Analisis struktur gedung bertingkat rendah dengan software etabs v9

www.LaporanTeknikSipil.Wordpress.com
Halaman | 1
ANALISIS STRUKTUR GEDUNG BERTINGKAT
RENDAH DENGAN SOFTWARE ETABS V9.5.0
Afret Nobel, ST
Akan Ahli Struktur
Twitter: @AfretNobel | facebook: http://www.facebook.com/afretnobel

Halaman | 2
Table of Contents
1.1 DATA STRUKTUR............................................................................. 3
1.2 METODE ANALISIS .......................................................................... 3
1.3 PERATURAN DAN STANDAR ............................................................. 3
1.4 SPESIFIKASI MATERIAL ................................................................... 3
1.5 PEMODELAN STRUKTUR DENGAN ETABS .......................................... 4
1.5.1 Grid Struktur............................................................................. 4
1.5.2 Input data balok dan kolom ....................................................... 7
1.5.3 Pelat lantai dan pelat atap ......................................................... 9
1.6 PEMBEBANAN.................................................................................10
1.6.1 Beban Gravitasi........................................................................10
1.6.2 Beban Gempa..........................................................................13
1.7 METODE ANALISIS STRUKTUR TERHADAP GEMPA............................15
1.7.1 Metode Statik Ekivalen .............................................................15
1.7.2 Metode Analisis Response Spectrum ..........................................18
1.8 KOMBINASI PEMBEBANAN ..............................................................19
1.9 ANALISIS.......................................................................................21
1.9.1 Kinerja Batas Layan ( S) ..........................................................21
1.9.2 Kinerja Batas Ultimit ( m) ........................................................21
1.9.3 Parameter perencanaan konstruksi beton...................................22
1.9.4 Penulangan kolom dan balok ....................................................24
1.10 DAFTAR REFERENSI .......................................................................26
1.11 TENTANG PENULIS.........................................................................27

Halaman | 3
ANALISIS STRUKTUR GEDUNG DENGAN SOFTWARE ETABS V9.5.0
1.1 DATA STRUKTUR
1. Fungsi bangunan : Gedung Perpustakaan
2. Struktur : Struktur beton bertulang dengan balok kolom 3
dimensi
3. Elevasi : 4 lantai + 1 lantai atap
4. Luas bangunan
(per lantai)
: • Lantai dasar : ± 754 m2
• Lantai 2 ~ 4 : ± 672 m2
• Lantai atap : ± 720 m2
5. Tebal pelat beton : 12 cm & 10 cm
6. Dimensi Kolom : 40x80 cm, 40x70 cm, dan 40x60 cm
7. Dimensi balok : 30X50 cm, 25x50 cm, dan 30x70 cm
1.2 METODE ANALISIS
Analisis struktur
portal utama
: metode kekakuan tiga dimensi dengan bantuan
program ETABS V9.5.0
1.3 PERATURAN DAN STANDAR
1. Tata cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-
2847-2002)
2. Pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung (PPIUG-
1983)
3. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung (SNI 03-
1726-2002)
4. American Concrete Institute Building Code (ACI 318-99)
1.4 SPESIFIKASI MATERIAL
1. Mutu Baja : fy = 400 MPa (BJTD 40), untuk Ø > 10 mm;
fy = 240 MPa (BJTP 24), untuk Ø < 10 mm.
2. Mutu Beton Pelat, Balok, Kolom : K-350 (fc’=30 MPa)
Untuk semua elemen struktur kolom, balok dan pelat digunakan beton dengan
kuat tekan beton yang disyaratkan, fc’ = 30 Mpa (Setara dengan mutu beton K-
350).
Modulus elastisitas beton, Ec = 4700 √fc’ = 25742,96 MPa

Halaman | 4
Gambar 1 Input material struktur
1.5 PEMODELAN STRUKTUR DENGAN ETABS
1.5.1 Grid Struktur
Gambar 2 Grid rencana (ETABS)

Halaman | 5
Gambar 3 Elevasi rencana (ETABS)
Gambar 4 Denah lantai 1

Halaman | 6
Gambar 5 Denah lantai 2 s/d 4
Gambar 6 Denah lantai atap
Gambar 7 Elevation view arah x

Halaman | 7
Gambar 8 Elevation view arah y
1.5.2 Input data balok dan kolom
Dimensi balok yang diinput dalam ETABS ada beberapa macam dan diberi kode
sesuai dengan dimensinya. Untuk balok menggunakan balok T (balok di tengah)
dan balok L (balok di tepi) sedangkan untuk kolom menggunakan kolom persegi
dengan ukuran 40x80cm (Lantai dasar dan 1), 40x70cm (lantai 2 dan 3) dan
40x60cm (lantai 4).
Gambar 9 Input data dimensi balok dan kolom

Halaman | 8
Gambar 10 Contoh input data balok T 30x50cm
Gambar 11 Contoh input kolom 40x70cm

Halaman | 9
1.5.3 Pelat lantai dan pelat atap
Untuk pelat lantai menggunakan tebal 12 cm dan untuk pelat atap menggunakan
tebal 10 cm. Masing-masing diberi notasi S1230 dan S1030. Pelat dimodelkan
sebagai membrane. (S1230, S = Slab, 12 = tebal pelat, dan 30 = mutu beton)
Gambar 12 Input data dan dimensi pelat
Gambar 13 Contoh input pelat lantai tebal 12 cm

Halaman | 10
1.6 PEMBEBANAN
1.6.1 Beban Gravitasi
1.6.1.1 Beban mati pada pelat lantai
Rsoof (atap)
1. Screed + water proofing (5 cm) =0,05 x 2100 kg/m3
= 105 kg/m2
2. Waterproofing (1 cm) = 15 kg/m2
3. Mechanical / Electrical = 15 kg/m2
4. Ducting + Lighting + Ceiling = 30 kg/m2
+
Beban mati total (qSDL) = 165 kg/m2
Lantai tipikal perpustakaan
1. Screed (2 cm) = 0,02m x 2100 kg/m3
= 42 kg/m2
2. Mechanical / Electrical = 15 kg/m2
3. Finishing (keramik 1 cm) = 24 kg/m2
4. Ducting + Lighting + Ceiling = 30 kg/m2
+
Beban mati total (qSDL) = 111 kg/m2
1.6.1.2 Beban mati pada balok
1. Beban dinding pasangan ½ batu = 250 X 3,5 = 875 kg/m
2. Beban dinding pasangan ½ batu = 250 x 3,7 = 925 kg/m
3. Beban dinding pasangan ½ batu = 250 x 3,5 = 875 kg/m
4. Beban reaksi tangga akibat beban mati = 1000 kg/m
Catatan: Tinggi bata dikurangi tinggi balok di atasnya.
1.6.1.3 Beban hidup pada pelat lantai
1. Lantai atap = 100 kg/m2
2. Lantai perpustakaan (ruang umum) = 250 kg/m2
3. Lantai perpustakaan (ruang buku) = 400 kg/m2
Gambar 14 Static load case definition

Halaman | 11
Gambar 15 Input beban mati pada pelat lantai
Gambar 16 Input beban mati pada pelat atap
Gambar 17 Input beban hidup pada pelat lantai

Halaman | 12
Gambar 18 Input beban hidup pada pelat atap
Gambar 19 Input beban mati (pasangan bata) pada balok arah x
Gambar 20 Input beban mati (pasangan bata) pada balok arah y

Halaman | 13
1.6.2 Beban Gempa
Adapun parameter-parameter pembebanan gempa yang akan digunakan dalam
analisis struktur adalah sebagai berikut:
1. Wilayah gempa : 3
2. Jenis tanah : Tanah lunak
3. Analisis yg
digunakan
: • Analisis statik ekivalen
• Analisis dinamik menggunakan spectrum
response
4. Faktor reduksi
daktilitas struktur
(R)
: 5,5
Gambar 21 Input data massa
KETERANGAN: Berdasarkan PPIUG 1983, untuk gedung perpustakaan
menggunakan faktor reduksi beban hidup sebesar 0,80.

Halaman | 14
Gambar 22 Input diafragma pada masing-masing lantai
Gambar 23 Diafragma pada masing-masing lantai

Halaman | 15
1.7 METODE ANALISIS STRUKTUR TERHADAP GEMPA
1.7.1 Metode Statik Ekivalen
Gaya geser dasar nominal pada struktur akibat gempa menurut SNI 03-1726-
2002, dihitung dengan rumus sebagai berikut:
= 1
I
V C Wt
R
Waktu getar alami dapat diperoleh dari hasil Modal Analysis dengan ETABS untuk
Mode 1 yang memungkinkan struktur berperilaku elasto plastis.
Gambar 24 Mode 1 (arah x) dengan T=1,4513
Untuk menghindari penggunaan struktur yang terlalu fleksibel, maka perlu
dilakukan kontrol terhadap waktu getar yang diperoleh. Syarat yang harus
dipenuhi: T < ξ n (lihat SNI 03-1726-2002), dengan, n = jumlah tingkat. Maka T
< (0,18*4 = 0,72). Untuk Mode 1 dengan T = 1.4513 > 0.72.
Catatan: Pembatasan nilai T untuk bangunan bertingkat rendah akan
menghasilkan bangunan yg sangat kaku. Oleh karena itu, perlu ditinjau ulang.
(Rastandi).

Halaman | 16
Tabel 1 Distribusi gaya geser tingkat
LANTAI Massa Lantai Hi
Kg m X Y X Y
Kg Kg Kg Kg
ATAP 57,808 21.00 79,427 91,492 79,427 91,492
STORY4 81,100 16.80 162,849 179,731 83,422 88,238
STORY3 79,297 12.60 225,023 243,694 62,174 63,964
STORY2 79,740 8.40 269,483 285,948 44,460 42,253
STORY1 82,898 4.20 293,767 305,856 24,284 19,909
293,767 305,856TOTAL TOTAL
Setelah Diskalakan
GESER Fi
Tabel 2 Eksentrisitas rencana arah x
PUSAT LATERAL
ed1 ed2
1.5 ec + 0.05 b ec - 0.05 b (1) (2)
ATAP 20.00 20.00 0 40 2.000 -2.000 22.00 18.00
STORY4 20.08 20.00 0.084 40 2.126 -1.916 22.13 18.08
STORY3 20.10 20.00 0.099 40 2.149 -1.901 22.15 18.10
STORY2 20.10 20.00 0.099 40 2.149 -1.901 22.15 18.10
STORY1 20.10 20.00 0.095 40 2.143 -1.905 22.14 18.10
ARAH X
SETELAH KOREKSI
LANTAI
PUSAT
MASSA
PUSAT
KEKAKU
AN
ec b
Tabel 3 Eksentrisitas rencana arah y
PUSAT LATERAL
ed1 ed2
1.5 ec + 0.05 b ec - 0.05 b (1) (2)
ATAP 9.00 8.89 0.112 18 1.068 -0.788 9.956 8.100
STORY4 9.14 8.84 0.303 18 1.355 -0.597 10.196 8.244
STORY3 9.27 8.76 0.508 18 1.662 -0.392 10.420 8.366
STORY2 9.28 8.57 0.711 18 1.967 -0.189 10.533 8.377
STORY1 8.90 8.15 0.753 22 2.230 -0.347 10.375 7.798
ARAH Y
SETELAH KOREKSIPUSAT
KEKAKU
AN
ec bLANTAI
PUSAT
MASSA

Halaman | 17
Gambar 25 Input beban gempa statik arah x
Gambar 26 Input beban gempa statik arah y

Halaman | 18
1.7.2 Metode Analisis Response Spectrum
Besar beban gempa ditentukan oleh percepatan gempa rencana dan massa total
struktur. Massa total struktur terdiri dari berat sendiri elemen struktur, beban
mati dan beban hidup yang dikalikan faktor reduksi 0,8. Percepatan gempa
diambil dari data zone 3 peta wilayah gempa (lihat SNI 03-1726-2002).
Gambar 27 Input data kurva spectrum gempa rencana
Nilai spectrum response tersebut harus dikalikan dengan suatu faktor skala (FS)
yang besarnya = g x I/R dengan g = percepatan gravitasi (g = 9,81 m/det2
). FS
= 9,81 x 1/5,5 = 1.7836 (I = faktor keutamaan gedung, R = faktor reduksi)
Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi spectrum response
dengan mengambil response maksimum dari 4 arah gempa yaitu 0°, 45°, 90°,
dan 135°. Nilai redaman untuk struktur beton diambil, Damping = 0,05.

Halaman | 19
Gambar 28 Input data response spectrum gempa (SPEXY & SPEXX)
1.8 KOMBINASI PEMBEBANAN
Gambar 29 Input kombinasi beban

Halaman | 20
Gambar 30 Contoh input kombinasi beban (COMB10)
Untuk kombinasi pembebanan gempa dengan metode statik ekivalen, menurut
SNI 03-1726-2002 harus dilakukan dengan meninjau secara bersamaan 100%
gempa arah x (ex) dan 30% gempa arah y (ey), dan sebaliknya. Dengan
demikian kombinasi pembebanan untuk gempa statik ekivalen menjadi sebagai
berikut:
• U = 1,4 DL
• U = 1,2 DL + 1,6 LL
• U = 0,9 DL + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
• U = 0,9 DL - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
• U = 0,9 DL + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
• U = 0,9 DL - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
• U = 0,9 DL + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
• U = 0,9 DL - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
• U = 0,9 DL + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
• U = 0,9 DL - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL - 0,3 . 1,0 EQx + 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL - 0,3 . 1,0 EQx - 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy

Halaman | 21
• U = 1,2 DL + 1,0 LL - 1,0 EQx + 0,3 . 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
• U = 1,2 DL + 1,0 LL - 1,0 EQx - 0,3 . 1,0 EQy
Untuk kombinasi pembebanan gempa dinamik dengan response spectrum,
kombinasi pembebanannya sebagai berikut:
• U = 1,2 DL + 1,0 LL + 1,0 SPECX + 0,3 . 1,0 SPECY
• U = 1,2 DL + 1,0 LL + 0,3 . 1,0 SPECX + 1,0 SPECY
• U = 0,9 DL + 1,0 SPECX + 0,3 . 1,0 SPECY
• U = 0,9 DL + 0,3 . 1,0 SPECX + 1,0 SPECY
1.9 ANALISIS
1.9.1 Kinerja Batas Layan (∆S)
∆ = = = =
0,03 0,03
4,2 0,02 2,2
5,5
s xhi x m cm
R
Tabel 4 Kinerja batas layan
Bahwa diperoleh kinerja batas layan dari gedung yang ditinjau < 2,20 cm. Maka
s memenuhi syarat.
1.9.2 Kinerja Batas Ultimit (∆m)
∆ = = =0,02 0,02 420 8,4m xhi x cm
Tabel 5 Kinerja batas ultimit
Bahwa diperoleh kinerja batas ultimit dari gedung yang ditinjau < 8,40cm. Maka
m memenuhi syarat.
Ux Uy Ux Uy Ux Uy
(m) (m) (m) (m) (cm) (cm)
ATAP 0.066 0.063 0.0066 0.0091 0.66 0.91
STORY4 0.059 0.054 0.0120 0.0138 1.20 1.38
STORY3 0.047 0.040 0.0165 0.0169 1.65 1.69
STORY2 0.031 0.023 0.0180 0.0153 1.80 1.53
STORY1 0.013 0.008 0.0129 0.0078 1.29 0.78
Story
Ux Uy Ux Uy Ux * § Uy * §
(m) (m) (m) (m) (cm) (cm)
ATAP 0.066 0.063 0.0066 0.0091 2.54 3.50
STORY4 0.059 0.054 0.0120 0.0138 4.62 5.31
STORY3 0.047 0.040 0.0165 0.0169 6.35 6.51
STORY2 0.031 0.023 0.0180 0.0153 6.93 5.89
STORY1 0.013 0.008 0.0129 0.0078 4.97 3.00
Story

1.9.3 Parameter perencanaan konstruksi beton
Sebelum dilakukan analisis struktur, perlu dilakukan penyesuaian parameter
perencanaan konstruksi beton menurut
terhadap SNI 03-2847
ketentuan (Options) untuk perencanaan
Design).
Gambar 31 Faktor reduksi kekuatan yang disesuaikan dengan SNI
Gambar 32
Halaman |
Parameter perencanaan konstruksi beton
analisis struktur, perlu dilakukan penyesuaian parameter
perencanaan konstruksi beton menurut American Concrete Institute (ACI 318
2847-1992. Penyesuaian dilakukan dengan mengubah
) untuk perencanaan konstruksi beton (Concrete Frame
Faktor reduksi kekuatan yang disesuaikan dengan SNI
32 Momen arah x akibat gempa statik ekivalen
Halaman | 22
analisis struktur, perlu dilakukan penyesuaian parameter
(ACI 318-99)
1992. Penyesuaian dilakukan dengan mengubah
(Concrete Frame
Faktor reduksi kekuatan yang disesuaikan dengan SNI

Gambar 33 Momen arah x akibat gempa
Gambar 34 Gaya geser arah x akibat gempa statik ekivalen
Halaman |
Momen arah x akibat gempa response spectrum
Gaya geser arah x akibat gempa statik ekivalen
Halaman | 23
spectrum

Gambar 35 Gaya geser arah x akibat gempa
Dari kedua metode analisis dapat disimpul
berbeda. Penggunaan beban gempa statik ekivalen hanya untuk struktur gedung
yang beraturan, sedangkan beban gempa dinamik bisa untuk struktur gedung
beraturan maupun struktur gedung tidak beraturan.
1.9.4 Penulangan kolom dan balok
Hasil perhitungan penulangan kolom dan balok dengan kombinasi pembebanan
yang telah ditetapkan dapat dilihat pada gambar dibawah berikut. Tampak
bahwa tidak satupun elemen kolom atau balok yang mengalamai over strength
(O/S) yang ditandai dengan warna mera
secara keseluruhan struktur aman terhadap berbagai macam kombinasi beban
yang telah ditetapkan.
Sebagai contoh cara menetapkan jumlah tulangan kolom berdasarkan hasil
desain penulangan adalah sebagai berikut:
Luas tulangan longitudinal kolom yang dibutuhkan = 7892 mm
Misal digunakan tulangan deform D22, maka luas 1 tulangan =
cm2
Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 7892/380 = 20,76 buah
Maka digunakan tulangan
Luas tulangan geser kolom arah sumbu kuat = arah sumbu lemah =
Halaman |
Gaya geser arah x akibat gempa response spectrum
Dari kedua metode analisis dapat disimpulkan bahwa hasilnya tidak jauh
beraturan maupun struktur gedung tidak beraturan.
Penulangan kolom dan balok
(O/S) yang ditandai dengan warna merah pada elemennya. Dengan demikian
desain penulangan adalah sebagai berikut:
longitudinal kolom yang dibutuhkan = 7892 mm2
Misal digunakan tulangan deform D22, maka luas 1 tulangan = π/4 x 22
Jumlah tulangan yang dibutuhkan = 7892/380 = 20,76 buah
Maka digunakan tulangan 22 D 22
Luas tulangan geser kolom arah sumbu kuat = arah sumbu lemah = 0.703
Halaman | 24
spectrum
kan bahwa hasilnya tidak jauh
h pada elemennya. Dengan demikian
/4 x 222
= 380
0.703 mm2

Halaman | 25
Misal digunakan tulangan P 12, maka luas sengkang 2P = 2 x π/4 x 102
= 157,08
mm2
Jarak sengkang yang dibutuhkan = 157,08 /0,703 = 223,44 mm
Maka gunakan sengkang 2 P 10 – 200. (Cek syarat di SNI)
Gambar 36 Concrete Design Information

Halaman | 26
1.10 DAFTAR REFERENSI
Ilham, M. N, Analisis Struktur Gedung Bertingkat dengan Software ETABS 9.2.0
Rastandi, J. I (2006), Dampak Pembatasan Waktu Getar Alami pada Gedung
Bertingkat Rendah, Seminar HAKI
SNI 03-1726-2002, “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan
Gedung”
SNI 03-2847-2002, “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung”
PPIUG 1983, “Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung”

Halaman | 27
1.11 TENTANG PENULIS
Anda diperbolehkan untuk mengirimkan lewat pos dan
email dan memberikan buku elektronik ini kepada siapa
saja yang Anda inginkan, selama Anda tidak mengubah,
atau mengedit isinya dan format digitalnya.
Sebenarnya, kami akan sangat senang bila Anda
membuat duplikat buku elektronik ini sebanyak-
banyaknya. Tetapi bagaimanapun, hak untuk membuat
buku dalam bentuk cetak atas naskah ini untuk dijual
adalah tindakan yang tidak dibenarkan.
Afret Nobel adalah alumni Diploma Teknik Sipil Universitas
Gadjah Mada Angkatan 2005 dan Alumni Ekstensi Teknik Sipil
Universitas Indonesia Angkatan 2009. Papanya seorang petani
dan Mamanya pedagang. (Atas nama bangsa Indonesia,
Jakarta, 20 Oktober 2013)
www.LaporanTeknikSipil.wordpress.com
Kiranya buku ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu, saran dan kritik
yang membangun sangat kami harapkan.

Analisis struktur gedung bertingkat rendah dengan software etabs v9

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Analisis struktur gedung bertingkat rendah dengan software etabs v9

Similaire à Analisis struktur gedung bertingkat rendah dengan software etabs v9 (20)

Plus de Afret Nobel

Plus de Afret Nobel (12)

Dernier

Dernier (20)

Analisis struktur gedung bertingkat rendah dengan software etabs v9