analisis kinerja struktur pada bangunan bertingkat tidak beraturan ...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS

DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM

Peformance Analysis on The Structure of Irregular

Multistory Building with A Dynamic Analysis Using

Respons Spectrum Analysis Methode.

SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

AGUS HARIYANTO I 1108502

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2011


commit to user

ii

LEMBAR PERSETUJUAN



Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using


Disusun oleh :


Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan Dosen Pembimbing

Dosen Pembimbing I

Edy Purwanto, ST, MT NIP. 19680912 199702 1 001

Dosen Pembimbing II

Setiono, ST, MSc NIP. 19720224 199702 1 001


commit to user

iii



Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using


SKRIPSI

Disusun oleh :


Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Kamis, 4 Agustus 2011 :

1. Edy Purwanto, ST, MT --------------------------------- NIP. 19680912 199702 1 001 4. Setiono, ST, MSc --------------------------------- NIP. 19720224 199702 1 001

3. Agus Setia Budi, ST, MT --------------------------------- NIP. 19700909 199802 1 001

4. Ir. Agus Supriyadi, MT --------------------------------- NIP. 19600322 198803 1 001

Mengetahui, a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS

Pembantu Dekan I

Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik UNS

Kusno Adi Sambowo, ST, MSc , PhD NIP. 19691026 199503 1 002

Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 198601 1 001


commit to user

iv

MOTTO

“Alloh SWT tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya” (QS.Al-Baqoroh:286)

지금 자면 꿈을 꾸지만 지금 공부하면 꿈을 이룬다

( Jigeum jamyeon kkumeul kkujiman jigeum gongbuhamyeon kkumeul irunda ) “Bila engkau tidur sekarang , maka kau akan segera bermimpi, namun bila engkau

belajar sekarang maka impian itu akan terwujud " (Tazkiana Fauzy)

Orang harus cukup tegar untuk memaafkan kesalahan, cukup pintar untuk belajar

dari kesalahan dan cukup kuat untuk mengoreksi kesalahan.

Semangat dan kerja keras adalah kunci keberhasilan yang dilandasi keyakinan dan doa

Tuhan menabulkan do’a kita dengan 3 cara : Apabila Tuhan Mengatakan YA maka kita akan mendapatkan apa yang kitamau

Apabila Tuhan mengatakan TIDAK maka kita akan mendapatkan yang lebih baik Apabila Tuhan mangatakan Tunggu maka kita akan mendapatkan yang terbaik sesuai

dengan kehendak-Nya


commit to user

v

PERSEMBAHAN Karya ini kupersembahkan untuk :

1. Ibu dan Bapak yang selalu mendoakan saya, mendukung, dan mendidik saya

selama ini.

2. Adikku tersayang Aslina.

3. Seluruh keluargaku atas doa dan dukungannya

4. Impian terbesarku Laily Fatmawati.

5. Teman seperjuanganku Aris Suhartanto.

6. Teman – teman Teknik Sipil ’08 yang tidak biasa saya sebutkan satu demi

satu, terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya selama ini.

7. Teman – teman kost Edelwaiss.

8. Almamater, Universitas Sebelas Maret Surakarta


commit to user

vi

ABSTRAK

Agus Hariyanto, 2011. Analisis Kinerja Struktur pada Bangunan Bertingkat tidak

Beraturan dengan Analisis Dinamik Menggunakan Metode Analisis Respons

Spektrum.

Gempa yang sering melanda Indonesia banyak menyebabkan ribuan korban jiwa

dan menimbulkan kerusakan pada bangunan. Gempa tersebut sering terjadi karena

Indonesia berada di dua wilayah yaitu jalur gempa pasifik (Circum Pasific

Earthquake Belt) dan jalur gempa asia (Trans Asiatic Earthquake Belt). Bencana

gempa menyebabkan terjadi kerusakan struktur bangunan. Saat terjadi gempa,

diharapkan bangunan mampu menerima gaya gempa pada level tertentu tanpa

terjadi kerusakan yang signifikan pada strukturnya. Secara umum analisis gempa

dibagi menjadi dua bagian besar yaitu analisis gempa statik dan analisis gempa

dinamis. Pada bangunan-bangunan yang sangat tinggi, tidak beraturan, bertingkat

banyak serta bangunan-bangunan yang memerlukan ketelitian yang sangat besar

digunakan perencanaan analisis dinamik, yang terdiri dari analisis ragam respon

spektrum dan analisis respon dinamik riwayat waktu.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keamanan gedung dilihat dari

displacement, drift dan base shear. Metode yang digunakan adalah analisis

dinamik respon spektrum dengan menggunakan program ETABS.

Maksimum total drift pada arah X adalah 0,00825 m dan pada arah Y adalah

0,00588 m, Sehingga gedung aman terhadap kinerja batas ultimate (0.02h) dan

kinerja batas layan (0.03/R) x h. Nilai displacement pada arah X adalah 0,06941

m dan pada arah Y adalah 0,05274 m, sehingga displacement pada gedung tidak

melampaui displacement maksimal, sehingga gedung aman terhadap gempa

rencana.

Kata kunci : Respon Spektrum


commit to user

vii

ABSTRAC

Agus Hariyanto, 2011. Peformance Analysis on The Structure of Irregular

Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Spectrum Analysis

Methode.

Earthquakes frequently hit Indonesia, many caused thousands of casualties and

damage to buildings. Earthquakes often occur because Indonesia was in two

regions of the Pacific seismic lines (circum-Pacific Earthquake Belt) and the path

of asia earthquake (Trans Asiatic Earthquake Belt). The earthquake caused

damage to building structures. When an earthquake happens, the building is

expected to be able to accept a certain level of earthquake forces without any

significant damage to the structure. In general, seismic analysis is divided into two

major parts namely the earthquake analysis of static and dynamic earthquake

analysis. In buildings that are very high, irregular, and the multistory buildings

that require a very large used precision planning of dynamic analysis, which

consists of the analysis range of the response spectrum and time history dynamic

response analysis.

This study aims to determine the safety of the building seen from the

displacement, drift and shear bash. The method used is the dynamic response

spectrum analysis using ETABS program.

Maximum total drift in the X direction is 0.00825 m and the Y direction is

0.00588 m, so the building is safe against the ultimate limit of performance

(0.02h) and serviceability limit the performance of (0.03 / R) xh. Value of

displacement in the X direction is 0.06941 m and the Y direction is 0.05274 m, so

the displacement at the building does not exceed the maximum displacement, so

that the building is safe against earthquake plan.

Kata kunci : Respon Spektrum


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat,

hidayah , serta karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Analisa Kinerja Struktur pada Bangunan Bertingkat tidak Beraturan dengan

Analisa Dinamik Menggunakan Metode Analisis Respon Spektrum”.

Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta. Dengan adanya penulisan skripsi ini diharapkan dapat memberikan

wacana dan manfaat khususnya bagi penulis sendiri dan bagi orang lain pada

umumnya.

Atas bantuan dan kerjasama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi

ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Univeritas Sebelas Maret Surakarta.

2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

3. Edy Purwanto, ST, MT, dan Setiono, ST, MSc selaku Dosen Pembimbing

yang telah banyak memberikan arahan dalam menyusun laporan ini.

4. Ir. JB Sunardi Widjaja, MSi selaku pembimbing Akademik.

5. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil angkatan 2008 atas kerjasama dan

bantuannya.

Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan

pemikiran bagi pembaca, karena banyak kekurangan yang masih harus diperbaiki.

Kritik dan saran akan penulis terima untuk kesempurnaan tulisan ini.

Surakarta, Juli 2011

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii

MOTTO ................................................................................................................. iv

PERSEMBAHAN ................................................................................................... v

ABSTRAK ............................................................................................................. vi

KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................... xvii

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ............................ 5

2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................................... 5

2.2 Dasar Teori ........................................................................................................ 9

2.2.1 Analisis Dinamik..................................................................................... 9

2.2.2 Konsep Perencanaan gedung Tahan Gempa ......................................... 14

2.2.3 Prinsip dan Kaidah Perencanaan .......................................................... 15

2.2.3.1 Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan .... 15

2.2.3.2 Sistem Struktur ........................................................................ 16

2.2.3.3 Jenis Beban .............................................................................. 17

2.2.3.4 Kombinasi Pembebanan .......................................................... 22

2.2.3.5 Defleksi Lateral ....................................................................... 22


commit to user

x

2.2.4 Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa ........... 23

2.2.4.1 Faktor Keutamaan .................................................................... 23

2.2.4.2 Koefisien Modifikasi Respon ................................................. 26

2.2.4.3 Wilayah Gempa ...................................................................... 27

2.2.4.4 Jenis Tanah Setempat ............................................................. 28

2.2.4.5 Faktor Respon Gempa ............................................................ 29

2.2.4.6 Kategori Desain Gempa (KDG) ............................................. 31

2.2.4.7 Arah Pembebanan Gempa ...................................................... 32

2.3 Kinerja Struktur ............................................................................................... 33

2.3.1 Kinerja Batas Layan .............................................................................. 33

2.3.1 Kinerja Batas Ultimit ............................................................................ 33

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ........................................................... 35

3.1 Data Struktur Gedung ..................................................................................... 35

3.2 Tahapan Analisis ............................................................................................. 37

3.2.1 Studi Literatur ...................................................................................... 37

3.2.2 Pengumpulan data ................................................................................. 37

3.2.3 Pemodelan 3D ....................................................................................... 38

3.2.4 Perhitungan Pembebanan ...................................................................... 40

3.2.5 Analisis Respon Spektrum .................................................................... 40

3.2.6 Diagram Alir Pembuatan Grafik Respon Spektrum ............................. 41

3.2.7 Pembahasan Hasil Analisis Respon Spektrum Dari

Program ETABS V 9.5 ........................................................................ 42

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ........................................................ 43

4.1 Denah Apartemen Tuning ............................................................................... 43

4.2 Konfigurasi Gedung ........................................................................................ 44

4.3 Spesifikasi Material ......................................................................................... 44

4.3.1 Mutu Beton ........................................................................................... 44

4.3.2 Mutu Baja Baja Tulangan ..................................................................... 45


commit to user

xi

4.3.3 Data Elemen Struktur ............................................................................ 45

4.3.3.1 Plat Lantai ............................................................................... 45

4.3.3.2 Balok ....................................................................................... 46

4.3.3.3 Kolom ..................................................................................... 46

4.4 Pembebanan .................................................................................................... 46

4.4.1 Beban Mati ............................................................................................ 46

4.4.2 Reduksi Beban Hidup (LR) ................................................................... 47

4.4.3. Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai .............................................. 47

4.4.4. Momen Inersia Massa Bangunan ......................................................... 48

4.4.5. Perhitungan Beban Diluar Berat Sendiri Per m2 .................................. 49

4.4.6 Beban Gempa ........................................................................................ 50

4.4.6.1 Faktor Respon Gempa ............................................................ 50

4.4.7 Data Gempa........................................................................................... 51

4.4.8 Faktor Reduksi Gempa.......................................................................... 53

4.4.9 Tekanan Tanah Pada Dinding Basement .............................................. 53

4.4.10 Tekanan ke Atas (Uplift) Pada Lantai dan Pondasi ............................ 54

4.5 Hasil Analisis Displacement, Drift dan Base Shear dengan Beban Gempa ... 55

4.5.1 Hasil Analisis Displacement akibat Beban Kombinasi ........................ 55

4.5.2 Hasil Analisis Base Shear akibat Beban Kombinasi ............................ 56

4.6 Hasil Kontrol Struktur Gedung ...................................................................... 56

4.6.1 Kontrol Gaya Geser ............................................................................. 56

4.6.2 Kinerja Batas Layan Struktur Gedung .................................................. 59

4.6.3 Kinerja Batas Ultimit Struktur Gedung ................................................ 61

4.6.4 Kontrol Partisipasi Massa ..................................................................... 63

4.7 Grafik Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimate ............................................. 64

4.7.1 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan ..................................................... 64

4.7.2 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate ................................................. 64

4.8 Grafik Simpangan Struktur Terhadap Beban Gempa ..................................... 65

4.8.1 Grafik Displasement Akibat Beban Gempa Arah X ............................. 65

4.8.2 Grafik Displasement Akibat Beban Gempa Arah Y ............................. 65

4.8.3 Grafik Story Drift Akibat Beban Gempa Arah X ................................. 66

4.8.4 Grafik Story Drift Akibat Beban Gempa Arah Y ................................. 66


commit to user

xii

4.9 Perbandingan Displasement maksimum Analisa Pushover dengan

analisa Respon Spektrum ............................................................................. 67

4.10 Evaluasi Kinerja Struktur Menurut ATC-40 ................................................ 68

4.10.1 Kinerja gedung Menurut ATC- 40 untuk arah X .............................. 68

4.10.2 Kinerja gedung Menurut ATC- 40 untuk arah Y .............................. 68

4.11 Grafik Displasement maksimum .................................................................. 69

4.11.1 Grafik Displasement maksimum Analisa Respon Spektrum ............ 69

4.11.2 Grafik Perbandingan Displasement maksimumAnalisa

Pushover dengan Analisa Respon Spektrum ................................... 70

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 71

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 71

5.2 Saran ................................................................................................................ 71

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 72

DAFTAR LAMPIRAN


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung ........................................................ 19

Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan ............................................................. 20

Tabel 2.3 Berat Sendiri Komponen Gedung ......................................................... 21

Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban

gempa .................................................................................................... 23

Tabel 2.5 Faktor Keutamaan I Untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan 26

Tabel 2.6 Parameter daktilitas struktur gedung ..................................................... 26

Tabel 2.7 Jenis-Jenis Tanah Berdasar SNI 1726-2010 ......................................... 29

Tabel 2.8 Kategori lokasi Fa untuk Menentukan Nilai Ss ................................... 29

Tabel 2.9 Kategori Lokasi Fv untuk Menentukan Nilai S1 ................................... 30

Tabel 2.10 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan

Perioda Pendek .................................................................................... 31


Perioda 1,0 detik ................................................................................... 32

Tabel 2.12Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan ................... 32

Tabel 3.1 Deskripsi Gedung .................................................................................. 35

Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung .............................................................................. 44

Tabel 4.2 Mutu Beton Gedung B Apartemen Tunning ......................................... 44

Tabel 4.3 Tipe Balok ............................................................................................. 46

Tabel 4.4 Tipe Kolom ........................................................................................... 46

Tabel 4.5 Berat Struktur Perlantai ......................................................................... 47

Tabel 4.6 Massa Bangunan ................................................................................... 48

Tabel 4.7 Momen Inersia Lantai Bangunan .......................................................... 49

Tabel 4.8 Data Tanah yang Digunakan Untuk Desain .......................................... 50

Tabel 4.9 Simpangan Horisontal (Displacement) Terbesar .................................. 55

Tabel.4.10. Base Shear Terbesar ........................................................................... 56

Tabel.4.11 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y .......................................... 57

Tabel 4.12 Faktor Skala ........................................................................................ 57

Tabel.4.13. Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y ........................................ 57



commit to user

xiv



Tabel.4.17.Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y ......................................... 58



Tabel.4.20. Kontrol kinerja batas layan arah X dan Y ......................................... 60

Tabel.4.21. Kontrol kinerja batas Ultimate arah X dan Y .................................... 62

Tabel 4.22 Hasil dari Modal Partisipasi Massa Rasio .......................................... 63

Tabel 4.23Displasement Maksimum Analisis Pushover dengan Analisis

Respon Spektrum .............................................................................. 67

Tabel 4.24 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40 ........................................... 68


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Kerusakan Gempa Jogja (2006) dan Padang (2009) ......................... 1

Gambar 1.2 Tampak Apartemen Tuning .............................................................. 5

Gambar 2.1 Kestabilan Struktur Portal ................................................................. 7

Gambar 2.2 Diagram Beban (P) - Waktu (t) ....................................................... 12

Gambar 2.3 Defleksi Lateral ............................................................................... 22

Gambar 2.4 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk S1 .......................... 27

Gambar 2.5 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk Ss ........................... 28

Gambar 2.6 Desain Respon Spektrum ................................................................ 30

Gambar 3.1 Tampak Apartemen Tuning ............................................................ 36

Gambar 3.2 Denah Apartemen Tuning ............................................................... 36

Gambar 3.3 Sistem koordinat yang digunakan dalam program ETABS ............ 39

Gambar 3.4 Diagram alir pembuatan respon spektrum ....................................... 41

Gambar 3.5 Diagram alir analisis respon spektrum ............................................ 42

Gambar 4.1 Tampak Samping Apartemen Tunning .......................................... 43

Gambar 4.2 Gambar denah lantai 2 dan lantai 2’ ................................................ 43

Gambar 4.3 Respon Spektrum Gedung B Apartemen Tunning ........................... 52

Gambar 4.4 Data tanah ........................................................................................ 53

Gambar 4.5 Beban tekanan tanah ........................................................................ 54

Gambar 4.6 Beban uplift ..................................................................................... 54

Gambar 4.7 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y ............... 64

Gambar 4.8 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y ........... 64

Gambar 4.9 Displasement Akibat Beban Gempa Arah X ................................... 65

Gambar 4.10 Displasement Akibat Beban Gempa Arah Y ................................. 65

Gambar 4.11 Story Drift Akibat Beban Gempa Arah Y ..................................... 66

Gambar 4.12 Story Drift Akibat Beban Gempa Arah X ..................................... 66

Gambar 4.13 Grafik Displasement maksimum Analisa Respon Spektrum ........ 69

Gambar 4.14 Grafik Displasement maksimum Analisa Pushover dengan Analis

Respon Spektrum .......................................................................... 70


commit to user

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Berat Tiap Lantai

Lampiran B Langkah ETABS V 9.50


commit to user

xvii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

B = Panjang gedung pada arah gempa yang ditinjau (m)

C = Faktor respons gempa dari spektrum respons

Ct = Koefisien pendekatan waktu getar alamiah untuk gedung beton

bertulang menurut UBC 97

Ec = Modulus elastisitas beton

E = Beban Gempa

e = Eksentrisitas antara pusat masa lantai dan pusat rotasi

Fa = Koefisien periode pendek

Fv = Koefisien periode 1.0 detik

f’c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)

fy = Mutu baja / kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan (Mpa)

fys = Mutu tulangan geser/sengkang (Mpa)

g = Percepatan gravitasi

Hn = Tinggi gedung

I = Faktor keutamaan

k = Kekakuan struktur

M = Momen

n = Jumlah tingkat

N = Nomor lantai tingkat paling atas

P-∆ = Beban lateral tambahan akibat momen guling yang terjadi oleh

beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpan kesamping yang

disebabkan oleh beban gempa lateral (N-mm)

q = Beban merata (Kg/m2)

qD = Beban mati merata (Kg/m2)

qL = Beban hidup merata (Kg/m2)

R = Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang

bersangkutan

SS = Parameter respon spektra percepatan pada periode pendek

S1 = Parameter respon spektra percepatan pada periode 1 detikk


commit to user

xviii

SS = Lokasi yang memerlukan investigasi geoteknik dan analisis respon site

spesifik

T = Waktu getar gedung pada arah yang ditinjau (dt)

Teff = Waktu getar gedung effektif (dt)

T1 = Waktu getar alami fundamental (dt)

V = Gaya geser dasar (ton)

V i = Gaya geser dasar nominal (ton)

Vn = Gaya geser gempa rencana (ton)

Wi = Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (ton)

Wt = Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai (ton)

Zi = Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral (m)

∆ roof = Displacement atap

ζ = Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang

membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung,

bergantung pada wilayah gempa

ξ (ksi) = Faktor pengali dari simpangan struktur gedung akibat pengaruh

gempa rencana pada taraf pembebanan nominal untuk

mendapatkan simpangan maksimum struktur gedung pada saat

mencapai kondisi diambang keruntuhan

γ (Gamma) = factor beban secara umum

∑(Sigma) = Tanda penjumlahan


commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Gempa yang sering melanda Indonesia seperti gempa Aceh disertai tsunami tahun

2004 (9,2 SR), gempa Nias tahun 2005 (8,7 SR), gempa Yogya tahun 2006 (6,3

SR), gempa Padang tahun 2009 (7,6 SR) dan yang terakhir gempa Mentawai

tahun 2010 (7,2 SR), banyak menyebabkan ribuan korban jiwa dan menimbulkan

kerusakan pada bangunan. Gempa tersebut sering terjadi karena Indonesia berada

di dua wilayah yaitu jalur gempa pasifik (Circum Pasific Earthquake Belt) dan

jalur gempa asia (Trans Asiatic Earthquake Belt).

Gambar 1.1. Kerusakan Gempa Jogja (2006) dan Padang (2009) Sumber : WordPress.com, Blogs mengenai : Gempa Yogyakarta dan Gempa Padang

Gempa bumi yaitu getaran (goncangan) yang terjadi karena pergerakan

(bergesernya) lapisan batu bumi yang berasal dari dasar atau bawah permukaan

bumi dan juga bisa dikarenakan adanya letusan gunung berapi. Maka dari itu,

gempa bumi sering terjadi pada daerah yang berdekatan dengan gunung berapi

dan daerah yang dikelilingi lautan luas. Gempa bumi disebabkan oleh pergerakan

kerak bumi (lempeng bumi) yang menimbulkan tekanan terlalu besar untuk dapat

ditahan.


commit to user

2

Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi bangunan,

maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur. Desain

struktur bangunan tersebut merupakan perencanaan bangunan yang melalui

berbagai tahapan perhitungan dengan mempertimbangkan berbagai variabelnya

sehingga didapatkan produk yang berdaya guna sesuai fungsi kegunaannya. Salah

satu analisis dari gempa yaitu mempelajari karakteristik-karakteristik gempa

melalui accelerogram (riwayat gempa yang diskalakan), sehingga ketika gempa

besar terjadi angka kematian akibat struktur yang roboh menjadi minimum.

Secara umum analisis gempa dibagi menjadi dua bagian besar yaitu analisis

gempa statik dan analisis gempa dinamis. Pada bangunan-bangunan yang sangat

tinggi, tidak beraturan, bertingkat banyak serta bangunan-bangunan yang

memerlukan ketelitian yang sangat besar digunakan perencanaan analisis dinamik,

yang terdiri dari analisis ragam respon spektrum dan analisis respon dinamik

riwayat waktu. Analisis dinamis riwayat waktu dan analisis dinamis respon

spektrum dapat memberikan pembagian gaya geser tingkat yang lebih tepat

sepanjang tinggi gedung dibanding analisis statik.

Pada metode penelitian analisis ini menggunakan respon spektrum gempa rencana

sebagai dasar untuk menetukan responnya. Dalam analisis respon spektrum hanya

dipakai untuk menentukan gaya geser tingkat nominal dinamik akibat pengaruh

gempa rencana. Gaya-gaya internal dalam unsur struktur gedung didapat dari

analisis 3 dimensi berdasarkan beban-beban gempa statik ekuivalen.

Penelitian ini mengacu pada hasil Tugas Akhir Mahasiswa Jurusan Arsitektur

Universitas Sebelas Maret Surakarta yang bernama Astuning Hariri dengan judul

Tugas Akhir Apartemen di Bandung dengan Penekanan Arsitektur Hemat Energi.

Serta melanjutkan penelitian dari Anindityo Budi Prakoso mahasiswa Teknik Sipil

yang berjudul Evaluasi Kinerja Seismik Struktur Beton dengan Analisis Pushover

Prosedur A menggunakan Program ETABS V9.50.


commit to user

3

Gambar 1.2 Tampak Apartemen Tuning Sumber : Astuning Hariri (2008)

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas maka rumusan masalah

ini adalah bagaimana mengevaluasi struktur dengan analisis respon spektrum

yang dilihat berdasarkan Displacement, drift dan base shear.

1.3. Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

1. Struktur yang digunakan adalah struktur beton.

2. Bangunan yang ditinjau bangunan bertingkat 10 tidak simetris.

3. Analisis struktur ditinjau dalam 3 dimensi menggunakan bantuan software

ETABS v9.5

4. Analisa gaya gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dengan peta gempa

terbaru (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010).

5. Sistem struktur yang direncanakan adalah :

a. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.

b. Dual System (kombinasi sistem rangka pemikul momen dan sistem dinding

struktural).

6. Jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi bor pile.

7. Tidak meninjau aspek ekonomis dan keindahan gedung.


commit to user

4

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur gedung dengan

analisis respon spektrum yang ditinjau berdasarkan displacement, drift dan base

shear.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini memberi manfaat terhadap ilmu pengetahuan khususnya dalam

bidang teknik sipil.

2. Mengembangkan pengetahuan mengenai penggunaan software ETABS v9.5

khususnya dalam desain struktur beton portal 3 dimensi.

3. Memberikan pemahaman tentang analisis gempa dinamik.


commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Menurut Daniel L. Schodek (1999), gempa bumi dapat terjadi karena fenomena

getaran dengan kejutan pada kerak bumi. Faktor utama adalah benturan

pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi permukaan bumi. Gempa bumi ini

menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini mempunyai suatu energi yang

dapat menyebabkan permukaan bumi dan bangunan diatasnya menjadi bergetar.

Getaran ini nantinya akan menimbulkan gaya-gaya pada struktur bangunan karena

struktur cenderung mempunyai gaya untuk mempertahankan dirinya dari gerakan.

Menurur Chen dan Lui (2006), pengertian secara umum, gempa bumi merupakan

getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang dapat disebabkan oleh aktivitas

tektonik, vulkanisme, longsoran termasuk batu, bahan peledak. Dari semua

penyebab tersebut di atas, goncangan yang disebabkan oleh peristiwa tektonik

merupakan penyebab utama kerusakan struktur dan perhatian utama dalam kajian

tentang bahaya gempa.

Menurut Mc.Cormak (1995), hal yang perlu diperhatikan adalah kekuatan

bangunan yang memadai untuk memberikan kenyamanan bagi penghuninya

terutama lantai atas. Semakin tinggi bangunan, defleksi lateral yang terjadi juga

semakin besar pada lantai atas.

Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk

mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga

kriteria standar sebagai berikut:

a. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil.

b. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural

tetapi bukan merupakan kerusakan struktural.

5


commit to user

6

c. Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non-struktural pada gempa

kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan

runtuh.

Menurut SNI-1726-2002 pasal 1.3 dilakukannya perencanaan ketahanan gempa

untuk struktur gedung bertujuan untuk :

a. Menghindari terjadinya korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat

gempa yang kuat.

b. Membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga

masih dapat diperbaiki.

c. Membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi

gempa ringan sampai sedang

d. Mempertahankan setiap saat layanan vital dari fungsi gedung.

Menurut Applied Tecnology Council (ATC)-40, kriteria-kriteria struktur tahan

gempa adalah sebagai berikut :

1. Immediate Occupancy (IO)

Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa tersebut, struktur tidak

mengalami kerusakan struktural dan tidak mengalami kerusakan non

struktural. Sehingga dapat langsung dipakai.

2. Life Safety (LS)

Struktur gedung harus mampu menahan gempa sedang tanpa kerusakan

struktur, walaupun ada kerusakan pada elemen non-struktur.

3. Collapse Pervention (CP)

Struktur harus mampu menahan gempa besar tanpa terjadi keruntuhan

struktural walaupun struktur telah mengalami rusak berat, artinya kerusakan

struktur boleh terjadi tetapi harus dihindari adanya korban jiwa manusia.

Daniel L. Schodek (1999) menyatakan bahwa pada struktur stabil apabila

dikenakan beban, struktur tersebut akan mengalami perubahan bentuk (deformasi)

yang lebih kecil dibandingkan struktur yang tidak stabil. Hal ini disebabkan

karena pada struktur yang stabil memiliki kekuatan dan kestabilan dalam menahan

beban.


commit to user

7

Stabilitas merupakan hal yang sulit di dalam perencanaan struktur yang

merupakan gabungan dari elemen-elemen. Untuk memperjelas mengenai stabilitas

struktur akan diilustrasikan dalam Gambar 2.1.

(a) Susunan kolom dan balok (b) Ketidakstabilan terhadap beban horisontal

(c) Tiga metode dasar untuk menjamin kestabilan struktur sederhana meliputi :

penopang diagonal, bidang geser dan titik hubung kaku.

(d) Setiap metode yang dipakai untuk menjamin kestabilan pada struktur harus

dipasang secara simetris. Apabila tidak, dapat terjadi efek torsional pada

struktur.

Gambar 2.1. Kestabilan Struktur Portal. Sumber : Daniel L. Schodek (1999)

Δ


commit to user

8

Pada Gambar 2.1(a). struktur stabil karena struktur belum mendapatkan gaya dari

luar, apabila suatu struktur dikenakan gaya horisontal maka akan terjadi deformasi

seperti yang terlihat pada Gambar 2.1(b). Hal ini disebabkan karena struktur

tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan gaya horisontal dan

struktur tidak mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bentuk struktur ke

bentuk semula apabila beban horisontal dihilangkan sehingga akan terjadi

simpangan horisontal yang berlebihan yang dapat menyebabkan keruntuhan.

Menurut Daniel L. Schodek (1999), terdapat beberapa cara untuk menjamin

kestabilan struktur seperti pada Gambar 2.1(c). Cara pertama dengan

menambahkan elemen struktur diagonal pada struktur, sehingga struktur tidak

mengalami deformasi menjadi jajaran genjang seperti pada Gambar 2.1(b). Hal

ini disebabkan karena dengan menambahkan elemen struktur diagonal gaya-gaya

yang dikenakan pada struktur akan disebarkan keseluruh bagian termasuk ke

elemen diagonal, gaya-gaya yang diterima masing-masing struktur akan

berkurang sehingga simpangan yang dihasilkan lebih kecil. Cara kedua adalah

dengan menggunakan dinding geser. Elemennya merupakan elemen permukaan

bidang kaku, yang tentunya dapat menahan deformasi akibat beban horisontal dan

simpangan horisontal yang akan dihasilkan akan lebih kecil. Cara ketiga adalah

dengan mengubah hubungan antara elemen struktur sedemikian rupa sehingga

perubahan sudut untuk suatu kondisi pembebanan tertentu. Hal ini dengan

membuat titik hubung kaku diantara elemen struktur sebagai contoh meja adalah

struktur stabil karena adanya titik hubung kaku di antara setiap kaki meja dengan

permukaan meja yang menjamin hubungan sudut konstan di antara elemen

tersebut, sehingga struktur menjadi lebih kaku. Dalam menentukan letak bresing

maupun dinding geser hendaknya simetris. Hal ini untuk menghindari efek

torsional.


commit to user

9

2.2. DASAR TEORI

2.2.1 Analisis Dinamik

Secara umum analisis struktur terhadap beban gempa dibagi menjadi dua macam,

yaitu :

1. Analisis beban statik ekuivalen adalah suatu cara analisis struktur dimana

pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban statik horizontal yang

diperoleh dengan hanya memperhitungkan respon ragam getar yang pertama.

Biasanya distribusi gaya geser tingkat ragam getar yang pertama ini di

sederhanakan sebagai segitiga terbalik.

2. Analisis dinamik adalah analisis struktur dimana pembagian gaya geser

gempa di seluruh tingkat diperoleh dengan memperhitungkan pengaruh

dinamis gerakan tanah terhadap struktur. Analisis dinamik terbagi menjadi 2,

yaitu :

a. Analisis ragam respon spektrum dimana total respon didapat melalui

superposisi dari respon masing-masing ragam getar.

b. Analisis riwayat waktu adalah analisis dinamis dimana pada model

struktur diberikan suatu catatan rekaman gempa dan respon struktur

dihitung langkah demi langkah pada interval tertentu.

Analisis dinamik untuk perancangan struktur tahan gempa dilakukan jika

diperlukan evaluasi yang lebih akurat dari gaya-gaya gempa yang bekerja pada

struktur, serta untuk mengetahui perilaku dari struktur akibat pengaruh gempa.

Pada struktur bangunan tingkat tinggi atau struktur dengan bentuk atau

konfigurasi yang tidak teratur. Analisis dinamik dapat dilakukan dengan cara

elastis maupun inelastis. Pada cara elastis dibedakan Analisis Ragam Riwayat

Waktu (Time History Modal Analysis), dimana pada cara ini diperlukan rekaman

percepatan gempa dan Analisis Ragam Spektrum Respon (Respons Spectrum

Modal Analysis), dimana pada cara ini respon maksimum dari tiap ragam getar

yang terjadi didapat dari Spektrum Respon Rencana (Design Spectra). Pada

analisis dinamis elastis digunakan untuk mendapatkan respon struktur akibat

pengaruh gempa yang sangat kuat dengan cara integrasi langsung (Direct


commit to user

10

Integration Method). Analisis dinamik elastis lebih sering digunakan karena lebih

sederhana.

Untuk struktur gedung yang tidak beraturan yang tidak memenuhi struktur gedung

beraturan, pengaruh gempa rencana terhadap struktur gedung tersebut harus

ditentukan melalui analisis respon dinamik 3 dimensi. Untuk mencegah terjadinya

respon struktur gedung terhadap pembebanan gempa yang dominan dalam rotasi

dari hasil analisis vibrasi bebas 3 dimensi, paling tidak gerak ragam pertama

(fundamental) harus dominan dalam translasi. (SNI 03-1726-2002)

Analisis dinamik adalah untuk menentukan pembagian gaya geser tingkat akibat

gerakan tanah oleh gempa dan dapat dilakukan dengan cara analisis ragam

spektum respon. Pembagian gaya geser tingkat tersebut adalah untuk

menggantikan pembagian beban geser dasar akibat gempa sepanjang tinggi

gedung pada analisis beban statik ekuivalen. Pada analisis ragam spektum respon,

sebagai spektrum percepatan respon gempa rencana harus dipakai diagram

koefisien gempa dasar (C) untuk wilayah masing-masing gempa. Nilai C tersebut

tidak berdimensi sehingga respon masing-masing ragam merupakan respon relatif.

Untuk stuktur 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 respon ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda yang dikenal

dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SRSS)

(SNI 03-1726-2002)


commit to user

11

Perbedaan antara Beban Statik dan Dinamik (Widodo 2000)

Pada ilmu statika keseimbangan gaya-gaya didasarkan atas kondisi statik, artinya

gaya-gaya tersebut tetap intesitasnya, tetap tempatnya dan tetap arah/ garis

kerjanya. Gaya-gaya tersebut dikategorikan sebagai beban statik. Kondisi seperti

ini akan berbeda dengan beban dinamik dengan pokok-pokok perbedaan sebagai

berikut ini :

a. Beban dinamik adalah beban yang berubah-ubah menurut waktu (time

varying) sehingga beban dinamik merupakan fungsi dari waktu.

b. Beban dinamik umumnya hanya bekerja pada rentang waktu tertentu. Untuk

gempa bumi maka rentang waktu tersebut kadang-kadang hanya beberapa

detik saja. Walaupun hanya beberapa detik saja namun beban angin dan beban

gempa misalnya dapat merusakkan struktur dengan kerugian yang sangat

besar.

c. Beban dinamik dapat menyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat massa

yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan.

d. Beban dinamik lebih kompleks dibanding dengan beban statik, baik dari

bentuk fungsi bebannya maupun akibat yang ditimbulkan. Asumsi-asumsi

kadang perlu diambil untuk mengatasi ketidakpastian yang mungkin ada pada

beban dinamik.

e. Karena beban dinamik berubah-ubah intensitasnya menurut waktu, maka

pengaruhnya terhadap struktur juga berubah-ubah menurut waktu. Oleh karena

itu penyelesaian problem dinamik harus dilakukan secara berulang-ulang

bersifat penyelesaian tunggal ( single solution ), maka penyelesaian problem

dinamik bersifat penyelesaian berulang-ulang (multiple solution).

f. Sebagai akibat penyelesaian yang berulang-ulang maka penyelesaian struktur

dengan beban dinamik akan lebih mahal dan lebih lama.


commit to user

12

Gambar 2.2. Diagram Beban (P) - Waktu (t)

Sumber : www.mafiosodeciviliano.com (Mei,2011)

Beban dinamik menimbulkan respon yang berubah-ubah menurut waktu, maka

struktur yang bersangkutan akan ikut bergetar atau ada gerakan. Dalam hal ini

bahan akan melakukan resistensi terhadap gerakan dan pada umumnya dikatakan

bahan yang bersangkutan mempunyai kemampuan untuk meredam getaran.

Dengan demikian pada pembebanan dinamik, akan terdapat peristiwa redaman

yang hal ini tidak ada pada pembebanan statik.

Menurut Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung SNI

01-1726-2002, Struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan,

apabila memenuhi ketentuan sebagai berikut :

1. Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10

tingkat atau 40 m.

2. Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun

mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari

ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut.

3. Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun

mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15%

dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut.

4. Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban

lateral yang arahnya saling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu

utama orthogonal denah struktur gedung secara keseluruhan.

Beban Statik Beban Impak Getaran Mesin Getaran Gempa


commit to user

13

5. Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatan bidang muka dan

kalaupun mempunyai loncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur

bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari

75% dari ukuran terbesar denah struktur bagian gedung sebelah bawahnya.

Dalam hal ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkat

tidak perlu dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka.

6. Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan, tanpa

adanya tingkat lunak. Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu

tingkat, di mana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan

lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata-rata 3

tingkat di atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateral

suatu tingkat adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan

satu satuan simpangan antar-tingkat.

7. Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya

setiap lantai tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% dari berat

lantai tingkat di atasnya atau di bawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak

perlu memenuhi ketentuan ini.

8. Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan

beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila

perpindahan tersebut tidak lebih dari setengah ukuran unsur dalam arah

perpindahan tersebut.

9. Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang

atau bukaan yang luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai tingkat.

Kalaupun ada lantai tingkat dengan lubang atau bukaan seperti itu, jumlahnya

tidak boleh melebihi 20% dari jumlah lantai tingkat seluruhnya.

Untuk struktur gedung beraturan, pengaruh gempa rencana dapat ditinjau sebagai

pengaruh beban gempa statik ekuivalen, sehingga menurut standar ini analisisnya

dapat dilakukan berdasarkan analisis statik ekuivalen.


commit to user

14

Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan diatas, ditetapkan sebagai

struktur gedung tidak beraturan. Untuk struktur gedung tidak beraturan, pengaruh

Gempa Rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa dinamik,

sehingga analisisnya harus dilakukan berdasarkan analisis respon dinamik.

2.2.2 Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa

Struktur tahan gempa adalah struktur yang tahan (tidak rusak dan tidak runtuh)

apabila terlanda gempa, bukan struktur yang semata-mata (dalam perencanaan)

sudah diperhitungkan dengan beban gempa (Tjokrodimulyo, 2007)

Dalam perencanaan bangunan tahan gempa struktur yang didesain harus

memenuhi kriteria sebagai berikut :

a. Di bawah gempa ringan (gempa dengan periode ulang 50 tahun dengan

probabilitas 60% dalam kurun waktu umur gedung) struktur harus dapat

berespon elastik tanpa mengalami kerusakan baik pada elemen structural

(balok, kolom, pelat dan pondasi struktur) dan elemen non struktural (dinding

bata, plafond dan lain lain).

b. Di bawah gempa sedang (gempa dengan periode ulang 50-100 tahun) struktur

bangunan boleh mengalami kerusakan ringan pada lokasi yang mudah

diperbaiki yaitu pada ujung-ujung balok di muka kolom, yang diistilahkan

sendi plastis, struktur pada tahap ini disebut tahap First Yield yang

merupakan parameter penting karena merupakan batas antara kondisi elastik

(tidak rusak) dan kondisi plastik (rusak) tetapi tidak roboh atau disingkat

sebagai kondisi batas antara beban gempa ringan dan gempa kuat.

c. Di bawah gempa kuat (gempa dengan periode ulang 200-500 tahun dengan

probabilitas 20%-10% dalam kurun waktu umur gedung) resiko kerusakan

harus dapat diterima tapi tanpa keruntuhan struktur. Jadi, kerusakan struktur

pada saat gempa kuat terjadi harus didesain pada tempat-tempat tertentu

sehingga mudah diperbaiki setelah gempa kuat terjadi.


commit to user

15

2.2.3 Prinsip dan Kaidah Perancangan

2.2.3.1 Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan

Prinsip-prinsip dasar perlu diperhatikan dalam perencanaan, perancangan dan

pelaksanaan struktur bangunan beton bertulang tahan gempa yaitu :

1. Sistem struktur yang digunakan haruslah sesuai dengan tingkat kerawanan

daerah dimana struktur bangunan tersebut berada terthadap gempa.

2. Aspek kontinuitas dan integritas struktur bangunan perlu diperhatikan. Dalam

pendetailan penulangan dan sambungan-sambungan, unsur-unsur struktur

bangunan harus terikat secara efektif menjadi satu kesatuan untuk

meningkatkan struktur secara menyeluruh.

3. Konsistensi sistem struktur yang diasumsikan dalam desain dengan sistem

struktur yang dilaksanakan harus terjaga.

4. Materi beton yang digunakan haruslah memiliki daya tahan yang tinggi

dilingkungannya.

5. Unsur-unsur arsitektural yang memiliki masa yang besar harus terikat dengan

kuat pada sistem portal utama dan harus diperhitungkan pengaruhnya terhadap

sistem struktur.

6. Metode pelaksanaan, sistem quality control dan quality assurance dalam

tahapan konstruksi harus dilaksanakan denagn baik dan harus sesuai dengan

kaidah yang berlaku.

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa besarnya gaya gempa yang

diterima struktur bangunan pada dasarnya dipengaruhi oleh karakteristik gempa

yang tejadi, karakteristik tanah dimana bangunan berada dan karakteristik struktur

bangunan. Karakteristik struktur bangunan yang berpengaruh diantaranya bentuk

bangunan, massa bangunan, beban gravitasi yang bekerja, kekakuan dan lain-lain.


commit to user

16

2.2.3.2 Sistem Struktur

Ada 4 jenis sistem struktur dasar yang ditetapkan dalam peraturan perencanaan

gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002), yaitu:

1. Sistem dinding penumpu, yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka

ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem

bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding

geser atau rangka bresing.

2. Sistem rangka gedung, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki

rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul

dinding geser atau rangka bresing.

3. Sistem rangka pemikul momen, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya

memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban

lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.

4. Sistem ganda, yaitu sistem yang terdiri dari rangka ruang yang memikul

seluruh beban gravitasi, pemikul beban lateral berupa dinding geser atau

rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen

harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya

25% dari seluruh beban lateral, dan kedua sistem harus direncanakan untuk

memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan

interaksi sistem ganda.

Selain 4 sistem struktur dasar tersebut, dalam SNI 03-1726-2002 juga

mengenalkan 3 sistem struktur lain, yaitu sistem struktur gedung kolom kantilever

(sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban

lateral), sistem interaksi dinding geser dengan rangka, dan subsistem tunggal

(subsistem struktur bidang yang membentuk struktur gedung secara keseluruhan).


commit to user

17

2.2.3.3 Jenis Beban

Beban yang akan ditanggung oleh suatu struktur atau elemen struktur tidak selalu

dapat diramalkan sebelumnya. Meski beban-beban tersebut telah diketahui dengan

baik pada salah satu lokasi struktur tertentu, distribusi dari elemen yang satu ke

elemen yang lain pada keseluruhan struktur masih membutuhkan asumsi dan

pendekatan. Jenis beban yang biasa digunakan dalam bangunan gedung meliputi :

a. Beban Lateral, yang terdiri atas : 1) Beban Gempa

Besarnya simpangan horisontal (drift) bergantung pada kemampuan struktur

dalam menahan gaya gempa yang terjadi. Apabila struktur memiliki kekakuan

yang besar untuk melawan gaya gempa maka struktur akan mengalami simpangan

horisontal yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur yang tidak memiliki

kekakuan yang cukup besar. Berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal 15.11.2.3,

untuk mensimulasikan arah pengaruh Gempa Rencana yang sembarang terhadap

struktur gedung baja, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama harus

dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh

gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama tetapi efektifitasnya hanya sebesar

minimal 30% tapi tidak lebih dari 70%.

2) Beban Angin

Beban angin pada struktur terjadi karena adanya gesekan udara dengan

permukaan struktur dan perbedaan tekanan dibagian depan dan belakang struktur.

Beban angin tidak memberi konstribusi yang besar terhadap struktur

dibandingkan dengan beban yang lainnya. Menurut Schodek (1999), besarnya

tekanan yang diakibatkan angin pada suatu titik akan tergantung kecepatan angin,

rapat massa udara, lokasi yang ditinjau pada stuktur, perilaku permukaan struktur,

bentuk geometris struktur, dimensi struktur.


commit to user

18

b. Beban Gravitasi, yang terdiri atas :

1) Beban Hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan

suatu gedung dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal

dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak

merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama

masa hidup gedung tersebut, sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan

pada lantai dan atap.

Beban hidup dapat menimbulkan lendutan pada struktur, sehingga harus

dipertimbangkan menurut peraturan yang berlaku agar struktur tetap aman.

Menurut Schueller (1998), beban yang disebabkan oleh isi benda-benda di dalam

atau di atas suatu bangunan disebut beban penghunian (occupancy load). Beban

ini mencakup beban peluang untuk berat manusia, perabot partisi yang dapat

dipindahkan, lemari besi, buku, lemari arsip, perlengkapan mekanis dan

sebagainya.


commit to user

19

Tabel 2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung No Lantai gedung Beban Satuan

1. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut dalam no 2. 200 Kg/m2

2. Lantai tangga rumah tinggal sederhana dan gudang-gudang tidak penting yang bukan untuk took, pabrik atau bengkel.

125 Kg/m2

3. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, took, toserba, restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit. 250 Kg/m2

4. Lantai ruang olah raga. 400 Kg/m2 5. Lantai dansa. 500 Kg/m2

6.

Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain dari yang disebut dalam no 1 s/d 5, seperti masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton dengan tempat duduk tetap.

400 Kg/m2

7. Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton berdiri. 500 Kg/m2

8. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam no 3. 300 Kg/m2

9. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam no 4,5,6 dan 7. 500 Kg/m2

10. Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam no 3,4,5,6 dan 7. 250 Kg/m2

11.

Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, took buku, took besi, ruang alat-alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri dengan minimum.

400 Kg/m2

12. Lantai gedung parkir bertingkat :

Untuk lantai bawah Untuk lantai tinggkat lainnya

800 400

Kg/m2

Kg/m2

13. Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai yang berbatasan dengan minimum.

300 Kg/m2

Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11)


commit to user

20

2). Beban Mati

Beban mati (DL) adalah berat dari semua bagian gedung yang bersifat tetap.

Beban mati terdiri dari dua jenis, yaitu berat struktur itu sendiri dan

superimpossed deadload (SiDL). Beban superimpossed adalah beban mati

tambahan yang diletakkan pada struktur, dimana dapat berupa lantai

(ubin/keramik), peralatan mekanik elektrikal, langit-langit, dan sebagainya.

Perhitungan besarnya beban mati suatu elemen dilakukan dengan meninjau berat

satuan material tersebut berdasarkan volume elemen. Berat satuan (unit weight)

material secara empiris telah ditentukan dan telah banyak dicantumkan tabelnya

pada sejumlah standar atau peraturan pembebanan

Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan

No Bahan bangunan Beban Satuan

1 Baja 7850 Kg/m3 2 Batu alam 2600 Kg/m3

3 Batu belah, batu bulat, batu gunug ( berat tumpuk ) 1500 Kg/m3

4 Batu karang ( berat tumpuk ) 700 Kg/m3

5 Batu pecah 1450 Kg/m3

6 Besi tuang 7250 Kg/m3

7 Beton ( 1 ) 2200 Kg/m3

8 Beton bertulang ( 2 ) 2400 Kg/m3

9 Kayu ( kelas 1 ) ( 3 ) 1000 Kg/m3

10 Kerikil, koral (kering udara sampai lembab, tanpa diayak) 1650 Kg/m3

11 Pasangan bata merah 1700 Kg/m3

12 Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung 2200 Kg/m3

13 Pasangan batu cetak 2200 Kg/m3

14 Pasangan batu karang 1450 Kg/m3

15 Pasir ( kering udara sampai lembab ) 1600 Kg/m3

16 Pasir ( jenuh air ) 1800 Kg/m3

17 Pasir kerikil, koral ( kering udara sampai lembab ) 1850 Kg/m3

18 Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembab) 1700 Kg/m3

19 Tanah, lempung dan lanau ( basah ) 2000 Kg/m3

20 Timah hitam ( timbel ) 1140 Kg/m3

Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983)


commit to user

21

Tabel 2.3 Berat Sendiri Komponen Gedung No Komponen gedung Beban Satuan 1 Adukan, per cm tebal :

Dari semen Dari kapur, semen merah atau tras

21 17

Kg/m2 Kg/m2

2 Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal

14 Kg/m2

3 Dinding pasangan bata merah : Satu batu Setengah batu

450 250

Kg/m2 Kg/m2

4 Dinding pasangan batako : Berlubang :

Tebal dinding 20 cm ( HB 20 ) Tebal dinding 10 cm ( HB 10 )

Tanpa lubang Tebal dinding 15 cm Tebal dinding 10 cm

200 120

300 200

Kg/m2 Kg/m2

Kg/m2

Kg/m2 5 Langit-langit dan dinding ( termasuk rusuk-rusuknya,

tanpa penggantung langit-langit atau pengaku ), terpadu dari :

Semen asbes ( eternity dan bahan lain sejenis ), dengan tebal maksimum 4mm.

Kaca, dengan tebal 3-4 mm.

11 10

Kg/m2 Kg/m2

6 Penggantung langit-langit ( dari kayu ), dengan bentang maksimum 5 m dan jarak s.k.s. minimum 0,80 m.

40

Kg/m2

7 Penutup atap genting dengan reng dan usuk / kaso per m2 bidang atap.

50

Kg/m2

8 Penutup atap sirap dengan reng dan usuk / kaso, per m2 bidang atap.

40

Kg/m2

9 Penutup atap seng gelombang ( BWG 24 ) tanpa gording 10 Kg/m2

10 Penutup lantai dari ubin semen Portland, teraso dan beton, tanpa adukan, per cm tebal.

21

Kg/m2

11 Semen asbes gelombang ( tebal 5 mm ) 11 Kg/m2

12 Ducting AC dan penerangan 30,6 Kg/m2 Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11-12)


commit to user

22

2.2.3.4 Kombinasi Pembebanan

Menurut SNI 2847-2002 pasal 11.2, kombinasi beban yang dipakai dalam

penelitian ini yaitu :

a. U = 1,4 D

b. U = 1,2 D + 1,6 L

c. U = 0,9 D + 1,0E

d. U = 1,2 D + 1,0L + 1,0E

Dimana:

U = Kuat Perlu

D = Beban Mati

L = Beban Hidup

E = Beban Gempa

2.2.3.5 Defleksi Lateral

Besarnya simpangan horisontal (drift) harus dipertimbangkan sesuai dengan

peraturan yang berlaku, yaitu kinerja batas layan struktur dan kinerja batas ultimit.

Mc.Cormac (1981) menyatakan bahwa simpangan struktur dapat dinyatakan

dalam bentuk Drift Indeks seperti pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Defleksi Lateral Sumber : Mc. Cormac (1981)

L L

HH

F


commit to user

23

Dilanjutkan

Drift Indeks dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.1 :

Drift Indeks = h∆ (2.1)

Dimana :

∆ = besar defleksi maksimum yang terjadi (m)

h = ketinggian struktur portal (m)

Besarnya drift Indeks tergantung pada besarnya beban-beban yang dikenakan pada

struktur. Berdasarkan AISC 2005, besarnya drift indeks berkisar antara 0,01

sampai dengan 0,0016. Kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan

antara 0,0025 sampai 0,002.

2.2.4 Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa.

2.2.4.1 Faktor Keutamaan

Untuk berbagai kategori gedung bergantung pada probabilitas terjadinya

keruntuhan struktur gedung selama umur gedung yang diharapkan. Pengaruh

gempa rencana terhadap struktur gedung harus dikalikan dengan suatu faktor

keutamaan (I).

Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban

gempa

Jenis Pemanfaatan Kategori Resiko

Gedung dan struktur lainnyan yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk tidak dibatasi untuk :

- Fasilitas Pertanian. - Fasilitas sementara tertentu - Fasilitas gedung yang kecil

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori resiko I,II,IV II


commit to user

24

Lanjutan

Dilanjutkan

Jenis Pemanfaatan Kategori Resiko

Gedung dan struktur lainnyan yang memiliki resiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk tidak dibatasi untuk :

- Gedung dan stuktur lainnya dimana terdapat lebih dari 300 orang yang menghuninya.

- Gedung dan stuktur lainnya day care berkapasitas lebih dari 150 orang.

- Gedung dan struktur lainnya dengan fasilitas sekolah dasar atau sekolah menengah berkapasitas lebih besar dari 250 orang Gedung dan struktur lainnya dengan kapasitas lebih 500 orang untuk gedung perguruan tinggi atau fasilitas pendidikan untuk orang dewasa.

- Fasilitas kesehatan dengan kapasitas 50 atau lebih pasien inap, tetapi tidak memiliki fasilitas badah dan unit gawat darurat.

- Penjara atau rumah tahanan.

Gedung dan struktur lainnyan, tidak termasuk kedalam kategori resiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan /atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk :

- Pusat Pembangkit Energi. - Fasilitas Pengolahan Air Bersih. - Fasilitas Pengolahan Air Kotor dan Limbah. - Pusat Telekomunikasi.

Gedung dan struktur lainnyan, tidak termasuk kedalam kategori resiko IV, (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fsilitas manufaktur,proses penanganan penyimpsnsn, Penggunaan atau tempat penyimpanan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak), yang mengandung bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

III


commit to user

25

LanjutanJenis Pemanfaatan Kategori

Resiko Gedung dan struktur lain yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, tetapi tidak dibatasi untuk :

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat.

- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulance dan kantor polisi serta kendaraan darurat.

- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya.

- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya untuk tanggap darurat.

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat.

- Struktur tambahan ( termasuk tidak dibatasi untuk, tower telekomunikasi, tangki penyimpan bahan bakar, tower pendingin, struktur stasiun listrik,tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran) diisyaratkan dalam kategori resiko IV untuk operasi pada saat keadaan darurat

- Tower. - Fasilitas penampung air dan struktur pompa yang dibutuhkan

untuk meningkatkan tekanan air pada saat memadamkan kebakaran

- Gedung dan struktur lainnya yang memiliki fungsi yang penting terhadap sistem pertahanan nasional.

Gedung dan struktur lainnya (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan , penyimpanan, penggunaan atau tempat penyimpanan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya) yang mengandung bahan yang sangat beracun dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyarakan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi nasyarakat bila terjadi kebocoran.

Gedung dan struktur lainnya yang mengandung bahan yang beracun, sangat beracun atau mudah meledak dapat dimasukkan dalam kategori resiko yang lebih rendah bilamana dapat dibuktikan dengan memuaskan dan berkekuatan hukum melalui kajian bahaya bahwa kebocoran bahan beracun dan mudah meledak tersebut tidak akan mengancam kehidupan masyarakat. Penurunan kategori resiko ini tidak diijinkan jika gedung atau struktur lainnya tersebut juga merupakan fasilitas yang penting.

Gedung dan struktur lainnya yang dibutuhkan untuk mempertahankan struktur bangunan lain yang masuk kedalam kategori resiko IV

IV

Fasilitas pembangkit energi yang tidak memasok energi untuk kebutuhan nasional dapat dimasukkan kedalam kategori resiko II

Sumber : RSNI 2010


commit to user

26

Tabel 2.5 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan

Kategori Resiko Banguan Ie I atau II 1,0

III 1,25 IV 1,50

Sumber : RSNI 2010 2.2.4.2 Koefisien Modifikasi Respon.

Koefisien modifikasi respon, rasio antara beban gempa maksimum akibat

pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban gempa

nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung daktail,

bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut, faktor reduksi gempa

representatif struktur gedung tidak beratutan.

Tabel 2.6 Parameter daktilitas struktur gedung

Sistim Penahan - Gaya Gempa Koefisien Modifikasi Respon (R)

C. Sistem Rangka Penahan Momen 1. Rangka momen baja khusus 8 2. Rangka momen rangka batang baja khusus 7 3. Rangka momen baja menengah 4,5 4. Rangka momen baja biasa 3,5 5. Rangka momen beton bertulang khusus 8 6. Rangka momen beton bertulang menengah 5 7. Rangka momen beton bertulang biasa 3 8. Rangka momen baja dan beton komposit khusus 8 9. Rangka momen komposit menengah 5 10. Rangka momen terkekang posisi komposit 6 11. Rangka momen komposit biasa 3 12. Rangka momen Cold Form khusus dengan baut 3,5

Sumber : RSNI 2010 Nilai faktor daktilitas struktur gedung µ di dalam perencanaan struktur gedung

dapat dipilih menurut kebutuhan, tetapi tidak boleh diambil lebih besar dari nilai

factor daktilitas maksimum µm yang dapat dikerahkan oleh masing-masing sistem

atau subsistem struktur gedung.


commit to user

27

2.2.4.3 Wilayah Gempa

Menurut peta hazard gempa Indonesia 2010, meliputi peta percepatan puncak

(PGA) dan respon spektra percepatan di batuan dasar (SB) untuk perioda pendek

0.2 detik (Ss) dan untuk periode 1.0 detik (S1) dengan redaman 5% mewakili tiga

level hazard gempa yaitu 500, 1000 dan 2500 tahun atau memiliki kemungkinan

terlampaui 10% dalam 50 tahun, 10% dalam 100 tahun, dan 2% dalam 50 tahun.

Definisi batuan dasar SB adalah lapisan batuan di bawah permukaan tanah yang

memiliki memiliki kecepatan rambat gelombang geser (Vs) mencapai 750 m/detik

dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnya yang memiliki nilai kecepatan

rambat gelombang geser yang kurang dari itu. Pada Pererncanaan Apartemen

Tunning digunakan wilayah gempa yang disusun berdasarkan peta respon

spektrum percepatanuntuk periode pendek 0,2 detik di batuan dasar SB untuk

probabilitas terlampaui 10% dalam 50 tahun (redaman 5%).

Gambar 2.4. Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk S1

Sumber : Peta hazard gempa Indonesia 2010


commit to user

28

Gambar 2.5. Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk SS

Sumber : Peta hazard gempa Indonesia 2010

2.2.4.4 Jenis Tanah Setempat

Perambatan gelombang Percepatan Puncak Efektif Batuan Dasar (PPEBD)

melalui lapisan tanah di bawah bangunan diketahui dapat memperbesar gempa

rencana di muka tanah tergantung pada jenis lapisan tanah. Pengaruh gempa

rencana di muka tanah harus ditentukan dari hasil analisis perambatan gelombang

gempa dari kedalaman batuan dasar ke muka tanah dengan menggunakan gerakan

gempa masukan dengan percepatan puncak untuk batuan dasar (SNI 03-1726-

2002). RSNI Gempa 2010 menetapkan jenis-jenis tanah di Indonesia menjadi 4

kategori, yaitu Tanah Keras, Tanah Sedang, Tanah Lunak, dan Tanah Khusus

yang identik dengan Jenis Tanah versi UBC berturut-turut SC, SD, SE, dan SF.


commit to user

29

Tabel 2.7 Jenis-jenis tanah berdasar RSNI 1726-2010

Kelas Lokasi

Profil Tanah (deskrpsi umum)

Sifat tanah rata-rata untuk 30 m teratas Kecepatan

rambat gelombang

(m/s)

N SPT (cohesionles soil layers)

Kuat geser niralir (KPa)

A Hard Rock >1500 Diasumsikan tidak ada di Indonesia B Rock 760 – 1500

C Very Dense Soil and Soft Rock

(Tanah Keras)

360 – 760 (≥ 350) > 50 > 100

D Stiff Soil Profile (Tanah Sedang)

180-360 (175-350) 15 - 50 50 - 100

E Soft Soil Profile (Tanah Lunak)

< 180 (<175) < 15 < 50

F Membutuhkan evaluasi khusus (Tanah Khusus)

2.2.4.5 Faktor Respon Gempa

Faktor respon gempa dinyatakan dalam percepatan gravitasi, besarnya nilai faktor

respon gempa diperoleh dari perhitungan SS dan S1.

Tabel 2.8 Kategori Lokasi Fa untuk Menentukan Nilai Ss

Site Class Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss ≥ 1,20

A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 B 1 1 1 1 1 C 1.2 1.2 1.1 1 1 D 1.6 1.4 1.2 1.1 1 E 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9 F Lihat Pasal 4.5

Catatan : Gunakan interpolasi linier untuk angka tengah Ss Sumber : RSNI (2010)


commit to user

30

Tabel 2.9 Kategori Lokasi Fv untuk Menentukan Nilai S1

Site Class

Mapped Maximum Consideret Earthquike Spectral Response Acceleration Parameterr at 1-s periode

S1 < 0.1 S1 = 0.2 S1 = 0.3 S1 = 0.4 S1 > 0.5 A 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 B 1 1 1 1 1 C 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 D 2.4 2 1.8 1.6 1.5 E 3.5 3.2 2.8 2.4 2.4 F Lihat pasal 4.5

Catatan : Gunakan interpolasi linier untuk angka tengah S1 Sumber : RSNI (2010)

Gambar 2.6. Desain Respon Spektrum Sumber : Peta hazard gempa Indonesia 2010

Keterangan:

SS = Parameter respon spektra percepatan pada perioda pendek, yang didapat dari

Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk SS.

S1 = Parameter respon spektra percepatan pada perioda 1-detik, yang didapat dari

Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk S1.

Fa = Parameter respon spektra percepatan untuk gempa maksimum yang ditinjau,

bergantung pada kelas lokasi dan nilai SS.


commit to user

31

Fv = Parameter respon spektra percepatan untuk gempa maksimum yang ditinjau,

bergantung pada kelas lokasi dan nilai S1.

SDS= Parameter respon spektra percepatan desain. (2/3.Fa.SS)

SD1= Parameter respon spektra percepatan desain. (2/3.Fv.S1)

T = Perioda

2.2.4.6 Kategori Desain Gempa (KDG).

Pengklasifikasian ini dikenakan pada struktur berdasar Kategori Resiko Banguan

(KRB) dan tngkat kekuatan gerakan tanah akibat gempa yang diantisipasi dilokasi

struktur banguan.

Kategori desain gempa dievaluasi berdasarkan parameter respon percepatan

periode pendek dan berdasarkan parameter respon percepatan periode 1,0 detik.


Perioda Pendek.

Nilai SDS Kategori Resiko Bangunan (KRB)

I atau II III IV

SDS < 0,167 A A A

0,167 < SDS < 0,33 B B B

0,330 < SDS < 0,50 C C C

0,500 < SDS D D D Sumber : RSNI (2010)

KDG : A

B

C

D

E

F

Resiko gempa meningkat.

Persyaratan desain dan detailing gempa meningkat.


commit to user

32


Perioda 1,0 detik.

Nilai SD1 Kategori Resiko Bangunan (KRB)

I atau II III IV

SD1 < 0,067 A A A

0,067 < SD1 < 0,133 B B B

0,133 < SD1 < 0,20 C C C

0,20 < SD1 D D D Sumber : RSNI (2010)

Tabel 2.12 Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan.

Kode Tingkat Resiko Kegempaan

RSNI 1726-10

Rendah Menengah Tinggi

KDG

A,B

KDG

C

KDG

D,E,F

SRPMB/mM/K SRPMM/K SRPMK Sumber :RSNI (2010)

2.2.4.7 Arah pembebanan gempa

Dalam perencanaan struktur gedung, arah utama pengaruh gempa rencana harus

ditentukan sedemikian rupa, sehingga memberi pengaruh terbesar terhadap unsur-

unsur subsistem dan sistem struktur gedung secara keseluruhan. Untuk

mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur

gedung, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama yang ditentukan harus

dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh

pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama pembebanan tadi,

tetapi dengan efektifitas hanya 30%.


commit to user

33

2.3 Kinerja Struktur

2.3.1 Kinerja Batas Layan

Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar-tingkat

akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja

dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan

nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar-tingkat ini harus

dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal

yang telah dibagi faktor skala.

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur gedung, dalam segala

hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak

boleh melampaui R03,0 kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm,

bergantung yang mana yang nilainya terkecil.

2.3.2 Kinerja Batas Ultimit

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan

antar-tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam

kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi

kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan

korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar gedung atau

antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela delatasi).

Simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan

struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu

faktor pengali ξ.

a. Untuk struktur gedung beraturan :

ξ = 0,7 R (2.3)


commit to user

34

b. Untuk struktur gedung tidak beraturan :

ξ = SkalaFaktor

7,0 R (2.4)

dengan R adalah faktor reduksi gempa struktur gedung tersebut.

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur gedung, dalam segala

hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak

boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.


commit to user

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Data Struktur Gedung Pada penelitian ini dilakukan pada Apartemen Tuning Gedung B yang berada

didaerah Bandung. Struktur gedung beton bertulang dengan ketinggian 10 lantai.

Bangunan tersebut berdiri di atas basement sedalam tiga lapis. Fungsi utama

bangunan adalah sebagai tempat hunian dilengkapi dengan fasilitas-fasilitas

pendukung.

Tabel 3.1. Deskripsi Gedung

Gedung B

Sistem Struktur Dual System

Wall-frame beton bertulang

Fungsi gedung apartemen

Jumlah Lantai 10

Luas lantai tipikal 1305.9202 m2

Tinggi lantai tipikal 5 m

Tinggi Maksimum gedung

52.5 m

Jumlah lantai basemen 3

Tinggi lantai tipikal basemen

4 m

Kedalaman basemen 12 m

Luas Basemen 1 6702.8641 m2



Luas total gedung termasuk besmen

80665.9889 m2

35


commit to user

36

Tampak Apartemen Tuning dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Tampak Apartemen Tuning Sumber : Astuning Hariri, 2008

Denah gedung dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Denah Apartemen Tuning

Sumber : Astuning Hariri, 2008

GEDUNG A GEDUNG B

GEDUNG C

A

B

C


commit to user

37

3.2 Tahapan Analisis

Metode penelitian ini menggunakan analisis respon spektrum. Analisis

menggunakan program ETABS V 9.5.0 Untuk mewujudkan uraian diatas maka

langkah analisis yang hendak dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah

ditetapkan.

3.2.1 Studi Literatur

Studi literatur dari jurnal dan buku yang terkait dalam analisis respon spektrum.

Mempelajari semua yang berhubungan dengan analisis nonlinier respon spektrum.

Buku acuan yang dipakai antara lain SNI 03-1726-2002 Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Gedung, Peraturan pembebanan berdasarkan Peraturan

Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1727-1989, Federal

Emergency Management Agency for Prestandard And Commentary For The

Seismic Rehabilitation Of Buildings (FEMA-356), Uniform Building Code for

Earthquake Design volume-2 (UBC,1997) dan jurnal-jurnal yang berkaitan

dengan analisis respon spektrum.

3.2.2 Pengumpulan Data

Pengumpulan data dan informasi bangunan Apartemen Tuning yang diteliti, baik

data sekunder maupun data primer. Data yang didapat adalah Shop Drawing

Apartemen Tuning. Data ini digunakan untuk pemodelan struktur 3D yang

selanjutnya dianalisis dengan bantuan ETABS V 9.50. Data tanah yang digunakan

berdasarkan data tanah yang sudah ada (Tugas Akhir Perancangan Apartemen

Tuning).

Shop Drawing digunakan untuk tahapan pemodelan yang sesuai dengan gambar

yang ada sehingga analisis ini tidak menyimpang dari gambar yang ada. Semua

struktur yang dimodelkan harus sesuai dengan Shop Drawing, untuk bangunan

non striktural tidak dimodelkan karena tidak mempunyai pengaruh yang

signifikan dalam pemodelan 3D ini.


commit to user

38

Data tanah digunakan untuk menentukan besarnya gaya tanah yang menekan

dinding basement. Besarnya gaya tekan tanah mempengaruhi struktur bagunan

yang akan dianalisis, oleh sebab itu besarnya gaya tekan tanah ini perlu

diperhatikan dalam pemodelan 3D.

3.2.3 Pemodelan 3D

Pembuatan model struktur bangunan dengan pemodelan 3D sesuai dengan data

dan informasi dari shop drawing apartemen tuning.

1. System koordinat global dan lokal

Pemodelan ini dibuat sesuai dengan Shop Drawing yang ada. Perlu diketahui

pembuatan model 3D yang ada pada program ETABS V 9.50 mempunyai aturan

sistem koordinat global dan lokal. Sistem koordinat global adalah sistem

koordinat 3 dimensi yang saling tegak lurus dan perjanjian tanda yang digunakan

memenuhi kaidah aturan tangan kanan. Sistem ini memiliki 3 sumbu yang saling

tegak lurus yaitu sumbu X,Y,Z. Arah koordinat dalam model struktur yang

digunakan munggunakan nilai ± X, ± Y dan ± Z. Semua sistem koordinat dalam

model struktur yang digunakan selalu didefinisikan dengan koordinat global baik

secara langsung maupun secara tidak langsung.

ETABS V 9.50 mengasumsikan bahwa sumbu global Z selalu merupakan sumbu

vertikal, dimana sumbu global +Z merupakan sumbu vertikal yang memiliki arah

ke atas. Bidang X-Y merupakan suatu bidang horizontal.

Komponen-komponen struktur seperti joint, element, dan constraint memiliki

sumbu lokal tersendiri untuk mendefinisikan properties, beban dan respon dari

bagian struktur tersebut. Sumbu dari sistem koordinat lokal ini dinyatakan dengan

sumbu 1, 2 dan 3. Secara umum sistem koordinat lokal dapat bervariasi untuk

setiap joint, element, dan constraint.


commit to user

39

Sistem koordinat lokal elemen yang dipakai pada penelitian ini dinyatakan dengan

sumbu lokal 1, sumbu lokal 2, dan sumbu lokal 3 di mana :

a. Sumbu lokal 1 adalah arah aksial.

b. Sumbu lokal 2 searah sumbu global +Z untuk balok dan searah sumbu global

+X untuk kolom.

c. Sumbu lokal 3 mengikuti kaidah aturan tangan kanan, di mana sumbu 3 tegak

lurus dengan sumbu lokal 1 dan sumbu lokal 2.

Sistem sumbu lokal elemen dapat disimak pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Sistem koordinat yang digunakan dalam program ETABS. Sumber : Aplikasi Rekayasa Konstruksi Edisi Baru 2007, Wiryanto Dewobroto.

2. Elemen-elemen portal dan pelat lantai

Tahapan awal yang dilakukan adalah mendefinisikan semua jenis dan ukuran

penampang elemen portal yang digunakan. Setelah tahapan ini selesai, masing-

masing elemen portal harus disesuaikan dengan jenis dan ukuran penampang yang

dibuat. Tahapan kedua adalah pembuatan pelat yang merupakan satu kesatuan

struktur bangunan.

3. Diaphragm constraint

Tahapan ini dilakukan secara manual dalam ETABS V 9.50. Diaphragm

Constraint ini menyebabkan semua joint pada satu lantai diberi batasan constraint

bergerak secara bersamaan sebagai diafragma planar yang bersifat kaku (rigid)

terhadap semua deformasi yang mungkin terjadi. Asumsi Diaphragm constraint

sangat tepat untuk fenomena terbentuknya rigid floor di mana lantai struktur

bergerak bersamaan ketika suatu struktur mengalami gempa.

Sumbu Lokal 1

Sumbu Lokal 3

Sumbu Lokal 2

Sumbu Lokal 3

Sumbu Lokal 2

Sumbu Lokal 1

Sumbu Z Global Sumbu Y Global

Sumbu X Global

Arah Putar Sumbu


commit to user

40

3.2.4 Perhitungan Pembebanan

Menghitung beban-beban yang bekerja pada struktur berupa beban mati, beban

hidup. Beban mati yang dihitung berdasar pemodelan yang ada dimana beban

sendiri didalam Program ETABS V 9.50 dimasukkan dalam load case dead,

sedangkan berat sendiri tambahan yang tidak dapat dimodelkan dalam program

ETABS V 9.50 dalam load case super dead. Perhitungan berat sendiri ini dalam

program ETABS V 9.50 yang untuk dead adalah 1, sedangkan super dead adalah

0, dimana beban untuk dead telah dihitung secara otomatis oleh program ETABS

V 9.50, sedangkan untuk beban super dead bebannya perlu dimasukkan secara

manual sesuai dengan data yang ada.

Beban hidup yang dimasukkan dalam program ETABS V 9.50 dinotasikan dalam

live. Beban hidup ini mendapatkan reduksi beban gempa. Beban hidup

disesuaikan dengan peraturan yang ada. Perhitungan beban hidup ini dalam

program ETABS V 9.50 yang untuk live adalah 0, di mana beban hidup perlu

dimasukkan secara manual sesuai dengan data yang ada.

3.2.5 Analisis Respon Spektrum

Menganalisis model struktur dengan respon spektrum untuk mendapat kurva

respon spektrum sesuai wilayah gempa yang dianalisis dengan bantuan program

ETABS V 9.50. Data yang dibutuhkan dalam analisis respon spektrum adalah

fungsi bangunan, letak bangunan terhadap wilayah gempa, jenis tanah dan tipe

struktur.

Data fungsi bangunan digunakan untuk mendapatkan nilai faktor keutamaan (I),

letak bagunan terhadap wilayah gempa dan jenis tanah dipakai untuk

mendapatkan nilai waktu getar alami (Tc) dan kurva respon spektrum gempa

rencana sedangkan tipe struktur dipakai untuk mentukan faktor reduksi gempa.


commit to user

41

3.2.6 Diagram Alir Pembuatan Grafik Respon Spektrum

Gambar 3.4. Diagram alir pembuatan respon spektrum

Mulai

Menentukan Kategori Resiko Bangunan (KRB)

Menentukan Kelas Lokasi (Tabel 2.7)

Menentukan SMS dan SM1 SMS = Fa.Ss SM1 = Fv.S1

Menentukan - SDS = 2/3 . Fa . Ss - SD1 = 2/3 . Fv . S1 - T0 = 0,2 SD1/SDS) - TS = SD1/SDS - Sa = SD1/T - Sa = SDS .0,4+0,6(T/T0)

Plot dalam Bentuk Grafik

Selesai

Menentukan SS dan S1 (Gambar 2.4 dan gambar 2.54)


commit to user

42

3.2.7 Pembahasan Hasil Analisis Respon Spektrum dari Program ETABS

V 9.50

Dari hasil analisis respon spektrum didapatkan nilal displacement, gaya geser

dasar dan drift. Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan, maka dapat

dibuat kesimpulan yang sesuai dengan tujuan penelitian.

Gambar 3.5. Diagram alir analisis respon spektrum

Hasil analisis struktur : 1.Displacement 2. Drift 3.Base Shear

Data struktur (Shop Drawing)

Membuat model geometri sruktur 3D sesuai data yang ada

Perhitungan Pembebanan : 1. Beban gravitasi (Beben mati dan beban hidup) 2. Beban gempa (Respon spectrum)

Menentukan nilai maksimum displacement dan drift

Analisis struktur dengan program ETABS 9.5

Mulai

Selesai

Out Put 1. Grafik hubungan antara Displacement

dengan ketinggian bangunan. 2. Grafik hubungan antara drift dengan tinggi

per lantai


commit to user

43

-1200

-800

-400

± 000

+500+750

+1500+1750

+1000+1250

+2000+2250

+2500+2750

+3000+3250

+3500+3750

+4000+4250

+4500+4750

+5250

BASEMENT 3

BASEMENT 2

BASEMENT 1

LANTAI 1

LANTAI 2LANTAI 2'

LANTAI 3LANTAI 3'

LANTAI 4LANTAI 4'

LANTAI 5LANTAI 5'

LANTAI 6LANTAI 6'

LANTAI 7LANTAI 7'

LANTAI 8LANTAI 8'

LANTAI 9LANTAI 9'

LANTAI10LANTAI 10'

KORIDOR + 7.75

TURUN

9.80

BALKON+ 7.70

R. MAKAN &

PANTRY+ 7.75

R. TIDUR&

R. DUDUK+ 7.75

KM/WC+ 7.70

10.00

10.00

TURUN

5.00

10.00

10.00

10.00

10.00

5.00 NAIK

TURUN

R. AHU+ 5.00

TURUN

2.039.80 10.00 10.00

5.00

10.00

10.00

10.00

10.00

5.00

NAIK

R. TIDUR&

R. DUDUK+ 5.00

BALKON+ 4.95

KM/WC+ 4.95

R. MAKAN &

PANTRY+ 5.00

KORIDOR + 5.00

NAIK

NAIK

R. AHU+ 5.00

NAIK

TURUN

KM/WC+4.95

TURUN

LANTAI 2 LANTAI 2'

BAB 4

PEMBAHASAN

4.1. Denah Apartemen Tuning

Keterangan: Basement 1-3 Lantai 1 Lantai 2-16

Gambar 4.1. Denah Apartemen Tuning

Sumber : Astuning Hariri (2008)

Gambar 4.2 Gambar denah lantai 2 dan lantai 2’ Sumber : Astuning Hariri (2008)


commit to user

44

4.2.Konfigurasi Gedung

Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung

No, Lantai Tinggi

Bangunan (m)

No, Lantai Tinggi

Bangunan (m)

1 Basement 3 0 13 Lantai 6 37 2 Basement 2 4 14 Lantai 6' 39,5 3 Basement 1 8 15 Lantai 7 42 4 Lantai 1 12 16 Lantai 7' 44,5 5 Lantai 2 17 17 Lantai 8 47 6 Lantai 2' 19,5 18 Lantai 8' 49,5 7 Lantai 3 22 19 Lantai 9 52 8 Lantai 3' 24,5 20 Lantai 9' 54,5 9 Lantai 4' 27 21 Lantai 10 57,5 10 Lantai4' 29,5 22 Lantai 10' 59,5 11 Lantai 5 32 23 Atap 64,5 12 Lantai 5' 34,5

4.3 Spesifikasi Material 4.3.1 MutuBeton

Tabel 4.2 Mutu Beton Gedung B Apartemen Tunning

Fungsi

Mutu Beton

Gedung B

f’c Ec*)

MPa MPa

Balok

Balok Induk 35 27805,6

Balok Anak 35 27805,6

Balok di dalam core 35 27805,6

Balok penggantung Lift 35 27805,6

Balok Prategang 40 29725,4

Balok Tie Beams 35 27805,6

Kolom

Kolom 45 31528,6


commit to user

45

Wall

Corewall 40 29725,4

Shearwall lift 40 29725,4

Pelat

Pelat lantai 35 27805,6

Pelat atap 35 27805,6

Pelat basemen 35 27805,6

Ground slab 35 27805,6

Dinding Penahan Tanah

Dinding 35 27805,6

Pondasi

PondasiBorpile 30 25742,9

*) cf' 4700 Ec=

4.3.2 Mutu Baja Tulangan

Tulangan utama fy = 400 MPa

Tulangan geser d > 10 mm fy = 400 MPa

d< 10 mm fy = 240 MPa

Modulus elatisitas baja Es = 200.000 Mpa

Baja Prategang

Seven wire strands with low relaxation grade 270

4.3.3 Data Elemen Struktur

4.3.3.1 Pelat Lantai

Tebal pelat basement dan semi basement, t = 13 cm

Tebal Pelat tipikal t = 12 cm


commit to user

46

4.3.3.2 Balok

Tipe balok yang dipakai sebagai berikut:

Tabel 4.3 Tipe Balok

No Tipe Dimensi (mm) 1 Balok Induk 400/900 2 BalokAnak 300/500 3 Balok di dalam core wall 300/500 4 Balok Prategang 400/800~400/13005 Balok Dinding Basement 400/600

4.3.3.3 Kolom

Tipe kolom yang dipakai sebagai berikut :

Tabel 4.4 Tipe Kolom

No Tipe Dimensi (mm)1 Kolom A 800/800 2 Kolom B 600/600 3 Kolom C 400/400

4.4 Pembebanan

4.4.1 BebanMati

Beban Mati (Berat Sendiri) Bahan Bangunan dan Komponen Gedung

Beton bertulang : 2400 kg/m3 = 2,400 t/m3

Pasir (kering udara sampai lembab) : 1600 kg/m3 = 1,600 t/m3

Adukan semen/spesi : 21 kg/m2 = 0,021 t/m2

Eternit / Plafond : 11 kg/m2 = 0,011 t/m2

Penggantung langit-langit : 7 kg/m2 = 0,007 t/m2

Dinding partisi (kaca) : 10 kg/m2 = 0,010 t/m2

Penutup lantai (keramik) : 24 kg/m2 = 0,024 t/m2

Penutup atap (genting) : 50 kg/m2 = 0,050 t/m2

Pasangan Bata Merah : 1700 kg/m3 = 1,700 t/m3

Koefisien Reduksi Beban Mati = 0,9

(Sumber : SNI 03-1727-1989 halaman 5&6)


commit to user

47

4.4.2 Reduksi Beban Hidup (LR)

Reduksi beban hidup untuk apartemen adalah :

Peninjauan beban gravitasi 0,75

Peninjauan beban gempa 0,3

Reduksi beban hidup komulatif di lantai 1 adalah 0,4 n>= 8

4.4.3 Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai.

Hasil perhitungan berat per lantai disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 4.5 Berat Struktur Per lantai

No Lantai Beban mati (ton) Beban hidup (ton) Berat total (ton) 1 basement 2 11271,275 ton 1053,4848 ton 12324,7598 ton2 basement 1 8150,1323 ton 1089,1344 ton 9239,2667 ton3 lantai 1 5590,3180 ton 114,6840 ton 5705,0020 ton4 lantai 2 897,8899 ton 36,1695 ton 934,0594 ton5 lantai 2' 1011,7594 ton 45,0855 ton 1056,8449 ton6 lantai 3 907,0094 ton 36,1695 ton 943,1789 ton7 lantai 3' 1063,0779 ton 45,0855 ton 1108,1634 ton8 lantai 4 907,0094 ton 36,1695 ton 943,1789 ton9 lantai 4' 1078,5744 ton 45,0855 ton 1123,6599 ton10 lantai 5 958,9083 ton 46,8319 ton 1005,7401 ton11 lantai 5' 1082,9779 ton 45,3555 ton 1128,3334 ton12 lantai 6 869,8915 ton 46,7700 ton 916,6615 ton13 lantai 6' 789,1157 ton 45,2261 ton 834,3418 ton14 lantai 7 884,8499 ton 44,1308 ton 928,9807 ton15 lantai 7' 917,3420 ton 45,9758 ton 963,3177 ton16 lantai 8 996,2920 ton 53,1026 ton 1049,3947 ton17 lantai 8' 980,6772 ton 45,1324 ton 1025,8096 ton18 lantai 9 948,5035 ton 57,2355 ton 1005,7390 ton19 lantai 9' 744,7605 ton 43,9245 ton 788,6850 ton20 lantai 10 937,6775 ton 55,7370 ton 993,4145 ton21 lantai 10' 975,6943 ton 38,7375 ton 1014,4318 ton22 lantai 11 1042,1601 ton 13,2592 ton 1055,4192 ton

jumlah 45368,1856 ton


commit to user

48

Tabel 4.6. Massa Bangunan

No. lantai Berat

Bangunan (Ton.f)

g (m/s2)

Massa Bangunan

1 basement 2 12324.7598 9,81 1256.34662 basement 1 9239.2667 9,81 941.82133 lantai 1 5705.0020 9,81 581.54964 lantai 2 934.0594 9,81 95.21505 lantai 2' 1056.8449 9,81 107.73146 lantai 3 943.1789 9,81 96.14467 lantai 3' 1108.1634 9,81 112.96268 lantai 4 943.1789 9,81 96.14469 lantai 4' 1123.6599 9,81 114.542310 lantai 5 1005.7401 9,81 102.521911 lantai 5' 1128.3334 9,81 115.018712 lantai 6 916.6615 9,81 93.441513 lantai 6' 834.3418 9,81 85.050114 lantai 7 928.9807 9,81 94.697315 lantai 7' 963.3177 9,81 98.197516 lantai 8 1049.3947 9,81 106.971917 lantai 8' 1025.8096 9,81 104.567718 lantai 9 1005.7390 9,81 102.521819 lantai 9' 788.6850 9,81 80.396020 lantai 10 993.4145 9,81 101.265521 lantai 10' 1014.4318 9,81 103.407922 ATAP 1055.4192 9,81 107.5861

4.4.4 Momen Inersia Massa Bangunan

Perhitungan mass moment of inertia (MMIcm) lantai bangunan pada lantai gedung

ini termasuk dalam lantai bangunan yang tidak beraturan, maka menggunakan

rumus sebagai berikut : (Computers and Structures, Inc, 2005)

MMI m I I

A

Dimana :

m = massa per lantai (ton)

A = luas per lantai (m2)

Ix = inersia arah x (m4)

Iy = inersia arah y (m4)


commit to user

49

Hasil perhitungan momen inersia lantai bangunan sebagai berikut:

Tabel 4.7 Momen Inersia Lantai Bangunan No. lantai Luas (m2) Ix Iy MMi 1 basement 2 8838.5000 4350000.7230 11823837.4644 2215288.2232 basement 1 9187.5000 4350000.7230 11234731.6344 1684722.7493 lantai 1 6323.5000 3555229.3288 7888133.5522 1052405.0914 lantai 2 608.5000 58772.3333 22397.4212 12701.0355 lantai 2' 608.2000 101275.5208 19241.2585 21347.3206 lantai 3 608.5000 58772.3333 22397.4212 12825.0397 lantai 3' 608.2000 101275.5208 19241.2585 22383.9088 lantai 4 608.5000 58772.3333 22397.4212 12825.0399 lantai 4' 608.2000 101275.5208 19241.2585 22696.92210 lantai 5 653.1250 61190.4505 25794.3336 13654.12111 lantai 5' 608.5000 101275.5208 19241.2585 22791.32312 lantai 6 651.3400 61093.7258 23353.5657 12114.84813 lantai 6' 585.0350 95018.2507 15556.1760 16074.88414 lantai 7 616.1500 59186.8677 18718.8552 11973.48515 lantai 7' 618.4700 92271.2098 14087.1565 17172.19416 lantai 8 738.6750 47510.8161 12699.5424 8719.42117 lantai 8' 607.2250 84697.0380 11906.4054 16635.68618 lantai 9 801.5000 43287.8542 15025.5574 7459.01119 lantai 9' 590.0000 73666.6667 11156.1052 11558.32820 lantai 10 756.7000 91714.5208 27735.2269 15985.38021 lantai 10' 519.4000 52570.7257 30751.6496 16588.74522 ATAP 1527.3000 257731.8750 146611.0762 28482.735

4.4.5 Perhitungan Beban Diluar Berat Sendiri Per m2

1. Pelat Lantai 1-10

Beban Mati

Berat urugan pasir bawah keramik

=

48

kg/m2

Berat spesi pasangan = 21 kg/m2

Penutup lantai (keramik) = 24 kg/m2

Berat Plafond dan instalasi = 30 Kg/m2

Jumlah = 123 Kg/m2 = 0,123 ton/m2

Beban Hidup = 250 kg/m2 = 0,25 ton/m2


commit to user

50

2. Pelat Basemen 1 dan 2

Beban Mati

Berat spesi tulangan

Instalasi listrik, dll

=

=

21

30

Kg/m2

Kg/m2

Jumlah = 51 Kg/m2 = 0.051 ton/m2


3. PelatAtap

Beban Mati



=

=

50

48

kg/m2

kg/m2

Berat spesi pasangan = 21 kg/m2

Penutup lantai (keramik) = 24 kg/m2

Berat Plafond dan instalasi = 30 Kg/m2

Jumlah = 173 Kg/m2 = 0,173 ton/m2


4. Beban dinding = 1,275 ton/m

4.4.6 Beban Gempa

4.4.6.1 Jenis Tanah Setempat

Tabel 4.8. Data Tanah yang Digunakan Untuk Desain

Kedalaman (m) Nilai SPT 2 14 4 17 6 20 8 48 10 > 60 12 35 14 36 16 37 18 44 20 56


commit to user

51

Nilai hasil Test Penetrasi Standar rata-rata pada lapisan tanah setebal 20 m paling

atas bernilai 15 < N < 50 maka sesuai dengan tabel 4 SNI 1726 2002 hal 15, jenis

tanah ditetapkan sebagai tanah sedang.

4.4.7 Data Gempa

Tanah Dasar : Tanah Sedang (Kelas D)

Kategori Resiko Bangunan : III (le = 1,25)

Fungsi Bangunan : Apartemen

Tebal Plat Basement : 130 mm

Tebal Plat Lantai : 120 mm

Tebal Plat Atap : 120 mm

Tebal Shearwall lift : 250 mm

Tebal Corewall : 400 mm

Tinggi antar lantai : 2,5 m

Jumlah lantai : 3 Basement + 10 lantai + 1 atap

Nilai SS : 0,8 g

Nilai S1 : 0,39 g

Nilai Fa dan Fv:

Fa = 1,18 ( Tabel 2.6 ) ,

, , = ,

.

,,

= ,,

4Fa–4,8 = 1,1 – Fa

5Fa = 5,9

Fa = 1,18


commit to user

52

Nilai Fv dari interpolasi ( Tabel 2.7 ): , ,, ,

= ,,

,,

= ,,

0,11Fv –0,198 = 1,6 – Fv 1.11 Fv = 1,798

Fv = 1,62

Perhitungan Nilai SDS dan SD1

SDS = 2/3 x Fa x SS = 2/3 x 1,18 x 0,8 = 0,6293

SD1 = 2/3 x Fv x S1 = 2/3 x 1,62 x 0,39 = 0,4212

Penentuan Respon Spektra dan KDG

T0 = 0,2(SD1/ SDS) = 0,134

Dengan

TS = (SD1/ SDS) = 0,669

Sa = SDS (0,4 + 0,6 (T/T0)) = 0,25173

Dari perhitungan gempa diatas maka didapat grafik

Gambar 4.3 Respon Spektrum Gedung B Apartemen Tunning

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.51010.5

spectra respon

se acceleration (g)

Periode T (sec)

Respon Spektrum

Respon Spektrum


commit to user

53

4.4.8 Faktor Reduksi Gempa

Faktor reduksi gempa diambil dari tabel nilai R, Ω0 dan Cd RSNI 1726-2010, nilai

faktor reduksi gempa dengan jenis sistem rangka penahan momen dengan rangka

momen beton bertulang khusus adalah 8.

4.4.9 Tekanan Tanah Pada Dinding Basement

Data tanah diambil dari Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Jurusan

Teknik Sipil. Semua data tanah di seluruh tempat diasumsikan sama dengan data

tanah yang ada.

Gambar 4.4 Data tanah

γ = 16 kN/m3

C = 0,093 kg/cm2 = 9,3x103 kN/m2

φ = 25,06o

γ = 5,95 kN/m3

C = 0,484 kg/cm2 = 48,4x103 kN/m2

φ = 19,81o

γ = 5,71 kN/m3

C = 0,134 kg/cm2 = 13,4x103 kN/m2

φ = 29,01o

γ = 7,87 kN/m3

C = 0,098 kg/cm2 = 9,8x103 kN/m2

φ = 30,57o

0

-4

-10

-6

-14

-20

M.A.T


commit to user

54

Gambar 4.5 Beban tekanan tanah

4.4.10 Tekanan ke Atas (Uplift) Pada Lantai dan Pondasi

Kondisi geologi lapisan tanah di lokasi didominasi oleh lempung lanau dengan

muka air tanah rata-rata pada kedalaman 6 m. Dalam desain lantai basement dan

elemen-elemen horisontal sejenis lainnya yang berada di bawah tanah, tekanan ke

atas air harus diambil sebesar tekanan hidrostatis penuh dan diterapkan di seluruh

luasan. Besarnya tekanan hidrostatik harus diukur dari sisi bawah struktur. Beban-

beban ke atas lainnya harus diperhitungkan dalam desain tersebut.

Gambar 4.6 Beban uplift

0

-4

-8

-6

-12

-10

Ka = tan2(45-25,06/2) = 0,4049

Ka = tan2(45-19,81/2) = 0,4938

Ka = tan2(45-19,81/2) = 0,4938

Ka = tan2(45-19,81/2) = 0,4938

Ka = tan2(45-29,01/2) = 0,5889

Pa = 16x4x0,4049 = 25,915 kN/m2

Pa = 5,95x2x0,4938 = 5,876 kN/m2

Pa = (5,95-1)x2x0,4938 = 4,889 kN/m2

Pa = (5,71-1)x2x0,5889 = 5,548 kN/m2

Pa = (5,95-1)x2x0,4938 = 4,889 kN/m2

Pw= 1x6 = 6 kN/m2

25,915

25,915

25,915

25,915

25,915

5,876

5,876

5,876

4,889

4,889 4,889

Ground Slab

Uplift Pw = 1x6 = 6 kN/m2

El = ‐12 m


commit to user

55

4.5. Hasil Analisis Displacement, Drift dan Base Shear Akibat

Beban Kombinasi.

Hasil analisis displacement, drift dan base shear dengan menggunakan program

ETABS V.9.5.0 melalui beban gempa diperoleh nilai displacement, drift dan base

shear terbesar.

4.5.1 Hasil Analisis Displacement akibat Beban Kombinasi.

Tabel 4.9 Simpangan Horisontal (Displacement) Terbesar.

No. Lantai UX (m) UY (m) UX (m) UX (m)1 Atap 0.06941 0.05274 0.00825 0.005882 10' 0.06115 0.04686 0.00511 0.003653 10 0.05604 0.04321 0.00093 0.003004 9' 0.05697 0.04022 0.00845 0.002415 9 0.04852 0.03781 0.00466 0.003346 8' 0.04386 0.03446 0.00402 0.002707 8 0.03984 0.03176 0.00381 0.003018 7' 0.03603 0.02875 0.00185 0.002809 7 0.03419 0.02595 0.00545 0.0026910 6' 0.02873 0.02326 0.00352 0.0022911 6 0.02521 0.02097 0.00213 0.0029212 5' 0.02308 0.01805 0.00432 0.0025413 5 0.01876 0.01551 0.00311 0.0024414 4' 0.01565 0.01307 0.00286 0.0023515 4 0.01279 0.01072 0.00273 0.0022516 3' 0.01006 0.00847 0.00248 0.0020417 3 0.00758 0.00644 0.00229 0.0020118 2' 0.00529 0.00443 0.00188 0.0013319 2 0.00341 0.00310 0.00273 0.0019720 1 0.00068 0.00113 0.00018 0.0000321 Base 1 0.00086 0.00110 0.00001 0.0004022 Base 2 0.00087 0.00070 0.00087 0.00070


commit to user

56

4.5.2 Hasil Analisis Base Shear akibat Beban Kombinasi

Tabel 4.10 Base Shear Terbesar

Lantai Vx (kN) Vy (kN) Story 1 1544558.350 85459.750Base 1 26919.510 39550.910Base 2 307112.580 19932.120Base 10038.770 10257.590

4.6 Hasil Kontrol Struktur Gedung

4.6.1 Evaluasi Beban Gempa

Nilai Akhir respon dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa

nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh

diambil kurang dari 80% nilai respon ragam pertama.

R = 8 ...............(Faktor reduksi gempa representatif ~ RSNI 2010)

I = 1,25 ..............................(Faktor keutamaan tabel 1 ~ RSNI 2010)

T efektif = 2,39923 detik

SD1 = 0.4212

Maka :

C1 = = ,,

= 0,1756

V1= .

. Wt =, , x 453681,856= 12444,8256 kN

V > 0,80 V1 …….( SNI 03-1726-2002 Pasal 7.1.3)

Vx = 1024343.47 kN > 0,8 . 12444,8256 Vx = 1024343.47 kN > 9955,86 kN …………………( Memenuhi Syarat )

Vy = 57421.342 kN > 0,8 . 12444,8256

Vy = 57421.342 kN > 9955,86 kN …………………( Memenuhi Syarat )


commit to user

57

Tabel 4.11 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y

Lantai Vx (kN) Vy (kN) Syarat (kN) Ket Story 1 1024343.476 57421.342 9955.86 Aman Basement 1 18491.347 27463.299 9955.86 Aman Basement 2 203567.886 14227.075 9955.86 Aman Basement 6828.315 7019.228 9955.86 Tidak Aman

Pada lantai basement arah X dan Y menghasilkan V < 0,8V1, maka dapat

disimpulkan bahwa nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap

pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada arah X belum

memenuhi persyaratan SNI 03-1726-2002 Pasal 7.1.3 maka perlu diskalakan:

arah X = ,

, = 1,4580

arah Y = ,

, = 0,4598

Tabel 4.12 Faktor Skala

Skala 1 Skala 2 Respon

sektrum x 1.5328 1.4580 2.2349 0.4598 1.4580 0.6704

Respon sektrum y

0.4598 1.4184 0.6522 1.5328 1.4184 2.1741


Lantai Vx (kN) Vy (kN) Syarat (kN) Ket

Story 1 1451216.620 80441.160 9955.86 Aman Base 1 25225.020 37387.290 9955.86 Aman Base 2 288495.840 18910.660 9955.86 Aman Base 9377.350 9666.570 9955.86 Tidak Aman





arah X = ,,

= 1,0617

arah Y = ,,

= 1,0299


commit to user

58



sektrum x 2.2349 1.0617 2.37270.6704 0.7118

Respon sektrum y

0.6522 1.0299 0.67172.1741 2.2391


Lantai Vx (kN) Vy (kN) Syarat (kN) Ket

Story 1 1494483.010 82774.360 9955.86 Aman Base 1 26546.650 38393.140 9955.86 Aman Base 2 297103.850 19385.420 9955.86 Aman Base 9877.630 9934.960 9955.86 Tidak Aman





arah X = ,,

= 1,0617

arah Y = ,,

= 1,0299



sektrum x 2.3727 1.0079 2.3915 0.7118 0.7174

Respon sektrum y

0.6717 1.0021 0.6731 2.2391 2.2439


Lantai Vx (kN) Vy (kN) Syarat (kN) Ket Story 1 1497677.490 82946.670 9955.860629 Aman Base 1 26726.950 38467.390 9955.860629 Aman Base 2 297739.290 19420.450 9955.860629 Aman Base 9945.940 9954.710 9955.860629 Tidak Aman


commit to user

59





arah X = ,,

= 1,0617

arah Y = ,,

= 1,0299



sektrum x 2.3915 1.0010 2.3939 0.7174 0.7181

Respon sektrum y

0.6731 1.0001 0.6732 2.2439 2.2441


Lantai Vx (kN) Vy (kN) Syarat (kN) Keterangan Story 1 1544558.350 85459.750 9955,86 Aman Basement 1 26919.510 39550.910 9955,86 Aman Basement 2 307112.580 19932.120 9955,86 Aman Basement 10038.770 10257.590 9955,86 Aman

Pada lantai basement arah X dan Y menghasilkan V > 0,8V1, maka dapat


pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada arah X telah

memenuhi persyaratan SNI 03-1726-2002 Pasal 7.1.3.

4.6.2 Kontrol Kinerja Batas Layan Struktur Gedung

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur, dalam segala hal

simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung tidak boleh

melampaui 0,03/R x tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, tergantung

yang mana yang nilainya kecil.


commit to user

60

Maka :

∆s , H ...................(SNI 03- 1726 -.2002 pasal 8.1.2)

Contoh perhitungan kinerja batas layan displacement lantai atap arah X :

∆s atap - ∆s 10’ < 0,03 H atap

0,06941 – 0,06115 < ,

5

0.00825 m < 0,01765 m ............................ ( Memenuhi Syarat)

Untuk perhitungsn kinerja batas layan arah x dan arah y ditabelkan dalam Tabel

4.18

Tabel 4.20 Kontrol kinerja batas layan arah x dan y

No. Lantai H (m)

∆s arah X (m)

∆s antar tingkat X

(m)

∆s arah Y (m)

∆s antar

tingkat Y (m)

Syarat ∆s (m)

(0.03/R)*H Ket.

1 Atap 5 0.06941 0.00825 0.05274 0.00588 0.01765 Aman 2 10' 2.5 0.06115 0.00511 0.04686 0.00365 0.00882 Aman 3 10 2.5 0.05604 0.00093 0.04321 0.00300 0.00882 Aman 4 9' 2.5 0.05697 0.00845 0.04022 0.00241 0.00882 Aman 5 9 2.5 0.04852 0.00466 0.03781 0.00334 0.00882 Aman 6 8' 2.5 0.04386 0.00402 0.03446 0.00270 0.00882 Aman 7 8 2.5 0.03984 0.00381 0.03176 0.00301 0.00882 Aman 8 7' 2.5 0.03603 0.00185 0.02875 0.00280 0.00882 Aman9 7 2.5 0.03419 0.00545 0.02595 0.00269 0.00882 Aman 10 6' 2.5 0.02873 0.00352 0.02326 0.00229 0.00882 Aman 11 6 2.5 0.02521 0.00213 0.02097 0.00292 0.00882 Aman12 5' 2.5 0.02308 0.00432 0.01805 0.00254 0.00882 Aman 13 5 2.5 0.01876 0.00311 0.01551 0.00244 0.00882 Aman 14 4' 2.5 0.01565 0.00286 0.01307 0.00235 0.00882 Aman 15 4 2.5 0.01279 0.00273 0.01072 0.00225 0.00882 Aman16 3' 2.5 0.01006 0.00248 0.00847 0.00204 0.00882 Aman 17 3 2.5 0.00758 0.00229 0.00644 0.00201 0.00882 Aman 18 2' 2.5 0.00529 0.00188 0.00443 0.00133 0.00882 Aman19 2 5 0.00341 0.00273 0.00310 0.00197 0.01765 Aman 20 1 4 0.00068 0.00018 0.00113 0.00003 0.01412 Aman 21 Base 1 4 0.00086 0.00001 0.00110 0.00040 0.01412 Aman 22 Base 2 4 0.00087 0.00087 0.00070 0.00070 0.01412 Aman


commit to user

61

4.6.3 Kontrol Kinerja Batas Ultimit Struktur Gedung

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit gedung, dalam segala hal

simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur (∆m x ξ) tidak

boleh melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.

T efektif = 2,39923 detik

SD1 = 0.4212

Maka :

C1 = = ,,

= 0,1756

V1= .

. Wt =, , x 453681,856= 12444,8256 kN

V > 0,80 V1 …….( SNI 03-1726-2002 Pasal 7.1.3)

Vx = 1544558,35 kN > 0,8 . 12444,8256

Vx = 1544558,35 kN > 9955,86 kN …………………( Memenuhi Syarat )

Vy = 85459,75 kN > 0,8 . 12444,8256

Vy = 85459,75 kN > 9955,86 kN …………………( Memenuhi Syarat )

Mencari Faktor Skala

Faktor skala (FS) = , > 1 ……………( SNI 03-1726-2002 Pasal 7.2.3)

FSx = , ,

, = 0,00645 diambil 1

FSy = , ,

, = 0,1165 diambil 1

Untuk Gedung Tidak Beraturan

ξ = ,

……………………( SNI 03-1726-2002 Pasal 8.2.1)

ξx = ξy = ,

= , ,

= 5,60


commit to user

62

Contoh perhitungan kinerja batas ultimate displacement lantai atap pada arah X :

∆m antar tingkat = ∆m atap - ∆m 10

= 0.06941 – 0.06115

= 0.00825 m

ξ x ∆m antar tingkat < 0,02 . H …..( SNI 03-1726-2002 Pasal 8.2.1 & 8.2.2)

5,60 x 0,00506 m < 0,02 . 5 m

0,02592 m < 0,1 m …………………………( Memenuhi Syarat )

Untuk perhitungan kinerja batas ultimit arah X dan arah Y ditabelkan dalam

Tabel 4.19.

Tabel 4.21 Kontrol kinerja batas Ultimate arah X dan Y

No. Lantai H (m)

∆m arah X

(m)

∆m antar

tingkat X (m)

ξ . ∆m antar

tingkat X (m)

∆m arah Y

(m)

∆m antar

tingkat Y (m)

ξ . ∆m antar

tingkat Y (m)

Syarat ∆m (m)

Ket.

1 Atap 5 0.06941 0.00825 0.04623 0.05274 0.00588 0.03295 0.10 Aman 2 10' 2.5 0.06115 0.00511 0.02864 0.04686 0.00365 0.02041 0.05 Aman 3 10 2.5 0.05604 0.00093 0.00520 0.04321 0.00300 0.01678 0.05 Aman 4 9' 2.5 0.05697 0.00845 0.04732 0.04022 0.00241 0.01350 0.05 Aman 5 9 2.5 0.04852 0.00466 0.02610 0.03781 0.00334 0.01872 0.05 Aman 6 8' 2.5 0.04386 0.00402 0.02250 0.03446 0.00270 0.01512 0.05 Aman 7 8 2.5 0.03984 0.00381 0.02131 0.03176 0.00301 0.01685 0.05 Aman 8 7' 2.5 0.03603 0.00185 0.01035 0.02875 0.00280 0.01569 0.05 Aman 9 7 2.5 0.03419 0.00545 0.03053 0.02595 0.00269 0.01508 0.05 Aman

10 6' 2.5 0.02873 0.00352 0.01972 0.02326 0.00229 0.01282 0.05 Aman11 6 2.5 0.02521 0.00213 0.01194 0.02097 0.00292 0.01635 0.05 Aman 12 5' 2.5 0.02308 0.00432 0.02421 0.01805 0.00254 0.01422 0.05 Aman 13 5 2.5 0.01876 0.00311 0.01743 0.01551 0.00244 0.01366 0.05 Aman14 4' 2.5 0.01565 0.00286 0.01600 0.01307 0.00235 0.01316 0.05 Aman 15 4 2.5 0.01279 0.00273 0.01527 0.01072 0.00225 0.01261 0.05 Aman 16 3' 2.5 0.01006 0.00248 0.01389 0.00847 0.00204 0.01140 0.05 Aman17 3 2.5 0.00758 0.00229 0.01284 0.00644 0.00201 0.01124 0.05 Aman 18 2' 2.5 0.00529 0.00188 0.01055 0.00443 0.00133 0.00746 0.05 Aman 19 2 5 0.00341 0.00273 0.01528 0.00310 0.00197 0.01100 0.10 Aman 20 1 4 0.00068 0.00018 0.00101 0.00113 0.00003 0.00017 0.08 Aman 21 Base 1 4 0.00086 0.00001 0.00008 0.00110 0.00040 0.00227 0.08 Aman 22 Base 2 4 0.00087 0.00087 0.00488 0.00070 0.00070 0.00390 0.08 Aman


commit to user

63

Berdasar kontrol batas layan dan batas ultimate pada tabel 4.18 dan tabel 4.19

nilai simpangan antar tingkat struktur gedung Apartement Tunning pada arah X

dan Y semua lantai aman karena tidak melampaui persyaratan yang telah

ditentukan.

4.6.4 Kontrol Partisipasi Massa

Menurut SNI 03-1726-2002 pasal 7.2.1 : bahwa perhitungan respon dinamik

struktur harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa dalam menghasilkan

respon total harus sekurang-kurangnya 90%.

Tabel 4.22 Hasil dari Modal Partisipasi Massa Rasio

Mode Period UX UY UZ Sum UX Sum UY Sum UZ1 2.399225 1.395E-06 0.000891 0 1.39E-06 0.000891 0 2 1.384889 73.15733 0.016881 0 73.15733 0.017772 0 3 1.358257 0.01623906 72.72572 0 73.17357 72.74349 0 4 0.771548 0.00015445 1.746978 0 73.17372 74.49047 0 5 0.365226 1.9104E-06 0.232331 0 73.17373 74.7228 0 6 0.306689 1.4466E-06 0.263217 0 73.17373 74.98602 0 7 0.288191 8.1726E-05 1.918294 0 73.17381 76.90431 0 8 0.285746 0.00036034 3.736089 0 73.17417 80.6404 0 9 0.280566 0.00394333 2.206118 0 73.17812 82.84652 0 10 0.279496 19.31069 0.001225 0 92.4888 82.84774 0 11 0.272605 2.3771E-05 3.314366 0 92.48882 86.16211 0 12 0.268143 2.3067E-07 3.680833 0 92.48882 89.84294 0 13 0.261926 5.2916E-08 0.323211 0 92.48882 90.16615 0 14 0.259921 1.5087E-05 1.454346 0 92.48884 91.6205 0 15 0.257079 5.424E-06 0.087601 0 92.48885 91.7081 0 16 0.221981 7.0921E-08 0.008084 0 92.48885 91.71619 0 17 0.181767 4.3928E-07 0.121673 0 92.48885 91.83786 0 18 0.178486 3.1492E-07 0.057709 0 92.48885 91.89557 0 19 0.125509 4.247831 0.002054 0 96.73668 91.89762 0 20 0.124227 0.00191971 4.361525 0 96.73859 96.25915 0 21 0.088854 3.8343E-05 0.008981 0 96.73863 96.26813 0 22 0.079865 1.699758 6.35E-05 0 98.43839 96.26819 0

Pada tabel 4.20 menunjukkan bahwa mode ke 13 mampu memenuhi syarat

partisipasi massa (melampaui 90%) sesuai SNI 03-1726-2002 pasal 7.2.1.


commit to user

64

4.7. Grafik Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimate 4.7.1 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan

Gambar 4.7 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y

4.7.2 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate

Gambar 4.8 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y

0.0000 0.0025 0.0050 0.0075 0.0100 0.0125 0.0150 0.0175 0.0200

Base

Base 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Atap

Simpangan (m)

Lantai

Kinerja Batas Layan

Syarat ∆s (m)

∆s antar tingkat Y (m) ∆s antar tingkat X (m)

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11

Base

Base 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Atap

Simpangan (m)

Lantai

Kinerja Batas Ultimate

Syarat ∆m (m)

ξ . ∆m antar tingkat Y (m) ξ . ∆m antar tingkat X (m)


commit to user

D

t

4

P

G

4

4

Dari kedua

tingkat mem

4.8 Grafik S

Pada Etabs

Gempa dapa

4.8.1 Graf

4.8.2 Graf

grafik ters

menuhi syara

Simpangan

maksimum

at dilihat me

fik Displase

Gambar 4

fik Displase

Gambar 4.1

sebut dapat

at sesuai SN

Struktur T

displaceme

lalui grafik.

ement Akib

.9 Displasem

emen Akibat

10 Displasem

ditarik kes

I 03-1726-2

Terhadap Be

ent dan mak

at Beban G

ment Akibat

t Beban Gem

ment Akibat

simpulan ba

002 pasal 8.

eban Gempa

ksimum Stor

Gempa Arah

Beban Gem

mpa Arah Y

Beban Gem

ahwa simpan

1 dan pasal

a.

ry drift ak

h X

mpa Arah X

Y

mpa Arah Y

65

ngan antar

8.2.

kibat beban


commit to user

4

4

4.8.3 Graf

4.8.4 Graf

fik Story Dr

Gambar 4

fik Story Dr

Gambar 4

rift Akibat B

4.11 Story D

rift Akibat B

4.12 Story D

Beban Gemp

Drift Akibat B

Beban Gemp

Drift Akibat B

pa Arah X

Beban Gemp

pa Arah Y

Beban Gemp

pa Arah X

pa Arah Y

66


commit to user

67

4.9 Perbandingan Displasement Maksimum Analisis Pushover dengan

Analisis Respon Spektrum.

Menurut RSNI1726-10, batasan displacement untuk bangunan kategori resiko III

adalah , .

, dimana hsx adalah tinggi lantai dan ρ adalah faktor redundansi

dari RSNI 1726-10 sebesar 1,3. Maka displacement maksimum yang diijinkan

dilantai paling atas adalah , . ,

, = 0,74423 m

Tabel 4.23 Displasement Maksimum Analisis Pushover dengan Analisis Respon

Spektrum

Lantai ∑H (m)

UX pushover

UX Respon

Spektrum

UY pushover

UY Respon

Spektrum

Syarat [(0,015 hx)/ρ] Ket.

Base 2 4 0.00000 0.00087 0.00000 0.00070 0.04615 Aman Base 1 8 0.00000 0.00086 0.00000 0.00110 0.09231 Aman

1 12 0.00153 0.00068 0.00247 0.00113 0.13846 Aman 2 17 0.00000 0.00341 0.00432 0.00310 0.19615 Aman 2' 19.5 0.00540 0.00529 0.00584 0.00443 0.22500 Aman 3 22 0.00756 0.00758 0.00792 0.00644 0.25385 Aman 3' 24.5 0.00988 0.01006 0.01010 0.00847 0.28269 Aman 4 27 0.01240 0.01279 0.01243 0.01072 0.31154 Aman 4' 29.5 0.01505 0.01565 0.01487 0.01307 0.34038 Aman 5 32 0.01787 0.01876 0.01736 0.01551 0.36923 Aman 5' 34.5 0.02134 0.02308 0.01998 0.01805 0.39808 Aman 6 37 0.02378 0.02521 0.02288 0.02097 0.42692 Aman 6' 39.5 0.02694 0.02873 0.02528 0.02326 0.45577 Aman 7 42 0.03115 0.03419 0.02790 0.02595 0.48462 Aman 7' 44.5 0.03346 0.03603 0.03072 0.02875 0.51346 Aman 8 47 0.03681 0.03984 0.03345 0.03176 0.54231 Aman8' 49.5 0.04059 0.04386 0.03620 0.03446 0.57115 Aman 9 52 0.04456 0.04852 0.03921 0.03781 0.60000 Aman 9' 54.5 0.05066 0.05697 0.04169 0.04022 0.62885 Aman 10 57 0.05102 0.05604 0.04451 0.04321 0.65769 Aman 10' 59.5 0.05600 0.06115 0.04754 0.04686 0.68654 Aman

Atap 64.5 0.06254 0.06941 0.05335 0.05274 0.74423 Aman


commit to user

68

4.10 Evaluasi Kinerja Struktur Menurut ATC-40

Menurut ATC-40, batasan rasio drift adalah sebagai berikut :

Tabel 4.24 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40.

Parameter Perfomance Level

IO Damage Control LS Structural Stability

Maksimum Total Drift 0.01 0.01 s.d 0.02 0.02 0.33

Maksimum Total

Inelastik Drift

0.005 0.005 s.d 0.015 No limit No limit

Sumber :Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Table 8-4,p.8-19

4.10.1 Kinerja gedung Menurut ATC- 40 untuk arah X

Maksimal Drift = = ,,

= 0,001076

Sehingga level kinerja gedung adalah Immediate Occupancy.

Maksimal In-elastic Drift = = , – , ,

= 0.001063

Level kinerja gedung Nonlinear adalah Immediate Occupancy.

4.10.2 Kinerja gedung Menurut ATC- 40 untuk arah Y

Maksimal Drift = = ,,

= 0,000818

Sehingga level kinerja gedung adalah Immediate Occupancy.

Maksimal In-elastic Drift = = , – , ,

= 0.000807

Level kinerja gedung Nonlinear adalah Immediate Occupancy.

Keterangan

Dt = displacement atap (paling atas)

D1 = displacement lantai 1 (lantai diatas penjepitan lateral)


commit to user

69

4.11. Grafik Displacement Maksimum

4.11.1 Grafik Displacement Maksimum Analisis Respon Spektrum

Gambar 4.13 Grafik Displacement Maksimum Analisis Respon Spektrum

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80

Base 2

1

2'

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

Simpangan (m)

Lantai

Kontrol Tingkat Ijin

Syarat [(0,015 hx)/ρ]

UY Respon Spektrum

UX Respon Spektrum


commit to user

70

4.11.2 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Analisis Pushover dengan Analisis Respon Spektrum

Gambar 4.14 Grafik Displacement Maksimum Analisis Pushover dengan

Analisis Respon Spektrum

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

Base 2

1

2'

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

Simpangan (m)

Lantai

Grafik Hubungan Displasement Pushover dan Respon Spektrum

Syarat [(0,015 hx)/ρ]

UY Respon Spektrum

UY pushover

UX Respon Spektrum

UX pushover


commit to user

71

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan analisis menggunakan metode respon spektrum pada bab 4,

maka penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Simpangan antar tingkat (Drift) arah X dan Y dinyatakan aman terhadap

kinerja batas layan.

2. Simpangan antar tingkat (Drift) arah X dan Y dinyatakan aman terhadap

kinerja batas Ultimate.

3. Hasil dari displasement maksimum arah X didapat 0.06941 m dan arah Y

didapat 0.05274 sehingga masih memenuhi batas maksimum [(0,015hsx)/ρ] =

0.74423m.

4. Hasil dari displacement analisis pushover (statik) lebib besar dibandingkan

dengan analisa respon spectrum (dinamik).

5. Menurut ATC-40 level kinerja berdasarkan pushover (penelitian sebelumnya)

dengan Analisa statik arah X dan Y adalah Immediate Occupancy (IO)

sedangkan dengan Analisis Dinamik Respon Spektrum arah X dan Y level

Kinerja gedung adalah Immediate Occupancy (IO).

5.2 Saran

Penulis mempunyai beberapa saran, bila dimasa depan dilakukan penelitian

lanjutan :

1. Peraturan gempa yang digunakan adalah peraturan yang telah resmi sehingga

hasil analisis sesuai peraturan terbaru.

2. Analisis Respon Spektrum perlu dicoba pada gedung-gedung tinggi lainya

untuk mendalami perilaku seismik gedung bertingkat banyak.

analisis kinerja struktur pada bangunan bertingkat tidak beraturan ...

Documents

Transcript of analisis kinerja struktur pada bangunan bertingkat tidak beraturan ...