BAB III STUDI KASUS

Beban mati yang diperhitungkan dalam struktur gedung bertingkat ini ... Beban Mati Tambahan meliputi beban mekanikal/elektrikal ... Untuk sistem pelat...

0 downloads 109 Views 1MB Size
    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

BAB III STUDI KASUS

Pada bagian ini dilakukan 2 pemodelan yakni : pemodelan struktur dan juga pemodelan beban lateral sebagai beban gempa yang bekerja. Pada dasarnya struktur yang ditinjau adalah struktur portal terbuka flat plate dalam bentuk 3D. Akan tetapi masih sangat sulit untuk melihat perilaku pelat secara khusus dalam bentuk 3D. Sehingga dilakukan pemodelan struktur 3D ke dalam bentuk 2D, yang mana pelat akan dimodelkan sebagai balok. Pemodelan struktur dalam 2D ini juga akan digunakan untuk melihat perilaku struktur terhadap beban gempa. Pemodelan beban gempa sebagai beban lateral dilakukan dengan pemodelan beban dorong statik ekivalen. Seluruh pemodelan dibuat dengan menggunakan bantuan perangkat lunak SAP 2000 v.11.0.0.

3.1

Dimensi Struktur Model struktur adalah model rangka portal terbuka yang diasumsikan terletak pada wilayah gempa 5 Indonesia. Secara umum model yang dianalisis adalah sebagai berikut : •

Bangunan terdiri dari 10 lantai, yang mana arah sumbu-x dan sumbu-y memiliki 3 bentang.



Panjang tiap bentang atau jarak antar kolom adalah 6 m.



Tinggi tiap lantai adalah 3,5 m



Perletakan pada struktur adalah perletakan jepit



Kuat tekan material beton yang digunakan adalah 30 MPa, berat jenis beton adalah 2400 kg/m .



Baja yang digunakan adalah baja ulir dengan kekuatan material 400 MPa

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐1 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Gambar 3.1 : Tampak Atas Model Struktur dalam SAP 2000

Gambar 3.2 : Perspektif Model Struktur dalam SAP 2000   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐2 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

3.2

Pembebanan Pada Struktur Perencanaan

pembebanan

dimaksudkan

untuk

memberikan

pedoman

dalam

menentukan beban - beban yang bekerja pada bangunan. Di dalam Tugas akhir ini, lebih difokuskan terhadap beban gempa, sehingga analisis yang dilakukan adalah terhadap beban sebagai berikut : Beban Mati (DL), Beban Mati Tambahan (SIDL), Beban Hidup (LL), dan Beban Gempa (E). Secara umum beban yang direncanakan sesuai dengan Pedoman Perencanaan untuk Rumah dan Gedung ( SKBI – 1987 ) sebagai berikut :

3.2.1

Beban Mati ( DL ) Beban mati yang diperhitungkan dalam struktur gedung bertingkat ini adalah terdiri dari Beban mati struktural dan Beban mati tambahan. •

Beban Mati Struktural Beban mati struktural ini merupakan berat sendiri elemen bangunan yang memiliki fungsi structural menahan beban. Beban dari berat sendiri dari elemenelemen tersebut diantaranya sebagai berikut : Baja

= 7850 kg/m

Beton Bertulang = 2400 kg/m •

Beban Mati Tambahan Beban Mati Tambahan meliputi beban mekanikal/elektrikal, pemipaan, keramik lantai, plafond dan dinding. Beban SIDL diambil sebesar 120 kg/m

3.2.2

Beban Hidup Beban hidup yang diperhitungkan adalah beban hidup selama masa layan. Beban hidup yang direncanakan dalah sebagai berikut : •

Beban Hidup Pada Lantai Gedung Beban hidup yang digunakan mengacu pada standard pedoman pembebanan yang ada, yaitu sebesar 250 kg/m

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐3 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   



Beban Hidup pada Atap Gedung Beban hidup yang digunakan mengacu pada standard pedoman pembebanan yang ada, yaitu sebesar 100 kg/m

3.2.3

Beban Gempa Beban gempa yang direncanakan adalah berdasarkan kriteria yang diberikan bahwa bangunan ini berada pada gempa zona 5 sesuai dengan ketentuan SNI 03-1726-2002. Berikut adalah respon spectra dari wilyah gempa 5 :

Gambar 3.3 : Respon Spektra Wilayah Gempa 5 Struktur diasumsikan terletak di atas tanah sedang dengan parameter C = 0.32 dan C = 0,50. Pemodelan Gempa dilakukan secara static ekivalen yang mengacu pada UBC 1997. Dan data yang diganti adalah data C dan C yang disesuaikan dengan peratuan gempa menurut SNI 03-1726-2002.

3.2.4 Kombinasi Pembebanan Kombinasi dan factor perbesaran beban yang digunakan dalam perencanaan struktur adalah sebagai berikut : •

1,4 DL + 1,4 SIDL



1,2 ( DL+SIDL) + 0,5 LL + 1,0 Ex + 0,3 Ey



1,2 ( DL+SIDL) + 0,5 LL + 1,0 Ey + 0,3 Ex

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐4 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   



0,9 ( DL+SIDL) + 1,0 Ex + 0,3 Ey



0,9 ( DL+SIDL) + 1,0 Ey + 0,3 Ex

Keterangan : •

DL

= Beban Mati



SIDL

= Beban Mati Tambahan



LL

= Beban Hidup



Ex

= Beban Gempa Arah-x



Ey

= Beban Gempa Arah-y

Dari kombinasi pembebanan tersebut dilakukan preliminary ukuran penampang yaitu kolom dan juga pelat.

3.2.5

Preliminari Desain Preliminari desain adalah tahap awal untuk memberikan informasi tentang perkiraan geometri dari penampang struktur tersebut. Jadi dari semua kombinasi pembebanan yang telah dijelaskan sebelumnya, dilakukan preliminary penampang yaitu pelat dan juga kolom. Untuk memodel struktur sebagai rangka ekivalen, akan diambil salah satu jalur untuk ditinjau. Dalam hal ini akan diambil jalur yang di tengah sebagai model rangka ekivalen karena memang jalur yang ditengah lebih dominan terhadap beban khususnya juga terhadap pengaruh beban lateral. Model dibuat berdasarkan metode lebar efektif pelat akibat pengarug beban gravitasi dan lateral. Berikut adalah lebar efektif pelat yang ditinjau. Tabel 3.1 : Lebar Efektif Pelat Yang dimodel sebagai Balok Kolom Kolom 1-2 Kolom 3-4 Kolom 5-7 Kolom 8-10

αe 0,29 0,29 0,34 0,39

αi 0,963 0,963 0,963 0,963

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

L2 (mm) 6000 6000 6000 6000

x.αe.L2 (mm) 1736,92 1736,56 2000,21 2308,57

x.αi.L2 (mm) 5707,57 5706,76 5714,58 5695,30

III‐5 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Setelah lebar efektif pelat didapatkan maka akan dilakukan preliminary dimensi elemen struktur dan juga pengecekan terhadap elemen pelat, dan kolom :

3.2.5.1 Pelat Untuk sistem pelat 2 arah, SK – SNI memberikan batasan tebal minimum pelat untuk membatasi agar defleksi terjadi lebih kecil daripada defleksi yang diizinkan. Semua lantai direncanakan memiliki ketebalan yang sama. Dalam hal ini direncanakan tanpa menggunakan drop panel, dan tidak memiliki balok tepi, sehingga di dapat tebal pelat sebagai berikut :

Tebal pelat =

=

≈ 210 mm

Dalam SNI, belum terdapat persyaratan desain SRPMK terhadap struktur flat plate, khususnya pada bagian pelat. Untuk perencanaan terhadap elemen pelat dari struktur cenderung menggunakan peraturan yang ada pada struktur flat plate dari SRPMM. Ada beberapa persyaratan balok yang digunakan, karens dalam perencanaan ini dilakukan pemodelan lemen pelat sebagai elemen balok. Pada kesempatan ini masalah detailing terhadap pelat tidak ditinjau lebih lanjut. Karena memang tujuan nya bukan untuk mencaentukan detail dengan sebenarnya, akan tetapi pendeketan perilaku struktur flat plate, yang dimodel sebagai balok. Untuk pelat akan dilakukan pengecekan terhadap kekuatan, dan akan dilakukan terhadap peninjauan peraturan yang ada dan juga SRPMM.

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐6 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   



Pengecekan Terhadap Geser Pengecekan pelat terhadap geser dilakukan terhadap kondisi tanpa transfer momen dan juga kondisi dengan transfer momen. Desain geser untuk 2 arah tanpa adanya transfer momen: Vu < Ф Vn Tabel 3.2 : Tabel Perhitungan Geser Tanpa adanya Transfer Momen Kolom

Vc =

β

f′ b

(N) 1-2 Interior 1-2 Eksterior 3-4 Interior 3-4 Eksterior 5-7 Interior 5-7 Eksterior 8-10 Interior 8-10 Eksterior

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

1.644.263,12 1.134.333,42 1.644.263,12 1.134.333,42 1.540.195,83 1.056.282,95 1.436.128,55 978.232,49

Vc =

α

f′ b d

Vc =

(N)

(N) 1.207.180,52 872.430,75 1.207.180,52 872.430,75 1.172.491,42 846.413,93 1.137.802,33 820.397,10

f′ b d

1.096.175,41 756.222,28 1.096.175,41 756.222,28 1.026.797,22 704.188,63 957.419,03 652.154,99

III‐7 

Ф Vn

Vu

(N)

(N)

876.940,33 604.977,82 876.940,33 604.977,82 821.437,78 563.350,91 765.935,22 521.723,99

400.827,89 202.134,49 405.464,78 206.771,38 409.306,46 210.502,86 411.085,83 212.392,43

OK OK OK OK OK OK OK OK

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Desain geser untuk 2 arah dengan adanya transfer momen : <Ф Ф

=

, dimana :

Ф V

V

; untuk pelat dengan tulangan geser

Tabel 3.3 : Tabel Perhitungan Geser dengan Adanya Transfer Momen Kolom

V b d ( MPa )

1-2 Interior 1-2 Eksterior 3-4 Interior 3-4 Eksterior 5-7 Interior 5-7 Eksterior 8-10 Interior 8-10 Eksterior

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

0,668 0,488 0,675 0,499 0,728 0,546 0,784 0,595

γ M C J ( MPa )

38,330 1,585 38,742 1,590 33,378 1,558 19,127 1,009

=

V

+

( MPa )

39,00 2,07 39,42 2,09 34,11 2,10 19,91 1,60

γ M C J

Ф

Ф

( tanpa Tul. Geser )

( dengan Tul. Geser )

MPa

MPa

1,46 1,46 1,46 1,46 1,46 1,46 1,46 1,46

2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19

III‐8 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   



Pengecekan Terhadap Lentur Jumlah tulangan yang digunakan pada pelat ini adalah, tulangan untuk menahan gravitasi dan juga tulangan untuk kapasitas transfer momen sebagai lentur terhadap kolom. Karena pelat dimodel sebagai balok, ada beberapa persyaratan balok sesuai dengan peraturan yang harus dipenuhi, yaitu : 9 Setidaknya 2 tulangan menerus harus diberikan di bagian atas dan bawah balok di sepanjang bentang. → diasumsikan memenuhi 9 Luas tulangan atas dan bawah masing – masing tidak boleh kurang dari ,



. b .d =

,



. 5700 . 210 = 4098 mm , dan

, .

.

=

, .

.

= 4189 mm . Rasio tulangan ρ tidak melebihi

0,025 tulangan maksimum = 0.025 x 5700 x 210 = 29.925 mm Tulangan yang digunakan harus memenuhi persyaratan tersebut dan dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel 3.4 : Tulangan Pelat ( balok )

Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10

Tulangan Gravitasi Atas ( mm ) Bawah ( mm ) 3012 1534 3012 1534 3204 1530 3204 1530 3358 1558 3358 1558 3358 1558 3421 1588 3421 1588 3421 1588

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

Tulangan Lateral Atas ( mm ) Bawah ( mm ) 2491 2491 2491 2491 2518 2518 2518 2518 2161 2161 2161 2161 2161 2161 1233 1233 1233 1233 1233 1233

Atas ( mm ) 5502 5502 5721 5721 5519 5519 5519 4655 4655 4655

Total Bawah ( mm ) 4025 4025 4048 4048 3719 3719 3719 2821 2821 2821

III‐9 

Maksimum ( mm ) 29.925 29.925 29.925 29.925 29.925 29.925 29.925 29.925 29.925 29.925

Minimum ( mm ) 4241 4241 4241 4241 4241 4241 4241 4241 4241 4241

Tulangan input Atas ( mm ) Bawah ( mm ) 5502 4189 5502 4189 5721 4189 5721 4189 5519 4189 5519 4189 5519 4189 4655 4189 4655 4189 4655 4189

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

3.2.5.2 Kolom Pada desain kolom, ukuran tidak sama untuk semua lantai. Ukuran kolom dibedakan menjadi 4 bagian, yakni : lantai 1 – 2, lantai 3 – 4, lantai 5 - 7 dan lantai 8 – 10. Pada tiap lantai, kolom akan direncakan mempunyai ukuran yang sama baik interior maupun eksterior. Pada awalnya struktur dimodel dengan ukuran tertentu, dan menghasilkan gaya aksial dari output program SAP. Setelah dicek ternyata ukuran yang dimodel di awal telah memenuhi persyaratan gaya aksial. Persamaan untuk syarat batas ukuran kolom adalah sebagai berikut : A



P ,



Kolom Lantai 1 – 2. Pu terbesar = 4.505.898,7 N Maka : A

P ,



=

.

.

,

, .

= 250.327,71 mm

Ukuran kolom = 250.327,71 = 500 mm •

Kolom Lantai 3 – 4. Pu terbesar = 3.554.947,73 N Maka : A

P ,



=

.

.

,

, .

= 197.497,09 mm

Ukuran kolom = √197.497,09 = 444 mm •

Kolom Lantai 5 – 7. Pu terbesar = 2.618.636,19 N Maka : A

P ,



=

.

.

,

, .

= 145.479,79 mm

Ukuran kolom = 145.479,79 = 381 mm •

Kolom Lantai 8 – 10. Pu terbesar = 1.250.569,51 N Maka : A

P ,



=

.

.

,

, .

= 69.476,06 mm

Ukuran kolom = √69.476,06 = 263 mm   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐10 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Jadi dalam hal ini ukuran kolom yang didefenisikan di awal digunakan sebagai model struktur yang akan ditinjau. Tabel 3.5 : Ukuran Kolom yang Digunakan Lantai

Ukuran

1

600 x 600

2

600 x 600

3

600 x 600

4

600 x 600

5

550 x 550

6

550 x 550

7

550 x 550

8

500 x 500

9

500 x 500

10

500 x 500

Untuk desain sesuai dengan peraturan SRPMK, ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh kolom, yakni : •

Beban aksial terfaktor yang dipikul oleh kolom harus lebih besar dari

A



→ OK •

Ukuran penampang terkecil, diukur pada garis lurus yang melalui titik pusat geometris penampang tidak kurang dari 300 mm → OK



Perbandingan antara ukuran terkecil penampang terhadap ukuran dalam arah tegak lurusnya tidak kurang dari 0,4 → OK

Tulangan kolom Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, untuk persyaratan SRPMK sesuai dengan SNI 03-2847-2002 akan dikaji secara khusus mengenai kebutuhan tulangan kolom   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐11 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

untuk memenuhi strong column weak beam. Untuk SNI 03-2847-2002 menggunakan nilai λ sebesar 6/5. Dalam mencari tulangan kolom yang dibutuhkan dilakukan proses iterasi secara trial dan error di dalam perangkat lunak SAP 2000 supaya memperoleh faktor pengali tahanan momen balok dan kolom ( λ ) yang memenuhi persyaratan tersebut. Berikut ini adalah penulangan kolom yang dipasang beserta nilai λ nya : Tabel 3.6 : Tulangan Kolom dan Nilai λ nya Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10

Kolom

Ukuran

Tulangan

λ

Eks

600x600

9802

2,61

Int

600x600

12082

2,56

Eks

600x600

9802

2,11

Int

600x600

12082

2,18

Eks

600x600

7733

1,94

Int

600x600

9802

2,05

Eks

600x600

7733

1,92

Int

600x600

9802

1,96

Eks

550x550

7733

1,91

Int

550x550

9802

1,82

Eks

550x550

7733

2,02

Int

550x550

9802

1,84

Eks

550x550

7733

1,77

Int

550x550

9802

1,76

Eks

500x500

5155

1,55

Int

500x500

9802

1,71

Eks

500x500

5155

1,80

Int

500x500

9802

1,75

Eks

500x500

5155

-

Int

500x500

9802

-

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa semua kolom memenuhi persyaratan nilai λ > 6/5 sehingga sudah dapat dikatakan bahwa memenuhi persyaratan strong column weak beam.   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐12 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Pada kolom 10 tidak di desain untuk memenuhi persyaratan tersebut karena memang sangat kecil kemungkinan untuk mengalami sendi plastis pada kolom tersebut.

3.3

3.3.1

Validasi Model Terhadap Gaya Geser Dasar

Penentuan Periode Alami Struktur Penentuan periode alami struktur dilakukan pada mode pertama untuk melakukan perhitungan gaya gempa statik ekivalen. Periode alami pertama berpengaruh terhadap besaran C. perhitungan periode alami : T = 0,0731 H = 0,0731 35

/

/

= 1,052 detik

3.3.2

Penentuan Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekivalen ( Base Shear ) Untuk analisis statik ekivalen diperlukan perhitungan gaya geser dasar dan gaya lateral tiap lantai. Selain itu pehitungan ini dapat digunakan untuk mengecek apakah struktur dibuat sudah benar maka dilakukan perhitungan manual terhadap gaya geser dasar atau base shear. Perhitungan manual didekati persamaan yaitu : Vb =

C .I .W t R.

Dimana : •

Nilai C : Nilai C dalam perhitungan analisis statik ekivalen untuk sistem struktur yang berada pada zona wilayah gempa 5 ( tanah sedang ) adalah sebagai berikut : Karena nilai T > TC , yang mana T = 1,052 detik dan TC = 0,6 detik maka, perhitungan faktor respons gempa untuk zona 5 adalah :

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐13 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

C

A T

jadi C •

, dimana ; A = A . TC = 0,83 . 0,6 = 0,498 A T

=

, ,

= 0,473

Penentuan Nilai I dan R : Nilai I adalah nilai indeks kegunaan dari bangunan yang mana diambil nilai I = 1, sedangkan nilai R yang merupakan daktilitas dari bangunan diambil R =8,5 untuk wilayah gempa 5.



Penentuan berat beban struktur ( Wt ) : Penentuan berat akan dihitung total berat struktur secara keseluruhan yang meliputi berat pelat dan

kolom tiap lantai. Berikut adalah gambar

perbandingan berat struktur yang akan ditinjau, untuk struktur dalam 3D berat struktur adalah berat struktur secara keseluruhan, sedangkan untuk pemodelan rangka ( daerah yang diarsir ) sebagai 2D, hanya diambil sebagai jalur efektifnya saja untuk menganalisis terhadap pengaruh beban lateral.

Gambar 3.4 : Perbandingan Berat Struktur 3D dan Model Rangka 2D ( arsir )   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐14 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Perhitungan berat struktur untuk 3D antara lain sebagai berikut : Tabel 3.7 : Berat Struktur Secara Keseluruhan ( 3D ) Lantai

Tinggi (m)

Berat Lantai (DL) (KN)

LL (KN)

SIDL (KN)

324 810 810 810 810 810 810 810 810 810

388,8 388,8 388,8 388,8 388,8 388,8 388,8 388,8 388,8 388,8

7.614

3.888

10

1,75

9

3,5

8

3,5

7

3,5

6

3,5

5

3,5

4

3,5

3

3,5

2

3,5

1

5,25

1.801 1.969 1.969 2.040 2.040 2.040 2.117 2.117 2.117 2.359



35

20.567

DL + SIDL + 0,3 LL = 26.738,76

Perhitungan berat struktur untuk jalur 2D antara lain sebagai berikut : Tabel 3.8 : Berat Struktur Model Rangka Ekivalen ( 2D )

10

1,75

9

3,5

8

3,5

7

3,5

6

3,5

5

3,5

4

3,5

3

3,5

2

3,5

1

5,25

Berat Lantai (DL) (KN) 559,104 601,104 601,104 618,744 618,744 618,744 638,064 638,064 638,064 698,544



35

6230,28

Lantai

Tinggi (m)

LL (KN) 102,6 256,5 256,5 256,5 256,5 256,5 256,5 256,5 256,5 256,5

SIDL (KN) 123,12 123,12 123,12 123,12 123,12 123,12 123,12 123,12 123,12 123,12

2411,1

1231,2

DL + SIDL + 0,3 LL = 8.184,81

Untuk perhitungan beban geser dasar yang terjadi maka dilakukan kombinasi beban gravitasi dan gempa yang terjadi yakni : DL + SIDL + 0,3 LL.   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐15 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Struktur dengan bentuk 3D, dari SAP disapatkan nilai V shear sebesar 1.466.244,66 N ( output SAP ). sedangkan untuk struktur dengan bentuk 2D Vb shear sebesar 456.921,9 N ( output SAP ). Perbandingan V

shear dari SAP tersebut yang

didapatkan adalah sebagai berikut : V

D

V

D

. .

, N

.

,

0,312 ( SAP )  

N

Dari persamaan perhitungan manual V

shear yang terjadi, nilai V

shear tersebut

berbanding lurus dengan nilai beban total struktur yang terjadi. Sehingga dapat dilakukan perbandingan langsung karena koefisien yang lain adalah sama. Perbandingan beban yang ditinjau yang terjadi dalam struktur adalah sebagai berikut: D

.

.

D

.

,

N

0,306 ( manual )

N ,

Tingkat kesalahan :

,

x 100% = 1,84 %

,

Tingkat kesalahan yang didapat kurang dari 10%, maka dapat dikatakan perbandingan struktur sudah memadai. Dalam hal ini model yang akan kita analisis adalah, model dalam rangka bentuk 2D, sehingga dilakukan pengecekan terhadap Gaya Geser dasar hasil output SAP dengan Perhitungan manual. Jadi berat struktur pada saat terjadi Gempa adalah 456.921,9 N, maka: V

C .I R

Wt

,

. ,

8.184,81 = 455,461 KN

Sedangkan V shear hasil output dari SAP adalah 456.921,9 N, dengan pendefinisian sumber massa DL + SIDL + 0,3 LL. Tingkat kesalahan :

.

, N– .

. N

N

x 100% = 0,32 %

Karena tingkat kesalahan yang didapat kurang dari 10%, maka dapat dikatakan struktur yang dimodel sudah sesuai.

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐16 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

3.4

Pemodelan Analisis Pushover Dalam analisis pushover terhadap struktur flat plate, sangat sulit untuk melihat perilaku pelat dalam struktur tersebut. Sehingga dilakukan pemodelan dalam bentuk 2-D, yang mana pelat akan dimodel sebagai balok ekivalen. Dalam hal ini diambil rangka bagian tengah, karena memang lebih dominan terhadap pengaruh pembebanan, dalam hal ini adalah beban lateral. Berikut adalah gambar dari pemodelan tersebut :

Gambar 3.5 : Perspektif Model Rangka 2-D Struktur dalam SAP 2000

Setelah model 2-D selesai dibuat, maka tahapan berikutnya adalah mendefinisikan menu-menu yang ada pada program SAP, sehingga program tersebut akan dapat langsung melakukan analisis pushover. Pendefinisian yang dilakukan adalah pendefinisian kasus statik non linier dan pendefinisian perilakuk sendi plastis.

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐17 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

3.4.1

Pendefinisian Kasus Statik Non Linier Pada Analisis Pushover Dalam SAP 2000 ada beberapa hal harus didefenisikan terlebih dahulu, sebelum melakukan analisis Pushover. Kasus tersebut adalah kasus pembebanan gravitasi dan kasus pembebanan lateral. Jadi sebelum kasus pembebanan lateral dilakukan ( pushover ) , di dalam model struktur sebenarnya juga ada pembebanan gravitasi yakni Beban mati dan Beban Hidup terfaktor. 1. Kasus Pembebanan Gravitasi Kasus pembebanan gravitasi adalah kasus awal yang harus didefenisikan sebelum melakukan analisis pushover. Pendefenisisn kasus ini dilakukan sesuai dengan pola pembebanan gravitasi, yang mana beban – beban yang bekerja adalah beban gravitasi seperti Beban Mati (DL), Beban Mati Tambahan (SIDL), dan juga BEban Hidup (LL). Untuk Beban Mati (DL) dan Beban Mati Tambahan (SIDL), didefenisikan akan bekerja secara keseluruhan karena memang sifatnya yang statis, sehingga diberi faktor pengali 1 terhadap beban tersebut. Sedangkan untuk Beban Hidup (LL), berdasarkan engineering judgement diambil faktor pengali 0.3 yang karena memang sifatnya bergerak atau tidak statis. Anggapan ini diambil mendasar pada, pada saat terjadinya gempa tidak seluruhnya beban hidup akan bekerja pada struktur.

Gambar 3.6 : Tampilan Pendefenisian Kasus Pembebanan Gravitasi   Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐18 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

2. Kasus Pembebanan Lateral ( Pushover ) Ini adalah kasus sebenarnya dari analisis pushover. Arah beban dorong akan diambil dalam 1 arah saja karena memang struktur yang dimodel adalah simetris. Pada kasus ini struktur akan didorong dengan beban hingga struktur mengalami keruntuhan pada defleksi tertentu. Beban yang berpengaruh pada kasus ini tentunya adalah beban gempa. Jadi sebelum kasus pembebanan lateral terjadi, kasus diawali dengan pembebanan gravitasi karena menggambarkan bahwa sebelum struktur dikenai beban gempa, struktur tersebut sudah atau sedang menerima pembebanan gravitasi.

Gambar 3.7 : Tampilan Pendefenisian Kasus Pembebanan Lateral

3.4.2

Pendefinisian Sendi Plastis Sebelum melakukan analisis pushover, harus juga dilakukan pendefinisian terhadap sendi plastis yang akan terjadi. Pendefinisian tersebut adalah pendefinisian perilaku inelastic dari struktur tersebut. Pada struktur portal flat plate terdapat dua elemen struktur berupa kolom dan pelat (dimodel sebagai balok). Kemungkinan terjadinya sendi plastis adalah di bagian

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐19 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

ujung – ujung elemen struktur. Oleh karena itu sendi plastis di assign pada seluruh ujung – ujung elemen struktur, dengan anggapan pada titik tersebut lah nantinya yang akan mengalami sendi plastis. Sendi plastis yang di assign pada elemen struktur, berbeda antara kolom dan balok, hal ini dikarenakan pengaruh gaya dalam yang diterima elemen struktur tersebut. Pada kolom, akan di assign hinge properties berupa interaksi antara Gaya aksial P dan Momen M3 ( P-M3).

Gambar 3.8 : Tampilan Pendefenisian Sendi Plastis di Kolom

Sedangkan pada balok akan kita assign sendi plastis, yakni berupa momen M3. Dalam hal ini sendi plastis akibat momen lentur akan menjadi kontrol terhadap kekuatan geser maupun kekuatan lentur itu sendiri. Jadi pada saat terjadi sendi plastis kita akan mengecek kekuatan geser dari pelat tersebut begitu juga dengan kekutan lentur, karena memang transfer terhadap kolom adalah berupa lentur dan geser.

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐20 

    Analisis Perilaku Struktur Pelat Datar ( Flat Plate ) Sebagai Struktur Rangka Tahan Gempa  BAB III  STUDI KASUS   

   

Gambar 3.9 : Tampilan Pendefenisian Sendi Plastis di Balok (Pelat) Keseluruhan pendefinisian sendi plastis ini akan secara otomatis dapat dilakukan dengan program SAP 2000.

  Yose Mahedi Tampubolon ( 15004105 ) )     

III‐21