RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 1
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA
PERENCANAAN BEBAN GEMPA STATIK EKUIVALEN
PADA GEDUNG PERKANTORAN 8 LANTAI DI AMBON
Oleh :
NAMA : RIZKI YANSYAH
NIM : 03091401046
DOSEN PENGASUH :
Dr. Ir. Hanafiah, MS
ASISTEN DOSEN :
DIAN SUHENDRA
JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SRIWIJAYA
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 2
SOAL TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA
Sebuah perusahaan jasa konstruksi berencana akan membangun gedung 8
lantai di kota Ambon. Gedung tersebut direncanakan menggunakan Sistem
Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) untuk arah T-B dan Sistem Dinding
Struktural untuk arah U-S, yang nantinya akan digunakan sebagai bangunan
perkantoran. Bangunan tersebut berada di atas tanah sedang.
Data-data struktur gedung :
Tinggi lantai dasar 4.75 m;
Tinggi tipikal lantai di atasnya 4 m;
Panjang dan lebar bangunan; 24 m dan 15 m;
Dimensi kolom untuk semua lantai 40 x 40 cm;
Dimensi balok untuk semua lantai 40 x 30 cm;
Tebal pelat lantai dan atap 18 cm;
Kuat tekan beton, f’c = 30 Mpa; Ec = 25742.96 Mpa
Kuat tarik baja, fy = 400 Mpa
Data-data pembebanan lihat di peraturan pembebanan PPPURG
Tebal Preliminary Design Shearwall 45 cm, dengan panjang 5 m.
DIKETAHUI TAMPAK SAMPING BANGUNAN :
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 3
DIKETAHUI TAMPAK ATAS BANGUNAN :
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 4
JAWABAN :
1. Mencari Berat Total Bangunan (Wt)
- Bangunan ini menggunakan setengah batu bata,
- DL (Dead Load) adalah berat beban mati dari Dinding, Plafon, Mekanikal
Elektrikal, Spesi dan Keramik,
- LL (Live Load) untuk gedung kantor dikalikan 30% sesuai PPPURG
(Lampiran Tabel 6) dan HAKI.
Berikut perhitungan berat lantai 1 pada bangunan perkantoran :
a) Berat Lantai 1
Kolom = 28 kolom x 0,4m x 0,4m x 6,75m x 2400
= 72576 kg
Balok 4m = 24 balok x 0,3m x 0,4m x 3,6m x 2400
= 24883,2 kg
Balok 5m = 21 balok x 0,3m x 0,4m x 4,6m x 2400
= 27820,8 kg
Shearwall = 2 shearwall x 0,4m x 4,6m x (4,3 + 2)m x 2400
= 55641,6 kg
Plat = 0,18m x 15m x 24m x 2400
= 155520 kg
DL = 15m x 24m x 410
= 147600 kg
LL = 15m x 24m x 250
x 30% = 27000 kg
BERAT TOTAL LANTAI 1 Wt1 = 511041,2 kg
= 5110,412 KN
Berikut perhitungan berat lantai tipikal (lantai 2-7) :
b) Berat Lantai Tipikal (Lantai 2-7)
Kolom = 28 kolom x 0,4m x 0,4m x 4m x 2400
= 43008 kg
Balok 4m = 24 balok x 0,3m x 0,4m x 3,6m x 2400
= 24883,2 kg
Balok 5m = 21 balok x 0,3m x 0,4m x 4,6m x 2400
= 27820,8 kg
Shearwall = 2 shearwall x 0,4m x 4,6m x 3,55m x 2400
= 31353,6 kg
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 5
Plat = 0,18m x 15m x 24m x 2400
= 155520 kg
DL = 15m x 24m x 410
= 147600 kg
LL = 15m x 24m x 250
x 30% = 27000 kg
BERAT TOTAL 1 LANTAI TIPIKAL (2-7) Wt2 = 457185,6 kg
= 4571,856 KN
Berikut perhitungan berat lantai atap :
c) Berat Lantai Atap
Kolom = 28 kolom x 0,4m x 0,4m x 2m x 2400
= 21504 kg
Balok 4m = 24 balok x 0,3m x 0,4m x 3,6m x 2400
= 24883,2 kg
Balok 5m = 21 balok x 0,3m x 0,4m x 4,6m x 2400
= 27820,8 kg
Shearwall = 2 shearwall x 0,4m x 4,6m x 1,55m x 2400
= 13689,6 kg
Plat = 0,18m x 15m x 24m x 2400
= 155520 kg
DL = 15m x 24m x 50
= 18000 kg
LL = 15m x 24m x 150
x 30% = 16200 kg
BERAT TOTAL LANTAI ATAP Wt3 = 277617,6 kg
= 2776,176 KN
Dengan demikian kita akan mendapatkan berat total bangunan :
Berat Total Bangunan :
Wt = Wt1 + 6 Wt2 + Wt3
Wt = 511041,2 kg + (6 x 457185,6 kg) + 277617,6 kg
Wt = 3531772,4 kg = 35317,724 KN
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 6
2. Mencari Faktor Respon Gempa (C)
Parameter untuk desain gempa :
Lokasi Gedung di zona gempa 5 ( di peta gempa SNI – 1726 – 2002 )
Kondisi tanah di lokasi gedung adalah tanah sedang, untuk tanah sedang :
Percepatan puncak di batuan dasar = 0,25g
Percepatan puncak muka tanah (Ao) = 0,32g (Lampiran Tabel 1)
Tc = 0,6 detik (untuk tanah sedang)
Am = 2,5 x Ao = 0,83 (Lampiran Tabel 2)
H (Tinggi total gedung) = 32,75 m
Menghitung Periode Natural (Waktu Getar Alami) (T)
Arah Utara Selatan :
Arah Utara Selatan menggunakan sistem rangka dengan dinding geser (ganda),
sehingga :
T = 0,0488 H^3/4
T = 0,0488 32,75^3/4
T = 0,6681 detik
Pembatasan Waktu Alami Fundamental :
T1 = ] n, untuk wilayah gempa 5, ] = 0,16 (Lampiran Tabel 3)
T1 = 0,16 x 8
T1 = 1,28 detik
Ternyata T < T1
0,6681 detik < 1,28 detik,
Jadi gunakan T = 0,6681 detik
Karena T > Tc,
0,6681 detik > 0,6 detik, sehingga koefisien percepatan gempa :
Ar = Am x Tc = 0,83 x 0,6 = 0,498
Maka Cus =
=
= 0,745 detik
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 7
Arah Timur Barat :
Arah Timur Barat menggunakan sistem rangka saja (SRPMK), sehingga :
T = 0,0731 H^3/4
T = 0,0731 32,75^3/4
T = 1,001 detik
Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental :
T1 = ] n, untuk wilayah gempa 5, ] = 0,16 (Lampiran Tabel 3)
T1 = 0,16 x 8
T1 = 1,28 detik
Ternyata T < T1,
1,001 detik < 1,28 detik,
Jadi gunakan T = 1,001 detik
Karena T > Tc,
1,001 detik > 0,6 detik, sehingga koefisien percepatan gempa :
Ar = Am x Tc = 0,83 x 0,6 = 0,498
Maka Cus =
=
= 0,497 detik
3. Menentukan Faktor Keutamaan Struktur ( I )
Karena gedung ini difungsikan sebagai perkantoran, maka nilai faktor keutamaan
gedung I = 1,0 (Lampiran Tabel 4)
4. Menentukan Faktor Modifikasi Respon Struktur ( R )
Karena gedung ini dirancang dengan sistem rangka (SRPMK) di Utara Selatan
dan Sistem Ganda (SRPMK dan dinding geser) di Timur Barat, maka nilai R
sama, yaitu = 8,5 (Lampiran Tabel 5)
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 8
Lantai Zx (m) Wx (KN) Wx Zx (KN m)
8 32.75 2776.176 90919.764
7 28.75 4571.856 131440.860
6 24.75 4571.856 113153.436
5 20.75 4571.856 94866.012
4 16.75 4571.856 76578.588
3 12.75 4571.856 58291.164
2 8.75 4571.856 40003.740
1 4.75 5110.412 24274.457
629528.021JUMLAH
5. Perhitungan Beban Geser Dasar Normal ( V )
Perbandingan tinggi total bangunan terhadap panjang denah bangunan dalam arah
Utara Selatan = 32,75 / 15 = 2,183. Karena 2,183 < 3, maka tidak perlu ada
aplikasi beban horizontal terpusat sebesar 0,1 V di lantai paling atas.
Dengan data-data di atas, maka beban geser dasar nominal ( V ) adalah :
Arah Utara Selatan :
= 309549,46 kg = 3095,4946 KN
Arah Timur Barat :
= 206504,80 kg = 2065,0480 KN
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 9
6. Perhitungan Gaya Lateral Ekivalen (F)
Arah Utara Selatan :
Gaya Lateral Ekuivalen (Fus) :
F1 =
3095,4946 KN = 119,361 KN
F2 =
3095,4946 KN = 196,705 KN
F3 =
3095,4946 KN = 286,627 KN
F4 =
3095,4946 KN = 376,549 KN
F5 =
3095,4946 KN = 466,472 KN
F6 =
3095,4946 KN = 556,394 KN
F7 =
3095,4946 KN = 646,316 KN
F8 =
3095,4946 KN = 447,067 KN
Untuk pemberian beban tiap simpul pada arah Utara Selatan ini, maka bagi saja
gaya lateral Ekuivalen dengan jumlah simpul bangunan di arah utara selatan, yaitu
4 simpul.
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 10
Arah Timur Barat :
Gaya Lateral Ekuivalen ( FTB ) :
F1 =
2065,0480 KN = 79,627 KN
F2 =
2065,0480 KN = 131,224 KN
F3 =
2065,0480 KN = 191,213 KN
F4 =
2065,0480 KN = 251,201 KN
F5 =
2065,0480 KN = 311,190 KN
F6 =
2065,0480 KN = 371,178 KN
F7 =
2065,0480 KN = 431,166 KN
F8 =
2065,0480 KN = 298,245 KN
Untuk pemberian beban tiap simpul pada arah Timur Barat ini, maka bagi saja
gaya lateral Ekuivalen dengan jumlah simpul bangunan di arah Timur Barat, yaitu
7 simpul.
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 11
Maka besar beban gempa untuk tiap titik simpul dapat dilihat pada tabel di bawah
ini :
Keterangan :
Fus = Gaya Lateral Ekuivalen arah Utara Selatan
FTB = Gaya Lateral ekuivalen arah Timur Barat
Lantai Fus (KN) FTB (KN) Fus / 4 simpul (KN) Ftb / 7 simpul (KN)
8 447.067 298.245 111.767 42.606
7 646.316 431.166 161.579 61.595
6 556.394 371.178 139.099 53.025
5 466.472 311.190 116.618 44.456
4 376.549 251.201 94.137 35.886
3 286.627 191.213 71.657 27.316
2 196.705 131.224 49.176 18.746
1 119.361 79.627 29.840 11.375
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 12
LAMPIRAN :
PETA ZONA GEMPA DI INDONESIA
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 13
TABEL 1. PERCEPATAN PUNCAK MUKA TANAH
TABEL 2. PENENTUAN NILAI Am DAN Ar
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 14
TABEL 3. PEMBATASAN WAKTU GETAR ALAMI
TABEL 4. PENENTUAN FAKTOR KEUTAMAAN STRUKTUR
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 15
TABEL 5. FAKTOR MODIFIKASI RESPON STRUKTUR ( R )
GRAFIK RESPON SPEKTRUM GEMPA
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 16
TABEL 6. REDUKSI BEBAN HIDUP UNTUK GEMPA (PPPURG)
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 17
Lampiran gambar-gambar :
TAMPAK DEPAN BANGUNAN
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 18
BALOK, KOLOM, PLAT DAN SHEARWALL
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 19
TAMPAK SAMPING BANGUNAN
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 20
TAMPAK ATAS BANGUNAN
RIZKI YANSYAH – TEKNIK SIPIL 2009 UNSRI
TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN REKAYASA GEMPA - 2012 21
THANK YOU.
DESIGN BY :
RIZKI YANSYAH
03091401046
Email : [email protected]
Twitter : @rizki_yansyah