Gedung Hipotetis 10 Lantai.pdf

SHORTCOURSE

HAKI

Perencanaan Gempa

untuk

Gedun Gedun g Hipo tetis 10 Lantai By Iswandi Imran & Fajar Hendrik

Gaya gempa bekerja pada gedung hipotetis seperti terlihat pada gambar. Informasi mengenai gedung: 

Tinggi lantai dasar 4,5 m.



Tinggi tipikal lantai diatasnya 3,7 m.



Dimensi kolom untuk semua lantai sama= 60 x 60 cm.



Dimensi balok untuk semua lantai sama = 40 x 60 cm.



Tebal pelat lantai dan atap = 12 cm.



Tebal preliminary Tebal preliminary design shearwall = 40 cm, dengan panjang 5 m. m.



Kuat tekan beton, f c’ = 30 MPa.



Kuat tarik baja, f y = 400 MPa.

SHORTCOURSE

HAKI

Beban mati, DL tambahan pada lantai: 

Berat partisi = 2,5 kN/m2.



Beban screed + keramik, plafond, mekanikal, elektrikal = 1,6 kN/m 2.

Beban hidup, LL pada lantai: 

Beban occupancy = 2,5 kN/m2.

Beban mati, DL tambahan pada atap: 

Beban plafond, mekanikal, dan elektrikal = 0,5 kN/m 2.

Beban hidup, LL pada atap: 

Beban = 1,5 kN/m2.

Seismic design data:  

Lokasi gedung di zone gempa 4.



Kondisi tanah di lokasi proyek termasuk ke dalam kategori tanah sedang . Untuk tanah sedang, 

Percepatan puncak batuan dasar = 0,2 g.



Percepatan puncak muka tanah, A 0 = 0,28 g. (Tabel 5. Pasal 4.7.2 SNI 1726-2002).

SHORTCOURSE



HAKI

Tc = 0,6 detik.



 A m = 2,5 A 0 = 0,7 g.



 A r = A m x Tc = 0,42. (Tabel 6. Pasal 4.7.6 SNI 1726 -2002).



Gedung digunakan untuk perkantoran biasa, Faktor Keutamaan Struktur, I = 1,0. (Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 1726 -2002).



Shearwall dipasang pada grid B dan E di baris 2-3. Terlihat pada denah gedung.



Untuk gedung dengan tipe dual system (shearwall yang dipasang pada struktur rangka pemikul momen khusus) pada arah Utara-Selatan , Faktor Reduksi Gempa, R = 8,5



Untuk sistem rangka pemikul momen khusus arah Barat-Timur, R = 8,5. (Tabel 3. Pasal 4.3.6 SNI 1726 -2002).

SHORTCOURSE

Gambar 1. Denah gedung.

HAKI

SHORTCOURSE

HAKI

Berat struktur pada lantai 1: Berat sendiri struktur: 

Berat kolom lantai 1 = (0,6 x 0,6 x 4,5) m3 x 24 kN/m3 x 24 + (0,6 x 0,6 x 1,85) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 933,12 kN + 383,62 kN = 1.316,74 kN.



Berat balok lantai 1 = (0,4 x 0,6 x 5,4) m3 x 24 kN/m3 x 20 = 622,08 kN + (0,4 x 0,6 x 4,4) m3 x 24 kN/m3 x 18 = 459,19 kN = 1.078,27 kN.



Berat pelat lantai 1 = (30 x 15) m2 x 0,12 m x 24 kN/m3 = 1.296 kN.



Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,9 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall + (4,4 m x 0,4 m x 1,85 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall + = 329,47 kN + 156,29 kN

Gambar 2. Tampak penempatan shearwall.

Berat lantai-lantai lainnya (tipikal) :

= 485,76 kN.

SHORTCOURSE

Gambar 3. Elemen struktur yang masuk ke dalam perhitungan

berat lantai dasar, tipikal lantai, dan lantai atap.

HAKI

SHORTCOURSE

HAKI

Berat sendiri struktur: 

Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 3,7) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 767,23 kN.



Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kN.



Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = 1.296 kN.



Berat shearwall = (4,4 m x 0,4 m x 3,1 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall = 261,88 kN.

Berat lantai 10 (atap) : Berat sendiri struktur: 

Berat kolom lantai = (0,6 x 0,6 x 1,85) m3 x 24 kN/m3 x 24 = 383,62 kN.



Berat balok lantai = berat balok lantai 1 = 1.078,27 kN.



Berat pelat lantai = berat pelat lantai 1 = 1.296 kN.



Berat shearwall

SHORTCOURSE

HAKI

= (4,4 m x 0,4 m x 1,25 m) x 24 kN/m3 x 2 shearwall = 105,60 kN.

Beban mati tambahan tiap lantai = 4,1 kN/m2 x (15 x 30) m2 = 1.845 kN Beban hidup tiap lantai (occupancy load)  = 2,5 kN/m2 x 450 m2 = 1.125 kN Beban hidup dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja pada struktur hanya 30 % saja = 337,5 kN. Beban mati tambahan untuk atap = 0,5 kN/m2 x 450 m2 = 225 kN Beban hidup pada atap = 1,5 kN/m2 x 450 m2 = 675 kN Beban hidup pada atap juga dapat direduksi sehingga beban hidup yang bekerja hanya 30 % saja = 202,5 kN.

Berat Struktur 

Berat lantai 1 = (1.316,74 + 1.078,27 + 1.296 + 485,76) kN + 1.845 kN + 337,5 kN

SHORTCOURSE

HAKI

= 6.359,27 kN. 

Berat lantai 2 - 9 = (767,23 + 1.078,27 + 1.296 + 261,88) kN + 1.845 kN + 337,5 kN = 5.585,88 kN.



Berat lantai 10 = (383,62 + 1.078,27 + 1.296 + 105,60) kN + 225 kN + 202,5 kN = 3.291,00 kN.

Tabel 1.

Lantai

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Berat struktur per lantai.

Tinggi hx

Berat Lantai Wx

(m)

(kN)

37,8 34,1 30,4 26,7 23 19,3 15,6 11,9 8,2 4,5

Wxhx (kN‐m)

3.291 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 5.586 6.360

124.400 190.483 169.814 149.146 128.478 107.810 87.142 66.473 45.805 26.620

54.339

1.098.171

SHORTCOURSE

HAKI

Periode Natural



 Arah Utara-selatan  Arah utara-selatan merupakan sistem rangka dengan shearwall, 

  0,0488 



  0,0488  37,8   ,  .

T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa,  A r

= A m x Tc

= 0,7 x 0,6  

  



0,42 0,74

= 0,42  , .

SNI 1726-2002 Pasal 4.7.6 Untuk T

≤ Tc

Untuk T > Tc



C = A m. C = A r / T, dimana A r = A m x Tc.

 Arah Barat-timur  Arah barat-timur merupakan SRPM beton, 

  0,0731  Gambar 4. Ct untuk arah utara-selatan.

SHORTCOURSE



HAKI

  0,0731  37,8   , .

T > Tc, sehigga Faktor Respons Gempa,  A r

= A m x Tc

= 0,7 x 0,6  

  



= 0,42.

0,42 1,1

 , .

Base Shear   



 Arah Utara-selatan  



 .  . 

0,57  1,0  54.339 8,5

 . .

 Arah Barat-timur  

0,38  1,0  54.339 8,5

 .  .

Gambar 5. Ct untuk arah barat-timur.

Gaya Lateral Equivalent  

   ∑  

SHORTCOURSE

HAKI

Sehingga gaya lateral yang bekerja di lantai 10 arah utara-selatan:

  

3.644  124.400  1.098.171    

Gaya lateral equivalent yang bekerja di lantai 10 arah barat-timur:

  

2.429  124.400  1.098.171    

Perbandingan tinggi dengan panjang denah dalam arah pembebanan gempa utara-selatan = 37.8/15 = 2,52 < 3, dan juga untuk arah pembebanan gempa barat-timur, perbandingannya = 37,8/30 = 1,26 < 3, sehingga tidak perlu ada beban horizontal terpusat sebesar 0,1 V b di lantai tingkat paling atas. Gaya lateral untuk lantai lainnya seperti terlihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.

Gambar 6.

Gaya lateral equivalent di tiap lantai.

SHORTCOURSE

Tabel 2.

Lantai

HAKI

Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story  arah utara-selatan.

hx

wx

wxhx

(m)

(kN)

(kN‐m)

F Lateral

V Story

Fx

Vx

(kN)

(kN)

Tabel 3.

Lantai

Gaya lateral equivalent dan gaya geser per story  arah barat-timur.

hx

wx

wxhx

(m)

(kN)

(kN‐m)

F Lateral

V Story

Fx

Vx

(kN)

(kN)

10

37.8

3,291

124,400

413

413

10

37.8

3,291

124,400

275

275

9

34.1

5,586

190,483

632

1,045

9

34.1

5,586

190,483

421

696

30.4

5,586

169,814

376

1,072

26.7

5,586

149,146

330

1,402

8

30.4

5,586

169,814

563

1,609

8

7

26.7

5,586

149,146

495

2,103

7

6

23

5,586

128,478

426

2,530

6

23

5,586

128,478

284

1,686

19.3

5,586

107,810

238

1,924

5

19.3

5,586

107,810

358

2,888

5

4

15.6

5,586

87,142

289

3,177

4

15.6

5,586

87,142

193

2,117

3

11.9

5,586

66,473

221

3,397

3

11.9

5,586

66,473

147

2,264

8.2

5,586

45,805

101

2,366

4.5

6,360

28,620

63

2,429

54,339

1,098,171

2

8.2

5,586

45,805

152

3,549

2

1

4.5

6,360

28,620

95

3,644

1

54,339

1,098,171

Dalam contoh ini ada 6 portal dalam arah utara selatan, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 413 kN / 6 joint = 68,83 ≈ 69 kN/joint.

Dalam contoh ini ada 4 portal dalam arah barat-timur, sehingga gaya gempa equivalent yang bekerja pada masing-masing joint di lantai 10 adalah 275 kN / 4 joint = 68,75 ≈ 69 kN/joint.