Analisis Respons Gedung Tingkat Tinggi Akibat Beban Gempa dan Angin Terhadap Riwayat Waktu.

Halaman

Lampiran 1 Respons dinamik akibat beban gempa El-Centro untuk

perlantai………..70 Lampiran 2 Respons dinamik akibat beban gempa Flores untuk perlantai…...80 Lampiran 3 Respons dinamik akibat beban Angin untuk perlantai…………...90 Lampiran 4 Respons dinamik akibat beban gempa El-Centro dan Angin untuk

perlantai………100 Lampiran 5 Respons dinamik akibat beban gempa Flores dan Angin untuk

perlantai………110

AKIBAT BEBAN GEMPA DAN ANGIN TERHADAP

RIWAYAT WAKTU

Tony Candra NRP : 0221070

Pembimbing : Olga Pattipawaej, Ph.D FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG ABSTRAK

Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk Indonesia, kebutuhan

akan lahan sebagai tempat tinggal, perkantoran, dan bangunan lainnya semakin meningkat. Tetapi kebutuhan manusia itu mengalami kendala keterbatasan lahan, terutama di kota-kota besar sehingga manusia mencari solusi lain yaitu pembangunan gedung-gedung bertingkat tinggi. Dengan adanya gedung bertingkat tinggi, efektivitas penggunaan lahan semakin meningkat. Tetapi perlu diingat bahwa semakin tinggi bangunan, semakin rawan bangunan tersebut menahan beban luar seperti beban gempa, beban angin juga tsunami bagi bangunan yang dekat dengan daerah pesisir pantai.

Di Indonesia kemungkinan terjadi tsunami relatif cukup besar. Dalam memodelkan tsunami sebagai beban dari alam terhadap struktur diasumsikan sebagai gabungan antara beban angin dan gempa. Dalam tugas akhir ini dua gempa ditinjau dan beban angin diasumsikan bergantung kepada kecepatan angin dan turbulen. Persamaan gerak yang diakibatkan beban dari alam tersebut dimodelkan sebagai persamaan diferensial biasa tingkat dua linear yang direduksi menjadi tingkat satu. Penyelesaian dari persamaan tersebut diselesaikan secara numerik dengan menggunakan MATLAB.

Respons dinamik dari gaya-gaya alam yang terjadi itulah yang difokuskan dalam penyusunan tugas akhir ini. Dan beban yang dianalisis adalah, beban gempa , beban angin, dan gabungan dua beban

Halaman

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR...i

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR...ii

ABSTRAK...iii

PRAKATA...iv

DAFTAR ISI...vi

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN...ix

DAFTAR GAMBAR...xiii

DAFTAR TABEL...xxi

DAFTAR LAMPIRAN...xxii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah……….1

1.2. Maksud dan Tujuan Penulisan...4

1.3. Ruang Lingkup Pembahasan………..4

1.4. Sistematika Pembahasan………5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Parameter Dinamika Struktur...7

2.1.1 Derajat Kebebasan (Degree of Freedom)...8

2.1.2 Pegas dan Peredam...10

2.1.3 Kekakuan...11

2.1.4 Redaman...11

2.1.5 Frekuensi Natural dan Perioda...13

2.3 Karakteristik Gempa El-Centro 1940 (N-S) dan Flores 1992...17

2.4 Pemodelan Beban Angin...19

2.5 Simulasi dengan Menggunakan Spektrum Tertentu...20

BAB 3 METODOLOGI 3.1 Pemodelan Struktur………..23

3.2 Bangunan Penahan Geser Tingkat Banyak...27

3.2.1 Persamaan Kekakuan dari Bangunan Penahan Geser (Stiffness Equations For The Shear Building)...27

3.3 Gabungan dari Persamaan gempa dan angin...36

3.3.1 Persamaan gempa, angin dan gabungan...36

3.3.2 Bentuk Umum...37

3.4 Diagram Alir Perhitungan Gempa, Angin dan Gabungan...…..39

BAB 4 PENGOLAHAN DATA ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan……….42

4.1.1 Perhitungan Ekivalen Beban...43

4.1.2 Perhitungan Berat Lantai...45

4.1.3 Perhitungan Kekakuan...49

4.2 Matriks Massa dan Kekakuan………..51

4.2.1 Matriks Massa...51

4.2.2 Matriks Kekakuan...53

4.3 Hasil dari Analisis MATLAB………..54

4.3.1 Respons dinamik akibat beban gempa El-Centro……..55

4.3.2 Respons dinamik akibat beban gempa Flores…………57

4.3.4 Respons dinamik akibat beban gempa El-Centro dan

Angin………..61

4.3.5 Respons dinamik akibat beban gempa Flores dan Angin………...63

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan………..65

5.2 Saran……….67

DAFTAR PUSTAKA………...68

LAMPIRAN………..69

A = Luas daerah struktur yang diproyeksikan

j

a = Amplitudo yang bergantung pada frekuensi b = Lebar dari dimensi balok

C = Matriks redaman/damping

cr

c = Redaman kritis

d

c = Koefisien gaya geser

DL = Beban mati yang ada pada lantai dan beban struktur sendiri Ec = Modulus elastis beton, MPa

[ ]

F = Matriks gaya luar

f = Frekuensi

m

f = Frekuensi yang sesuai dengan skala amplitudo

) , ( tz

F = Gaya luar yang bekerja pada struktur g = Percepatan gravitasi, m/det2

h = Tinggi dimensi balok, m

I = Momen inersia penampang, m4 Inxn = Matriks identitas

K = Kekakuan suatu struktur

[ ]

K = Matriks kekakuan suatu struktur

4 , 0

≈

k = Konstanta Von Karman

L = Tinggi tingkat tiap lantai, m

l = Jarak antar kolom (dari sumbu ke sumbu) ix

[ ]

M = Matriks massa suatu struktur m = Massa suatu struktur, kg.det2/meter n = Jumlah kolom tiap lantai

Onxn = Matriks nol

m

R = Skala amplitudo yang dihubungkan sesuai distribusi Rayleigh

) ( f

S = Fungsi yang bergantung kepada spektrum

t = Waktu

U = Penjumlahan dari gelombang amplitude dengan kosinus yang sesuai dengan fungsi berat jenis spektrum yang dibutuhkan.

m

U = Angka acak yang dipilih dari distribusi seragam yang sama dengan interval [1,0]

) (z

u = Kecepatan angin konstan

0

u = Kecepatan aliran bebas

*

u = Koefisien yang bergantung kepada kecepatan angin dan konstanta Von Karman

g

U&& = Percepatan gempa

W = Berat total pada setiap lantai

X = Matriks perpindahan respon struktur

) (t

x = Perpindahan yang hanya bergantung kepada waktu

X& = Matriks kecepatan respon suatu struktur

) , (z t

x& = Kecepatan struktur yang bergantung kepada waktu dan tempat

X&& = Matriks percepatan respon suatu struktur

) (t

y = Vektor perpindahan yang bergantung kepada waktu

) (t

y& = Vektor kecepatan yang bergantung pada waktu

y&

& = Vektor percepatan z = Ketinggian, (m)

ref

z = Model acuan ketinggian angin, (m)

0

z = Perkiraan panjang , diasumsikan 0,08

α = Koefisien tetap dalam redaman Rayleigh

β = Koefisien tetap dalam redaman Rayleigh

) (t u

Δ = Kecepatan turbulensi angin yang bergantung pada waktu

f

Δ = Interval frekuensi konstan yang berhubungan dengan pembagian jarak frekuensi yang ditutup oleh penyajina struktur

ω

Δ = Interval frekuensi natural

u

Δ = Kecepatan turbulensi angin

ρ = Berat jenis udara

m

Φ = Bentuk sudut acak yang bergantung kepada distribusi Rayleigh

j

Φ = Bentuk sudut acak bebas yang secara keseluruhandidistribusikan antara 0 dan 2μ

Φ = Fase sudut, yang dipilih secara bebas dari unit pembagian yang sama dalam [0,2μ].

σj = Parameter yang bergantung kepada frekuensi pembangkit kecepatan turbulensi angin

beton

γ = Mutu beton

n

ω = Frekuensi natural, radian/det

j

ω = Frekuensi loncatan atas

Halaman

Gambar 2.1 Masa dalam 3 sumbu utama...8

Gambar 2.2 Drajat kebebasan massa...8

Gambar 2.3 Derajat kebebasan sistem...9

Gambar 2.4 Sistem gaya pegas...10

Gambar 2.5 Peta tektonik kepulauan Indonesia, tampak zona subduksi dan sesar aktif...16

Gambar 2.6 Daerah gempa di Indonesia, tahun 1990 – 2000………16

Gambar 2.7 Akselerogram gempa El-Centro 1940 N-S………17

Gambar 2.8 Akselerogram gempa Flores 1992………..18

Gambar 2.9 Spektrum gaya yang diusulkan oleh Harris………21

Gambar 2.10 Simulasi kecepatan turbulen dengan menggunakan spektrum yang telah ditentukan...22

Gambar 3.1 Model struktur...24

Gambar 3.2 Model bentang tunggal yang menyatakan sebuah bangunan penahan geser...29

Gambar 3.3 Model kolom tunggal yang menyatakan sebuah bangunan penahan geser...29

Gambar 3.4 Model sejumlah massa berpegas yang menyatakan satu bangunan penahan geser...32

Gambar 3.5 Diagram alir perhitungan Gempa...39

Gambar 3.6 Diagram alir perhitungan Angin...40

Gambar 4.1 Pola pembebanan ekivalen...44

Gambar 4.2 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa El-Centro...56

Gambar 4.3 Perpindahan semua lantai akibat beban gempa El-Centro...56

Gambar 4.4 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa Flores...58

Gambar 4.5 Perpindahan semua lantai akibat beban gempa Flores...58

Gambar 4.6 Perpindahan di lantai 20 akibat beban Angin...60

Gambar 4.7 Perpindahan semua lantai akibat beban Angin...60

Gambar 4.8 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa El-Centro dan Angin...62

Gambar 4.9 Perpindahan semua lantai akibat beban gempa El-Centro dan Angin...62

Gambar 4.10 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa Flores dan Angin...64

Gambar 4.11 Perpindahan semua lantai akibat beban gempa Flores dan Angin...64

Gambar 4.12 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa El-Centro...70

Gambar 4.13 Perpindahan di lantai 2 akibat beban gempa El-Centro...70

Gambar 4.14 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa El-Centro...71

Gambar 4.15 Perpindahan di lantai 4 akibat beban gempa El-Centro...71

Gambar 4.16 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa El-Centro...72

Gambar 4.17 Perpindahan di lantai 6 akibat beban gempa El-Centro...72

Gambar 4.18 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa El-Centro...73

Gambar 4.19 Perpindahan di lantai 8 akibat beban gempa El-Centro...73

Gambar 4.20 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa El-Centro...74

Gambar 4.22 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa El-Centro...75

Gambar 4.23 Perpindahan di lantai 12 akibat beban gempa El-Centro...75

Gambar 4.24 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa El-Centro...76

Gambar 4.25 Perpindahan di lantai 14 akibat beban gempa El-Centro...76

Gambar 4.26 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa El-Centro...77

Gambar 4.27 Perpindahan di lantai 16 akibat beban gempa El-Centro...77

Gambar 4.28 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa El-Centro...78

Gambar 4.29 Perpindahan di lantai 18 akibat beban gempa El-Centro...78

Gambar 4.30 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa El-Centro...79

Gambar 4.31 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa El-Centro...79

Gambar 4.32 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa Flores...80

Gambar 4.33 Perpindahan di lantai 2 akibat beban gempa Flores...80

Gambar 4.34 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa Flores...81

Gambar 4.35 Perpindahan di lantai 4 akibat beban gempa Flores...81

Gambar 4.36 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa Flores...82

Gambar 4.37 Perpindahan di lantai 6 akibat beban gempa Flores...82

Gambar 4.38 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa Flores...83

Gambar 4.39 Perpindahan di lantai 8 akibat beban gempa Flores...83

Gambar 4.40 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa Flores...84

Gambar 4.41 Perpindahan di lantai 10 akibat beban gempa Flores...84

Gambar 4.42 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa Flores...85

Gambar 4.43 Perpindahan di lantai 12 akibat beban gempa Flores...85

Gambar 4.44 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa Flores...86

Gambar 4.46 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa Flores...87

Gambar 4.47 Perpindahan di lantai 16 akibat beban gempa Flores...87

Gambar 4.48 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa Flores...88

Gambar 4.49 Perpindahan di lantai 18 akibat beban gempa Flores...88

Gambar 4.50 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa Flores...89

Gambar 4.51 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa Flores...89

Gambar 4.52 Perpindahan di lantai 1 akibat beban Angin...90

Gambar 4.53 Perpindahan di lantai 2 akibat beban Angin...90

Gambar 4.54 Perpindahan di lantai 3 akibat beban Angin...91

Gambar 4.55 Perpindahan di lantai 4 akibat beban Angin...91

Gambar 4.56 Perpindahan di lantai 5 akibat beban Angin...92

Gambar 4.57 Perpindahan di lantai 6 akibat beban Angin...92

Gambar 4.58 Perpindahan di lantai 7 akibat beban Angin...93

Gambar 4.59 Perpindahan di lantai 8 akibat beban Angin...93

Gambar 4.60 Perpindahan di lantai 9 akibat beban Angin...94

Gambar 4.61 Perpindahan di lantai 10 akibat beban Angin...94

Gambar 4.62 Perpindahan di lantai 11 akibat beban Angin...95

Gambar 4.63 Perpindahan di lantai 12 akibat beban Angin...95

Gambar 4.64 Perpindahan di lantai 13 akibat beban Angin...96

Gambar 4.65 Perpindahan di lantai 14 akibat beban Angin...96

Gambar 4.66 Perpindahan di lantai 15 akibat beban Angin...97

Gambar 4.67 Perpindahan di lantai 16 akibat beban Angin...97

Gambar 4.68 Perpindahan di lantai 17 akibat beban Angin...98

Gambar 4.70 Perpindahan di lantai 19 akibat beban Angin...99 Gambar 4.71 Perpindahan di lantai 20 akibat beban Angin...99 Gambar 4.72 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...100 Gambar 4.73 Perpindahan di lantai 2 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...100 Gambar 4.74 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...101 Gambar 4.75 Perpindahan di lantai 4 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...101 Gambar 4.76 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...102 Gambar 4.77 Perpindahan di lantai 6 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...102 Gambar 4.78 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...103 Gambar 4.79 Perpindahan di lantai 8 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...103 Gambar 4.80 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...104 Gambar 4.81 Perpindahan di lantai 10 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...104

Angin...105 Gambar 4.83 Perpindahan di lantai 12 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...105 Gambar 4.84 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...106 Gambar 4.85 Perpindahan di lantai 14 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...106 Gambar 4.86 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...107 Gambar 4.87 Perpindahan di lantai 16 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...107 Gambar 4.88 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...108 Gambar 4.89 Perpindahan di lantai 18 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...108 Gambar 4.90 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...109 Gambar 4.91 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa El-Centro dan

Angin...109 Gambar 4.92 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa Flores dan

Angin...110 Gambar 4.93 Perpindahan di lantai 2 akibat beban gempa Flores dan

Angin...110

Angin...111 Gambar 4.95 Perpindahan di lantai 4 akibat beban gempa Flores dan

Angin...111 Gambar 4.96 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa Flores dan

Angin...112 Gambar 4.97 Perpindahan di lantai 6 akibat beban gempa Flores dan

Angin...112 Gambar 4.98 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa Flores dan

Angin...113 Gambar 4.99 Perpindahan di lantai 8 akibat beban gempa Flores dan

Angin...113 Gambar 4.100 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa Flores dan

Angin...114 Gambar 4.101 Perpindahan di lantai 10 akibat beban gempa Flores dan

Angin...114 Gambar 4.102 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa Flores dan

Angin...115 Gambar 4.103 Perpindahan di lantai 12 akibat beban gempa Flores dan

Angin...115 Gambar 4.104 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa Flores dan

Angin...116 Gambar 4.105 Perpindahan di lantai 14 akibat beban gempa Flores dan

Angin...116

Angin...117 Gambar 4.107 Perpindahan di lantai 16 akibat beban gempa Flores dan

Angin...117 Gambar 4.108 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa Flores dan

Angin...118 Gambar 4.109 Perpindahan di lantai 18 akibat beban gempa Flores dan

Angin...118 Gambar 4.110 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa Flores dan

Angin...119 Gambar 4.111 Perpindahan di lantai 20 akibat beban gempa Flores dan

Angin...119

Tabel 4.1 Perhitungan berat dan massa perlantai...48

Tabel 4.2 Perhitungan kekakuan perlantai...50

Tabel 4.3 Respons dinamik akibat beban gempa El-Centro...55

Tabel 4.4 Respons dinamik akibat beban gempa Flores...57

Tabel 4.5 Respons dinamik akibat beban Angin...59

Tabel 4.6 Respons dinamik akibat beban gempa El-centro dan Angin...61

Tabel 4.7 Respons dinamik akibat beban gempa Flores dan Angin………..63

1. Respons dinamik akibat beban gempa El-centro untuk perlantai

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4x 10

-4

waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 1

Gambar 4.12 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4x 10

-4

waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -8

-6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 3

Gambar 4.14 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-4

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -12

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8x 10

-4

Waktu (det)

P

er

pi

nda

han (

m

)

Lantai ke 5

Gambar 4.16 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5

1x 10

-3

Waktu (det)

P

er

pi

ndah

an (

m

)

Lantai ke 6

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -2

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 7

Gambar 4.18 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 8

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -3

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

2x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 9

Gambar 4.20 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5

2x 10

-3

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -4

-3 -2 -1 0 1 2 3x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 11

Gambar 4.22 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3x 10

-3

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 12

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -5

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 13

Gambar 4.24 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4x 10

-3

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 14

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -6

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 15

Gambar 4.26 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-3

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 16

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -8

-6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 17

Gambar 4.28 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-3

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 18

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -8

-6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 19

Gambar 4.30 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa El-Centro

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-3

Waktu (det)

Per

pi

ndahan (

m

)

Lantai ke 20

2. Respons dinamik akibat beban gempa Flores untuk perlantai

0 10 20 30 40 50 60

-6 -4 -2 0 2 4 6 8x 10

-5

waktu (det)

P

er

pi

ndah

an (

m

)

Lantai ke 1

Gambar 4.32 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5

2x 10

-4

waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 2

0 10 20 30 40 50 60 -1.5

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5

2x 10

-4

Waktu (det)

Per

pi

ndahan (

m

)

Lantai ke 3

Gambar 4.34 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5x 10

-4

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 4

0 10 20 30 40 50 60 -2

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 5

Gambar 4.36 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 6

0 10 20 30 40 50 60 -3

-2 -1 0 1 2 3 4 5x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 7

Gambar 4.38 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5x 10

-4

Waktu (det)

P

er

pi

nda

han (

m

)

Lantai ke 8

0 10 20 30 40 50 60 -4

-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 9

Gambar 4.40 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-6 -4 -2 0 2 4 6x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 10

0 10 20 30 40 50 60 -6

-4 -2 0 2 4 6 8x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 11

Gambar 4.42 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 12

0 10 20 30 40 50 60 -8

-6 -4 -2 0 2 4 6 8 10x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 13

Gambar 4.44 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10x 10

-4

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 14

0 10 20 30 40 50 60 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 15

Gambar 4.46 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 16

0 10 20 30 40 50 60 -1.5

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 17

Gambar 4.48 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 18

0 10 20 30 40 50 60 -1.5

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 19

Gambar 4.50 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa Flores

0 10 20 30 40 50 60

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5x 10

-3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 20

3. Respons dinamik akibat beban Angin untuk perlantai

0 10 20 30 40 50 60

-0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 1

Gambar 4.52 Perpindahan di lantai 1 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 2

0 10 20 30 40 50 60 -0.04

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 3

Gambar 4.54 Perpindahan di lantai 3 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 4

0 10 20 30 40 50 60 -0.06

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 5

Gambar 4.56 Perpindahan di lantai 5 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 6

0 10 20 30 40 50 60 -0.15

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

Per

pi

ndah

an (

m

)

Lantai ke 7

Gambar 4.58 Perpindahan di lantai 7 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 8

0 10 20 30 40 50 60 -0.2

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 9

Gambar 4.60 Perpindahan di lantai 9 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 10

0 10 20 30 40 50 60 -0.3

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 11

Gambar 4.62 Perpindahan di lantai 11 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 12

0 10 20 30 40 50 60 -0.4

-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 13

Gambar 4.64 Perpindahan di lantai 13 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.5 0 0.5 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 14

0 10 20 30 40 50 60 -0.5

0 0.5 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 15

Gambar 4.66 Perpindahan di lantai 15 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 16

0 10 20 30 40 50 60 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 17

Gambar 4.68 Perpindahan di lantai 17 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 18

0 10 20 30 40 50 60 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 19

Gambar 4.70 Perpindahan di lantai 19 akibat beban Angin

0 10 20 30 40 50 60

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 20

4. Respons dinamik akibat beban gempa El-centro dan Angin untuk perlantai

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

waktu (det)

P

er

pi

ndahan (

m

)

Lantai ke 1

Gambar 4.72 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.04

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 3

Gambar 4.74 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.06

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 5

Gambar 4.76 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 6

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.15

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 7

Gambar 4.78 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 8

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.2

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 9

Gambar 4.80 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Waktu (det)

Pe

rpi

n

daha

n (

m

)

Lantai ke 10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.3

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 11

Gambar 4.82 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 12

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.4

-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 13

Gambar 4.84 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.5 0 0.5 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 14

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.5

0 0.5 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 15

Gambar 4.86 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 16

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 17

Gambar 4.88 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 18

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 19

Gambar 4.90 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa El-Centro dan Angin

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 20

5. Respons dinamik akibat beban gempa Flores dan Angin untuk perlantai

0 10 20 30 40 50 60

-0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03

waktu (det)

P

er

pi

ndahan (

m

)

Lantai ke 1

Gambar 4.92 Perpindahan di lantai 1 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.03 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 2

0 10 20 30 40 50 60 -0.04

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08

Waktu (det)

Per

pi

nda

han (

m

)

Lantai ke 3

Gambar 4.94 Perpindahan di lantai 3 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 4

0 10 20 30 40 50 60 -0.06

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 5

Gambar 4.96 Perpindahan di lantai 5 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 6

0 10 20 30 40 50 60 -0.15

-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 7

Gambar 4.98 Perpindahan di lantai 7 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 8

0 10 20 30 40 50 60 -0.2

-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 9

Gambar 4.100 Perpindahan di lantai 9 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 10

0 10 20 30 40 50 60 -0.3

-0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 11

Gambar 4.102 Perpindahan di lantai 11 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 12

0 10 20 30 40 50 60 -0.4

-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 13

Gambar 4.104 Perpindahan di lantai 13 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.5 0 0.5 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 14

0 10 20 30 40 50 60 -0.5

0 0.5 1

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 15

Gambar 4.106 Perpindahan di lantai 15 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 16

0 10 20 30 40 50 60 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 17

Gambar 4.108 Perpindahan di lantai 17 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 18

0 10 20 30 40 50 60 -1

-0.5 0 0.5 1 1.5

Waktu (det)

P

er

p

inda

han (

m

)

Lantai ke 19

Gambar 4.110 Perpindahan di lantai 19 akibat beban gempa Flores dan Angin

0 10 20 30 40 50 60

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

Waktu (det)

P

e

rpi

nda

ha

n (

m

)

Lantai ke 20

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pembebanan suatu gedung tingkat tinggi, bukan hanya dipengaruhi oleh faktor internal (berat sendiri, beban mati, beban hidup, dll), tetapi juga oleh faktor eksternal (gempa, angin, tsunami, kekakuan tanah, dll)

Dewasa ini beban gempa merupakan masalah penting yang harus diperhatikan dalam analisis struktur. Terjadinya gempa dapat membawa bencana yang cukup besar jika tidak ada pencegahan yang memadai. Bencana dengan jumlah kematian yang cukup tinggi yang diakibatkan oleh gempa bumi antara lain tercatat di Guatemala, 1976 (20.000 jiwa); Iran,

1

1978 (19.000 jiwa); Aljazair, 1980 (10.000 jiwa); Italia, 1980 (3.000 jiwa), dan masih banyak lagi. (Jantje, Gunawan, 1994)

Dari segi geologi, Indonesia terletak pada kawasan yang sangat aktif, yang merupakan pertemuan tiga lempeng tektonik yang saling berbenturan. Ketiga lempeng tersebut adalah lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia dan lempeng Pasifik. Karena merupakan daerah pertemuan tiga lempeng tersebut maka, Indonesia merupakan salah satu negara yang rawan terhadap gempa. Data bencana gempa dan korban jiwa yang terjadi di Indonesia antara lain terjadi di Flores, 1992 (2,149 jiwa); Liwa, 1994 (210 jiwa); Kerinci, 1995 (80 jiwa); Bengkulu, 2000 (100 jiwa); Aceh, 2004 (± 120,000 jiwa). (Adjat Sudrajat, 1994 dan Indra, 2005).

Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk Indonesia, kebutuhan akan bangunan tingkat tinggi terus meningkat, karena kebutuhan manusia Indonesia akan lahan tempat tinggal, perkantoran, dan bangunan lainnya semakin meningkat. Tetapi kebutuhan manusia itu mengalami kendala keterbatasan lahan terutama di kota besar sehingga manusia mencari solusi lain yaitu pembangunan gedung tingkat tinggi.

Dengan adanya gedung tingkat tinggi, efektivitas penggunaan lahan semakin meningkat. Tetapi perlu diingat bahwa semakin tinggi bangunan, semakin rawan bangunan tersebut menahan beban luar seperti beban gempa, beban angin. Semakin tinggi bangunan, elemen penyokong bangunan seperti kolom akan semakin besar dimensinya, karena beban yang ditumpu besar. Semakin besar kekakuan elemen bangunan, beban luar yang diserap oleh elemen tersebut akan semakin besar. Sehingga pada bangunan tingkat tinggi

di daerah rawan gempa seperti Indonesia perlu adanya perencanaan bangunan terhadap pengaruh beban gempa.

Untuk mengurangi bencana yang diakibatkan oleh gempa diperlukan pemahaman yang lebih baik mengenai perilaku gempa. Pembicaraan masalah gempa tidak terlepas dari spektrum respon (response spectrum). Spektrum Respon yang merupakan grafik respon maksimum struktur untuk bermacam-macam frekuensi dapat memudahkan seseorang dalam menganalisis dan mendesain suatu struktur tahan gempa.

Gempa bukan satu-satunya beban yang mengakibatkan banyak struktur hancur, secara khusus di Indonesia pun terjadi gempa yang mengakibatkan adanya gelombang tsunami. Berdasarkan katalog tsunami yang dibuat oleh Gusiakov (2001) dan dilengkapi dengan katalog tsunami

Latief, et.al (2000) ditemukan 181 kejadian tsunami akibat gempa di

wilayah Indonesia dan Pasifik. Sejumlah 131 kejadian diantaranya terjadi pada tahun 1901-2004, sedangkan tsunami di wilayah pantai barat Sumatra berjumlah 18 kejadian dan salah satunya gempa besar di Nangroe Aceh Darussalam pada tanggal 26 Desember 2004 dengan kekuatan 9,0 skala richter yang mengakibatkan tsunami dengan run-up mencapai 34 m, dengan korban jiwa mencapai ± 200 ribu jiwa (dari berbagai Negara).

Maka dalam tugas akhir ini penulis akan membahas respon dari gedung tingkat tinggi dan juga letak respons maksimum, saat diberikan beban gempa yang mengakibatkan beban tsunami, dan beban tsunami akan dimodelkan sebagai beban lain yaitu angin yang diakibatkan oleh kecepatan rambat tsunami.

1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan

Maksud dari penulisan tugas akhir ini adalah mengevaluasi perilaku struktur akibat beban gempa dan angin dengan analisis elastik riwayat waktu, dan juga mengevaluasi letak respons maksimum (Displacement

Maximum) yang terjadi pada struktur yang dimodelkan akiban beban yang

diberikan.

1.3 Ruang Lingkup Pembahasan

Pada tugas akhir ini penulis akan membahas perilaku struktur yang diberi beban gempa dan angin. Ruang lingkup yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Model Struktur yang akan dianalisa adalah portal terbuka beton bertulang pada sistem dua dimensi. Model struktur adalah bangunan 20 lantai. (Model struktur diambil dari : Victor, Dilly (2005), Analisis

Faktor Amplifikasi Portal Terbuka Beton Bertulang Akibat Beban Gempa Statik Ekivalen dan Dinamik Riwayat Waktu, Tugas Akhir,

Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung, Bandung).

2. Perhitungan secara numerik dan analisis dilakukan dengan menggunakan Software MATLAB untuk menyelesaikan persamaan dinamik dan mendapatkan respon dari struktur.

3. Beban gempa rencana yang digunakan adalah Gempa Flores, dan

Gempa El-centro.

4. Beban angin akan dimodelkan dengan mengikuti model yang telah ditulis oleh Danvenport (1967).

5. Perilaku struktur dianalisis dengan analisis elastik riwayat waktu. 6. P – Delta diabaikan.

1.4 Sistematika Pembahasan

Penulisan tugas akhir ini dibagi ke dalam 5 bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, maksud dan tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, serta sistematika penulisan yang menguraikan ruang lingkup masalah yang akan dibahas.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan menguraikan teori dasar tentang gempa dan angin, parameter-parameter yang akan dipakai, karakteristik dari Gempa Flores dan El-Centro, yang akan menjadi beban dalam menganalisa respon dari gedung tingkat tinggi

.

BAB III METODOLOGI

Pada bab ini, akan menguraikan pemodelan struktur beserta data-data yang akan dipakai, baik data dimensi dari model struktur ataupun data untuk perhitungan secara numerik dengan menggunakan program MATLAB yaitu matriks massa dan matriks kekakuan.

BAB IV PENGOLAHAN DATA ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pada bab ini, akan dibahas mengenai pengolahan data dari hasil pengumpulan data pada BAB III, dan menganalisa respon dari pemodelan yang ada dengan menggunakan program MATLAB, serta pembahasannya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan-kesimpulan yang dapat diambil dari analisa yang dilakukan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut, yang lebih baik dimasa mendatang.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dalam studi analisis respons dari model struktur tingkat tinggi, ketika diberi beban gempa, beban angin dan gabungan dari beban gempa dan angin, adalah sebagai berikut :

1. Hasil analisis yang dilakukan dengan bantuan program MATLAB, maka terlihat bahwa ketika struktur hanya diberikan beban gempa saja atau hanya beban angin, perpindahan (respons) yang terbesar terjadi pada lantai paling atas, yaitu lantai 20.

65

2. Hasil analisis berikutnya, ketika struktur diberikan gabungan dua beban, yaitu beban gempa dan beban angin, terlihat bahwa perpindahan (respons) yang terbesar tetap terjadi pada lantai 20. 3. Ketika struktur diberikan lima kasus pembebanan, yaitu

1. Struktur hanya diberi beban gempa El-Centro 2. Struktur hanya diberi beban gempa Flores 3. Struktur hanya diberi beban Angin

4. Struktur diberi dua beban sekaligus, yaitu beban gempa El-Centro dan Angin, serta

5. Struktur diberi dua beban sekaligus, yaitu beban gempa Flores dan Angin.

maka dari hasil analisis program MATLAB, perpindahan (respons) yang terbesar, yaitu ketika diberi gabungan beban antara angin dan gempa.

Berikut nilai respons maksimum :

1. Ketika diberi Beban Gempa El-centro = 0,0080 m 2. Ketika diberi Beban Gempa Flores = 0,0014 m 3. Ketika diberi Beban Angin = 1,5349 m 4. Ketika diberi Beban Gempa El-centro dan Angin= 1,5352 m 5. Ketika diberi Beban Gempa Flores dan Angin = 1,5350 m 4. Dalam Tugas Akhir ini beban angin sangat dominan, sehingga dari

hasil terlihat bahwa akibat dari beban angin nilai perpindahannya paling besar, sedangkan akibat dari beban gempa perpindahannya sangat kecil.

5.2 Saran

Dalam tulisan ini ada beberapa saran yang dapat diberikan sebagai berikut:

1. Asumsi-asumsi yang ada sebaiknya ditambahkan, sehingga hasil yang diharapkan semakin mendekati kenyataannya.

2. Struktur gedung bertingkat dimodelkan dalam tiga dimensi sehingga hasil yang diperoleh akan semakin dekat dengan kenyataan yang terjadi.

3. Asumsi efek P-Delta jangan dihilangkan.

4. Untuk tahan gempa harus memasukan faktor pembebanan yang berlaku di daerah masing-masing

DAFTAR PUSTAKA

1. Boen, Teddy, Ir & T, Wendy, Ir (1984), Dasar-Dasar Perhitungan

Bangunan Tahan Gempa, Pusat Penelitian dan Pengembangan

Pemukiman, Yayasan L.P.M.B, Bandung.

2. Chopra, A. (1995), Dynamics of Structures, Prentice-Hall, Inc.

3. Clough, R. W., and Penzien, J.P. (1993). Dynamic of structures, 2nd ed., McGraw Hill, New York, NY.

4. Davenport, A.G. (1967). Gust loading factors. J. of Structural Division,

Proc. of the American Society of Civil Engineers, ST 13, 11-34.

5. Ferdinan, Desmon (2001), Kinerja Struktur Pra-Tegang Tahan Gempa

El-Centro 1940 N-S, Tugas Akhir, Program Studi Sarjana Teknik

Sipil,Institut Teknologi Bandung, Bandung.

6. Pattipawaej, O.C. (2003). Modeling Uncertainty in the Dynamic

Response of Structures. Disertasi, Texas A&M University, College

Station, TX.

7. Paz, Mario. (1990). Dinamika struktur teori dan perhitungan, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta.

8. Pranata, Y.A. (2005), Studi Analisis Beban Dorong untuk Gedung Beton

Bertulang Beraturan dan Tidak Beraturan, Master Thesis, Program

Magister Teknik Sipil, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung

9. Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T., and Flannery, B.P. (1992).

Numerical recipes in Fortran: the art of scientific computation.

Cambridge University Press, New York, NY.

10. Simiu, E., and Scanlan, R. H. (1996). Wind effect on structures: fundamental and applications to design. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY.

11. Victor, Dilly (2005), Analisis Faktor Amplifikasi Portal Terbuka Beton

Bertulang Akibat Beban Gempa Statik Ekivalen dan Dinamik Riwayat Waktu, Tugas Akhir, Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Institut

Teknologi Bandung, Bandung.

12. http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_gempa_bumi_terdahsyat_di_dunia 13. http://solidearth.geoph.itb.ac.id/data_TA/TA%20Indra_Juli05/Draft.doc.

4. Beban angin akan dimodelkan dengan mengikuti model yang telah ditulis oleh Danvenport (1967).

5. Perilaku struktur dianalisis dengan analisis elastik riwayat waktu. 6. P – Delta diabaikan.

1.4 Sistematika Pembahasan

Penulisan tugas akhir ini dibagi ke dalam 5 bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, maksud dan tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, serta sistematika penulisan yang menguraikan ruang lingkup masalah yang akan dibahas.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pada bab ini akan menguraikan teori dasar tentang gempa dan angin, parameter-parameter yang akan dipakai, karakteristik dari Gempa Flores dan El-Centro, yang akan menjadi beban dalam menganalisa respon dari gedung tingkat tinggi

.

BAB III METODOLOGI

Pada bab ini, akan menguraikan pemodelan struktur beserta data-data yang akan dipakai, baik data dimensi dari model struktur ataupun data untuk perhitungan secara numerik dengan menggunakan program MATLAB yaitu matriks massa dan matriks kekakuan.

6

BAB IV PENGOLAHAN DATA ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pada bab ini, akan dibahas mengenai pengolahan data dari hasil pengumpulan data pada BAB III, dan menganalisa respon dari pemodelan yang ada dengan menggunakan program MATLAB, serta pembahasannya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan-kesimpulan yang dapat diambil dari analisa yang dilakukan dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut, yang lebih baik dimasa mendatang.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dalam studi analisis respons dari model struktur tingkat tinggi, ketika diberi beban gempa, beban angin dan gabungan dari beban gempa dan angin, adalah sebagai berikut :

1. Hasil analisis yang dilakukan dengan bantuan program MATLAB, maka terlihat bahwa ketika struktur hanya diberikan beban gempa saja atau hanya beban angin, perpindahan (respons) yang terbesar terjadi pada lantai paling atas, yaitu lantai 20.

65

66 2. Hasil analisis berikutnya, ketika struktur diberikan gabungan dua

beban, yaitu beban gempa dan beban angin, terlihat bahwa perpindahan (respons) yang terbesar tetap terjadi pada lantai 20. 3. Ketika struktur diberikan lima kasus pembebanan, yaitu

1. Struktur hanya diberi beban gempa El-Centro 2. Struktur hanya diberi beban gempa Flores 3. Struktur hanya diberi beban Angin

4. Struktur diberi dua beban sekaligus, yaitu beban gempa El-Centro dan Angin, serta

5. Struktur diberi dua beban sekaligus, yaitu beban gempa Flores dan Angin.

maka dari hasil analisis program MATLAB, perpindahan (respons) yang terbesar, yaitu ketika diberi gabungan beban antara angin dan gempa.

Berikut nilai respons maksimum :

1. Ketika diberi Beban Gempa El-centro = 0,0080 m 2. Ketika diberi Beban Gempa Flores = 0,0014 m 3. Ketika diberi Beban Angin = 1,5349 m 4. Ketika diberi Beban Gempa El-centro dan Angin= 1,5352 m 5. Ketika diberi Beban Gempa Flores dan Angin = 1,5350 m 4. Dalam Tugas Akhir ini beban angin sangat dominan, sehingga dari

hasil terlihat bahwa akibat dari beban angin nilai perpindahannya paling besar, sedangkan akibat dari beban gempa perpindahannya

Dalam tulisan ini ada beberapa saran yang dapat diberikan sebagai berikut:

1. Asumsi-asumsi yang ada sebaiknya ditambahkan, sehingga hasil yang diharapkan semakin mendekati kenyataannya.

2. Struktur gedung bertingkat dimodelkan dalam tiga dimensi sehingga hasil yang diperoleh akan semakin dekat dengan kenyataan yang terjadi.

3. Asumsi efek P-Delta jangan dihilangkan.

4. Untuk tahan gempa harus memasukan faktor pembebanan yang berlaku di daerah masing-masing

68

DAFTAR PUSTAKA

1. Boen, Teddy, Ir & T, Wendy, Ir (1984), Dasar-Dasar Perhitungan

Bangunan Tahan Gempa, Pusat Penelitian dan Pengembangan

Pemukiman, Yayasan L.P.M.B, Bandung.

2. Chopra, A. (1995), Dynamics of Structures, Prentice-Hall, Inc.

3. Clough, R. W., and Penzien, J.P. (1993). Dynamic of structures, 2nd ed., McGraw Hill, New York, NY.

4. Davenport, A.G. (1967). Gust loading factors. J. of Structural Division,

Proc. of the American Society of Civil Engineers, ST 13, 11-34.

5. Ferdinan, Desmon (2001), Kinerja Struktur Pra-Tegang Tahan Gempa

El-Centro 1940 N-S, Tugas Akhir, Program Studi Sarjana Teknik

Sipil,Institut Teknologi Bandung, Bandung.

6. Pattipawaej, O.C. (2003). Modeling Uncertainty in the Dynamic

Response of Structures. Disertasi, Texas A&M University, College

Station, TX.

7. Paz, Mario. (1990). Dinamika struktur teori dan perhitungan, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta.

8. Pranata, Y.A. (2005), Studi Analisis Beban Dorong untuk Gedung Beton

Bertulang Beraturan dan Tidak Beraturan, Master Thesis, Program

Magister Teknik Sipil, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung

9. Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T., and Flannery, B.P. (1992).

Numerical recipes in Fortran: the art of scientific computation.

Cambridge University Press, New York, NY.

10. Simiu, E., and Scanlan, R. H. (1996). Wind effect on structures: fundamental and applications to design. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY.

11. Victor, Dilly (2005), Analisis Faktor Amplifikasi Portal Terbuka Beton

Bertulang Akibat Beban Gempa Statik Ekivalen dan Dinamik Riwayat Waktu, Tugas Akhir, Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Institut

Teknologi Bandung, Bandung.