Upload
try-agus-na
View
2.928
Download
521
Embed Size (px)
Citation preview
Perencana dan Konsultan Struktur
RENUNGAN
Disaat kita hidup dalam kemewahan, selalu mengenakan aksesoris mahal, bergaul dengan
lingkungan orang- orang yang berada Ingatlah, bahwa masih banyak orang- orang yang
hidupnya jauh di bawah kita. Orang- orang yang selalu berpikir Besok apa yang bisa
dimakan..? Orang- orang yang memiliki beberapa keterbatasan, mulai dari tidak adanya
orang tua, minimnya dana untuk bersekolah, dan sedikitnya pakaian yang bisa mereka
kenakan.
Apa yang bisa Kita bantu??
Kami berharap, ebook ini tidak di copy paste tanpa izin dari Penulis, karena ebook ini dijual
dan lebih dari 10% dana yang terkumpul akan disedekahkan dan digunakan untuk
menyantuni anak- anak yatim piatu tersebut. Anda bisa berpartisipasi untuk
mempromosikan ebook ini ke teman- teman dan rekan kerja, melalui pembelian online di
website Kami di : www.engineerwork.blogspot.com
, Kami memang bukan orang yang
sempurna, Kami juga bukan orang yang suci, tapi kami memiliki niatan yang tulus untuk
peduli dan membantu orang- orang seperti mereka.
Best Regard,
AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Muhammad Miftakhur Riza
Manager and Structural Engineer at ARS GROUP
KATA PENGANTAR
Ilmu teknik sipil pada dasarnya adalah ilmu yang kuno. Orang- orang terdahulu pun telah
mampu menciptakan berbagai macam konstruksi yang kokoh, hal tersebut dibuktikan dengan
berbagai macam penemuan bangunan- bangunan prasejarah. Namun ilmu teknik sipil
tersebut terus berkembang karena 3 hal yaitu : adanya inovasi material- material baru, teknik
atau metode pelaksanaan yang semakin canggih, dan adanya teknologi yang membantu dalam
hal perencanaan, pengawasan, dll.
Perkembangan ilmu teknik sipil dirasakan begitu cepat karena adanya keinginan dan
kebutuhan manusia yang semakin meningkat, seperti banyaknya gedung- gedung tinggi,
jembatan, bangunan air, dan sarana prasarana lainnya. Sekarang untuk merencanakan semua
itu tidak menjadi masalah dan bisa dilakukan dengan cepat karena kecanggihan teknologi
untuk mendesain bangunan sipil.
ETABS (Extended Three dimension Analysis of Building Systems) adalah salah satu progam
computer yang digunakan khusus untuk perencanaan gedung dengan konstruksi beton, baja,
dan komposit. Software tersebut mempunyai tampilan yang hampir sama dengan SAP karena
dikembangkan oleh perusahaan yang sama (Computers and Structures Inc, CSI) yaitu salah
satu perusahaan pembuat piranti lunak (software) untuk perencanaan- perencanaan struktur.
Software- software dari CSI tersebut sudah digunakan di lebih dari 160 negara.
Buku ini membahas dengan detail cara- cara untuk mendesain struktur gedung dengan
ETABS yang meliputi : pemodelan struktur, input pembebaban, analisis gempa, dan
perhitungan struktur balok, kolom, plat, serta pondasi. Buku ini sangat cocok sebagai
referensi para pelajar yang sedang mendalami ilmu struktur dan para praktisi di dunia teknik
sipil.
Penulis,
DAFTAR ISI
1. Sistem Struktur 1
2. Asumsi yang Digunakan 2
3. Peraturan dan Standar Perencanaan 2
4. Material Struktur 5
4.1. Beton 5
4.2. Baja Tulangan 5
4.3. Baja Profil 6
5. Detail Elemen Struktur 7
5.1. Balok 7
5.2. Kolom 9
5.3. Plat Lantai 12
5.4. Shear Wall 13
5.5. Momen Inersia Penampang 14
6. Pemodelan Struktur 15
6.1. Penggambaran Elemen Balok 15
6.2. Penggambaran Elemen Kolom 18
6.3. Penggambaran Elemen Plat 20
6.4. Penggambaran Elemen Shear Wall 21
6.5. Pemodelan Pondasi 26
6.6. Kekakuan Sambungan (joint) Balok- Kolom 26
7. Denah Struktur 28
8. Pembebanan 32
8.1. Kombinasi Pembebanan 33
8.2. Perhitungan Beban Mati 37
8.2.1. Beban Mati pada Plat Lantai 37
8.2.2. Beban Mati pada Plat Atap 38
8.2.3. Beban Mati pada Balok 38
8.2.4. Beban pada Tangga 39
8.2.4.1. Beban pada Plat Tangga 41
8.2.4.2. Beban pada Bordes 41
8.3. Beban Hidup 44
8.4. Beban Gempa 47
8.4.1. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Otomatis 47
8.4.1.1. Lantai Tingkat sebagai Diafragma 49
8.4.1.2. Waktu Getar Alami (T) 50
8.4.1.3. Faktor Keutamaan (I) 53
8.4.1.4. Penentuan Jenis Tanah 54
8.4.1.5. Perhitungan Beban Gempa Nominal (V) 56
8.4.1.6. Eksentrisitas Rencana (ed) 59
8.4.2. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Manual 61
8.4.2.1. Perhitungan Berat Gedung (Wt) 62
8.4.2.2. Input Beban Gempa Statik Ekuivalen 68
8.4.3. Analisis Gempa Dinamik Respons Spektrum 71
8.4.3.1. Respons Spektrum Gempa Rencana 72
8.4.4. Analisis Gempa Dinamik Time History 76
9. Kontrol dan Analisis 80
9.1. Analisis Ragam Respon Spektrum 80
9.2. Partisipasi Massa 82
9.3. Gaya Geser Dasar Nominal, V (Base Shear) 84
9.4. Kinerja Sruktur Gedung 88
9.4.1. Kinerja Batas Layan 88
9.4.2. Kinerja Batas Ultimit 90
10. Perhitungan Struktur dengan ETABS 92
10.1. Peraturan yang Digunakan 92
10.2. EfektivitasPenampang 92
10.3. Analisis 94
10.4. Penulangan Balok 97
10.4.1. Desain Tulangan Utama Balok 99
10.4.2. Desain Tulangan Geser (sengkang) 100
10.4.3. Desain Tulangan Torsi 101
10.4.4. Desain Tulangan Badan 101
10.4.5. Kontrol Pesyaratan Balok pada SRPMK 101
10.4.6. Gambar Detail Penulangan Balok 104
10.5. Penulangan Kolom 104
10.5.1. Desain Tulangan Utama Kolom 107
10.5.2. Desain Tulangan Geser Kolom 107
10.5.3. Kontrol Pesyaratan Kolom pada SRPMK 107
10.5.4. Gambar Detail Penulangan Kolom 111
10.6. Penulangan Plat Lantai 112
10.7. Desain Pondasi 113
10.7.1. Data Tanah 113
10.7.2. Daya Dukung Pondasi Tiang Bor 114
11. Perhitungan Estimasi Biaya Pekerjaan Struktur 118
DAFTAR PUSTAKA 120
PENULIS 121
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 1
1. Sistem Struktur
KASUS
Sebuah gedung perkantoran 8 lantai akan direncanakan dengan struktur beton. Sistem
perencanaan dengan SRPMK (Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus). Gedung tersebut
terletak di lokasi zona gempa 3 dengan kondisi tanah sedang.
Pemodelan struktur dilakukan dengan Program ETABS v9.7.2 (Extended Three-
dimensional Analysis of Building Systems. Perencanaan dengan Struktur Rangka Pemikul
Momen Khusus (SRPMK). Pemodelan struktur gedung 8 lantai untuk gedung perkantoran
yang akan didesain ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 1.1. Rencana Pemodelan Struktur Gedung Perkantoran 8 Lantai
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 2
2. Asumsi yang Digunakan
a. Efek P-delta diabaikan.
b. Plat lantai dianggap sebagai elemen shell yang bersifat menerima beban tegak lurus
bidang (vertikal) dan beban lateral (horizontal) akibat gempa.
c. Pondasi dianggap jepit, karena desain pondasi menggunakan bore pile (pondasi
dalam), sehingga kedudukan pondasi diasumsikan tidak mengalami rotasi dan
translasi.
3. Peraturan dan Standard Perencanaan
a. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Gedung SNI 03-1726-2000.
b. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung SNI 03-2847-2002.
c. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002.
d. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung PPPURG 1987.
Untuk memulai pembuatan model struktur pada ETABS, dapat dilakukan dengan cara File
New Model No.
Gambar 3.1. Tampilan Awal Program ETABS
Setelah itu akan muncul kolom yang berisi data teknis bangunan. Kolom tersebut diisi
sesuai dengan model struktur gedung yang akan di desain yang meliputi :
a. Jumlah lantai (Number of Stories),
b. Ketinggan antar lantai yang sama (Typical Story Height),
c. Ketinggian lantai bawah (Bottom Story Height), dan
d. Penentuan satuan (Units) yang akan digunakan.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 3
Gambar 3.2. Input Data Jumlah Lantai, Ketinggiannya, dan Satuan
Denah struktur gedung cenderung mempunyai kesamaan (typical) dengan lantai- lantai di
bawah atau di atasnya, sehingga pada ETABS dapat dibuat hubungan kesamaan antar
lantai dengan menganggap satu/ beberapa lantai sebagai acuan lantai yang lain (Master
Story).
Gambar 3.3. Data Karakteristik Lantai pada ETABS
Keterangan :
) Master Story : bagian lantai yang digunakan untuk acuan lantai yang lain.
) Similar to : lantai yang mempunyai karakteristik yang sama (dengan Master Story).
Keterangan :
) Number of Stories : jumlah lantai.
) Typical Story Height : ketinggan antar lantai yang sama.
) Bottom Story Height : ketinggian lantai bawah.
) Units : pilihan satuan yang akan digunakan.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 4
Jarak antar As untuk penggambaran kolom dan balok dapat diinput dengan cara Edit
Edit Grid Data Modify/ Show System sebagai berikut.
Gambar 3.4. Coordinate System
Gambar 3.5. Input Data Jarak- jarak Grid atau As Bangunan
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 5
Tampilan grid yang telah diinput ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 3.6. Grid atau Sumbu As untuk Penggambaran Balok dan Kolom
4. Material Struktur
Struktur gedung didesain menggunakan bahan beton bertulang dengan mutu dan
persyaratan sesuai dengan standard peraturan yang ada sebagai berikut :
4.1. Beton
Kuat beton yang disyaratkan, fc = 30 Mpa
Modulus elastisitas beton, Ec = 4700 fc = 25742,96 MPa = 25742960 kN/m Angka poison, = 0,2
Modulus geser, G = Ec / [ 2( 1 + ) ] = 8757,91MPa = 8757910 kN/m
4.2. Baja Tulangan
Diameter 12 mm menggunakan baja tulangan polos BJTP 24 dengan tegangan leleh,
fy = 240 MPa.
Diameter > 12 mm menggunakan baja tulangan ulir BJTD 40 dengan tegangan leleh,
fy = 400 MPa.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 6
4.3. Baja Profil
Mutu baja profil yang digunakan untuk struktur baja harus memenuhi persyaratan setara
dengan BJ 40 dengan tegangan leleh fy = 400 MPa.
Bahan struktur beton yang digunakan adalah dengan spesifikasi berikut :
Mass per unit volume = 2,4
Fc (mutu kuat tekan beton) = 20 MPa = 20000 kNm
Fy (tegangan leleh tulangan utama), BJ 40 = 400 Mpa = 400000 kNm
Fys (tegangan leleh tulangan geser/ sengkang), BJ 24 = 240 Mpa = 240000 kNm
Data bahan tersebut dapat diinput ke dalam ETABS dengan cara Define Material
Properties Conc Modify seperti ditunjukkan pada Gambar berikut ini.
Gambar 4.1. Material Property Data (satuan kNm)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 7
5. Detail Elemen Struktur
Elemen- elemen struktur yang digunakan dalam perencanaan gedung ditunjukkan sebagai
berikut :
Jenis struktur = Beton bertulang
Pondasi = Bore pile diameter 40 cm
Kode balok = TB1 - 40x80 (balok tie beam arah X)
= TB2 - 30x50 (balok tie beam arah Y)
= B1 - 40x70 (balok utama lantai 1 lantai 4)
= B2 - 40x70 (balok utama lantai 5 lantai 7)
= B3 - 40x70 (balok utama lantai 5 lantai 7)
= B4 - 20x50 (balok pemikul lift lantai atap)
= BA - 30x60 (balok anak lantai 1 - lantai 7)
= BB - 20x40 (balok anak lantai atap)
Kode Kolom = K1 - 70x70 (kolom utama lantai 1 lantai 4)
= K2 - 70x70 (kolom utama lantai 5 lantai 6)
= K3 - 20x20 (kolom utama lantai atap)
5.1. Balok
Input elemen struktur balok dilakukan dengan cara Define Frame Section
AddRectangular.
Gambar 5.1. Input Profil Balok dan Kolom
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 8
Detail penampang balok yang digunakan ditunjukkan sebagai berikut.
Gambar 5.2. Input Profil Balok B1-40x70 (satuan : meter)
Gambar 5.3. Input Profil Balok BA-40x60 (satuan : meter)
Gambar 5.4. Input Profil Balok B4-20x50 (satuan : meter)
Gambar 5.5. Input Profil Balok TB1-40x80 (satuan : meter)
Gambar 5.6. Input Profil Balok TB2-30x50 (satuan : meter)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 9
5.2. Kolom
Input elemen struktur kolom dilakukan dengan cara Define Frame Section Add
Rectangular.
Detail penulangan kolom bisa klik Reinforcement sebagai berikut :
Gambar 5.7. Input Profil Kolom K1-70x70 (satuan : meter)
Gambar 5.8. Input Profil Kolom K3-70x70 (satuan : meter)
Gambar 5.9. Desain Penulangan Kolom K1-70x70 (satuan : meter)
Gambar 5.10. Desain Penulangan Kolom K3-20x20 (satuan : meter)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 10
Keterangan :
Cover to rebar center : tebal selimut beton berdasarkan SNI Beton 03-2847-2002
Pasal 9.7.
Number of bar in 3 dir : jumlah tulangan arah sumbu 3.
Number of bar in 2 dir : jumlah tulangan arah sumbu 2.
Bar size : dimensi tulangan tepi.
Corner Bar size : dimensi tulangan ujung atau tepi sudut.
Karena ada perbedaan ukuran atau dimensi tulangan yang digunakan di Amerika dengan di
Indonesia, maka untuk membuat ukuran tulangan yang kita inginkan bisa dilakukan
dengan cara Option Preferences Reinforcement Bar Sizes.
Gambar 5.11. Input Dimensi Tulangan Baru - Diameter 22 (satuan : mm)
Keterangan :
Bar ID : identitas nama tulangan,
Bar Area : luas tulangan, dapat dihitung dengan cara A = x x d 2,
Bar diameter : ukuran diameter tulangan.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 11
Berdasarkan SNI Beton 03-2847-2002 Pasal 9.7 tebal selimut beton minimum yang
diizinkan adalah sebagai berikut :
Tabel 5.1. Persyaratan Tebal Selimut Minimum
Tebal selimut tersebut dapat diinput ke ETABS dengan cara Define Frame Section
Rectangular Reinforcement Concrete cover to Rebar Center. Tebal selimut untuk
balok dan kalom 40 mm, serta untuk Tie Biem 60 mm.
Gambar 5.12.Tebal Selimut untuk Balok (satuan : meter)
Gambar 5.13.Tebal Selimut untuk Tie Beam (satuan : meter)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 12
5.3. Plat Lantai
Input elemen plat dilakukan dengan cara Define Wall/ Slab Deck Section Add New
Slab. Ada 3 asumsi dalam pemodelan plat lantai yaitu :
Shell : plat diasumsikan menerima gaya vertikal akibat beban mati dan
hidup, juga menerima gaya horizontal/ lateral akibat gempa.
Membrane : plat diasumsikan menerima gaya horizontal saja.
Plate : plat diasumsikan hanya menerima gaya vertikal saja, akibat
beban mati dan hidup.
Thick Plate : plat diasumsikan mempunyai ketebalan lebih, biasanya
digunakan untuk jalan beton, tempat parkir dan plat yang
berfungsi sebagai pondasi.
Dalam perencanaan ini, plat dimodelkan sebagai Shell, sehingga selain menerima gaya
vertikal akibat beban mati dan hidup, plat juga diasumsikan menerima gaya horizontal/
lateral akibat gempa. Input data plat ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 5.14. Input Data Plat Lantai
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 13
Pada plat lantai basement (S1) diasumsikan sebagai Thick Plate, karena dimensi plat yang
digunakan relatif tebal dan plat tersebut juga menumpu di tanah sebagai pondasi.
5.4. Shear Wall
Adanya gerakan lift menyebatkan getaran yang berakibat retaknya dinding, maka
digunakan shear wall untuk meredam getaran tersebut dan untuk memperbesar kekakuan
gedung akibat pengaruh gempa. Karena shear wall tersebut dimodelkan berbentuk tube
untuk lubang lift, maka bisa juga disebut core lift. Pemodelan shear wall tersebut dapat
dilakukan dengan cara Define Wall/ Slab Deck Section Add New Wall.
Gambar 5.15. Data Plat S1 Lantai Basement
Gambar 5.16. Data Plat S2 Lantai 1- Lantai 7
Gambar 5.17. Data Plat S3 Lantai Atap
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 14
Gambar 5.18. Input Elemen Wall
Shear wall tersebut dapat diasumsikan sebagai Thick Plate, karena dimensi dinding yang
digunakan relatif tebal dan karena plat tersebut juga menumpu di tanah sebagai pondasi.
5.5. Momen Inersia Penampang
Besarnya waktu getar alami struktur (T) dapat diketahui dengan menganggap bahwa
momen inersia penampang untuk arah 2 axis atau 3 axis adalah utuh tanpa mengalami
keretakan, sehingga nilai faktor pengali diisi 1 dengan cara Define Frame Sections
Pilih Elemen Balok atau Kolom Modify/ Show Property Set Modifiers.
Gambar 5.19. Nilai Faktor Pengali 1 untuk Penampang Utuh Balok
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 15
Gambar 5.20. Nilai Faktor Pengali 1 untuk Penampang Utuh Kolom
6. Pemodelan Struktur
Pemodelan struktur gedung dilakukan secara 3D dengan menggambar semua elemen
balok, kolom, plat, dan shear wall. Cara penggambaran masing- masing elemen
ditunjukkan sebagai berikut.
6.1. Penggambaran Elemen Balok
Penggambaran elemen balok dapat dilakukan secara praktis dengan pilihan Similar Story
untuk beberapa lantai yang mempunyai denah balok yang sama (typical), sedangkan
untuk kasus dimana lantai yang didesain berbeda dengan lantai yang lain, maka dapat
digunakan pilihan One Story. Karakteristik tiap lantai tersebut dapat dilihat pada Gambar
3.3. Penggambaran elemen balok tersebut dilakukan dengan cara Draw Draw Line
Objects Draw Lines.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 16
Gambar 6.1. Denah Rencana Balok Tie Beam (elevasi +1 meter)
Gambar 6.2. Denah Rencana Balok Lantai 1 sampai Lantai 4 (Similar Stories)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 17
Gambar 6.3. Denah Rencana Balok Lantai 5 sampai Lantai 6 (Similar Stories)
Gambar 6.4. Denah Rencana Balok Lantai Lantai 7 (elevasi +26,2 meter)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 18
Gambar 6.5. Denah Rencana Balok Lantai Atap (elevasi +28,7 meter)
6.2. Penggambaran Elemen Kolom
Penggambaran elemen kolom dapat dilakukan secara praktis dengan pilihan Similar Story
untuk lantai yang mempunyai denah kolom yang sama (typical), sedangkan untuk kasus
dimana lantai yang didesain berbeda dengan lantai yang lain, maka dapat digunakan
pilihan One Story. Karakteristik tiap lantai tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Penggambaran elemen kolom dapat dilakukan dengan cara Draw Draw Line Objects
Create Column in Region.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 19
Gambar 6.6. Denah Rencana Kolom Lantai 1 sampai Lantai 4 (Similar Story)
Gambar 6.7. Denah Rencana Kolom Lantai 5 sampai Lantai 7 (Similar Story)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 20
6.3. Penggambaran Elemen Plat
Penggambaran elemen plat dapat dilakukan dengan cara Draw Draw Area Objects
Create Areas at Click. Karena ada lantai yang mempunyai jenis plat yang sama (typical),
maka penggambaran plat dapat dilakukan secara praktis dengan pilihan Similar Story,
sedangkan untuk kasus dimana lantai yang di desain berbeda dengan lantai yang lain,
maka dapat digunakan pilihan One Story. Plat lantai yang diinput ditunjukkan sebagai
berikut.
Gambar 6.8. Denah Rencana Plat Lantai Basement (S1)
Gambar 6.9. Denah Rencana Plat Lantai 1 sampai lantai 7 Basement (S2)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 21
Gambar 6.10. Denah Rencana Plat Lantai Atap (S3)
6.4. Penggambaran Elemen Shear Wall
Penggambaran elemen wall dapat dilakukan dengan cara Draw Draw Area Objects
Create Areas at Click. Tampilan harus diubah terlebih dahulu menjadi XZ (tampak
samping). Elemen wall yang diinput ditunjukkan sebagai berikut.
Gambar 6.11. Elemen Shear Wall Memanjang pada As C-D dan I-J
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 22
Gambar 6.12. Elemen Shear Wall Melintang pada As 2-3
Elemen shear wall didesain mempunyai sifat yang hampir sama dengan kolom yaitu
menerima beban aksial dan lentur, maka shear wall tersebut harus dimodelkan sebagai
elemen Pilar (Pier) . Pemodelan elemen Pier tersebut dilakukan dengan cara memilih
elemen shear wall terlebih dahulu, kemudian Assign Shell/ Area Pier Label - Add
New Pier.
Gambar 6.13. Pembuatan Pier untuk Elemen Wall
Wall 1 adalah shear wall yang terletak di sebelah kiri dan Wall 2 adalah shear wall yang
terletak di sebelah kanan.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 23
Gambar 6.14. Pemodelan Elemen Wall sebagai Pier
Gambar 6.15. Tampak Elemen Wall 1 (kiri) dan Wall 2 (kanan)
Asumsi desain tulangan untuk shear wall dan dimensinya dapat diinput langsung dengan
fasilitas Section Designer dengan cara pilih salah satu tipe wall, kemudian Design Shear
Wall Design Define Pier Section for Checking Add New Pier Section Section
Designer. Karena bentuk penampang shear wall dari lantai dasar sampai lantai atap adalah
sama, maka dapat digunakan pilihan Start from Existing Wall Pier.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 24
Gambar 6.16. Pembuatan Detail Elemen Wall 1 (sebelah kiri) dengan Section Designer
Gambar 6.17. Detail Penulangan dan Dimensi Elemen Wall 1 dengan Section Designer
Gambar 6.18. Pembuatan Detail Elemen Wall 2 (sebelah kanan) dengan Section Designer
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 25
Gambar 6.19. Detail Penulangan dan Dimensi Elemen Wall 2 dengan Section Designer
Pemodelan elemen wall sebagai pilar (Pier) dilakukan dengan memberikan tulangan
langsung, sehingga elemen Pier tersebut harus dimodelkan dengan General
Reinforcement. Bentuk dan desain wall dari lantai atas sampai bawah bentuknya sama,
maka Section at Bottom dan at Top juga sama.
Pemodelan General Reinforcement tersebut dilakukan dengan cara memilih/ menyeleksi
wall terlebih dahulu, kemudian Design Shear Wall Design Assign Pier Sections for
Checking General Reinforcing Pier Sections.
Gambar 6.20. General Reinforcing untuk Wall 1 dan Wall 2
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 26
6.5. Pemodelan Pondasi
Pemodelan pondasi diasumsikan sebagai jepit, karena desain pondasi yang menggunakan
bore pile (pondasi dalam), sehingga kedudukan pondasi dianggap tidak mengalami rotasi
dan translasi. Pemodelan tumpuan tersebut dapat dilakukan dengan klik semua kolom
pada lantai dasar, kemudian Assign Joint/ Point Restrains.
Gambar 6.21. Penentuan Tipe Tumpuan Pondasi sebagai Jepit
6.6. Kekakuan Sambungan (joint) Balok- Kolom
Tingkat kekakuan balok- kolom dapat dimodelkan sebagai Rigid Zone Offset atau daerah
yang kaku, karena pada struktur beton hubungan balok dan kolom adalah monolite. Nilai
Rigid Zone Factor atau faktor kekakuan berkisar dari 0 sampai 1. Angka 0 untuk tanpa
kekakuan dan 1 untuk sangat kaku (full rigid). Tidak ada ketentuan khusus untuk nilai
tersebut, sepenuhnya adalah Engineering Judgement. Namun manual program
menyarankan nilai Rigid Zone Factor adalah 0,5.
Pada ETABS nilai kekakuan tersebut dapat diinput dengan memilih semua elemen balok-
kolom dengan cara Select By Frame Sections.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 27
Gambar 6.22. Pemilihan Seluruh Elemen Balok dan Kolom
Setelah semua elemen balok- kolom dipilih, nilai kekakuan (rigid factor) dapat
dimasukkan dengan cara Assign Frame/ Line End (Length) Offsets.
Gambar 6.23. Input Faktor Kekakuan Balok Kolom
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 28
7. Denah Struktur
Pemodelan dan denah struktur rencana balok, kolom, plat, serta shear wall pada ETABS
ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 7.1. Perencanaan Struktur Gedung Perkantoran secara 3D dengan ETABS
Gambar 7.2. Denah Rencana Balok, Kolom, dan Plat Lantai Tie Beam
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 29
Gambar 7.3. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai 1 Lantai 4 (Similar Story)
Gambar 7.4. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai 5 Lantai 6 (Similar Story)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 30
Gambar 7.5. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai 7
Gambar 7.6. Denah Rencana Balok, Kolom, Plat Lantai Atap
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 31
Tampak struktur shear wall pada As 3 dan As D ditunjukkan pada Gambar berikut :
Gambar 7.7. Penampang Shear Wall pada As 3
Gambar 7.8. Penampang Shear Wall pada As D
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 32
8. Pembebanan
Jenis beban yang bekerja pada gedung meliputi :
a. Beban mati sendiri elemen struktur (Self Weight) Meliputi : berat balok, kolom, shear wall, dan plat.
b. Beban mati elemen tambahan (Superimposed Dead Load) Meliputi : dinding, keramik, plesteran, plumbing, mechanical electrical, dll.
c. Beban hidup (Live Load) : berupa beban luasan yang ditinjau berdasarkan fungsi bangunan.
d. Beban Gempa (Earthquake Load): ditinjau terhadap beban gempa statik dan dinamik.
Beban mati sendiri elemen struktur (Self Weight) yang terdiri dari kolom, balok dan plat
sudah dihitung secara otomatis dalam ETABS dengan memberikan faktor pengali berat
sendiri (self weight multiplier) sama dengan 1, sedangkan beban mati elemen tambahan
yang terdiri dari dinding, keramik, plesteran, plumbing, dll diberikan faktor pengali sama
dengan 0, karena beban tersebut diinput secara manual.
Beban mati elemen tambahan sebaiknya dibuatkan Load Case tersendiri, misal Dead
untuk beban mati tambahan dan SW untuk beban mati sendiri (Self Weight). Hal ini
untuk menghindari kerancuan antara beban mati tambahan dengan berat sendiri, dan
untuk memisahkan massa bangunan tambahan dengan massa bangunan itu sendiri. Jenis
beban yang bekerja pada struktur gedung dapat diinput dengan cara Define Static Load
Case.
Gambar 8.1. Jenis- jenis Beban yang Bekerja pada Struktur Gedung
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 33
8.1. Kombinasi Pembebanan
Struktur bangunan dirancang mampu menahan beban mati, hidup dan gempa sesuai
peraturan SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 4.1.1 dimana gempa rencana ditetapkan
mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga probabilitas terjadinya terbatas pada 10 %
selama umur gedung 50 tahun. Kombinasi pembebanan yang digunakan mengacu pada
SNI Beton 03-2847-2002 Pasal 11.2 sebagai berikut :
Kombinasi = 1,4 D
Kombinasi = 1,2 D + 1,6 L
Kombinasi = 1,2 D + Lr 1 E
Keterangan :
D : beban mati (dead load), meliputi berat sendiri gedung (self weight, SW) dan
beban mati tambahan (superimposed dead load, D),
L : beban hidup (live load), tergantung fungsi gedung,
Lr : beban hidup yang boleh direduksi dengan faktor pengali 0,5
E : beban gempa (earthquake load), ditinjau terhadap gempa statik (EQX, EQY),
gempa dinamik respons spektrum (RSPX, RSPY), dan gempa dinamik time history
(THX, THY).
Rincian kombinasi pembebanan tersebut ditunjukkan pada Tabel 8.1 berikut :
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 34
Tabel 8.1. Kombinasi Pembebanan
Nama Kombinasi Kombinasi Pembebanan Jenis Kombinasi
Kombinasi 1
Kombinasi 2
1,4 D + 1,4 SW
1,2 D + 1,2 SW + 1,6 L
Kombinasi pembebanan tetap
(akibat beban mati dan hidup)
Kombinasi 3
Kombinasi 4
Kombinasi 5
Kombinasi 6
1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 EQX
1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 EQX
1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 EQY
1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 EQY
Kombinasi pembebanan sementara
(akibat beban mati, hidup, dan gempa statik)
Kombinasi 7
Kombinasi 8
Kombinasi 9
Kombinasi 10
1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 RSPX 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 RSPX 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 RSPY 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 RSPY
Kombinasi pembebanan sementara
(akibat beban mati, hidup, dan gempa dinamik respons spektrum)
Kombinasi 9
Kombinasi 10
Kombinasi 11
Kombinasi 12
1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 THX 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 THX 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 THY 1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 THY
Kombinasi pembebanan sementara
(akibat beban mati, hidup, dan gempa dinamik time history)
Berbagai kombinasi pembebanan tersebut diinput ke ETABS dengan cara Define Load
Combination Add New Combo.
Gambar 8.2. Input Berbagai Macam Kombinasi Pembebanan pada ETABS
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 35
Gambar 8.3. Berbagai Macam Kombinasi Pembebanan yang telah Diinput
Seluruh kombinasi pembebanan yang telah diinput dalam ETABS tersebut dapat dilihat
dengan cara Display Load Definitions Load Combinations sebagai berikut :
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 36
Kombinasi pembebanan yang telah diinput ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 8.4. Output Kombinasi Pembebanan ETABS
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 37
8.2. Perhitungan Beban Mati (Dead Load)
Beban mati adalah beban dari semua elemen gedung yang bersifat permanen termasuk
peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung. Jenis- jenis
beban mati pada gedung ditunjukkan pada Tabel berikut :
Tabel 8.2. Jenis Beban Mati pada Gedung
No. Jenis Beban Mati Berat Satuan
1 Baja 78,5 kN/m3
2 Beton 22 kN/m3
3 Pasangan batu kali 22 kN/m3
4 Mortar, spesi 22 kN/m3
5 Beton bertulang 24 kN/m3
6 Pasir 16 kN/m3
7 Lapisan aspal 14 kN/m2
8 Air 10 kN/m3
9 Dinding pasangan bata batu 2,5 kN/m2
10 Curtain wall kaca + rangka 0,6 kN/m2
11 Langit- langit dan penggantung 0,2 kN/m2
12 Cladding metal sheet + rangka 0,2 kN/m2
13 Finishing lantai (tegel atau keramik) 22 kN/m3
14 Marmer, granit per cm tebal 0,24 kN/m2
15 Instalasi plumbing (ME) 0,25 kN/m2
16 Penutup atap genteng 0,5 kN/m2
8.2.1. Beban Mati pada Plat Lantai
Beban mati yang bekerja pada plat lantai gedung meliputi :
Beban pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16 = 0,16 kN/m2
Beban spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22 = 0,66 kN/m2
Beban keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22 = 0,22 kN/m2
Beban plafon dan penggantung = 0,2 kN/m2
Beban Instalasi ME = 0,25 kN/m2
Total beban mati pada plat lantai = 1,49 kN/m2
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 38
8.2.2. Beban Mati pada Plat Atap
Beban mati yang bekerja pada plat atap gedung meliputi :
Berat waterproofing dengan aspal tebal 2 cm = 0,02 x 14 = 0,28 kN/m2
Berat plafon dan penggantung = 0,2 kN/m2
Berat Instalasi ME = 0,25 kN/m2
Gambar 8.5. Distribusi Beban Mati pada Plat Lantai
Total beban mati pada plat atap = 0,73 kN/m2
Beban mati didistribusikan pada plat secara merata dengan cara Assign Shell/ Area
Loads Uniform Load Case Name Dead. Distribusi beban mati yang bekerja pada plat
ditunjukkan pada Gambar berikut.
8.2.3. Beban Mati pada Balok
Beban mati yang bekerja pada balok meliput i :
Beban dinding pasangan bata batu = 3,6 x 2,50 = 9 kN/m
Beban dinding partisi (cladding) = 2 x 0,20 = 0,40 kN/m
Beban reaksi pada balok akibat tangga = 13,65 kN/m
Beban reaksi pada balok akibat gerakan lift = 70 kN
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 39
Beban mati pada balok yang berupa beban garis seperti beban dinding dan partisi diinput
dengan cara Assign Frame/ Line Loads Distributed. Sedangkan beban mati yang
berupa titik seperti beban lift dan reaksi tumpuan kuda- kuda diinput dengan cara Assign
Frame/ Line Loads Point. Distribusi beban mati yang bekerja pada balok ditunjukkan
pada Gambar berikut.
Gambar 8.6. Distribusi Beban Mati pada Balok
8.2.4. Beban pada Tangga
Beban pada tangga meliputi beban mati yang berupa antrede, optrede, dan finishing
berupa pasangan keramik. Data teknis tangga dalam perencanaan adalah sebagai berikut :
Gambar 8.7. Komponen Tangga
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 40
Keterangan :
Langkah datar (antrede) = 30 cm
Langkah naik (optrede) = 20 cm
Jumlah total = 18
Pemodelan struktur tangga dengan SAP v. 14 ditunjukkan pada Gambar berikut :
Gambar 8.8. Pemodelan Struktur Tangga dengan SAP 2000
Plat tangga dimodelkan sebagai elemen Shell dimana plat tersebut menerima beban
vertikal (akibat beban mati dan hidup) dan menerima beban horizontal (akibat gempa).
Agar tegangan yang bekerja pada pelat tangga dapat merata, maka plat dibagi dengan pias-
pias kecil dengan cara Edit- Devide Areas.
Gambar 8.9. Pembagian Pias- pias Kecil untuk Meratakan Tegangan yang Terjadi
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 41
8.2.4.1. Beban pada Plat Tangga
Beban mati yang bekerja pada plat tangga meliputi :
Berat finishing lantai (spesi dan tegel) tebal 5 cm = 0,05 x 22 = 1,1 kN
Beban mati total trap beton = x 0,3 x 0,2 x 9 x 1,25 = 0,34 kN
Berat besi pegangan (handrill) = 0,1 kN
Beban hidup = 3 kN/m2
8.2.4.2. Beban pada Bordes
Beban mati yang bekerja pada bordes meliputi :
Berat finishing lantai (spesi dan tegel) tebal 5 cm = 0,05 x 22 = 1,1 kN
Beban hidup = 3 kN/m2
Distribusi beban mati pada tangga dengan SAP ditunjukkan pada Gambar berikut.
Gambar 8.10. Distribusi Beban Mati pada Tangga
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 42
Distribusi beban mati dan hidup pada tangga adalah beban terbagi merata pada plat,
sehingga dapat diinput dengan cara Assign Shell/ Area Loads Uniform ditunjukkan
pada Gambar berikut.
Gambar 8.11. Distribusi Beban Mati pada Tangga
Tulangan plat lantai tangga dapat didesain langsung pada SAP dengan cara mengganti
elemen plat menjadi shell, dengan cara Define Area Section Modify Shell Layered
Modify/ Show Layer Defintion Quick Start.
Gambar 8.12. Desain Penulangan Plat Tangga Arah X dan Y
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 43
Tegangan yang terjadi pada tangga akibat beban mati dan hidup (kombinasi 2)
ditunjukkan pada Gambar berikut :
Gambar 8.13. Tegangan yang Terjadi Akibat Beban Mati dan Hidup (Mumax = 7,89 kNm)
Kontrol Kekuatan Tangga :
Luas tulangan terpakai, As = x x d x b/S
= x 3,14 x 12 x 1000/200 = 542,6 mm
Tinggi blok regangan, a = As x fy 0,85 x fc x b
a = 542,6 x 2400,85 20 1000 = 7,66 mm
Tinggi efektif, d = tebal plat selimut diameter tulangan
= 120 20 x 12 = 94 mm
Momen nominal, Mn = As x fy x (d - a2 ) x 10-6
= 542,6 x 240 x ( 94 7,662 ) x 10-6 = 11,74 kNm
Syarat : Mn Mu
0,8 x 11,74 7,89
9,39 7,89 OK, Plat tangga mampu menerima beban.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 44
8.3. Beban Hidup (Live Load)
Beban hidup adalah beban yang bekerja pada lantai bangunan tergantung dari fungsi ruang
yang digunakan. Besarnya beban hidup lantai bangunan menurut Tata Cara Perencanaan
Pembebanan untuk Rumah dan Gedung PPPURG 1987 ditunjukkan pada Tabel berikut :
Tabel 8.3. Beban Hidup untuk Gedung
No. Jenis Beban Hidup Beban Satuan 1 Dak atap bangunan 1 kN/m2
2 Rumah tinggal 2 kN/m2
3 Kantor, sekolah, hotel, pasar, rumah sakit 2,5 kN/m2
4 Hall, tangga, coridor, balcony 3 kN/m2
5 Ruang olahraga, pabrik, bioskop, bengkel, 4 kN/m2
perpustakaan, tempat ibadah, parkir, aula
kN/m2
6 Panggung penonton 5 kN/m2
Reduksi beban dapat dilakukan dengan cara mengalikan beban hidup dengan koefisien
reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan bangunan. Besarnya koefisien reduksi
beban hidup untuk perencanaan portal dan gempa ditentukan sebagai berikut :
Tabel 8.4. Faktor Reduksi Beban Hidup untuk Gedung
No. Fungsi Bangunan Faktor Reduksi untuk Portal Faktor Reduksi untuk Gempa
1
Perumahan : rumah tinggal, asrama hotel, rumah
sakit
0,75 0,30
2 Gedung pendidikan : sekolah, ruang kuliah 0,90 0,50
3 Tempat pertemuan umum, tempat ibadah, bioskop,
restoran, ruang dansa, ruang pergelaran 0,90 0,50
4 Gedung perkantoran : kantor, bank 0,60 0,30
5 Gedung perdagangan dan ruang penyimpanan :
toko, toserba, pasar, gudang, ruang arsip,
perpustakaan
0,80 0,80
6 Tempat kendaraan: garasi, gedung parkir 0,90 0,50
7 Bangunan industri : pabrik, bengkel 1,00 0,90
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 45
Dari Tabel 8.3, beban hidup yang bekerja untuk perkantoran adalah sebagai berikut :
Beban hidup ruang kerja = 2,5 kN/m
Beban hidup lantai atap = 1 kN/m
Distribusi beban hidup pada lantai dilakukan dengan cara Assign Shell/ Area Loads
Uniform Load Case Name Life.
Gambar 8.14. Distribusi Beban Hidup pada Lantai Gedung Perkantoran (2,5 kN/m2)
Semua elemen plat dapat dibagi menjadi pias- pias kecil agar disribusi beban dari plat ke
balok bisa lebih halus dan merata dengan cara pilih elemen plat, kemudian Edit Mesh
Areas. Elemen plat lantai yang telah dibagi menjadi pias- pias kecil dengan Meshing Areas
dapat dilihat pada Gambar berikut :
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 46
Gambar 8.15. Pembagian Plat Menjadi Pias- pias Kecil (Meshing Areas)
Elemen shear wall yang telah dibagi menjadi pias- pias kecil dengan Meshing Areas dapat
dilihat pada Gambar berikut :
Gambar 8.16. Detail Elemen Shear Wall yang telah Dihaluskan dengan Meshing Areas
Pembagaian elemen plat menjadi pias- pias kecil cukup dilakukan setiap jarak 0,5 m 1,5
m, karena pembagian pias yang terlalu rapat/ banyak akan membuat proses Run Analysis
menjadi lebih lama.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 47
8.4. Beban Gempa
Analisis beban gempa dilakukan dengan 2 cara yaitu statik ekuivalen dan dinamik respons
spektrum. Untuk perhitungan gempa statik ekuivalen dapat dilakukan secara otomatis
dengan Auto Lateral Loads dan secara manual dengan cara menginput besarmya beban
gempa ke pusat massa struktur tiap lantai.
8.4.1. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Otomatis
Beban gempa statik ekuivalen adalah penyederhanaan dari perhitungan beban gempa yang
sebenarnya dengan asumsi tanah dasar dianggap tetap (tidak bergetar), sehingga beban
gempa diekuivalensikan menjadi beban lateral statik yang bekerja pada pusat massa
struktur tiap lantai bangunan.
Besarnya beban gempa yang bekerja pada struktur dapat dilakukan secara otomatis dengan
cara Define - Static Load Cases Pilih gempa Eqx dan Eqy Auto Lateral Load User
Coefficient.
Gambar 8.17. Pendefinisian Beban Gempa Statik secara Otomatis dengan Auto Lateral Load
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 48
Setelah Auto Lateral Load dipilih, kemudian klik Modify Lateral Load - User Coefficient
dan tetapkan arah untuk masing- masing gempa untuk arah X dan Y sebagai berikut.
Gambar 8.18. Pendefinisian Beban Gempa Statik EQX Arah X
Gambar 8.19. Pendefinisian Beban Gempa Statik EQY Arah Y
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 49
8.4.1.1. Lantai Tingkat sebagai Diafragma
Pada SNI Gempa 1726-2002 Pasal 5.3.1 disebutkan bahwa lantai tingkat, atap beton dan
sistem lantai dengan ikatan suatu struktur gedung dapat dianggap sangat kaku (rigid)
dalam bidangnya dan dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap beban gempa
horisontal. Maka, masing- masing lantai tingkat didefinisikan sebagai diafragma kaku
dengan cara Assign Joint/ point Diafragms Add New Diafragms seperti pada Gambar
berikut.
Gambar 8.20. Input Diafragma pada Masing masing Lantai
Elemen lantai yang didefinisikan sebagai diafragma ditunjukkan pada Gambar berikut :
Gambar 8.21. Elemen Plat di Setiap Lantai yang Bekerja sebagai Diafragma
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 50
8.4.1.2. Waktu Getar Alami (T)
Berdasarkan UBC (Uniform Building Code) 1997 section 1630.2.2, estimasi atau perkiraan
waktu getar alami gedung dengan struktur beton dapat dihitung dengan rumus :
T = 0,0731 x H0,75
= 0,0731 x 26,20,75 = 0,846 detik
Berdasarkan SNI Gempa 1226- 2002 waktu getar struktur dapat didekati dengan Rumus
Rayleigh.
TR = 6,3
=
=n
1iii
1
2ii
d Fg
d Wn
i
Dimana :
Wi : berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (direduksi),
z i : ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral,
Fi : beban gempa statik ekuivalen pada lantai tingkat ke-i,
di : simpangan horisontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm,
g : percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9,81 m/det2,
n : nomor lantai tingkat paling atas.
Pada ETABS waktu getar alami dapat diketahui secara otomatis dari hasil ragam getar atau
Modal Analysis dengan cara Run, kemudian Display Show Mode Shapes.Waktu getar
analisis ETABS untuk Mode 1 dan Mode 2 ditunjukkan sebagai berikut :
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 51
Gambar 8.22. Waktu Getar StrukturMode 1 (arah X) dengan T1 = 0,7877 detik
Waktu getar struktur Mode 1 (T1) pada arah X adalah sebesar 0,7877 detik, berarti
struktur gedung kemungkinan akan mengalami gerakan dengan tipe pada Gambar 8.22
setiap 0,7877 detik.
Perilaku struktur tersebut dapat dilihat dengan cara Start Animation. Dari animasi yang
telah dijalankan dapat dilihat bahwa struktur tersebut dominan mengalami translasi (tanpa
rotasi) pada arah X pada Mode 1. Berarti struktur tersebut mempunyai kekakuan yang
cukup.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 52
Waktu getar gedung pada Mode 2 ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 8.23. Waktu Getar StrukturMode2 (arah Y) dengan T2 = 0,7366 detik
Waktu getar struktur pada Mode 2 (T2) pada arah Y adalah sebesar 0,7366 detik, berarti
struktur gedung kemungkinan akan mengalami gerakan dengan tipe pada Gambar 8.23
setiap 0,7366 detik.
Dalam SNI Gempa Pasal 5.6 disebutkan bahwa waktu getar alami fundamental harus
dibatasi untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel dengan
persayaratan T1 < n , dimana n adalah jumlah lantai dan koefisien tergantung dari
zona gempa seperti pada Tabel berikut.
Tabel 8.5. Koefisien yang membatasi waktu getar alami Fundamental struktur gedung
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 53
Lokasi gedung berada pada zona 3, maka = 0,18
Maka T1 < x n
0,7877 < 0,18 x 8
0,7877 < 1,44 OK, waktu getar struktur gedung memenuhi persyaratan. Gedung
mempunyai kekakuan yang cukup.
8.4.1.3. Faktor Keutamaan Gedung (I)
Pada SNI Gempa 1736-2002 Pasal 4.1.2 disebutkan bahwa untuk berbagai kategori
gedung, bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur
gedung dan umur gedung tersebut yang diharapkan, pengaruh gempa rencana terhadapnya
harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan (Important Factor, I) menurut persamaan
I = I1 x I2 . Faktor- faktor keutamaan I1, I2 dan I ditetapkan pada Tabel berikut.
Tabel 8.6. Faktor Keutamaan (Important Factor, I) untuk
Berbagai Kategori Gedung
.
Semakin penting fungsi gedung, maka nilai faktor keutamaannya juga akan semakin besar.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 54
8.4.1.4. Penentuan Jenis Tanah
Konsep perancangan konstruksi didasarkan pada analisis kekuatan batas (ultimate-
strength) yang mempunyai daktilitas cukup untuk menyerap energi gempa sesuai dengan
peraturan yang berlaku. Pembagian zona gempa di Indonesia dapat dilihat pada Peta
Gempa berikut.
Gambar 8.24. Zona Gempa di Indonesia
Berdasarkan SNI Gempa 1726-2002 Pasal 4.6.3 jenis tanah ditetapkan sebagai tanah keras,
tanah sedang, dan tanah lunak. Jika lapisan setebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi
syarat- syarat yang tercantum dalam Tabel berikut :
Tabel 8.7. Jenis- jenis Tanah
Jenis tanah
Kecepatan rambat gelombang geser rata-rata, v s (m/det)
Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata, N
Kuat geser niralir rata-rata, S u (kPa)
Keras v s 350 N 50 S u 100
Sedang 175 v s< 350 15 N < 50 50 S u< 100
Lunak v s< 175 N < 15 S u< 50
Atau, setiap profil dengan tanah lunak yang tebal total lebih dari 3 m dengan PI > 20, wn 40% dan Su< 25 kPa
Khusus Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 55
Hasil data tanah berdasarkan nilai SPT (Soil Penetration Test) dihitung dengan rumus
sebagai berikut :
Dimana :
N : nilai hasil test penetrasi standar rata- rata,
ti : tebal lapisan tanah ke-i,
Ni : hasil test penetrasi standar lapisan tanah ke-i.
Getaran yang disebabkan oleh gempa cenderung membesar pada tanah lunak
dibandingkan pada tanah keras atau batuan. Proses penentuan klasifikasi tanah tersebut
berdasarkan data tanah pada kedalaman hingga 30 m, karena menurut penelitian hanya
lapisan- lapisan tanah sampai kedalaman 30 m saja yang menentukan pembesaran
gelombang gempa (Wangsadinata, 2006). Data tanah tersebut adalah shear wave velocity
(kecepatan rambat gelombang geser), standard penetration resistance (uji penetrasi
standard SPT) dan undrained shear strength (kuat geser undrained).
Dari 3 parameter tersebutminimal harus dipenuhi 2, dimana data yang terbaik adalah Vs
(shear wave velocity) dan data yang digunakan harus dimulai dari permukaan tanah, bukan
dari bawah basement (HATTI, 2006). Contoh Perhitungan Nilai SPT untuk penentuan
jenis tanah ditunjukkan pada Tabel berikut.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 56
Tabel 8.8. Perhitungan Nilai SPT Rata- rata
Lapis N SPT Kedalaman (m) Tebal (m) N'= Tebal/ N SPT N' N'= 30/ N'
0 0 0 0 0 1 8 2 2 0,250 2 7 8 6 0,857 3 15 11 3 0,200 4 19 13 2 0,105 1,854 16,36 5 52 15 2 0,038 6 25 18,5 3 0,140 7 50 24,5 6 0,120 8 42 30 6 0,143
Dari hasil perhitungan didapat nilai Test Penetrasi Standar rata- rata, N = 16,36 maka
berdasarkan Tabel 8.7 termasuk katagori Tanah Sedang.
8.4.1.5. Perhitungan Beban Gempa Nominal (V)
Beban gempa nominal statik ekuivalen yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung
berdasarkan zona gempa, faktor reduksi untuk jenis struktur yang digunakan, fungsi
gedung, dan berat total gedung dengan persamaan :
V = C x IR Wt
Dimana :
C : nilai faktor respons gempa, yang ditentukan berdasarkan wilayah gempa,
kondisi tanah dan waktu getar alami (T),
I : faktor keutamaan gedung (berdasarkan SNI Gempa 1726-2002 Pasal 4.1.2),
R : faktor reduksi gempa (berdasarkan SNI Gempa 1726-2002 Pasal 4.3.3),
Wt : berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai (direduksi),
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 57
Nilai faktor respon gempa berdasarkan wilayah gempa dan jenis tanah ditentukan sebagai
berikut :
Karena waktu getar struktur untuk arah X dan Y berbeda, maka nilai faktor respon gempa
juga berbeda. Nilai spektrum gempa rencana dihitung sebagai berikut berikut :
Gempa statik arah X (Mode 1), T1 = 0,7877 detik C1 = 0,33/ 0,7877 = 0,4189.
Gempa statik arah Y (Mode 2), T2 = 0,7366 detik C2 = 0,33/ 0,7366 = 0,4480.
Beban geser nominal untuk perhitungan gempa statik dapat dihitung sebagai berikut :
Vx = C1 x IR Wt
= 0,4189 x 18,5 x 114172,20 = 5626,67 kN Vy =
C2 x IR Wt = 0,448 x 18,5 x 114172,20 = 6017,55 kN
Karena struktur gedung didesain dengan daktilitas penuh, diambil faktor daktilitas = 5,3
dan ditetapkan kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam struktur gedung
f1 = 1,6 sesuai SNI Gempa 1726- 2002 Pasal 4.3.3. Maka R = x f1 = 5,3 x 1,6 = 8,5.
Besarnya nilai faktor daktalitas () dan reduksi gempa (R) ditunjukkan pada Tabel berikut.
Katagori tanah sedang, maka C = 0,33/ T
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 58
Tabel 8.9. Parameter Daktilitas Struktur Gedung
Besarnya koefisien gaya geser gempa untuk arah X dan Y dapat dihitung sebagai berikut :
Koefisien gaya geser dasar gempa arah X = C1 x I / R = 0,4189 x 1/ 8,5 = 0,0492.
Koefisien gaya geser dasar gempa arah Y = C2 x I / R = 0,4480 x 1/ 8,5 = 0,0527.
Besarnya nilai koefisien gaya geser gempa untuk arah X dan Y tersebut diinput ke ETABS
dengan cara Define Static Load Cases Pilih Load EQX dan EQY Modify lateral Load
Base Shear Coefficient.
Gambar 8.25. Koefisien Gaya Geser Dasar Gempa Arah X
Gambar 8.26. Koefisien Gaya Geser Dasar Gempa Arah Y
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 59
8.4.1.6. Eksentrisitas Rencana (ed)
SNI Gempa 1726- 2002 pasal 5.4.3 menyebutkan bahwa : Antara pusat massa dan pusat
rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed. Apabila ukuran horisontal
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 :
untuk 0 < e 0,3 b , maka ed = 1,5 e + 0,05 atau ed = e 0,05 b
Nilai dari keduanya dipilih yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau
subsistem struktur gedung yang ditinjau, dimana eksentrisitas (e) adalah pengurangan
antara pusat massa dengan pusat rotasi. Nilai pusat massa dan rotasi bangunan dapat
dicari pada ETABS dengan cara Run Display Show Tables Draw Point Objects
Analysis Results Building Output Center Mass Rigidity.
Gambar 8.27. Nilai Pusat Rotasi (XCR dan YCR) tiap Lantai
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 60
Besarnya eksentrisitas rencana (ed) tiap lantai dihitung pada Tabel berikut :
Tabel 8.10. Perhitungan Eksentrisitas Rencana (ed) Tiap Lantai
Lantai Pusat Massa Pusat Rotasi Eksentrisitas (e) ed = 1,5e + 0,05b ed = e - 0,05b
X Y X Y X Y X Y X Y Tie Beam 32,4 10,683 32,4 9,487 0 1,196 1,08 2,87 -1,08 0,116
1 32,4 10,693 32,4 8,937 0 1,756 1,08 3,71 -1,08 0,676 2 32,4 10,693 32,4 9,414 0 1,279 1,08 3,00 -1,08 0,199 3 32,4 10,688 32,4 9,688 0 1 1,08 2, 58 -1,08 -0,08 4 32,4 10,693 32,4 9,814 0 0,879 1,08 2,40 -1,08 -0,201 5 32,4 10,693 32,4 9,867 0 0,826 1,08 2,32 -1,08 -0,254 6 32,4 10,693 32,4 9,885 0 0,808 1,08 2,29 -1,08 -0,272 7 32,4 10,526 32,4 9,916 0 0,61 1,08 2,00 -1,08 -0,47
Atap 32,4 5,56 32,4 9,816 0 -4,256 1,08 -5,30 -1,08 -5,336
Dari hasil perhitungan eksentrisitas rencana (ed), digunakan nilai ed yang paling berpengaruh
= 1,5 e + 0,05 b. Besarnya eksentrisitas tersebut dapat diinput ke ETABS dengan cara Define
Static Load Case Pilih Gempa EQx atau EQy Modify Lateral Load Override.
Gambar 8.28. Input Besarnya Eksentrisitas Rencana (ed) arah X
Gambar 8.29. Input Besarnya Eksentrisitas Rencana (ed) arah Y
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 61
8.4.2. Perhitungan Beban Gempa Statik Ekuivalen secara Manual
Perhitungan beban gempa statik ekuivalen scara manual dilakukan dengan cara menginput
beban gempa nominal statik ekuivalen Fi pada pusat massa tiap lantai gedung. Besarnya
beban gempa tersebut dihitung dengan persamaan :
Fi = V z W
z Win
1 iii
i
=
Dimana :
Wi : berat lantai tingkat ke-i, berupa beban sendiri gedung, beban mati tambahan dan
beban hidup yang telah direduksi 30% (untuk gedung perkantoran),
Zi : ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral struktur
bangunan,
n : lantai tingkat paling atas,
V : beban geser dasar nominal.
Agar gempa statik dapat diinput secara manual, maka definisi dari beban gempa harus diubah
dulu dengan cara Define Static Load Cases Pilih Load Eqx dan Eqy None.
Gambar 8.30. Pendefinisian Beban Gempa Statik secara Manual
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 62
8.4.2.1. Perhitungan Berat Gedung (Wt)
Berat total gedung (Wt) akibat berat sendiri secara otomatis dapat dihitung dengan ETABS
dengan cara menyeleksi luasan masing- masing lantai, kemudian Assign Group Names.
Gambar 8.31. Pembuatan Group pada Tiap Lantai untuk Mengetahui Berat Gedung
Setelah masing- masing lantai dibuat Group, berat gedung tiap lantai dapat diketahui
dengan cara Display Show Tables Building Data Groups Groups Masses and Weights.
Gambar 8.32. Berat dan Massa Bangunan Tiap Lantai
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 63
Berat gedung tambahan seperti plesteran, dinding, keramik, dll harus dihitung secara
manual ditambah dengan 30% beban hidup.
a. Beban Mati Tambahan
Beban mati tambahan pada plat Lantai Base
Dinding tinggi 3,6 m = 3,6 x 171,2 x 2,5 = 1540,80 kN
Beban mati tambahan pada plat tiap lantai 1 sampai 6 (Luas = 1310,14 m2)
Pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16 x 1310,14 = 209,62 kN
Spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22x 1310,14 = 864,69 kN
Keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22 x 1310,14 = 288,23 kN
Plafon dan penggantung = 0,2 x 1310,14 = 262, 03 kN
Instalasi ME = 0,25 x 1310,14 = 327,53 kN Dinding bata tinggi 3,6 m = 3,6 x 171,2 x 2,5 = 1540,80 kN
Dinding partisi (cladding) = 2 x 115,2 x 0,20 = 46,08 kN
Beban reaksi pada tangga = 13,65 kN+
Beban mati total pada plat = 3553,35 kN
Beban mati tambahan pada plat lantai 7 (Luas = 867,14 m2)
Beban plafon dan penggantung = 0,2 x 867,14 = 173,43 kN
Beban instalasi ME = 0,25 x 867,14 = 216,78 kN
Beban dinding bata tinggi 3,6 m = 3,6 x 129,6 x 2,5 = 1166,4 kN
Beban dinding partisi (cladding) = 2 x 72 x 0,20 = 28,8 kN
Beban total reaksi kuda- kuda = 520 kN + Beban mati tambahan total pada plat lantai 7 = 2105,41 kN
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 64
b. Beban Hidup Tambahan
Beban hidup tambahan pada plat lantai base (Luas = 1327,42 m2)
Beban hidup untuk gedung perkantoran = 2,5 kN/m2
Faktor reduksi = 0,3
Beban hidup total = 2,5 x 0,3 x 1327,42 = 995,56 kN
Beban hidup tambahan pada plat tiap lantai 1 sampai 6 (Luas = 1310,14 m2)
Beban hidup untuk gedung perkantoran = 2,5 kN/m2
Faktor reduksi = 0,3
Beban hidup total = 2,5 x 0,3 x 1310,14 = 982,6 kN
Beban hidup tambahan pada plat lantai 7 (Luas = 867,14 m2)
Beban hidup untuk gedung perkantoran = 1 kN/m2
Faktor reduksi = 0,3
Beban hidup total = 1 x 0,3 x 867,14 = 260,14 kN
Beban hidup tambahan pada plat atap (Luas = 34,56 m2)
Beban hidup untuk gedung perkantoran = 1 kN/m2
Faktor reduksi = 0,3
Beban hidup total = 1 x 0,3 x 34,56 = 10,37 kN
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 65
Beban mati tambahan dan beban hidup tambahan dihitung, kemudian ditambah dengan
berat sendiri gedung (self weight) menjadi beban total seperti perhitungan berikut :
Tabel 8.11. Perhitungan Beban Mati dan Beban Hidup Tambahan
Tingkat Lantai
Beban Mati Beban Hidup Berat Sendiri Beban Total Tambahan (kN) Tambahan (kN) (kN) (kN)
Tie Beam 1540,80 995,56 6258,10 8794,46 1 3553,35 982,6 10950,65 15486,60 2 3553,35 982,6 10885,63 15421,58 3 3553,35 982,6 10678,30 15214,25 4 3553,35 982,6 10747,09 15283,04 5 3553,35 982,6 10830,97 15366,92 6 3553,35 982,6 11219,23 15755,18 7 2105,41 260,14 8498,56 10864,11
Atap 0,00 10,37 1975,69 1986,06
Beban total = 114172,20
Besarnya perhitungan gaya lateral ekuivalen (Fi) setiap lantai dihitung sebagai berikut.
Tabel 8.12. Perhitungan Gaya Lateral Gempa Statik Ekuivalen (Fi)
Tingkat Beban Total (kN) Z (m) W x Z (KnM) Fx (kN) Fy (kN)
Tie Beam 8794,46 1,00 8794,46 30,72 32,85
1 15486,60 4,60 71238,36 248,83 266,09
2 15421,58 8,20 126456,92 441,70 472,34
3 15214,25 11,80 179528,11 627,07 670,57
4 15283,04 15,40 235358,85 822,08 879,11
5 15366,92 19,00 291971,40 1019,82 1090,57
6 15755,18 22,60 356067,16 1243,70 1329,98
7 10864,11 26,20 284639,76 994,21 1063,19
Atap 1986,06 28,70 57000,04 199,09 212,91
Wt = 114172,20 W x Z = 1611055,06
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 66
SNI Gempa 1726- 2002 Pasal 5.8.2 menyebutkan bahwa : Untuk mensimulasikan arah
pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh gempa
dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan
dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama
pembebanan tadi dengan efektifitas hanya 30%.
Beban gempa untuk masing- masing arah harus dianggap penuh (100%) untuk arah
yang ditinjau dan 30% untuk arah tegak lurusnya. Beban gempa yang diinput pada 2
arah tersebut sebagai antisipasi datangnya gempa dari arah yang tidak terduga, misalnya
dari arah 15, 30, 45, dll. Beban gempa yang diinput ke pusat massa tersebut ditunjukkan
pada Tabel berikut.
Tabel 8.13. Perhitungan Gaya Lateral Gempa Statik Ekuivalen (Fi) untuk Setiap Arah
Lantai Perhitungan gempa 100% arah yang ditinjau dan 30% arah tegak lurus
Fx (kN) 30% Fx (kN) Fy (kN) 30% Fy (kN)
Tie Beam 30,72 9,22 32,85 9,85 1 248,83 74,65 266,09 79,83 2 441,70 132,51 472,34 141,70 3 627,07 188,12 670,57 201,17 4 822,08 246,62 879,11 263,73 5 1019,82 305,95 1090,57 327,17 6 1243,70 373,11 1329,98 398,99 7 994,21 298,26 1063,19 318,96
Atap 199,09 59,73 212,91 63,87
Pada SNI Gempa 2002 Pasal 5.4.1 disebutkan bahwa titik tangkap beban gempa statik dan
dinamik adalah pada pusat massa. Untuk mengetahui koordinat titik pusat massa tersebut
dapat dilakukan dengan cara mengurangi pusat rotasi dengan eksentrisitas rencana (ed).
Perhitungan koordinat pusat massa ditunjukkan dalam Tabel berikut.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 67
Tabel 8.14. Koordinat Pusat Massa pada Tiap Lantai
Story Pusat Massa Pusat Rotasi ed = 1,5e + 0,05b Koordinat pusat
massa X Y X Y X Y Tie Beam 32,4 10,683 32,4 9,487 1,08 2,87 31,32 6,613
1 32,4 10,693 32,4 8,937 1,08 3,71 31,32 5,223 2 32,4 10,693 32,4 9,414 1,08 3,00 31,32 6,416 3 32,4 10,688 32,4 9,688 1,08 2,58 31,32 7,108 4 32,4 10,693 32,4 9,814 1,08 2,40 31,32 7,416 5 32,4 10,693 32,4 9,867 1,08 2,32 31,32 7,548 6 32,4 10,693 32,4 9,885 1,08 2,29 31,32 7,593 7 32,4 10,526 32,4 9,916 1,08 2,00 31,32 7,921
Atap 32,4 5,56 32,4 9,816 1,08 -5,30 31,32 15,120
Adanya perbedaan letak dinding yang tidak beraturan, perbedaan dimensi struktur antar
lantai yang berbeda, dll menyebabkan letak titik pusat massa setiap lantai pun berbeda-
beda. Koordinat pusat massa yang telah diketahui tersebut, kemudian diinput ke ETABS
untuk memasukkan gaya gempa statik dengan cara Draw Draw Point Objects.
Gambar 8.33. Koordinat Pusat Massa pada Lantai 1
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 68
Gambar 8.34. Koordinat Pusat Massa pada Lantai 2
Input koordinat pusat massa pada lantai berikutnya (lantai 3 sampai lantai atap)
juga dilakukan dengan cara yang sama.
8.4.2.2. Input Beban Gempa Statik Ekuivalen
Pada SNI Gempa 2002 Pasal 5.4.1 disebutkan bahwa titik tangkap beban gempa statik dan
dinamik adalah pada pusat massa. Jadi gaya gempa lateral ekuivalen (Fx dan Fy) yang
telah dihitung pada tersebut diinput ke koordinat pusat massa bangunan tiap lantai dengan
cara klik koordinat pusat massa, kemudian Assign Joint/ Point Loads Force Load
Case Name EQX / EQY.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 69
Gambar 8.35. Input Beban Gempa arah X (EQX) pada Lantai 1
Gambar 8.36. Input Beban Gempa arah Y (EQY) pada Lantai 1
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 70
Gambar 8.37. Input Beban Gempa arah X (EQX) pada Lantai 2
Gambar 8.38. Input Beban Gempa arah Y (EQY) pada Lantai 2
Catatan :
Input beban gempa lantai berikutnya dapat diinput dengan cara yang sama.
Perhitungan gempa statik ekuivalen bisa dilakukan dengan cara manual atau
otomatis, tergantung dari konfigurasi struktur dan denah gedung.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 71
8.4.3. Analisis Gempa Dinamik Respons Spektrum
Analisis beban gempa dinamik respons spektrum ditentukan oleh percepatan gempa
rencana dan massa total struktur. Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, massa
bangunan sangat menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Maka massa tambahan
yang diinput pada ETABS meliputi massa akibat beban mati tambahan dan beban hidup
yang direduksi dengan faktor reduksi 0,3 (sesuai fungsi gedung).
Massa akibat berat sendiri (self weight) elemen struktur sudah dihitung secara otomatis
oleh program. Jadi hanya perlu input massa tambahan (berupa plesteran, dinding, keramik,
dll) yang dilakukan dengan cara Define Mass Source.
Gambar 8.39. Input Massa Beban Mati Tambahan (Dead) dan Beban Hidup
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 72
8.4.3.1. Respons Spektrum Gempa Rencana
Dalam analisis beban gempa dinamik, respons spektrum disusun berdasarkan respons
terhadap percepatan tanah (ground acceleration) hasil rekaman gempa. Desain spektrum
merupakan representasi gerakan tanah (ground motion) akibat getaran gempa yang pernah
terjadi pada suatu lokasi. Hal- hal yang dipertimbangkan adalah zona gempa dan jenis
tanah. Desain kurva respons spektrum untuk zona gempa 3 dengan kondisi tanah lunak
adalah sebagai berikut :
Input data kurva spektrum gempa rencana kedalam ETABS dapat dilakukan dengan 2 cara
yaitu dengan input manual ke program ETABS dan input otomatis dengan cara mencopy
data spektrum dari Excel ke notepad kemudian dimasukkan ke ETABS.
a. Input Manual Input manual nilai spektrum gempa ke dalam ETABS dapat dilakukan dengan cara
Define Response Spectrum Functions User Spectrum Add New Spectrum.
T C = 0,33/T 0 0,23
0,2 0,55 0,6 0,55 0,8 0,41 1 0,33
1,2 0,28 1,4 0,24 1,6 0,21 1,8 0,18 2 0,17
2,2 0,15 2,4 0,14 2,6 0,13 2,8 0,12 3 0,11
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 73
Gambar 8.40. Input Manual Kurva Response Spectrum dengan User Spectrum
b. Input Otomatis Input otomatis nilai spektrum gempa dapat dilakukan dengan cara mencopy data
spektrum dari Excel ke notepad kemudian dimasukkan ke ETABS dengan cara
Define Response Spectrum Functions Spectrum From File Add New Spectrum.
Gambar 8.41. Nilai Kurva Spektrum Gempa yang Dibuat di Excel dan Copy ke Notepad
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 74
Gambar 8.42. Input Otomatis Kurva Response Spectrum dengan Spectrum From File
Setelah kurva respon spektrum dibuat, kemudian harus didefinisikan spectrum case
dengan cara Define Response Spectrum Case Add New Spectrum. Data yang harus
diinput adalah sebagai berikut :
a. Redaman struktur beton (damping) = 0,05 Merupakan perbandingan redaman struktur beton dengan redaman kritis = 0,05.
b. Modal Combination : CQC (Complete Quadratic Combination)
Penjumlahan respons ragam getar untuk struktur gedung tidak beraturan yang
memiliki waktu- waktu getar alami yang berdekatan, apabila selisih nilai
waktu gerarnya kurang dari 15%.
SRSS (Square Root of the Sum of Squares)
Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang
berjauhan.
c. Input Response Spectra
Faktor keutamaan (I) = 1 (untuk gedung perkantoran)
Faktor reduksi gempa (R) = 8,5 (untuk daktalitas penuh)
Faktor skala gempa arah X = (G x I)/ R = 9,81 x 1/ 8,5 = 1,15
Faktor skala gempa arah Y = 30% x Gempa arah X = 0,346
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 75
Response Spectrum Case Data dengan ETABS ditunjukkan pada Gambar berikut :
Gambar 8.43. Response Spectrum
Case Gempa Arah X (RSPX)
Gambar 8.44. Response Spectrum
Case Gempa Arah Y (RSPY)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 76
8.4.4. Analisis Gempa Dinamik Time History
Berdasarkan SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 7.3.1. Perhitungan respons dinamik struktur
gedung terhadap pengaruh gempa rencana, dapat dilakukan dengan metode analisis
dinamik 3 dimensi berupa analisis respons dinamik linier dan non linier time history
(riwayat waktu) dengan suatu akselerogram gempa yang diangkakan sebagai gerakan
tanah masukan. Percepatan muka tanah asli dari gempa masukan harus diskalakan ke taraf
pembebanan gempa nominal tersebut, sehingga nilai percepatan puncak A = Ao x IR .
Dimana :
A = percepatan puncak gempa rencana pada taraf pembebanan nominal sebagai
gempa masukan untuk analisis respons dinamik linier riwayat waktu struktur
gedung.
Ao = percepatan puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana berdasarkan
wilayah gempa dan jenis tanah tempat struktur gedung
I = faktor keutamaan gedung ( I =1, untuk gedung perkantoran).
R = faktor reduksi gempa berdasarkan SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 4.3.6
Besarnya nilai percepatan puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana (Ao)
ditunjukkan pada Tabel berikut.
Tabel 8.15. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Puncak Muka Tanah
Zona Gempa Indonesia
Maka besarnya nilai A = Ao x IR = 0,23 x 18,5 = 0,027 g
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 77
Instalasi program ETABS yang standard biasanya belum bisa digunakan untuk analisis
gempa dinamik dengan Time History, maka program harus dimodifikasi dulu dengan cara
klik instalasi program/ install ulang, kemudian Modify Time History Function This
Feature will be installed on local hard drive.
Gambar 8.45. Modifikasi Program ETABS untuk Analisis Gempa Time History
Setelah program mempunyai fitur yang lengkap untuk analisis gempa dinamik, data
akselerogram Gempa El Centro dapat diinput otomatis dari ETABS dengan cara Define -
Time History Functions- Function From File Add New Function Browse.
Gambar 8.46. Input Akselerogram El Centro pada ETABS
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 78
Nilai percepatan puncaknya gempa El Centro sebesar 0,3194 g dapat diketahui dengan
View File. (Keterangan : T adalah periode dan a adalah percepatan gempa).
Gambar 8.47. Nilai Percepatan Puncaknya Gempa El centro Sebesar 0,3194 g
Agar percepatan akselerogram tersebut sesuai target, maka diperlukan faktor pengali
sebagai berikut :
Faktor skala = (0,027 / 0,3194) x 9,81 = 0,8289.
Dengan 30% arah tegak lurusnya = 0,03 x 0,8289 = 0,284.
Gambar 8.48. Detail Hubungan Antara Periode (T) dengan Akselerasi Gempa
T a T a T a
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 79
Berdasarkan Gambar 8.48, waktu rekaman total gempa El Centro adalah 12,113 detik
dengan interval waktu rata- rata (Output Time Step Size) 0,05 detik. Maka besarnya Number
of Output Time Steps adalah waktu total dibagi interval waktu rata- rata = 12,113 / 0,05
= 242,26 242. Nilai tersebut diinput ke ETA BS dengan cara Define- Time History
Cases-Add New History untuk arah X dan Y dengan redaman struktur beton (damping)
sebesar 5% sesuai SNI Gempa 03-1726- 2002 Pasal 7.2.3.
Gambar 8.49. Input Case Time History Arah X (ThX)
Gambar 8.50. Input Case Time History Arah Y (ThY)
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 80
9. Kontrol dan Analisis
Setelah pemodelan struktur dan pembebanan selesai dilakukan, maka struktur perlu dicek
terhadap standard dan persyaratan yang berlaku sebagai berikut.
9.1. Analisis Ragam Respons Spektrum
Pada SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 7.2.2 disebutkan bahwa untuk struktur gedung
yang memiliki waktu getar alami yang berdekatan atau selisih nilainya kurang dari 15%,
harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi Kuadratik Lengkap
(Complete Quadratic Combination atau CQC). Jika waktu getar alami yang berjauhan,
penjumlahan respons ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan
Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SRSS).
Waktu getar alami tersebut dapat diketahui dengan ETABS dengan cara Run Display
Show Table Analysis Result Modal Information Table : Modal Participating Mass
Ratios.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 81
Gambar 9.1. Data Waktu Getar Struktur untuk 12 Mode
Untuk menentukan tipe analisis ragam respons spektrum yang sesuai, maka selisih dari
periode dihitung sebagai berikut :
Tabel 9.1. Perhitungan Selisih Periode (T) setiap Mode
Mode Period (T) T (%) 1 0,787691 6,49 2 0,736565 2,47 3 0,718391 67,55 4 0,233087 10,97 5 0,207518 0,11 6 0,207291 42,36 7 0,119487 12,80 8 0,104193 1,98 9 0,102134 24,54
10 0,077075 13,26 11 0,066855 1,72 12 0,065707 13,65
Keterangan :
T : Selisih periode/ waktu getar yang dihitung dengan cara = (T1 T2) / T1 x 100%
dan seterusnya.
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan pada Tabel 9.1,terlihat bahwa waktu getar
struktur ada yang melebihi 15%, maka sebaiknya digunakan kombinasi ragam spektrum
SRSS sesuai dengan persayaratan SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 7.2.2.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 82
Modifikasi tersebut dapat dilakukan dengan cara Define Response Spectrum Cases
Modify Show Spectrum Modal Combination.
Gambar 9.2. Modifikasi Kombinasi Ragam Spektrum menjadi Tipe SRSS
9.2. Partisipasi Massa
Pada SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 7.2.1 disebutkan bahwa jumlah ragam vibrasi
yang ditinjau dalam penjumlahan respons harus menghasilkan partisipasi massa minimum
90%. Dalam ETABS besarnya partisipasi massa tersebut dapat diketahui dengan Run
Display Show Table Analysis Result Modal Information Table : Modal
Participating Mass Ratios.
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 83
Gambar 9.3. Jumlah Partisipasi Massa pada 12 Mode (kurang dari 90%)
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, jumlah partisipasi massa pada Mode ke 12
masih belum mencapai 90%. Maka jumlah mode harus ditambah dengan cara Analyze
Set Analysis Option Set Dynamic Parameters Number of Modes.
Gambar 9.4. Peningkatan Jumlah Mode agar Partisipasi Massa Menjadi Lebih dari 90%
Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS AZZA REKA STRUKTUR RS RS GROUPGROUP
Ebook yang asli hanya bisa didapatkan di : www.engineerwork.blogspot.com 84
Berdasarkan hasil modifikasi peningkatan jumlah Mode, telah didapatkan jumlah partisipasi
massa minimum lebih dari 90%. Hal ini telah sesuai dengan Pasal SNI Gempa 03-1726-
2002 Pasal 7.2.1.
Gambar 9.5. Jumlah Partisipasi Massa pada 22 Mode (lebih dari 90%)
9.3. Gaya Geser Dasar Nominal, V (Base Shear)
Pada SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 7.1.3 disebutkan bahwa : Nilai akhir respons dinamik
struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam
suatu a