Analisa Perbandingan Kekuatan Portal Tanpa Dinding, Portal Dinding Batu Bata Dan Portal Dinding Hebel Akibat Beban Gravitasi Dan Beban Lateral
ANALISA PERBANDINGAN KEKUATAN PORTAL TANPA DINDING, PORTAL DINDING BATU BATA DAN PORTAL
DINDING HEBEL AKIBAT BEBAN GRAVITASI DAN BEBAN LATERAL
TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh Colloqium Doqtum/
Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh :
MUTIARA SANI 08 0404 109
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014
i Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa oleh karena berkat dan kasih Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Tuhan Sang Pencipta yang telah memberikan penulis kesabaran, kesehatan dan kebijaksanaan karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan laporan ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Stara Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Analisa Perbandingan Kekuatan Portal Tanpa Dinding, Portal Dinding Batu Bata Dan Portal Dinding Hebel Akibat Beban Gravitasi Dan Beban Lateral”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir.Sanci Barus, MT dan Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang sangat berarti yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Bang Ronald H.T. Simbolon, ST, MT yang banyak memberikan arahan dan masukan kepada penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
6. Keluargaku tercinta, Bapak T.Sinulingga dan Ibu Ng.Tarigan, Bapak G.Sihite dan Ibu D.Silaban serta saudara-saudari tersayang abang Ayub Sugesti Sinulingga, Abang Junmiflin Sihite, Adek Tika Oktaria Tarigan, yang memberikan doa, dukungan, motivasi hidup, semangat dan nasehat kepada penulis.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
9. Buat teman-teman seperjuangan 2008, Arvan ( Birong ), mooy, boy, samfir, Hafiz dan teman-teman angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, juga adek – adek 2011 dan adek – adek 2012 yang selalu siap membantu kapan saja.
10.Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya
dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Januari 2015 Penulis,
Mutiara Sani 08 0404 109
iii Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Gempa bumi menyebabkan kerugian jiwa dan harta benda yang sangat besar, juga banyaknya bangunan yang mengalami keruntuhan sehingga memakan banyak korban. Hal ini disebabkan karena pada saat gempa terjadi, gedung akan mengalami defleksi yang mengakibatkan keruntuhan pada struktur. Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur.
Penelitian ini menggunakan metode analisis perancangan yang difokuskan untuk mengetahui perbandingan kekuatan pada struktur beton portal tiga dimensi dengan dinding yang berbeda yaitu portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi dalam tiga tahap yaitu desain struktur, analisis dan output. Yang termasuk dalam tahap desain struktur antara lain perhitungan geometri struktur, penentuan jenis beban dan pemodelan struktur tiga dimensi. Sedangkan tahap analisis antara lain analisis struktur tiga dimensi dengan memasukan analisis gempa dinamis pada SAP 2000 untuk mengetahui kekuatan struktur dengan dinding yang berbeda. Tahap yang terakhir yaitu tahap output yang didalamnya menunjukkan besarnya nilai deformasi terbesar pada struktur dengan dinding berbeda.
Dari hasil perhitungan menunjukan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan kombinasi beban adalah 0,001005425 m: 0,000131038 m: 0,0000636583 m. Dan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan beban gempa adalah 0,008366558 m: 0,0019958 m: 0,000641325 m.
Berdasarkan hasil analisis program SAP 2000 menunjukkan perubahan nilai gaya – gaya dalam dan deformasi pada gedung yang dipasang dinding hebel lebih kecil dibanding dinding batu bata dan portal tanpa dinding. Hal ini menunjukan bahwa gedung yang dipasang dinding hebel mempunyai kekuatan yang lebih baik daripada gedung yang dipasang dinding batu bata.
Keywords : Gempa, Struktur Portal 3D, dinding Struktur, SAP 2000
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.............................................................................................ii ABSTRAK..............................................................................................................iv DAFTAR ISI............................................................................................................v DAFTAR TABEL...................................................................................................ix DAFTAR GAMBAR..............................................................................................xi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................................1
1.2. Perumusan Masalah....................................................................................4
1.3. Batasan Masalah..........................................................................................4
1.4. Tujuan.........................................................................................................4
1.5.Manfaat........................................................................................................5
1.6. Sistematika Penulisan..................................................................................5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gempa Bumi..............................................................................................7
2.1.1. Hiposentrum dan Episentrum.............................................................9
2.1.2. Hubungan Gempa dan Bangunan.....................................................10
2.2. Konsep Dasar Perencanaan Bangunan.....................................................14
2.2.1. Mutu Material...................................................................................14
2.2.1.1. Mutu Beton........................................................................14
2.2.1.2. Mutu Baja Tulangan..........................................................17
v Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Pendimensian Elemen Struktur........................................................19 2.2.2.1. Pelat Lantai dan Pelat Atap...............................................19 2.2.2.2. Balok.................................................................................21 2.2.2.3. Kolom................................................................................21 2.2.2.4. Dinding..............................................................................22 2.2.2.4.1. Dinding Batu Bata..............................................22 2.2.2.4.2.Dinding Celcon/Hebel.........................................24
2.2.3. Jenis Beban.......................................................................................26 2.2.4. Penentuan Beban Angin...................................................................31 2.2.5. Kombinasi Pembebanan...................................................................32 2.2.6. Defleksi Lateral................................................................................32 2.3. Konsep Perencanaan Bangunan Tahan Gempa........................................33 2.3.1. Prinsip Dasar Perancangan...............................................................34 2.3.2. Sistem Struktur.................................................................................35 2.3.3. Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan............................37 2.3.4. Analisis Dinamik..............................................................................40 2.3.5. Ketentuan Umum Bangunan Gedung dalam Pengaruh Gempa.......42
2.3.5.1. Faktor Keutamaan.............................................................42 2.3.5.2. Faktor Reduksi Maksimum...............................................45 2.3.5.3. Wilayah Gempa.................................................................45 2.3.5.4. Jenis Tanah Setempat........................................................47 2.3.5.5. Faktor Respon Gempa.......................................................49 2.3.5.6. Kategori Desain Gempa....................................................51 2.3.5.7. Arah Pembebanan Gempa.................................................52
vi Universitas Sumatera Utara
2.3.6. Gaya Lateral Ekivalen......................................................................54 2.3.6.1. Gaya Geser Akibat Gempa................................................54 2.3.6.2. Periode Fundamental.........................................................54 2.3.6.3. Distribusi Gaya Gempa.....................................................55
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Umum.......................................................................................................57
3.2. Kerangka Pikiran......................................................................................57
3.3. Tahap Analisis..........................................................................................63
3.3.1. Studi Literatur..................................................................................63
3.3.2. Pengumpulan Data...........................................................................63
3.3.3. Perhitungan Beban...........................................................................63
3.3.4. Analisis Respon Spektrum...............................................................64
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1. Portal Ruko..............................................................................................67
4.2. Konfigurasi Ruko.....................................................................................69
4.3. Spesifikasi Material..................................................................................69
4.3.1. Mutu Beton.......................................................................................69
4.3.2. Mutu Tulangan.................................................................................70
4.4. Data Elemen Struktur...............................................................................70
4.4.1. Pelat Lantai dan Atap.......................................................................70
4.4.1.1. Tebal Pelat Atap................................................................70
4.4.1.2. Tebal Pelat Lantai.............................................................72
vii Universitas Sumatera Utara
4.4.2. Balok................................................................................................73 4.4.3. Kolom...............................................................................................74 4.5. Pembebanan.............................................................................................75 4.5.1. Beban mati.......................................................................................75 4.5.2. Reduksi Beban Hidup......................................................................76 4.5.3. Perhitungan Beban Gravitasi............................................................76
4.5.3.1. Sketsa Pembebanan Atap..................................................76 4.5.3.2. Pembebanan Atap..............................................................78 4.5.3.3. Sketsa Pembebanan Lantai................................................78 4.5.3.4. Pembebanan Lantai...........................................................80 4.5.4. Perhitungan Beban Angin................................................................80 4.5.4.1. Perhitungan Beban Angin Arah Memanjang....................80 4.5.4.2. Perhitungan Beban Angin Arah Melintang.......................82 4.6. Gempa......................................................................................................86 4.6.1. Data Gempa......................................................................................86 4.6.2. Faktor Reduksi Gempa.....................................................................88 4.7. Perhitungan Dengan Program SAP 2000.................................................88 4.8. Hasil Analisis Gaya – Gaya Dalam dan Deformasi.................................98
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan............................................................................................143
5.2. Saran.......................................................................................................145
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbandingan Benda Uji dan Kuat Tekan......................................15
Tabel 2.2. Konversi Kuat Tekan fc’ ke Kuat Tekan K...................................15
Tabel 2.3. Konversi Kuat Tekan K ke Kuat Tekan fc’...................................16
Tabel 2.4. Jenis dan Kelas Baja Tulangan......................................................18
Tabel 2.5. Lendutan Izin Maksimum..............................................................20
Tabel 2.6. Tebal Minimum Balok Non-Prategang atau Pelat Satu Arah........21
Tabel 2.7. Beban Hidup pada Lantai Gedung.................................................27
Tabel 2.8. Berat Sendiri Bahan Bangunan......................................................29
Tabel 2.9. Berat Sendiri Komponen Gedung..................................................30
Tabel 2.10. Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur Lainnya untuk
Beban Gempa.................................................................................43
Tabel 2.11. Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan
Bangunan........................................................................................44
Tabel 2.12. Klasifikasi Sistem Struktur, Sistem Pemikul Beban Gempa, R,
ΩO, Cd
............................................................................................45
Tabel 2.13. Klasifikasi Tanah...........................................................................48
Tabel 2.14. Koefisien
Situs
Fa
..........................................................................49
Tabel 2.15. Koefisien Situs FV .........................................................................49
Tabel 2.16. Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter Respon
Percepatan pada Periode Pendek....................................................51
ix Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.17. Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter Respon Percepatan pada Periode 1 Detik....................................................52
Tabel 2.18. Kategori Desain Gempa dan Resiko Kegempaan..........................52 Tabel 2.19. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x................................55 Tabel 2.20. Koefisien untuk Batas Atas pada Periode yang Dihitung..............55 Tabel 4.1. Konfigurasi Ruko...........................................................................69 Tabel 4.2. Dimensi Kolom..............................................................................75 Tabel 4.3. Gaya – Gaya Dalam dan Deformasi Terbesar dengan Kombinasi
Beban............................................................................................121 Tabel 4.4. Gaya – Gaya Dalam dan Deformasi Terbesar dengan Beban
Gempa..........................................................................................122
x Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gambar 2.2. Gambar 2.3. Gambar 2.4. Gambar 2.5. Gambar 2.6. Gambar 2.7. Gambar 2.8. Gambar 2.9.
Gambar 2.10.
Gambar 2.11.
Peta Lempeng Tektonik Indonesia.......................................7 Batas Divergen.....................................................................8 Batas Konvergen..................................................................8 Batas Transform...................................................................9 Hiposentrum dan Episentrum.............................................10 Kestabilan Struktur Portal..................................................13 Defleksi Lateral..................................................................32 Sistem Struktur Penahan Gempa........................................37 Peta Respon Spektra Percepatan 0,2 Detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 Tahun .................................................................................46 Peta Respon Spektra Percepatan 1 Detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 Tahun .................................................................................47 Spektrum Respon Desain...................................................51
xi Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 3.3. Gambar 3.4. Gambar 3.5. Gambar 3.6. Gambar 3.7. Gambar 4.1. Gambar 4.2. Gambar 4.3. Gambar 4.4. Gambar 4.5. Gambar 4.6. Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Gambar 4.10. Gambar 4.11.
Ruko Tiga Lantai................................................................58 Tampak Depan Ruko Tiga Lantai......................................59 Denah Portal Ruko Tiga Lantai..........................................60 Portal A – A Ruko Tiga Lantai..........................................61 Portal 1 – 1 Ruko Tiga Lantai............................................62 Diagram Alir Pembuatan Respon Spektrum......................65 Diagram Alir Metedologi Penelitian..................................66 Portal Ruko.........................................................................67 Portal A – A yang Ditinjau.................................................68 Sketsa Pembebanan Balok Atap.........................................76 Sketsa Pembebanan Balok Atap Arah Memanjang...........77 Sketsa Pembebanan Balok Atap Arah Melintang..............77 Sketsa Pembebanan Balok Lantai......................................78 Sketsa Pembebanan Balok Lantai Arah Memanjang.........79 Sketsa Pembebanan Balok Lantai Arah Melintang............79 Sketsa Pembebanan angin Arah Memanjang.....................80 Sketsa Pembebanan angin Arah Melintang........................82 Respon Spektrum Ruko......................................................87
xii Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12. Gambar 4.13. Gambar 4.14. Gambar 4.15. Gambar 4.16. Gambar 4.17. Gambar 4.18. Gambar 4.19. Gambar 4.20.
Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Tanpa Dinding.........................................................99 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................100 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................100 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................101 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................101 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................102 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................102 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................103 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................103
xiii Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.21. Gambar 4.22. Gambar 4.23. Gambar 4.24. Gambar 4.25. Gambar 4.26. Gambar 4.27. Gambar 4.28. Gambar 4.29. Gambar 4.30.
Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................104 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................104 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................105 Deformasi Arah X Akibat Kombinasi Beban pada Portal Tanpa Dinding..................................................................105 Deformasi Arah Y Akibat Kombinasi Beban pada Portal Tanpa Dinding..................................................................106 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................107 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................107 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................108 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................108 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Balok
xiv Universitas Sumatera Utara
Portal Dinding Batu Bata.................................................109
Gambar 4.31. Gambar 4.32. Gambar 4.33. Gambar 4.34. Gambar 4.35. Gambar 4.36. Gambar 4.37. Gambar 4.38.
Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................109 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................110 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................110 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................111 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................111 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................112 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................112 Deformasi Arah X Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Batu Bata............................................................113
xv Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.39.
Deformasi Arah Y Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Batu Bata............................................................113
Gambar 4.40. Gambar 4.41. Gambar 4.42. Gambar 4.43. Gambar 4.44. Gambar 4.45. Gambar 4.46. Gambar 4.47.
Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................114 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................115 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................115 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................116 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................116 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................117 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................117 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Kolom
xvi Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.48. Gambar 4.49. Gambar 4.50. Gambar 4.51. Gambar 4.52. Gambar 4.53.
Portal Dinding Hebel........................................................118 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................118 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................119 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................119 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................120 Deformasi Arah X Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Hebel..................................................................120 Deformasi Arah Y Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Hebel..................................................................121
xvii Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Gempa bumi menyebabkan kerugian jiwa dan harta benda yang sangat besar, juga banyaknya bangunan yang mengalami keruntuhan sehingga memakan banyak korban. Hal ini disebabkan karena pada saat gempa terjadi, gedung akan mengalami defleksi yang mengakibatkan keruntuhan pada struktur. Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur.
Penelitian ini menggunakan metode analisis perancangan yang difokuskan untuk mengetahui perbandingan kekuatan pada struktur beton portal tiga dimensi dengan dinding yang berbeda yaitu portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi dalam tiga tahap yaitu desain struktur, analisis dan output. Yang termasuk dalam tahap desain struktur antara lain perhitungan geometri struktur, penentuan jenis beban dan pemodelan struktur tiga dimensi. Sedangkan tahap analisis antara lain analisis struktur tiga dimensi dengan memasukan analisis gempa dinamis pada SAP 2000 untuk mengetahui kekuatan struktur dengan dinding yang berbeda. Tahap yang terakhir yaitu tahap output yang didalamnya menunjukkan besarnya nilai deformasi terbesar pada struktur dengan dinding berbeda.
Dari hasil perhitungan menunjukan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan kombinasi beban adalah 0,001005425 m: 0,000131038 m: 0,0000636583 m. Dan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan beban gempa adalah 0,008366558 m: 0,0019958 m: 0,000641325 m.
Berdasarkan hasil analisis program SAP 2000 menunjukkan perubahan nilai gaya – gaya dalam dan deformasi pada gedung yang dipasang dinding hebel lebih kecil dibanding dinding batu bata dan portal tanpa dinding. Hal ini menunjukan bahwa gedung yang dipasang dinding hebel mempunyai kekuatan yang lebih baik daripada gedung yang dipasang dinding batu bata.
Keywords : Gempa, Struktur Portal 3D, dinding Struktur, SAP 2000
iv
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1. LATAR BELAKANG
Gempa bumi merupakan getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang disebabkan oleh aktivitas tektonik, vulkanis, peristiwa longsor bebatuan, dan ledakan dari bahan peledak. Dari semua penyebab tersebut, gempa bumi yang disebabkan oleh peristiwa tektonik menyebabkan kerusakan dan kerugian yang paling besar.
Pulau Sumatera berada di batas lempeng tektonik Eurasia dan IndoAustralia. Hal ini menyebabkan Pulau Sumatera dipenuhi oleh jejeran gunung berapi dan sering sekali terjadi gempa bumi yang juga disertai tsunami.
Pada tahun 2005 terjadi gempa bumi di sumatera utara pada pukul 23.09 WIB pada tanggal 28 Maret 2005. Pusat gempanya berada di 2° 04′ 35″ U 97° 00′ 58″ T, 30 km di bawah permukaan Samudra Hindia, 200 km sebelah barat Sibolga. Catatan seismik memberikan angka 8,7 skala Richter (BMG di Indonesia mencatat 8,2) dan getarannya terasa hingga sekitar 1.000 km jauhnya. Dengan kekuatan sebesar 8,7 SR, gempa ini merupakan gempa bumi terbesar kedua di dunia sejak tahun 1964.
Gempa bumi di Sumatera pada april 2010 terjadi dengan kekuatan 7,2 SR. Gempa bumi ini terjadi pada 7 April 2010 pada pukul 5:15 AM waktu lokal pada lepas pantai Sumatera. Sebagaimana yang diinformasikan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika, gempa terjadi dengan kedalaman sekitar 34 km dan pusat gempa berada di 2°33' LU - 97°02' BT atau 75 km tenggara Sinabang. Listrik padam dilaporkan terjadi di hampir seluruh bagian utara Sumatera, listrik padam juga terjadi di Banda Aceh. Berdasarkan laporan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG), gempa bumi ini disebabkan pergerakan dari lempeng Sumatra. Setelah gempa bumi utama terjadi gempa susulan dengan kekuatan 5 hingga 5,2 SR dan 18 kali gempa kecil dengan
1 Universitas Sumatera Utara
kekuatan di bawah 5 SR. Gempa kecil sempat mengakibatkan terjadinya tsunami di beberapa tempat, dengan ketinggian tidak lebih dari 40 sentimeter.
Dampak yang terjadi karena gempa ini diantaranya di Pulau Simeulue, gempa bumi yang terjadi menyebabkan banyak bangunan yang rusak, gempa juga mengakibatkan puluhan warga terluka. Pasca gempa bumi sedikitnya tujuh rumah di Medan, Sumatera Utara, hangus terbakar. Dugaan pemicu kebakaran adalah hubungan pendek arus listrik saat pemadaman listrik secara mendadak. Sedikitnya 12 warga Sinabang, Kabupaten Simeulue dilaporkan mengalami luka berat dan ringan akibat gempa berkekuatan 7,2 pada Skala Richter (SR). Tercatat 145 rumah mengalami kerusakan ringan akibat gempa, dua unit bangunan sekolah rusak berat, dua lainnya rusak ringan. Satu kantor rusak ringan, satu jembatan rusak ringan, satu dermaga rusak ringan, lima perahu hancur, jalan aspal sebagian amblas, dan parit sepanjang 16 meter rusak. Semua terjadi di Kebupaten Aceh Singkil.
Dan gempa bumi Sumatera Utara pada 2011 terjadi di 30 km sebelah tenggara Tarutung, Sumatera Utara dengan kekuatan 5,5 skala richter pada pukul 07:08 WIB 14 Juni 2011. Setelah gempa bumi utama, terjadi gempa susulan sebanyak 17 kali dengan kekuatan antara 3 hingga 4 skala richter. Gempa bumi ini mengakibatkan lebih dari 400 rumah penduduk rusak berat. Setidaknya 130 orang mengalami luka ringan akibat gempa berkekuatan 5,5 pada Skala Richter (SR). Tercatat 400 rumah rusak berat, 11 sekolah hancur dengan kerusakan terparah terjadi di SMA Negeri 1 Pahae Jae serta dua unit bangunan di sekolah tersebut hancur dan rata dengan tanah dan yang lainnya rusak parah.
Gempa bumi menyebabkan kerugian jiwa dan harta benda yang sangat besar, juga banyaknya bangunan yang mengalami keruntuhan sehingga memakan banyak korban. Hal ini disebabkan karena pada saat gempa terjadi, gedung akan mengalami defleksi dan apabila defleksi ini melebihi syarat aman yang telah ditetapkan oleh peraturan yang ada maka gedung akan mengalami keruntuhan. Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi bangunan, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur.
Secara umum analisis gempa dibagi menjadi dua bagian besar yaitu analisis gempa statik dan analisis gempa dinamis. Pada bangunan-bangunan yang
2
Universitas Sumatera Utara
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.
Desain struktur bangunan merupakan perencanaan bangunan yang melalui berbagai tahapan perhitungan dengan mempertimbangkan berbagai variabelnya sehingga ketika gempa besar terjadi angka kematian akibat struktur yang roboh menjadi minimum. Untuk mengatasi hal tersebut, beberapa elemen dari sebuah struktur harus didesain sedemikian rupa sehingga mampu menahan gaya-gaya lateral (beban gempa) yang terjadi. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan antara lain:
1. Pemasangan jenis dinding yang mampu menambah kekakuan pada struktur.
2. Perbesaran dimensi kolom dan balok. 3. Penambahan pengakuan lateral (bracing) pada elemen struktur portal.
Berdasarkan latar belakang diatas, maka penelitian ini dimaksudkan untuk membandingkan kekuatan struktur bangunan dengan dinding yang berbeda akibat pembebanan lateral dengan bantuan program SAP 2000. Struktur bangunan yang dipakai pada penelitian ini adalah sama kecuali jenis dindingnya. Variasi struktur bangunan berdasarkan jenis dinding yang dipakai adalah:
• Struktur tanpa dinding • Struktur dengan dinding batu bata • Struktur dengan dinding hebel
3 Universitas Sumatera Utara
1. 2. RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah pada penelitian ini difokuskan pada beberapa hal sebagai berikut:
1. Perbandingan kekuatan struktur bangunan tanpa dinding, struktur bangunan dengan dinding batu bata, dan struktur bangunan dengan dinding hebel akibat kombinasi beban yang terbesar.
2. Perbandingan kekuatan struktur bangunan tanpa dinding, struktur bangunan dengan dinding batu bata, dan struktur bangunan dengan dinding hebel akibat beban gempa dengan analisis respon spektrum.
1. 3. BATASAN MASALAH
Batasan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Struktur yang digunakan adalah struktur beton 3 tingkat. 2. Desain struktur berdasarkan tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-2002). 3. Analisa gaya gempa berdasarkan SNI 03-1726-2012 dengan peta gempa terbaru (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010). 4. Analisis struktur ditinjau menggunakan bantuan software SAP 2000. 5. Sistem struktur yang direncanakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. 6. Jenis dinding yang akan digunakan adalah dinding batu bata dan dinding hebel. 7. Penelitian ini tidak meninjau aspek ekonomis dan keindahan gedung.
1. 4. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan kekuatan struktur beton bertingkat akibat pembebanan lateral (beban angin atau beban gempa) dan beban gravitasi (beban hidup dan beban mati) pada struktur tanpa dinding, struktur dengan dinding batu bata dan struktur dinding hebel.
4 Universitas Sumatera Utara
1. 5. MANFAAT PENELITIAN
1. Manfaat bagi penulis adalah: • Memberikan pemahaman terhadap desain struktur beton dalam portal tiga dimensi. • Memberikan pemahaman terhadap perhitungan pembebanan gravitasi (beban mati dan beban hidup) dan pembebanan lateral (beban angin dan beban gempa) khususnya dalam desain struktur portal 3 dimensi. • Memberikan pemahaman terhadap penggunaan software SAP 2000 khususnya dalam desain struktur beton portal 3 dimensi dan analisis respon spektrum. • Memberikan informasi tentang bagaimana perubahan kekuatan portal pada variasi pemasangan dinding. • Memberikan pemahaman tentang analisis gempa dinamik.
2. Manfaat bagi perguruan tinggi, hasil tugas akhir ini adalah wujud penerapan ilmu pengetahuan dan pengembangan struktur guna kemanfaatan dalam masyarakat sebagai wujud Tri Dharma Perguruan Tinggi.
3. Manfaat bagi masyarakat, hasil tugas akhir ini dapat dijadikan sebagai masukan dalam mendesain struktur bangunan tahan gempa terutama untuk wilayah kota medan.
1. 6. SISTEMATIKA PENELITIAN
Sistematika penelitian bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada tugas akhir ini yaitu sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, pembatasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
5 Universitas Sumatera Utara
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi uraian tentang defenisi dan klasifikasi gempa, konsep dasar
perencanaan bangunan dan konsep perencanaan bangunan tahan gempa. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang mekanisme pelaksanaan penelitian yaitu mulai dari tahap studi literatur, pengumpulan data, pendesainan struktur, perhitungan beban dan analisis respon spektrum. BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi analisa dan hasilnya yaitu hasil perbandingan kekuatan pada struktur tanpa dinding, struktur dengan dinding batu bata dan struktur dengan dinding hebel pengaruh beban lateral dan beban gravitasi. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan yang didapat dari seluruh proses kegiatan tugas akhir ini serta saran untuk pengembangan penelitian yang membangun agar dapat diperoleh penulisan skripsi yang lebih baik lagi dikemudian hari.
6 Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2. 1. GEMPA BUMI
Negara Indonesia merupakan pertemuan tiga lempeng tektonik besar, yaitu Indo-Australia, Eurasia, dan Pasifik seperti terlihat pada gambar 2.1. Pulau Sumatera berada di batas lempeng tektonik Eurasia dan Indo-Australia. Jenis Batas antara kedua lempeng ini adalah konvergen, dimana lempeng IndoAustralia adalah lempeng yang menunjam ke bawah lempeng Eurasia. Selain itu di Indonesia bagian timur bertemu tiga lempeng sekaligus, yaitu lempeng Filipina, lempeng Pasifik, dan lempeng Indo-Australia. Berdasarkan hal ini, tidak diherankan bahwa Negara Indonesia terutama Pulau Sumatera dipenuhi oleh jejeran gunung berapi yang terbentuk akibat gerakan konvergen lempeng tektonik dan sering sekali terjadi gempa bumi yang juga disertai tsunami.
Gambar 2. 1. Peta Lempeng Tektonik Indonesia Menurut Daniel L. Schodek (1999), gempa bumi terjadi karena adanya getaran dengan kejutan pada kerak bumi. Faktor utama adalah benturan atau 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.
7 Universitas Sumatera Utara
Getaran ini nantinya akan menimbulkan gaya-gaya pada struktur bangunan karena struktur cenderung mempunyai gaya untuk mempertahankan dirinya dari gerakan.
Secara umum, gempa bumi merupakan getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang dapat disebabkan oleh aktivitas tektonik, vulkanis, peristiwa longsor bebatuan, dan ledakan dari bahan peledak. Dari semua penyebab di atas, gempa bumi yang disebabkan oleh peristiwa tektonik merupakan penyebab utama kerusakan struktur.
Pergerakan antara lempeng tektonik yang satu dengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam 3 jenis berdasarkan arah pergerakan, yaitu divergen, konvergen, dan transform.
1. Batas Divergen
Gambar 2.2. Batas Divergen Batas divergen terjadi pada tektonik yang bergerak saling menjauh seperti terlihat pada gambar 2.2. Ketika sebuah lempeng tektonik pecah, lapisan litosfer menipis dan terbelah, sehingga membentuk batas divergen. Pematang Tengah Atlantik (Mid-Atlantic Ridge) adalah salah satu contoh divergensi yang paling terkenal, membujur dari utara ke selatan di sepanjang Samudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika dengan Benua Amerika. 2. Batas Konvergen
Gambar 2.3. Batas Konvergen
8 Universitas Sumatera Utara
Batas konvergen terjadi apabila dua lempeng tektonik saling bertabrakan, yang mengakibatkan keduanya bergerak saling menumpu satu sama lain (one slip beneath another) seperti terlihat pada gambar 2.3.
Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawah lempeng benua atau lempeng samudra lain disebut dengan zona tunjaman (sub-duction zones). Di zona tunjaman inilah sering terjadi gempa, terbentuknya pematang gunung api (volcanic ridge) dan parit samudra (oceanic trencehes) seperti halnya di pulau sumatera.
3. Batas Transform
Gambar 2.4. Batas Transform
Batas transform terjadi jika dua lempeng tektonik bergerak saling berpapasan, yaitu bergerak sejajar tetapi berlawanan arah. Keduanya tidak saling bertabrakan maupun saling menumpu. Batas transform ini juga dikenal sebagai sesar ubahan bentuk (transform fault).
Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada juga yang berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas di Kalifornia, USA. Sesar ini merupakan pertemuan antara lempeng Amerika Utara yang bergerak ke arah tenggara, dengan lempeng Pasifik yang bergerak ke arah barat laut.
2.1.1. Hiposentrum dan Episentrum
Hiposentrum adalah sumber atau pusat peristiwa tektonik, vulkanik, atau bongkah tanah roboh pertama kali terjadi yang menyebabkan gempa bumi. Letaknya di bagian dalam lapisan bumi. Jika penyebab gempa ialah patahan lempeng bumi maka hiposentrumnya berbentuk garis. Akan tetapi, jika gunung
9 Universitas Sumatera Utara
api atau tanah roboh yang menjadi penyebab gempa maka hiposentrumnya berbentuk titik.
Dari hiposentrum, gelombang primer dan sekunder dirambatkan ke segala arah, yakni ke atas, ke samping maupun ke bawah. Persebaran hiposentrum gempa di bumi seletak dengan pertemuan dua lempeng kerak bumi, terutama di tempat penujaman dan pemekaran dasar samudera yang disebut dengan episentrum. Hubungan episentrum dan hiposentrum dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Hiposentrum dan Episentrum
2.1.2. Hubungan Gempa dan Bangunan Beban gempa yang akan ditanggung oleh struktur atau elemen struktur
tidak selalu dapat diramalkan dengan tepat sebelumnya, maka dalam tahap perencanaan, seorang perencana dituntut untuk dapat memahami perancangan struktur tahan gempa dalam mendesain bangunan. Menurut Mc. Cormak (1995), hal yang perlu diperhatikan adalah kekuatan bangunan yang memadai untuk memberikan kenyamanan bagi penghuninya terutama lantai atas. Sebab semakin tinggi banguna, 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 :
10 Universitas Sumatera Utara
a. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil. b. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural
tetapi bukan merupakan kerusakan struktural. c. Diperbolehkan terjadinya kerusakan sruktural dan non-struktural pada
gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh.
Menurut SNI-1726-2002 pasal 1.3 tujuan dilakukannya tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung ialah agar struktur gedung yang ketahanan gempanya direncanakan menurut standar dapat berfungsi :
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 technology council (ATC) – 40, kriteria-kriteria struktur tahan gempa adalah sebagai berikut :
a. 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.
b. Life Safety (LS) Struktur gedung harus mampu menahan gempa sedang tanpa kerusakan struktur, walaupun ada kerusakan pada elemen non struktur.
c. 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.
11
Universitas Sumatera Utara
Menurut Daniel L. Schodek (1999), apabila dikenakan beban pada struktur stabil, struktur tersebut akan mengalami perubahan bentuk (deformasi) yang lebih kecil dibandingkan struktur yang tidak stabil. Hal ini disebabkan karena pada struktur yang stabil terdapat kekuatan dan kestabilan dalam menahan beban.
Stabilitas merupakan hal sulit di dalam perencanaan struktur karena merupakan gabungan dari elemen-elemen. Untuk memperjelas mengenai stabilitas struktur akan diilustrasikan dalam gambar 2.6.
(a) Susunan kolom dan balok
(b) Ketidakstabilan terhadap beban horizontal
(c) Tiga metode dasar untuk menjamin kestabilan struktur sederhana meliputi : Penopang diagonal, bidang geser dan titik hubung kaku
12 Universitas Sumatera Utara
(d) setiap metode yang dipakai untuk menjamin kestabilan pada struktur harus dipasang secara simetris. Apabila tidak, dapat terjadi efek torsional pada struktur.
Gambar 2.6. Kestabilan Struktur Portal
Pada gambar 2.6a, struktur stabil karena struktur belum mendapatkan gaya dari luar. Apabila suatu struktur dikenakan gaya horizontal maka akan terjadi deformasi seperti yang terlihat pada gambar 2.6b. Hal ini disebabkan karena struktur tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan gaya horizontal dan struktur tidak mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bentuk struktur ke bentuk semula saat beban horizontal dihilangkan. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya simpangan horizontal yang berlebihan pada struktur yang dapat menyebabkan keruntuhan.
Menurut Daniel L. Schodek (1999), terdapat beberapa cara untuk menjamin kestabilan struktur seperti pada gambar 2.6(c). Cara pertama dengan menambahkan elemen struktur diagonal pada struktur, sehingga struktur tidak mengalami deformasi menjadi jajaran genjang seperti pada Gambar 2.6(b). Hal ini disebabkan karena dengan menambahkan elemen struktur diagonal, gaya-gaya yang dikenakan pada sturktur akan disebarkan keseluruh bagian termasuk ke elemen diagonal. Gaya-gaya yang diterima masing-masing sturktur akan berkurang sehingga simpangan yang dihasilkan lebih kecil.
Cara kedua adalah dengan menggunakan dinding geser. Elemennya merupakan elemen permukaaan bidang kaku, yang tentunya dapat menahan
13 Universitas Sumatera Utara
deformasi akibat beban horizontal dan simpangan horizontal yang dihasilkan akan lebih kecil.
Cara ketiga adalah dengan mengubah hubungan antara elemen struktur sedemikian rupa sehingga terbentuk 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 diantara setiap kaki meja dengan permukaan meja yang menjamin hubungan sudut konstan diantara elemen tersebut, sehingga struktur manjadi lebih kaku. Dalam menentukan letak bresing maupun dinding geser hendaknya simetris. Hal ini untuk menghindari efek torsional seperti digambarkan pada gambar 2.6d.
2. 2. KONSEP DASAR PERENCANAAN BANGUNAN
2.2.1. Mutu Material
2.2.1.1. Mutu Beton
Beton adalah bagian dari konstruksi yang dibuat dari campuran beberapa material, sehingga mutunya akan sangat tergantung pada kondisi material pembentuk beton dan proses pembuatannya. Untuk mendapatkan mutu yang optimal maka bahan dan proses pelaksanaannya harus dikendalikan.
Jika semua bahan pembentuk beton merupakan material dengan kualitas dan komposisi yang baik, maka hal lain yang mempengaruhi mutu beton adalah kadar airnya. Beton dengan kadar air yang rendah akan menghasilkan mutu beton yang lebih tinggi namun akan sulit dalam proses pengecorannya (work ability rendah), sedangkan beton dengan kadar air yang tinggi akan menghasilkan beton dengan mutu yang lebih rendah tetapi lebih mudah dalam proses pengecorannya (work ability tinggi).
Dalam sebuah perencanaan bangunan untuk beton, biasanya output yang dihasilkan adalah fc’ dalam satuan Mpa. Namun dalam spesifikasi teknis suatu proyek, yang tercantumkan adalah mutu beton dengan menggunakan beton K.
14 Universitas Sumatera Utara
Mutu beton K adalah kuat tekan karakteristik beton kg/cm2 dengan benda uji
kubus sisi 15 cm.
Kuat tekan karakteristik ialah kuat tekan dimana dari sejumlah besar hasil-
hasil pemeriksaan benda uji, kemungkinan adanya kekuatan tekan yang kurang
dari itu terbatas sampai 5% saja. Yang diartikan dengan kuat tekan beton
senantiasa ialah kuat tekan yang diperoleh dari pemeriksaan benda uji kubus yang
bersisi 15 (+0,06) cm pada umur 28 hari.
Sedangkan fc’ adalah kuat tekan beton yang disyaratkan (dalam Mpa),
didapat berdasarkan hasil pengujian benda uji silinder berdiameter 15 cm dan
tinggi 30 cm. Penentuan nilai fc’ boleh juga didasarkan pada hasil pengujian pada
nilai fck yang didapat dari hasil uji tekan benda uji kubus bersisi 15 cm. Dalam
hal ini fc’ didapat dari perhitungan konversi berikut ini:
Fc’=(0,76+0,2 log fck/15) fck,
(2.1)
Dimana : fck = kuat tekan beton (dalam MPa), didapat dari benda uji
kubus bersisi 15 cm.
Perbandingan benda uji dengan kuat tekan dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Tabel Perbandingan Benda Uji Dan Kuat Tekan
Benda Uji
Kubus 15 x 15 x 15
kubus 20 x 20 x 20 silinder θ15 x 30
Sumber : PBI 1971
Perbandingan Kuat Tekan 1,00 0,95 0,83
Untuk mempermudah dalam pendesainan, tabel
DINDING HEBEL AKIBAT BEBAN GRAVITASI DAN BEBAN LATERAL
TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas – tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh Colloqium Doqtum/
Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh :
MUTIARA SANI 08 0404 109
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2014
i Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa oleh karena berkat dan kasih Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Tuhan Sang Pencipta yang telah memberikan penulis kesabaran, kesehatan dan kebijaksanaan karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan laporan ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Stara Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Analisa Perbandingan Kekuatan Portal Tanpa Dinding, Portal Dinding Batu Bata Dan Portal Dinding Hebel Akibat Beban Gravitasi Dan Beban Lateral”.
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir.Sanci Barus, MT dan Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang sangat berarti yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Bang Ronald H.T. Simbolon, ST, MT yang banyak memberikan arahan dan masukan kepada penulis.
ii
Universitas Sumatera Utara
6. Keluargaku tercinta, Bapak T.Sinulingga dan Ibu Ng.Tarigan, Bapak G.Sihite dan Ibu D.Silaban serta saudara-saudari tersayang abang Ayub Sugesti Sinulingga, Abang Junmiflin Sihite, Adek Tika Oktaria Tarigan, yang memberikan doa, dukungan, motivasi hidup, semangat dan nasehat kepada penulis.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
9. Buat teman-teman seperjuangan 2008, Arvan ( Birong ), mooy, boy, samfir, Hafiz dan teman-teman angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, juga adek – adek 2011 dan adek – adek 2012 yang selalu siap membantu kapan saja.
10.Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya
dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Januari 2015 Penulis,
Mutiara Sani 08 0404 109
iii Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Gempa bumi menyebabkan kerugian jiwa dan harta benda yang sangat besar, juga banyaknya bangunan yang mengalami keruntuhan sehingga memakan banyak korban. Hal ini disebabkan karena pada saat gempa terjadi, gedung akan mengalami defleksi yang mengakibatkan keruntuhan pada struktur. Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur.
Penelitian ini menggunakan metode analisis perancangan yang difokuskan untuk mengetahui perbandingan kekuatan pada struktur beton portal tiga dimensi dengan dinding yang berbeda yaitu portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi dalam tiga tahap yaitu desain struktur, analisis dan output. Yang termasuk dalam tahap desain struktur antara lain perhitungan geometri struktur, penentuan jenis beban dan pemodelan struktur tiga dimensi. Sedangkan tahap analisis antara lain analisis struktur tiga dimensi dengan memasukan analisis gempa dinamis pada SAP 2000 untuk mengetahui kekuatan struktur dengan dinding yang berbeda. Tahap yang terakhir yaitu tahap output yang didalamnya menunjukkan besarnya nilai deformasi terbesar pada struktur dengan dinding berbeda.
Dari hasil perhitungan menunjukan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan kombinasi beban adalah 0,001005425 m: 0,000131038 m: 0,0000636583 m. Dan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan beban gempa adalah 0,008366558 m: 0,0019958 m: 0,000641325 m.
Berdasarkan hasil analisis program SAP 2000 menunjukkan perubahan nilai gaya – gaya dalam dan deformasi pada gedung yang dipasang dinding hebel lebih kecil dibanding dinding batu bata dan portal tanpa dinding. Hal ini menunjukan bahwa gedung yang dipasang dinding hebel mempunyai kekuatan yang lebih baik daripada gedung yang dipasang dinding batu bata.
Keywords : Gempa, Struktur Portal 3D, dinding Struktur, SAP 2000
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.............................................................................................ii ABSTRAK..............................................................................................................iv DAFTAR ISI............................................................................................................v DAFTAR TABEL...................................................................................................ix DAFTAR GAMBAR..............................................................................................xi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang............................................................................................1
1.2. Perumusan Masalah....................................................................................4
1.3. Batasan Masalah..........................................................................................4
1.4. Tujuan.........................................................................................................4
1.5.Manfaat........................................................................................................5
1.6. Sistematika Penulisan..................................................................................5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gempa Bumi..............................................................................................7
2.1.1. Hiposentrum dan Episentrum.............................................................9
2.1.2. Hubungan Gempa dan Bangunan.....................................................10
2.2. Konsep Dasar Perencanaan Bangunan.....................................................14
2.2.1. Mutu Material...................................................................................14
2.2.1.1. Mutu Beton........................................................................14
2.2.1.2. Mutu Baja Tulangan..........................................................17
v Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Pendimensian Elemen Struktur........................................................19 2.2.2.1. Pelat Lantai dan Pelat Atap...............................................19 2.2.2.2. Balok.................................................................................21 2.2.2.3. Kolom................................................................................21 2.2.2.4. Dinding..............................................................................22 2.2.2.4.1. Dinding Batu Bata..............................................22 2.2.2.4.2.Dinding Celcon/Hebel.........................................24
2.2.3. Jenis Beban.......................................................................................26 2.2.4. Penentuan Beban Angin...................................................................31 2.2.5. Kombinasi Pembebanan...................................................................32 2.2.6. Defleksi Lateral................................................................................32 2.3. Konsep Perencanaan Bangunan Tahan Gempa........................................33 2.3.1. Prinsip Dasar Perancangan...............................................................34 2.3.2. Sistem Struktur.................................................................................35 2.3.3. Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan............................37 2.3.4. Analisis Dinamik..............................................................................40 2.3.5. Ketentuan Umum Bangunan Gedung dalam Pengaruh Gempa.......42
2.3.5.1. Faktor Keutamaan.............................................................42 2.3.5.2. Faktor Reduksi Maksimum...............................................45 2.3.5.3. Wilayah Gempa.................................................................45 2.3.5.4. Jenis Tanah Setempat........................................................47 2.3.5.5. Faktor Respon Gempa.......................................................49 2.3.5.6. Kategori Desain Gempa....................................................51 2.3.5.7. Arah Pembebanan Gempa.................................................52
vi Universitas Sumatera Utara
2.3.6. Gaya Lateral Ekivalen......................................................................54 2.3.6.1. Gaya Geser Akibat Gempa................................................54 2.3.6.2. Periode Fundamental.........................................................54 2.3.6.3. Distribusi Gaya Gempa.....................................................55
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Umum.......................................................................................................57
3.2. Kerangka Pikiran......................................................................................57
3.3. Tahap Analisis..........................................................................................63
3.3.1. Studi Literatur..................................................................................63
3.3.2. Pengumpulan Data...........................................................................63
3.3.3. Perhitungan Beban...........................................................................63
3.3.4. Analisis Respon Spektrum...............................................................64
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1. Portal Ruko..............................................................................................67
4.2. Konfigurasi Ruko.....................................................................................69
4.3. Spesifikasi Material..................................................................................69
4.3.1. Mutu Beton.......................................................................................69
4.3.2. Mutu Tulangan.................................................................................70
4.4. Data Elemen Struktur...............................................................................70
4.4.1. Pelat Lantai dan Atap.......................................................................70
4.4.1.1. Tebal Pelat Atap................................................................70
4.4.1.2. Tebal Pelat Lantai.............................................................72
vii Universitas Sumatera Utara
4.4.2. Balok................................................................................................73 4.4.3. Kolom...............................................................................................74 4.5. Pembebanan.............................................................................................75 4.5.1. Beban mati.......................................................................................75 4.5.2. Reduksi Beban Hidup......................................................................76 4.5.3. Perhitungan Beban Gravitasi............................................................76
4.5.3.1. Sketsa Pembebanan Atap..................................................76 4.5.3.2. Pembebanan Atap..............................................................78 4.5.3.3. Sketsa Pembebanan Lantai................................................78 4.5.3.4. Pembebanan Lantai...........................................................80 4.5.4. Perhitungan Beban Angin................................................................80 4.5.4.1. Perhitungan Beban Angin Arah Memanjang....................80 4.5.4.2. Perhitungan Beban Angin Arah Melintang.......................82 4.6. Gempa......................................................................................................86 4.6.1. Data Gempa......................................................................................86 4.6.2. Faktor Reduksi Gempa.....................................................................88 4.7. Perhitungan Dengan Program SAP 2000.................................................88 4.8. Hasil Analisis Gaya – Gaya Dalam dan Deformasi.................................98
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan............................................................................................143
5.2. Saran.......................................................................................................145
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
viii Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbandingan Benda Uji dan Kuat Tekan......................................15
Tabel 2.2. Konversi Kuat Tekan fc’ ke Kuat Tekan K...................................15
Tabel 2.3. Konversi Kuat Tekan K ke Kuat Tekan fc’...................................16
Tabel 2.4. Jenis dan Kelas Baja Tulangan......................................................18
Tabel 2.5. Lendutan Izin Maksimum..............................................................20
Tabel 2.6. Tebal Minimum Balok Non-Prategang atau Pelat Satu Arah........21
Tabel 2.7. Beban Hidup pada Lantai Gedung.................................................27
Tabel 2.8. Berat Sendiri Bahan Bangunan......................................................29
Tabel 2.9. Berat Sendiri Komponen Gedung..................................................30
Tabel 2.10. Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur Lainnya untuk
Beban Gempa.................................................................................43
Tabel 2.11. Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan
Bangunan........................................................................................44
Tabel 2.12. Klasifikasi Sistem Struktur, Sistem Pemikul Beban Gempa, R,
ΩO, Cd
............................................................................................45
Tabel 2.13. Klasifikasi Tanah...........................................................................48
Tabel 2.14. Koefisien
Situs
Fa
..........................................................................49
Tabel 2.15. Koefisien Situs FV .........................................................................49
Tabel 2.16. Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter Respon
Percepatan pada Periode Pendek....................................................51
ix Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.17. Kategori Desain Gempa Berdasarkan Parameter Respon Percepatan pada Periode 1 Detik....................................................52
Tabel 2.18. Kategori Desain Gempa dan Resiko Kegempaan..........................52 Tabel 2.19. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x................................55 Tabel 2.20. Koefisien untuk Batas Atas pada Periode yang Dihitung..............55 Tabel 4.1. Konfigurasi Ruko...........................................................................69 Tabel 4.2. Dimensi Kolom..............................................................................75 Tabel 4.3. Gaya – Gaya Dalam dan Deformasi Terbesar dengan Kombinasi
Beban............................................................................................121 Tabel 4.4. Gaya – Gaya Dalam dan Deformasi Terbesar dengan Beban
Gempa..........................................................................................122
x Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Gambar 2.2. Gambar 2.3. Gambar 2.4. Gambar 2.5. Gambar 2.6. Gambar 2.7. Gambar 2.8. Gambar 2.9.
Gambar 2.10.
Gambar 2.11.
Peta Lempeng Tektonik Indonesia.......................................7 Batas Divergen.....................................................................8 Batas Konvergen..................................................................8 Batas Transform...................................................................9 Hiposentrum dan Episentrum.............................................10 Kestabilan Struktur Portal..................................................13 Defleksi Lateral..................................................................32 Sistem Struktur Penahan Gempa........................................37 Peta Respon Spektra Percepatan 0,2 Detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 Tahun .................................................................................46 Peta Respon Spektra Percepatan 1 Detik (SS) di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 Tahun .................................................................................47 Spektrum Respon Desain...................................................51
xi Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 3.3. Gambar 3.4. Gambar 3.5. Gambar 3.6. Gambar 3.7. Gambar 4.1. Gambar 4.2. Gambar 4.3. Gambar 4.4. Gambar 4.5. Gambar 4.6. Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Gambar 4.10. Gambar 4.11.
Ruko Tiga Lantai................................................................58 Tampak Depan Ruko Tiga Lantai......................................59 Denah Portal Ruko Tiga Lantai..........................................60 Portal A – A Ruko Tiga Lantai..........................................61 Portal 1 – 1 Ruko Tiga Lantai............................................62 Diagram Alir Pembuatan Respon Spektrum......................65 Diagram Alir Metedologi Penelitian..................................66 Portal Ruko.........................................................................67 Portal A – A yang Ditinjau.................................................68 Sketsa Pembebanan Balok Atap.........................................76 Sketsa Pembebanan Balok Atap Arah Memanjang...........77 Sketsa Pembebanan Balok Atap Arah Melintang..............77 Sketsa Pembebanan Balok Lantai......................................78 Sketsa Pembebanan Balok Lantai Arah Memanjang.........79 Sketsa Pembebanan Balok Lantai Arah Melintang............79 Sketsa Pembebanan angin Arah Memanjang.....................80 Sketsa Pembebanan angin Arah Melintang........................82 Respon Spektrum Ruko......................................................87
xii Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12. Gambar 4.13. Gambar 4.14. Gambar 4.15. Gambar 4.16. Gambar 4.17. Gambar 4.18. Gambar 4.19. Gambar 4.20.
Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Tanpa Dinding.........................................................99 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................100 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................100 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................101 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................101 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................102 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................102 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................103 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................103
xiii Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.21. Gambar 4.22. Gambar 4.23. Gambar 4.24. Gambar 4.25. Gambar 4.26. Gambar 4.27. Gambar 4.28. Gambar 4.29. Gambar 4.30.
Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Tanpa Dinding.......................................................104 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................104 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Tanpa Dinding.......................................................105 Deformasi Arah X Akibat Kombinasi Beban pada Portal Tanpa Dinding..................................................................105 Deformasi Arah Y Akibat Kombinasi Beban pada Portal Tanpa Dinding..................................................................106 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................107 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................107 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................108 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................108 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Balok
xiv Universitas Sumatera Utara
Portal Dinding Batu Bata.................................................109
Gambar 4.31. Gambar 4.32. Gambar 4.33. Gambar 4.34. Gambar 4.35. Gambar 4.36. Gambar 4.37. Gambar 4.38.
Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................109 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................110 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................110 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................111 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Batu Bata.................................................111 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................112 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Batu Bata.................................................112 Deformasi Arah X Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Batu Bata............................................................113
xv Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.39.
Deformasi Arah Y Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Batu Bata............................................................113
Gambar 4.40. Gambar 4.41. Gambar 4.42. Gambar 4.43. Gambar 4.44. Gambar 4.45. Gambar 4.46. Gambar 4.47.
Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................114 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................115 Bidang Momen Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................115 Bidang Momen Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................116 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................116 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................117 Bidang Lintang Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................117 Bidang Lintang Akibat Beban Gempa pada Kolom
xvi Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.48. Gambar 4.49. Gambar 4.50. Gambar 4.51. Gambar 4.52. Gambar 4.53.
Portal Dinding Hebel........................................................118 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................118 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Balok Portal Dinding Hebel........................................................119 Bidang Normal Akibat Kombinasi Beban pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................119 Bidang Normal Akibat Beban Gempa pada Kolom Portal Dinding Hebel........................................................120 Deformasi Arah X Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Hebel..................................................................120 Deformasi Arah Y Akibat Kombinasi Beban pada Portal Dinding Hebel..................................................................121
xvii Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Gempa bumi menyebabkan kerugian jiwa dan harta benda yang sangat besar, juga banyaknya bangunan yang mengalami keruntuhan sehingga memakan banyak korban. Hal ini disebabkan karena pada saat gempa terjadi, gedung akan mengalami defleksi yang mengakibatkan keruntuhan pada struktur. Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur.
Penelitian ini menggunakan metode analisis perancangan yang difokuskan untuk mengetahui perbandingan kekuatan pada struktur beton portal tiga dimensi dengan dinding yang berbeda yaitu portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi dalam tiga tahap yaitu desain struktur, analisis dan output. Yang termasuk dalam tahap desain struktur antara lain perhitungan geometri struktur, penentuan jenis beban dan pemodelan struktur tiga dimensi. Sedangkan tahap analisis antara lain analisis struktur tiga dimensi dengan memasukan analisis gempa dinamis pada SAP 2000 untuk mengetahui kekuatan struktur dengan dinding yang berbeda. Tahap yang terakhir yaitu tahap output yang didalamnya menunjukkan besarnya nilai deformasi terbesar pada struktur dengan dinding berbeda.
Dari hasil perhitungan menunjukan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan kombinasi beban adalah 0,001005425 m: 0,000131038 m: 0,0000636583 m. Dan perbandingan deformasi portal tanpa dinding, portal dinding batu bata dan portal dinding hebel dengan beban gempa adalah 0,008366558 m: 0,0019958 m: 0,000641325 m.
Berdasarkan hasil analisis program SAP 2000 menunjukkan perubahan nilai gaya – gaya dalam dan deformasi pada gedung yang dipasang dinding hebel lebih kecil dibanding dinding batu bata dan portal tanpa dinding. Hal ini menunjukan bahwa gedung yang dipasang dinding hebel mempunyai kekuatan yang lebih baik daripada gedung yang dipasang dinding batu bata.
Keywords : Gempa, Struktur Portal 3D, dinding Struktur, SAP 2000
iv
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1. LATAR BELAKANG
Gempa bumi merupakan getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang disebabkan oleh aktivitas tektonik, vulkanis, peristiwa longsor bebatuan, dan ledakan dari bahan peledak. Dari semua penyebab tersebut, gempa bumi yang disebabkan oleh peristiwa tektonik menyebabkan kerusakan dan kerugian yang paling besar.
Pulau Sumatera berada di batas lempeng tektonik Eurasia dan IndoAustralia. Hal ini menyebabkan Pulau Sumatera dipenuhi oleh jejeran gunung berapi dan sering sekali terjadi gempa bumi yang juga disertai tsunami.
Pada tahun 2005 terjadi gempa bumi di sumatera utara pada pukul 23.09 WIB pada tanggal 28 Maret 2005. Pusat gempanya berada di 2° 04′ 35″ U 97° 00′ 58″ T, 30 km di bawah permukaan Samudra Hindia, 200 km sebelah barat Sibolga. Catatan seismik memberikan angka 8,7 skala Richter (BMG di Indonesia mencatat 8,2) dan getarannya terasa hingga sekitar 1.000 km jauhnya. Dengan kekuatan sebesar 8,7 SR, gempa ini merupakan gempa bumi terbesar kedua di dunia sejak tahun 1964.
Gempa bumi di Sumatera pada april 2010 terjadi dengan kekuatan 7,2 SR. Gempa bumi ini terjadi pada 7 April 2010 pada pukul 5:15 AM waktu lokal pada lepas pantai Sumatera. Sebagaimana yang diinformasikan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika, gempa terjadi dengan kedalaman sekitar 34 km dan pusat gempa berada di 2°33' LU - 97°02' BT atau 75 km tenggara Sinabang. Listrik padam dilaporkan terjadi di hampir seluruh bagian utara Sumatera, listrik padam juga terjadi di Banda Aceh. Berdasarkan laporan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG), gempa bumi ini disebabkan pergerakan dari lempeng Sumatra. Setelah gempa bumi utama terjadi gempa susulan dengan kekuatan 5 hingga 5,2 SR dan 18 kali gempa kecil dengan
1 Universitas Sumatera Utara
kekuatan di bawah 5 SR. Gempa kecil sempat mengakibatkan terjadinya tsunami di beberapa tempat, dengan ketinggian tidak lebih dari 40 sentimeter.
Dampak yang terjadi karena gempa ini diantaranya di Pulau Simeulue, gempa bumi yang terjadi menyebabkan banyak bangunan yang rusak, gempa juga mengakibatkan puluhan warga terluka. Pasca gempa bumi sedikitnya tujuh rumah di Medan, Sumatera Utara, hangus terbakar. Dugaan pemicu kebakaran adalah hubungan pendek arus listrik saat pemadaman listrik secara mendadak. Sedikitnya 12 warga Sinabang, Kabupaten Simeulue dilaporkan mengalami luka berat dan ringan akibat gempa berkekuatan 7,2 pada Skala Richter (SR). Tercatat 145 rumah mengalami kerusakan ringan akibat gempa, dua unit bangunan sekolah rusak berat, dua lainnya rusak ringan. Satu kantor rusak ringan, satu jembatan rusak ringan, satu dermaga rusak ringan, lima perahu hancur, jalan aspal sebagian amblas, dan parit sepanjang 16 meter rusak. Semua terjadi di Kebupaten Aceh Singkil.
Dan gempa bumi Sumatera Utara pada 2011 terjadi di 30 km sebelah tenggara Tarutung, Sumatera Utara dengan kekuatan 5,5 skala richter pada pukul 07:08 WIB 14 Juni 2011. Setelah gempa bumi utama, terjadi gempa susulan sebanyak 17 kali dengan kekuatan antara 3 hingga 4 skala richter. Gempa bumi ini mengakibatkan lebih dari 400 rumah penduduk rusak berat. Setidaknya 130 orang mengalami luka ringan akibat gempa berkekuatan 5,5 pada Skala Richter (SR). Tercatat 400 rumah rusak berat, 11 sekolah hancur dengan kerusakan terparah terjadi di SMA Negeri 1 Pahae Jae serta dua unit bangunan di sekolah tersebut hancur dan rata dengan tanah dan yang lainnya rusak parah.
Gempa bumi menyebabkan kerugian jiwa dan harta benda yang sangat besar, juga banyaknya bangunan yang mengalami keruntuhan sehingga memakan banyak korban. Hal ini disebabkan karena pada saat gempa terjadi, gedung akan mengalami defleksi dan apabila defleksi ini melebihi syarat aman yang telah ditetapkan oleh peraturan yang ada maka gedung akan mengalami keruntuhan. Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi bangunan, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur.
Secara umum analisis gempa dibagi menjadi dua bagian besar yaitu analisis gempa statik dan analisis gempa dinamis. Pada bangunan-bangunan yang
2
Universitas Sumatera Utara
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.
Desain struktur bangunan merupakan perencanaan bangunan yang melalui berbagai tahapan perhitungan dengan mempertimbangkan berbagai variabelnya sehingga ketika gempa besar terjadi angka kematian akibat struktur yang roboh menjadi minimum. Untuk mengatasi hal tersebut, beberapa elemen dari sebuah struktur harus didesain sedemikian rupa sehingga mampu menahan gaya-gaya lateral (beban gempa) yang terjadi. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan antara lain:
1. Pemasangan jenis dinding yang mampu menambah kekakuan pada struktur.
2. Perbesaran dimensi kolom dan balok. 3. Penambahan pengakuan lateral (bracing) pada elemen struktur portal.
Berdasarkan latar belakang diatas, maka penelitian ini dimaksudkan untuk membandingkan kekuatan struktur bangunan dengan dinding yang berbeda akibat pembebanan lateral dengan bantuan program SAP 2000. Struktur bangunan yang dipakai pada penelitian ini adalah sama kecuali jenis dindingnya. Variasi struktur bangunan berdasarkan jenis dinding yang dipakai adalah:
• Struktur tanpa dinding • Struktur dengan dinding batu bata • Struktur dengan dinding hebel
3 Universitas Sumatera Utara
1. 2. RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah pada penelitian ini difokuskan pada beberapa hal sebagai berikut:
1. Perbandingan kekuatan struktur bangunan tanpa dinding, struktur bangunan dengan dinding batu bata, dan struktur bangunan dengan dinding hebel akibat kombinasi beban yang terbesar.
2. Perbandingan kekuatan struktur bangunan tanpa dinding, struktur bangunan dengan dinding batu bata, dan struktur bangunan dengan dinding hebel akibat beban gempa dengan analisis respon spektrum.
1. 3. BATASAN MASALAH
Batasan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Struktur yang digunakan adalah struktur beton 3 tingkat. 2. Desain struktur berdasarkan tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-2002). 3. Analisa gaya gempa berdasarkan SNI 03-1726-2012 dengan peta gempa terbaru (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010). 4. Analisis struktur ditinjau menggunakan bantuan software SAP 2000. 5. Sistem struktur yang direncanakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. 6. Jenis dinding yang akan digunakan adalah dinding batu bata dan dinding hebel. 7. Penelitian ini tidak meninjau aspek ekonomis dan keindahan gedung.
1. 4. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perbandingan kekuatan struktur beton bertingkat akibat pembebanan lateral (beban angin atau beban gempa) dan beban gravitasi (beban hidup dan beban mati) pada struktur tanpa dinding, struktur dengan dinding batu bata dan struktur dinding hebel.
4 Universitas Sumatera Utara
1. 5. MANFAAT PENELITIAN
1. Manfaat bagi penulis adalah: • Memberikan pemahaman terhadap desain struktur beton dalam portal tiga dimensi. • Memberikan pemahaman terhadap perhitungan pembebanan gravitasi (beban mati dan beban hidup) dan pembebanan lateral (beban angin dan beban gempa) khususnya dalam desain struktur portal 3 dimensi. • Memberikan pemahaman terhadap penggunaan software SAP 2000 khususnya dalam desain struktur beton portal 3 dimensi dan analisis respon spektrum. • Memberikan informasi tentang bagaimana perubahan kekuatan portal pada variasi pemasangan dinding. • Memberikan pemahaman tentang analisis gempa dinamik.
2. Manfaat bagi perguruan tinggi, hasil tugas akhir ini adalah wujud penerapan ilmu pengetahuan dan pengembangan struktur guna kemanfaatan dalam masyarakat sebagai wujud Tri Dharma Perguruan Tinggi.
3. Manfaat bagi masyarakat, hasil tugas akhir ini dapat dijadikan sebagai masukan dalam mendesain struktur bangunan tahan gempa terutama untuk wilayah kota medan.
1. 6. SISTEMATIKA PENELITIAN
Sistematika penelitian bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang dibahas pada tugas akhir ini yaitu sebagai berikut:
BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, pembatasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
5 Universitas Sumatera Utara
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi uraian tentang defenisi dan klasifikasi gempa, konsep dasar
perencanaan bangunan dan konsep perencanaan bangunan tahan gempa. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang mekanisme pelaksanaan penelitian yaitu mulai dari tahap studi literatur, pengumpulan data, pendesainan struktur, perhitungan beban dan analisis respon spektrum. BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi analisa dan hasilnya yaitu hasil perbandingan kekuatan pada struktur tanpa dinding, struktur dengan dinding batu bata dan struktur dengan dinding hebel pengaruh beban lateral dan beban gravitasi. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan yang didapat dari seluruh proses kegiatan tugas akhir ini serta saran untuk pengembangan penelitian yang membangun agar dapat diperoleh penulisan skripsi yang lebih baik lagi dikemudian hari.
6 Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2. 1. GEMPA BUMI
Negara Indonesia merupakan pertemuan tiga lempeng tektonik besar, yaitu Indo-Australia, Eurasia, dan Pasifik seperti terlihat pada gambar 2.1. Pulau Sumatera berada di batas lempeng tektonik Eurasia dan Indo-Australia. Jenis Batas antara kedua lempeng ini adalah konvergen, dimana lempeng IndoAustralia adalah lempeng yang menunjam ke bawah lempeng Eurasia. Selain itu di Indonesia bagian timur bertemu tiga lempeng sekaligus, yaitu lempeng Filipina, lempeng Pasifik, dan lempeng Indo-Australia. Berdasarkan hal ini, tidak diherankan bahwa Negara Indonesia terutama Pulau Sumatera dipenuhi oleh jejeran gunung berapi yang terbentuk akibat gerakan konvergen lempeng tektonik dan sering sekali terjadi gempa bumi yang juga disertai tsunami.
Gambar 2. 1. Peta Lempeng Tektonik Indonesia Menurut Daniel L. Schodek (1999), gempa bumi terjadi karena adanya getaran dengan kejutan pada kerak bumi. Faktor utama adalah benturan atau 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.
7 Universitas Sumatera Utara
Getaran ini nantinya akan menimbulkan gaya-gaya pada struktur bangunan karena struktur cenderung mempunyai gaya untuk mempertahankan dirinya dari gerakan.
Secara umum, gempa bumi merupakan getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang dapat disebabkan oleh aktivitas tektonik, vulkanis, peristiwa longsor bebatuan, dan ledakan dari bahan peledak. Dari semua penyebab di atas, gempa bumi yang disebabkan oleh peristiwa tektonik merupakan penyebab utama kerusakan struktur.
Pergerakan antara lempeng tektonik yang satu dengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam 3 jenis berdasarkan arah pergerakan, yaitu divergen, konvergen, dan transform.
1. Batas Divergen
Gambar 2.2. Batas Divergen Batas divergen terjadi pada tektonik yang bergerak saling menjauh seperti terlihat pada gambar 2.2. Ketika sebuah lempeng tektonik pecah, lapisan litosfer menipis dan terbelah, sehingga membentuk batas divergen. Pematang Tengah Atlantik (Mid-Atlantic Ridge) adalah salah satu contoh divergensi yang paling terkenal, membujur dari utara ke selatan di sepanjang Samudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika dengan Benua Amerika. 2. Batas Konvergen
Gambar 2.3. Batas Konvergen
8 Universitas Sumatera Utara
Batas konvergen terjadi apabila dua lempeng tektonik saling bertabrakan, yang mengakibatkan keduanya bergerak saling menumpu satu sama lain (one slip beneath another) seperti terlihat pada gambar 2.3.
Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawah lempeng benua atau lempeng samudra lain disebut dengan zona tunjaman (sub-duction zones). Di zona tunjaman inilah sering terjadi gempa, terbentuknya pematang gunung api (volcanic ridge) dan parit samudra (oceanic trencehes) seperti halnya di pulau sumatera.
3. Batas Transform
Gambar 2.4. Batas Transform
Batas transform terjadi jika dua lempeng tektonik bergerak saling berpapasan, yaitu bergerak sejajar tetapi berlawanan arah. Keduanya tidak saling bertabrakan maupun saling menumpu. Batas transform ini juga dikenal sebagai sesar ubahan bentuk (transform fault).
Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada juga yang berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas di Kalifornia, USA. Sesar ini merupakan pertemuan antara lempeng Amerika Utara yang bergerak ke arah tenggara, dengan lempeng Pasifik yang bergerak ke arah barat laut.
2.1.1. Hiposentrum dan Episentrum
Hiposentrum adalah sumber atau pusat peristiwa tektonik, vulkanik, atau bongkah tanah roboh pertama kali terjadi yang menyebabkan gempa bumi. Letaknya di bagian dalam lapisan bumi. Jika penyebab gempa ialah patahan lempeng bumi maka hiposentrumnya berbentuk garis. Akan tetapi, jika gunung
9 Universitas Sumatera Utara
api atau tanah roboh yang menjadi penyebab gempa maka hiposentrumnya berbentuk titik.
Dari hiposentrum, gelombang primer dan sekunder dirambatkan ke segala arah, yakni ke atas, ke samping maupun ke bawah. Persebaran hiposentrum gempa di bumi seletak dengan pertemuan dua lempeng kerak bumi, terutama di tempat penujaman dan pemekaran dasar samudera yang disebut dengan episentrum. Hubungan episentrum dan hiposentrum dapat dilihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Hiposentrum dan Episentrum
2.1.2. Hubungan Gempa dan Bangunan Beban gempa yang akan ditanggung oleh struktur atau elemen struktur
tidak selalu dapat diramalkan dengan tepat sebelumnya, maka dalam tahap perencanaan, seorang perencana dituntut untuk dapat memahami perancangan struktur tahan gempa dalam mendesain bangunan. Menurut Mc. Cormak (1995), hal yang perlu diperhatikan adalah kekuatan bangunan yang memadai untuk memberikan kenyamanan bagi penghuninya terutama lantai atas. Sebab semakin tinggi banguna, 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 :
10 Universitas Sumatera Utara
a. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil. b. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural
tetapi bukan merupakan kerusakan struktural. c. Diperbolehkan terjadinya kerusakan sruktural dan non-struktural pada
gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh.
Menurut SNI-1726-2002 pasal 1.3 tujuan dilakukannya tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung ialah agar struktur gedung yang ketahanan gempanya direncanakan menurut standar dapat berfungsi :
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 technology council (ATC) – 40, kriteria-kriteria struktur tahan gempa adalah sebagai berikut :
a. 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.
b. Life Safety (LS) Struktur gedung harus mampu menahan gempa sedang tanpa kerusakan struktur, walaupun ada kerusakan pada elemen non struktur.
c. 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.
11
Universitas Sumatera Utara
Menurut Daniel L. Schodek (1999), apabila dikenakan beban pada struktur stabil, struktur tersebut akan mengalami perubahan bentuk (deformasi) yang lebih kecil dibandingkan struktur yang tidak stabil. Hal ini disebabkan karena pada struktur yang stabil terdapat kekuatan dan kestabilan dalam menahan beban.
Stabilitas merupakan hal sulit di dalam perencanaan struktur karena merupakan gabungan dari elemen-elemen. Untuk memperjelas mengenai stabilitas struktur akan diilustrasikan dalam gambar 2.6.
(a) Susunan kolom dan balok
(b) Ketidakstabilan terhadap beban horizontal
(c) Tiga metode dasar untuk menjamin kestabilan struktur sederhana meliputi : Penopang diagonal, bidang geser dan titik hubung kaku
12 Universitas Sumatera Utara
(d) setiap metode yang dipakai untuk menjamin kestabilan pada struktur harus dipasang secara simetris. Apabila tidak, dapat terjadi efek torsional pada struktur.
Gambar 2.6. Kestabilan Struktur Portal
Pada gambar 2.6a, struktur stabil karena struktur belum mendapatkan gaya dari luar. Apabila suatu struktur dikenakan gaya horizontal maka akan terjadi deformasi seperti yang terlihat pada gambar 2.6b. Hal ini disebabkan karena struktur tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan gaya horizontal dan struktur tidak mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bentuk struktur ke bentuk semula saat beban horizontal dihilangkan. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya simpangan horizontal yang berlebihan pada struktur yang dapat menyebabkan keruntuhan.
Menurut Daniel L. Schodek (1999), terdapat beberapa cara untuk menjamin kestabilan struktur seperti pada gambar 2.6(c). Cara pertama dengan menambahkan elemen struktur diagonal pada struktur, sehingga struktur tidak mengalami deformasi menjadi jajaran genjang seperti pada Gambar 2.6(b). Hal ini disebabkan karena dengan menambahkan elemen struktur diagonal, gaya-gaya yang dikenakan pada sturktur akan disebarkan keseluruh bagian termasuk ke elemen diagonal. Gaya-gaya yang diterima masing-masing sturktur akan berkurang sehingga simpangan yang dihasilkan lebih kecil.
Cara kedua adalah dengan menggunakan dinding geser. Elemennya merupakan elemen permukaaan bidang kaku, yang tentunya dapat menahan
13 Universitas Sumatera Utara
deformasi akibat beban horizontal dan simpangan horizontal yang dihasilkan akan lebih kecil.
Cara ketiga adalah dengan mengubah hubungan antara elemen struktur sedemikian rupa sehingga terbentuk 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 diantara setiap kaki meja dengan permukaan meja yang menjamin hubungan sudut konstan diantara elemen tersebut, sehingga struktur manjadi lebih kaku. Dalam menentukan letak bresing maupun dinding geser hendaknya simetris. Hal ini untuk menghindari efek torsional seperti digambarkan pada gambar 2.6d.
2. 2. KONSEP DASAR PERENCANAAN BANGUNAN
2.2.1. Mutu Material
2.2.1.1. Mutu Beton
Beton adalah bagian dari konstruksi yang dibuat dari campuran beberapa material, sehingga mutunya akan sangat tergantung pada kondisi material pembentuk beton dan proses pembuatannya. Untuk mendapatkan mutu yang optimal maka bahan dan proses pelaksanaannya harus dikendalikan.
Jika semua bahan pembentuk beton merupakan material dengan kualitas dan komposisi yang baik, maka hal lain yang mempengaruhi mutu beton adalah kadar airnya. Beton dengan kadar air yang rendah akan menghasilkan mutu beton yang lebih tinggi namun akan sulit dalam proses pengecorannya (work ability rendah), sedangkan beton dengan kadar air yang tinggi akan menghasilkan beton dengan mutu yang lebih rendah tetapi lebih mudah dalam proses pengecorannya (work ability tinggi).
Dalam sebuah perencanaan bangunan untuk beton, biasanya output yang dihasilkan adalah fc’ dalam satuan Mpa. Namun dalam spesifikasi teknis suatu proyek, yang tercantumkan adalah mutu beton dengan menggunakan beton K.
14 Universitas Sumatera Utara
Mutu beton K adalah kuat tekan karakteristik beton kg/cm2 dengan benda uji
kubus sisi 15 cm.
Kuat tekan karakteristik ialah kuat tekan dimana dari sejumlah besar hasil-
hasil pemeriksaan benda uji, kemungkinan adanya kekuatan tekan yang kurang
dari itu terbatas sampai 5% saja. Yang diartikan dengan kuat tekan beton
senantiasa ialah kuat tekan yang diperoleh dari pemeriksaan benda uji kubus yang
bersisi 15 (+0,06) cm pada umur 28 hari.
Sedangkan fc’ adalah kuat tekan beton yang disyaratkan (dalam Mpa),
didapat berdasarkan hasil pengujian benda uji silinder berdiameter 15 cm dan
tinggi 30 cm. Penentuan nilai fc’ boleh juga didasarkan pada hasil pengujian pada
nilai fck yang didapat dari hasil uji tekan benda uji kubus bersisi 15 cm. Dalam
hal ini fc’ didapat dari perhitungan konversi berikut ini:
Fc’=(0,76+0,2 log fck/15) fck,
(2.1)
Dimana : fck = kuat tekan beton (dalam MPa), didapat dari benda uji
kubus bersisi 15 cm.
Perbandingan benda uji dengan kuat tekan dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Tabel Perbandingan Benda Uji Dan Kuat Tekan
Benda Uji
Kubus 15 x 15 x 15
kubus 20 x 20 x 20 silinder θ15 x 30
Sumber : PBI 1971
Perbandingan Kuat Tekan 1,00 0,95 0,83
Untuk mempermudah dalam pendesainan, tabel