ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

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 i


digilib.uns.ac.id

LEMBAR PERSETUJUAN


Disusun oleh :

AGUS HARIYANTO I 1108502 Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan Dosen Pembimbing

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

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

Setiono, ST, MSc NIP. 19720224 199702 1 001

commit to user ii


digilib.uns.ac.id


SKRIPSI Disusun oleh :

AGUS HARIYANTO I 1108502 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

commit to user iii

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


digilib.uns.ac.id

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 iv


digilib.uns.ac.id

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 v


digilib.uns.ac.id

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 vi


digilib.uns.ac.id

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 vii


digilib.uns.ac.id

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 viii


digilib.uns.ac.id

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 ix


digilib.uns.ac.id

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 x


digilib.uns.ac.id

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 xi


4.9

digilib.uns.ac.id

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 xii


digilib.uns.ac.id

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 Tabel 2.11 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan 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 Tabel 4.14 Faktor Skala ........................................................................................ 58

commit to user xiii


digilib.uns.ac.id

Tabel.4.15. Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y ........................................ 58 Tabel 4.16 Faktor Skala ........................................................................................ 58 Tabel.4.17.Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y ......................................... 58 Tabel 4.18 Faktor Skala ........................................................................................ 59 Tabel.4.19. Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y ........................................ 59 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 xiv


digilib.uns.ac.id

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 xv


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A

Berat Tiap Lantai

Lampiran B

Langkah ETABS V 9.50

commit to user xvi


digilib.uns.ac.id

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 xvii


SS

digilib.uns.ac.id

= 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)

Vi

= 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 xviii


digilib.uns.ac.id

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 1


digilib.uns.ac.id 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


digilib.uns.ac.id 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


digilib.uns.ac.id 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


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user 55


digilib.uns.ac.id 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


digilib.uns.ac.id 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. Δ

(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)

commit to user


digilib.uns.ac.id 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


digilib.uns.ac.id 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


digilib.uns.ac.id 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



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



Beban Statik

Beban Impak

Getaran Mesin

Getaran Gempa

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.

commit to user



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



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



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



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



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



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



Tabel 2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung No 1. 2. 3. 4. 5.

6.

Lantai gedung Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut dalam no 2. Lantai tangga rumah tinggal sederhana dan gudanggudang tidak penting yang bukan untuk took, pabrik atau bengkel. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, took, toserba, restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit. Lantai ruang olah raga. Lantai dansa. 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.

Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton berdiri. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut 8. dalam no 3. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut 9. dalam no 4,5,6 dan 7. Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam no 10. 3,4,5,6 dan 7. Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, took buku, took besi, ruang alat-alat dan 11. ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri dengan minimum. 7.

Lantai gedung parkir bertingkat : 12. ¾ Untuk lantai bawah ¾ Untuk lantai tinggkat lainnya Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus 13. direncanakan terhadap beban hidup dari lantai yang berbatasan dengan minimum.

Beban

Satuan

200

Kg/m2

125

Kg/m2

250

Kg/m2

400 500

Kg/m2 Kg/m2

400

Kg/m2

500

Kg/m2

300

Kg/m2

500

Kg/m2

250

Kg/m2

400

Kg/m2

800 400

Kg/m2 Kg/m2

300

Kg/m2

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

commit to user



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

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Baja Batu alam Batu belah, batu bulat, batu gunug ( berat tumpuk ) Batu karang ( berat tumpuk ) Batu pecah Besi tuang Beton ( 1 ) Beton bertulang ( 2 ) Kayu ( kelas 1 ) ( 3 ) Kerikil, koral (kering udara sampai lembab, tanpa diayak) Pasangan bata merah Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung Pasangan batu cetak Pasangan batu karang Pasir ( kering udara sampai lembab ) Pasir ( jenuh air ) Pasir kerikil, koral ( kering udara sampai lembab ) Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembab) Tanah, lempung dan lanau ( basah ) Timah hitam ( timbel )

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Beb an 7850 2600 1500 700 1450 7250 2200 2400 1000

Satuan Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

1650

Kg/m3

1700 2200 2200 1450 1600 1800 1850

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

1700

Kg/m3

2000 1140

Kg/m3 Kg/m3

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

commit to user



Tabel 2.3 Berat Sendiri Komponen Gedung No Komponen gedung 1 Adukan, per cm tebal : ¾ Dari semen ¾ Dari kapur, semen merah atau tras 2 Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal 3 Dinding pasangan bata merah : ¾ Satu batu ¾ Setengah batu 4 Dinding pasangan batako : ¾ Berlubang : Tebal dinding 20 cm ( HB 20 ) Tebal dinding 10 cm ( HB 10 ) ¾ Tanpa lubang Tebal dinding 15 cm Tebal dinding 10 cm 5 Langit-langit dan dinding ( termasuk rusuk-rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku ), terpadu dari : ¾ Semen asbes ( eternity dan bahan lain sejenis ), dengan tebal maksimum 4mm. ¾ Kaca, dengan tebal 3-4 mm. 6 Penggantung langit-langit ( dari kayu ), dengan bentang maksimum 5 m dan jarak s.k.s. minimum 0,80 m. 7 Penutup atap genting dengan reng dan usuk / kaso per m2 bidang atap. 8 Penutup atap sirap dengan reng dan usuk / kaso, per m2 bidang atap. 9 Penutup atap seng gelombang ( BWG 24 ) tanpa gording 10 Penutup lantai dari ubin semen Portland, teraso dan beton, tanpa adukan, per cm tebal. 11 Semen asbes gelombang ( tebal 5 mm ) 12 Ducting AC dan penerangan

Beban

Satuan

21 17 14

Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2

450 250

Kg/m2 Kg/m2

200 120

Kg/m2 Kg/m2

300 200

Kg/m2 Kg/m2

11 10

Kg/m2 Kg/m2

40

Kg/m2

50

Kg/m2

40 10

Kg/m2 Kg/m2

21 11 30,6

Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2

Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11-12)

commit to user



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.

F H

H

L

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

commit to user



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

I

II Dilanjutkan

commit to user



Jenis Pemanfaatan

Lanjutan 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 seharihari bila terjadi kegagalan, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk : -

III

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. Dilanjutkan

commit to user



Jenis Pemanfaatan

Lanjutan 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 Fasilitas pembangkit energi yang tidak memasok energi untuk kebutuhan nasional dapat dimasukkan kedalam kategori resiko II Sumber : RSNI 2010

commit to user

IV



Tabel 2.5 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan Kategori Resiko Banguan I atau II III IV

Ie 1,0 1,25 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 C. Sistem Rangka Penahan Momen 1. Rangka momen baja khusus 2. Rangka momen rangka batang baja khusus 3. Rangka momen baja menengah 4. Rangka momen baja biasa 5. Rangka momen beton bertulang khusus 6. Rangka momen beton bertulang menengah 7. Rangka momen beton bertulang biasa 8. Rangka momen baja dan beton komposit khusus 9. Rangka momen komposit menengah 10. Rangka momen terkekang posisi komposit 11. Rangka momen komposit biasa 12. Rangka momen Cold Form khusus dengan baut

Koefisien Modifikasi Respon (R)

8 7 4,5 3,5 8 5 3 8 5 6 3 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



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



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 03-17262002). 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



Tabel 2.7 Jenis-jenis tanah berdasar RSNI 1726-2010 Sifat tanah rata-rata untuk 30 m teratas Kecepatan N SPT Kuat geser Kelas Profil Tanah rambat (cohesionles niralir Lokasi (deskrpsi umum) gelombang soil layers) (KPa) (m/s) A >1500 Hard Rock Diasumsikan tidak ada di Indonesia B 760 – 1500 Rock C Very Dense Soil and Soft 360 – 760 Rock > 50 > 100 (≥ 350) (Tanah Keras) D Stiff Soil Profile 180-360 15 - 50 50 - 100 (Tanah Sedang) (175-350) E Soft Soil Profile < 180 < 15 < 50 (Tanah Lunak) (<175) 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 Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1,0 Ss ≥ 1,20 Class 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 A 1 1 1 1 1 B 1.2 1.2 1.1 1 1 C 1.6 1.4 1.2 1.1 1 D 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9 E F Lihat Pasal 4.5 Catatan : Gunakan interpolasi linier untuk angka tengah Ss Sumber : RSNI (2010)

commit to user



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 0.8 1 1.7 2.4 3.5

A B C D E F

S1 = 0.2 0.8 1 1.6 2 3.2

S1 = 0.3 0.8 1 1.5 1.8 2.8

S1 = 0.4 0.8 1 1.4 1.6 2.4

S1 > 0.5 0.8 1 1.3 1.5 2.4

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



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.

KDG : A B C D

Resiko gempa meningkat. Persyaratan desain dan detailing gempa meningkat.

E F Kategori desain gempa dievaluasi berdasarkan parameter respon percepatan periode pendek dan berdasarkan parameter respon percepatan periode 1,0 detik. Tabel 2.10 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan 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)

commit to user



Tabel 2.11 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan 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

RSNI 1726-10

Tingkat Resiko Kegempaan Rendah

Menengah

Tinggi

KDG

KDG

KDG

A,B

C

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 unsurunsur 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



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

0,03 kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, R

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



b. Untuk struktur gedung tidak beraturan : ξ

=

0,7 R Faktor Skala

(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


digilib.uns.ac.id

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 Dual System Sistem Struktur

Wall-frame beton bertulang

Fungsi gedung

apartemen

Jumlah Lantai

10

Luas lantai tipikal

1305.9202 m2

Tinggi lantai tipikal

5m

Tinggi Maksimum gedung

52.5 m

Jumlah lantai basemen

3

Tinggi lantai tipikal basemen

4m

Kedalaman basemen

12 m

Luas Basemen 1

6702.8641 m2

Luas Basemen 2

9246.1794 m2

Luas Basemen 3

9246.1794 m2

Luas total gedung termasuk besmen

80665.9889 m2

commit 35 to user



Tampak Apartemen Tuning dapat dilihat pada Gambar 3.1.

A B

C

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

Denah gedung dapat dilihat pada Gambar 3.2.

GEDUNG C

GEDUNG A

GEDUNG B

Gambar 3.2. Denah Apartemen Tuning Sumber : Astuning Hariri, 2008

commit to user



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



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



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. Sumbu Z Global

Sumbu Lokal 1 Sumbu Lokal 3

Sumbu Y Global

Sumbu Lokal 2

Sumbu Lokal 2

Arah Putar Sumbu

Sumbu Lokal 3 Sumbu X Global

Sumbu Lokal 1

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, masingmasing 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.

commit to user



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



3.2.6

Diagram Alir Pembuatan Grafik Respon Spektrum Mulai

Menentukan Kategori Resiko Bangunan (KRB)

Menentukan SS dan S1 (Gambar 2.4 dan gambar 2.54)

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 Gambar 3.4. Diagram alir pembuatan respon spektrum

commit to user



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. Mulai

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)

Analisis struktur dengan program ETABS 9.5

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

Menentukan nilai maksimum displacement dan drift

Out Put 1. Grafik hubungan antara Displacement dengan ketinggian bangunan. 2. Grafik hubungan antara drift dengan tinggi per lantai Selesai Gambar 3.5. Diagram alir analisis respon spektrum

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB 4 PEMBAHASAN

4.1. Denah Apartemen Tuning

+5250 LANTAI 10' +4750 LANTAI10 +4500 LANTAI 9' +4250 LANTAI 9 +4000 LANTAI 8' +3750 LANTAI 8 +3500 LANTAI 7' +3250 LANTAI 7 +3000 LANTAI 6' +2750 LANTAI 6 +2500 LANTAI 5' +2250 LANTAI 5 +2000 LANTAI 4' +1750 LANTAI 4 +1500 LANTAI 3' +1250 LANTAI 3 +1000 LANTAI 2' +750 LANTAI 2 +500 LANTAI 1

BASEMENT 1

BASEMENT 2

-800

BASEMENT 3

-1200

Keterangan: Basement 1-3 Lantai 1 Lantai 2-16 Gambar 4.1. Denah Apartemen Tuning

± 000 -400

Sumber : Astuning Hariri (2008) 2.03 9.80 NAIK

10.00

10.00

9.80

5.00

R. AHU + 5.00

TURUN

NAIK TURUN

10.00 BALKON + 7.70

10.00 KORIDOR + 5.00

10.00

R. AHU + 5.00

R. TIDUR & R. DUDUK + 7.75

R. MAKAN & PANTRY + 7.75

5.00 10.00

KM/WC + 7.70 KORIDOR + 7.75

NAIK

TURUN

BALKON + 4.95

R. TIDUR & R. DUDUK + 5.00

R. MAKAN & PANTRY + 5.00

10.00

10.00

10.00

10.00

KM/WC + 4.95

TURUN NAIK

10.00 TURUN

10.00 TURUN

KM/WC +4.95

LANTAI 2

5.00

LANTAI 2'

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

commit to user 43

5.00



4.2.Konfigurasi Gedung Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung No,

Lantai

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Basement 3 Basement 2 Basement 1 Lantai 1 Lantai 2 Lantai 2' Lantai 3 Lantai 3' Lantai 4' Lantai4' Lantai 5 Lantai 5'

Tinggi Bangunan (m) 0 4 8 12 17 19,5 22 24,5 27 29,5 32 34,5

No, 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Lantai Lantai 6 Lantai 6' Lantai 7 Lantai 7' Lantai 8 Lantai 8' Lantai 9 Lantai 9' Lantai 10 Lantai 10' Atap

4.3 Spesifikasi Material 4.3.1 MutuBeton Tabel 4.2 Mutu Beton Gedung B Apartemen Tunning Mutu Beton Fungsi

Gedung B f’c

Ec*)

MPa

MPa

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

45

31528,6

Balok

Kolom Kolom

commit to user

Tinggi Bangunan (m) 37 39,5 42 44,5 47 49,5 52 54,5 57,5 59,5 64,5



Wall Corewall

40

29725,4

Shearwall lift

40

29725,4

Pelat lantai

35

27805,6

Pelat atap

35

27805,6

Pelat basemen

35

27805,6

Ground slab

35

27805,6

35

27805,6

30

25742,9

Pelat

Dinding Penahan Tanah Dinding Pondasi PondasiBorpile *) Ec = 4700 f' c 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 ¾ Tebal pelat basement dan semi basement,

t = 13 cm

¾ Tebal Pelat tipikal

t = 12 cm

commit to user



4.3.3.2 Balok Tipe balok yang dipakai sebagai berikut: Tabel 4.3 Tipe Balok No Tipe

Dimensi (mm)

1 2 3 4 5

400/900 300/500 300/500 400/800~400/1300 400/600

Balok Induk BalokAnak Balok di dalam core wall Balok Prategang Balok Dinding Basement

4.3.3.3 Kolom Tipe kolom yang dipakai sebagai berikut : Tabel 4.4 Tipe Kolom No 1 2 3

Tipe Kolom A Kolom B Kolom C

Dimensi (mm) 800/800 600/600 400/400

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

=

0,9

Koefisien Reduksi Beban Mati (Sumber : SNI 03-1727-1989 halaman 5&6)

commit to user



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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Lantai basement 2 basement 1 lantai 1 lantai 2 lantai 2' lantai 3 lantai 3' lantai 4 lantai 4' lantai 5 lantai 5' lantai 6 lantai 6' lantai 7 lantai 7' lantai 8 lantai 8' lantai 9 lantai 9' lantai 10 lantai 10' lantai 11

Beban mati (ton) Beban hidup (ton) Berat total (ton) 11271,275 ton 1053,4848 ton 12324,7598 ton 8150,1323 ton 1089,1344 ton 9239,2667 ton ton ton 5590,3180 114,6840 5705,0020 ton 897,8899 ton 36,1695 ton 934,0594 ton 1011,7594 ton 45,0855 ton 1056,8449 ton ton ton 907,0094 36,1695 943,1789 ton 1063,0779 ton 45,0855 ton 1108,1634 ton 907,0094 ton 36,1695 ton 943,1789 ton ton ton 1078,5744 45,0855 1123,6599 ton 958,9083 ton 46,8319 ton 1005,7401 ton 1082,9779 ton 45,3555 ton 1128,3334 ton 869,8915 ton 46,7700 ton 916,6615 ton ton ton 789,1157 45,2261 834,3418 ton 884,8499 ton 44,1308 ton 928,9807 ton 917,3420 ton 45,9758 ton 963,3177 ton ton ton 996,2920 53,1026 1049,3947 ton 980,6772 ton 45,1324 ton 1025,8096 ton 948,5035 ton 57,2355 ton 1005,7390 ton ton ton 744,7605 43,9245 788,6850 ton 937,6775 ton 55,7370 ton 993,4145 ton 975,6943 ton 38,7375 ton 1014,4318 ton 1042,1601 ton 13,2592 ton 1055,4192 ton jumlah 45368,1856 ton

commit to user



Tabel 4.6. Massa Bangunan No.

lantai

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

basement 2 basement 1 lantai 1 lantai 2 lantai 2' lantai 3 lantai 3' lantai 4 lantai 4' lantai 5 lantai 5' lantai 6 lantai 6' lantai 7 lantai 7' lantai 8 lantai 8' lantai 9 lantai 9' lantai 10 lantai 10' ATAP

Berat Bangunan (Ton.f) 12324.7598 9239.2667 5705.0020 934.0594 1056.8449 943.1789 1108.1634 943.1789 1123.6599 1005.7401 1128.3334 916.6615 834.3418 928.9807 963.3177 1049.3947 1025.8096 1005.7390 788.6850 993.4145 1014.4318 1055.4192

g (m/s2)

Massa Bangunan

9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81

1256.3466 941.8213 581.5496 95.2150 107.7314 96.1446 112.9626 96.1446 114.5423 102.5219 115.0187 93.4415 85.0501 94.6973 98.1975 106.9719 104.5677 102.5218 80.3960 101.2655 103.4079 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



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 2215288.223 2 basement 1 9187.5000 4350000.7230 11234731.6344 1684722.749 3 lantai 1 6323.5000 3555229.3288 7888133.5522 1052405.091 4 lantai 2 608.5000 58772.3333 22397.4212 12701.035 5 lantai 2' 608.2000 101275.5208 19241.2585 21347.320 6 lantai 3 608.5000 58772.3333 22397.4212 12825.039 7 lantai 3' 608.2000 101275.5208 19241.2585 22383.908 8 lantai 4 608.5000 58772.3333 22397.4212 12825.039 9 lantai 4' 608.2000 101275.5208 19241.2585 22696.922 10 lantai 5 653.1250 61190.4505 25794.3336 13654.121 11 lantai 5' 608.5000 101275.5208 19241.2585 22791.323 12 lantai 6 651.3400 61093.7258 23353.5657 12114.848 13 lantai 6' 585.0350 95018.2507 15556.1760 16074.884 14 lantai 7 616.1500 59186.8677 18718.8552 11973.485 15 lantai 7' 618.4700 92271.2098 14087.1565 17172.194 16 lantai 8 738.6750 47510.8161 12699.5424 8719.421 17 lantai 8' 607.2250 84697.0380 11906.4054 16635.686 18 lantai 9 801.5000 43287.8542 15025.5574 7459.011 19 lantai 9' 590.0000 73666.6667 11156.1052 11558.328 20 lantai 10 756.7000 91714.5208 27735.2269 15985.380 21 lantai 10' 519.4000 52570.7257 30751.6496 16588.745 22 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


=

24

kg/m2

Berat Plafond dan instalasi

=

30

Kg/m2

Jumlah

=

123

Kg/m2

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

commit to user

= 0,123

ton/m2



2. Pelat Basemen 1 dan 2 Beban Mati Berat spesi tulangan

=

21

Kg/m2

Instalasi listrik, dll

=

30

Kg/m2

Jumlah

=

51

Kg/m2

= 0.051

ton/m2

Beban Hidup = 400 kg/m2 = 0,4 ton/m2 3. PelatAtap Beban Mati Berat urugan pasir bawah keramik

=

50

kg/m2

Berat urugan pasir bawah keramik

=

48

kg/m2

Berat spesi pasangan

=

21

kg/m2


=

24

kg/m2

Berat Plafond dan instalasi

=

30

Kg/m2

Jumlah

=

173

Kg/m2

Beban Hidup = 250 kg/m2 = 0,25 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) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Nilai SPT 14 17 20 48 > 60 35 36 37 44 56

commit to user

= 0,173

ton/m2



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



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

spectra response acceleration (g)

0.70

Respon Spektrum

0.60 0.50 0.40 Respon Spektrum 0.30 0.20 0.10 0.00 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 Periode T (sec)

Gambar 4.3 Respon Spektrum Gedung B Apartemen Tunning

commit to user



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. 0 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

-4

M.A.T

-6 -10

-14

-20 Gambar 4.4 Data tanah

commit to user



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

-4

25,915

Pa = 16x4x0,4049 = 25,915 kN/m2 Ka = tan2(45-19,81/2) = 0,4938

25,915

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

-6

-8

Ka = tan2(45-19,81/2) = 0,4938 25,915

5,876

Pa = (5,95-1)x2x0,4938 = 4,889 kN/m2 Ka = tan2(45-19,81/2) = 0,4938

-10

25,915

5,876 4,889

Pa = (5,95-1)x2x0,4938 = 4,889 kN/m2 Ka = tan2(45-29,01/2) = 0,5889

-12

25,915

5,876 4,889 4,889

Pa = (5,71-1)x2x0,5889 = 5,548 kN/m2 Pw= 1x6 = 6 kN/m2

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. Bebanbeban ke atas lainnya harus diperhitungkan dalam desain tersebut. El = ‐12 m

Ground Slab

Uplift Pw = 1x6 = 6 kN/m2 Gambar 4.6 Beban uplift

commit to user



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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Lantai Atap 10' 10 9' 9 8' 8 7' 7 6' 6 5' 5 4' 4 3' 3 2' 2 1 Base 1 Base 2

UX (m) 0.06941 0.06115 0.05604 0.05697 0.04852 0.04386 0.03984 0.03603 0.03419 0.02873 0.02521 0.02308 0.01876 0.01565 0.01279 0.01006 0.00758 0.00529 0.00341 0.00068 0.00086 0.00087

UY (m) 0.05274 0.04686 0.04321 0.04022 0.03781 0.03446 0.03176 0.02875 0.02595 0.02326 0.02097 0.01805 0.01551 0.01307 0.01072 0.00847 0.00644 0.00443 0.00310 0.00113 0.00110 0.00070

UX (m) 0.00825 0.00511 0.00093 0.00845 0.00466 0.00402 0.00381 0.00185 0.00545 0.00352 0.00213 0.00432 0.00311 0.00286 0.00273 0.00248 0.00229 0.00188 0.00273 0.00018 0.00001 0.00087

commit to user

UX (m) 0.00588 0.00365 0.00300 0.00241 0.00334 0.00270 0.00301 0.00280 0.00269 0.00229 0.00292 0.00254 0.00244 0.00235 0.00225 0.00204 0.00201 0.00133 0.00197 0.00003 0.00040 0.00070



4.5.2 Hasil Analisis Base Shear akibat Beban Kombinasi Tabel 4.10 Base Shear Terbesar Lantai Story 1 Base 1 Base 2 Base

Vx (kN) 1544558.350 26919.510 307112.580 10038.770

Vy (kN) 85459.750 39550.910 19932.120 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 =

V1 =

.

,

. Wt = V

= 0,1756

, ,

,

>

x 453681,856= 12444,8256 kN 0,80 V1

…….( SNI 03-1726-2002 Pasal 7.1.3)

Vx = 1024343.47 kN > Vx = 1024343.47 kN >

0,8 . 12444,8256 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



Tabel 4.11 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Lantai Story 1 Basement 1 Basement 2 Basement

Vx (kN) 1024343.476 18491.347 203567.886 6828.315

Vy (kN) Syarat (kN) 57421.342 9955.86 27463.299 9955.86 14227.075 9955.86 7019.228 9955.86

Ket Aman Aman Aman 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 = arah Y =

, , , ,

= 1,4580 = 0,4598

Tabel 4.12 Faktor Skala Skala 1 1.5328 0.4598 0.4598 1.5328

Respon sektrum x Respon sektrum y

1.4580 1.4580 1.4184 1.4184

Skala 2 2.2349 0.6704 0.6522 2.1741

Tabel 4.13 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Lantai

Vx (kN)

Story 1 Base 1 Base 2 Base

1451216.620 25225.020 288495.840 9377.350

Vy (kN) 80441.160 37387.290 18910.660 9666.570

Syarat (kN) 9955.86 9955.86 9955.86 9955.86



, , , ,

= 1,0617 = 1,0299 commit to user



Tabel 4.14 Faktor Skala Respon sektrum x Respon sektrum y

Skala 2 2.2349 0.6704 0.6522 2.1741

Skala 3 1.0617 2.3727 0.7118 1.0299 0.6717 2.2391

Tabel 4.15 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Lantai

Vx (kN)

Story 1 Base 1 Base 2 Base

1494483.010 26546.650 297103.850 9877.630

Vy (kN) 82774.360 38393.140 19385.420 9934.960

Syarat (kN) 9955.86 9955.86 9955.86 9955.86



, , , ,

= 1,0617 = 1,0299


Skala 3 2.3727 0.7118 0.6717 2.2391

1.0079 1.0021

Skala 4 2.3915 0.7174 0.6731 2.2439

Tabel 4.17 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Lantai Story 1 Base 1 Base 2 Base

Vx (kN) 1497677.490 26726.950 297739.290 9945.940

Vy (kN) 82946.670 38467.390 19420.450 9954.710

Syarat (kN) 9955.860629 9955.860629 9955.860629 9955.860629

commit to user





, , , ,

= 1,0617 = 1,0299


Skala 4 2.3915 0.7174 0.6731 2.2439

1.0010 1.0001

Skala 5 2.3939 0.7181 0.6732 2.2441

Tabel 4.19 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Lantai Story 1 Basement 1 Basement 2 Basement

Vx (kN) 1544558.350 26919.510 307112.580 10038.770

Vy (kN) Syarat (kN) Keterangan 85459.750 9955,86 Aman 39550.910 9955,86 Aman 19932.120 9955,86 Aman 10257.590 9955,86 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 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



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’

<

0,06941 – 0,06115 < 0.00825 m

<

0,03 ,

H atap 5

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)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 5 4 4 4

0.06941 0.06115 0.05604 0.05697 0.04852 0.04386 0.03984 0.03603 0.03419 0.02873 0.02521 0.02308 0.01876 0.01565 0.01279 0.01006 0.00758 0.00529 0.00341 0.00068 0.00086 0.00087

0.00825 0.00511 0.00093 0.00845 0.00466 0.00402 0.00381 0.00185 0.00545 0.00352 0.00213 0.00432 0.00311 0.00286 0.00273 0.00248 0.00229 0.00188 0.00273 0.00018 0.00001 0.00087

Atap 10' 10 9' 9 8' 8 7' 7 6' 6 5' 5 4' 4 3' 3 2' 2 1 Base 1 Base 2

∆s arah Y (m) 0.05274 0.04686 0.04321 0.04022 0.03781 0.03446 0.03176 0.02875 0.02595 0.02326 0.02097 0.01805 0.01551 0.01307 0.01072 0.00847 0.00644 0.00443 0.00310 0.00113 0.00110 0.00070

commit to user

∆s antar tingkat Y (m) 0.00588 0.00365 0.00300 0.00241 0.00334 0.00270 0.00301 0.00280 0.00269 0.00229 0.00292 0.00254 0.00244 0.00235 0.00225 0.00204 0.00201 0.00133 0.00197 0.00003 0.00040 0.00070

Syarat ∆s (m) {(0.03/R)*H}

Ket.

0.01765 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.00882 0.01765 0.01412 0.01412 0.01412

Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman



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 =

V1 =

.

,

= 0,1756

, ,

. Wt =

,

V

>

x 453681,856= 12444,8256 kN 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

Vy = 85459,75 kN

>

0,8 . 12444,8256

Vy = 85459,75 kN

>

9955,86 kN



Mencari Faktor Skala Faktor skala (FS) = FSx

=

FSy

=

,

,

, ,

,

, ,

> 1

……………( SNI 03-1726-2002 Pasal 7.2.3)

= 0,00645

diambil 1

= 0,1165

diambil 1

Untuk Gedung Tidak Beraturan ξ

=

ξx = ξy =

,

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

=

,

,

= 5,60

commit to user



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

5,60 x 0,00506 m

<

0,02 . 5 m

0,02592 m

<

0,1 m

…..( SNI 03-1726-2002 Pasal 8.2.1 & 8.2.2) …………………………( 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 5 4 4 4

0.06941 0.06115 0.05604 0.05697 0.04852 0.04386 0.03984 0.03603 0.03419 0.02873 0.02521 0.02308 0.01876 0.01565 0.01279 0.01006 0.00758 0.00529 0.00341 0.00068 0.00086 0.00087

0.00825 0.00511 0.00093 0.00845 0.00466 0.00402 0.00381 0.00185 0.00545 0.00352 0.00213 0.00432 0.00311 0.00286 0.00273 0.00248 0.00229 0.00188 0.00273 0.00018 0.00001 0.00087

0.04623 0.02864 0.00520 0.04732 0.02610 0.02250 0.02131 0.01035 0.03053 0.01972 0.01194 0.02421 0.01743 0.01600 0.01527 0.01389 0.01284 0.01055 0.01528 0.00101 0.00008 0.00488

0.05274 0.04686 0.04321 0.04022 0.03781 0.03446 0.03176 0.02875 0.02595 0.02326 0.02097 0.01805 0.01551 0.01307 0.01072 0.00847 0.00644 0.00443 0.00310 0.00113 0.00110 0.00070

0.00588 0.00365 0.00300 0.00241 0.00334 0.00270 0.00301 0.00280 0.00269 0.00229 0.00292 0.00254 0.00244 0.00235 0.00225 0.00204 0.00201 0.00133 0.00197 0.00003 0.00040 0.00070

0.03295 0.02041 0.01678 0.01350 0.01872 0.01512 0.01685 0.01569 0.01508 0.01282 0.01635 0.01422 0.01366 0.01316 0.01261 0.01140 0.01124 0.00746 0.01100 0.00017 0.00227 0.00390

0.10 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.10 0.08 0.08 0.08


Atap 10' 10 9' 9 8' 8 7' 7 6' 6 5' 5 4' 4 3' 3 2' 2 1 Base 1 Base 2

commit to user



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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Period 2.399225 1.384889 1.358257 0.771548 0.365226 0.306689 0.288191 0.285746 0.280566 0.279496 0.272605 0.268143 0.261926 0.259921 0.257079 0.221981 0.181767 0.178486 0.125509 0.124227 0.088854 0.079865

UX 1.395E-06 73.15733 0.01623906 0.00015445 1.9104E-06 1.4466E-06 8.1726E-05 0.00036034 0.00394333 19.31069 2.3771E-05 2.3067E-07 5.2916E-08 1.5087E-05 5.424E-06 7.0921E-08 4.3928E-07 3.1492E-07 4.247831 0.00191971 3.8343E-05 1.699758

UY 0.000891 0.016881 72.72572 1.746978 0.232331 0.263217 1.918294 3.736089 2.206118 0.001225 3.314366 3.680833 0.323211 1.454346 0.087601 0.008084 0.121673 0.057709 0.002054 4.361525 0.008981 6.35E-05

UZ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Sum UX 1.39E-06 73.15733 73.17357 73.17372 73.17373 73.17373 73.17381 73.17417 73.17812 92.4888 92.48882 92.48882 92.48882 92.48884 92.48885 92.48885 92.48885 92.48885 96.73668 96.73859 96.73863 98.43839

Sum UY 0.000891 0.017772 72.74349 74.49047 74.7228 74.98602 76.90431 80.6404 82.84652 82.84774 86.16211 89.84294 90.16615 91.6205 91.7081 91.71619 91.83786 91.89557 91.89762 96.25915 96.26813 96.26819

Sum UZ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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



4.7. Grafik Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimate 4.7.1 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Kinerja Batas Layan Atap 10 9 8 Lantai

7

Syarat ∆s (m)

6

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

5 4 3 2

Base 1 Base 0.0000

0.0025

0.0050

0.0075

0.0100

0.0125

0.0150

0.0175

0.0200

Simpangan (m)

Gambar 4.7 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y 4.7.2 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate

Lantai

Kinerja Batas Ultimate Atap 10 9 8 7 6 5 4 3 2 Base 1 Base

Syarat ∆m (m) ξ . ∆m antar tingkat Y (m) ξ . ∆m 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 Simpangan (m)

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

commit to user



Dari D kedua grafik terssebut dapat ditarik kessimpulan baahwa simpanngan antar tingkat t mem menuhi syaraat sesuai SNI 03-1726-2002 pasal 8.1 dan pasal 8.2. Struktur T 4.8 4 Grafik Simpangan S Terhadap Beeban Gempaa. Pada P Etabs maksimum displacemeent dan mak ksimum Storry drift akkibat beban Gempa G dapaat dilihat melalui grafik. 4.8.1 4

Graffik Displaseement Akibat Beban Gempa G Arah hX

Gambar 4.9 Displasem ment Akibat Beban Gem mpa Arah X 4.8.2 4

Graffik Displaseemen Akibatt Beban Gem mpa Arah Y

Gambar 4.110 Displasem ment Akibat Beban Gem mpa Arah Y

commit to user



4.8.3 4

Graffik Story Drrift Akibat B Beban Gemp pa Arah X

Gambar 4.11 4 Story Drift D Akibat Beban B Gemppa Arah X 4.8.4 4

Graffik Story Drrift Akibat B Beban Gemp pa Arah Y

Gambar 4.12 4 Story Drift D Akibat Beban B Gemppa Arah Y

commit to user



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 Base 1 1 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' Atap

4 8 12 17 19.5 22 24.5 27 29.5 32 34.5 37 39.5 42 44.5 47 49.5 52 54.5 57 59.5 64.5

0.00000 0.00000 0.00153 0.00000 0.00540 0.00756 0.00988 0.01240 0.01505 0.01787 0.02134 0.02378 0.02694 0.03115 0.03346 0.03681 0.04059 0.04456 0.05066 0.05102 0.05600 0.06254

0.00087 0.00086 0.00068 0.00341 0.00529 0.00758 0.01006 0.01279 0.01565 0.01876 0.02308 0.02521 0.02873 0.03419 0.03603 0.03984 0.04386 0.04852 0.05697 0.05604 0.06115 0.06941

0.00000 0.00000 0.00247 0.00432 0.00584 0.00792 0.01010 0.01243 0.01487 0.01736 0.01998 0.02288 0.02528 0.02790 0.03072 0.03345 0.03620 0.03921 0.04169 0.04451 0.04754 0.05335

0.00070 0.00110 0.00113 0.00310 0.00443 0.00644 0.00847 0.01072 0.01307 0.01551 0.01805 0.02097 0.02326 0.02595 0.02875 0.03176 0.03446 0.03781 0.04022 0.04321 0.04686 0.05274

0.04615 0.09231 0.13846 0.19615 0.22500 0.25385 0.28269 0.31154 0.34038 0.36923 0.39808 0.42692 0.45577 0.48462 0.51346 0.54231 0.57115 0.60000 0.62885 0.65769 0.68654 0.74423


commit to user



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. Perfomance Level Parameter Maksimum Total Drift Maksimum Total Inelastik Drift

IO

Damage Control

LS

0.01

0.01 s.d 0.02

0.02

0.005

0.005 s.d 0.015

No limit

Structural Stability 0.33 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



4.11. Grafik Displacement Maksimum 4.11.1 Grafik Displacement Maksimum Analisis Respon Spektrum Kontrol Tingkat Ijin 10' 9' 8'

Lantai

7' 6'


5'

UY Respon Spektrum

4'

UX Respon Spektrum

3' 2' 1 Base 2

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 Simpangan (m)

Gambar 4.13 Grafik Displacement Maksimum Analisis Respon Spektrum

commit to user



4.11.2 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Analisis Pushover dengan Analisis Respon Spektrum Grafik Hubungan Displasement Pushover dan Respon Spektrum 10' 9'

Lantai

8' 7'


6'

UY Respon Spektrum

5'

UY pushover

4'

UX Respon Spektrum UX pushover

3' 2' 1 Base 2 0.00

0.10

0.20

0.30 0.40 0.50 Simpangan (m)

0.60

0.70

0.80

Gambar 4.14 Grafik Displacement Maksimum Analisis Pushover dengan Analisis Respon Spektrum

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user 71

ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM

Recommend Documents