penjelasan sni 1726 2012

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    BEBAN GEMPA

    UNTUK

    STRUKTUR GEDUNG TAHAN  GEMPA

    MENURUT SNI 1726‐201X

    Djoni Simanta

    Fakultas Teknik 

    Universitas Katolik Parahyangan

    2013

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    KESIMPULAN

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    Kesimpulan

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    Building Model

     

    SNI 1726 Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    I. Shear Building Model

    12.E .I

    SDOF

    HIc

    m

    qL

    c cL   3

    . .K =4.

    H

    t

    mW =m.g T=2.π

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    s

    o s t

     plot tospectra curve to get C

     baseshear V =C .W

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    I. Shear Building Model

    SDOF

    sL n2

    n n

    s L

    r t ontro

    a.Lateraldisplacement:

    C .g   2πq =   ω  =

    ω   T b.Drift control

    Δ =q

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    s

    s

    Δservicedrift ratio=

    H

    C .Δultimatedrift ratio=

    I .H

    e

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    Scale Factor   xf 1 a t

    f a a

    a f    μ   f 

    f    μ   a   μ   a

    T =T ; T = C .H

    if T T T=TT < T C .T T =C T

    a

    I. Shear Building Model

    DS e D1 es

    11 smin DS e

    e

    smin DS

    ASCE 7-10/SNI 1726:

    S . I S .IC =min ;

    R R.T

    Si f S 0 ,6 C =max 0 ,0 44 .S . I ; 0 ,0 1; 0,5.

    R/ I

    o therwise C =max 0,044.S .I

     

    e ;0,01

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    DS e D1 es smin

    s s t t

    sD

    o

    S . I S .Iand C =max C ;min ;R T.R  

    V = C . W ; W = m .g

    Scale Factor:

    ζ.Vf =max ;1,0 ; ζsni=0,85

    V

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    I. Shear Building ModelSDOF

    Gross Responses

    .

    .

    s o D

    o s

    o s

     Equivalent Design Lateral Force f V f 

     Design Base Shear V f 

    Overturning Design Moment M f H 

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    II. Plane Frame Model

    HIc

    m

    qL

    L

    1

    2 3

    q1

    q2

    q3

    q4   q5 0 5 5

    1 1 32 2 4

    0 0 0 M 

     

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    3 0 0

    4 0 0

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    , ,

    STATIC CONDENSATION

    0m m m n   m

    nn m n n n

    K K    U 

    F K K U 

     

    , ,

    , ,

    , ,

    1, ,

    1

    , , , ,

    0

    Rearrange . .

    Pluginto

    m m m m n n

    n m m n n n n

    m m m m n n

    n n n n m m m m n n n

    K U K U  

    K U K U F  

    U K K U  

    K U K K K U F  

    presented by Djoni Simanta, Ir., MTpresented by Djoni Simanta, Ir., MT

    , , , ,

    ,

    Simplify ( )

    (

    n n n m m m m n n n

    n n n

    K K K K U F  

    K K K 

      1, , ,   )m m m m nK K 

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    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    LK =2.K ; thereare2 frames

      Drift Control

    a.Lateraldisplacement:

    II. Plane

     Frame

     Model

    t

    L

    s

    o s t

    mW =m.g T=2.π

     plot tospectra curve to get C

     baseshear V =C .W

    sL 5 n2

    n n

    s L 5

    s

    .q =q =   ω  =

    ω   T

     b.Drift control

    Δ =q

    Δservicedrift ratio=

    H

    q

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    s.

    ultimatedrift ratio= I .Hd 

    e

    Scale Factor:

    x

    f 1 a t

    f a a

    a f    μ   f 

    f    μ   a   μ   a

    T =T ; T =C .H

    if T T T=T

    T < T C .T T =C T

    StaticCode BaseShear 

    a

    II. Plane Frame Model

    DS e D1 es

    11 smin DS e

    e

    smin DS

    ASCE 7-10/SNI 1726:

    S . I S .IC =min ;

    R R.T

    Sif S 0 ,6 C =max 0,044.S . I ;0 ,01;0,5.

    R/I

    otherwise C =max 0,044.S .I

     

    e ;0,01

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    DS e D1 es smin

    s s t t

    sD

    o

    . .

    and C =max C ;min ;R T.R  

    V =C .W ; W = m.g

    ScaleFactor:

    ζ.Vf =max ;1,0 ;ζsni=0,85

    V

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    .s o D

    o s

     Equivalent Design Lateral Force f V f 

     Design Base Shear V f 

    Gross Response

    II. Plane Frame Model SDOF

    .o sOverturning Design Moment M f H 

    Each frame response

    5 5

    1

    1

    .  Dq q f 

    qq

     

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    2

    2   1

    , , 5 3

    3

    4

    4

    5

    . . ; .i i i i im m m m m nq

    q U K K q q q D d f k d  q

    qq

    q

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    MDOF1

    m2

    H2

    5 6 7 8   q1814

    2

    3

    4

    Typical  Frame

    m1

    H1

    L L L

    1 2 3 4   q17

    1 2 14

    1 2 3 4

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    18 DOF with 2 dynamic DOFNotes:

    q17=U1

    q18=U2

    17 17 ....... 0

    1 3 .... .. ..13

    2 4 ........14

    0 0 ........ 0

    0 0 ........ 15

    0 0 ........ 16

     M 

     

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    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    , ,

    STATIC CONDENSATION0m m m n   mK K    U 

    F K K U 

     

    , ,

    , ,

    , ,

    1

    , ,

    1

    , , , ,

    0

    Rearrange . .

    Pluginto

    m m m m n n

    n m m n n n n

    m m m m n n

    n n n n m m m m n n n

    K U K U  

    K U K U F  

    U K K U  

    K U K K K U F  

    presented by Djoni Simanta, Ir., MTpresented by Djoni Simanta, Ir., MTpresented by Djoni Simanta, Ir., MT

    , , , ,

    ,

    Simplify ( )

    (

    n n n m m m m n n n

    n n n

    K K K K U F  

    K K K 

      1

    , , ,  )m m m m nK K 

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    1. Mass

     Matrix

    1

    2

    0

    0

    m M 

    m

     

    MDOF

    2. Lateral Stiffness Matrix

    2.1. Structural stiffness Matrix of  each frame

    ( ) ( ) 16,6 18,18 18,18

    1

    eachframe NE 

    ii i F 

    i

    K K K K  

    2.2. Lateral Stiffness Matrix of  each frame

    1condensation to lateralstiffness   F K K 

    m2  q18=u2

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    , , L

    2.3. Total Lateral Stiffness Matrix of  Building 

    1 2 3 4

    2,2 2,2 2,2 2,2 2,2

    F F F F  

     L L L L LK K K K K  

    m1  q17=u1

    2.4. Eigen Analysis

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    to find eigen values and eigen vectors

    2. 0K M  

    MDOF

    2

    n n n

    n

    11 12

    21 22

    foreach mode-n:

    2πeigenvalue   ω   ;ω   ;T =

    ω

    eigenvector (modeshape): and can benormalized t o M = 1,T 

    n n n

    a aa M 

    a a  

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

      11 1 221 22   2

    1

    andnormalizedmodeshape

    .

    ij

    ij j

    k kj

    m a

       

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    2.5. Spectral values:

    For each mode‐n period Tn, plot to Nominal Spectra, and get Cn

    spectral matrix

    MDOF

    1

    2

    1

    2

    22

    .0

    .0

    c g

    SAc g

     

     

    2.6. Modal Participation Factors

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

       

       

    . . 1

    . .

    ; for normalized modeshapes

    n n

    n n n

    nn n n

    n

     L a M 

     M a M a

     L L

     M   

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    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    3. Response

     Spectra

     Analysis

    For  each mode‐n :

    3.1. Lateral Displacements

    MDOF

     

     

    2 2

    2

    .. .

    . .

    in total matrixform:

    an nnnn n Dn n Dn

    n n

    ann n n

    n

    S c gY S u a Y with S  

    S u a

       

      

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

      17,1 17,211 1221 22 18,1 18,2

    . . for this 2dofscaseq qu uu a SAu u q q

             

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    3.2. Lateral Drift Control

    11 12 11 12

    ServiceCondition:

    u u

    MDOF

    21 22 21 11 22 1 2

    2 3/2

    12 12 112 21 122 2 2

    12 12 12 2

    1

    ( ) ( )

    ModalCombinationswith"CQC Method":

    8 (1 ).;

    [(1 ) 4 . (1 ) ]

    service drift ateachstory:

    /

    s

    s

    u u u u

    ratio

        

       

     

      2 2

    11 12 12 11 12 11  2 . . / hh      

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    2 22 2 21 22 12 21 22 2

    1 1

    2 2

    /   2 . . /

    ultimatedrift ratio ateach story

    . / ( . )should beless thanallowable drift ratio

    . / ( . )

    s

    sd e

    sd e

    h   h

    C I h

    C I h

          

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT presented by Djoni Simanta, Ir., MT

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    3.3. Lateral Forces & Base Shear

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    2.elasticlateralforces foreachmode-n:

    n n nu u 

    MDOF

               

           

    2 2

    2

    11 12

    . .( ). .( ). .

    .( ). . . . . .

    for all mode:

    . . .

    nsn n n n n n

    sn n n n Dn n n an

    s s

    s

     f M u M u M a Y 

     f M a S M a S 

     f f  f M a SA

     

     

     

       

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    :

    1 1 .o s

     Base Shear 

    V f    11 12

    2 2

    11 12 12 11 122. . .

    o o

    o o o o o

    V V 

    V V V V V    

     

    3.4. Scale Factor

    x

    f 1 a t

    f a a

    a f    μ   f 

    f    μ   a   μ   a

    T =T ; T = C .H

    if T T T=TT < T C .T T =C T

    a

    DS e D1 es

    11 smin DS e

    e

    smin DS

    a c o e ase ear  

    ASCE 7-10/SNI 1726:

    S . I S .IC =min ;

    R R.T

    Sif S 0 ,6 C =max 0,044.S . I ;0 ,01;0,5.

    R/I

    otherwise C =max 0,044.S .I

     

    e ;0,01

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    DS e D1 es smin

    s s t t

    sD

    o

    S .I S .Iand C =max C ;min ;R T.R  

    V =C .W ; W = m.g

    ScaleFactor:

    ζ.Vf =max ;1,0 ; ζsni=0,85

    V

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    3.5. Gross Responses

    3.5.a. Lateral Design Forces and Design Base Shear

    for all mode:

    f f 

    MDOF

    s s

    s D

    s 21 s 22

    2 2

    s11 s12 12 s11 s12sCQC

    2 2

    s21 s22 12 s21 s22

    f = M . a .   τ   . SA .f =f f 

    CQCModalCombinations:

    f +f +2ρ   .f . f  f =

    f +f +2ρ   .f . f  

    Design BaseShear:

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    o s o11 o12V = 1 1 . f = V V

    CQCModal

    2 2

    oCQC o11 o12 12 o11 o12

    Combinations:

    V = V +V +2.ρ   .V .V

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    DesignOverturning Moment:

    3.5.b. Design Overturning Moment

    MDOF

    o 1 1 2 s o11 o12

    2 2

    oCQC o11 o12 12 o11 o12

    M = h (h +h ) . f = M M

    CQCModalCombinations:

    M = M +M +2.ρ   .M .M

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    prepared by Djoni Simanta, Unpar, Bandung, 2013 32

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    , ,

    STATIC CONDENSATION0m m m n   mK K    U 

    F K K U 

     

    , ,

    , ,

    , ,

    1

    , ,

    1

    , , , ,

    0

    Rearrange . .

    Pluginto

    m m m m n n

    n m m n n n n

    m m m m n n

    n n n n m m m m n n n

    K U K U  

    K U K U F  

    U K K U  

    K U K K K U F  

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    , , , ,

    ,

    Simplify ( )

    (

    n n n m m m m n n n

    n n n

    K K K K U F  

    K K K 

      1, , ,  )m m m m nK K 

    Building Model 

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    3.6. Design Internal Forces in each frame

      17,1 17,211 12

    21 22 18,1 18,2

    . . . for this 2dofscasen D

    q qu uU a SA f  

    u u q q       

     

    MDOF

    1,1 1, 2

    17,1 17,21 1

    , , , ,

    18,1 18,2

    1 6,1 1 6, 2

    . .. . . .

    . .m m m m n n m m m n

    q q

    q qU K K U K K  

    q q

    q q

    q q

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

     

    , ,

    6,2 6,2 6,2 6,6 6,2

    1 8,1 1 8, 2

    . .. ;n=2for thiscase

    . .

    i i i i iq D d f k d  

    q q

     

    emen  orces

    Building Model

     

    In Code Based Response Spectrum Analysis Procedure

    3.6. Design Internal Forces in each frame

    (contionued)

    InternalFrame ElementForces

    :CQC Modal Combinations

    MDOF

    2 2

    11 12 12 11 122 . .

    .....................................

    .....................................

    .....................................

    ..............

    i

    CQC 

     f f f f 

     f 

      

    .......................

    presented by Djoni Simanta, Ir., MT

    2 2

    61 62 12 61 622 . . f f f f   

    Loading CombinationsLoading Combinations

    Accidental Torsion

    12

    1‐axis & 2‐axis are principle axes

    from mode‐1 and mode‐2 translation 

    directions

    b1b2

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    Accidental Torsion (continued) 

    Loading CombinationsLoading Combinations

    T1 1 i1 d11 i1

    T2 1 i1 d21 i1

    ra :

    E1 =>(-0,05.b ).F =e .F

    E1 =>(+0,05.b ).F =e .F

    Arah 2:

    T1 2 i2 d12 i2

    T2 2

    E2 =>(-0,05.b ).F =e .F

    E2 =>(+ 0,05.b ) iy d22 i 2.F =e .F

    Dynamic Loading

     Combinations,

     Horizontal

     EQ,

     LRFD

    Directional Combinations

    Scale  Absolute Sum Method, with scale  factor= 0,3:

    Comb1= E1 + 0,3 E2

    Comb2= E2 + 0,3 E1

    Comb3= E1 + E1T1 + 0,3 E2

    Comb4= E1 + E1T2 + 0,3 E2

    Comb5= E2 + E2T1 + 0,3 E1

    om =  +  +  ,  

    E = max

     [ Comb1,

     Comb2,………..,

     Comb6]

     

    max = envelope command in etabs

    1. Beam Flexural Design  2. Column/WALL Flexural Design

    KombinasiKombinasi HasilHasil AnalisisAnalisis DinamisDinamis

    1,4 DL  1,4 DL

    1,2 DL + 1,6 LL  1,2 DL + 1,6 LL

    1,2 DL + 0,5 LL ± E  1,2 DL + 0,5 LL ± E

    0,9 DL ± E  0,9 DL ± E

    Total 6 kombinasi

     Total

     18

     kombinasi

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    Desain Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa

    berdasarkan

    Desain Struktur Gedung Baja Tahan Gempa

    berdasarkan

    Spesifikasi  Umum untuk Gedung Baja Struktur 

    Ketentuan Desain

     Tahan

     Gempa

     untuk

     Struktur

     Gedung

     Baja