Struktur adalah sebuah sistem, artinya gabungan atau rangkaian dari
berbagai macam elemen-elemen yang dirakit sedemikian rupa hingga menjadi
satu kesatuan yang utuh.
Analisis struktur bangunan Gedung dilakukan dengan program komputer berbasis elemen hingga ( finite element )
untuk berbagai kombinasi pembebanan yang meliputi beban mati, beban
hidup, beban angin, dan beban gempa dengan pemodelan struktur 3-D ( space-frame) menggunakan Software SAAP2000 .
Analisis terhadap beban gempa digunakan cara statik ekivalen maupun dinamik response spectrum analysis dan time history analysis.
Struktur bangunan dirancang mampu menahan gempa rencana
sesuai peraturan yang berlaku yaitu SNI 03-1726-2002 tentang Tatacara
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Dalam peraturan ini
gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga
probabilitas terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun.
Berdasarkan pembagian Wilayah Gempa, lokasi bangunan di bedakan menjadi 6 wilayah zona gempa.
Konsep perancangan konstruksi didasarkan pada analisis kekuatan batas (ultimate-strength) yang mempunyai daktilitas cukup untuk menyerap energi gempa sesuai peraturan yang berlaku.
JENIS BEBAN PADA KONSTRUKSI BANGUNAN
1. Beban mati (Dead load)
Beban mati yang merupakan berat sendiri konstruksi (specific gravity) menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F), adalah seperti table berikut :
No
|
Konstruksi
|
Berat
|
Satuan
|
1
|
Baja
|
7850
|
kg/m3
|
1
|
Beton bertulang
|
2400
|
kg/m3
|
2
|
Beton
|
2200
|
kg/m3
|
3
|
Dinding pas bata ½ bt
|
250
|
kg/m2
|
4
|
Dinding pas bata 1 bt
|
450
|
kg/m2
|
5
|
Curtain wall+rangka
|
60
|
kg/m2
|
6
|
Cladding + rangka
|
20
|
kg/m2
|
7
|
Pasangan batu kali
|
2200
|
kg/m3
|
8
|
Finishing lantai (tegel)
|
2200
|
kg/m3
|
9
|
Plafon+penggantung
|
20
|
kg/m2
|
10
|
Mortar
|
2200
|
kg/m3
|
11
|
Tanah, Pasir
|
1700
|
kg/m3
|
12
|
Air
|
1000
|
kg/m3
|
13
|
Kayu
|
900
|
kg/m3
|
14
|
Baja
|
7850
|
kg/m3
|
15
|
Aspal
|
1400
|
kg/m3
|
16
|
Instalasi plumbing
|
50
|
kg/m2
|
2. Beban hidup (Live load)
Beban
hidup yang bekerja pada lantai bangunan Tata Cara Perencanaan
Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F), adalah seperti
tabel berikut :
No
|
Lantai bangunan
|
Beban hidup
|
Satuan
|
1
|
Hall,coridor,balcony
|
300
|
kg/m2
|
2
|
Tangga dan bordes
|
400
|
kg/m2
|
4
|
Lantai bangunan
|
250
|
kg/m2
|
5
|
Lantai atap bangunan
|
100
|
kg/m2
|
3. Beban gempa (Earthquake)
Beban
gempa dihitung berdasarkan Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002) dengan 2 metode yaitu cara statik dan
dinamik. Dari hasil analisis kedua cara tersebut diambil kondisi yang
memberikan nilai gaya atau momen terbesar sebagai dasar perencanaan.
a. Metode Statik Ekivalent
Gaya geser dasar nominal pada struktur akibat gempa dihitung dengan rumus sebagai berikut :
V = C . I / R .Wt
Dengan, C= nilai faktor response gempa, yang ditentukan berdasarkan wilayah gempa ( gambar 1 ), kondisi tanah dan waktu getar alami.
b. Metode Dinamik Response Spectrum
1)
Besar beban gempa ditentukan oleh percepatan gempa rencana dan massa
total struktur. Massa total struktur terdiri dari berat sendiri struktur
dan beban hidup yang dikalikan dengan faktor reduksi 0,5.
2)
Percepatan gempa diambil dari data zone 5 Peta Wilayah Gempa Indonesia
menurut Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI
03-1726-2002) dengan memakai spektrum respons yang nilai ordinatnya
dikalikan dengan koreksi I/R = 1/6,4 seperti tabel di bawah. Percepatan
grafitasi diambil, g = 981 cm/det2.
Tabel 1. Nilai spectrum terkoreksi
Waktu getar (detik)
|
Nilai spectrum
|
Nilai spectrum terkoreksi
|
0.0
|
0.32
|
0.05
|
0.2
|
0.83
|
0.13
|
0.6
|
0.83
|
0.13
|
1.0
|
0.50
|
0.08
|
1.5
|
0.33
|
0.05
|
2.0
|
0.25
|
0.04
|
2.5
|
0.20
|
0.03
|
3.0
|
0.17
|
0.02
|
3)
Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi spectrum response.
dengan mengambil response maksimum dari 4 arah gempa, yaitu 0, 45, 90,
dan 135 derajat.
4) Digunakan number eigen NE = 3 dengan mass partisipation factor ³ 90 % dengan kombinasi dinamis (CQC methode)
3)
Karena hasil dari analisis spectrum response selalu bersifat positif
(hasil akar), maka perlu faktor +1 dan –1 untuk mengkombinasikan dengan
response statik.
c. Metode Time History Analysis Analisis dinamik linier riwayat waktu (time history)
sangat cocok digunakan untuk analisis struktur yang tidak beraturan
terhadap pengaruh gempa rencana. Mengingat gerakan tanah akibat gempa di
suatu lokasi sulit diperkirakan dengan tepat, maka sebagai input gempa
dapat didekati dengan gerakan tanah yang disimulasikan. Dalam analisis
ini digunakan hasil rekaman akselerogram gempa sebagai input data
percepatan gerakan tanah akibat gempa. Rekaman gerakan tanah akibat
gempa diambil dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang direkam pada
tanggal 15 Mei 1940. Dalam analisis ini redaman struktur yang harus
diperhitungkan dapat dianggap 5% dari redaman kritisnya. Faktor skala
yang digunakan = g x I/R dengan g = percepatan grafitasi (g = 981
cm/det2).
4. Beban Angin
Beban
angin minimum pada bangunan yang terletak cukup jauh dari tepi laut
dihitung berdasarkan kecepatan angin 20 m/detik pada ketinggian 10 m di
atas permukaan tanah dengan rumus : P = V2/16
P = tekanan tiup angin (kg/m2)
V = kecepatan angin (m/det)
Tabel 2. Beban angin dasar
Ketinggian dari muka tanah |
Beban angin dasar (kg/m2)
|
0 m – 10 m
|
25
|
10,1 m – 20 m
|
35
|
20,1 m – 30 m
|
43
|
30,1 m – 50 m
|
56
|
50,1 m – 70 m
|
66
|
70,1 m – 100 m
|
79
|
Beban
angin tersebut harus dikalikan dengan koefisien tekanan angin sesuai
ketentuan Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI
03-1727-1989-F).
BAHAN STRUKTUR
