Mengapa dalam Men-Design Bangunan Harus Memperhitungkan Gaya dan Beban Gempa?

Pendapat berbagai mahasiswa :

• Karena suatu bangunan dapat dikatakan memenuhi standar keamanan bagi manusia apabila bangunan tersebut sudah teruji daya tahannya terhadap berbagai macam gangguan dan ancaman baik yang berupa bencana (gempa, tsunami, banjir, dll.) maupun efek alami seperti korosi, pengapuran dan lain sebagainya. Oleh karena itulah kita harus memperhitungkan gaya gempa untuk membangun suatu bangunan supaya kita dapat mengetahui daya tahan bangunan kita. 

• karena dengan memperhitungkan efek gempa maka saat membangun suatu bangunan kita bakal bikin bangunan yang mampu bertahan meski terkena gempa. degan begitu penghuni bangunan bisa lebih tenang saat gempa datang.

• sebagai orang awam, setidaknya perencanaan seperti itu penting.. dmanapun kita pasti membutuhkan yang namanya persiapan, antisipasi dan syukur-syukur pencegahan. dalam hal ini tentu saja perhitungan atas gaya gempa sangat perlu paling tidak sebagai antisipasi awal jikalau suatu saat terjadi gempa. setidaknya ketika pada saat pembangunan sudah diperhitungkan dan bangunan yang dibuat sudah disesuaikan maka ketika terjadi gempa tidak mengakibatkan kerusakan yang parah atau sampai menelan korban. nah inilah (mungkin) tugas dari teman2 seperti mbak uning inilah yang menjadi pemikir bagaimana menjadikan bangunan bisa tahan gempa. tapi lebih lanjut, manusia hanya bisa berusaha dan Tuhanlah yang menentukan.
  
  
  
  Teori yang menjelaskan GEMPA itu sendiri :
  
  
  
  Apa itu Gempa??
  Gempa yaitu pergeseran lempengan batuan bumi yang mengakibatkan tanah diatas nya bergerak sedemikian rupa sehingga dapat menggerakan semua bangunan yang ada di atasnya. 
  
  
  

Penyelesaian SOAL Tugas Ujian Akhir dan Surat Puas Mata Kuliah Analisa Dinamik Struktur

Perhitungan 3D menggunakan SAP 2000

Setelah pada posting sebelumnya pengerjaan Analisa Dinamik Struktur dihitung secara 2 dimensi menggunakan program Modal 2. maka pada posting kali ini saya melakukan perhitungan dengan menggunakan Program SAP 2000..

Pada Posting kali ini saya hanya menampilkan Deformasi akibat Beban mati dan akibat Beban hidup. untuk penambahan beban Gempa akan ditampilkan pada posting berikutnya

Moment 2-2

Moment 3-3

Demikian proses perhitungan menggunakan Program Modal2, semoga dapat bermanfaat bagi rekan-rekan sekalian. Dan jangan lupa tolong tinggalkan comment yang bersifat membangun

Terima Kasih.

Penyelesaian Tugas ADS Part 2 dengan Shear Wall

Perhitungan Beban di tiap lantai (w) :

Perhitungan Kekakuan di tiap lantai (k) :

Kemudian input file berekstensi *.DAT adalah sebagai berikut :
Struktur 15 tingkat
4  0  981  0.05   1   15   3  0.05
1   304020  79480320000   400
2   304020  79480320000   800
3   304020  79480320000  1200
4   304020  79480320000  1600
5   304020  79480320000  2000
6   135120      388800000  2400
7   135120      388800000  2800
8   135120      388800000  3200
9   135120      388800000  3600
10 135120      388800000  4000
11 135120      388800000  4400
12 135120      388800000  4800
13 135120      388800000  5200
14 135120      388800000  5600
15 135120      388800000  6000

Lalu setelah dihitung dengan program Modal2 didapat output sebagai berikut :
< ANALISIS SUPERPOSISI MODAL SPEKTRUM RESPONS 2 DIMENSI >

FILE : TDSW.DAT
Struktur 15 tingkat

Earthquake Zone   : 4
Soil Type         : Soft
Number of Floor   : 15
Number of Eigen   : 3
Gravity Acceler.  :  981.00
Maximum Accel.(g) :  0.0500
Important Factor  :  1.00


Response Spectrum (Sa) :
Time  Period       Frequency    Spectral Acceleration
  (second)          (rads)                (g)       
-----------------------------------------------------
  0.00000000       ------         0.05000000
  1.00000000        6.283185      0.05000000
  2.00000000        3.141593      0.02500000
  5.00000000        1.256637      0.02500000
100.00000000        0.062832      0.02500000

Mass Matrix (Mr) :
 3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002
 1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002
 1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002


Stiffness matrix (Kr) :
 1.5896064000E+0011 -7.9480320000E+0010  0.0000000000E+0000  1.5896064000E+0011 -7.9480320000E+0010
 0.0000000000E+0000  1.5896064000E+0011 -7.9480320000E+0010  0.0000000000E+0000  1.5896064000E+0011
-7.9480320000E+0010  0.0000000000E+0000  7.9869120000E+0010 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000
 7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008
 0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008
-3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000
 7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008
 0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008
-3.8880000000E+0008  3.8880000000E+0008

------------------------------------------------------------------------
Mode       Eigenvalue             Omega (rad)           Time  Period          Spectral Acc.
------------------------------------------------------------------------
  1   6.2764213E+0004  2.5052787E+0002  2.5079786E-0002  5.0000000E-0002
  2   5.5656244E+0005  7.4603113E+0002  8.4221490E-0003  5.0000000E-0002
  3   1.5006242E+0006  1.2249997E+0003  5.1291323E-0003  5.0000000E-0002

Eigenvectors - normalized
             Phi-  1             Phi-  2             Phi-  3
 -2.7110729932E-0005 -8.1099622104E-0005  1.3411973209E-0004
 -5.4214825079E-0005 -1.6202324680E-0004  2.6745470183E-0004
 -8.1305652280E-0005 -2.4259525863E-0004  3.9922473869E-0004
 -1.0837658162E-0004 -3.2264080516E-0004  5.2865882886E-0004
 -1.3542098806E-0004 -4.0198617649E-0004  6.5499962667E-0004
 -5.6571904946E-0003 -1.6443806143E-0002  2.5698712714E-0002
 -1.1053172565E-0002 -2.9243420026E-0002  3.7080633385E-0002
 -1.6203387724E-0002 -3.6277142881E-0002  2.8749974613E-0002
 -2.0993321115E-0002 -3.6158143774E-0002  5.1354302434E-0003
 -2.5316468734E-0002 -2.8909885620E-0002 -2.1209180131E-0002
 -2.9076705541E-0002 -1.5961499027E-0002 -3.6278695932E-0002
 -3.2190422802E-0002  1.3399771678E-0004 -3.2061953372E-0002
 -3.4588387119E-0002  1.6203074287E-0002 -1.0800631331E-0002
 -3.6217279840E-0002  2.9077409594E-0002  1.6202456255E-0002
 -3.7040882589E-0002  3.6218585955E-0002  3.4592093181E-0002

----------------------------------------------------------------------------------
Mode  Acceleration  Modal-forces-(P)  Modal-displc-(Z)  Modal-Participat  Percent
----------------------------------------------------------------------------------
  1       49.05000        1683.94437           0.02683         -34.33118                40.27 %
  2       49.05000         568.07222           0.00102         -11.58149                   4.58 %
  3       49.05000        -348.43306          -0.00023           7.10363                   1.72 %
----------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                       Jumlah =  46.58 %


Relative displacement U
            Mode-  1                         Mode-  2                    Mode-  3
 -7.2737247556E-0007 -8.2776772569E-0008 -3.1141540589E-0008
 -1.4545669419E-0006 -1.6537390808E-0007 -6.2100865570E-0008
 -2.1814054334E-0006 -2.4761215933E-0007 -9.2696825518E-0008
 -2.9077100714E-0006 -3.2931305791E-0007 -1.2275039713E-0007
 -3.6333031082E-0006 -4.1029930157E-0007 -1.5208573073E-0007
 -1.5178066637E-0004 -1.6783866138E-0005 -5.9670377549E-0006
 -2.9655319174E-0004 -2.9848177659E-0005 -8.6098296770E-0006
 -4.3473186710E-0004 -3.7027358794E-0005 -6.6755166253E-0006
 -5.6324429436E-0004 -3.6905898770E-0005 -1.1924062692E-0006
 -6.7923300412E-0004 -2.9507745719E-0005  4.9246038120E-0006
 -7.8011899141E-0004 -1.6291584850E-0005  8.4236261457E-0006
 -8.6365905978E-0004  1.3676880654E-0007  7.4445318877E-0006
 -9.2799569868E-0004  1.6538155917E-0005  2.5078211367E-0006
 -9.7169838516E-0004  2.9678734110E-0005 -3.7620821430E-0006
 -9.9379539149E-0004  3.6967590903E-0005 -8.0320103319E-0006


Equivalent forces F at CM

            Mode-  1            Mode-  2            Mode-  3
 -1.4148229590E+0001 -1.4277610562E+0001 -1.4482554805E+0001
 -2.8292996696E+0001 -2.8524236733E+0001 -2.8880369181E+0001
 -4.2430839682E+0001 -4.2708961362E+0001 -4.3109198532E+0001
 -5.6558298607E+0001 -5.6801001634E+0001 -5.7085787028E+0001
 -7.0671916070E+0001 -7.0769775869E+0001 -7.0728354755E+0001
 -1.3121369724E+0003 -1.2866384670E+0003 -1.2333358477E+0003
 -2.5636888839E+0003 -2.2881386939E+0003 -1.7795784138E+0003
 -3.7582372616E+0003 -2.8384892826E+0003 -1.3797723919E+0003
 -4.8692213631E+0003 -2.8291782491E+0003 -2.4646021313E+0002
 -5.8719384954E+0003 -2.2620414392E+0003  1.0178736362E+0003
 -6.7440932775E+0003 -1.2489005562E+0003  1.7410917309E+0003
 -7.4662933776E+0003  1.0484593147E+0001  1.5387212924E+0003
 -8.0224807015E+0003  1.2678025075E+0003  5.1834525513E+0002
 -8.4002884430E+0003  2.2751492798E+0003 -7.7759031523E+0002
 -8.5913160600E+0003  2.8339075214E+0003 -1.6601480799E+0003


Base Shear for each mode
Mode          Base shear
  1        -57811.797118
  2         -6579.124373
  3         -2475.139611
------------------------
CQC :       58296.688691


Complete Quadratic Combination (CQC) of  3 Modes
Shear coeff = storey shear / cum. storey weight
Floor      Rel.Displacement               Eqv.Lateral Forces              Storey Shear           Shear Coeff
   1     7.3347325085E-0007    2.5155015642E+0001    5.8296688689E+0004       0.020303
   2     1.4667391807E-0006    5.0239045142E+0001    5.8280212296E+0004       0.022701
   3     2.1995907406E-0006    7.5181658439E+0001    5.8247289375E+0004       0.025736
   4     2.9318214236E-0006    9.9913534287E+0001    5.8197979297E+0004       0.029704
   5     3.6632255293E-0006    1.2436700633E+0002    5.8132370206E+0004       0.035121
   6     1.5297024493E-0004    2.2463663643E+0003    5.8050577957E+0004       0.042962
   7     2.9842307546E-0004    3.9212998985E+0003    5.6564663552E+0004       0.054016
   8     4.3663579823E-0004    4.9539038865E+0003    5.3816589014E+0004       0.072416
   9     5.6470048023E-0004    5.6579621617E+0003    5.0005724830E+0004       0.113872
  10     6.8006485054E-0004    6.3723343649E+0003    4.5231683995E+0004       0.334752
  11     7.8041440083E-0004    7.0686593422E+0003    3.9552909502E+0004      -0.234179
  12     8.6367229474E-0004    7.6195735988E+0003    3.3061721111E+0004      -0.069910
  13     9.2803364288E-0004    8.1321331181E+0003    2.5831846838E+0004      -0.033248
  14     9.7196916313E-0004    8.7175317580E+0003    1.7857668366E+0004      -0.016520
  15     9.9428130878E-0004    9.1650415915E+0003    9.1650415915E+0003      -0.006617


BASE SHEAR FROM CQC FOR EACH MODE

  BS = Base shear         =       58296.688691
  TW = Total weight       =     2871300.000000
  TM = Total Floor Mass   =        2926.911315
  Cd = Design shear coeff =           0.050000

  Dynamic  Base Shear
------------------------  =           0.406065
   Static Base Shear


BASE SHEAR FROM EQUIVALENT LATERAL FORCES

  BS = Base shear         =       64229.662344
  TW = Total weight       =     2871300.000000
  TM = Total Floor Mass   =        2926.911315
  Cd = Design shear coeff =           0.050000

  Dynamic  Base Shear
------------------------  =           0.447391
   Static Base Shear

Dari hasil output program Modal2 maka didapat penyelesaian sebagai berikut :
1. Periode Getar Alami ( Time  Period)
    Mode 1   T1 = 0,0251 detik
    Mode 2   T2 = 0,0084 detik
    Mode 3   T3 = 0,0051 detik

2. Pola ragam Getar (Relative displacement U)

3. Distribusi Gaya Geser Gempa (Storey Shear)

 4. Distribusi Beban Gempa ( Eqv.Lateral Forces)

Demikian proses perhitungan menggunakan Program Modal2 dari saya, semoga dapat bermanfaat bagi rekan-rekan sekalian. Dan jangan lupa tolong tinggalkan comment yang bersifat membangun

Terima Kasih..

SOAL Tugas Ujian Akhir dan Surat Puas Mata Kuliah Analisa Dinamik Struktur

Diketahui suatu persoalan adalah sebagai berikut :

Ukuran kolom                              = 80cm x 80cm (0.8m x 0.8m)

Tebal Shear Wall                         = 30cm (0.3m)

Jarak Kolom arah Vertikal           = 500 cm (5m)

Ukuran Balok arah Vertikal         = 30cm x 60cm (0.3m x 0.6m)

Jarak Kolom arah Horisontal       = 600 cm (6m)

Ukuran Balok arah Horisontal      = 40cm x 80cm (0.4m x 0.8m)

Ukuran kolom                               = 60cm x 60cm (0.6m x 0.6m)

Tebal Shear Wall                          = -

Jarak Kolom arah Vertikal           = 500 cm (5m)

Ukuran Balok arah Vertikal          = 30cm x 60cm (0.3m x 0.6m)

Jarak Kolom arah Horisontal       = 600 cm (6m)

Ukuran Balok arah Horisontal      = 40cm x 80cm (0.4m x 0.8m)

Tinggi Lantai                                     = 400cm (4m)

Jarak Antar Kolom                           = 600cm (6m)

Tinggi Lantai                                  = 400cm (4m)

Jarak Antar Kolom                        = 500cm (5m)

Beban Hidup                                 = 250 kg/m2 x 30%

Tebal Plat                                      = 12cm (0.12m)

Beban Finishing Lantai                   = 200 kg/m2

Ditanyakan :
Analisis 2 dimensi (menggunakan program Modal 2)
1. Waktu getar alami
    > Tanpa shear wall
    > Dengan Shear wall
2. Pola ragam getar
3. Distribusi beban gempa
4. Distribusi gaya gesar
    > Dengan cara Statik ekuivalen
    > Dengan cara Respon spertrum

Analisis 3 dimensi (menggunakan program SAP 200 / ETABS)
1. Waktu getar alami
2. Pola ragam getar
3. Distribusi beban gempa

'MODAL2' Program Perhitungan Struktur Gedung

Modal2 adalah program untuk menghitung analisis dinamik pada struktur khususnya bidang 2D. Tetapi program modal2 masih menggunakan sistem peraturan gempa tahun 1983.


Program tersebut merupakan program yang berbasis DOS yang memiliki ekstensi .EXE. Program ini hanya bisa dijalankan oleh windows yg bertipe 32-bit.

Berikut tampilan dan cara input program Modal2

Langkah-langkah input program :

1. Buka 'input FILE' berekstensi .DAT menggunakan Notepad
2. Lalu ketikkan seperti dibawah ini

Struktur 4 tingkat                                 

4  0  981  0.05   1   3   3  0.05            

1  50000  10000  400                         

2  50000  10000  800                         

3  50000  10000  1200

4  50000  10000  1600

Keterangan:

Baris pertama adalah judul

Baris kedua kolom 1 yaitu menunjukkan angka 4, maksudnya adalah Daerah wilayah gempa

Baris kedua kolom kedua menunjukkan angka 0, maksudnya adalah 0 = tanah lunak ; 1 = tanah keras

Baris kedua kolom ketiga menunjukkan angka 981, maksudnya adalah percepatan gravitasi (g)

Baris kedua kolom keempat menunjukkan angka 0.05, artinya skala gempa pada wilayah gempa (i)

Baris kedua kolom kelima menunjukkan angka 1,artinya 1 = gedung biasa ; 1.4 = gedung besar

Baris kedua kolom keenam menunjukkan angka 3,yaitu banyaknya jumlah tingkat struktur

Baris Kedua kolom ketujuh menunjukkan angka 3, artinya jumlah Degree of Freedom

Baris Kedua Kolom kedelapan menunjukkan angka 0.05, yaitu fakto redaman (0 – 0.1)

Setelah itu pada baris berikutnyaterdapat 3 baris, yaitu:

Baris pertama kolom pertama yaitu menunjukkan tingkat lantai,

Kolom kedua menunjukkan nilai (W),

Lalu kolom ketiga yaitu tinggi komulatif tingkat lantai.

   3. File disimpan dengan ekstensi  .DAT

4. Buka aplikasi modal2

5. Pilih 1 enter, maka akan di minta memasukkan nama file input

6. Setelah itu akan ada banyak pilihan, maka pilih sesuai dengan daerah wilayah gempa

7. Untuk Point/section dan bysection diisi sesuai yang dianjurkan modal2

8. Pilih N untuk no for wait proses.

9. Finish, hasil output dapat dilihat, seperti di bawah ini :

Earthquake Zone             : 3

Soil Type                        : Soft

Number of Floor              : 4

Number of Eigen              : 4

Gravity Acceler.               :  981.00

Maximum Accel.(g)           :  0.1000

Important Factor              :  1.00

 

Periode Getar Alami

Mode I     =  T₁   = 0.4427 detik

Mode II    =  T₂   = 0.1317 detik

Mode III   =  T₃   = 0.0801 detik

Mode IV  =  T₄   = 0.0643 detik

Distribusi gaya geser gempa

Distribusi beban gempa