Sekilas Mengenai Desain Struktur Gedung

A. KETERANGAN UMUM DARI GEDUNG

1. Nama Gedung : Rumah Tinggal
2. Lokasi Gedung :
3. Deskripsi Gedung
Bangunan rumah tinggal terdiri dari terdiri dari 2 lantai dengan penutup atap rangka baja ringan.
Sistem stuktur secara keseluruhan menggunakan sistem rangka (open frame) balok kolom dengan pemikul momen menengah (SRPMM). Dimensi kolom adalah 150x400, sedangkan dimensi typikal pembalokan menggunakan 200x400 dan 150x400 dan ketebalan pelat lantai adalah 120 mm. 
4. Sistem Pondasi
Sistem pondasi menggunakan pondasi dangkal yaitu pondasi telapak dengan ukuran 2 m x 2 m, 1.6 m x 1.6 m, 1.5 m x 1.5 m, 1.2 m x 1.2 m dan 1 m x 1 m. dengan kedalaman 1.5 m yang dihubungkan dengan tie beam. Dimensi tie beam menggunakan 200 x 400.

B. KRITERIA PERANCANGAN STRUKTUR

B.1. PERATURAN 
1. Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah&Gedung (SNI-1727-1989-F).
2. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI-03-1726-2002).
3. Tata Cara Penghitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI-03-2847-2002).
4. Tata Cara Perencanaan Bangunan Baja untuk Gedung (SNI-03-1729-2002).
5. Standard & Tata Cara Perhitungan Struktur untuk Bangunan Gedung, SKSNI T-15-1991-03
B.2. PERATURAN DAN KETENTUAN LAIN YANG RELEVAN 
1. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Gedung (SKBI-1.3.53.1987)
2. Peraturan Beton Bertulang Indonesia 1971 (NI-2).
3. Pedoman Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (SKBI – 1.3.55.1987).
4. Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Gedung, SKBI-1.3.53.1987
5. Buku Pedoman Perencanaan untuk Struktur Beton Bertulang Biasa dan Struktur Tembok Bertulang untuk Gedung 1983, Ditjen Cipta karya, Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, DPU – 1983.
6. Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia PUBI 1982 – Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman, UDC 389.6.691, DPU, Juli 195.
7. ACI 318M-95, Building Code Requirements for Reinforced Concrete, American Concrete Institute, 1995.
8. ACI 318RM-95, Building Code Requirements for Reinforced Concrete, American Concrete Commentary, American Concrete Institute, 1995.
9. Manual of Steel Construction, Load & Resistance Factor Design, AISC, 1994.
10. American Standard Testing Materials, American Society for Testing and Materials, USA.
11. Uniform Building Code 1997, Vol. 2, Structural Engineering Design Provisions, ICBO, USA.
12. American Welding Society (AWS) Structural Welding Code, USA.

B.3. SPESIFIKASI BAHAN 
1. Mutu Beton
- Pondasi telapak dan Tie Beam : fc’ = 20.75 MPa (K-250)
- Pelat dan balok : fc’ = 20.75 MPa (K-250)
- Tangga : fc’ = 20.75 MPa (K-250)
- Kolom : fc’ = 20.75 MPa (K-250)

2. Mutu Baja Tulangan
- Baja tulangan polos U-24 (fy = 240 MPa) untuk diameter : Ø 8 dan Ø10 
- Baja tulangan deform U-40 (fy = 400 MPa) untuk diameter : D10, D13 dan D16 

3. Modulus Elastisitas Beton Ec : 4700. 
- Mutu Beton fc' = 20.75 = 21409 MPa
B.4. PEMBEBANAN 

Sesuai dengan Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Gedung (SKBI-1.3.53.1987). Pembebanan yang digunakan pada hotel adalah : 
1. Beban Mati 
- Beton bertulang : 2400 kg/m3
- Baja : 7850 kg/m3
- Pasir : 1800 kg/m3
- Tanah urug : 1700 kg/m3
- Plafon, ducting AC, lampu/penerangan : 34 kg/m2
- Air : 1000 kg/m3
- Dinding partisi : 150 kg/m2

2. Beban Hidup 
Berikut ini ditampilkan besaran beban hidup sebelum direduksi dan setelah direduksii menurut Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Gedung 1987 untuk ruangan perumahan:
Beban Hidup untuk Analisa Pelat Lantai & Balok Anak : 200 kg/m2
Beban Hidup untuk Analisa Beban Vertikal Balok Portal : 120 kg/m2 (60%)
Beban Hidup Massa Lantai untuk Analisa Beban Gempa : 60 kg/m2 (30%)

Khusus dalam perhitungan untuk keperluan analisa kumulatif gaya axial kolom dan pembebanan ke pondasi, dilakukan reduksi sebagai berikut :
Jumlah Lantai Yang dipikul 1 Koefisien Reduksi yang dikalikan 1,0
Jumlah Lantai Yang dipikul 2 Koefisien Reduksi yang dikalikan 1,0

Beban hidup pelat lantai atap = 200 kg/m2.

C. PERANCANGAN STRUKTUR
C.1. BEBAN GEMPA 
1. ZONA GEMPA
Menentukan Lokasi bangunan (SNI 1726 – 2002) dan garfik respons spektrum gempa rencana

2. ANALISA GAYA GEMPA
a. Menentukan Gaya Geser: Beban geser dasar nominal statik ekuivalen V1 yang terjadi di tingkat dasar dengan parameter: 
C1: nilai Faktor Respons Gempa yang didapat dari Spektrum Respons Gempa Rencana untuk waktu getar alami fundamental T1
Wt: berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai.
I : Faktor keutamaan (Tabel 1 SNI 03-1726-2002) = 1,00 (apartemen)
R: Faktor reduksi gempa, yaitu rasio antara beban gempa maximum akibat pengaruh gempa rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana pada struktur gedung daktail

b. Menghitung beban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i dapat dihitung dengan parameter: 
Wi : berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai
zi : ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral menurut Pasal 5.1.2 & Pasal 5.1.3
n : nomor lantai tingkat paling atas 

c. Menghitung distribusi beban geser dasar (base shear) menjadi gaya geser tingkat, dengan cara:
- Analisa statik dan 
- Analisa dynamic berdasarkan grafik spectrum respons gempa wilayah 3. Penjumlahan respons ragam yang disebut dalam Pasal 7.2.1 SNI 03-1726-2002 untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu-waktu getar alami yang berdekatan, harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC). Waktu getar alami harus dianggap berdekatan, apabila selisih nilainya kurang dari 15%. Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki 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). 
C.2. KOMBINASI PEMBEBANAN

1. Kondisi Pembebanan
a. Beban tetap

U = 1.4 DL 
U = 1.2 DL + 1.6 LLr

2. Beban sementara akibat gempa untuk struktur atas dengan R = 5.5

U = 1.2 D + 1.0 LLr + 1.0 E
- U = 1,2 DL + LLR + EX + 0,3 EY 
- U = 1,2 DL + LLR + EX - 0,3 EY 
- U = 1,2 DL + LLR - EX + 0,3 EY 
- U = 1,2 DL + LLR - EX - 0,3 EY 
- U = 1,2 DL + LLR + 0,3EX + EY 
- U = 1,2 DL + LLR + 0,3EX - EY 
- U = 1,2 DL + LLR - 0,3EX + EY 
- U = 1,2 DL + LLR - 0,3EX - EY 

U = 0.9DL + 1.0 E
- U = 0.9DL + EX + 0,3 EY 
- U = 0.9DL + EX - 0,3 EY 
- U = 0.9DL - EX + 0,3 EY 
- U = 0.9DL - EX - 0,3 EY 
- U = 0.9DL + 0,3EX + EY 
- U = 0.9DL + 0,3EX - EY 
- U = 0.9DL - 0,3EX + EY 
- U = 0.9DL - 0,3EX - EY 
C.3. PEMODELAN STRUKTUR 

Bangunan rumah tinggal dilakukan analisis struktur dengan model 3 dimensi menggunakan program Etabs Versi 8.50 Sistem struktur direncanakan menggunakan sistem struktur open frame (balok-kolom). Selain menggunakan perhitungan menggunakan program ETABS 8.50, program-progam lainnya yaitu seperti EXCEL untuk dan untuk perhitungan-perhitungan yang lebih umum dan PCACOL digunakan juga untuk menghitung diagram interaksi kolom. Permodelan dan perhitungan struktur bangunan rumah tinggal pada ETABS 8.50 :
a. Slab 
Slab dimodelkan sebagai pelat tipis dengan kekakuan tertentu berdasarkan ketebalan pelat (membran). Dalam menyumbangkan kekakuan pada struktur secara keseluruhan, slab dianggap mengalami crack sehingga besarnya kekakuan yang disumbangkan hanyalah 25 % dari kekakuan sebenarnya.
c. Balok 
Balok dimodelkan sebagai frame properties. Analisa kekuatan balok dilakukan dengan mengambil gaya-gaya dalam yang dihasilkan dalam pemodelan. Balok dimodelkan sebagai balok persegi dikarenakan pelat dimodelkan sebagai membran.
d. Kolom 
Kolom dimodelkan sebagai frame properties. Analisa kekuatan kolom dilakukan dengan melihat diagram interaksi dengan mengambil gaya-gaya dalam yang dihasilkan dalam pemodelan.