“Analisis Kinerja Struktur Beton Bertulang dengan Sistem Balok Kolom dan Flat slab terhadap Beban Gempa Kuat” TUGAS AKHIR SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MENYELESAIKAN PENDIDIKAN SARJANA TEKNIK DI PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
Oleh Rina Yuandha Dewi 150 03 015
Ariane Viky Sudrajat 150 03 075
PEMBIMBING Prof. DR. Ir. R Bambang Budiono, ME.
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL ITB FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
Tugas Akhir
i
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
TUGAS AKHIR
“Analisis Kinerja Struktur Beton Bertulang dengan Sistem Balok Kolom dan Flat slab terhadap Beban Gempa Kuat”
Oleh
DISETUJUI
Oleh PEMBIMBING
Prof. DR.Ir. R Bambang Budiono, ME.
MENGETAHUI
KELOMPOK KEPAKARAN STRUKTUR
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
KOORDINATOR TUGAS AKHIR
KETUA
Ir. Made Suarjana, M.Sc., Ph.D
Dr. Ir. Herlien Dwiarti Setio
Bandung, Juni 2007
Tugas Akhir
ii
ABSTRACT
RESPONSE ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE STRUCTURE WITH BEAMCOLUMN AND FLAT SLAB AS ITS SYSTEM UNDER STRONG SEISMIC LOAD
This thesis is a study about response of reinforced concrete structure, using static push-over analysis as a part of non linear analysis of capacity spectrum method (procedure B) of ATC-40. This method is used to estimate structure’s response under the influence of strong seismic load based on UBC 1997 and IBC 2003. Regular building with beam-column and flat slab as its system modeled as reinforced concrete moment resisting frames of varying heights (5, 10, 20, and 30 story of each system) are used as a study case. This building is located in third zone with 0.3g of ground motion (UBC 1997) and using Ss = 0.83 and S1 = 0.45 as parameters above soft soil (IBC 2003). After modeling, push-over analysis is used to produce capacity curve. Then, the capacity curve of each system is compared based on seismic code of UBC 1997 and IBC 2003. The intersection of capacity and demand curve represent the performance point of the structure. Several conclusions have been established according to response of structure such as the displacement of a 5-10 story building shows that flat slab system is still gives a good performance (equal to beam-column system) ; related to ductility, flat slab has a smaller actual ductility against beam-column system. It was caused by the number of plastic hinge occurred in flat slab system were fewer than beam-column system. As a result, dissipation energy process in flat slab system was limited against beam-column system. Another conclusion was, performance level of flat slab system has a same level as beam-column system, stated Immediate Occupancy (IO). It showed that flat slab system can be used as an alternative to construct building until 10 levels.
Keywords : Static push-over analysis, beam-column and flat slab system, UBC 1997, IBC 2003, ATC-40, reinforced concrete moment resisting frames, capacity curve, demand curve, displacement, performance level, ductility.
Tugas Akhir
iii
ABSTRAK
ANALISIS KINERJA STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN SISTEM BALOK KOLOM DAN FLAT SLAB TERHADAP BEBAN GEMPA KUAT
Tugas akhir ini merupakan studi mengenai kinerja struktur beton bertulang dengan menggunakan metode analisis beban dorong statik (Pushover analysis). Metode ini merupakan bagian dari analisis non linier menggunakan Peraturan ATC-40 (Prosedur B). Metode ini digunakan untuk menentukan respons struktur di bawah pengaruh beban gempa kuat. Peraturan yang digunakan untuk menentukan beban kuat yang bekerja adalah peraturan UBC 1997 dan IBC 2003. Pada tugas akhir ini, penulis menggunakan model bangunan beraturan dengan sistem struktur berupa sistem struktur balok kolom dan flat slab dengan berbagai variasi periode struktur yang diwakili oleh bangunan 5, 10, 20, dan 30 lantai. Bangunan ini diasumsikan berada di wilayah dengan percepatan batuan di tanah dasar 0.3 g (UBC 1997) dan menggunakan parameter Ss = 0.83 dan S1 = 0.45 (IBC 2003) di atas tanah tipe lunak. Setelah proses modelisasi struktur selesai dilakukan, maka langkah selanjutnya adalah melakukan analisis beban dorong statik (pushover analysis) untuk mendapatkan kurva kapasitas dari struktur. Kurva kapasitas struktur ini akan dibandingkan dengan kurva demand dari gempa UBC 1997 dan IBC 2003. Perpotongan kurva kapasitas dan kurva demand akan menghasilkan suatu titik yang disebut titik kinerja struktur (performance point). Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari tugas akhir ini adalah bahwa displacement sistem struktur flat slab 5 - 10 lantai memberikan kinerja struktur yang baik ( dengan sistem struktur balok kolom sebagai acuannya). Terkait dengan daktilitas struktur, sistem struktur flat slab memiliki nilai parameter aktual daktilitas yang lebih kecil dibandingkan dengan sistem struktur balok kolom karena jumlah sendi plastis yang terjadi di flat slab lebih sedikit dibandingkan dengan sistem struktur balok kolom. Hal ini menyebabkan proses disipasi energi (penyerapan energi gempa) pada sistem struktur flat slab lebih terbatas bila dibandingkan dengan balok kolom. Kesimpulan lain yang dapat diperoleh dari tugas akhir ini adalah level kinerja dari sistem struktur flat slab dan balok kolom sama-sama berada pada tingkat immediate occupancy (IO) untuk bangunan 5, 10, 20, dan 30 lantai. Hal ini menunjukkan bahwa sistem struktur flat slab dapat digunakan sebagai salah satu alternatif dalam sistem konstruksi untuk bangunan sampai dengan 10 lantai. Kata kunci : Analisis beban dorong statik (pushover analysis), sistem struktur balok kolom, sistem struktur flat slab, UBC 1997, IBC 2003, ATC-40, Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), kurva kapasitas dan demand, displacement, level kinerja (performance level), dan daktilitas.
Tugas Akhir
iv
BLABLABLA DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
ADRS ATC C CCR DC E Ec ED ES ESO Fi
= = = =
fc’ Fy f f1 f2 g hi I IO K LS mi N PP PFi R SNI SRPMK Sd SV Sa T V Ve
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
Vm
=
Vn Wt X Xroof Xmaks
= = = = =
= = = = = =
Acceleration Displacement Response Spektrum Applied Technology Council Faktor respons gempa Redaman kritis Damage Control Mdulus elastisitas Mdulus elastisitas beton Energi disipasi oleh redaman Nodulus elastisitas baja Energi regangan elastik Beban gempa nominal statik ekuivalen yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i Kuat tekan beton Kuat leleh baja Faktor kuat lebih total yang terdapat pada struktur Faktor kuat lebih beban dan bahan Faktor kuat lebih struktur akibat kehiperstatikan struktur gedung Percepatan gravitasi Tinggi lantai ke-i, diukur dari lantai sebelumnya Faktor keutamaan gedung Immediate Occupancy Kekakuan struktur Life Safety Massa struktur ke-i Jumlah lantai struktur Performance Point Faktor model partisipasi untuk mode dominan 1 Faktor reduksi gempa Standar Nasional Indonesia Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus Spectral displacement Spectral velocity Spectral acceleration Periode struktur Gaya geser dasar Pembebanan maksimum akibat pengaruh gempa rencana yang diserap oleh sistem elastik penuh dalam kondisi di ambang keruntuhan Pembebanan maksimum akibat pengaruh gempa rencana yang diserap oleh sistem daktail dalam kondisi di ambang keruntuhan Pembebanan gempa nominal atau desain Berat total gedung termasuk beban hidup yang sesuai Perpindahan Perpindahan atap Perpindahan maksimum saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan
Tugas Akhir
v
Ȧ ȟ įi Ȗ µ ij
= = = = = =
Frekuensi alami atau natural Koefisien faktor redaman Perpindahan lateral lantai ke-i Faktor beban Faktor daktilitas Rotasi
Tugas Akhir
vi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Penulis juga bersyukur atas petunjuk dan hidayah-Nya sehingga Penulis dapat tabah dan kuat melalui berbagai hambatan yang ada selama penyusunan laporan tugas akhir ini. Laporan tugas akhir ini disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan tahap sarjana di Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Bandung. Laporan ini mencakup perencanaan struktur bangunan tahan gempa dengan menggunakan sistem struktur balok kolom dan flat slab berdasarkan peraturan UBC 1997 dan IBC 2003, analisis kinerja struktur, hingga membandingkan kinerja kedua sistem struktur tersebut terhadap beban gempa rencana (beban gempa kuat). Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih pada semua pihak-pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan kerja praktek dan penyusunan laporan kerja praktek ini antara lain : 1. Prof. Dr. Ir. R.Bambang Budiono, ME selaku dosen pembimbing tugas akhir ini yang telah banyak mengarahkan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ir.Diah Kusumastuti,Ph.D. selaku dosen penguji seminar dan sidang tugas akhir. 3. Dr.Ir.Awal Surono,MT. selaku dosen penguji seminar dan sidang tugas akhir 4. Mahasiswa/i S2 Geotek (Pa Irwan, Mas Nengah, Bu nita, mba desi, dll) yang telah berkenan untuk meminjamkan ruangan kelas bagi penulis untuk mengerjakan tugas akhir ini. 5. Pa lili yang telah banyak membantu dalam meminjamkan buku-buku yang terkait dengan tugas akhir penulis. 6. Bu Tiktik, Pa Ocin, Pa Agus Solihin, Pa min, Pa Dede dan Pegawai TU Sipil lainnya yang telah banyak membantu penulis dalam memperlancar proses kuliah di Teknik Sipil ITB selama 4 tahun ini. 7. Teman-teman sipil angkatan 2003, Mba Rita, Mba Tata, Mas Afied yang telah banyak membantu dan menyemangati kami dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Serta pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu di sini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan tugas akhir ini masih banyak kekurangan mengingat segala keterbatasan pengetahuan, pengalaman, dan informasi yang diperoleh selama menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis
Tugas Akhir
vii
mengharapkan kritik dan saran agar dapat berkarya lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan serta memberikan masukan yang positif bagi para pembaca.
Bandung, Juni 2007
Penulis
Tugas Akhir
viii
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN........................................................................................... ......... ................ii ABSTRACT.............................................................................................................................................. iii KATA PENGANTAR ........................................................................................................................... vii BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................................................. I-1
1.1 LATAR BELAKANG ................................................................................................................... I-1 1.2 TUJUAN PENULISAN................................................................................................................. I-3 1.3 RUANG LINGKUP....................................................................................................................... I-3 1.4 SISTEMATIKA PENULISAN ................................................................................................... I-4 BAB II
KONSEP PERENCANAAN STRUKTUR TAHAN GEMPA ...................................II-1
2.1 GEMPA BUMI ............................................................................................................................II-1 2.2 PENGARUH GEMPA TERHADAP STRUKTUR .................................................................II-2 2.3 KOMPONEN STRUKTUR ........................................................................................................II-4 2.3.1 Flat slab ................................................................................................................................II-4 2.3.2 Balok Kolom..........................................................................................................................II-6 2.3.3 Dinding Geser Beton Bertulang Kantilever .........................................................................II-6 2.4 GAYA GEMPA ...........................................................................................................................II-6 2.5 PARAMETER DINAMIKA STRUKTUR................................................................................II-7 2.5.1 Kekakuan Struktur (K) ..........................................................................................................II-7 2.5.2 Redaman (c) ..........................................................................................................................II-8 2.6 WAKTU GETAR ALAMI STURKTUR (T) ..........................................................................II-9 2.7 SIFAT ELASTOPLASTIS PADA STRUKTUR ...................................................................II-10 2.8 RESPONS SPEKTRUM ..........................................................................................................II-11 2.9 SISTEM DENGAN BANYAK DERAJAT KEBEBASAN .................................................II-12 2.10 KONSEP DAKTILITAS........................................................................................................II-14 2.11 HUBUNGAN MOMEN KURVATUR ..................................................................................II-19 BAB III
METODE ANALISIS ...................................................................................................... III-1
3.1 DESAIN BERBASIS KINERJA (PERFORMANCE BASED DESIGN)........................... III-1 3.2 METODE PENYEDERHANAAN ANALISIS NON LINEAR........................................... III-2 3.3 REDAMAN EKUIVALEN........................................................................................................ III-6 3.4 KONSEP DAKTILITAS .......................................................................................................... III-10 3.5 PERFORMANCE STRUKTUR .............................................................................................. III-11 3.5.1 Perhitungan Performance Point....................................................................................... III-11 3.5.2 Performance Level ............................................................................................................ III-15 BAB IV 4.1 4.2 4.3
BAB V 5.1 5.2
PEMODELAN STRUKTUR............................................................................................ IV-1 PERENCANAAN TEBAL PELAT ....................................................................................... IV-1 PERENCANAAN BALOK T .............................................................................................. IV-2 PERENCANAAN AWAL SISTEM STRUKTUR BALOK KOLOM DAN FLAT SLAB DENGAN DINDING GESER.............................................................................................. IV-3 4.2.1 Portal 5 lantai................................................................................................................ IV-8 4.2.2 Portal 10 lantai ........................................................................................................... IV-10 4.2.3 Portal 20 lantai ........................................................................................................... IV-11 4.2.4 Portal 30 lantai ........................................................................................................... IV-14 ANALISIS DAN PEMBAHASAN.................................................................................... V-1 PERIODE ALAMI STRUKTUR .......................................................................................... V-1 GAYA GESER DASAR SISTEM STRUKTUR BALOK KOLOM DAN FLAT SLAB................................................................................................................... V-3
Tugas Akhir
ix
5.2.1 Bangunan 5 Lantai...............................................................................................................V-3 5.2.2 Bangunan 10 Lantai..............................................................................................................V-4 5.2.3 Bangunan 20 Lantai..............................................................................................................V-4 5.2.4 Bangunan 30 Lantai..............................................................................................................V-5 5.3 INTERSTORY DRIFT.............................................................................................................. V-7 5.4 LEVEL KINERJA STRUKTUR............................................................................................ V-10 5.4.1 Bangunan 5 Lantai (kondisi PP) .......................................................................................V-10 5.4.2 Bangunan 10 Lantai (kondisi PP) ......................................................................................V-11 5.4.3 Bangunan 20 Lantai (kondisi PP) ......................................................................................V-12 5.4.4 Bangunan 30 Lantai (kondisi PP) ......................................................................................V-12 5.5 PERPINDAHAN LANTAI (DISPLACEMENT) .................................................................. V-13 5.6 PARAMETER AKTUAL NON LINIER ............................................................................. V-21 5.6 ANALISIS KERUNTUHAN STRUKTUR DALAM PUSHOVER ANALYSIS.............. V-24 5.7 MOMEN KURVATUR ......................................................................................................... V-30 BAB VI 5.1 5.2
KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................................ VI-1 KESIMPULAN ....................................................................................................................... VI-1 SARAN.................................................................................................................................... VI-2
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................ xiii LAMPIRAN..............................................................................................................................................xv
Tugas Akhir
x
DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Batasan drift ratio menurut ATC-40.................................................................................... III-4 Tabel 3. 2 Nilai Faktor modifikasi redaman ...................................................................................... III-10 Tabel 3. 3 Nilai SRA dan SRV minimum............................................................................................ III-10 Tabel 4. 1 Tebal Minimum Pelat tanpa balok interior .......................................................................... IV-1 Tabel 4. 2 Pembebanan Struktur .......................................................................................................... IV-7 Tabel 4. 3 Data sistem struktur balok kolom dan flat slab bangunan 5 lantai ..................................... IV-8 Tabel 4. 4 Periode bangunan sistem struktur balok kolom dan flat slab 5 lantai................................. IV-9 Tabel 4. 5 Penampang portal sistem struktur balok kolom 5 lantai ................................................... IV-9 Tabel 4. 6 Penampang portal sistem struktur flat slab 5 lantai............................................................ IV-9 Tabel 4. 7 Data sistem struktur balok kolom dan flat slab bangunan 10 lantai ................................. IV-10 Tabel 4. 8 Periode bangunan sistem struktur balok kolom dan flat slab 10 lantai............................ IV-11 Tabel 4. 9 Penampang portal sistem struktur balok kolom 10 lantai ............................................... IV-11 Tabel 4. 10 Penampang portal sistem struktur flat slab 10 lantai...................................................... IV-11 Tabel 4. 11 Data sistem struktur balok kolom dan flat slab bangunan 20 lantai ............................... IV-12 Tabel 4. 12 Periode bangunan sistem struktur balok kolom dan flat slab 20 lantai........................... IV-13 Tabel 4. 13 Penampang portal sistem struktur balok kolom 20 lantai ............................................ IV-13 Tabel 4. 14 Penampang portal sistem struktur flat slab 20 lantai...................................................... IV-13 Tabel 4. 15 Data sistem struktur balok kolom dan flat slab bangunan 30 lantai .............................. IV-14 Tabel 4. 16 Periode bangunan sistem struktur balok kolom dan flat slab 30 lantai........................... IV-15 Tabel 4. 17 Penampang portal sistem struktur balok kolom 30 lantai .............................................. IV-15 Tabel 4. 18 Penampang portal sistem struktur flat slab 30 lantai...................................................... IV-15
Tabel 5. 1 Koefisien untuk perhitungan batasan periode struktur ........................................................ V-2 Tabel 5. 2 Nilai parameter Ct dan x untuk berbagai tipe struktur.......................................................... V-2 Tabel 5. 3 Periode struktur dan batasannya............................................................................................ V-2 Tabel 5. 4 Berat struktur balok kolom vs flat slab................................................................................. V-6 Tabel 5. 5 Gaya geser disain berdasarkan Peraturan UBC 1997 dan IBC 2003 .................................. V-6 Tabel 5. 6 Interstory drift struktur bangunan 5 lantai............................................................................ V-8 Tabel 5. 7 Interstory drift struktur bangunan 10 lantai.......................................................................... V-8 Tabel 5. 8 Interstory drift struktur bangunan 20 lantai.......................................................................... V-9 Tabel 5. 9 Interstory drift struktur bangunan 30 lantai.......................................................................... V-9 Tabel 5. 10 Batasan deformasi menurut ATC-40 ................................................................................ V-10 Tabel 5. 11 Level kinerja sistem struktur 5 lantai................................................................................ V-10 Tabel 5. 12 Level Kinerja sistem struktur ............................................................................................ V-11
Tugas Akhir
xi
Tabel 5. 13 Level kinerja sistem struktur............................................................................................. V-12 Tabel 5. 14 Level kinerja sistem struktur 30 lantai.............................................................................. V-12 Tabel 5. 15 Displacement struktur bangunan balok kolom ................................................................. V-15 Tabel 5. 16 Displacement struktur bangunan flat slab ........................................................................ V-15 Tabel 5. 17 Parameter aktual non linier struktur bangunan 5 lantai.................................................... V-22 Tabel 5. 18 Parameter aktual non linier struktur bangunan 10 lantai.................................................. V-22 Tabel 5. 19 Parameter aktual non linier struktur bangunan 20 lantai.................................................. V-22 Tabel 5. 20 Parameter aktual non linier struktur bangunan 30 lantai.................................................. V-23
Tabel A. 1 Deformasi kondisi PP pada BK dan FS (UBC 1997) .......................................................... xvii Tabel A. 2 Deformasi kondisi PP pada BK dan FS (IBC 2003)............................................................ xvii Tabel A. 3 Deformasi kondisi maksimum pada BK dan FS (UBC 1997) ............................................ xvii Tabel A. 4 Deformasi kondisi maksimum pada BK dan FS (IBC 2003) .............................................. xvii Tabel A. 5 Displacement kondisi PP pada BK dan FS (UBC 1997).................................................... xviii Tabel A. 6 Displacement kondisi PP pada BK dan FS (IBC 2003) ..................................................... xviii Tabel A. 7 Displacement kondisi maksimum pada BK dan FS (UBC 1997) ...................................... xviii Tabel A. 8 Displacement kondisi maksimum pada BK dan FS (IBC 2003)........................................ xviii Tabel A. 9 Displacement sistem struktur balok kolom 5 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh .....xx Tabel A. 10 Displacement sistem struktur flat slab 5 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh ........xxi Tabel A. 11 Drift rasio Sistem struktur balok kolom dan flat slab 5 lantai kondisi performance point dan kondisi runtuh .............................................................................................................................. xxii Tabel A. 12 Displacement sistem struktur balok kolom 10 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh
...................................................................................................................................... xxiii Tabel A. 13 Displacement sistem struktur flat slab 10 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh .....xxiv Tabel A. 14 Drift rasio Sistem struktur balok kolom dan flat slab 10 lantai kondisi performance point dan kondisi runtuh ...............................................................................................................................xxv Tabel A. 15 Displacement sistem struktur balok kolom 20 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh
.......................................................................................................................................xxvi Tabel A. 16 Displacement sistem struktur flat slab 20 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh .. xxviii Tabel A. 17 Drift rasio Sistem struktur balok kolom dan flat slab 20 lantai kondisi performance point dan kondisi runtuh ...............................................................................................................................xxx Tabel A. 18 Displacement sistem struktur balok kolom 30 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh
.......................................................................................................................................xxxi Tabel A. 19 Displacement sistem struktur flat slab 30 lantai kondisi Performance Point dan kondisi runtuh .. xxxiii Tabel A. 20 Drift rasio Sistem struktur balok kolom dan flat slab 20 lantai kondisi performance point dan kondisi runtuh .............................................................................................................................xxxv
Tugas Akhir
xii
Tabel B. 1 Gaya geser dasar kondisi PP pada BK dan FS (UBC 1997).......................................... xxxvii Tabel B. 2 Gaya geser dasar kondisi PP pada BK dan FS (IBC 2003) ........................................... xxxvii Tabel B. 3 Gaya geser dasar kondisi maksimum pada BK dan FS (UBC 1997) ........................... xxxviii Tabel B. 4 Gaya geser dasar kondisi maksimum pada BK dan FS (IBC 2003)............................... xxxix
Tugas Akhir
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1
Peta tektonik Indonesia ................................................................................................... I-1
Gambar 1. 2 Kurva desain respons spektrum........................................................................................ I-4
Gambar 2. 1
Perilaku struktur akibat beban gempa.............................................................................II-3
Gambar 2. 2 Skema gaya inersia pada struktur bangunan...................................................................II-4 Gambar 2. 3
Ilustrasi sistem struktur Flat Slab ...................................................................................II-5
Gambar 2. 4
Sifat elastoplastis pada struktur....................................................................................II-11
Gambar 2. 5
Sistem dengan banyak derajat kebebasan ....................................................................II-13
Gambar 2. 6
Respons osilator terhadap gerakan beban gempa dengan respons elastik ..................II-15
Gambar 2. 7
Respons osilator terhadap gerakan beban gempa dengan respons elastoplastik.........II-16
Gambar 2. 8
Diagram beban-simpangan (V-į) struktur gedung ......................................................II-17
Gambar 2. 9
Deformasi elemen struktur yang mengalami gaya luar berupa momen.....................II-20
Gambar 2. 10 Hubungan Momen- Kurvatur untuk balok. Elemen gagal karena beban tarik (kiri). Elemen gagal karena beban tekan (kanan) ..................................................................II-21 Gambar 2. 11 Idealisasi Momen – Kurvatur untuk elemen yang dikenai gaya tarik..........................II-21
Gambar 3. 1 Contoh Faktor Modal Partisipasi (MPF) dan Koefisien Massa (D ) ............................... III-5 Gambar 3. 2 Asal usul peredaman untuk pengurangan spectral........................................................... III-7 Gambar 3. 3 Asal usul energi disipasi akibat redaman, ED .................................................................. III-8 Gambar 3. 4 Respons spectrum yang telah mengalami pengurangan (reduced response spectrum).. III-9 Gambar 3. 5 Kurva tradisional elastic demand.................................................................................. III-12 Gambar 3. 6 Kurva family demand spectrum..................................................................................... III-12 Gambar 3. 7 Kurva demand spectrum dan capacity spectrum ......................................................... III-13 Gambar 3. 8 Kurva bilineal ................................................................................................................ III-13 Gambar 3. 9 Performance point ......................................................................................................... III-14 Gambar 3. 10 Level Kinerja struktur berdasarkan ATC-40 ............................................................. III-15 Gambar 3. 11 Diagram alir pengerjaan tugas akhir ........................................................................... III-17
Gambar 4. 1 Penampang balok T .......................................................................................................... IV-3 Gambar 4. 2 Denah struktur dengan dinding geser (Core Wall) ......................................................... IV-4 Gambar 4. 3 Kurva desain respons spectra zona gempa 3 tanah lunak............................................... IV-5 Gambar 4. 4 Gambar denah portal bangunan 5 lantai ......................................................................... IV-8
Tugas Akhir
xiv
Gambar 4. 5 Gambar denah portal bangunan 10 lantai .................................................................... IV-10 Gambar 4. 6 Portal 20 lantai............................................................................................................... IV-12 Gambar 4. 7 Portal struktur bangunan 30 lantai ................................................................................. IV-14
Gambar 5. 1 Gaya geser dasar pada sistem struktur fat slab vs balok kolom 5 lantai.......................... V-3 Gambar 5. 2 Gaya geser dasar pada sistem struktur flat slab vs balok kolom 10 lantai....................... V-4 Gambar 5. 3 Gaya geser dasar pada sistem struktur flat slab vs balok kolom 20 lantai....................... V-4 Gambar 5. 4 Gaya geser dasar pada sistem struktur flat slab vs balok kolom 30 lantai...................... V-5 Gambar 5. 5 Desain respons spektrum................................................................................................... V-7 Gambar 5. 6 Kurva story drift terhadap level kinerja ......................................................................... V-11 Gambar 5. 7 Kurva story drift terhadap level kinerja .......................................................................... V-11 Gambar 5. 8 Kurva story drift terhadap level kinerja .......................................................................... V-12 Gambar 5. 9 Kurva story drift terhadap level kinerja .......................................................................... V-13 Gambar 5. 10 Displacement kondisi PP model 5 lantai balok kolom (BK) dan flat slab (FS) .......... V-13 Gambar 5. 11 Displacement kondisi PP model 10 lantai balok kolom (BK) dan flat slab (FS) ........ V-14 Gambar 5. 12 Displacement kondisi PP model 20 lantai balok kolom (BK) dan fat slab (FS) ......... V-14 Gambar 5. 13 Displacement kondisi PP model 30 lantai balok kolom (BK) dan flat slab (FS) ....... V-15 Gambar 5. 14 Deformasi kondisi PP pada sistem struktur flat slab vs balok kolom .......................... V-16 Gambar 5. 15 Deformasi kondisi PP pada sistem struktur flat slab vs balok kolom......................... V-17 Gambar 5. 16 Deformasi kondisi runtuh pada sistem struktur flat slab vs balok kolom.................... V-17 Gambar 5. 17 Deformasi kondisi runtuh pada sistem struktur flat slab vs balok kolom.................... V-18 Gambar 5. 18 Deformasi sistem struktur balok kolom / flat slab kondisi PP (UBC 1997)............... V-19 Gambar 5. 19 Deformasi sistem struktur balok kolom / flat slab kondisi PP (IBC 2003) ................ V-19 Gambar 5. 20 Deformasi sistem struktur balok kolom / flat slab kondisi maksimum (UBC 1997) . V-20 Gambar 5. 21 Deformasi sistem struktur balok kolom / flat slab kondisi maksimum (IBC 2003)... V-20 Gambar 5. 22 Level kinerja struktur .................................................................................................... V-25 Gambar 5. 23 Konfigurasi sendi plastis struktur sistem balok kolom 30 lantai (UBC 1997) ............ V-26 Gambar 5. 24 Konfigurasi sendi plastis struktur sistem balok kolom 30 lantai (IBC 2003) .............. V-27 Gambar 5. 25 Konfigurasi sendi plastis struktur sistem flat slab 30 lantai (UBC 1997).................... V-28 Gambar 5. 26 Konfigurasi sendi plastis struktur sistem flat slab 30 lantai (IBC 2003) .................... V-29 Gambar 5. 27 Momen kurvatur struktur balok kolom 30 lantai (UBC 1997)....... Error! Bookmark not defined. ....................................................................................................................... V-31 Gambar 5. 28 Momen kurvatur struktur balok kolom 30 lantai (IBC 2003) ......... Error! Bookmark not defined.. ...................................................................................................................... V-31 Gambar 5. 29 Momen kurvatur struktur flat slab 30 lantai (UBC 1997) ............................................ V-32 Gambar 5. 30 Momen kurvatur struktur flat slab 30 lantai (IBC 2003).............................................. V-32
Tugas Akhir
xv
Gambar B. 1 Gaya geser dasar kondisi PP pada sistem struktur balok kolom vs flat slab............. xxxvii Gambar B. 2 Gaya geser dasar kondisi PP pada sistem struktur balok kolom vs flat slab............ xxxviii Gambar B. 3 Gaya geser dasar kondisi maksimum pada sistem struktur balok kolom vs flat slab (UBC 1997)
.................................................................................................................................. xxxviii Gambar B. 4 Gaya geser dasar kondisi maksimum pada sistem struktur balok kolom vs flat slab (IBC2003) xxxix
Gambar C. 1 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 5 lantai (IBC 2003)................................. xli Gambar C. 2 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 5 lantai (UBC 1997) .............................. xli Gambar C. 3 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 5 lantai (IBC 2003) .................................. xli Gambar C. 4 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 5 lantai (UBC 1997) ............................. xlii Gambar C. 5 Momen kurvatur elemen Kolom C3 sistem BK 10 lantai (IBC 2003) ............................ xlii Gambar C. 6 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 10 lantai (UBC 1997) ........................... xlii Gambar C. 7 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 10 lantai (IBC 2003)............................. xliii Gambar C. 8 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 10 lantai (UBC 1997) ........................... xliii Gambar C. 9 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 20 lantai (IBC 2003)............................ xliii Gambar C. 10 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 20 lantai (UBC 1997) ........................ xliv Gambar C. 11 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 20 lantai (IBC 2003)........................... xliv Gambar C. 12 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 20 lantai (UBC 1997) ........................ xliv Gambar C. 13 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 30 lantai (IBC 2003)............................xlv Gambar C. 14 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem BK 30 lantai (UBC 1997) ..........................xlv Gambar C. 15 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 30 lantai (IBC 2003).............................xlv Gambar C. 16 Momen kurvatur elemen kolom C3 sistem FS 30 lantai (UBC 1997) ......................... xlvi Gambar D. 1 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 5 lantai ( IBC 2003) ................ xlviii Gambar D. 2 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 5 lantai (UBC 1997)................. xlviii Gambar D. 3 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 5 lantai (IBC 2003).................... xlviii Gambar D. 4 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 5 lantai (UBC 1997) .................... xlix Gambar D. 5 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 10 lantai (IBC 2003) .................. xlix Gambar D. 6 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 10 lantai (UBC 1997)................. xlix Gambar D. 7 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 10 lantai (IBC 2003)..........................l Gambar D. 8 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 10 lantai (UBC 1997) ........................l Gambar D. 9 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 20 lantai (IBC 2003) ........................l Gambar D. 10 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 20 lantai (UBC 1997)................... li Gambar D. 11 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 20 lantai (IBC 2003)...................... li Gambar D. 12 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 20 lantai (UBC 1997) .................... li Gambar D. 13 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 30 lantai (IBC 2003) ................... lii Gambar D. 14 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem BK 30 lantai (UBC 1997).................. lii Gambar D. 15 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 30 lantai (IBC 2003)..................... lii Gambar D. 16 Diagran Intreaksi P-M elemen kolom C3 sistem FS 30 lantai (UBC 1997) .................. liii
Tugas Akhir
xvi
Gambar E. 1 Konfigurasi sendi plastis struktur balok kolom 5 lantai (UBC 1997) .............................. lvi Gambar E. 2 Konfigurasi sendi plastis struktur balok kolom 5 lantai (IBC 2003) ................................ lvi Gambar E. 3 Konfigurasi sendi plastis struktur flat slab 5 lantai (UBC 1997)..................................... lvii Gambar E. 4 Konfigurasi sendi plastis struktur flat slab 5 lantai (IBC 2003) ...................................... lvii Gambar E. 5 Konfigurasi sendi plastis struktur balok kolom 10 lantai (UBC 1997) .......................... lviii Gambar E. 6 Konfigurasi sendi plastis struktur balok kolom 10 lantai (IBC 2003) .............................. lix Gambar E. 7 Konfigurasi sendi plastis struktur flat slab 10 lantai (UBC 1997)......................................lx Gambar E. 8 Konfigurasi sendi plastis struktur flat slab 10 lantai (IBC 2003) ..................................... lxi Gambar E. 9 Konfigurasi sendi plastis struktur balok kolom 20 lantai (UBC 1997) ........................... lxii Gambar E. 10 Konfigurasi sendi plastis struktur balok kolom 20 lantai (IBC 2003).......................... lxiii Gambar E. 11 Konfigurasi sendi plastis struktur flat slab 20 lantai (UBC 1997)................................ lxiv Gambar E. 12 Konfigurasi sendi plastis struktur flat slab 20 lantai (IBC 2003) ..................................lxv
Tugas Akhir
xvii
