Rekayasa Gempa (bangunan ruko)

DATAGEDUNG

DATA – DATA PERENCANAAN
Fungsi Bangunan : Ruko (Rumah Toko)
Lokasi : Meulaboh, Aceh Barat, NAD
Kondisi Tanah : Tanah Keras
Tingkat Daktilitas : Daktail Penuh
Mutu Beton (f’c) : 20 MPa
Mutu Baja Tulangan (fy) : 400 MPa (BJTD)
Berat Jenis Material (Berdasarkan PPIUG 1989)
Beton Bertulang : 2.400 kg/m3
Genangan Air : 1.000 kg/m3
Spesie : 21 kg/m2
Lap. Kedap Air + Spesie : 21 kg/m2 Dinding Bata ½ Batu : 250 kg/m2 Tegel / Keramik : 24 kg/m2 Plafon : 50 kg/m2

DENAH RENCANA BANGUNAN

PORTAL MEMANJANG (ARAH Y)
PERENCANAANDIMENSI
Menentukan Dimensi Balok
Berdasarkan Pasal 11.5 Tabel 8 SNI 03-2847-2002
L Balok dengan kedua ujung menerus h 
21 Balok Memanjang L = 5,3 m = 5300 mm
L 5300
h    252,4mm dicoba h = 400 mm 21 21
b = h 400  266,7mm  300 mm
Dipakai dimensi balok 30/40 cm
Untuk balok melintang juga digunakan dimensi balok 30/40 cm
Menentukan Dimensi Kolom
Ada 3 tipe dimensi kolom yang digunakan berbentuk persegi IKOLOM IBALOK 
LKOLOM LBALOK
Kolom 1 (L = 5000 mm)
1 h3 bh2 1 h3 300.4002
12   12   h  356,4 mm  450 mm
LKOLOM LBALOK 5000 5300
Diambil 450 mm, maka dipakai dimensi kolom 45/45 cm
Kolom 2 (L = 4500 mm)
1 h3 bh2 1 h3 300.4002
    h  344,13 mm  400 mm
LKOLOM LBALOK 4500 5300
Diambil 400 mm, maka dipakai dimensi kolom 40/40 cm
Kolom 3 dan 4 (L = 3500 mm)
1 h3 bh2 1 h3 300.4002
    h  316,5mm  350 mm
LKOLOM LBALOK 3500 5300
Diambil 400 mm, maka dipakai dimensi kolom 35/35 cm
Merencanakan Tebal Pelat

Direncanakan tebal pelat lantai dan pelat atap sama.
Ln = diambil bentang terpanjang untuk mempermudah.
= ly (bentang panjang) / lx (bentang pendek) = 5,3/4,3 = 1,23
fy
0,8 
Tebal Minimum Pelat hmin  1500  Ln 36  9
hmin  0,8 4001500 5300 369.(1,23)
hmin 120 mm
fy
0,8
Tebal Maksimum Pelat hmaks  1500 Ln
36
hmaks  0,8 40015005300 36
hmaks 157 mm
Diambil tebal pelat lantai dan atap 140 mm

Tebal Pelat Atap / Lantai = 12 cm = 120 mm

PERHITUNGANBEBANGEMPA
PERHITUNGAN BERAT TOTAL BANGUNAN
Luas Area (A) = Lx  (Ly + 1,5) = 12,9  (15,9 + 1,5) = 224,46 m2
Lx + Ly = 12,9 + 15,9 = 28,8 m
Tebal Pelat = 0,14 m
Tinggi Kolom 1 (K1) = h1 = 5 m  dimensi (DK1) = 0,45  0,45 m = 0,2025 m2
Tinggi Kolom 2 (K2) = h2 = 4,5 m dimensi (DK2) = 0,40  0,40 m = 0,16 m2
Tinggi Kolom 3 (K3) = h3 = 3,5 m dimensi (DK3) = 0,35  0,35 m = 0,1225 m2
Tinggi Kolom 4 (K4) = h4 = 3,5 m dimensi (DK4) = 0,35  0,35 m = 0,1225 m2
Jumlah Kolom (nk) = 16 Kolom
Dimensi Balok (DB) = 0,3  0,4 = 0,12 m2
Panjang Balok Total arah x (PBx) = 4 portal  Lx = 4  12,9 = 51,6 m
Panjang Balok Total arah y (PBy) = 4 Portal  (Ly + 1,5) = 4  (15,9 + 1,5) = 69,6 m
Tinggi Dinding Balkon / Atap (hb) = 1 m
Panjang terpasang dinding balkon (Lb) = (2  1,5) m + 12,9 m = 15,9 m
Berat Lantai 5 / Atap Beban Mati
Pelat Atap (224,46 m2  0,14 m  2400 kg/m3) = 75.418,6 kg
Plafon (224,46 m2  50 kg/m2) = 11.223 kg
Spesie + Lapisan Kedap Air (224,46 m2  21 kg/m2) = 4713,7 kg
Genangan Air (224,46 m2  0,01 m  1000 kg/m3) = 2244,6 kg
Balok (51,6 + 69,6) m  0,12 m2  2400 kg/m3) = 34.905,6 kg
Kolom (16  ½ 3,5 m  0,1225 m2  2400 kg/m3)
Dinding Bata = 8232 kg
[(½ 3,5 m  (4  28,8) m) + (1 m  ((2  28,8) + 15,9) m)]  250 kg/m2 = 68.775 kg

WD = 205.512,5kg
Beban Hidup
Beban hidup pada atap = 100 kg/m2
Koefisien reduksi = 0,3 (rumah tinggal berdasarkan peninjauan gempa)
WL = 224,46 m2  100 kg/m2  0,3 = 6733,8 kg
Berat Total Lantai 5 W5 = WD + WL = 212.246,3 kg
Berat Lantai 4 Beban Mati
Pelat Atap (224,46 m2  0,14 m  2400 kg/m3) = 75.418,6 kg
Plafon (224,46 m2  50 kg/m2) = 11.223 kg
Spesie + Tegel (224,46 m2  45 kg/m2) = 10.100,7 kg
Balok (51,6 + 69,6) m  0,12 m2  2400 kg/m3) = 34.905,6 kg
Kolom (16  (½ 3,5 m + ½ 3,5 m)  0,1225 m2  2400 kg/m3) = 16.464 kg
Dinding Bata
[(2  ½ 3,5 m  (4  28,8) m) + (1 m  15,9 m)]  250 kg/m2 = 104.775 kg

WD  = 252.886,9kg

Beban Hidup
Beban hidup pada atap = 250 kg/m2
Koefisien reduksi = 0,3 (rumah tinggal berdasarkan peninjauan gempa) WL = 224,46 m2  250 kg/m2  0,3 = 16.834,5 kg
Berat Total Lantai 4 W4 = WD + WL = 269.721,4 kg
Berat Lantai 3 Beban Mati
Pelat Atap (224,46 m2  0,14 m  2400 kg/m3) = 75.418,6 kg
Plafon (224,46 m2  50 kg/m2) = 11.223 kg
Spesie + Tegel (224,46 m2  45 kg/m2) = 10.100,7 kg
Balok (51,6 + 69,6) m  0,12 m2  2400 kg/m3)
Kolom = 34.905,6 kg
(16  [(½ 3,5 m  0,1225 m2)+ (½ 4,5 m  0,16 m2)]  2400 kg/m3)
Dinding Bata = 22.056 kg
[(½ 3,5 m + ½ 4,5 m)  (4  28,8) m) + (1 m  15,9 m)]  250 kg/m2 = 119.175 kg

WD = 272.878,9kg
Beban Hidup
Beban hidup pada atap = 250 kg/m2
Koefisien reduksi = 0,3 (rumah tinggal berdasarkan peninjauan gempa)
WL = 224,46 m2  250 kg/m2  0,3 = 16.834,5 kg
Berat Total Lantai 3 W3 = WD + WL = 289.713,4 kg
Berat Lantai 2 Beban Mati
Pelat Atap (224,46 m2  0,14 m  2400 kg/m3) = 75.418,6 kg
Plafon (224,46 m2  50 kg/m2) = 11.223 kg
Spesie + Tegel (224,46 m2  45 kg/m2) = 10.100,7 kg
Balok (51,6 + 69,6) m  0,12 m2  2400 kg/m3)
Kolom = 34.905,6 kg
(16  [(½ 4,5 m  0,16 m2) + (½ 5 m  0,2025 m2)]  2400 kg/m3)
Dinding Bata = 33.264 kg
[(½ 4,5 m + ½ 5 m)  (4  28,8) m) + (1 m  15,9 m)]  250 kg/m2 = 140.775 kg

WD = 305.686,9kg
Beban Hidup
Beban hidup pada atap = 250 kg/m2
Koefisien reduksi = 0,3 (rumah tinggal berdasarkan peninjauan gempa) WL = 224,46 m2  250 kg/m2  0,3 = 16.834,5 kg
Berat Total Lantai 2 W2 = WD + WL = 322.521,4 kg
*Lantai 1 merupakan lantai dasar
Berat Total Bangunan
Wt = W2 + W3 + W4 + W5
= 322.521,4 kg + 289.713,4 kg + 269.721,4 kg + 212.246,3 kg
= 1.094.202,5 kg
ANALISIS GEMPA
Data
Tinggi Bangunan = 16,5 m
Fungsi Bangunan = Ruko (Rumah Toko)
Dalam penggunaan lebih kepada rumah tinggal, dengan fungsi toko hanya pada lantai 1 (dasar)
Kondisi Tanah = Tanah Keras
Tingkat Daktilitas = Daktail Penuh
Lokasi = Meulaboh, Aceh Barat, NAD

Dari Gambar Wilayah Gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500 tahun (SNI 03-1726 – 2002), maka daerah “Meulaboh” berada pada
Wilayah Gempa 5
Waktu Getar Alami Fundamental (T1)
Menurut Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung
(PPKGURG-1987), waktu getar alami gedung dapat dihitung dengan rumus empiris:
T1 = 0,085.H3/4 (untuk portal baja)
T1 = 0,06.H3/4 (untuk portal beton)
Dimana H adalah tinggi bangunan
Dalam hal ini struktur bangunan termasuk jenis portal beton maka:
T1 = 0,06.H3/4 = 0,06.(16,5)3/4 = 0,49 detik
Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental (T1) dari struktur gedung harus dibatasi dengan rumus berikut (Pasal 5.6 SPKGUSBG-2002):
T1 < .n
Dimana  = koefisien pengali berdasarkan wilayah gempa n = jumlah tingkat struktur gedung
Sehingga:
Untuk wilayah gempa 5  = 0,16
T1 < .n  T1 < 0,16 . 4 = 0,64 detik
0,49 detik < 0,64 detik ……. (OK)
Faktor Respons Gempa (C)
Kondisi Tanah : Tanah Keras
Zona Gempa : Wilayah 5

Dari grafik, dengan T = 0,49 detik
0,35 0,35
Maka, C    0,714
T 0,49
Faktor Keutamaan (I) dan Faktor Reduksi Gempa (R)
Berdasarkan SPKGUSBG-2002
Faktor keutamaan untuk kategori gedung penghunian I = 1
Faktor reduksi gempa dengan daktail penuh R = 8,5
Perhitungan Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekuivalen (V)
Beban geser dasar nominal statik ekuivalen (V) ditentukan berdasarkan ketentuan pasal 6.1.2 SPKGUSBG-2002 yaitu:
C1.I.Wt
V  R
Dimana C1 = nilai faktor respons gempa
I = faktor keutamaan gedung
R = faktor reduksi gempa
Wt = berat total bangunan
Dengan rumus tersebut, dapat dihitung
C1.I.Wt  0,71411.094.202,5kg = 91.913 kg
V  R 8,5
Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen Pada Tiap Lantai
Untuk bentang arah X  H/B = 16,5 / 12,9 = 1,28
Untuk bentang arah Y  H/B = 16,5 / 15,9 = 1,04
Karena H/B < 3, maka beban gempa nominal pada tiap lantai dihitung dengan rumus:
Wi.zi .V
Fi 
(Wi.zi )
Dimana Fi = beban gempa pada lantai ke-i Wi = berat lantai ke-i
zi = ketinggian lantai tingkat ke-i terhadap penjepitan lateral
Dengan rumus tersebut maka beban gempa tiap lantai dapat dihitung.
Untuk mempermudah perhitungan, maka dapat dilakukan pada tabel berikut.
Lantai
(i) Wi
(kg) zi
(m) Wi.z (kg.m) Fi (kg) Portal X = Y
¼ Fi
(kg)
5 212.246,3 16,5 3.502.063,95 28.301,76 7.075,44
4 269.721,4 13,0 3.506.378,2 28.336,63 7.084,16
3 289.713,4 9,5 2.752.277,3 22.242,40 5.560,60
2 322.521,4 5,0 1.612.607 13.032,21 3.258,05
Wt = 1.094.202,5  = 11.373.326,45 91.913,00 22.978,25
`*V = 91.913 kg
Besar beban gempa pada setiap lantai didistribusikan pada setiap portal, dimana pada bangunan ini jumlah portal pada arah x dan arah y adalah 4 portal, sehingga nilai pada tabel di atas yang ditandai dengan warna kuning merupakan besarnya beban gempa di setiap portal (gaya horizontal pada saat input data pada SAP2000).

DISTRIBUSI BEBAN GEMPA PORTAL MELINTANG (ARAH X)

DISTRIBUSI BEBAN GEMPA PORTAL MEMANJANG (ARAH Y)