo, Jawa Timur ini termasuk wilayah 3 pada katagori
wilayah kegempaan, wilayah yang mempunyai potensi sedang untuk mengalami
5
gempa. Gedung ini dirancang dengan kekuatan yang terbilang cukup aman, namun
belum dirancang untuk bangunan tahan gempa. Maka dari itu, saya akan melakukan
analisa untuk perencanaan struktur gedung tahan gempa dengan menggunakan
sistem rangka pemikul momen meliputi struktur yang ada pada gedung ini
diantaranya kolom, balok dan plat yang akan menjadikan gedung ini semakin kuat
untuk resiko tahan gempa.
2.2 Pembebanan
Pembebanan pada struktur bangunan sangatlah penting dalam perencanaan
sebuah gedung. Kesalahan dalam perencanaan beban atau penerapan beban dapat
mengakibatkan kesalahan fatal pada hasil perencanaan bangunan tersebut. Maka
dari itu struktur sebuah gedung merencanakan kekuatannya terhadap beban vertikal
dan beban horizontal. Beban vertikal dapat berupa beban mati dan beban hidup,
sedangkan beban horizontal dapat berupa beban gempa dan beban angin.
2.3.1 Beban Mati (DL)
Menurut SNI 1727-2013 beban mati merupakan berat seluruh bahan
konstruksi bangunan gedung yang terpasang termasuk dinding, lantai, atap, plafon,
tangga dan komponen arsitektural dan struktural lainnya.
Menurut PPIUG 1983 berat material bangunan tergnatung dari jenis
bangunan yang digunakan pada konstruksi bangunan tersebut, berikut contoh berat
sendiri bahan bangunan dan komponen gedungnya :
1. Baja = 7850 kg/m3
2. Batu alam = 2600 kg/m3
3. Beton bertulang = 2400 kg/m3
4. Pasangan batu merah = 1700 kg/m3
Beban mati tambahan, beban yang berasal dari finishing seperti beban dari
lantai, beban dari dinding, dan beban tambahan lainnya. Berikut berat dari beban
tambahan menurut PPIUG 1983 :
1. Beban keramik = 24 kg/m2
2. Plesteran 2,5 cm = 53 kg/m2
6
3. Beban plafond dan penggantung = 18 kg/m2
4. Beban dinding = 250 kg/m2
2.3.2 Beban Hidup (LL)
Menurut SNI 1727-2013 beban hidup merupakan beban yang diakibatkan
oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain yang tidak
termasuk beban kosntruksi dan beban lingkungan seperti beban angin, beban hujan,
beban gempa, beban banjir, atau beban mati.
Menurut SNI 1727-2013, pembebanan telah ditetapkan bahwa fungsi
sebuah bangunan atau ruangan di dalam gedung dapat membuat beban tersebut
berbeda. Berikut beban hidup berdasarkan dari fungsinya :
Tabel 2.1 Beban hidup distribusi merata minimun dan beban terpusat
minimum menurut SNI 1727-2013.
Hunian atau penggunaan Merata psf (kN/m2) Terpusat lb
(kN)
Apartemen (rumah ringgal)
Sistem lantai akses
Ruang kantor
Ruang komputer
50 (2,4)
100 (4,79)
2 000 (8,9)
2 000 (8,9)
Gudang dan ruang latihan 150 (7,18)a
Ruang pertemuan
Kuat tetap (terikat di lantai)
Lobi
Kursi dapat dipindahkan
Panggung pertemuan
Lantai podium
100 (4,79)a
100 (4,79)a
100 (4,79)a
100 (4,79)a
150 (7,18)a
Balkon dan dek
1,5 kali beban hidup
untuk daerah yang
dilayani. Tidak perlu
melebihi 100 psf (4,79
kN/m2)
Jalur akses pemeliharaan 40 (1,92) 300 (1,33)
Koridor
Lantai pertama
Lantai lain
100 (4,79)
Sama seperti pelayanan
hunian kecuali
disebutkan lain
Ruang makan dan restoran 100 (4,79)a
Hunian
Ruang mesin elevator 300 (1,33)
7
Konstruksi pelat lain 200 (0,89)
Jalur penyelamatan terhadap kebakaran
Hunian satu keluarga
100 (4,79)
40 (1,92)
Tangga permanen Lihat pasal 4.5
Garasi/parkir
Mobil penumpang saja
Truk dan bus
40 (1,92)a,b,c
Susuran tangga, rel pengaman dan batang pegangan Lihat pasal 4.5
Helipad 60 (2,78)
Rumah sakit
Ruang operasi, laboratorium
Ruang pasien
Koridor diatas lantai pertama
60 (2,78)
40 (1,92)
80 (3,83)
1 000 (4,45)
1 000 (4,45)
1 000 (4,45)
Hotel (rumah tinggal)
Perpustakaan
Ruang baca
Ruang penyimpanan
Korudor di atas lantai pertama
60 (2,78)
150 (7,18)
80 (3,83)
1 000 (4,45)
1 000 (4,45)
1 000 (4,45)
Pabrik
Ringan
Berat
125 (6,00)
250 (11,97
2 000 (8,90)
3 000
(13,40)
Gedung perkantoran
Ruang arsip dan komputer
Lobi dan koridor lantai pertama
Kantor
Koridor di atas lantai pertama
100 (4,79)
50 (2,40)
80 (4,79)
2 000 (8,90)
2 000 (8,90)
2 000 (8,90)
Lembaga hukum
Blok sel
Koridor
40 ( 1,92)
100 (4,79)
Tempat rekreasi
Tempat bwoling, kolam renang
Bangsal dansa dan ruang dansa
Gimnasum
Tempat menonton baik terbuka atau tertutup
Stadium dan tribun/arena dengan tempat duduk
tetap (terikat pada lantai)
75 (3,59)
100 (4,79)
100 (4,79)
100 (4,79)
60 (2,87)
Rumah tinggal
Hunian (satu keluarga dan dua keluarga)
Loteng yang tidak dapat didiami tanpa gudang
Loteng yang tidak dapat didiami dengan
gudang
Loteng yang dapat didiami dan ruang tidur
Semua hunian rumah tinggal lainnya
Ruang pribadi dan koridor
Ruang
Ruang publik dan koridor
10 (0,48)
20 (0,96)
30 (1,44)
40 (1,92)
40 (1,92)
100 (4,79)
8
Atap
Atap datar, bubungan, dan lengkung
Atap digunakan untuk atap taman
Atap digunakan untuk tujuan lain
Atap yang digunakan untuk hunian lainnya
Awning dan kanopi
Konstruksi pabrik yang didukung oleh struktur
rangka kaku ringan
Rangka tumpu layar penutup
Semua konstruksi lainnya
Komponen struktur atap utama
Titik panel tunggal dari batang bawah rangka
atap atau setiap titik sepanjang komponen struktur
utama mendukung atap diatas pabrik, gudang, dan
perbaikan garasi
Semua komponen struktur atap lainnya
Semua permukaan atap dengan beban pekerja
pemeliharaan
20 (0,96)
100 (4,79)
Sama seperti hunian
dilayani
5 (0,24) tidak boleh
direduksi
5 (0,24) tidak boleh
direduksi
20 (0,96)
200 (0,89)
2 000 (8,9)
300 (1,33)
300 (1,33)
Sekolah
Ruang kelas
Koridor di atas lantai pertama
Koridor lantai pertama
40 (1,92)
80 (3,83)
100 (4,79)
1 000 (4,5)
1 000 (4,5)
1 000 (4,5)
Bak-bak, rusuk untuk atap kaca dan langit-langit
yang dapat diakses
200 (0,89)
Pinggir jalan untuk pejalan kaki, jalan lintas
kendaraan, dan lahan/jalan untuk truk-truk
250 (11,97) 8 000 (35,6)
Tangga dan jalan keluar
Rumah tinggal untuk satu dan dua keluarga
100 (4,79)
40 (1,92)
300
300
Gudang diatas langit-langit
Gudnag menyimpan barang sebelum disalurkan ke
pengecer
Ringan
Berat
20 (0,96)
125 (6,00)
250 (11,97)
Toko
Eceran
Lantai pertama
Lantai dasar
Grosir, di semua lantai
100 (4,79)
75 (3,59)
125 (6,00)
1 000 (4,45)
1 000 (4,45)
1 000 (4,45)
Penghalang kendaraan Lihat pasal 4.5
Susuran jalan dan panggung yang ditinggikan 60 (2,87)
Perkarangan dan teras, jalur pejalan kaki 100 (4,79)
9
2.3.3 Beban Gempa
Beban gempa merupakan beban yang timbul akibat percepatan getaran
tanah pada saat gempa terjadi. Untuk merencanakan struktur bangunan tahan
gempa, perlu diiketahui percepatan yang terjadi pada batuan dasar. Berdasarkan
hasil penelitian yang telah dilakukan, wilayah Indonesia dapat dibagi ke dalam 6
wilayah zona gempa.
Struktur yang direncanakan terletak di kota Sidoarjo. Dalam katagori SNI
1726-2002 daerah Sidoarjo terletak pada wilayah zona gempa 3. Pengaruh gempa
pada gedung ini dapat ditinjau sebagai pengaruh beban gempa statik ekivalen
sehingga dapat menggunakan analisis statik ekivalen.
Mencangkup semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung atau
bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa tersebut.
Beban geser statik ekivalen yang terjadi di tekanan dasar dapat dihiyung dengan
persamaan :
V = ๐ถ . ๐ผ
๐ . Wt ........................................................................................................ (2.1)
Dimana :
C = nilai faktor respons gempa yang didapat dari spektrum respon
gempa rencana.
Wt = berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai.
Beban geser nominal V dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung tersebut
dan menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi, yang menangkap pada
pust massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan :
Fi = Wi . Zi
โ Wi ni=1 . Zi
. Vi ............................................................................................... (2.2)
Dimana :
Wi = berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai.
Zi = ketinggian lantai tingkat ke-i.
n = nomer lantai tingkat paling atas.
10
Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah
masing-masing sumbu utama menggunakan rumus sebagai berikut :
Ti = 6,3 . โโ Wi
ni=1 . di
2
g.โ Fini=1 . di
........................................................................................ (2.3)
Dimana :
di = simpangan horisontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm
g = percepatan gravitasi = 9,8 m/det2.
2.3.3.1 Percepatan Spektral Desain
Menurut SNI 1726-2012 percepatan spektral desain untuk perioda pendek,
SDS dan pada perioda 1 detik SD1 harus menggunakan persamaan sebagai berikut :
SDS = 2
3 SMS .......................................................................................................... (2.4)
SD1 = 2
3 SM1 ........................................................................................................... (2.5)
2.3.3.2 Spektrum Respon Desain
Untuk periode yang lebih kecil dari T0 spektrum respons percepatan desain
Sa1 harus diambil dari persamaan :
Sa = SDS (0,4 + 0,6 ๐
๐0) ......................................................................................... (2.6)
Untuk periode lebih besar Ts spektrum respons percepatan desain Sa diambil
berdasarkan persamaan :
Sa = ๐๐ท1
๐ ............................................................................................................... (2.7)
Dengan :
SDS = parameter respons spektral percepatan desain pada periode pendek
SD1 = parameter respons spektral percepatan desain pada periode 1 detik
T = periode getar fundamental struktur
T0 = 0,2 ๐๐ท1
๐๐ท๐
11
Ts = ๐๐ท1
๐๐ท๐
Gambar 2.1 Spektrum Respons Desain
2.3.3.3 Katagori resiko gempa menurut SNI 1726-2002
Tabel 2.2 Katagori Resiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban
Gempa.
Jenis pemanfaatan Katagori resiko
Gedung dan non gedung yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa manusia pada
saat terjadi kegagalan, termasuk, tapitidak dibatasi untuk, antara lain :
- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, perikanan
- Fasilitas sementara
- Fudang penyimpanan
- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
I
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori resi I, II, IV
termasuk taoi tidak dibatasi untuk :
- Perumahan
- Rumah toko dan rumah kantor
- Pasar
- Gedung perkantoran
- Gedung apartemen / rumah susun
- Pusat Perbelanjaan
- Bangunan industri
II
12
- Fasilitas manufaktur
- Pabrik
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 dalam kategori resiko IV yang memiliki
potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar atau gangguan masal
terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari apabila terjadi kegagalan, termasuk, tap
tidak dibatasi untuk :
- Pusat pembangkit listrik biasa
- Fasilitas penanganan air
- Fasilitas penanganan limbah
- Pusat telekomunikasi
Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori IV, (termasuk tetapi
tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan,
pengguanaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia
berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung
bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai
batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan
bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.
III
Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk,
tetapi tidak dibatsi untuk :
- Bangunan-bangunan monumental
- Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah
dan unit gawat darurat
- Fasiltas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi
kendaraan darurat
- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat
berlindung 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, tangki penyimpanan
bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam
kebakaran atau struktur rumah atau strukur pendukung air atau material atau
perlatan pemadam kebakaran) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat
keadaan darurat.
Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur
bangunan lainnya yang masuk ke dalam akategori resiko IV.
IV
13
2.3.3.4 Faktor kutamaan gempa menurut SNI 1726-2002
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan Gempa.
Kategori resiko Faktor keutamaan gempa Ie
I atau II 1,0
III 1,25
IV 1,50
2.3.3.5 Koefisien Situs
Tabel 2.4 Koefisien Situs Fa.
Kelas
Situs
Parameter respons spektral percepatan gempa MCERterpetakan pada
operioda pendek, T=0,2 detik Ss
Ss โค 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss โฅ 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
Tabel 2.5 Koefisien Situs Fv.
Kelas
Situs
Parameter respons spektral percepatan gempa MCERterpetakan pada
perioda 1 detik, S1
S1 โค 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 โฅ 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
2.3.3.6 Kategori Desain Seismik
Tabel 2.6 Katagori Desain Seismik untuk Periode Pendek.
Nilai SDS Kategori Desain
I atau II atau III IV
SDS < 0,167 A A
14
0,167 โค SDS < 0,33 B C
0,33 โค SDS < 0,50 C D
0,50 โค SDS D D
Tabel 2.7 Katagori Desain Seismik untuk Periode 1 detik.
Nilai SD1 Kategori Desain
I atau II atau III IV
SD1 < 0,167 A A
0,067 โค SD1 < 0,133 B C
0,133 โค SD1 < 0,20 C D
0,20 โค SD1 D D
2.3.3.7 Pengaruh Beban Gempa Vertikal
Menurut SNI 1726-2012 pengaruh beban vertikal Ev harus ditentukan
dengan persamaan :
Ev = 0,2 SDS D .................................................................................................... (2.8)
Dengan :
SDS = parameter percepatan spektrum respons desain pada periode pendek
D = pengaruh beban mati
2.3.3.8 Pengaruh Beban Gempa Horisontal
Menurut SNI 1726-2012 pengaruh beban hotisontal Eh harus ditentukan
dengan persamaan :
Eh = ๐๐๐ธ ............................................................................................................. (2.9)
Dengan :
๐๐ธ = pengaruh gaya beban horisontal dari V atau Fp
๐ = faktor redundansi
2.3.4 Beban Angin
Menurut PPIUG 1983, beban angin ditentukan dengan adanya tekanan
positif dan tekanan negatif yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang yang
ditinjau. Besarnya tekakan positif dan tekanan negatif ini dinyatakan dalam kg/m2.
15
2.3.5 Beban Kombinasi
Dalam SNI 1726-2012 stuktur bangunan dan non bangunan harus dirancang
menggunakan kombinasi pembebanan berdasarkan kombinasi beban metode
tegangan ijin dan metode ultimit.
Tabel 2.8 Kombinasi Beban untuk Metode Ultimit dan Metode Tegangan Ijin
Beban Metode Ultimit Metode Tegangan Ijin
Beban Mati 1,4 D D
Beban Hidup 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau R)
D + L
D + (Lr atau R)
D + 0,75 L + 0,75 (Lr atau R)
Beban Angin
1,2 D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5
W)
1,2 D + 1,0 W + L +0,5 (Lr atau R)
0,9 D + 1,0 W
0,6 D + 0,6 W
0,6 D + 0,7 E
D + (0,6W atau 0,7 E)
D + 0,75 (0,6 W atau 0,7 E)
D + 0,75 (0,6 W atau 0,7 E) + 0,75
L + 0,75 (Lr atau R) Beban Gempa 1,2 D + 1,0 E + L
0,9 D + 1,0 E
2.3 Beton Bertulang
Menurut Dipohusodo (1994) beton bertulang adalah brton yang diperkuat
dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu
membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan gaya tarik. Dengan
demikian tersusun pembagian tugas, di mana batang tulangan baja bertugas
memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya diperhitungkan untuk
menahan gaya tekan.
Menurut SNI-03-2847-2002 beton bertulang adalah beton yang ditulangi
dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum, yang
disyaratkan dengan atau tanpa prategang, dan direncanakan berdasarkan asumsi
bahwa kesua material bekerja bersamam-sama dalam menahan gaya yang bekerja.
2.3.1 Kuat Beton Terhadap Gaya Tekan
Menurut Dipohusodo (1994) kuat Beton Terhadap Gaya Tekan Perilaku
komponen struktur beton bertulang pada waktu menahan beban diantaranya ialah
16
gaya aksial, gaya geser, puntiran ataupun merupakan gabungan dari gaya-gaya
tersebut. Secara umum dapat dipahami bahwa perilaku tersebut tergantung pada
hubungan tegangan โ regangan yang terjadi didalam beton dan juga jenis tegangan
yang ditahan.
Gambar 2.2 Regangan Tegangan pada Beton
2.3.2 Kuat Beton Terhadap Gaya Tarik
Menurut Dipohusodo (1994) Nilai kuat tekan dan tarik beton tidak
berbanding lurus, setiap usaha perbaikan mutu kekuatan tekan hanya disertai
peningkatan kecil nilai kuat tariknya. Suatu perkiraan kasar dapat dipakai, bahwa
nilai kuat tarik bahan beton normal hanya berkisar antara 9% - 15% dari kuat
tekannya. Kuat tarik bahan beton dapat ditentukan melalui pengujian split cylinder
yang umumnya memberikan hasil yang lebih baik dan lebih mencerminkan kuat
tarik yang sebenernya. Tegangan tarik yang timbul sewaktu benda uji terbelah
disebut sebagai split cylinder strength, diperhitungakan sebagai berikut:
๐๐ก = 2
ฯ
๐
LD .......................................................................................................... (2.10)
Dengan :
ft = kuat tarik belah (N/m2)
P = beban pada waktu belah (N)
L = panjang benda uji silinder (m)
17
D = diameter benda uji silinder (m)
2.4 Perencanaan Struktur
2.4.1 Perencanaan Plat
Pelat merupakan komponen srtuktur bangunan yang secara khusus terbuat
dari material monolit yang tingginya lebih kecil dibandingkan dengan dimensi-
dimensi lainnya. Pelat juga merupakan suatu struktur yang menahan beban hidup
secara langsung. Pelat dibagi menjadi 2 yaitu :
2.4.1.1 Pelat satu arah
Menurut Rusdianto (2005), apabila perbandingan sisi panjang terhadap sisi
pendek yang saling tegak lurus lebih besar dari, maka pelat dapat dianggap hanya
bekerja sebagai pelat satu arah. Pada pelat dengan penulangan satu arah beban luar
yang bekerja pada pelat akan didistribusikan kearah sisi bentang pendek sehingga
didalam perencanaan pelat dapat dianggap sebagai balok tunggal atau balok
menerus searah dengan sisi bentang pendek pelat.
Tebal minimum balok dan pelat satu arah non prategang bila lendutan tidak
dihitung dapat direncanakn berdasarkan SNI T-15-03-1993 pasal 3.2.5 sebagai
berikut :
Tabel 2.9 Minimum Balok atau Pelat Satu Arah Bila Lendutan Tidak
Tiperhitungkan
Tebal minimum h
Komponen
struktur
Dua tumpuan Satu ujung menerus Kedua ujung
menerus Kantilever
Komponen tidak mendukung atau menyatu dengan partisi atau konstruksi lain
yang akan rusak karena lendutan besar.
Pelat solid atau
arah
๐ฟ๐
20
๐ฟ๐
24
๐ฟ๐
28
๐ฟ๐
10
Balok atau pelat
lajur satu arah
๐ฟ๐
16
๐ฟ๐
18,5
๐ฟ๐
21
๐ฟ๐
8
Pelat yang menerus adalah bersifat statis tak tentu sehingga dalam
perhitungannya harus menggunakan sifat-sifat mekanika tak tentu. Banyak metode
yang digunakan untuk menghitung momen dan gaya lintang pada struktur statis tak
tentu. Pada kondisi tertentu dimana pelat harus mempunyai bentang, beban, dan
18
dimensi yang sama atau hampir sama. Dengan demikian maka ringkasan langkah-
langkah atau perencanaan plat terlentur satu arah adalah sebagai berikut :
โข Hitung tebal plat.
โข Hitung beban mati beban berat sendiri plat, kemudian itung beban
rencana total.
โข Hitung momen rencana Mu.
โข Perkirakan atau hitung tinggi efektif plat d.
โข Hitung k perlu :
k = ๐๐ข
โ ๐๐2.................................................................................... (2.11)
โข Tentukan rasio penulangan p dan yang tidak melampaui Pmaks
apabila p > P maks maka plat dibuat lebih tebal lagi.
โข Hitung As yang diperlukan :
As = p.b.d ................................................................................. (2.12)
โข Dengan menggunakan tabel A-3 pilihlah tulangan baja pokok yang
akan dipasang. Periksalah jarak maksimum antara tulangan dari
pusat ke pusat 3h atau 500 mm.
โข Sesuai SK SNI T-15-1991-03 pilih tulangan untuk susut dan suhu
As = 0,0020 bh (400
๐๐ฆ) untuk baja mutu 30 ................................. (2.13)
As = 0,0018 bh (400
๐๐ฆ) untuk baja mutu 40 ................................. (2.14)
โข Jumlah luas penampang tulangan baja pokok tidak boleh kurang dari
jumlah luas penulangan susut dan suhu.
2.4.1.2 Pelat dua arah
Menurut Rusdianto (2005), apabila pelat didukung sepanjang keempat
sisinya dan bersifat statis tak tertentu. Momen-momen yang timbul pada pelat dua
arah ini meliputi momen tumpuan arah x dan y (Mtx dan Mty) serta momen
lapangan arah x dan y (Mlx dan Mly).
Menurut SNI 2847-2013 untuk menghitung momen pada pelat dua arah
dipakai rumus :
19
Mo = qu x l x ln
8
Tabel 2.10 Distribusi Pelat 2 Arah
Gambar 2.3 Distribusi Momen pada Pelat
Dengan demikian maka ringkasan langkah-langkah atau perencanaan plat
terlentur satu arah adalah sebagai berikut :
โข Hitung tebal plat.
โข Hitung beban mati beban berat sendiri plat, kemudian itung beban
rencana total.
โข Hitung momen rencana Mu dengan persamaan tabel 2.10.
โข Direncanakan, h dan b Hitung k perlu :
k = ๐๐ข
โ ๐๐2.................................................................................... (2.15)
โข Tentukan rasio penulangan p dan yang tidak melampaui P maks
apabila p > P maks maka plat dibuat lebih tebal lagi.
โข Hitung As yang diperlukan :
20
As = p.b.d ................................................................................. (2.16)
โข Dengan menggunakan tabel A-3 pilihlah tulangan baja pokok yang
akan dipasang. Periksalah jarak maksimum antara tulangan dari
pusat ke pusat 3h atau 500 mm.
โข Hitung a = ( ๐ด๐ ๐ฅ ๐๐ฆ
0,85 ๐ฅ ๐๐ ๐ฅ ๐) ........................................................... (2.17)
โข Kemudian hitung Mn = (As x fy) (d-a/2) ................................ (2.18)
โข MR = โ ๐๐ ............................................................................... (2.19)
โข Mn > Mu (Aman)
2.4.2 Perencanaan Balok Beton Bertulang
2.4.2.1 Perencanaan Balok Bertulangan Tunggal
Suatu balok dinyatakan bertulangan tunggal jika pada penampang beton
bertulang tersebut hanya diperhitungkan terpasang baja tulangan pada satu sisi saja
yaitu pada bagian serat yang menerima gaya tarik. Pada lapangan, kita lihat bahwa
suatu balok yang bertulangan tunggal jarang dijumpai dilapangan. Hal ini
disebabkan karena pada perencanaan suatu bangunan, gaya gempa yang arahnya
bolak-balik juga diperhitungkan. Sehingga bidang momen pada suatu bentang
kadang bias bernilai positif maupun negatif. Telah dijelaskan juga bahwa kondisi
seimbang tercapai apabila tulangan baja luluh pada saat beton mencapai regangan
ultimitnya sebesar 3.10-3, artinya pada saat tulangan baja mencapai regangan
luluhnya, ๐๐ฆ = ๐๐ฆ
๐ธ๐ .
Apabila harus direncanakan tulangan tunggal menggunakan perbandingan
segitiga akan diperoleh perbandingan sebagai berikut :
21
Gambar 2.4 Balok Tulangan Tunggal
โข ๐๐
๐.=
0,003
0,003+๐๐ฆ/๐ธ๐ ............................................................................. (2.20)
โข Jika nilai Es diambil sebesar 200.00 MPa, maka
Cb = 600
600 +๐๐ฆ d ..................................................................................(3.21)
โข 0,85 fcโ ab b = Asb fy atau ab = ๐ด๐ ๐ ๐ฅ ๐๐ฆ
0,85 ๐๐โฒ๐ ........................................... (3.22)
โข ๐๐ = ๐ด๐ ๐
๐ ๐ฅ ๐ .......................................................................................... (3.23)
โข Subsitusikan nilai Cb untuk mendapatkan persamaan umum rasio tulangan
seimbang
๐๐ = 0,85 x ๐ฝ1 ๐๐โฒ
๐๐ฆ (
600
600+ ๐๐ฆ) ............................................................... (3.24)
โข Momen suatu balok persegi bertulangan tunggal dapat dihitung dengan
mengalikan nilai C atau T dengan jarak kedua gaya tersebut dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut :
Mn = 0,85 x fcโ x a x b (d ๐
2)= As x fy x (d
๐
2) ....................................... (3.25)
โข Untuk mendapatkan besarnya kuat rencana โ ๐๐ maka kuat momen
nominal harus reduksi dengan cara dikalikan dengan faktor reduksi โ
โ ๐๐ = โ As x fy x (d ๐
2)= โ As x fy x (d
๐ด๐ ๐ฅ ๐๐ฆ
1,7 ๐๐ ๐ฅ ๐) ................................ (3.26)
โข Selanjutnya kontrol Mr > Mu (AMAN)
โข Gambar sketsa rancangan
2.4.2.2 Perencanaan Balok Bertulangan Rangkap
Pada lapangan, kita lihat bahwa suatu balok yang bertulangan tunggal jarang
dijumpai dilapangan. Hal ini disebabkan karena pada perencanaan suatu bangunan,
gaya gempa yang arahnya bolak-balik juga diperhitungkan. Sehingga bidang
momen pada suatu bentang kadang bias bernilai positif maupun negatif. Sehingga
balok bertulangan rangkap.
Menurut Dipohusodo (1994) penulangan rangkap juga dapat memperbesar
momen tahanan pada balok. Apabila suatu penampang dikehendaki untuk
22
menopang beban yang lebih besar dari kapasitasnya, sedangkan dilain pihak sering
kali pertimbangan teknis pelaksanaan dan arsitektural membatasi penampang balok
yang sudah tertentu dimensinya disebut. Hal ini dapat dilakukan dengan
penambahan tulangan tarik hingga melebihi batas nilai ฯ maksimum bersamaan
dengan penambahan bahan baja didaerah tekan penampang balok. Hasilnya adalah
balok dengan penulangan rangkap dimana tulangan baja tarik dipasang didaerah
tarik dan tulangan tekan didaerah tekan.
Pada keadaan demikian berarti tulangan baja tekan bermanfaat untuk
memperbesar kekuatan balok. Akan tetapi dari berbagai penggunaan tulangan tekan
dengan tujuan peningkatan kuat lentur suatu penampang terbukti merupakan cara
yang kurang efisien terutama dari segi ekonomi baja tulangan dan pelaksanaannya
dibandingkan dengan manfaat yang dicapai. Dengan usaha mempertahankan
dimensi balok tetap kecil pada umumnya akan mengundang masalah lendutan dan
perlunya menambah jumalah tulangan geser pada daerah tumpuan, sehingga akan
memperumit pelaksanaan pemasangannya. Penambahan penulangan tekan dengan
tujuan utama untuk memperbesar kuat lentur penampang umumnya jarang
dilakukan kecuali apabila sangat terpaksa.
Dalam analisis balok bertulangan rangkap akan dijumpai dua jenis kondisi
yang umum. Yang pertama yaitu bahwa tulangan tekan luluh bersamaan dengan
luluhnya tulangan tarik saat beton mencapai regangan maksimum 0,003. Sedangkan
kondisi kedua yaitu dimana tualngan tekan masih belum luluh saat tulangan tarik
telah luluh bersama dengan tercapainya regangan 0,003 oleh beton. Jika regangan
tekan baja tekan ( โs) sama atau lebih besar dari regangan luluhnya ( y), maka
sebagai batas maksimum tegangan tekan baja tekan diambil sama dengan tegangan
luluhnya (fy). Sedangkan apabila regangan tekan baja yang terjadi kurang dari
regangan luluhnya, maka tegangan tekan baja adalah fโs = โs.Es, dimana Es
adalah modulus elastisitas baja. Tercapainya masing-masing keadaan (kondisi)
tersebut tergantung dari posisi garis netral penampang.
Dengan demikian ringkasan langkah-langkah perencanaan balok
bertulangan rangkap menurut adalah sebagai berikut :
23
โข Ukuran penampang sudah direncanakan
โข d = h โ 100 mm .................................................................................. (2.27)
โข K = ๐๐ข
โ ๐๐2
MR maks = โ ๐๐2๐ ................................................................................(2.28)
โข Apabila MR < Mu rencanakan balok sebagai tulangan rangkap dan apabila
sebaliknya maka rencanakan sebagai balok bertulangan tarik saja.
Apabila harus direncanakan tulangan rangkap maka yang harus direncanakan
adalah :
โข Menghitung rasio penulangan pasangan kopel gaya beton tekan dan
tulangan baja tarik
๐ = 0,90 (๐๐๐๐๐ ) = 0,90 (0,75 ๐๐) ............................................... (2.29)
โข Menentukan kapasitas momen dari pasangan kopel gaya beton tekan dan
tulangan baja tarik
MR1 = โ ๐๐2๐ .................................................................................... (2.30)
Menghitung tulangan bajatarik yang diperlukan untuk pasangan kopel
gaya beton dan tulangan baja tarik adalah
As1 perlu = ๐๐๐ .................................................................................. (2.31)
โข Menghitung selisih momen atau momen yang harus ditahan oleh pasangan
gaya tulangan baja tekan dan tarik tambahan yaitu
MR = Mu โ MR1 ................................................................................... (2.32)
โข Berdasarkan pada pasnagan kopel gaya tulangan baja tekan dan tarik
tambahan, hitung gaya tekanpada tulangan yang diperlukan (contoh bahwa
d 70 mm)
ND2 = ๐๐ 2
โ (๐โ๐1) .................................................................................... (2.33)
โข Dengan ND2 = Asโ . fs
โ hitung fsโ sedemikian hingga As
โ dapat ditentukan.
Hal tesebut dapat dilakukan dengan menggunakan letak garis netral dari
pasangan gaya beton tekan dan tulangan baja tarik kemudian memeriksa
regangan ๐๐ pada tulangan tekan, sedangkan untuk nilai ๐๐ฆ sebgaai berikut:
24
a = ๐ด๐ 1 ๐๐ฆ
(0,85 ๐๐โฒ)๐
........................................................................................ (2.34)
c = ๐
๐ฝ1 .................................................................................................. (2.35)
๐๐ = ๐โ๐โฒ
๐ (0,003) ................................................................................. (2.36)
Apabila ๐๐ โฅ ๐๐ฆ tulangan baja tekan telah meluluh pada momen ultimit
dan fsโ = fy
โ sedangkan apabila ๐๐ < ๐๐ฆ hitunglah fsโ = ๐๐
โฒ ๐ธ๐ dan gunakan
tegangan tersebut untuk melanjutkanke langkah berikutnya.
โข Karena ND2 = Asโ fsโ
Maka As perlu ๐๐ท2
๐๐ โฒ ............................................................................. (2.37)
โข Menghitung As2 perlu,
As2 = ๐๐ โฒ ๐ด๐ โฒ
๐๐ฆ .......................................................................................... (2.38)
โข Menghitung jumlah luas tulangan bajatarik total yang diperlukan,
As = As1 + As2 ..................................................................................... (2.39)
โข Memilih batang tulangan baja tekan Asโ
โข Memilih batang tulangan baja tarik (As), dan periksa lebar balok dengan
mengusahakan agar tulangan dapat dipasang dalam satu lapis saja.
โข Memeriksa d aktual dan bandingkan dengan d teoretis. Apabila d aktual
sidikit lebih besar, berarti rancangan agak konservatif (lebih aman).
Apabila d aktual lebih kecil berarti perencanaan kurang aman, dan harus
dilakukan perencanaan ulang.
โข Gambar sketsa rancangan
2.4.3 Perencanaan Kolom
Menurut Rusdianto (2005), kolom merupakan elemen vertikal dari
bangunan rangka yang memikul beban yang berasal dari balok. Elemen kolom
merupakan batang tekan sehingga keruntuhan yang terjadi pada suatu kolom dapat
menyebabkan runtuhnya lantai diatasnya dan runtuhnya bangunan secara
keseluruhan. Untuk memberikan keamanan yang cukup pada perencanaan kolom
maka peraturan beton Indonesia SK SNI-T_15-03-1993 menyaratkan faktor reduksi
kekuatan yang lebih kecil dibandingkan elemen lainnya.
25
Sebagai bagian dari suatu kerangka bangunan dengan fungsi dan peran
seperti tersebut, kolom menempati posisi penting di dalam system struktur
bangunan. Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen
struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh
total keseluruhan struktur bangunan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan
komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, bersifat
mendadak.
Oleh karena itu, dalam merencanakan struktur kolom harus
memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih
tinggi daripada untuk komponen sturuktur lainnya. Selanjutnya, karena penggunaan
di dalam praktek umumnya kolom tidak selalu bertugas menahan beban aksial
vertikal, defenisi kolom memperluas dengan mencakup juga tugas menahan
kombinasi beban aksial dan momen lentur. Atau dengan kata lain, kolom harus
diperhitungkan untuk menyangga beban aksial tekan dengan eksentrisitas tertentu.
Jenis kolom berdasarkan bentuk dan macam penulangannya dapat dibagi menjadi
tiga, yaitu :
1. Kolom segi empat atau bujur sangkar dengan tulangan memanjang dan
sengkang. Kolom menggunakan pengikat dengan sengkang lateral. Kolom
ini merupakan kolom beton yang ditulangi dengan batang tulangan
memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat
26
sengkang kearah lateral, sedemikian rupa hingga pengulangan keseluruhan
membentuk kerangka.
Gambar 2.5 Kolom Persegi
2. Kolom bundar dengan tulangan memanjang dan sengkang berbentuk spiral.
Kolom menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan yang
pertama hanya saja sebagai pengikat tulangan pokok memanjang adalah
tulangan spiral yang dililitkan keliling membentuk heliks menerus di
sepanjang kolom.
Gambar 2.6 Kolom Bundar
3. Kolom komposit, gabungan antara beton dan profit baja sebagai pengganti
tulangan didalamnya. Struktur kolom komposit, merupakan komponen
struktur tekan yang diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja
27
profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi batang tulangan pokok
memanjang.
Gambar 2.7 Kolom Komposit
Kolom bersengkang merupakan jenis kolom yang paling banyak digunakan
karena pengerjaan yang mudah dan murah. Akan tetapi kolom segiempat dengan
penulangan memanjang kadang-kadang digunakan juga, terutama untuk kolom
yang memerlukan daktilitas tinggi untuk daerah rawan gempa.
Dalam analisa penampang kolom harus mengetahui gaya-gaya dalam yang
bekerja pada penampang tersebut, maka dapat diketahui penampang yang
merupaka penjumlahan gaya-gaya dalam yang berasal dari beton dan tulangan baja
sedangkan momen kapasitas penampang merupakan kopel momen gaya-gaya
dalam tersebut terhadap pusat plastic penampang. Berikut tahapan analisa
penampang kolom :
โข Data-data yang diketahui b, h, fcโ, dan fy
โข Regangan tekan beton :
๐๐ = 0,003 .............................................................................................. (2.40)
โข Regangan tarik dan tekan baja :
๐๐ = ๐๐ โฒ = ๐๐ฆ ....................................................................................... (2.41)
โข Gaya tarik baja :
Ts = As1 x fy ........................................................................................... (2.42)
โข Gaya tekan beton :
Cc = 0,85 x fcโ x a x b ............................................................................. (2.43)
โข Gaya baja di daerah tekan :
Cs = Asโ x fy = Asโ (fy โ 0,85 fcโ) ........................................................... (2.44)
โข Garis netral penampang :
๐ถ๐
๐ =
๐๐
๐๐ +๐๐
๐ถ๐
๐ =
0,003๐๐ฆ
๐๐ +0,003
....................................................................................... (2.45)
Dengan ๐๐ = 2,0 x 105 Mpa
28
โข Garis netral
Cb = 600
600 + ๐๐ฆ ........................................................................................ (2.46)
โข Kapasitas desak aksial
Pnb = Cc + Cs โ Ts
Pn = 0,85 x fcโ x a x b + Asโ x (fy - 0,85 fcโ) โ As x fy ........................... (2.47)
โข Cek penampang
๐ ๐๐ โค ๐๐ข dan
๐ ๐๐ โฅ ๐๐ข ........................................................................................... (2.48)
Dimana nilai
๐ = 0,65 untuk kolom bertulang sengkang
๐ = 0,70 untuk kolom bertulang spiral
๐ = 0,80 untuk kolom dengan beban simetris
Gambar 2.8 Diagram Regangan pada Kolom
Berdasarkan beban yang diterima, kolom dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Kolom sentries yaitu bila :
a. Pada setiap ujung kolom bertumpuan sendi (pendek)
b. Pada beban yang bekerja pada kolom hanya beban aksial (gaya normal)
saja.
2. Kolom eksentris yaitu bila :
29
Pada kolom bagian atas maupun bawah berhubungan kaku dengan
komponen horizontal (balok). Ditinjau dari kelangsingan kolom dibedakan
atas :
a. Kolom pendek, keruntuhan akibat gaya tekan
b. Kolom panjang (langsing), keruntuhan diakibatkan oleh faktor tekuk kolom
tersebut.
Menurut SNI (2847-2013), peraturan tidak memberikan definisi batas
panjang maksimum kolom pendek, tetapi menetapkan kegunaannya suatu proses
evaluasi kelangsingan pada batas nilai rasio kelangsingan tertentu. SNI (2847-
2013) menetapkan, pengaruh kelangsingan boleh diabaikan dalam kasus-kasus
berikut :
a. Untuk komponen struktur tekan yang tidak dibreising terhadap goyangan
menyamping :
๐ . ๐๐ข
๐ โค 22 ............................................................................................. (2.49)
b. Untuk komponen struktur tekan yang dibreising terhadap goyangan
menyamping :
๐ . ๐๐ข
๐ โค 34 โ 12 [ M1 / M 2 ] โค 40 ........................................................... (2.50)
Dimana :
K = Factor panjang efektif kolom
lu = panjang kolom yang ditopang
r = jari-jari potongan lintang kolom = โ๐ผ/๐ด
30
Dimana M1/M2 adalah positif jika kolom dibengkokan dalam kurva
tunggal, dan negatif jika komponen struktur dibengkokkan dalam kurva ganda.
Gambar 2.9 Faktor Panjang Efektif Kolom
Menurut SNI (2847-2013), factor panjang efektif tahanan ujung k, dalam
berbagai kondisi dapat dilihat dalam grafik di bawah ini :
Dengan :
๐ = rasio ๐ด(๐ธ๐
๐๐) komponen struktur tekan terhadap ๐ด(
๐ธ๐
๐) komponen struktur
lentur dalam suatu bidang di salah satu ujung komponen struktur tekan.
๐ = panjang batang komponen lenturyang diukur pusat ke pusat pertemuan.
2.4.3.1 Kuat Beban Aksial Maksimum
Ketentuan rumus kuat beban aksial maksimum SNI 28472013 pasal 10.3.6
adalah sebagai berikut :
1. Kolom dengan penulangan spiral :
ฯPn (maks) = 0.85 ฯ (0.85 fcโ (Ag-Ast) + (fy.Ast) ............................... (2.51)
2. Kolom dengan penulangan sengkang :
31
ฯPn (maks) = 0.85 ฯ (0.85 fcโ (Ag-Ast) + (fy.Ast) ............................... (2.52)
Pu โค ฯPn
Dimana :
Ag = luas kotor penampang lintang kolom (mm2)
Ast = luas total tulangan memanjang (mm)
Pn = kuat beban aksial nominal atau teoritis dengan eksentrisitas tertentu
Pu = beban aksial terfaktor dengan eksentrisitas
2.5 Sistem Rangka Pemikul Momen
Menurut SNI 1726:2012 sistem struktur yang pada dasarnya memiliki
rangka pemikul beban gravitasi secara lengkap, sedangkan beban lateral yang
diakibatkan oleh gempa dipikul oleh rangka pemikul momen melalui mekanisme
lentur. Sistem rangka pemikul momen ini dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu :
2.5.1 Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB)
Suatu sistem rangka yang memenuhi ketentuan-ketentuan pasal 3 hingga
pasal 20 SNI 03-2847-2002. Sistem rangka ini pada dasarnya memiliki tingkat
daktiltas terbatas dan hanya cocok digunakan di daerah dengan resiko gempa yang
rendah.
2.5.2 Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM)
Suatu sistem rangka yang selain memenuhi ketentuan-ketentuan untuk
rangka pemikul momen biasa juga memenuhi ketentuan-ketentuan detailing.
Sistem ini pada dasarnya memiliki tingkat daktilitas sedang.
2.5.3 Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)
Sistem rangka pemikul momen khusus dimana struktur rangka beton
bertulang direncanakan berperilaku daktail penuh artinya semua kapasitas daktilitas
strukturnya dikerahkan secara maksimal.
2.5.3.1 Persyaratan Detailing Komponen Struktur Lentur
1. Persyaratan Geometri
32
Komponen struktur didefinisikan sebagai komponen struktur
diaman gaya aksial tekan terfaktor yang bekerja pada penampangnya tidak
melebihi 0,1 Agfcโ dengan Ag adlah luas penampang komponen struktur.
Ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi untuk komponen lentur,
yaitu :
โข Bentang komponen struktur tidak boleh kurang dari empat kali
tinggi efektifnya.
โข Perbandingan lebar terhadap tinggi komponen struktur tidak
boleh kurang dari 0,3.
โข Lebar penampang haruslah
a) โฅ 250 mm
b) โค lebar kolom ditambah jarak pada sisi kolom yang tidak
melebihi tiga per empat tinggi komponen struktur lentur.
Persyaratan ini terkait dengan transfer momen akibat gempa
dari elemen struktur balok ke kolom.
Gambar 2.10 Ketentuan Dimensi Balok
2. Persyaratan Tulangan Lentur
Ada beberapa persyaratan tulangan lentur yang perlu diperhatikan
pada perencanaan komponen lentur SRPMK, diantaranya yaitu :
โข Masing-masing luas tulangan atas dan bawah harus lebih besar
dari luas tulangan minimum yang disyaratkan yaitu
33
(0,25bwdโfc)/fy atau (1,4bwd)fy dengan bw dan d masing-masing
adalah lebar dan tinggi efektif penampang komponen lentur.
Rasio tulangan lentur maksimum ฯmaks 0,025.
โข Kuat lentur positif balok pada kolom harus lebih besar atau sama
sengan setengah kuat lentur negatifnya. Kuat lentur negatif dan
positif setiap penampang di sepanjang bentang harus tidak
kurang dari seperempat kuat lentur pada bentang.
โข Sambungan untuk penyambung tulangan lentur harus diberi
tulangan sengkang di sepanjang sambungan, pemasangan
tulangan sengkang ini penting untuk mengekang beton di daerah
sambungan.
โข Sambungan tidak boleh ditempatkan pada :
a) Daerah hubungan balok-kolom.
b) Daerah hingga jark dua kali tinggi balok h dari muka kolom.
c) Lokasi yang berdasarkan hasil analisis memperlihatkan
kemungkinan terjadinya lelh lentur akibat perpindahan
lateral inelastis struktur portal bangunan.
Gambar 2.11 Persyaratan Sambungan Lewatan
3. Persyaratan Tulangan Transversal
Tulangan transversal pada komponen lentur dibutuhkan terutama
untuk menahan geser, mengekang daerah inti penampang beton dan
menyediakan tahan lateral bag batang-batang tulangan lentur di mana
tegangan leleh dapat terbentuk. Karena pengelupasan selimut beton dapat
terjadi saat gempa kuat, maka semua tulangan transversal pada elemen
34
SRPMK harus dibentuk tulangan sengkang tertutup. Beberapa persyaratan
harus dipenuhi untuk pemasangan tulangan sengkang tertutup, yaitu :
โข Sengkang tertutup harus dipasang :
a) Pada daerah dua kali tinggi balok dari muka tumpuan.
b) Di sepanjang daerah dua kali tinggi balok pada kedua sisi
dari suatu penampang yang berpotensi membentuk sendi
plastis.
โข Sengkang tertutup pertama harus dipasang tidak lebih dari 50
mm dari muka tumpuan.
a) d/4 dengan d adalah tinggi efektif penampang komponen
lrntur.
b) Delapan kali diameter terkecil tulangan lentur.
c) 24 kali diameter batang tulangan sengkan tertutup.
d) 300 mm.
Gambar 2.12 Persyaratan Tulangan Tranversal
2.5.3.2 Persyaratan Kuat Geser untuk Komponen Stuktur Lentur
Kuat geser perlu Ve untuk perencanaan geser bagi komponen
struktur lentur SRPMK harus ditentukan dari peninjjauan gaya statik pada
komponen struktur antara dua muka tumpuan.
Ve = ๐๐๐1+๐๐๐2
๐ฟ ยฑ
๐๐ข ๐ฟ
2 ......................................................................... (2.53)
Dimana :
35
Ve = kuat geser diujung balok
Mpr1 = kuat lentur maksimum
Mpr2 = kuat lentur maksimum
Wu = pengaruh beban gravitasi
L = panjang bentang bersih balok
Momen ujung Mpr dihitung berdasarkan nilai kuat tarik baja
tulangan yang telah diperbesar dengan menerapkan faktor kuat lebih bahan
yaitu sebesar 1,25 fy.
2.5.3.3 Persyatan Detailing Komponen Struktur yang Menerima
Kombinasi Lentur dan Beban Aksial
1. Persyaratan Geometri
Komponen struktur yang diabhas dalam pasal ini adalah komponen
struktur kolom, yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial.
Besarnya beban aksial terfaktor yang bekerja pada komponen struktur
kolom tidak kurang dari 0,1 Agfcโ. Beberapa persyaratan geometri juga
harus dipenuhi oleh komponen struktur kolom SRPMK, diantaranya :
โข Ukuran penampang tidak kurang dari 300 mm.
โข Perbandingan ukuran kecil penampang terhadap ukuran dlaam
arah tegak lurusnya tidak kurang dari 0,4.
36
Gambar 2.13 Persyaratan Geometri Kolom
2. Perencanaan Lentur
Berdasarkan SNI Beton, kuat lentur kolom SRMPK harus
memenuhi ketentuan kolom kuat balok lemah.
ฮฃMe โฅ(6/5) ฮฃMg ................................................................................... (2.54)
Dengan :
ฮฃMe = jumlah Mn kolom yang merangka pdaa hubungan balok kolom.
Mn harus dihitung untuk gaya aksial, terfaktor sesuai dengan arah
gaya lateral yang ditinjau dan yang menghasilkan Mn terkecil.
ฮฃMg = jumlah Mn balok yang merangka pada hubungan balok kolom.
Pada konstruksi balok T, di mana pelat dalam keadaan tertarik pada
muka kolom. Tulangan pelat yang berada dalam daerah lebar efektif
pelat harus diperhitungkan dalam menentukan Mn balok bila
tulangan tersebut terangkur dengan baik pada penampang kritis
lentur.
37
Untuk perhitungan Mn pada balok T, berdasarkan SNI Beton lebar
efektif pelat pada konstruksi balok T tidak boleh melebihi seperempat
bentang balok, selain itu, lebar efektif dari masing-masing sisi badan balok
T tidak boleh melebihi :
โข 8 kali tebal pelat.
โข ยฝ jarak bersi anta balok-balok yang bersebelahan.
Untuk balok tepi, lebar efektif sayap dai sisi badan tidak boleh lebih dari :
โข 1/12 dari bentang balok.
โข 6 kali lebih tebal pelat.
โข ยฝ jarak bersih antara balok-balok yang bersebelahan.
3. Persyaratan Tulangan Transversal
Tulangan transversal pada kolom utama berfungsi unttuk
mengekang daerah inti kolom, pada saat kolom menerima gaya aksial tekan,
inti kolom cenderung mengembang karena adanya pengaruh rasio Poisson
dan sifat dilatasi material beton (Imran dan Pantazopoulou, 2001).
Gambar 2.14 Sambungan Lewatan pada Kolom
38
Richart Dkk. (1928) memberikan persamaan untuk mengestimasi
nilai kuat tekan aksial beton yang terkekang oleh tegangan lateral fl :
flcc = f
ic +4,1 fl ........................................................................................ (2.55)
dengan flcc adalah nilai kuat tekan beton yang terkekang.
Menurut SNI Beton (BSN, 2002b) mesyaratkan bahwa jumlah
tulangan spiral atau sengkang tertutup yang dipsanag di daerah-daerah
tertentu kolom yang berpotensi membentuk sendi plastis harus memenuhi
ketentuan-ketentuan berikut :
โข Rasio tulangan sengkang ฯsi tidak boleh kurang dari
ฯs = 0,12 ๐๐โฒ
๐๐ฆโ ...................................................................... (2.56)
ฯs* = 0,45 (
๐ด๐
๐ด๐ โ 1)
๐๐โฒ
๐๐ฆโ ........................................................ (2.57)
โข Kuas penampang sengkangtidak boleh kurang dari persamaan-
persamaan berikut :
a) Untuk potongan penampang yang arah normalnya x
Ashx* = 0,3 (shcx ๐๐โฒ
๐๐ฆโ) (
๐ด๐
๐ด๐โ -1) ............................................. (2.58)
Ashx = 0,09 (shcx ๐๐โฒ
๐๐ฆโ) .......................................................... (2.59)
b) Untuk potongan penampang yang arah normalnya y
Ashy* = 0,3 (shcy ๐๐โฒ
๐๐ฆโ) (
๐ด๐
๐ด๐โ -1) ............................................. (2.60)
Ashx = 0,09 (shcy ๐๐โฒ
๐๐ฆโ) .......................................................... (2.61)
Dimana :
Ashx = luas tulangan transversal dalam rentang spasi s dan tegak
lurus terhadap dimensi hcx
Ashy = luas tulangan transversal dalam rentang spasi s dan tegak
lurus terhadap dimensi hcy
s = spasi tulangan transversal
hcx = dimensi penampang kolom yang arahnya sejajar dengan
39
sumbu x
hcy = dimensi penampang kolom yang arahnya sejajar dengan
sumbu y
Ag = luas bruto penampang kolom
Ach = luas penampang inti kolom dari sisi luar tulangan
sengkang
Ac = luas penampang inti kolom dari sisi luar tulangan spiral
fyh = kuat leleh tulangan trasnversal
4. Perencanaan Geser
Gaya geser rencana, Ve untuk perencanaan geser kolom harus
ditentukan berdasarkan gaya lentur maksimum yang dapat terjadi pada
muka hubungan balok-kolom pada setiap ujung komponen struktur. Momen
Mpr kolom yang digunakan untuk perhitungan Ve tidak perlu besar daripada
Mpr balok yang merangka pada hubungan balok-kolom yang sama.
Perencanaan tulangan transversal yang dipasang di sepanjang
daerah l0 untuk menahan gaya geser Ve harus dilakukan dengan mengnggap
Vc = 0 bila :
โข Gaya geser akibat gempa yang dihitung sesuai dengan Mpr
mewakili 50% atau lebih kuat geser perlu maksimum pada
bagian di sepanjang l0.
โข Gaya tekan aksial terfaktor termasuk akibat pengaruh gempa
tidak melampaui Agfcโ/20.
Gambar 2.15 Perencanaan Geser Rencana untuk Kolom
2.5.3.4 Persyaratan Detailing Hubungan Balok-Kolom SRPMK
1. Persyaratan Gaya dan Geometri
40
Pada perencanaan hubungan balok-kolom gaya pada tulangan lentur
di muka hubungan balok-kolom dapat ditentukn berdasarkan tegangan 1,25
fy. Faktor reduksi untuk perencanaan join dapat diambil sebesar 0,8.
Beberapa persyaratan geometri harus dipenuhi untuk join SRPMK,
diantaranya :
โข Untuk beton normal, dimensi kolom pada hubungan balok
kolom dalam arah paralel tulangan longitudional balok minimal
harus 20 kali diameter tulangan longitudional pada balok.
โข Untuk beton ringan, dimensi minimumnya adlah 26 kali
diameter.
2. Persyaratan tulangan Transversal
Tulangan transversal seperti sengkang yang dipasang pada daerah
sendi plastis kolom harus dipasang juga di daerah hubungan balok-kolom,
kecuali bila hubungan tersebut dikekeang oleh komponen-komponen
struktur balok yang merangka padanya.
Gambar 2.16 Jenis Hubungan Balok Kolom
3. Perencanaan Geser Diafragma Struktural
Kuat geser nominal, Vn diafragma struktural tidak boleh melampaui
41
Vn = Acv (โfcโฒ
6 + ฯn fy) ............................................................................ (2.62)
Kuat geser nominal, Vn pelat penutup komposit atau pelat penutup
pelat tak komposit yang dicor di atas lantai atau atap pracetak tidak boleh
melampaui
Vn = Acv ฯn fy ........................................................................................ (2.63)
Tulangan geser yang diperlukan harus tersebar merata di kedua arah
pelat doafragma. Perlu diperhatikan bahwa kuat geser nomonal diafragma
struktural Vnl tidak boleh melampaui 2/3 Acv โfcโ.
Gambar 2.17 Prilaku Lantai Diafragma
2.7 Klasifikasi Situs
Menurut SNI 1726-2012 klasifikasi situs ini memberi penjelasan mngenai
prosedur untuk klasifikasi suatu situs untuk memberikan kriteria desain seismik
berupa faktor-faktor emplifikasi pada banunan. Dalam perumusan kriterisa desain
seismik suatu bnagunan di permukaan tanah atau penentuan amplifikasi besaran
percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan tanah untuk suatu situs,
maka situs tersebut harus diklasifikasikan terlebih dahulu. Profil tanah di situs harus
dikalsifikasikan sesuai dengan tabel 2.11.
42
Berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas. Peneapan kelas situs
harus melalui penyelidikan tanah di lapagan dan di laboratorium, yang dilakukan
oleh otoritas yang berwewenang atau ahli desain geoteknik bersetifikat, dengan
minimal mengukur secara independen dua dari tiga parameter tanah yang tercantum
dalam tabel 2.6, apabila tidak tersedia data tanah yang spesifik pada situs sampai
kedalaman 30m, maka sifat-sifat tanah harus diestimasi oleh seorang geoteknik
yang memilik sertifikat keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikantanah
berdsarakan kondisi geoteknik. Penetapan situs SA dan kelas situs SB tidak
diperkenankan jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah anatar dasar telapak atau
rakit fondasi dan permukaan batuan dasar.
2.7.1 Klasifikasi Situs
Tabel 2.11 Klasifikasi Situs
Kelas situs ๏ฟฝฬ ๏ฟฝs (m/detik) ๏ฟฝฬ ๏ฟฝ ๐๐ญ๐๐ฎ ๏ฟฝฬ ๏ฟฝ ch ๏ฟฝฬ ๏ฟฝu (kPa)
SA (batuan keras) >1500
SB (batuan) 750 sampai 1500
SC (tanah keras, sangat
padat dan batuan lunak)
350 sampai 750
SD (tanah sedang) 175 sampai 350
SE (tanah lunak) < 175 <15 <50
Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah
dengan karakteristik sebagai berikut :
1. Indeks plastisitas PI > 20
2. Kadar air, w โฅ 40 %
3. Kuat geser niralir ๏ฟฝฬ ๏ฟฝu < 25 kPa
SF (tanah khusus yang
membutuhkan investasi
geoteknik spesifik dan
analisis respons spesifik situ
yang mengikuti 6.10.1)
Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari
karakteristik berikut :
- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban
gempa seperti mudah likuitasi, lempung sangat sensitif,
tanah tersementasi le,ah
- Lempung sangat organik 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 H > 35 m dengan
๏ฟฝฬ ๏ฟฝu < 50 kPa
2.13 Kecepatan Rata-rata Gelombang Geser
Menurut SNI 1726-2012 nilai ๏ฟฝฬ ๏ฟฝs harus ditentukan sesuai dengan rumusan
berikut :
43
๏ฟฝฬ ๏ฟฝs = โ ๐ ๐๐
๐=๐
โ๐ ๐
๐๐๐
๐๐=๐
........................................................................................................ (2.64)
Dimana :
di = tebal setiap lapisan anatar kedalaman 0 sampai 30 meter.
vsi = kecepatan gelombang geser lapisan i dinyatajan meter per detik.
โ ๐๐๐๐=1 = 30 meter.
2.14 Nilai-nilai R, Cd, dan ๐ด0 Untuk Kombinasi Horisontal
Perencanaan ulang pada gedung FISIP Universitas Muhammadiyah
Sidoarjo ini menggunakan sistem ragka beton bertulang dengan pemikul momen
khusus, maka kombinasi sistem perangkai dalam arah yang berbeda. Seperti
berdasarkan pada SNI 1726-2012, jika kombinasi sistem struktur berbeda
dimanfaatkan untuk menahan gaya lateral dalam arah yang sama, maka nilai R yang
digunakan untuk desain dalam arah itu tidak boleh lebih besar daripada nilai R
terkecil dari semua sistem yang dimanfaatkan dalam arah itu.
Faktor amplifikasi defleksi Cd dan faktor kuat lebih sistem ๐บ0 dalam arah
yang ditinjau semua tingkat tidak boleh kurang dari nilai terbesar faktor ini untuk
koefisien yang digunakan dalam arah sama dengan yang ditinjau.
Menurut SNI 1726-2012 untuk nilai R, Cd, dan ๐บ0 Untuk Sistem Penahan
Gaya Gempa sebagai berikut :
Tabel 2.12 Nilai R, Cd, dan ฮฉ0 Untuk Sistem Rangka Pemikul Momen
Sistem penahan gaya
seismik
Koefisien
modifikasi
respons (R)
Faktor
kuat lebih
sistem (๐ด0)
Faktor
pembesaran
defleksi (Cd)
Batasan sistem struktur
dan batasan tinggi
struktur, hn (m)
Katagori desain seismik
B C Dd Ed Fe
C. Sistem rangka pemikul
momen
1. Rangka baja pemikul
momen khusus 8 3 5 ยฝ TB TB TB TB TB
2. Rangka batang baja
pemikul momen khusus 7 3 5 ยฝ TB TB 48 30 TI
44
3. Rangka baja pemikul
momen menengah 4 ยฝ 3 4 TB TB 10 TI TI
4. Rangka baja pemikul
momen biasa 3 ยฝ 3 3 TB TB TI TI TI
5. Rangka beton bertulang
pemikul momen khusus 8 3 5 ยฝ TB TB TB TB TB
6. Rangka beton bertulang
pemikul momen
menengah
5 3 4 ยฝ TB TB TI TI TI
7. Rangka beton bertulang
pemikul momen biasa 3 3 2 ยฝ TB TI TI TI TI
8. Rangka baja dan beton
komposit pemikul
momen khusus
8 3 5 ยฝ TB TB TB TB TB
9. Rangka baja danbeton
komposit pemikul
momen menengah
5 3 4 ยฝ TB TB TI TI TI
10. Rangka baja dan beton
komposit terkekang
parsial pemikul momen
6 3 5 ยฝ 48 48 30 TI TI
11. Rangka baja dan beton
komposit pemikul
momen biasa
3 3 2 ยฝ TB TB TI TI TI
12. Rangka baja canai
dingin pemikul momen
khusus dengan
pembautan
3 ยฝ 3 3 ยฝ 10 10 10 10 10
Recommended