Dokumen tersebut merupakan tugas besar mengenai perancangan struktur tahan gempa untuk gedung rumah sakit berlantai 4 yang berdiri di atas tanah lunak. Terdapat perhitungan beban gempa, kekakuan struktur, dan distribusi beban pada setiap lantai serta simpangan akibat beban gempa.

1. TUGAS BESAR
STRUKTUR TAHAN GEMPA
OLEH:
MICHAEL BASIANG
(212 213 046)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA TORAJA
2015
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASION
UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA TO
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
Jl. Nusantara No. 12 Makale 91811, Tana Tor
Tlp. (0423) 22468/887, Fax (0423) 22073, E-mail: ukitora

2. SOAL
Gedung rumah sakit berdiri di atas tanah lunak di daerah Toraja Utara.Direncanakan tahan
gempa berdasarkan daktail parsial dengan factor daktilitas µ = 2,5.
Dimensi portal:
3,5
3,5
3,5
4
43 3
3,5
3,5
3,5
4
5,46
43 3 5,46 5,465,46
5,46
5,46
GambarDenah
Potonganportal arah x Potonganportal arah y

3.  Semua balok = 30/50
 Semua kolom = 50/50
 Beban mati (berat plat danbalok- balok) pada lantai atap = 1.800 kg/m’
 Beban hidup lantai atap = 600 kg/m’
 Lantai lainnya = 1.500 kg/m’
 Berat air hujan setebal 5 cm di atas lantai atap = 250 kg/m’
 Berat jenis beton = 2400 kg/m3
Gedung dari struktur beton bertulang dengan portal seperti gambar di atas.
Dianggap portal tersebut berisi penuh dengan pasangan dinding batu bata merah setengah batu.
Ditanyakan:
1. Hitung dan gambarlah beban gempa pada setiap lantai!
2. Hitung dan gambarlah beban gempa pada setiap lantai jika struktur yang direncanakan
dengan sistem daktail penuh!

4. Penyelesaian:
1. Beban gempa pada setiap lantai.
A. Perhitungan Berat Bangunan (W)
I. Berat lantai pertama (W1)
a. Beban Mati (W1m)
 Pelat lantai = tbl. pelat x Luas lantai x BJ. Bahan
= 0,125 m x (10 m x 16,38) x 2,4 ton/m3
= 49,14 ton
 Dinding = tebal x tinggi x panjang x berat dinding
= 0,15 m x 4 m x ((10m x 2)+(5,46 m x 2)) x 0,25 ton/m3
= 4,638 ton
 Kolom = luaskolom x jumlah x tinggi x BJ bahan
= (0,5 m x 0,5 m) x 16 x 4 m x 2,4 ton/m3
= 38,4 ton
 Balok = luas balok x panjang balok x BJ bahan
= (0,3 m x 0,5 m) x ((10 m x 4)+( m x 4)) x 2,4 ton/m3
= 39,4 ton
 Plafond = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,050 ton/m’
= 8,19 ton
 Spesi = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,021 ton/m’
= 3,4 ton
 Tegel = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,024 ton/m’
= 4 ton
W1m = 49,14 ton + 4,638 ton + 38,4 ton + 39,4 ton + 8,19 ton + 3,4ton + 4 ton
= 147,16 ton
b. Beban hidup (W1h)
 Qh lantai = 1500 kg/m’ = 1,5 ton/m’
 Koefisien reduksi = 0,3
W1h = 0,3 (10 m x 16,38m) x 1,5 ton/m’
= 73,7 ton
Berat total lantai 1
W1 = W1m + W1h

5. = 147,16 ton + 73,7 ton
= 220,87 ton
II. Beban Lantai ke-2 (W2)
a. Beban Mati (W2m)
 Pelat lantai = tbl. pelat x Luas lantai x BJ. Bahan
= 0,125 m x (10 m x 16.38) x 2,4 ton/m3
= 49,14 ton
 Dinding = tebal x tinggi x panjang x berat dinding
= 0,15 m x 3.5 m x ((10m x 2)+(16,38 m x 2)) x 0,25 ton/m3
= 35,38 ton
 Kolom = luas kolom x jumlah x tinggi x BJ bahan
= (0,5 m x 0,5 m) x 16 x 4 m x 2,4 ton/m3
= 8,19 ton
 Balok = luas balok x panjang balok x BJ bahan
= (0,3 m x 0,5 m) x ((10 m x 4)+(16,38 m x 4)) x 2,4 ton/m3
= 37,98 ton
 Plafond = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,050 ton/m’
= 8,19 ton
 Spesi = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,021 ton/m’
= 3,4 ton
 Tegel = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,024 ton/m’
= 4 ton
W2m = 49,14ton + 35,38 ton + 8,19 ton + 37,98 ton + 8,19 ton + 3,4 ton + 4 ton
= 146,28 ton
b. Beban hidup (W1h)
 Qh lantai = 1500 kg/m’ = 1,5 ton/m’
 Koefisien reduksi = 0,3
W2h = 0,3 (10 m x 16,38 m) x 1,5 ton/m’
= 73,71 ton
Berat total lantai 1
W2 = W2m + W2h

6. = 146,28 ton + 73,71 ton
= 219,99 ton
III. Berat Lantai ke-3
Berat lantaike- 3 = berat lantai ke-2
= 226,72 ton
IV. Berat lantai ke-4 (W4)
a. Beban Mati (W4m)
 Pelat lantai = tbl. pelat x Luas lantai x BJ. Bahan
= 0,125 m x (10 m x 16,38) x 1,8 ton/m3
= 36,85 ton
 Dinding = tebal x tinggi x panjang x berat dinding
= 0,15 m x 3.5 m x ((10m x 2)+(16,38 m x 2)) x 0,25 ton/m3
= 2,024 ton
 Kolom = luas kolom x jumlah x tinggi x BJ bahan
= (0,5 m x 0,5 m) x 16 x 4 m x 2,4 ton/m3
= 38,4 ton
 Balok = luas balok x panjang balok x BJ bahan
= (0,3 m x 0,5 m) x ((10 m x 4)+(16,38 m x 4)) x 1,8 ton/m3
= 66,47 ton
 Plafond = luas x BJ bahan
= (10 m x 16,38 m) x 0,050 ton/m’
= 68,4ton
 Air hujan = luas x tebal air hujan x BJ
= (10 m x 16,38 m) x 0,05m x 0,25 ton/m3
=2,047 ton
W4m =36,85 ton + 2,024 ton + 38,4 ton + 66,47ton + 68,4 ton + 2,047 ton
= 214,191 ton
b. Beban hidup (W1h)
 Qh lantai = 600 kg/m’ = 0,6 ton/m’
 Koefisien reduksi = 0,3
W4h= 0,3 (10 m x 16,38 m) x 0,6 ton/m’
= 29,48 ton
Berat total lantai 4
W4 = W4m + W4h

7. = 214,191 ton + 29,48 ton
= 243,85 ton
Berat total bangunan
WT = W1 + W2 + W3 +W4
= 220,87 ton + 219,99 ton + 219,99 ton + 243,85 ton
= 904,7 ton
B. Waktu getarempiris struktur (TEX)
TEX = TEY
= 0,06 H0,75
= 0,06 (14,5)0,75
= 0,446 dtk
C. Faktor keamanan struktur (I)
I = I1 I2
= 1,4 x 1,0
= 1,4
D. Koefisien gempa dasar (c)
Dari diagram untuk wilayah gempa 3, diperoleh c = 0,07
E. Base shear (v)
v = c I K WT
= 0,07 x 1,4 x 1 x 904,7 ton
= 88,66 ton
F. Beban gempa tiap lantai
𝐹𝑖 =
𝑊𝑖 𝑍𝑖
∑ 𝑊𝑖 𝑍𝑖
𝑣
Lantai 1
𝐹𝑖 =
𝑊𝑖 𝑍𝑖
∑ 𝑊𝑖 𝑍𝑖
𝑣

8. =
220,87 ton× 4m
904,7 ton × 14,5m
88,66 ton
= 5,98 𝑡𝑜𝑛
Lantai 2
𝐹𝑖 =
𝑊𝑖 𝑍𝑖
∑ 𝑊𝑖 𝑍𝑖
𝑣
=
219,99 ton × 7,5 m
904,7 ton× 14,5m
88,66ton
= 11,15 𝑡𝑜𝑛
Lantai 3
𝐹𝑖 =
𝑊𝑖 𝑍𝑖
∑ 𝑊𝑖 𝑍𝑖
𝑣
=
219,99 ton × 11 m
904,5 ton × 14,5m
88,66 ton
= 16,35 𝑡𝑜𝑛
Lantai 4
𝐹𝑖 =
𝑊𝑖 𝑍𝑖
∑ 𝑊𝑖 𝑍𝑖
𝑣
=
243,85 ton × 14,5 m
904,7ton × 14,5m
88,66 ton
= 23,89 𝑡𝑜𝑛
Distribusi Beban Gempa Disepanjang Tinggi Bangunan
Lantai Zi (m) Wi (ton) Zi . Wi
(ton m)
Fix = Fiy
(ton)
Untuk tiap portal
arah x
Untuk tiap
portal arah y
¼ Fix (ton) ¼ Fiy (ton)
4 14,5 151,37 2194.8 14,8 3,7 3,7
3 11 226,75 2494.2 16,8 4,3 4,3
2 7,5 226,75 1700.6 11,5 2,875 2,875
1 4 229 916.1 6 1,5 1,5
7305,8
Kekakuan semua kolom
Jika diasumsikan modulus elastic kolom (beton) 20.000 kg/cm2, maka:

9. Kolom kiri :
Lantai 1 :
𝑘 =
12𝐸𝐼
𝐿3
=
12 × 20000
43
= 3750 𝑘𝑔/𝑐𝑚
Lantai 2 :
𝑘 =
12𝐸𝐼
𝐿3
=
12 × 20000
3,53
= 5598 𝑘𝑔/𝑐𝑚
Kekakuan lantai 2 = k3 = k4
Kekakuan kolom kanan sama dengan kekakuan kolom kiri karena modulus elastisnya sama.
Kekakuan kolom total:
Lantai 1 = kL1 + kR1 = 7500 kg/cm
Lantai 2 = kL2 + kR2 = 11195 kg/cm
Lantai 3 = kL3 + kR3 = 11195 kg/cm
Lantai 4 = kL4 + kR4 = 11195 kg/cm
Q4 = F4 = 14,4 ton =14400 kg
Q3 = F4 + F3 = 30,4 ton = 30400 kg
Q2 = F4 + F3 + F2 = 41,4 ton = 41400 kg
Q1 = F4 + F3 + F2 + F1 = 47,4 ton = 47400 kg
Simpangan lantai
d4 = Q1/k1 = 6,32 cm
d3 = d1+Q2/k2 =3,7 cm
d2 = d2+Q3/k3 =2,7 cm
d1 = d3+Q4/k4 =1,3 cm

10. Distribusi beban gempa pada portal arah x
Distribusi beban gempa pada portal arah y
3,7
4,2
2,875
1,5
1,5
2,875
4,2
3,7

11. Simpangan horizontal portal arah x akibat beban gempa
Simpangan horizontal portal arah y akibat beban gempa
𝑇𝑅 = 6,3√
∑ 𝑤𝑖 𝑑𝑖
2𝑛
𝑖=1
𝑔 ∑ 𝐹𝑖 𝑑𝑖
𝑛
𝑖=1
Perhitungan waktu getar alami struktur arah – x = arah - y
3,7
4,2
2,875
1,5
d4=6,32 cm
d3=3,7 cm
d2= 2,7 cm
d1=1,3 cm
1,5
2,875
4,2
3,7
d1=1,3 cm
d2= 2,7 cm
d3=3,7 cm
d4=6,32 cm

12. Lantai Wi (ton) di (cm) di
2 Fix=Fiy Widi
2 Fix.di
4 144,87 6,32 39,9 14,4 5786,5 91
3 215,7 3,7 13,7 16 2952,9 59,2
2 215,7 2,7 7,3 11 1572,5 29,7
1 221,5 1,3 1,7 6 374,3 7,8
797,77 14,021 62,6 47,4 10686,2 187,7
𝑇𝑅𝑌 = 6,3 [
10686,2
187,7
]
0,5
= 1,9 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘