Transcript endahuluan Kriteria desain

BAB IV
PEMILIHAN KRITERIA DESAIN
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tujuan
Kombinasi Beban berfaktor
Wilayah Gempa (WG)
Hubungan Wilayah Gempa dan
Resiko Gempa
Ketentuan Umum Syarat
Pendetailan
Jenis Tanah Setempat
Katagory Gedung
Konfigurasi Struktur Gedung
Sistem Struktur
Perencanaan Sistem Gedung
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Beban Gempa
Syarat Kekakuan Komponen
Struktur
Pengaruh (P-Δ)
Waktu Getar Alami Fundamental
(T1)
Ditrbusi dari V
Eksentritas Rencana ed
Pembatasan Penyimpangan
Lateral
Pengaruh Arah Pembebanan
Gempa
Kompatibilitas Deformasi
Komponen Rangka yang tidak
Direncanakan menahan Gempa
by Aman
1
1. Tujuan




Persyaratan umum analisa dan desain bangunan kena beban
gempa sesuai SNI 2847 pasal 23
Ketentuan penting desain gempa sesuai SNI 1726
Mengetahui desain prosedure
Batasan desain mempertimbangkan pengaruh :
 Wilayah gempa ( WG )
 Jenis tanah setempat
 Katagori fungsi gedung ( occupancy)
 Konfigurasi
 Sistem Struktur
 Tinggi bangunan
by Aman
2
4.2 Kombinasi Beban Berfaktor
Tabel 4-1 Kombinasi -Pembebanan
Rumus
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
Beban Kombinasi
µ=1.4 D
µ=1.2 D +1.6 L + 0.5 (A atau R )
µ=1.2 D + 1.0 L + 1.6 W + 0.5 ( A atau R )
µ=0.9 D + 1.6 W
µ=1.2 D + 1.0 L ± 1.0.E
µ=0.9 D ±1.0 E
BACK
by Aman
3
4.3 Wilayah Gempa
Gambar 1
BACK
by Aman
4
Dari gambar 1 ada 6 WG, gambar disusun berdasar 10% gempa rencana
dilampaui dalam periode 50 tahun , atau identik dengan periode ulang ratarata 500 tahun.
by Aman
5
4.4 Hubungan Wilayah Gempa dan Resiko
Gempa
Tabel 4.2 Ketentuan Resiko Gempa ACI/UBC dan SNI 2847
Kode
ACI
UBC
SNI 2847
SNI 1726
Resiko Gempa
Low
Moderate
High
Zone 0 & 1
Zone 2A & 2B
Zone 3 & 4
PGA=0.075 g
PGA=0.15-0.20g
PGA=0.30-0.40g
Rendah
Menengah
Tinggi
WG 1 & 2
WG 3 & 4
WG 5 & 6
PGA=0.03-0.10g
PGA=0.15-0.20g
PGA=0.25-0.30g
by Aman
6
4.5 Ketentuan Umum Syarat Pendetailannya
Tabel 4.3
Perencanaan dan Syarat Pendetailan
Berlaku SNI 2847 pasal
Resiko
Gempa
Wilayah
Gempa
3 s/d 20
syarat umum
3 s/d 20 + 23.10
Syarat moderate
3 s/d 20 +23.2 s/d8
Syarat Khusus
-----------
------------
Rendah
1&2
SRPM, Rangka plat
kolom dan dinding
struktur
Meneng
ah
3&4
Dinding Geser
SRPM dan Rangka
plat kolom
-----------
Tinggi
5&6
------------
----------
SRPM
Dinding struktur
SRPM = Struktur rangka Pemikul Momen
by Aman
7
4.6 Jenis Tanah
by Aman
8
4.7 Katagori Gedung
Table 1.
Faktor Keutamaan
Katagori Gedung
I1
I2
I
Gedung umum seperti untuk penghunian,
perniagaan dan perkantoran
1.0
1.0
1.0
Monumen dan bangunan monumental
1.0
1.6
1.6
Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit,
instalasi air bersi, pembangkit tenaga listrik, pusat
penyelamatan dalasm keadaan darurat, fasilitas
radio dan telivisi
1.4
1.0
1.4
Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti
gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun
1.6
1.0
1.6
Cerobong, tangki diatas menara
1.5
1.0
1.5
Catatan :
Untuk semua struktur bangunan gedung yang izin penggunaanya diterbitkan sebelum
berlakunya standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat dikalikan 80%
SPBL = Sistem Pemikul Beban Lateral
BACK
by Aman
9
4.8 Kofigurasi Gedung
by Aman
10
by Aman
11
by Aman
12
by Aman
13
by Aman
14
by Aman
15
by Aman
16
BACK
by Aman
17
4.9 SISTEM STRUKTUR
Sistem Dinding Penumpu :
Sistem Dinding Rangka
Siatem Rangka Pemikul Momen
Sistem Ganda ( Dual System)
by Aman
18
by Aman
19
SISTEM DINDING PENUMPU
 Dinding penumpu memikul hampir seluruh beban lateral, beban
gravitasi dinding ini sebagai dinding struktural (DS).
 Di wilayah gempa (WG) 5, 6 dinding struktural ini didesain khusus
(DSK) sesuai SNI 2847 pasal 23.6 dan berlaku pasal 3 s/d 20.
 Di WG (3,4), tidak dituntut detail spesial
SISTEM RANGKA GEDUNG
 Beban lateral dipikul oleh dinding struktutral. Di WG( 5,6 )harus
didesain sesuai pasal 23.6 sbagai dinding struktural beton khusus
(DSBK). Selain memenuhi pasal 3 s/d 20
 Di WG rendah tak perlu desain khusus
 Memenuhi syarat Kompatibilitas ( pasal 23.9)
by Aman
20
SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN (SRPM)
Ada 3 jenis SRPM (tabel 3) yaitu ;
SRPMB (sistem rangka pemikul momen biasa), WG (1, 2), sesuai pasal 23.8
SRPMM (sistem rangka pemikul momen menengah) untuk WG (3, 4)
SRPMK (sistem rangka pemikul momen khusus) penggunaan SRPMK di wilayah
gempa WG (5,6 )dan sesuai detail pasal 23.2 s/d 23.7
SISTEM GANDA ( DUAL SISTEM)
Ada 3 ciri dasar :
1. SRPM memikul beban gravitasi
2. Beban lateral dipikul oleh DS dan SRPM (min 25 %) beban geser V
3. DS dan SRPM dapat memikul V secara proposional berdasarkan
kekakuan relatif. Di WG (5, 6 ) rangka ruang didisain sbg SRPMK dan DS
sebgai DSBK sesuai pasal 23.6.6
by Aman
21
Sistem Struktur PBL ( ps 23.2.1)
WG
Syarat Sistem struktur
SDP
SRG
SRPM
SG
1&2
DSBB
SRPMB+
DSBB
SRPMB
SRPMB
3&4
DSBB
SRPMB+
DSBB
SRPMM
SRPMM+
DSBB
5&6
DSBK
SRPMB+
DSBK
SRPMK
SRPMK
DSBK
by Aman
22
by Aman
23
by Aman
24
by Aman
25
by Aman
26
4.10 Perencanaan Struktur Gedung
Prosedur Statik Ps 7
Prosedure Dinamik nps 6.1
Struktur yang tak memenuhi psl 4.1.2 ditetapkan sebagai struktur
yang tak beraturan yang dianlisa dengan prosedure dinamis Ps 7
terdiri dari :
• Anlisis respon dinamis.
• Analisis Raam Spektrum Respons
• Analisisi Responns Dinamik Riwayat Waktu
Struktur yang beraturan dihitung dengan gempa nominal statik
ekivalen sesuai Ps 6.1
by Aman
27
4.11 Beban Gempa
V 
C1I
R
Wt
C1 Nilai faktor response gempa yang didapat dari
spektrum respon Gempa Rencana untuk waktu getar
alami fundamental , tergantung wilayah gempa
seperti pada gambar 2 SNI 1726.
I = Faktor keutamaan seperti pada tabel 1.
Dan Wt : beban gravitasi (D+L).
Sedangkan R diambil dari tabel 3.
BACK
by Aman
28
by Aman
29
4.12 Faktor Kekakuan Komponen Struktur
( Syarat Pemodelan)
Pengaruh retak dierhitungkan untuk kinerja layan (Δs). Untuk itu momen inersia
yang digunakan lebih kecil (Ig) kali faktor efektivitas
KOMPONEN
BACK
I RETAK
Balok
0.30 Ig
Kolom
0.70 Ig
Dinding tidak retak
0.70 Ig
Dinding retak
0.35 Ig
Pada plat dasar dan lantai
dasar
0.25 Ig
Luas
1.0 Ag
by Aman
30
BACK
4.13 Pengaruh (P-Δ)
Untuk gedung lebih tinggi 40 m, P-Delta diperhitungkan
( SNI_1726) psl 5.7
• Rasio momen sekunder terhadap momen primer
> 0.10 pengaruh P-Δ diperhitungkan (UBC 1630.1.3)
• P-Δ tak diperhitungkan bila Δs (layan) ≤ 0.02 hi /R,
untuk WG 3, 4 yang identik WG(5,6)
• Bila R besar Kontrol P-Δ perlu diperhitungkan
M
M
sekunder
= momen sekunder / momen primer
primer
by Aman
31
BACK
4.14 Waktu Getar alami
Pakai rumus empiris T = Ct (hn)3/4
Tak boleh > ξn, dimana ξ sesuai tabel 8
Tak boleh > 20 % Rumus Rayligh
BAB IX
by Aman
32
4.15 Distrbusi Gaya Fi
Fi 
WiZ i
n
W
i
V
Zi
i 1
Bila rasio tinggi gedung dengan ukuran sisi denah searah beban
gempa ≥ 3, maka 0.1 V dibebankan pada pusat masa paling atas dan
sisanya 0.9 V dibagikan sepanjang tinggi gedung.
by Aman
33
4.16 EKSENTRSITAS RENCANA ed (SNI 1726
PASAL 5.4.3, DAN 5.4.4
Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai
tingkat (e) harus ditinjau suatu eksentrisitas
rencana ed.
Apabila ukuran horizontal terbesar denah
struktur gedung pada lantai tingkat itu, diukur
tegak lurus pada arah pembebanan gempa,
dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas
rencana ed harus ditentukan sebagai berikut :
by Aman
34
4.16 EKSENTRSITAS RENCANA ed (SNI 1726
PASAL 5.4.3, DAN 5.4.4


Bila 0<e<0.3b maka
ed = 1.5 e + 0.05 b atau
ed = e – 0.05 b
e>0.3 b
maka
ed = 1.33e+ 0.1 b atau
ed = 1.17e -0.1 b
by Aman
35
4.16 EKSENTRSITAS RENCANA ed (SNI 1726
PASAL 5.4.3, DAN 5.4.4

Dalam perencanaan struktur gedung
terhadap pengaruh Gempa Rencana,
eksentrisitas rencana ed antara pusat
massa dan pusat rotasi lantai tingkat
menurut Ps 5.4.3. harus ditinjau baik
dalam analisis static, maupun dalam
analisis dinamik 3 dimensi.
by Aman
36
Pembatasan Penyimpangan lateral (SNI
1726 Ps. 8 )
Menurut SNI 1726 Pasal 8, simpangan antara
tingkat akibat pengarah Gempa Nominal
dibedakan dua macam yaitu
Kinerja
Batas Layan
Kinerja
Batas Ultimit
by Aman
37
Pembatasan Penyimpangan lateral (SNI
1726 Ps. 8 )
Kinerja batas layan (KBL) ≤
0 . 03
R
hi
atau ≤ 30 mm
Pembatasan ini bertujuan mencegah terjadinya
pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan
disamping menjaga kenyamanan penghuni
by Aman
38
Pembatasan Penyimpangan lateral (SNI
1726 Ps. 8 )
Kinerja Ultimate (KBU) ≤ 0.75 R (KBL)
Dan ≤0.02 hi
Pembatasan ini bertujuan membatasi kemungkinan
terjadi keruntuhan struktur yang dapat menimbulkan
korban Jiwa manusia dan untuk mencegah benturan
berbahaya antar gedung
by Aman
39
4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN
GEMPA
SNI 1726 Pasal 5.8.2 menetapkan bahwa
pengaruh pembebanan searah sumbu utama
harus dianggap terjadi bersamaan dengan 30
% pengaruh pembebanan dalam arah tegak
lurus pada arah utama pembebanan tadi.
by Aman
40
4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN
GEMPA
UBC Section 1633.1 memberi kemudahan 2
cara menggabung 2 pengaruh pembebanan
diatas yang diatur oleh SNI sebagai berikut :

Disain komponen dengan 100 % beban
disain gempa pada satu arah ditambah 30
% beban disain gempa dari arah tegak
lurus
by Aman
41
4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN
GEMPA
UBC Section 1633.1 memberi kemudahan 2
cara menggabung 2 pengaruh pembebanan
diatas yang diatur oleh SNI sebagai berikut :

Gabung pengaruh beban gempa dari 2
arah orthoganal tersebut dari hasil akar
dua dari jumlah kwadrad masing masing
beban.
by Aman
42
4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN
GEMPA

UBC membebaskan ketentuan ini bila
beban aksial kolom akibat beban gempa
yang bekerja pada masing-masing arah
ternyata lebih kecil dari 20 % kapasitas
beban aksial kolom.
by Aman
43
4.18 PENGARUH ARAH PEMBEBANAN
GEMPA
UBC Section 1633.1 memberi kemudahan 2
cara menggabung 2 pengaruh pembebanan
diatas yang diatur oleh SNI sebagai berikut :

Gabung pengaruh beban gempa dari 2
arah orthoganal tersebut dari hasil akar
dua dari jumlah kwadrad masing masing
beban.
by Aman
44
4.19 KOMPATIBILITAS DEFORMASI SNI 1726
ps 5.2 )
Kelompok kolom yang menahan beban lateral < 10 % dianggap tidak
merupakan bagian dari SPBL.
Tapi harus dapat menahan terhadap simpangan inelastis sebesar
(R/1.6)*Δs (simpangan gempa nominal), dari SPBL agar tetap stabil
memikul beban gravitasi
Simpangan tadi lebih besar simpangan antar tingkat ( 0.0025 hi )
atau lebih besar ΔM
by Aman
45
4.20 KOMPONEN RANGKA YANG TIDAK MEMIKUL BEBAN LATERAL
(SNI 2847 ( pasal 23.9)
Pasal 23.9 berlaku untuk WG 3 sampai 6. Tujuan mampu memikul
beban gravitasi dan beban Δ antar tingkat ( story drift )
Syarat deformasi kompatibilitas ( Deformation Com patibilty
Requirement)
Pendetailan balok dan kolom tergantung pada besar M(Δ) dan
V(Δ) yang timbul oleh simpangan Δm =( R*Δs)/1.6 dibanding
dengan Mu dan Vu
Ada 3 kemungkinan syarat pendetailan
Bila M(Δ) dan V(Δ) < Mu dan Vu
Bila M(Δ) dan V(Δ) > Mu dan Vu
Bila M(Δ) dan V(Δ) Tidak dihitung
by Aman
46
Bentuk pendetailan pada balok dan kolom:
 Syarat tulangan ( As, ρg )
 Syarat confinement (Ash , s)
 Syarat no brittle failure ( Ve)
 Syarat confinement (Ash)
by Aman
47
MOMEN PROBABILITAS (SNI 2847 pasal
23.3.4.1 dan 23.4.5.1)
 Mpr untuk menetapkan Ve balok dan kolom
 Tujuan kuat geser > kuat lentur mencegah kegagalan getas
 Mpr dihitung dengan Fs = 1.25 fy pada tulangan terpasang
diujung balok dan Ф=1
 Mpr kolom Mbal-kolom
KUAT LENTUR KOLOM

M
M
6
c

c
 Jumlah  M n kolom dim uka  HBK  didapat  melalui  digram  int eraksi  Mu
5
M
g
dan  Pu  terkecil
∑Mg = jumlah Mn balok dimuka HBK, termasuk kontribusi tulangan lantai
dimuka HBK
by Aman
48