ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726-2002.(Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Indonesia adalah daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko korban
jiwa akibat bencana gempa perlu suatu konstruksi bangunan yang tahan terhadap
gempa. Perencanaan tahan gempa umumnya didasarkan pada analisa struktur
elastik yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi ultimate (batas).
Gempa merupakan salah satu gaya yang diakibatkan oleh pengaruh alam.
Beban gempa bersifat siklis bolak-balik, sehingga dapat menyebabkan
penampang-penampang ujung balok didaerah sendi plastis mengalami momen
positive dan momen negative secara bergantian (Gideon Kusuma, 1993).
Kenyataannya, perilaku runtuh bangunan saat gempa adalah inelastis.
Bangunan yang dibangun pada daerah rawan gempa harus direncanakan mampu
bertahan terhadap gempa. Tren perencanaan yang terkini yaitu performance based
seismic design, yang memanfaatkan teknik analisis non-linier berbasis komputer
untuk mengetahui perilaku inelastic struktur dari berbagai macam intensitas
gerakan tanah (gempa), sehingga dapat diketahui kinerjanya pada kondisi kritis.
Selanjutnya dapat dilakukan tindakan bilamana tidak memenuhi persyaratan yang
dipergunakan.
Umumnya bangunan tahan gempa direncanakan dengan prosedur yang
ditulis dalam peraturan perencanaan bangunan (building codes). Peraturan dibuat
untuk menjamin keselamatan penghuni terhadap gempa besar yang mungkin
1
2
terjadi, sehingga dapat menghindari atau mengurangi kerusakan dan kerugian
harta benda terhadap gempa yang sering terjadi. Meskipun demikian, prosedur
yang digunakan dalam peraturan tersebut tidak dapat secara langsung
menunjukkan kinerja bangunan terhadap suatu gempa yang sebenarnya, kinerja
tadi tentu terkait dengan resiko yang dihadapi pemilik bangunan dan investasi
yang dibelanjakan terkait dengan resiko diambil.
Terkait
dengan
masalah
prosedur
perencanaan,
keamanan,
dan
kenyamanan, maka berikut ini adalah filosofi bangunan tahan gempa.
1. Bila terjadi Gempa Ringan, bangunan tidak boleh mengalami
kerusakan baik pada komponen non-struktural (dinding retak, genting
dan langit-langit jatuh, kaca pecah, dan lain-lain) maupun pada
komponen strukturalnya (kolom dan balok retak, pondasi amblas, dan
lain-lain).
2. Bila terjadi Gempa Sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan
pada komponen non-strukturalnya akan tetapi komponen struktural
tidak boleh rusak.
3. Bila terjadi Gempa Besar, bangunan boleh mengalami kerusakan baik
pada komponen non-struktural maupun komponen struktural nya, akan
tetapi jiwa penghuni bangunan tetap selamat, dalam hal ini terdapat
konsep “kolom kuat balok lemah (strong column weak beam)”,
maksudnya adalah balok boleh terlebih dahulu mengalami keruntuhan
asalkan kolom tidak sampai runtuh. Artinya sebelum bangunan runtuh
secara keseluruhan masih ada cukup waktu bagi penghuni bangunan
untuk keluar / mengungsi ketempat aman.
3
Desain struktur merupakan salah satu bagian dari keseluruhan proses
perencanaan bangunan. Proses desain dapat dibedakan menjadi dua tahap, tahap
pertama yaitu desain umum yang merupakan peninjauan secara garis besar
keputusan-keputusan desain, misalnya tata letak struktur, geometri atau bentuk
bangunan, dan material, sedangkan tahap kedua adalah desain secara terinci yang
antara lain meninjau tentang penentuan besar penampang balok dan kolom, luas
dan penempatan tulangan yang dibutuhkan pada struktur beton bertulang dan
sebagainya, untuk itu perlu dimodelkan struktur yang akan didesain sehingga
dapat diperoleh besaran gaya dan informasi perpindahan yang diperlukan dalam
menentukan luasan beton beserta penulangannya.
Dalam menentukan dimensi balok dan kolom pada struktur beton
bertulang harus memperhatikan masalah kekuatan dan biaya, terutama pada saat
ini dimana harga material semakin mahal, banyak orang yang menunda bahkan
membatalkan proyeknya karena masalah biaya bahan bangunan yang mahal, oleh
karena itu dalam merencanakan struktur bangunan sangat perlu diperhatikan
masalah tersebut. Kekuatan yang dibutuhkan oleh suatu struktur beton bertulang
dapat dicapai dengan memberikan luasan penampang beton dan tulangan yang
cukup (optimal) sesuai dengan gaya-gaya yang bekerja pada bagian struktur
tersebut. Analisis perhitungan yang dilakukan diharapkan dapat memperoleh hasil
yang aman dan ekonomis. Untuk mendapatkan hasil yang paling murah (optimal)
dapat dicapai melalui proses optimasi. Hasil yang didapat merupakan hasil yang
mempunyai harga struktur yang paling murah tetapi tetap masih mampu
mendukung beban struktur dengan aman terutama pada saat terjadi gempa.
4
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka pada studi
ini dirumuskan suatu permasalahan yaitu :
“Pengaruh perubahan penampang kolom pada struktur atas bangunan dua
lantai sederhana tahan gempa dengan menggunakan atap simetris dan atap
asimetris sehingga menghasilkan dimensi yang optimum berdasarkan SNI-17262002”.
1.3.
Batasan Masalah
Agar permasalahan tidak meluas, maka studi ini mengambil beberapa
batasan masalah sebagai berikut:
1. Membahas perhitungan struktur bangunan atas pada saat menerima
beban gempa sehingga didapatkan dimensi balok dan kolom yang
optimum berdasarkan SNI 1726 – 2002.
2. Tidak membahas perhitungan substructure / bangunan bawah
(pondasi) terkekang.
3. Beban gravitasi yang diperhitungkan adalah beban mati dan beban
hidup.
4. Beban horizontal yang diperhitungkan adalah beban akibat gempa.
5. Beban Angin (W) pada atap tidak diperhitungkan.
6. Atap diperhitungkan sebagai beban mati (dead load) arah vertical.
7. Perilaku struktur dianalisis menggunakan bantuan program STAAD
Pro.
8. Perhitungan dari segi biaya tidak dilakukan.
5
1.4.
Maksud Dan Tujuan
Maksud dan tujuan yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui kinerja
dari struktur portal bangunan beton pada saat menerima gaya gempa dan
mendapatkan dimensi penampang dari struktur atas (kolom) yang optimum
dengan menggunakan berbagai tipe atap (Simetris dan Asimetris) berdasarkan
teori yang ada, sehingga nantinya didapatkan simpangan maksimum (δm) yang
paling minimum dari suatu struktur bangunan.
1.5.
Manfaat Studi
Manfaat dari studi ini adalah peningkatan dari dimensi suatu kolom dan
perubahan jenis atap apakah dapat meningkatkan kinerja dari suatu bangunan
beton dua lantai bila terjadi gempa dengan penerapan analisa-analisa perhitungan
berdasarkan SNI-1726-2002 “Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung”, sehingga dapat diaplikasikan secara praktis dan
mendapatkan hasil yang optimal.
TUGAS AKHIR
ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN
GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS
DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726–2002.
(Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
Oleh :
RACHMAD JULIYANTO
07520034
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2010
ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN
GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS
DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726–2002.
(Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik Dalam Menyelesaiakan
Program SarjanaTeknik
Oleh :
RACHMAD JULIYANTO
07520034
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2010
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL
: Analisa Bangunan Atas Pada Gedung Dua Lantai Tahan Gempa
Menggunakan Atap Asimetris Dengan Skala Penuh Berdasarkan
SNI 1726–2002 (Studi kasus pada model bangunan gedung
KBGI: Griya Bestari).
NAMA
: RACHMAD JULIYANTO
NIM
: 07520034
Telah diuji oleh tim penguji pada :
Hari / Tanggal : Sabtu / 30 Oktober 2010
: ……………….
1. Ir. Lukito Prasetyo, MT
Dosen Penguji I
2. Ir. Yunan Rusdianto, MT
Dosen Penguji II : ……………….
Disetujui :
Pembimbing I
Pembimbing II
( Ir. Erwin Rommel, MT )
( Zamzami Septiropa, ST, MT )
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Sipil
( Ir. Khoirul Abadi, MT )
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmannirrahiim.
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang senantiasa melimpahkan rahmat,
taufik dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini yang berjudul “ Analisa Bangunan Atas Pada
Gedung Dua Lantai Tahan Gempa Menggunakan Atap Asimetris Dengan
Skala Penuh Berdasarkan Sni 1726–2002 (Studi kasus pada model bangunan
gedung KBGI : Griya Bestari) ”.
Tugas akhir ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar
kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
Penyusunan tugas akhir ini memang mengalami beberapa kendala, namun berkat
bantuan dari berbagai pihak tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar dan
diselesaikan. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Sulianto, MT, selaku Dosen Wali.
4. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT, selaku Koordinator Bidang Struktur
Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT, Selaku Dosen Pembimbing I.
6. Bapak Zamzami Septiropa, ST, MT, Selaku Dosen Pembimbing II.
7. Bapak Ir. Lukito Prasetyo, MT, Selaku Dosen Penguji I.
8. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT, selaku Dosen Penguji II.
9. Bapak dan ibu dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
10. Ibunda dan Ayahanda yang selalu menyediakan segala keperluan ananda dan
senantiasa memberikan dorongan semangat, kasih sayang dan doa yang tak
ternilai harganya.
11. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Sipil khususnya Angkatan 2006 B yang
telah memberikan dorongan, semangat, dan kebersamaan selama ini yang
tidak bisa terlupakan kepada penulis.
12. Seluruh pihak yang telah banyak membantu hingga terselesainya tugas akhir
ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
“Tiada Gading Yang Tak Retak” termasuk skripsi yang baru penulis
selesaikan ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu saran serta kritik yang
menunjang dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan
dikemudian hari.
Akhir kata, Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penyusun khususnya
dan bagi pembaca pada umumnya. Kepada semua pihak yang telah membantu,
semoga amal dan kebajikan yang diberikan kepada penyusun mendapat balasan
dari Allah SWT.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, 09 Desember 2010
Penyusun
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. ii
SURAT PERNYATAAN .................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ....................................................................................... iv
LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vi
ABSTRAKSI...................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................... 4
1.3
Batasan Masalah ..................................................................... 4
1.4
Maksud dan Tujuan ................................................................ 5
1.5
Manfaat Studi.......................................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Struktur Bangunan Tahan Gempa .......................................... 6
2.2
Struktur Beton Bertulang ........................................................ 9
2.2.1. Struktur Kolom ........................................................... 12
2.2.2. Struktur Balok ............................................................. 13
2.3
Struktur Atap .......................................................................... 14
2.3.1. Syarat Konstruksi Atap ............................................... 15
2.3.2. Jenis Konstruksi Atap ................................................. 16
2.3.3. Jenis Rangka Atap ...................................................... 16
2.3.4. Jenis Penutup Atap ..................................................... 16
2.4
Kriteria Pembebanan .............................................................. 17
2.4.1. Beban Mati.................................................................. 17
2.4.2. Beban Hidup ............................................................... 17
2.4.3. Beban Angin ............................................................... 18
2.4.4. Beban Khusus ............................................................. 18
2.4.5. Kombinasi Pembebanan ............................................. 18
2.5
Beban Gempa.......................................................................... 19
2.5.1. Faktor Keutamaan ....................................................... 20
2.5.2. Spektrum Respon Gempa ........................................... 21
2.5.3. Waktu Getar Alami ..................................................... 23
BAB III
DATA DAN PERHITUNGAN PEMBEBANAN
3.1
Data Bangunan ........................................................................ 24
3.2
Data Perencanaan .................................................................... 24
3.3
Flow Chart Analisa................................................................. 26
3.4
Beban Mati Atap ..................................................................... 27
3.5
3.6
BAB IV
3.4.1
Atap Simetris Double Howe ....................................... 27
3.4.2
Atap Asimetris Mono Pitch ........................................ 30
3.4.3
Atap Asimetris Dual Pitch .......................................... 34
3.4.4
Atap Asimetris Stub .................................................... 37
Beban Mati Portal ................................................................... 40
3.5.1
Dimensi Kolom 25 x 25 .............................................. 40
3.5.2
Dimensi Kolom 30 x 30 .............................................. 42
3.5.3
Dimensi Kolom 35 x 35 .............................................. 42
3.5.4
Dimensi Kolom 40 x 40 .............................................. 42
Beban Hidup ........................................................................... 42
ANALISA STRUKTUR
4.1
Analisa Distribusi Gaya Geser Horizontal Akibat Gempa ..... 45
4.1.1 Portal Kolom 25 x 25 .................................................. 45
4.1.2 Portal Kolom 30 x 30 .................................................. 47
4.1.3 Portal Kolom 35 x 35 .................................................. 47
4.1.4 Portal Kolom 40 x 40 .................................................. 47
4.2
Hubungan Jenis Atap Simetris Dan Tidak Simetris Terhadap
Displacement Dengan Peningkatan Dimensi Kolom ............. 59
4.3
Pengaruh Perubahan Dimensi Kolom Dengan Menggunakan
Atap Simetris Dan Asimetris Terhadap Kekakuan Struktur... 67
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan ............................................................................. 72
5.2
Saran-saran ............................................................................. 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 74
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel
Hal
2.1
Faktor Keutamaan (I) Untuk Gedung Dan Bangunan .....................
2.2
Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka
20
tanah untuk masing-masing Wilayah Gempa Indonesia .................
22
3.1
Beban Keseluruhan Atap Model Simetris Double Howe ................
29
3.2
Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Mono Pitch .................
33
3.3
Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Dual Pitch...................
36
3.4
Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Stub .............................
40
3.5
Berat Total Portal ............................................................................
42
3.6
Beban Total Bangunan ....................................................................
42
4.1
Nilai Vx = Vy ...................................................................................
47
4.2
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 25 / 25 cm................
53
4.3
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 30 / 30 cm................
54
4.4
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 35 / 35 cm................
55
4.5
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 40 / 40 cm................
56
4.6
RA dan RB sebesar 30% pada atap .................................................
57
4.7
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 25 x 25 cm ......
57
4.8
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 30 x 30 cm ......
58
4.9
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 35 x 35 cm ......
58
4.10
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 40 x 40 cm ......
59
4.11
Hasil Displacement dari Staad.Pro (arah gaya satu sisi).................
4.12
Hasil Displacement dari perhitungan dan Staad.Pro (arah gaya
dari sisi kiri) .....................................................................................
4.13
60
62
Hasil Displacement dari perhitungan dan Staad.Pro (arah gaya
dari sisi kanan) .................................................................................
63
4.14
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 25 x 25 cm .....
68
4.15
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 30 x 30 cm .....
68
4.16
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 35 x 35 cm .....
69
4.17
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 40 x 40 cm .....
69
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Hal
2.1
Diagram Hubungan Tegangan Dan Regangan Pada Beton .............
2.2
Diagram Hubungan Tegangan Dan Regangan Pada Batang
10
Tulangan ..........................................................................................
11
3.1
Denah Lantai 1.................................................................................
25
3.2
Denah Lantai 2.................................................................................
25
3.3
Atap Simetri Double Howe..............................................................
27
3.4
Atap Asimetri Mono Pitch...............................................................
30
3.5
Atap Asimetri Dual Pitch ................................................................
34
3.6
Atap Asimetri Stub ..........................................................................
37
4.1
Koefisien Gempa Dasar ...................................................................
46
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
Perhitungan StaadPro Kolom 25 x 25 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
Lampiran
2
Perhitungan StaadPro Kolom 30 x 30 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
Lampiran
3
Perhitungan StaadPro Kolom 35 x 35 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
Lampiran
4
Perhitungan StaadPro Kolom 40 x 40 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
DAFTAR PUSTAKA
Gideon Kusuma, W.C Vis, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang,
seri 1, Erlangga, Jakarta.
Gideon Kusuma, Takim Andriono, 1993, Desain Struktur Rangka Beton
Bertulang di Daerah Rawan Gempa, seri 3, Erlangga, Jakarta.
Istimawan, Dipohusodo,1994, Struktur Beton Bertulang, Departemen Pekerjaan
Umum RT, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Heinz Frick, 2006, Prinsip-Prinsip Membuat Bangunan Tahan Gempa,
Kanisius, Yogyakarta.
Wahyudi L., A. Rahim Syahril, 1999, Struktur Beton Bertulang, PT. Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
Anonim, 2002, SNI1726–2002 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung, Departeman Pekerjaan Umum, Jakarta.
Anonim, 2002, SNI-03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk
Bangunan Gedung, Departeman Permukiman dan Prasarana Wilayah,
Jakarta.
Anonim, 1983, Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG),
Departeman Pekerjaan Umum, Jakarta.
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Indonesia adalah daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko korban
jiwa akibat bencana gempa perlu suatu konstruksi bangunan yang tahan terhadap
gempa. Perencanaan tahan gempa umumnya didasarkan pada analisa struktur
elastik yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi ultimate (batas).
Gempa merupakan salah satu gaya yang diakibatkan oleh pengaruh alam.
Beban gempa bersifat siklis bolak-balik, sehingga dapat menyebabkan
penampang-penampang ujung balok didaerah sendi plastis mengalami momen
positive dan momen negative secara bergantian (Gideon Kusuma, 1993).
Kenyataannya, perilaku runtuh bangunan saat gempa adalah inelastis.
Bangunan yang dibangun pada daerah rawan gempa harus direncanakan mampu
bertahan terhadap gempa. Tren perencanaan yang terkini yaitu performance based
seismic design, yang memanfaatkan teknik analisis non-linier berbasis komputer
untuk mengetahui perilaku inelastic struktur dari berbagai macam intensitas
gerakan tanah (gempa), sehingga dapat diketahui kinerjanya pada kondisi kritis.
Selanjutnya dapat dilakukan tindakan bilamana tidak memenuhi persyaratan yang
dipergunakan.
Umumnya bangunan tahan gempa direncanakan dengan prosedur yang
ditulis dalam peraturan perencanaan bangunan (building codes). Peraturan dibuat
untuk menjamin keselamatan penghuni terhadap gempa besar yang mungkin
1
2
terjadi, sehingga dapat menghindari atau mengurangi kerusakan dan kerugian
harta benda terhadap gempa yang sering terjadi. Meskipun demikian, prosedur
yang digunakan dalam peraturan tersebut tidak dapat secara langsung
menunjukkan kinerja bangunan terhadap suatu gempa yang sebenarnya, kinerja
tadi tentu terkait dengan resiko yang dihadapi pemilik bangunan dan investasi
yang dibelanjakan terkait dengan resiko diambil.
Terkait
dengan
masalah
prosedur
perencanaan,
keamanan,
dan
kenyamanan, maka berikut ini adalah filosofi bangunan tahan gempa.
1. Bila terjadi Gempa Ringan, bangunan tidak boleh mengalami
kerusakan baik pada komponen non-struktural (dinding retak, genting
dan langit-langit jatuh, kaca pecah, dan lain-lain) maupun pada
komponen strukturalnya (kolom dan balok retak, pondasi amblas, dan
lain-lain).
2. Bila terjadi Gempa Sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan
pada komponen non-strukturalnya akan tetapi komponen struktural
tidak boleh rusak.
3. Bila terjadi Gempa Besar, bangunan boleh mengalami kerusakan baik
pada komponen non-struktural maupun komponen struktural nya, akan
tetapi jiwa penghuni bangunan tetap selamat, dalam hal ini terdapat
konsep “kolom kuat balok lemah (strong column weak beam)”,
maksudnya adalah balok boleh terlebih dahulu mengalami keruntuhan
asalkan kolom tidak sampai runtuh. Artinya sebelum bangunan runtuh
secara keseluruhan masih ada cukup waktu bagi penghuni bangunan
untuk keluar / mengungsi ketempat aman.
3
Desain struktur merupakan salah satu bagian dari keseluruhan proses
perencanaan bangunan. Proses desain dapat dibedakan menjadi dua tahap, tahap
pertama yaitu desain umum yang merupakan peninjauan secara garis besar
keputusan-keputusan desain, misalnya tata letak struktur, geometri atau bentuk
bangunan, dan material, sedangkan tahap kedua adalah desain secara terinci yang
antara lain meninjau tentang penentuan besar penampang balok dan kolom, luas
dan penempatan tulangan yang dibutuhkan pada struktur beton bertulang dan
sebagainya, untuk itu perlu dimodelkan struktur yang akan didesain sehingga
dapat diperoleh besaran gaya dan informasi perpindahan yang diperlukan dalam
menentukan luasan beton beserta penulangannya.
Dalam menentukan dimensi balok dan kolom pada struktur beton
bertulang harus memperhatikan masalah kekuatan dan biaya, terutama pada saat
ini dimana harga material semakin mahal, banyak orang yang menunda bahkan
membatalkan proyeknya karena masalah biaya bahan bangunan yang mahal, oleh
karena itu dalam merencanakan struktur bangunan sangat perlu diperhatikan
masalah tersebut. Kekuatan yang dibutuhkan oleh suatu struktur beton bertulang
dapat dicapai dengan memberikan luasan penampang beton dan tulangan yang
cukup (optimal) sesuai dengan gaya-gaya yang bekerja pada bagian struktur
tersebut. Analisis perhitungan yang dilakukan diharapkan dapat memperoleh hasil
yang aman dan ekonomis. Untuk mendapatkan hasil yang paling murah (optimal)
dapat dicapai melalui proses optimasi. Hasil yang didapat merupakan hasil yang
mempunyai harga struktur yang paling murah tetapi tetap masih mampu
mendukung beban struktur dengan aman terutama pada saat terjadi gempa.
4
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka pada studi
ini dirumuskan suatu permasalahan yaitu :
“Pengaruh perubahan penampang kolom pada struktur atas bangunan dua
lantai sederhana tahan gempa dengan menggunakan atap simetris dan atap
asimetris sehingga menghasilkan dimensi yang optimum berdasarkan SNI-17262002”.
1.3.
Batasan Masalah
Agar permasalahan tidak meluas, maka studi ini mengambil beberapa
batasan masalah sebagai berikut:
1. Membahas perhitungan struktur bangunan atas pada saat menerima
beban gempa sehingga didapatkan dimensi balok dan kolom yang
optimum berdasarkan SNI 1726 – 2002.
2. Tidak membahas perhitungan substructure / bangunan bawah
(pondasi) terkekang.
3. Beban gravitasi yang diperhitungkan adalah beban mati dan beban
hidup.
4. Beban horizontal yang diperhitungkan adalah beban akibat gempa.
5. Beban Angin (W) pada atap tidak diperhitungkan.
6. Atap diperhitungkan sebagai beban mati (dead load) arah vertical.
7. Perilaku struktur dianalisis menggunakan bantuan program STAAD
Pro.
8. Perhitungan dari segi biaya tidak dilakukan.
5
1.4.
Maksud Dan Tujuan
Maksud dan tujuan yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui kinerja
dari struktur portal bangunan beton pada saat menerima gaya gempa dan
mendapatkan dimensi penampang dari struktur atas (kolom) yang optimum
dengan menggunakan berbagai tipe atap (Simetris dan Asimetris) berdasarkan
teori yang ada, sehingga nantinya didapatkan simpangan maksimum (δm) yang
paling minimum dari suatu struktur bangunan.
1.5.
Manfaat Studi
Manfaat dari studi ini adalah peningkatan dari dimensi suatu kolom dan
perubahan jenis atap apakah dapat meningkatkan kinerja dari suatu bangunan
beton dua lantai bila terjadi gempa dengan penerapan analisa-analisa perhitungan
berdasarkan SNI-1726-2002 “Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung”, sehingga dapat diaplikasikan secara praktis dan
mendapatkan hasil yang optimal.
TUGAS AKHIR
ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN
GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS
DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726–2002.
(Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
Oleh :
RACHMAD JULIYANTO
07520034
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2010
ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN
GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS
DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726–2002.
(Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik Dalam Menyelesaiakan
Program SarjanaTeknik
Oleh :
RACHMAD JULIYANTO
07520034
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2010
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL
: Analisa Bangunan Atas Pada Gedung Dua Lantai Tahan Gempa
Menggunakan Atap Asimetris Dengan Skala Penuh Berdasarkan
SNI 1726–2002 (Studi kasus pada model bangunan gedung
KBGI: Griya Bestari).
NAMA
: RACHMAD JULIYANTO
NIM
: 07520034
Telah diuji oleh tim penguji pada :
Hari / Tanggal : Sabtu / 30 Oktober 2010
: ……………….
1. Ir. Lukito Prasetyo, MT
Dosen Penguji I
2. Ir. Yunan Rusdianto, MT
Dosen Penguji II : ……………….
Disetujui :
Pembimbing I
Pembimbing II
( Ir. Erwin Rommel, MT )
( Zamzami Septiropa, ST, MT )
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Sipil
( Ir. Khoirul Abadi, MT )
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmannirrahiim.
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang senantiasa melimpahkan rahmat,
taufik dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan
penyusunan tugas akhir ini yang berjudul “ Analisa Bangunan Atas Pada
Gedung Dua Lantai Tahan Gempa Menggunakan Atap Asimetris Dengan
Skala Penuh Berdasarkan Sni 1726–2002 (Studi kasus pada model bangunan
gedung KBGI : Griya Bestari) ”.
Tugas akhir ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar
kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
Penyusunan tugas akhir ini memang mengalami beberapa kendala, namun berkat
bantuan dari berbagai pihak tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar dan
diselesaikan. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Sulianto, MT, selaku Dosen Wali.
4. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT, selaku Koordinator Bidang Struktur
Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT, Selaku Dosen Pembimbing I.
6. Bapak Zamzami Septiropa, ST, MT, Selaku Dosen Pembimbing II.
7. Bapak Ir. Lukito Prasetyo, MT, Selaku Dosen Penguji I.
8. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT, selaku Dosen Penguji II.
9. Bapak dan ibu dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
10. Ibunda dan Ayahanda yang selalu menyediakan segala keperluan ananda dan
senantiasa memberikan dorongan semangat, kasih sayang dan doa yang tak
ternilai harganya.
11. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Sipil khususnya Angkatan 2006 B yang
telah memberikan dorongan, semangat, dan kebersamaan selama ini yang
tidak bisa terlupakan kepada penulis.
12. Seluruh pihak yang telah banyak membantu hingga terselesainya tugas akhir
ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
“Tiada Gading Yang Tak Retak” termasuk skripsi yang baru penulis
selesaikan ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu saran serta kritik yang
menunjang dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan
dikemudian hari.
Akhir kata, Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penyusun khususnya
dan bagi pembaca pada umumnya. Kepada semua pihak yang telah membantu,
semoga amal dan kebajikan yang diberikan kepada penyusun mendapat balasan
dari Allah SWT.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, 09 Desember 2010
Penyusun
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. ii
SURAT PERNYATAAN .................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ....................................................................................... iv
LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vi
ABSTRAKSI...................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang ........................................................................ 1
1.2
Rumusan Masalah ................................................................... 4
1.3
Batasan Masalah ..................................................................... 4
1.4
Maksud dan Tujuan ................................................................ 5
1.5
Manfaat Studi.......................................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Struktur Bangunan Tahan Gempa .......................................... 6
2.2
Struktur Beton Bertulang ........................................................ 9
2.2.1. Struktur Kolom ........................................................... 12
2.2.2. Struktur Balok ............................................................. 13
2.3
Struktur Atap .......................................................................... 14
2.3.1. Syarat Konstruksi Atap ............................................... 15
2.3.2. Jenis Konstruksi Atap ................................................. 16
2.3.3. Jenis Rangka Atap ...................................................... 16
2.3.4. Jenis Penutup Atap ..................................................... 16
2.4
Kriteria Pembebanan .............................................................. 17
2.4.1. Beban Mati.................................................................. 17
2.4.2. Beban Hidup ............................................................... 17
2.4.3. Beban Angin ............................................................... 18
2.4.4. Beban Khusus ............................................................. 18
2.4.5. Kombinasi Pembebanan ............................................. 18
2.5
Beban Gempa.......................................................................... 19
2.5.1. Faktor Keutamaan ....................................................... 20
2.5.2. Spektrum Respon Gempa ........................................... 21
2.5.3. Waktu Getar Alami ..................................................... 23
BAB III
DATA DAN PERHITUNGAN PEMBEBANAN
3.1
Data Bangunan ........................................................................ 24
3.2
Data Perencanaan .................................................................... 24
3.3
Flow Chart Analisa................................................................. 26
3.4
Beban Mati Atap ..................................................................... 27
3.5
3.6
BAB IV
3.4.1
Atap Simetris Double Howe ....................................... 27
3.4.2
Atap Asimetris Mono Pitch ........................................ 30
3.4.3
Atap Asimetris Dual Pitch .......................................... 34
3.4.4
Atap Asimetris Stub .................................................... 37
Beban Mati Portal ................................................................... 40
3.5.1
Dimensi Kolom 25 x 25 .............................................. 40
3.5.2
Dimensi Kolom 30 x 30 .............................................. 42
3.5.3
Dimensi Kolom 35 x 35 .............................................. 42
3.5.4
Dimensi Kolom 40 x 40 .............................................. 42
Beban Hidup ........................................................................... 42
ANALISA STRUKTUR
4.1
Analisa Distribusi Gaya Geser Horizontal Akibat Gempa ..... 45
4.1.1 Portal Kolom 25 x 25 .................................................. 45
4.1.2 Portal Kolom 30 x 30 .................................................. 47
4.1.3 Portal Kolom 35 x 35 .................................................. 47
4.1.4 Portal Kolom 40 x 40 .................................................. 47
4.2
Hubungan Jenis Atap Simetris Dan Tidak Simetris Terhadap
Displacement Dengan Peningkatan Dimensi Kolom ............. 59
4.3
Pengaruh Perubahan Dimensi Kolom Dengan Menggunakan
Atap Simetris Dan Asimetris Terhadap Kekakuan Struktur... 67
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan ............................................................................. 72
5.2
Saran-saran ............................................................................. 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 74
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel
Hal
2.1
Faktor Keutamaan (I) Untuk Gedung Dan Bangunan .....................
2.2
Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka
20
tanah untuk masing-masing Wilayah Gempa Indonesia .................
22
3.1
Beban Keseluruhan Atap Model Simetris Double Howe ................
29
3.2
Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Mono Pitch .................
33
3.3
Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Dual Pitch...................
36
3.4
Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Stub .............................
40
3.5
Berat Total Portal ............................................................................
42
3.6
Beban Total Bangunan ....................................................................
42
4.1
Nilai Vx = Vy ...................................................................................
47
4.2
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 25 / 25 cm................
53
4.3
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 30 / 30 cm................
54
4.4
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 35 / 35 cm................
55
4.5
Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 40 / 40 cm................
56
4.6
RA dan RB sebesar 30% pada atap .................................................
57
4.7
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 25 x 25 cm ......
57
4.8
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 30 x 30 cm ......
58
4.9
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 35 x 35 cm ......
58
4.10
Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 40 x 40 cm ......
59
4.11
Hasil Displacement dari Staad.Pro (arah gaya satu sisi).................
4.12
Hasil Displacement dari perhitungan dan Staad.Pro (arah gaya
dari sisi kiri) .....................................................................................
4.13
60
62
Hasil Displacement dari perhitungan dan Staad.Pro (arah gaya
dari sisi kanan) .................................................................................
63
4.14
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 25 x 25 cm .....
68
4.15
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 30 x 30 cm .....
68
4.16
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 35 x 35 cm .....
69
4.17
Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 40 x 40 cm .....
69
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Hal
2.1
Diagram Hubungan Tegangan Dan Regangan Pada Beton .............
2.2
Diagram Hubungan Tegangan Dan Regangan Pada Batang
10
Tulangan ..........................................................................................
11
3.1
Denah Lantai 1.................................................................................
25
3.2
Denah Lantai 2.................................................................................
25
3.3
Atap Simetri Double Howe..............................................................
27
3.4
Atap Asimetri Mono Pitch...............................................................
30
3.5
Atap Asimetri Dual Pitch ................................................................
34
3.6
Atap Asimetri Stub ..........................................................................
37
4.1
Koefisien Gempa Dasar ...................................................................
46
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
Perhitungan StaadPro Kolom 25 x 25 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
Lampiran
2
Perhitungan StaadPro Kolom 30 x 30 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
Lampiran
3
Perhitungan StaadPro Kolom 35 x 35 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
Lampiran
4
Perhitungan StaadPro Kolom 40 x 40 cm (Atap Simetris Dan
Asimetris).
DAFTAR PUSTAKA
Gideon Kusuma, W.C Vis, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang,
seri 1, Erlangga, Jakarta.
Gideon Kusuma, Takim Andriono, 1993, Desain Struktur Rangka Beton
Bertulang di Daerah Rawan Gempa, seri 3, Erlangga, Jakarta.
Istimawan, Dipohusodo,1994, Struktur Beton Bertulang, Departemen Pekerjaan
Umum RT, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Heinz Frick, 2006, Prinsip-Prinsip Membuat Bangunan Tahan Gempa,
Kanisius, Yogyakarta.
Wahyudi L., A. Rahim Syahril, 1999, Struktur Beton Bertulang, PT. Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
Anonim, 2002, SNI1726–2002 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
Struktur Bangunan Gedung, Departeman Pekerjaan Umum, Jakarta.
Anonim, 2002, SNI-03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk
Bangunan Gedung, Departeman Permukiman dan Prasarana Wilayah,
Jakarta.
Anonim, 1983, Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung (PPIUG),
Departeman Pekerjaan Umum, Jakarta.