PERENCANAAN STRUKTUR BETON UNTUK GEDUNG TINGGI YANG SESUAI DENGAN KONDISI JAWA TIMUR

Full text

PERENCANAAN
STRUKTUR BETON UNTUK GEDUNG TINGGI
YANG SESUAI DENGAN KONDISI JAWA TIMUR
MADE D ASTAWA
PRODI : TEKNIK SIPIL- FAKULTAS TEKNIK
UPN “VETERAN” JAWA TIMUR

SISTEM RANGKA GEDUNG
Beban gempa
horisontal
Beban gravitasi
Rangka Ruang berfungsi :
-memikul beban lateral
-memikul seluruh beban gravitasi
Rangka ruang (open frame)
Jenis Struktur Penahan Gempa

Dinding struktural
(Shear Wall)
Beban gempa
horisontal
Berfungsi sebagai :
- memikul sebagian beban gravitasi
- memikul seluruh beban lateral

SISTEM GANDA
(Dual System)
Distribusi beban :
- Beban grvitasi seluruhnya dibebankan pada str. rangka
- Rangka memikul 25 % dari beban gempa
- Dinding struktur memikul sisanya sebesar 75 %

REFERENSI:
SNI 2847:2013 “PERSYARATAN BETON STRUKTURAL UNTUK BANGUNAN
GEDUNG”
SNI 1726:2012 “TATA CARA PERENCANAAN KETAHANAN GEMPA UNTUK
STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG”
SNI 1727:2013 “BEBAN MINIMUM UNTUK PERANCANGAN BANGUNAN
GEDUNG DAN STRUKTUR LAIN”
ACI 318M-11 “AMERICAN CONCRETE INSTITUTE”
NEHRP 1997 “NATIONAL EARTHQUAKE HAZARDS REDUCTION PROGRAM”
FOR SEISMIC REGULATIONS FOR NEW BUILDINGS AND OTHER STRUCTURES

16 o
14 o
12 o
10 o
8 o
6 o
4o
2 o
0 o
2 o
4o
6o
8 o
10 o
16o
14o
12o
10o
8o
6o
4
o
2o
0o
2o
4
o
6
o
8o
10o
94 o96o98 o100o102 o104 o106 o108 o110o112 o114 o116 o118 o120o122 o124 o126 o128 o130 o132 o134o136 o138 o140 o
94 o96o98 o100o102 o104 o106 o108 o110o112 o114 o116 o118 o120o122 o124 o126 o128 o130 o132 o134o136 o138 o140 o
Banda Aceh
Padang
Bengkulu
Jambi Palangkaraya
Samarinda
BanjarmasinPalembang
Bandarlampung
Jakar t a
Suka b u mi BandungGarut Semar angTasi kmal aya Solo Blitar Malang Bany uwang i De n pa s a r Mataram
Kupang
Sur abay a
Jogj akar t a
Cilacap
Ma k a s a r
Kendar i
Palu
Tual
Sor ong
Amb on
Ma n o k wa r i
Merauke
Biak
Jayapura
Ter nat e
Ma n a d o
Gambar 2.1. Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun
Peka n b a r u
: 0,03 g
: 0,10 g
: 0,15 g
: 0,20 g
: 0,25 g
: 0,30 g
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
Wilayah
1
1
1
2
2
3
3
4
4
5
65
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
3
3
3
33
3
4
4
4
44
4
5
5
5
55
56
6
6
4
2
5
3
6
080Kilometer 200 400

Peta Zone Wilayah Gempa Indonesia
Gedung di wilayah gempa 5 atau 6 (gempa kuat) Pendetailan mengikuti
Ketentuan di Pasal 23 SNI 03-2847-2002

KETENTUAN KEKUATAN DAN LAIK PAKAI
SNI 2847: 2013, 11.2
Pengertian Dasar LRFD :
1. Perencanaan Struktur dan komponen struktur :
- Kuat rencana minimum = kuat perlu.
- Dihitung dengan “kombinasi beban” dan “gaya terfaktor”.
2. Komponen-komponen struktur harus memenuhi :
- Ketentuan lain dalam SNI.
- Menjamin tercapainya perilaku struktur yang cukup baik
pada tingkat “beban kerja”.
Ketentuan ini juga sesuai dengan ACI (American Concrete
Institute), yaitu menggunakan format :
“Load Resistence Factor Design” (LRFD)

dengan persamaan :
Design strength Required strength
atau :

R >

Q
Dimana ;
< 1   = factor reduksi (<1) > 1   = factor beban
Memperhitungkan Memperhitungkan
Penyimpangan pelaksanaan kemungkinan beban lebih
Kekuatan Material Penyederhanaan analisa
Fabrikasi struktur
Penyederhanaan Variasi tulangan terpasang, hitungan dll
Mn= Momen Nominal (kekuatan dalam dari struktur)
Struktur dan komponen struktur harus memenuhi syarat
kekuatan dan laik pakai

Kuat perlu (required strength) :
1. Kuat perlu : (beban rencana)
U = 1,2 D + 1,6 L
2. Bila kekuatan angin diperhitungkan :
U = 0,75 (1,2 D + 1,6 L + 1 . W)
Saat angin kencang orang tak berani naik, sehingga harus
diperhitungkan kombinasi :
U = 0,9 D + 1,3 W
Diambil hasil yang paling maksimum, tetapi (3.2.1)
3. Bila beban gempa diperhitungkan :
U = 1,05 (D + LR ± E)
atau : U = 0,9 (D ± E)

4. Bila tekanan horisontal tanah diperhitungkan :
U = 1,2 D + 1,6 L + 1,6 H
5. Bila tekanan berat fluida diperhitungkan :
Maka :Persamaan yang dipilih {(3.2.1) s/d (3.2.5)} harus dikalikan
dengan faktor 1,2.
6. Bila akibat faktor kejut diperhitungkan, maka perhitungannya
harus ditambahkan pada beban hidup (L).
7. Bila pengaruh struktur seperti :
Perbedaan penurunan, rangkak, susut, perubahan suhu
diperhitungkan maka :
U = 0,75 (1,0 + 1,2 T + 1,6 L
Tetapi tidak boleh kurang dari :
U = 1,2 (D + T)

Dimana :
D = beban mati
L = beban hidup
LR = beban hidup yang direduksi
W= beban angin
E = beban gempa
H = beban tekanan tanah
T = beban akibat perbedaan
penurunan, rangkak, susut atau
perubahan suhu

Kuat rencana (design strength)
Dalam menentukan kuat rencana komponen struktur dengan
ketentuan :
1. Kuat rencana pada komponen struktur meliputi :
sebagai kekuatan nominal, dihitung menurut ket. SNI, dikalikan dengan faktor
reduksi 
Sambungan dengan komponen
struktur lain
Rencana penampang
Kriteria lentur
Beban normal, geser, torsi

Faktor reduksi kekuatan :
Sesuai SNI 2847: 2013 dan sebagai perbandingan ACI, Mac
Gregor dan hasil riset oleh para pakarnya di Surabaya.
No. URAIAN
Nilai 
SNI-
2002
ACI.31
8-83
Mac.
Greg. Hasil Ris.SBY
1Lentur murni 0,8 0,9 0,85 0,78 –0,86
2Lentur + Aksial tarik 0,8 0,9 0,85 -
3Lentur + Aksial tekan
a. Pakai spiral 0,7 0,75 0,7 -
b. Pakai sengkang 0,65 0,7 0,65 0,64 –0,74
4 Geser dan torsi 0,75 0,85 0,7 0,49 –0,72
5Tumpuan pada beton 0,7 0,7 0,6 -

Pemeriksaan persyaratan “strong column weak beam”
Persyaratan “strong column weak beam” dipenuhi dengan persamaan 21-1
[Pasal 21.6.2.2 SNI 2847: 2013]
Nilai adalah jumlah Mg+ dan Mg- balok yang menyatu dengan kolom, yang
dapat dihitung dengan rumus berikut:
DESAIN KAPASITAS STRUKTUR
  
0,80
2
0.85 '
g s y
sy
c
a
M A f d
Af
afb






Pemencaran Energi (Energi Deciphating)
Struktur gedung dengan derajat kebebasan banyak (MDOF)
a).

Portal rangka terbuka yang menerima beban
gempa besar
Gambar : Mekanisme plastis yang diharapkan terjadi dari
suatu portal rangka terbuka bertingkat tinggi dan daerah-
daerah elastis yang memerlukan perhatian khusus.
GAYA GEMPA
Sendi-
sendi
plastis
Sendi-
sendi
plastis
Sendi-
sendi
plastis
Geser
Balok
Geser
Kolom
Beban
gravitas
i
JointDaerah-daerah kritis dari
kolom-kolom elastis
Gaya Aksial

DETAIL BEAM COLUMN-JOINT
Detail Penulangan sesuai SNI 2847: 2013 ps. 21.7.4 s/d 21.7.5 &
ACI-318M-11

Gaya-gaya yang bekerja pada joint

•Model Rangka dengan Hubungan Balok-Kolom(HBK)

•Type-type joint dalam struktur Rangka
(a) interior (b) exterior (c) sudut

Joint Exterior
(a) Gaya-gaya (b) Detail Sederhana (c) Detail yang Memuaskan

Joint Sudut
(a) arah momen
membuka joint
(tampak atas) (b)retak pada bukaan joint

Tegangan lekatan pada Joint Interior

Bengkokan pada Joint Exterior

Gaya Geser Horisontal pada Joint Interior

Gaya Geser Horisontal pada Joint Exterior

Gaya Geser Horisontal pada Joint Sudut

Keseimbangan Gaya Geser pada Joint
(a) joint interior (b) joint exterior (c) joint sudut

Kekuatan Geser Joint
   
dimana : Vch = kuat geser beton
Vsh = Kuat geser sengkang horizontal pada joint
Joint exterior
Joint Interior Mekanisme tekan Gaya pada tulangan saja
Mekanisme Strut Mekanisme Truss
Menghasilkan
Vch Menghasilkan
Vsh

Daktilitas
Pada Struktur Gedung Tahan Gempa, Daktilitas
merupakan syarat mutlak harus terpenuhi
Daktilitas (µ) adalah
kemampuan struktur gedung
untuk mengalami simpangan
pasca elastic yang besar
secara berulang dan bolak
balik akibat gempa yang
menyebabkan pelelehan
pertama, mampu
mempertahankan kekuatan
dan kekakuan yang cukup,
sehingga struktur gedung tetap
berdiri, walaupun sudah
berada dalam kondisi
diambang keruntuhan.Gambar. Drift (Defleksi) Lateral

Daktilitas sangat bergantung Drift Ratio.
Drift Ratio 
󰇛

󰇜
Daktilitas memnuhi, µ ≥ 4,0 pada drift Ratio ≥ 3,50 %

Beberapa kasus pada gedung, akibat
tidak memenuhi syarat “Strong
Column Weak Beam” dan µ < 4,0 saat
Drift ratio mencapai 3,50 %.

TERIMA KASIH