STUDI KOMPARATIF DESAIN STRUKTUR

GEDUNG TAHAN GEMPA DENGAN FLAT

PLATE SYSTEM BERDASARKAN TATA

CARA PEMBEBANAN GEMPA SNI 03-

1726-2002 DAN ASCE 7-05

Oleh :

Rheinhardt Maupa

NRP : 3106 100 023

Dosen Pembimbing :

Tavio, ST, MT, Ph.D

Bambang Piscesa, ST, MT

LATAR BELAKANG

Indonesia merupakan negara yang rawan terkena

gempa.

Perlunya suatu tata cara untuk menciptakan struktur

bangunan tahan gempa di Indonesia.

Menurut para praktisi gempa di Indonesia, SNI 03-

1726-2002 perlu direvisi.

ASCE menjadi acuan utama untuk merevisi peraturan

SNI 03-1726-2002.

1.Bagaimana cara mendesain struktur gedung tahan

gempa dengan sistem lantai flat plate berdasarkan Tata

Cara Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002 dan ASCE

7-05?

2. Bagaimana perbedaan hasil perhitungan beban gempa

untuk gedung dengan sistem lantai flat plate yang

didesain berdasarkan tata cara SNI 03-1726-2002 dan

ASCE 7-05?

3. Bagaimana perbedaan hasil penulangan untuk gedung

dengan sistem lantai flat plate yang didesain

berdasarkan tata cara SNI 03-1726 dan ASCE 7-05?

RUMUSAN MASALAH

1. Mengetahui cara mendesain struktur gedung tahan

gempa dengan sistem lantai flat plate berdasarkan Tata

Cara Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002 dan ASCE

7-05.

2. Menunjukkan perbedaan hasil perhitungan beban

gempa untuk gedung dengan sistem lantai flat plate

yang didesain berdasarkan tata cara SNI 03-1726 dan

ASCE 7-05. Dalam hal ini perbedaan yang akan

ditunjukkan meliputi nilai base shear dan drift yang terjadi.

3. Menunjukkan perbedaan hasil penulangan untuk

gedung dengan sistem lantai flat plate yang didesain

berdasarkan tata cara SNI 03-2847-2002 dengan

pembebanan gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan

ASCE 7-05. Dalam hal ini perbedaan yang akan

ditunjukkan meliputi hasil penulangan untuk kolom, balok,

pelat, dan shearwall.

TUJUAN

BATASAN MASALAH• Desain struktur dan pendetailan tulangan memakai

SNI 03-2847-2002.

• Perhitungan gaya gempa memakai SNI 03-1726-2002

dan ASCE 7-05.

• Sistem struktur berupa sistem lantai flat plate.

• Gedung terletak di wilayah gempa 4, tanah keras, dan

berfungsi sebagai perkantoran.

• Tidak meninjau perencanaan pondasi dan struktur

sekunder.

• Perhitungan analisis struktur menggunakan program

ETABS 9.07.

METODOLOGI

DATA PERANCANGAN• Tipe bangunan : Perkantoran

• Jumlah Tingkat : 10 Tingkat

• Wilayah Gempa : Menengah (Zona 4), Tanah

Keras

• Lebar Bangunan : 30 m

• Panjang Bangunan : 40 m

• Tinggi Bangunan : 35,5 m

•Ketinggian tiap lantai : Lantai 1 = 4,00 m

Lantai Selanjutnya = 3,50 m

• Mutu beton (fc’) : 35 MPa

• Mutu Baja (fy) : 400 MPa

DENAH MODEL

500 500 500 500 500 500 500

6

B C D E F G H I

600

600

600

600600

5

4

3

2

1

A

600

500

Y

X

600

PRELIMNARY DESIGN

• PERANCANGAN PELAT

Tebal pelat 20 cm

• PERANCANGAN KOLOM

Dimensi kolom 60/60 cm

• PERANCANGAN BALOK TEPI

Dimensi Balok 40/60

• PERANCANGAN SHEARWALL

Tebal Shearwall 40 cm

Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002

Pembagian Wilayah Gempa di Indonesia berdasarkan

SNI 03-1726-2002

Pembebanan Gempa SNI 03-1726-2002

1.Waktu Getar Bangunan (T)

Memakai Method A dari UBC Section 1630.2.2.

Pada arah X dan Y

T1 = Ct(H)3/4

= 0,0488 x (35,5)3/4

= 0,71 detik

2.Koefisien gempa dasar (C) perkiraan awal

Dari gambar respon spektrum disamping,

untuk wilayah 4 dengan

T = 0,71 dan jenis tanah

Keras diperoleh

C = 0,42

3.Koefisien gempa dasar (C) sebenarnya

Setelah dilakukan pengecekan dengan Trayleigh didapatkan

nilai C untuk arah X = 0,31 dan arah Y = 0,42

4.Gaya geser dasar

Pada arah X :

Pada arah Y :

tWR

ICV 1

tonVx 13,78708,966.135,5

131,0

tonVx 5,106608,966.135,5

142,0

5.Distribusi gaya geser dasar

Sesuai SNI 03-1726-2002 Pasal 6.1.3 :

xV

zW

zWF

n

i

ii

ii

i

1

Pembebanan Gempa ASCE 7-05

Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon Spektral 0,2 detik

Peta Wilayah Gempa untuk Percepatan Respon Spektral 1 detik

1.Waktu Getar Bangunan (T)

Pada arah X dan Y

T = Ct(H)3/4

= 0,0488 x (35,5)3/4

= 0,71 detik

2.Percepatan respons spektrum MCE

◦ Untuk short periode

Dari peta gempa dengan percepatan respon spektral 0,2 s

diperoleh Ss = 0,5-0,6 g untuk daerah Bali dan Fa = 1,0

SMS = Fa х Ss

= 1,0 х 0,6 g= 0,6 g

◦ Untuk periode 1 s

Dari peta gempa dengan percepatan respon spektral 1 s

diperoleh S1 = 0,15-0,2 g untuk daerah Bali dan Fv = 1,0

SMS = Fv х Ss

= 1,0 х 0,2 g= 0,2 g

Pembebanan Gempa ASCE 7-05

3.Parameter Percepatan Spektral Rencana

◦ Untuk short periode

◦ Untuk periode 1 s

4.Koefisien Gempa Dasar (Cs)

dan tidak kurang dari untuk T<TL=4s

diambil Cs yang terkecil 0,046

ggSS MSDS 4,06,0.3

2.

3

2

ggSS MD 13,02,0.3

2.

3

211

IR

SC DS

S

IRT

SC D

S1

046,0

25,1

571,0

13,0Cs1,0

25,1

5

4,0Cs

7.Base Shear

V = CS х W

= 0,046 х 13.966,08

= 642,44 ton

8.Distribusi gaya geser

Sesuai ASCE 7-05 Pasal 12.8.3:

dengan

Nilai k diperoleh dari interpolasi berikut:

T = 0,5 s , k= 1

T = 2,5 s , k= 2

k = 1,1

FX = CVX . V

n

i

k

ii

k

VX

hw

hxWxC

1

.

.

9.Desain Diafragma

Berdasarkan ASCE 7-05, Pasal 12.10.1, diafragma

lantai dan atap harus didesain untuk menahan gaya

gempa rencana ditiap tingkat.

pxwn

xiiw

n

xiiF

pxF

dimana:

Fpx = gaya desain diafragma

Fi = gaya desain yang diterapkan di Tingkat i

wi = tributari berat sampai Tingkat i

wpx = tributary berat sampai diafragma di Tingkat x

Distribusi Gaya Gempa Tiap Tingkat

Tingkat

hi

SNI 03-1726-2002 ASCE 7-05

Arah X Arah Y Arah X Arah Y

(m)Fi

(ton)

V

(ton)

Fi

(ton)

V

(ton)

Fi

(ton)

V

(ton)

Fi

(ton)

V

(ton)

10 35.5 109.73 109.73 148.67 148.67 104.71 104.71 104.71 104.71

9 32 133.31 243.04 180.61 329.28 141.12 245.83 141.12 245.83

8 28.5 118.73 361.77 160.86 490.14 141.12 386.95 141.12 386.95

7 25 104.15 465.92 141.10 631.24 141.12 528.07 141.12 528.07

6 21.5 89.57 555.49 121.35 752.59 141.12 669.19 141.12 669.19

5 18 74.99 630.48 101.59 854.18 141.12 810.31 141.12 810.31

4 14.5 60.40 690.88 81.84 936.02 141.12 951.43 141.12 951.43

3 11 45.82 736.70 62.08 998.10 141.12 1092.55 141.12 1092.55

2 7.5 31.24 767.94 42.33 1040.43 141.12 1233.67 141.12 1233.67

1 4 19.24 787.18 26.07 1066.50 162.94 1396.61 162.94 1396.61

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

SNI

ASCE

Fi (ton)

Distribusi gaya horizontal Arah X

Sto

ry

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

SNI

ASCE

Fi (ton)

Sto

ry

Distribusi gaya horizontal Arah Y

V (ton)

Sto

ry

Base Shear Arah Y

V (ton)

Base Shear Arah X

Sto

ry

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

SNI

ASCE

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

SNI

ASCE

Drift SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05 untuk masing-masing

arah dalam grafik berikut:

TingkatSNI 1726 ASCE 7-05

Ux Uy Ux Uy

10 26.23 28.07 34.01 26.88

9 23.46 25.06 30.62 24.16

8 20.52 21.90 27.05 21.32

7 17.47 18.64 23.33 18.38

6 14.37 15.33 19.50 15.36

5 11.29 12.05 15.63 12.33

4 8.32 8.90 11.81 9.34

3 5.57 5.99 8.17 6.49

2 3.18 3.44 4.85 3.90

1 1.26 1.40 2.05 1.68

Drift (mm)

Arah X

Sto

ry

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 5 10 15 20 25 30 35

SNI

ASCE

Drift (mm)

Arah YS

tory

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 5 10 15 20 25 30 35

Series1

Series2

Penulangan Balok Tepi Berdasarkan Beban Gempa

SNI 1726

A

A

C

C

B

B

B C

ld=3001

2d

b=

30

0

1200 1200

4Ø12-120 4Ø12-140 4Ø12-120

60050

5000

Komponen Batas800 x 800

1900

Kolom 600 x 600

650 650

Penulangan Balok Tepi Berdasarkan Beban Gempa

ASCE 7-05

A

A

C

C

B

B

B C

ld=300

12d

b=30

0

1200 1200

4Ø12-110 4Ø12-140 4Ø12-110

60050

5000

Komponen Batas800 x 800

1900

Kolom 600 x 600

650 650

Penulangan Kolom Berdasarkan Beban Gempa SNI 1726

DETAIL KOLOMINTERIOR

20 D 16

2Ø12-200

600

2Ø12-200

2Ø12-120

2Ø12-120

6002Ø12-120

600

600

800

500

800

KOLOM EKSTERIOR

20 D 16

2Ø12-200

600

2Ø12-200

2Ø12-120

2Ø12-120

600

600

500

600

2Ø12-120

600

600

Penulangan Kolom Berdasarkan Beban Gempa ASCE 7-05

DETAIL KOLOMINTERIOR

20 D 16

2Ø12-200

600

2Ø12-200

2Ø12-120

2Ø12-120

6002Ø12-120

600

600

800

500

800

KOLOM EKSTERIOR

20 D 16

2Ø12-200

600

2Ø12-200

2Ø12-120

2Ø12-120

600

600

500

600

2Ø12-120

600

600

Penulangan Pelat Berdasarkan Beban Gempa

SNI 1726

KOLOM 60/60

D16-100

D16-50

D16-100

D16-50

JALUR KOLOM JALUR TENGAH

2500 2500 2500

JALUR KOLOM

D16-250 D16-250

D16-250 D16-250

KOLOM 60/60

D16-100

D16-50

D16-100

D16-50

Penulangan Pelat Berdasarkan Beban Gempa

ASCE 7-05

KOLOM 60/60

D16-80

D16-40

D16-80

D16-40

JALUR KOLOM JALUR TENGAH

2500 2500 2500

JALUR KOLOM

D16-250 D16-250

D16-250 D16-250

KOLOM 60/60

D16-80

D16-40

D16-80

D16-40

Penulangan Shearwall

6000

5000

Penulangan Shearwall Berdasarkan Beban Gempa

SNI 1726

2D12-300 2D12-150

4Ø16-15024 D19

Penulangan Shearwall Berdasarkan Beban Gempa

ASCE 7-05

2D12-300 2D12-100

4Ø16-10024 D19

KESIMPULAN Gaya geser dasar gempa dengan pembebanan gempa SNI -03-1726-2002

adalah sebesar 787,18 ton untuk arah X dan 1066,55 ton untuk arah Y

Gaya geser dasar gempa dengan pembebanan gempa ASCE 7-05 adalah

sebesar 1396,61 ton untuk arah X dan untuk arah Y.

Pembebanan gempa ASCE 7-05 menghasilkan gaya geser dasar untuk arah

X dan Y yang lebih besar dibanding dengan gaya geser dasar yang

dihasilkan oleh SNI -03-1726-2002.

Berdasarkan hasil analisa program, ASCE 7-05 menghasilkan Drift

(displacement lateral) yang lebih besar dibanding SNI -03-1726-2002.

Dimana drift yang terjadi sebesar 34,01 mm.

Dari hasil penulangan dapat disimpulkan, untuk penulangan kolom dan balok

pada SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05 hasil penulangan tidak berbeda

jauh. Hal ini dikarenakan balok dan kolom menerima beban lateral yang

kecil. Perbedaan Penulangan terlihat jelas pada elemen penahan beban

lateralnya yaitu pelat dan shearwall. Dimana didapatkan hasil penulangan

yang jauh lebih banyak terutama pada tulangan pada jalur kolom pada pelat

dan tulangan horizontal pada shearwall apabila gedung didesain

berdasarkan ASCE 7-05. Hal ini dikarenakan gaya gempa rencana

berdasarkan ASCE 7-05 jauh lebih besar dari gaya gempa rencana

berdasarkan SNI 03-1726-2002.

SARAN Untuk perencanaan bangunan gedung tahan gempa di Indonesia, sudah

seharusnya menggunakan Tata Cara Pembebanan Gempa yang terbaru

yakni berdasarkan ASCE 7-05. Disamping karena teknologinya lebih maju

dibanding SNI 03-1726-2002, perhitungan gaya gempa rencana yang

dihasilkan juga lebih akurat karena persyaratan-persyaratan untuk bangunan

tahan gempa lebih spesifik dan mendetail.

Untuk studi selanjutnya, perencanaan bangunan dengan menggunakan

pembeban gempa ASCE 7-05, pendetailan tulangannya sebaiknya dilakukan

dengan menggunakan ACI-08 karena ketentuan-ketentuan pada ASCE 7-05

lebih relevan pada ACI-08 dibanding SNI 03-2847-2002 yang merujuk pada

ACI-99.

Untuk selanjutnya studi bisa dilakukan pada struktur yang memiliki

konfigurasi tidak simetris.

TERIMA KASIH