Laporan Struktur Poltekes Karawang
March 20, 2018 | Author: Puji_kur | Category: N/A
Short Description
LAP. STR Bapelkes...
Description
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
LAPORAN PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG LAYANAN PENDIDIKAN PRODI KEBIDANAN KARAWANG POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
0
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG KATA PENGANTAR
Laporan perencanaan struktur bangunan gedung Layanan Pendidikan Program Studi Kebidanan Karawang Politeknik Kesehatan Bandung yang berisikan tentang perilaku, analisis, dan desain struktur secara keseluruhan dan detail sehingga membentuk satu kesatuan struktur bangunan gedung yang aman (Safety) sehingga memenuhi standar bangunan yang berlaku di indonesia. Dilengkapi dengan Metode dan Cara perancangan struktur atas, dan struktur bawah bangunan. Laporan hasil perancangan ini dimaksudkan untuk digunakan sebagai acuan bagi pelaksana konstruksi dan keperluan teknis lainnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat khususnya bagi pengguna (User) dalam pelaksanaan pembangunan Gedung Layanan Pendidikan Program Studi Kebidanan
Karawang Politeknik Kesehatan Bandung.
Bandung, Juli 2016 Hormat Kami,
Ir. Rifqi Z Fathurachman
Direktur Teknik
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
i
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
DAFTAR ISI 1. PENDAHULUAN .................................................................................................................. 1 1.1
DATA UMUM GEDUNG ............................................................................................. 1
1.2
PERATURAN DAN STANDARD ............................................................................... 2
1.3
MATERIAL .................................................................................................................. 4 1.3.1
Beton.............................................................................................................. 4
1.3.2
Baja Tulangan................................................................................................ 6
1.3.3
Baja Profil ...................................................................................................... 6
2. PERENCANAAN BEBAN .................................................................................................... 7 2.1
GENERAL ................................................................................................................... 7
2.2
BEBAN MATI .............................................................................................................. 7
2.3
BEBAN HIDUP ............................................................................................................ 7 2.3.1
Beban Hidup Pada Atap ................................................................................ 7
2.4
BEBAN LINGKUNGAN ............................................................................................... 7
2.5
BEBAN GEMPA .......................................................................................................... 8 2.5.1
Faktor Keutamaan Gempa ............................................................................ 8
2.5.2
Klasifikasi Situs ............................................................................................ 10
2.5.3
Klasifikasi Situs ............................................................................................ 11
2.5.4
Pemilihan Sistem Penahan Gaya Gempa .................................................. 12
2.5.5
Koefisien Situs ............................................................................................. 13
2.5.6
Parameter Percepatan Spektra Desain ...................................................... 14
2.5.7
Kategori Desain Seismik ............................................................................. 14
2.5.8
Distribusi Gaya Lateral Ekuivalen ............................................................... 15
3. ANALISIS STRUKTUR ATAS ........................................................................................... 18 3.1
GENERAL ................................................................................................................. 18
3.2
MODEL KOMPUTER ................................................................................................ 18
3.3
DAFTAR MATERIAL................................................................................................. 18
3.4
FRAME SECTION .................................................................................................... 19
3.5
PEMODELAN STRUKTUR....................................................................................... 22
3.6
3.5.1
Struktur Utama............................................................................................. 22
3.5.2
Denah Struktur............................................................................................. 22
APLIKASI BEBAN GRAVITASI STRUKTUR ATAS ................................................. 24 3.6.1
Beban Hidup (Live Load)............................................................................. 24
3.6.2
Beban SDL (Super Dead Load) ................................................................. 24
3.6.3
Beban SDL (Frame) .................................................................................... 25
3.6.4
Beban Pada Rangka Atap ........................................................................... 25
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
ii
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 3.7
BEBAN GEMPA (EARTHQUAQE) ........................................................................... 26 3.7.1
3.8
Metode Statik Ekivalen ................................................................................ 28
KONTROL ANALISIS ............................................................................................... 31 3.8.1
General ........................................................................................................ 31
3.8.2
Cek Waktu Getar Struktur ........................................................................... 31
3.8.3
Kombinasi Pembebanan ............................................................................. 34
3.8.4
Gaya - Gaya Dalam ..................................................................................... 35
4. PERANCANGAN STRUKTUR ATAS ................................................................................ 38 4.1
DESAIN STRUKTUR BAJA ...................................................................................... 38 4.1.1
Input Parameter Desain Struktur Baja Pada Program ................................ 38
4.1.2
Input Kombinasi Beban Untuk Perancangan .............................................. 38
4.1.3
Cek Rasio Tegangan (Stress Ratio) ........................................................... 39
4.1.4
Cek Detail Pada Elemen Balok ................................................................... 40
5. PERANCANGAN STRUKTUR BAWAH ............................................................................ 41 5.1
GENERAL ................................................................................................................. 41
5.2
DESAIN PONDASI ................................................................................................... 41 5.2.1
Desain Pondasi Tiang Pancang .................................................................. 41
6. PENUTUP .......................................................................................................................... 43
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
iii
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
DAFTAR GAMBAR Gambar 1-1 Denah Lantai 1 ...................................................................................................... 1 Gambar 1-2 Denah Lantai 2 ...................................................................................................... 1 Gambar 1-3 Denah Lantai 3 ...................................................................................................... 2 Gambar 2-1 Koefisien Angin berdasarkan SKBI 1.3.53.1987 .................................................. 8 Gambar 2-2 Respon Gempa Percepatan 0,2 detik (Ss) untuk Probabilitas Terlampaui 2% dalam 50 tahun ........................................................................................................................ 11 Gambar 2-3 Respon Gempa Percepatan 1.0 detik (S1) untuk Probabilitas Terlampaui 2% dalam 50 tahun ........................................................................................................................ 12 Gambar 3-1 Material Beton Struktur ....................................................................................... 18 Gambar 3-2 Material Baja........................................................................................................ 19 Gambar 3-3 SL1 20/40
Gambar 3-4 SL2 20/30 ......................................... 19
Gambar 3-5 PD1 35/35
Gambar 3-6 WF 150.75.5.7 .................................. 20
Gambar 3-7 WF 200.100.5,5.8
Gambar 3-8 WF 200.100.5,5.8 .............................. 20
Gambar 3-9 WF 300.150.6,5.9 ................................................................................................ 20 Gambar 3-10 H 200.200.8.12
Gambar 3-11 H 250.250.9.14 ............................... 21
Gambar 3-12 Model 3D Struktur ............................................................................................. 22 Gambar 3-13 Denah Lantai 1 & Sloof (Tie Beam) .................................................................. 22 Gambar 3-14 Denah Lantai 2 (Beam) ..................................................................................... 23 Gambar 3-15 Denah Lantai 3 (Beam) ..................................................................................... 23 Gambar 3-16 Denah Ring Balok ............................................................................................. 23 Gambar 3-17 Aplikasi Beban Hidup ........................................................................................ 24 Gambar 3-18 Aplikasi Beban SDL........................................................................................... 24 Gambar 3-19 Aplikasi Beban SDL Wall .................................................................................. 25 Gambar 3-20 Aplikasi Beban SDL Roof (Genteng Penutup Atap) ......................................... 25 (CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
iv
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Gambar 3-21 Aplikasi Beban Hujan ........................................................................................ 26 Gambar 3-22 Input Data Massa Struktur ................................................................................ 27 Gambar 3-23 Input Diafragma pada masing-masing lantai .................................................... 27 Gambar 3-24 Koordinat pusat massa pada masing-masing diafragma lantai ....................... 27 Gambar 3-25 Gaya Gempa ASCE 7-10 X-Dir ........................................................................ 30 Gambar 3-26 Gaya Gempa ASCE 7-10 Y-Dir ........................................................................ 31 Gambar 3-27 Mode 1 (Translasi arah X) dengan T = 1,466 sec ............................................ 32 Gambar 3-28 Mode 2 (Translasi arah Y) dengan T = 1,072 sec ............................................ 32 Gambar 3-29 Mode 3 (Rotasi) dengan T = 0,907 sec ............................................................ 32 Gambar 3-30 Input Parameter (T) untuk pembebanan gempa Statik Ekivalen ..................... 34 Gambar 3-31 Axial Force Diagram (Envelove) ....................................................................... 35 Gambar 3-32 Shear 2-2 Diagram (Comb 3)............................................................................ 35 Gambar 3-33 Shear 3-3 Diagram (Comb 3)............................................................................ 36 Gambar 3-34 Torsion Diagram (Comb 3)................................................................................ 36 Gambar 3-35 Momen 2-2 Diagram (Comb 3) ......................................................................... 36 Gambar 3-36 Momen Diagram 3-3 (Comb 3) ......................................................................... 37 Gambar 4-1 Parameter Desain Struktur Baja Non-Komposit ................................................. 38 Gambar 4-2 kombinasi Beban Desain .................................................................................... 39 Gambar 4-3 Stress Ratio Struktur Baja ................................................................................... 39 Gambar 4-4 Stress Ratio Detail Elemen Balok ....................................................................... 40
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
v
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
DAFTAR TABEL Tabel 1-1 Kontrol Lendutan pada Elemen Beton Bertulang ..................................................... 4 Tabel 1-2 Lebar Retak Ijin pada Elemen Beton Bertulang (ACI Committee) ........................... 5 Tabel 1-3 Tebal Minimum Beton Bertulang Biasa .................................................................... 5 Tabel 1-4 Karakteristik Baja Tulangan ...................................................................................... 6 Tabel 1-5 Sifat Mekanis baja Profil ............................................................................................ 6 Tabel 2-1 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa ................ 9 Tabel 2-2 Faktor Keutamaan Gempa ...................................................................................... 10 Tabel 2-3 Klasifikasi Situs........................................................................................................ 11 Tabel 2-4 Koefisien situs Fa ..................................................................................................... 13 Tabel 2-5 Koefisien situs Fv ..................................................................................................... 13 Tabel 2-6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012 ...................................................................................... 14 Tabel 2-7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik berdasarkan SNI 1726-2012........................................................................................ 15 Tabel 2-8 Koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung berdasarkan SNI 1726-2012 .................................................................................................................................................. 15 Tabel 2-9 Nilai parameter metode pendekatan Ct dan x berdasarkan SNI 1726-2012 ......... 16 Tabel 3-1 Kategori desain seismic .......................................................................................... 28 Tabel 3-2 Faktor Keutamaan Gempa (Ie) ............................................................................... 28 Tabel 3-3 Klasifikasi Situs SNI 1726-2012. ............................................................................. 28 Tabel 3-4 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012 ...................................................................................... 28 Tabel 3-5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012 ...................................................................................... 29
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
vi
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Tabel 3-6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012 ...................................................................................... 29 Tabel 3-7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik berdasarkan SNI 1726-2012........................................................................................ 29 Tabel 3-8 Koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung berdasarkan SNI 1726-2012 .................................................................................................................................................. 29 Tabel 3-9 Nilai parameter metode pendekatan Ct dan x berdasarkan SNI 1726-2012 ......... 29 Tabel 3-10 Waktu Getar Alami Fundamental (T) hasil Software ............................................ 33 Tabel 3-11 Kontrol nilai T......................................................................................................... 33
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. vii
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
1. PENDAHULUAN
1.1
DATA UMUM GEDUNG Gedung Layanan Pendidikan Program Studi Kebidanan Karawang Politeknik
Kesehatan Bandung ini direcanakan dengan bentuk persegi panjang. Berikut gambar umum denah gedung:
Gambar 1-1 Denah Lantai 1
Gambar 1-2 Denah Lantai 2
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
1
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 1-3 Denah Lantai 3
1.2
PERATURAN DAN STANDARD Berikut adalah peraturan dan standar desain yang digunakan sebagai acuan/referensi dalam perencanaan desain : 1. ACI Committee 318, "Building Code Reinforcements for Structural Concrete (ACI318-08) and commentary (ACI318R-08)," American Concrete Institute, Michigan, USA. 2. AISC Committee, "Specification for Structural Steel Building: Load Resistant Factor Design with commentary (AISC-LRFD-2010)," American Institute of Steel Construction, Chicago, USA. 3. AISC Committee, "Seismic Provisions For Structural Steel Buildings: American Institute of Steel Construction, Chicago, USA. 4. "Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung (SNI 2847-2013)," Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Bandung, Indonesia. 5. “Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural” (SNI 1729-2015)," 6. Panitia Bangunan dan Konstruksi, " Peraturan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012)” Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, Bandung, Indonesia. 7. Himpunan
Ahli
Konstruksi
Indonesia-HAKI,
"Pedoman
Perencanaan
Pembebanan untuk Rumah dan Gedung ( 8. SKBI - 1.3.53.1987)," Departemen Pekerjaan Umum, Indonesia;
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
2
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 9. UBC Committee, "Uniform Building Code 1997 Volume 2 Structural Engineering Design Provisions (UBC97)," International Conference of Building Officials, California, USA. 10. ASCE Committee, "Minimum Design Loads for Buildings and other Structures (ASCE 7-05)," American Society of Civil Engineers, Virginia, USA. 11. Fisher, James A., and Kloiber, Lawrence A., (2006), "AISC Steel Design Guide vol. 1 - 24," American Institute of Steel Construction, Inc., Chicago, USA; 12. MacGregor, James G., (2005), "Reinforcement Concrete Mechanics and Design Fourth Edition," Pearson Education, Inc., New Jersey, USA. 13. Salmon, Charles G., Johnson, John E., and Malhas, Faris A., (2009), "Steel Structures Design and Behavior Fifth Edition," Pearson Education, Inc., New Jersey, USA. 14. Das, Braja M., (1999), "Principles of Foundation Engineering Fourth Edition," Brooks/Cole Publishing Company, USA. 15. Das, Braja M., (2002), "Principles of Geotechnical Engineering Fifth Edition," Brooks/Cole Publishing Company, USA. 16. United States Steel Corporation, (1984), "USS Steel Sheet Piling Design Manual," U.S. Department of Transportation, USA. 17. Peraturan-peraturan ekivalen lainnya.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
3
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 1.3
MATERIAL Material yang digunakan dalam perencanaan ditetapkan sebagai berikut.
1.3.1
Beton Beton dalam hal ini merupakan beton bertulang biasa. 1.
Karakteristik Material Beton Spesifikasi kuat tekan dengan benda uji silinder untuk beton 28 hari
2.
Mutu Beton
: f’c 20,7 Mpa K250
Modulus Elastisitas
: 4700 √𝑓𝑐′ = 21383,71 Mpa
Kontrol Lendutan Kontrol lendutan pada elemen beton bertulang dibatasi dengan mengacu kepada SNI -2847-2013, dengan ketentuan sebagai berikut. Tabel 1-1 Kontrol Lendutan pada Elemen Beton Bertulang Tipe Komponen Struktur
Lendutan yang diperhitungkan
Atap datar tidak menahan atau berhubungan dengan komponen non struktural yang mungkin akan rusak akibat lendutan yang besar
Lendutan hidup (L)
akibat
beban
Lantai tidak menahan atau berhubungan dengan komponen non struktural yang mungkin rusak akibat lendutan yang besar
Lendutan hidup (L)
akibat
beban
Konstruksi atap atau lantai yang menahan atau berhubungan dengan komponen nonstruktural yang mungkin rusak akibat lendutan yang besar
Kontruksi atap atau lantai yang menahan atau berhubungan dengan komponen non struktural yang mungkin rusak akibat lendutan yang besar
Bagian dari lendutan total yang terjadi setelah pemasangan komponen non-struktural (jumlah dari lendutan jangka panjang akibat semua beban yang bekerja dan lendutan seketika yang terjadi akibat penambahan sebarang beban hidup)
Batas Lendut an l /180
l /360
l /480
l /240
3. Kontrol Retak Kontrol terhadap retak pada struktur beton bertulang dilakukan dengan membatasi terhadap lebar retak. Lebar retak dibatasi dengan mengacu kepada ACI committee yakni sebagai berikut.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
4
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Tabel 1-2 Lebar Retak Ijin pada Elemen Beton Bertulang (ACI Committee) Exposure Condition
Maximum Allowable Crack Width in (mm)
Dry air or protective membrane
0.016 (0.41)
Humidity, moist air, soil
0.012 (0.30)
Deicing chemicals
0.007 (0.18)
Seawater and seawater spray, wetting and drying
0.006 (0.15)
Water-retaining structures
0.004 (0.10)
Dari tabel di atas, lebar crack yang terjadi pada elemen struktur hanya pada daerah momen positif dengan batasan 0.15 mm.
4. Selimut Beton Selimut beton pada pekerjaan ini ditetapkan sebagai berikut. Tabel 1-3 Tebal Minimum Beton Bertulang Biasa Tebal Selimut Minimum (mm) Beton yang dicor langsung di atas tanah dan selalu berhubungan dengan tanah Beton yang berhubungan dengan tanah atau cuaca : Batang D 19 hingga D57 Batang D 16, kawat M-16 ulir atau polos dan yang lebih kecil Beton yang tidak berhubungan dengan cuaca atau berhubungan dengan tanah : Slab, dinding, balok usuk : Batang tulangan D 44 dan D 57 Batang D 36 dan yang lebih kecil Balok, kolom : Tulangan utama, pengikat, sengkang, spiral Komponen struktur cangkang, pelat lipat : Batang D 19 dan yang lebih besar Batang D 16, M-16 ulir atau polos, dan yang lebih kecil
75
50 40
40 20 40 20 13
Selimut beton ini penting untuk dipenuhi mengingat kebutuhan penulangan sangat dipengaruhi oleh jarak antara titik pusat tulangan utama terhadap sisi depan. Selimut ini juga diperhitungkan sebagai perlindungan terhadap korosi akibat air laut.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
5
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 1.3.2
Baja Tulangan Baja tulangan pada pekerjaan ini memiliki karakteristik sebagai berikut. Tabel 1-4 Karakteristik Baja Tulangan Tulangan polos (BJTP)
Tulangan deformed (BJTD)
Tendon D 12.5 mm
fy =
240 MPa
Es =
200000 MPa
fy =
400 MPa
Es =
200000 MPa
fy =
1840 MPa
Es =
196000 MPa
1.3.3 Baja Profil Sifat-sifat mekanis lainnya baja struktural untuk maksud perencanaan ditetapkan sebagai berikut: Modulus elastisitas
: E = 200.000 MPa
Modulus geser
: G = 80.000 MPa
Nisbah poisson
: μ = 0,3
Koefisien pemuaian
: α = 12 x 10-6 /Cº
Tabel 1-5 Sifat Mekanis baja Profil
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
6
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
2. PERENCANAAN BEBAN
2.1
GENERAL Analisis struktur dilakukan untuk memperoleh gaya-gaya dalam elemen struktur dengan memperhitungkan beban-beban sebagai berikut.
2.2
BEBAN MATI Beban mati adalah berat sendiri dari struktur. Berat jenis bahan yang digunakan dalam model komputer (Indonesia Kode SKBI 1.3.53.1987) adalah sebagai berikut: Berat jenis Beton
: 2.4 ton/m3;
Berat Jenis Baja
: 7.85 ton/m3;
Dalam model komputer, beban ini untuk diaplikasikan sebagai Beban Mati (Self Weight).
2.3
BEBAN HIDUP Beban hidup adalah semua beban bergerak termasuk orang, peralatan, perlengkapan lain, partisi yang bergerak, bagian dari peralatan yang dibongkar dan material-material yang sifatnya disimpan sementara. Beban hidup dapat berupa beban hidup merata ataupun beban terpusat. Beban hidup tersebut diuraikan sebagai berikut:
2.3.1
Beban Hidup Pada Atap Model atap akan menggunakan 100 kg / titik untuk beban atap hidup berdasarkan (Indonesia Kode SKBI 1.3.53.1987.) Beban hidup pada dak beton ditetapkan sebagai beban orang diatasnya. Beban hidup untuk fungsi ini dalam desain adalah 100 kg/m2 (Indonesia Kode SKBI 1.3.53.1987.).
2.4
BEBAN LINGKUNGAN Kecepatan dasar untuk beban angin diambil 33 m/s. Perhitungan beban angin pada struktur sesuai dengan Indonesia Kode SKBI 1.3.53.1987.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
7
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 2-1 Koefisien Angin berdasarkan SKBI 1.3.53.1987
Menurut SKBI 1.3.53.1987 Hal 19, desain untuk beban angin adalah sebagai berikut:
V2 P (kg / m 2 ) 16 Dimana : V
= Kecepatan angin ( m/s )
P
= 78 kg/m2 dari basic desain
Cq
= Koefisien tekanan angin untuk struktur
P
= 78 kg/m2
V
= 35.33 m/sec = 127.18 km/hr.
2.5
BEBAN GEMPA Pembebanan gempa sesuai dengan SNI 1726-2012, “Peraturan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung”. 2.5.1
Faktor Keutamaan Gempa Kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung ditentukan berdasarkan Tabel 2-1, dan faktor keutamaan gempa ditentukan berdasarkan Tabel 2-2 Pada perancangan ini bangunan yang dirancang adalah bangunan Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan sehingga termasuk kategori risiko IV
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
8
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG (Tabel 1 SNI 1726-2012) dan untuk kategori risiko tersebut maka nilai faktor keutamaan gempa ialah 1,5. Tabel 2-1 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa Jenis pemanfaatan
Kategori risiko
Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain: - Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan - Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
I
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: - Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung perkantoran - Gedung apartemen/ rumah susun - Pusat perbelanjaan/ mall - Bangunan industri - Fasilitas manufaktur - Pabrik
II
Gedung dan non gedung yang memiliki risiko 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 kedalam kategori risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: - Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi
III
Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan 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.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan…..
9
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, 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 perlindungan 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 struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat
IV
Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.
Tabel 2-2 Faktor Keutamaan Gempa
Kategori
keutamaan
gempa
2.5.2
Faktor keutamaan gempa, Ie
I atau II
1,00
III
1,25
IV
1,50
Klasifikasi Situs Klasifikasi situs ditentukan berdasarkan jenis/kondisi tanah pada daerah dimana bangunan ini dibangun. Berdasarkan jenis/kondisi tanah tersebut, maka kondisi tanah dimana bangunan dibangun termasuk kelas situs SD (Tanah Sedang).
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 10
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Tabel 2-3 Klasifikasi Situs Kelas situs
Vs (m/detik)
N atau Nch
Su (kPa)
SA (batuan keras)
> 1500
N/A
N/A
N/A
N/A
350 sampai 750
>50
τ 100
175 sampai 350
15 sampai 50
50 sampai
SB (batuan)
750 sampai 1500
SC (tanah keras, sangat padat dan batuan lunak) SD (tanah sedang)
100 SE (Tanah Lunak)
2.5.3
< 175
< 15
> 50
Klasifikasi Situs
Sumber : SNI 1726-2012
Gambar 2-2 Respon Gempa Percepatan 0,2 detik (Ss) untuk Probabilitas Terlampaui 2% dalam 50 tahun
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 11
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Sumber : SNI 1726-2012
Gambar 2-3 Respon Gempa Percepatan 1.0 detik (S1) untuk Probabilitas Terlampaui 2% dalam 50 tahun
Parameter percepatan batuan dasar Parameter 𝑆𝑠 (percepatan batuan dasar pada periode pendek) dan 𝑆1
(percepatan batuan dasar pada periode 1 detik) harus diterapkan masingmasing dari respons spectra percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik yang terdapat pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3 dengan kemungkinan 2 % terlampaui dalam 50 tahun dan dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi.
2.5.4
Pemilihan Sistem Penahan Gaya Gempa Sistem penahan gaya gempa ditentukan dari Tabel-9 SNI 1726-2012, parameter yang digunakan dalam desain yaitu: -
Koefisien Modifikasi Respons (R)
:5
-
Faktor Kuat Lebih Sistem (Ω)
:3
-
Faktor Pembesaran Defleksi (Cu)
: 5.5
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 12
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 2.5.5
Koefisien Situs Untuk penentuan respons spectra percepatan gempa dipermukaan tanah diperlukan suatu faktor amplifikasi seismic pada periode 0,2 detik dan periode 1 detik. Berdasarkan SNI 1726-2012, faktor amplifikasi meliputi terkait percepatan pada getaran periode pendek (Fa) dan faktor terkait percepatan yang mewakili getaran periode 1 detik (Fv). koefisien situs Fa dan Fv ditentukan berdasarkan Tabel 2-4 dan Tabel 2-5. Tabel 2-4 Koefisien situs Fa
Kelas situs
Parameter respons spectral percepatan gempa (MCE) terpetakan pada perioda pendek T = 0.2 detik, Ss Ss < 0.25
Ss = 0.50
Ss = 0.75
Ss = 1.00
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
SSb
SF
Tabel 2-5 Koefisien situs Fv Kelas situs
Parameter respons spectral percepatan gempa (MCE) terpetakan pada perioda pendek T = 1.0 detik, S1 S1 < 0.10
S1 = 0.2
S1 = 03
S1 = 0.4
S1 > 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
2.0
1.8
1.6
1.5
SE
3.5
3.2
2.5
2.4
2.4
SF
b
SS
Ket: a. Nilai-nilai Fa maupun Fv yang tidak terdapat pada tebel dapat dilakukan proses interpolasi linear b. Ss merupakan situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respon situs spesifik
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 13
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 2.5.6
Parameter Percepatan Spektra Desain Parameter percepatan spektra desain untuk periode pendek (SDS) dan periode 1 detik (SD1), kemudian parameter spektrum respons percepatan pada periode pendek (SMS) dan periode 1 detik (SM1) disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs harus ditentukan dengan persamaan berikut: 𝑆𝑀𝑠 = 𝐹𝑎 . 𝑆𝑠 𝑆𝐷𝑆 =
2 𝑆 3 𝑀𝑠
𝑆𝑀1 = 𝐹𝑣 . 𝑆1 𝑆𝐷1 =
2.5.7
2 𝑆 3 𝑀1
Kategori Desain Seismik Kategori desain seismik berdasarkan parameter percepatan respons pada periode 1 detik (SD1) dan parameter percepatan respons spektra pada periode pendek (SDS) berdasarkan SNI 1726-2012 dapat dilihat pada Tabel 2.6 dan Tabel 2.7. Tabel 2-6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012
Nilai SDS
Kategori risiko I atau II atau III
IV
SDS < 0,167
A
A
0,167 ≤ SDS < 0,133
B
C
0,133 ≤ SDS < 0,50
C
D
0,50 ≤ SDS
D
D
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 14
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Tabel 2-7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik berdasarkan SNI 1726-2012
Kategori risiko
Nilai SD1
2.5.8
I atau II atau III
IV
SD1 < 0,067
A
A
0,067 ≤ SD1 < 0,133
B
C
0,133 ≤ SD1 < 0,20
C
D
0,20 ≤ SD1
D
D
Distribusi Gaya Lateral Ekuivalen a)
Perioda fundamental struktur (T) Perioda fundamental struktur (T) didapat dari hasil analisis struktur dengan menggunakan bantuan program (ETABS 2015) dimana nilai (T) dibatasi dengan persamaan berikut:
𝑇𝑎 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚 = 𝐶𝑡 ℎ𝑛 𝑥
(2.1)
𝑇𝑎 maksimum = 𝐶𝑢 . 𝑇𝑎 minimum
(2.2)
Tabel 2-8 Koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung berdasarkan SNI 1726-2012
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 15
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Tabel 2-9 Nilai parameter metode pendekatan Ct dan x berdasarkan SNI 1726-2012
b)
Menentukan Gaya Geser Dasar Seismik Perhitungan gaya lateral desain dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut: 𝑪𝒔 𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝐶𝑠 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 arah x =
𝑆𝐷𝑆 𝑅 𝐼𝑒
𝐶𝑠 ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 arah y =
𝑆𝐷𝑆 𝑅 𝐼𝑒
𝑪𝒔 𝐦𝐚𝐤𝐬𝐢𝐦𝐮𝐦 𝐶𝑠 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 arah x =
𝑆𝐷1 𝑅
𝑇. 𝐼
𝑒
𝐶𝑠 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚 arah y =
𝑆𝐷1 𝑅
𝑇. 𝐼
𝑒
𝑪𝒔 𝒎𝒊𝒏𝒊𝒎𝒖𝒎 𝐶𝑠 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚 arah x = 0,044 𝑆𝐷𝑆 𝐼𝑒 ≥ 0,01 𝐶𝑠 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚 arah y = 0,044 𝑆𝐷𝑆 𝐼𝑒 ≥ 0,01 Jadi, dengan persamaan berikut didapat nilai gaya lateral ekivalen untuk masing-masing arah adalah: Vx
= Csx . Wt
Vy
= Csy . Wt
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 16
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Dimana: V
= Gaya Geser Dasar Nominal Statik
Cs
= nilai faktor Respone Gempa yang didapat dari spektrum respon;
Wt
= Berat dari struktur;
c) Pengaruh Beban Gempa Pengaruh beban gempa (E) harus ditentukan dengan persamaan berikut: E = 𝐸ℎ + 𝐸𝑣 Pengaruh Beban Gempa Horisontal 𝐸ℎ = 𝜌 𝑄𝐸 = (1.3) 𝑄𝐸 Pengaruh Beban Gempa Vertikal 𝐸𝑣 = 0.2 𝑆𝐷𝑆 D = (0.2) (0.8) 𝐷 Pengaruh beban gempa, nantinya akan dimasukkan pada kombinasi pembebanan untuk beban gempa. Yaitu: 1.2 D + 1.0 L ± 0.3 (𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) ± 1 (𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) 1.2 D + 1.0 L ± 1(𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) ± 0.3 (𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) 0.9 D ± 1 (𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) ± 0.3 (𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) 0.9 D ± 0.3 (𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D) ± 1(𝜌 𝑄𝐸 + 0.2𝑆𝐷𝑆 D)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 17
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
3. ANALISIS STRUKTUR ATAS
3.1
GENERAL Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan bantuan program analsis struktur ETABS 2015
3.2
MODEL KOMPUTER Penyusunan model 3D struktur yang digunakan dalam analisis ini akan dijelaskan di bagian bawah ini. Struktur akan dianalisa secara keseluruhan pada kombinasi yang kritis, dari beban vertikal, longitudinal dan lateral. Dimensi pada model 3D akan dibangun menjadi satu komponen yang utuh, kaku dan terhubung. Data output yang dapat dihasilkan dari program ini antaralain gaya aksial maksimum dan minimum, gaya geser dan lendutan untuk masing-masing unsur yang akan didesain dan diperiksa.
3.3
DAFTAR MATERIAL Daftar material yang digunakan dalam model, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 3-1 Material Beton Struktur
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 18
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-2 Material Baja
3.4
FRAME SECTION Daftar properti yang digunakan dalam model, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 3-3 SL1 20/40
Gambar 3-4 SL2 20/30
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 19
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-5 PD1 35/35
Gambar 3-7 WF 200.100.5,5.8
Gambar 3-6 WF 150.75.5.7
Gambar 3-8 WF 200.100.5,5.8
Gambar 3-9 WF 300.150.6,5.9
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 20
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-10 H 200.200.8.12
Gambar 3-11 H 250.250.9.14
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 21
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 3.5 3.5.1
PEMODELAN STRUKTUR Struktur Utama Pemodelan struktur 3-D dapat dilihat sebagai berikut:
Gambar 3-12 Model 3D Struktur
3.5.2
Denah Struktur Denah pemodelan struktur pada masing-masing lantai dapat dilihat ada gambar di bawah ini:
Gambar 3-13 Denah Lantai 1 & Sloof (Tie Beam)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 22
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-14 Denah Lantai 2 (Beam)
Gambar 3-15 Denah Lantai 3 (Beam)
Gambar 3-16 Denah Ring Balok (CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 23
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 3.6 3.6.1
APLIKASI BEBAN GRAVITASI STRUKTUR ATAS Beban Hidup (Live Load)
Gambar 3-17 Aplikasi Beban Hidup
3.6.2
Beban SDL (Super Dead Load)
Gambar 3-18 Aplikasi Beban SDL
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 24
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 3.6.3
Beban SDL (Frame)
Gambar 3-19 Aplikasi Beban SDL Wall
3.6.4
Beban Pada Rangka Atap
Gambar 3-20 Aplikasi Beban SDL Roof (Genteng Penutup Atap)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 25
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-21 Aplikasi Beban Hujan
3.7
BEBAN GEMPA (EARTHQUAQE) Beban gempa dihitung berdasarkan "Peraturan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012)” dengan metode yaitu cara static ekivalen. Dari hasil analisis tersebut diambil kondisi yang memberikan nilai gaya/momen terbesar sebagai dasar perencanaan. Dalam analisis struktur terhadap gempa, massa bangunan sangat menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Dalam
analisis
modal
(Modal
Analysis)
untuk
penentuan
waktu
getar
alami/fundamental struktur massa tambahan yang diinput pada Program meliputi massa akibat beban mati tambahan dan beban hidup yang direduksi dengan faktor reduksi 0,3 seperti pada gambar di bawah. Dalam hal ini massa akibat berat sendiri elemen struktur (Kolom, balok, dan Pelat lantai) sudah dihitung secara otomatis karena faktor pengali berat sendiri (Self Weight Multiplier) pada static load case untuk DEAD adalah 1.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 26
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-22 Input Data Massa Struktur Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, pelat lantai dapat dianggap sebagai diafragma yang kaku pada bidangnya, sehingga masing-masing lantai tingkat didefinisikan sebagai diafragma kaku seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 3-23 Input Diafragma pada masing-masing lantai Pusat massa lantai tingkat yang merupakan titik tangkap beban gampa static ekivalen pada masing-masing lantai diafragma, koordinatnya dapat dilihat seperti pada gambar di bawah. Story Lantai 1 Lantai 2 Ring Balok Ring Balok
Diaphragm D1 D2 D3 D4
Mass X Mass Y XCM kg kg m 322918.35 322918.35 19.892 0 0 19.905 13622 13622 18.4375 0 0 19.5498
YCM Cumulative X Cumulative Y XCCM YCCM XCR m kg kg m m m 7.0479 322918.35 322918.35 19.892 7.0479 18.0193 7.058 0 0 0 0 7.8073 13622 13622 18.4375 7.8073 17.2016 7.144 0 0 0 0
YCR m 9.0892 9.4805
Gambar 3-24 Koordinat pusat massa pada masing-masing diafragma lantai
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 27
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 3.7.1
Metode Statik Ekivalen Tabel di bawah ini adalah Parameter-parameter input untuk analisis terhadap gaya gempa menurut SNI 1726-2012. Tabel 3-1 Kategori desain seismic Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, 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 perlindungan 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 struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat
IV
Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.
Tabel 3-2 Faktor Keutamaan Gempa (Ie)
Kategori keutamaan gempa
Faktor keutamaan gempa, Ie
IV
1,5
Tabel 3-3 Klasifikasi Situs SNI 1726-2012. Kelas situs
Vs (m/detik)
N atau Nch
Su (kPa)
SD (tanah sedang)
175 sampai 350
15 sampai 50
50 sampai 100
Tabel 3-4 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012 Percepatan batuan dasar pada periode pendek Percepatan batuan dasar pada periode 1 detik
Ss
0.683
Det
S1
0.288
Det
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 28
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Tabel 3-5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012 faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek
Fa
1.254
Det
faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik
Fv
1.800
Det
Parameter percepatan spektra desain untuk periode 2 / 3 *pendek Sms
Sds
0.571
Det
Parameter percepatan spektra desain untuk periode 3 / 3 *1Sm1 detik
Sd1
0.346
Det
Tabel 3-6 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek berdasarkan SNI 1726-2012
Kategori risiko
Nilai SDS
I atau II atau III
IV
SDS < 0,167
A
A
0,167 ≤ SDS < 0,133
B
C
0,133 ≤ SDS < 0,50
C
D
0,50 ≤ SDS
D
D
Tabel 3-7 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik berdasarkan SNI 1726-2012
Nilai SD1
Kategori risiko I atau II atau III
IV
SD1 < 0,067
A
A
0,067 ≤ SD1 < 0,133
B
C
0,133 ≤ SD1 < 0,20
C
D
0,20 ≤ SD1
D
D
Tabel 3-8 Koefisien untuk batas atas pada periode yang dihitung berdasarkan SNI 17262012
Tabel 3-9 Nilai parameter metode pendekatan Ct dan x berdasarkan SNI 1726-2012
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 29
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Input Beban gempa otomatis dengan memilih Auto lateral load pattern ASCE 7-10, yang selanjutnya akan dikontrol dengan hitungan empiris. Input beban gempa otomatis seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 3-25 Gaya Gempa ASCE 7-10 X-Dir
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 30
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-26 Gaya Gempa ASCE 7-10 Y-Dir Dalam analisis gempa static ekivalen harus dilakukan dengan meninjau secara bersamaan 100% gaya arah X dan 30 % gempa arah Y, dan sebaliknya.
3.8
KONTROL ANALISIS
3.8.1
General Kontrol analisis dilakukan untuk memeriksa hasil input beban, analisis dan output hasil program, agar sesuai dengan peraturan (Code) yang di tetapkan. Kontrol analisis terdiri dari :
Nilai Waktu Getar Alami Fundamental (T);
Gaya-gaya dalam;
3.8.2 Cek Waktu Getar Struktur Waktu getar alami dapat diperoleh dari hasil modal analysis dengan program ETABS 2015 untuk mode 1 (Gambar 3-45), mode 2 (Gambar 3-46) dan mode 3 (Gambar 3-47). yang berprilaku elasto plastis.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 31
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-27 Mode 1 (Translasi arah X) dengan T = 1,466 sec
Gambar 3-28 Mode 2 (Translasi arah Y) dengan T = 1,072 sec
Gambar 3-29 Mode 3 (Rotasi) dengan T = 0,907 sec (CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 32
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Waktu getar alami fundamental (T) hasil analisis program harus berada di antara nilai TaMin dan TaMax hasil hitungan. Apabila Waktu getar alami fundamental (T) hasil analisis program lebih besar dari TaMax, maka untuk perhitungan koefisien gempa digunakan nilai TaMax hasil hitungan, Namun bila nilai waktu getar hasil analisis program berada di antara rentan nilai TaMin dan TaMax maka untuk perhitungan koefisien gempa, harus menggunakan nilai (T) hasil analisis program. Tabel dibawah adalah nilai waktu getar struktur (T) hasil analisis program ETABS 2015, maka dari itu dapat disimpulkan dari table di bawah, bahwa nilai waktu getar (T) hasil analisis program lebih besar dari nilai TaMax. Untuk perhitungan nilai koefisien gempa digunakan nilai TaMax hasil hitungan.
Tabel 3-10 Waktu Getar Alami Fundamental (T) hasil Software Case
Mode
Period
Modal
1
1.466
Modal
2
1.072
Modal
3
0.907
Modal
4
0.617
Modal
5
0.46
Modal
6
0.374
Modal
7
0.37
Modal
8
0.317
Modal
9
0.306
Modal
10
0.236
Modal
11
0.053
Modal
12
0.036
sec
Tabel dibawah ini menunjukan nilai TaMin dan TaMax periode struktur hasil hitungan:
Tabel 3-11 Kontrol nilai T > Waktu Getar Alami Fundamental Sistem Ganda Waktu Getar Alami Minimum (X)
X
Waktu Getar Alami Maksimum (X)
Type long period acceleration
Ct * hn^x
T a M inimum (X)
0.457 Det
Cu * Ta Maksimum
T a M aksimum (X)
0.640 Det
Type long period acceleration Waktu Getar Alami Minimum (Y) Waktu Getar Alami Maksimum (Y)
Y
Ct * hn^x
T a M inimum (Y)
0.457 Det
Cu * Ta Maksimum
T a M aksimum (Y)
0.640 Det
Cek Waktu Getar X
Use
0.640
Det
Cek Waktu Getar Y
Use
0.640
Det
Maka, untuk parameter input beban gempa, menggunakan nilai (T) hasil hitungan.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 33
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-30 Input Parameter (T) untuk pembebanan gempa Statik Ekivalen
3.8.3
Kombinasi Pembebanan Semua komponen struktur dirancang memiliki kekuatan minimal sebesar kekuatan yang dihitung berdasarkan kombinasi beban sebagai berikut : Kombinasi Combo 1 Combo 2 Combo 3 A Combo 3 B Combo 3 C Combo 3 D
Koefisien 1.4 DL 1.2 DL 1.348 DL 1.052 DL 1.120 DL 1.280 DL
Koefisien
Koefisien
Koefisien
+ + + + +
1.6 0.5 0.5 0.5 0.5
LL LL LL LL LL
+ + -
0.39 -0.39 0.39 -0.39
Ex Ex Ex Ex
+ +
1.3 -1.3 -1.3 1.3
Ey Ey Ey Ey
Combo 4 A Combo 4 B Combo 4 C Combo 4 D
1.348 1.052 1.280 1.120
DL DL DL DL
+ + + +
0.5 0.5 0.5 0.5
LL LL LL LL
+ + -
1.3 -1.3 1.3 -1.3
Ex Ex Ex Ex
+ +
0.39 -0.39 -0.39 0.39
Ey Ey Ey Ey
1.2 D + 1.0 L ±1(𝜌 𝑄𝐸 +0.2𝑆
Combo 5 A Combo 5 B Combo 5 C Combo 5 D
0.752 1.048 0.980 0.820
DL DL DL DL
+ + + +
0 0 0 0
LL LL LL LL
+ + -
0.39 -0.39 0.39 -0.39
Ex Ex Ex Ex
+ + -
1.3 -1.3 -1.3 1.3
Ey Ey Ey Ey
0.9 D ± 1 (𝜌 𝑄𝐸 +0.2𝑆𝐷𝑆 D) ±
Combo 6 A Combo 6 B Combo 6 C Combo 6 D
0.752 1.048 0.820 0.980
DL DL DL DL
+ + + +
0 0 0 0
LL LL LL LL
+ + -
1.3 -1.3 1.3 -1.3
Ex Ex Ex Ex
+ +
0.39 -0.39 -0.39 0.39
Ey Ey Ey Ey
1.2 D + 1.0 L ± 0.3 (𝜌 𝑄𝐸 +0
0.9 D ± 0.3 (𝜌 𝑄𝐸 +0.2𝑆𝐷𝑆 D)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 34
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 3.8.4
Gaya - Gaya Dalam Rangkuman gaya dalam hasil analisis struktur pada kondisi pembebanan yang direncanakan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 3-31 Axial Force Diagram (Envelove)
Gambar 3-32 Shear 2-2 Diagram (Comb 3)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 35
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-33 Shear 3-3 Diagram (Comb 3)
Gambar 3-34 Torsion Diagram (Comb 3)
Gambar 3-35 Momen 2-2 Diagram (Comb 3)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 36
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 3-36 Momen Diagram 3-3 (Comb 3)
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 37
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
4. PERANCANGAN STRUKTUR ATAS
4.1
DESAIN STRUKTUR BAJA
4.1.1
Input Parameter Desain Struktur Baja Pada Program Perencanaan struktur baja mengacu pada Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural (SNI 1729-2015) yang mengadopsi code standar Amerika yaitu AISC 360-10 dan AISC 341-10. Gambar di bawah menunjukan parameter desain struktur baja yang telah di sesuaikan dengan kondisi struktur yang akan di rancang.
Gambar 4-1 Parameter Desain Struktur Baja Non-Komposit
4.1.2
Input Kombinasi Beban Untuk Perancangan Kombinasi beban untuk perancangan adalah kombinasi beban terfaktor (ultimate), seperti pada gambar di bawah ini.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 38
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
Gambar 4-2 kombinasi Beban Desain
4.1.3
Cek Rasio Tegangan (Stress Ratio) Perancangan struktur baja menggunakan metode LRFD, desain stress ratio hasil program ETABS 2015, seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 4-3 Stress Ratio Struktur Baja
Gambar di atas menunjukan skema warna yang variatif dari warna cyan sampai warna kuning, hal tersebut dapat dikatakan bahwa tidak adanya stress ratio yang melebihi angka 1 yang ditandai dengan warna merah. Oleh karena itu struktur aman terhadap beban kombinasi yang direncanakan.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 39
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG 4.1.4
Cek Detail Pada Elemen Balok
Gambar 4-4 Stress Ratio Detail Elemen Balok
Dari gambar di atas tidak ditemukannya pesan (Warning) yang menunjukan adanya indikasi kegagalan struktur yang mungkin akan terjadi seperti tekuk local (Local Backling) ataupun over stress, struktur balok masih dalam kondisi aman.
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 40
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
5. PERANCANGAN STRUKTUR BAWAH
5.1
GENERAL Hasil analisis struktur terdiri dari:
Reaksi perletakan untuk desain pondasi, jumlah tiang dan penulangan;
5.2 DESAIN PONDASI Desain pondasi dilakukan dengan cara manual dengan menghitung terlebih dahulu daya dukung ijin 1 tiang (hasil penyelidikan tanah yang dilakukan oleh CV. GEOTECH, dengan menggunakan data-data hasil penyelidikan tanah dengan Cone Penetration Test (CPT), selanjutnya ditinjau reaksi perletakan dari hasil analisis dibagi jumlah daya dukung per 1 tiang. Pondasi yang digunakan sebagai struktur utama yaitu jenis pondasi dalam tiang pancang mini pile. Dari hasil penyelidikan tanah didapatkan kedalaman tanah keras berada pada kedalaman + 9.60 m. Berikut hasil desain pondasi tiang pancang.
5.2.1 Desain Pondasi Tiang Pancang Reaksi perletakan untuk desain pondasi, jumlah tiang dan penulangan, berikut data
daya
dukung
yang
diijinkan
sesuai
hasil
penyelidikan
tanah
yang
direkomendasikan oleh konsultan geoteknik;
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 41
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Project :
Perhitungan kapasitas daya dukung Pondasi Tiang dengan metode Meyerhoff pada data sondir (CPT)
Layanan Pendidikan Program Studi Kebidanan Karawang Politeknik Kesehatan Bandung Client :
Made by :
Cheked by :
Puji K
Deni R
Job No :
Date :
Revision
7/22/2016
0
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG Location: Karawang
qc =
150
kg/cm2
JHP =
500
kg/cm
B =
25
cm
H =
25
cm
4 Luas Tiang pancang
Ap =
625.0
cm2
5 Keliling Tiang Pancang
K =
100
cm
1 Perlawanan Penetrasi Konus (PPK) 2 Jumlah Hambatan Pelekat (JHP) 3 Dimensi Tiang Pancang
Approved by
6 Kapasitas Daya Dukung Pondasi Tiang Tunggal (Q ult) Qult = ( qc * Ap ) + ( JHP * K ) =
143.75 Ton
7 Kapasitas Daya Dukung Ijin Pondasi (Qijin) Uplift (Ton) Qijin = (qc * Ap) + (JHP * K) 3
=
41.25
Ton
16.7
5
8 Tabel perhitungan daya dukung ultimate dan ijin pondasi tiang berdasarkan data sondir Dimensi Tiang Pancang (cm) Kedalaman (m)
qc
JHP
25
45
60
Daya Duk ung Ijin (Qall) & Uplift 9.6
150.0
500
41.3
16.7
119.3
30.0
204.0
18.0
TABLE: Joint Reactions
Joint
Comb
Reaksi Kolom struktur
Gaya Uplift
Text
Text
ton
Ton
1
Max
48.5
17.40
25
41.3
2
82.5
33.3
1 D 25 cm
OK
OK
2
Max
20.0
9.0
25
41.3
1
41.3
16.7
1 D 25 cm
OK
OK
D
Ijin 1 Tiang
Jumla Tahanan h Ujung Tiang Total
(Ton)
ton
Tahanan Uplift Total
Dipakai
ton
Ket.
Q
Up
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 42
POLITEKNIK KESEHATAN BANDUNG
6. PENUTUP
Demikian laporan hasil analisis dan desain struktur bangunan Gedung Layanan
Pendidikan Program Studi Kebidanan Karawang Politeknik Kesehatan Bandung, kami buat dan sampaikan untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Bandung, 2016 CV. RAJAYA REKAYASA
(CV. RAJAYA REKAYASA).. Laporan Perecanaan Struktur Gedung Layanan Prodi Kebidanan….. 43
View more...
Comments
