Evaluasi Kinerja Sambungan Join Balok-Kolom Bangunan Eksisting dengan Pengujian Nondestruktif.

(1)

EVALUASI KINERJA SAMBUNGAN JOIN

BALOK-KOLOM BANGUNAN EKSISTING DENGAN

PENGUJIAN NONDESTRUKTIF

Franz Purnomo NRP: 1221060

Pembimbing: Dr. Yosafat Aji Pranata, S.T., M.T.

ABSTRAK

Akibat dari banyaknya pembangunan gedung-gedung baru untuk sarana kepentingan umum dan juga untuk sarana kepentingan pribadi di Negara Indonesia, tidak sedikit bangunan tua yang mulai terabaikan. Padahal tidak sedikit dari bangunan tua itu yang masih difungsikan sebagai sarana kepentingan umum, contohnya rumah ibadah, galeri kerajinan, museum, tempat wisata, dll yang tentu perlu dijaga kelestariannya. Maka untuk memastikan kelestarian bangunan-bangunan tua yang ada diperlukan peninjauan secara langsung ke lapangan agar dapat dilakukan penelitian yang menghasilkan kinerja komponen struktural dari bangunan tersebut yang bersifat Nondestruktif atau bersifat tanpa merusak.

Tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini melakukan evaluasi kinerja struktur bangunan kayu eksisting terhadap beban gravitasi dan beban gempa serta terkait dengan kinerja kekuatan join hubungan balok-kolom.

Hasil dari penelitian Tugas Akhir ini menyatakan bahwa bangunan Vihara Satya Budhi yang berada di Kota Bandung memenuhi persyaratan simpangan antar lantai ijin minimum sesuai SNI 1726:2012. Analisis kinerja sambungan balok dan kolom berdasarkan beban gempa statik ekivalen dan respon spektrum didapati 3 buah sambungan balok dan kolom yang tidak memenuhi kapasitas nominal maksimum.

Kata Kunci: Bangunan Tua Eksisting, Gempa, SNI 1726:2012, Sambungan

(2)

PERFORMANCE EVALUATION OF BEAM-COLUMN

JOINT OF EXSISTING BUILDING WITH

NON-DESTRUCTIVE TESTING

Franz Purnomo

NRP: 1221060

Supervisor: Dr. Yosafat Aji Pranata, S.T., M.T.

ABSTRACT

As a result of the construction of many new buildings for public facilities and personal interest in Indonesia, some of the old existing buildings are being neglected. However, some of the old existing buildings are still used for public interest such as house of worship, craft galleries, museums, tourist attractions, etc. That need to be preserved. Hence, to ensure the preservation of the old buildings there’s a need to do sighting directly to the field so the observation can be be done to provide structural components of the existing building which use a non-destructive testing.

The purpose of this Final Project, is to evaluate the structure performance of the old existing wooden building against gravity loads and seismic loads also related to the performance of the strength of the beam-column joint.

The result of this Final Project states that the construction of “Vihara Satya Budhi” that is located in Bandung meet the requirements of a minimum story drift as stated in SNI 1726:2012. The analysis of the performance of the beam-column joint based on equivalent static earthquake load and response spectrum that is found from 3 pieces beam-column joint that do not fullfill the maximum of nominal capacity.

Keyword: Old exsisting building, Earthquake, SNI 1726:2012, Beam-column

(3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENNELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

ABSTRAK ... vii

ABSTRACT ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xv

DAFTAR NOTASI ... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ... xix

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1Latar Belakang ... 1

1.2Tujuan Penelitian ... 2

1.3Ruang Lingkup ... 2

1.4Sistematika Penulisan ... 3

1.5Bagan Alir Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN LITERATUR ... 5

2.1Bangunan Kayu ... 5

2.1.1 Kayu ... 5

2.1.2 Kelebihan dan Kekurangan Kayu ... 6

2.1.3 Sifat-sifat Kayu ... 7

2.1.4 Sifat Fisik Kayu ... 7

2.1.5 Sifat Mekanik Kayu ... 10

2.2Pengujian dengan Merusak (Destructive)... 13

2.3Pengujian Sambungan Balok dan Kolom ... 13

2.4Pengujian Tanpa Merusak (Non-Destructive) ... 16

2.4.1 Sylvatest Trio ... 19

2.4.2 Deskripsi Alat Sylvatest Trio ... 20

2.4.3 Koneksi Probes dan Sylvatest Trio ... 21

2.4.4 Posisi Probes ... 21

2.4.5 Langkah Kerja Sylvatest Trio ... 23

2.4.6 Pengolahan Data Sylvatest Trio ... 24

2.5Pembebanan ... 25

2.5.1 Beban Gravitasi ... 25

2.5.2 Beban Gempa ... 26

2.5.2.1Beban Gempa Rencana ... 26

2.5.2.2Respon Spektra ... 28

2.5.2.3Analisis Statik Ekivalen ... 36

2.5.2.4Analisis Dinamik Respons Spektrum ... 39

(4)

2.5.2.6Kombinasi Pembebanan ... 41

2.6Elemen Sambungan ... 42

2.7Klasifikasi Jenis Sambungan Berdasarkan Ratio Tahunan ... 43

2.8Perangkat Lunak SAP2000 ... 44

2.9Pengolahan Data Statistik ... 45

BAB III PENGUMPULAN DATA DAN PENGUJIAN ... 47

3.1Bangunan Eksisting ... 47

3.2Vihara Satya Budhi ... 47

3.3Pengujian Nondestruktif ... 54

3.3.1 Pemetaan Bangunan ... 55

3.3.2 Pengambilan data menggunakan Sylvatest Trio ... 57

3.4Pengujian Destruktif ... 74

3.4.1 Pengujian Berat Jenis (BJ) kayu ... 74

3.4.2 Pengujian Sambungan Balok dan Kolom ... 79

3.5Perhitungan Beban Penutup Atap ... 89

3.6Perhitungan Modulus Elastisitas ... 90

BAB IV PEMODELAN DAN ANALISIS STRUKTUR ... 101

4.1Pemodelan Bangunan Pada Program SAP2000 ... 101

4.2Perhitungan dan Input Data Pembebanan yang Bekerja ... 108

4.2.1 Perhitungan dan Pemodelan Beban Gravitasi ... 109

4.2.1.1Perhitungan Beban Gravitasi ... 109

4.2.1.2Pemodelan Beban Gravitasi ... 119

4.2.2 Perhitungan dan Pemodelan Beban Gempa ... 122

4.2.2.1Perhitungan dan Pemodelan Beban Gempa Statik Ekivalen .... 125

4.2.2.2Perhitungan dan Pemodelan Beban Gempa Respon Spektrum 141 4.3Evaluasi Kinerja Bangunan ... 147

4.3.1 Simpangan Antar Lantai Bangunan Dengan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 147

4.3.2 Simpangan Antar Lantai Bangunan Dengan Beban Respon Spektrum ... 157

4.4Kinerja Sambungan ... 166

4.5Tinjauan Tanpa Faktor Perbesaran Beban ... 182

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 189

5.1Simpulan ... 189

5.2Saran ... 189

DAFTAR PUSTAKA ... 190

LAMPIRAN ... 192

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... 193

(5)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Renovasi Alun-alun Kota Bandung ... 1

Gambar 2.1 Rumah Kayu Minimalis ... 6

Gambar 2.2 Contoh Kerusakan Kayu Akibat Serangan Hama ... 7

Gambar 2.3 Batang kayu menerima gaya tarik sejajar serat ... 10

Gambar 2.4 a) Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Tegak Lurus Arah Serat. ... 11

b) Batang Kayu Menerima Gaya Tekan Sejajar Serat. ... 11

Gambar 2.5 Batang Kayu Menerima Gaya Geser Tegak Lurus Arah Serat ... 11

Gambar 2.6 Pengujian Sambungan Pen dan Lubang ... 14

Gambar 2.7 Mn dan Vn Pada Sambungan Balok-Kolom ... 14

Gambar 2.8 Alat Universal Testing Machine (UTM) Pada Pengujian Sambungan Parsial ... 15

Gambar 2.9 Tipe-tipe Kegagalan dalam Pengujian Material Kayu ... 15

Gambar 2.10 Definisi Beban Batas Proposional ... 16

Gambar 2.11 Aplikasi Liquid Penetrant ... 18

Gambar 2.12 Perangkat Pemancar dan Penrima Gelombang Ultrasonik (Probes) ... 20

Gambar 2.13 Perangkat Elektronik Portable dan Probes beserta Kabel ... 20

Gambar 2.14 Posisi Probes dengan cara Direct measurement ... 21

Gambar 2.15 Posisi Probes dengan cara Indirect measurement ... 22

Gambar 2.16 Posisi Probes dengan cara Radial Measurement ... 22

Gambar 2.17 Tampilan Data Hasil Pemancaran Gelombang Alat Sylvatest Trio .. 23

Gambar 2.18 Ss, Gempa Maksimum yang dipertimbangkan Risiko-Tertarget (MCER), kelas situs SB ... 27

Gambar 2.19 S1, Gempa Maksimum yang dipertimbangkan Risiko-Tertarget (MCER), Kelas Situs SB ... 27

Gambar 2.20 Spektrum Respons Desain ... 35

Gambar 2.21 Penentuan Nilai Simpangan Antar Lantai ... 40

Gambar 2.22 Distribusi Momen Tahanan Terhadap Momen Jepit Sempurna Sambungan Sederhana, Sambungan Kaku, dan Sambungan Semi Kaku ... 44

Gambar 3.1 Lokasi Vihara Satya Budhi pada Google Map ... 47

Gambar 3.2 Lokasi Vihara Satya Budhi pada Google Earth ... 48

Gambar 3.3 Foto Vihara Satya Budhi ... 48

Gambar 3.4 Denah Vihara Satya Budhi ... 49

Gambar 3.5 Potongan A-A, B-B dan E-E ... 49

Gambar 3.6 Potongan C-C, Potongan D-D, dan Tampak Muka ... 50

Gambar 3.7 Tampak Perspektif Denah Lantai Vihara Satya Budhi ... 50

Gambar 3.8 Tampak Perspektif Denah Kolom Vihara Satya Budhi ... 51

Gambar 3.9 Tampak Perspektif Denah Dinding Vihara Satya Budhi ... 51

Gambar 3.10 Tampak Perspektif Denah Balok Atap Vihara Satya Budhi ... 52

Gambar 3.11 Tampak Perspektif Atap Vihara Satya Budhi... 52

Gambar 3.12 Tampak Atas Perspektif Vihara Satya Budhi ... 53

Gambar 3.13 Tampak Perspektif Vihara Satya Budhi ... 53

(6)

Gambar 3.15 a) Pengukuran Dimensi dan Tinggi Kolom ... 55

b) Pengukuran Dimensi dan Panjang Balok ... 55

Gambar 3.16 Denah Struktur Bangunan Vihara Satya Budhi ... 56

Gambar 3.17 Penandaan Daerah Tumpuan dan Lapangan Kolom ... 57

Gambar 3.18 Ilustrasi Penandaan Titik Pengujian ... 58

Gambar 3.19 a) Pembersihan Dempul dan Cat pada Kolom ... 59

b) Pembersihan Dempul dan Cat pada Balok... 59

Gambar 3.20 a) Hasil Pembersihan Dempul dan Cat pada Balok ... 59

b) Hasil Pembersihan Dempul dan Cat pada Kolom... 59

Gambar 3.21 Posisi Alat Pemancar dan Penerima Gelombang Ultrasonik Sejauh 30cm ... 60

Gambar 3.22 a) Pengukuran Balok Menggunakan Alat Sylvatest Trio... 60

b) Pengukuran Balok Menggunakan Alat Sylvatest Trio ... 60

Gambar 3.23 Penentuan Sisi Pengujian... 61

Gambar 3.24 Penentuan Daerah Pengujian dan Letak Alat Sylvatest Trio ... 61

Gambar 3.25 Pemotongan Kayu Struktural Vihara yang Telah diganti ... 74

Gambar 3.26 Pemotongan Kayu Struktural Vihara untuk Dijadikan Benda Uji .... 74

Gambar 3.27 Penimbangan Berat Basah Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 1 ... 75

Gambar 3.28 Penimbangan Berat Basah Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 2 ... 75

Gambar 3.29 Penimbangan Berat Basah Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 3 ... 75

Gambar 3.30 Penimbangan Berat Basah Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 4 ... 76

Gambar 3.31 Penimbangan Berat Basah Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 5 ... 76

Gambar 3.32 Proses Pengeringan Benda Uji Kayu Vihara dengan Menggunakan Oven ... 77

Gambar 3.33 Penimbangan Berat Kering Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 1 ... 77

Gambar 3.34 Penimbangan Berat Kering Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 2 ... 77

Gambar 3.35 Penimbangan Berat Kering Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 3 ... 78

Gambar 3.36 Penimbangan Berat Kering Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 4 ... 78

Gambar 3.37 Penimbangan Berat Kering Kayu Vihara, Benda Uji Nomor 5 ... 78

Gambar 3.38 Pembuatan dan Penimbangan Berat Basah Kayu Pengujian Parsial Join ... 79

Gambar 3.39 Pengeringan Kayu Benda Uji Pengujian Parsial Join ... 80

Gambar 3.40 Penimbangan Berat Kering Kayu Pengujian Parsial Join, Benda Uji Nomor 1 ... 80

Gambar 3.41 Penimbangan Berat Kering Kayu Pengujian Parsial Join, Benda Uji Nomor 2 ... 81

Gambar 3.42 Penimbangan Berat Kering Kayu Pengujian Parsial Join, Benda Uji Nomor 3 ... 81

Gambar 3.43 Penimbangan Berat Kering Kayu Pengujian Parsial Join, Benda Uji Nomor 4 ... 81

Gambar 3.44 Model Join Balok dan Kolom Tampak Samping ... 84

Gambar 3.45 Model Join Balok dan Kolom Tampak Atas ... 84

Gambar 3.46 Kolom Kayu Pengujian Parsial Join ... 84

Gambar 3.47 Pengujian Sambungan Balok dan Kolom Geser Join dengan UTM . 85 Gambar 3.48 Letak Dial Gauge ... 85

Gambar 3.49 Letak Beban ... 86

Gambar 3.50 Detail Pengujian Sambungan Balok dan Kolom dengan UTM ... 86

(7)

Gambar 3.52 Penentuan Beban Batas Proporsional ... 87

Gambar 3.53 Benda Uji Join Setelah Pengujian Sambungan Balok dan Kolom dengan UTM ... 88

Gambar 3.54 Kegagalan Horizontal Shear Pada Daerah Sambungan ... 88

Gambar 3.55 Penimbangan Penutup Atap (Genteng) ... 89

Gambar 3.56 a) Pengukuran Panjang Penutup Atap ... 89

b) Pengukuran Lebar Penutup Atap ... 89

Gambar 4.1 Tampilan Awal Program SAP2000 ... 101

Gambar 4.2 Tampilan Define Grid System pada Program SAP2000 ... 102

Gambar 4.3 Tampilan Define Material Properties Pada Program SAP2000... 103

Gambar 4.4 Input data Material Property Kayu Pada Program ... 103

Gambar 4.5 Input Data Material Property Dinding Bata Pada Program SAP2000 ... 104

Gambar 4.6 Tampilan Section Data pada Pemodelan Penampang Kayu Pada Program SAP2000 ... 104

Gambar 4.7 Tampilan Section Designer pada Pemodelan Penampang Kayu Pada Program SAP2000 ... 105

Gambar 4.8 Define Area Section Pada Program SAP2000 ... 105

Gambar 4.9 Pemodelan Dinding Bata Pada Program SAP2000 ... 106

Gambar 4.10 Tampilan untuk Link Properties Pada Program SAP2000 ... 106

Gambar 4.11 Tampilan untuk Pemodelan Multi-Linear Force-Deformation Definition ... 107

Gambar 4.12 Tampilan input Joint Restrains Pada Program SAP2000 ... 107

Gambar 4.13 Model 3D Vihara Satya Budhi Pada Program SAP2000... 108

Gambar 4.14 Tampilan Define Load Pattern Pada Program SAP2000 ... 108

Gambar 4.15 Tampak 3D Atap Tipe 1 ... 110

Gambar 4.16 Denah Gording dan Titik-titik Pembebanan Atap Tipe 1 (cm) ... 110

Gambar 4.17 Luas Wilayah Pembebanan yang Dipikul oleh Titik L ... 111

Gambar 4.18 Tampak 3D Atap Tipe 2 ... 114

Gambar 4.19 Denah Gording dan Titik-titik Pembebanan Atap Tipe 2 (cm) ... 114

Gambar 4.20 Tampak 3D Atap tipe 3 ... 116

Gambar 4.21 Denah Gording dan Titik-titik Pembebanan Atap Tipe 3 (cm) ... 117

Gambar 4.22 Tampak 3D Atap tipe 4 ... 118

Gambar 4.23 Denah Gording dan Titik-titik Pembebanan Atap Tipe 4 (cm) ... 118

Gambar 4.24 Jenis Perletakan Sendi Pada Pemodelan Struktur ... 119

Gambar 4.25 Pembebanan SDL Pada Join Struktur Bangunan ... 120

Gambar 4.26 Pembebanan Beban Hidup Pada Join Struktur Bangunan ... 120

Gambar 4.27 Pembebanan SDL Pada Frame Struktur Bangunan ... 121

Gambar 4.28 Pembebanan Beban Hidup Pada Frame Struktur Bangunan ... 121

Gambar 4.29 Nilai Ss untuk Kota Bandung ... 122

Gambar 4.30 Nilai S1 untuk Kota Bandung ... 122

Gambar 4.31 Tampilan Define Constraint ... 125

Gambar 4.32 Tampilan Define Diaphragm Constraint ... 125

Gambar 4.33 Penggambaran Diaphragm Constraint Elevasi 3,5m ... 126

Gambar 4.34 Penggambaran Diaphragm Constraint Elevasi 5m ... 126

Gambar 4.35 Define Load Patterns Untuk EQX dan EQY ... 137

Gambar 4.36 Input Beban Gempa Statik Ekivalen Arah x Dengan MOEdinamik ... 137

(8)

Gambar 4.38 Input Beban Gempa Statik Ekivalen Arah x Dengan MOEstatik ... 138

Gambar 4.39 Input Beban Gempa Statik Ekivalen Arah y Dengan MOEstatik ... 139

Gambar 4.40 Input Kombinasi Beban “K201” ... 140

Gambar 4.41 Tampilan Define Load Combinations... 140

Gambar 4.42 Define Response Spectrum Function Pada Program SAP2000 ... 141

Gambar 4.43 Input Data Respon Spektrum Pada Program SAP2000 ... 142

Gambar 4.44 Input Skala Faktor Respon Spektrum SPEC X ... 143

Gambar 4.45 Input Skala Faktor Respon Spektrum SPEC Y ... 143

Gambar 4.46 Hasil Input Respon Spektrum Pada Menu Load Case ... 144

Gambar 4.47 Tipe Sambungan Pen dan Lubang Bangunan Vihara Satya Budhi ... 166

Gambar 4.48 Coakan Pada Sambungan Pen dan Lubang Bangunan Vihara Satya Budhi ... 167

Gambar 4.49 Luas Penampang Balok Pada Sambungan ... 167

Gambar L1.1 Periode Fundamental Bangunan Tanpa Dinding Batu Bata ... 192

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kelebihan dan Kekurangan Kayu ... 6

Tabel 2.2 Klasifikasi mutu kayu terhadap V(m/s) ... 25

Tabel 2.3 Klasifikasi Situs... 29

Tabel 2.4 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk Beban Gempa ... 30

Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa ... 32

Tabel 2.6 Koefisien Situs, Fa ... 33

Tabel 2.7 Koefisien Situs, Fv ... 34

Tabel 2.8 Kategori desain seismik berdasarkan parameter percepatan perioda pendek ... 36

Tabel 2.9 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x ... 38

Tabel 2.10 Koefisien untuk Batas Atas pada Periode yang dihitung ... 38

Tabel 2.11 Simpangan antar tingkat ijin Δaa,b ... 41

Tabel 2.12 Kombinasi Pembebanan SNI1726:2012 ... 41

Tabel 2.13 Persyaratan Nilai Rata-Rata Koefisien Variasi Untuk Sifat Kayu ... 46

Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian Kolom ... 62

Tabel 3.2 Data Hasil Pengujian Balok ... 67

Tabel 3.3 Data Hasil Perhitungan Berat Jenis (BJ) ... 79

Tabel 3.4 Hasil Pengujian Berat Jenis Kayu Pengujian Parsial Join... 82

Tabel 3.5 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Kayu Kolom Pengujian Parsial Join ... 82

Tabel 3.6 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Kayu Balok Pengujian Parsial Join ... 82

Tabel 3.7 Hasil Pengujian Geser Join dengan UTM ... 88

Tabel 3.8 Data Perhitungan Balok B-R-11-14 ... 91

Tabel 3.9 Hasil Perhitungan MOEd dan MOEs untuk Kolom ... 92

Tabel 3.10 Hasil Perhitungan MOEd dan MOEs untuk Balok ... 96

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Pembebanan Atap tipe 1 ... 113

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Pembebanan Atap tipe 2 ... 115

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Pembebanan Atap tipe 3 ... 117

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Pembebanan Atap tipe 4 ... 119

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Berat Struktur Bangunan Secara Manual dengan Penampang Persegi Empat ... 127

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Berat Struktur Bangunan Secara Manual dengan Penampang Lingkaran ... 129

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Berat Bangunan Program ... 130

Tabel 4.8 Participating Mass Ratio Pada Model MOEdinamik ... 130

Tabel 4.9 Participating Mass Ratio Pada Model MOEstatik... 130

Tabel 4.10 Ragam gerak struktur bangunan dengan MOEdinamik ... 131

Tabel 4.11 Ragam gerak struktur bangunan dengan MOEstatik ... 132

Tabel 4.12 Waktu Getar Alami Bangunan dengan MOEdinamik ... 133

(10)

Tabel 4.14 Perhitungan Gaya Geser Statik Arah x MOEdinamik ... 134

Tabel 4.15 Perhitungan Gaya Geser Statik Arah y MOEdinamik ... 135

Tabel 4.16 Perhitungan Gaya Geser Statik Arah x MOEstatik ... 136

Tabel 4.17 Perhitungan Gaya Geser Statik Arah y MOEstatik ... 136

Tabel 4.18 Kombinasi Beban Untuk Analisis Statik Ekivalen ... 139

Tabel 4.19 Kombinasi Beban Untuk Analisis Respon Spektrum ... 144

Tabel 4.20 Gaya Geser Dinamik Dan Statik Bangunan Dengan Data MOEdinamik ... 145

Tabel 4.21 Perbesaran Faktor Skala Bangunan Dengan Data MOEdinamik ... 145

Tabel 4.22 Gaya Geser Dinamik Dan Statik Bangunan Dengan Data MOEstatik ... 146

Tabel 4.23 Perbesaran Faktor Skala Bangunan Dengan Data MOEstatik ... 146

Tabel 4.24 Simpangan Antar Lantai Arah x Gaya Gempa Statik Ekivalen Dengan MOEdinamik ... 147

Tabel 4.25 Simpangan Antar Lantai Arah y Gaya Gempa Statik Ekivalen dengan MOEdinamik ... 149

Tabel 4.26 Simpangan Antar Lantai Arah x Gaya Gempa Statik Ekivalen dengan MOEstatik ... 153

Tabel 4.27 Simpangan Antar Lantai Arah y Gaya Gempa Statik Ekivalen dengan MOEstatik ... 155

Tabel 4.28 Simpangan Antar Lantai Arah x Gaya Gempa Respon Spektrum dengan MOEdinamik ... 157

Tabel 4.29 Simpangan Antar Lantai Arah y Gaya Gempa Respon Spektrum dengan MOEdinamik ... 159

Tabel 4.30 Simpangan Antar Lantai Arah x Gaya Gempa Respon Spektrum dengan MOEstatik ... 162

Tabel 4.31 Simpangan Antar Lantai Arah y Gaya Gempa Respon Spektrum dengan MOEstatik ... 164

Tabel 4.32 Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEd dan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 171

Tabel 4.33 Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEd dan Beban Gempa Respon Spektrum ... 174

Tabel 4.34 Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEs dan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 177

Tabel 4.35 Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEs dan Beban Gempa Respon Spektrum ... 180

Tabel 4.36 Kombinasi Pembebanan Tanpa Faktor Perbesaran Dengan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 182

Tabel 4.37 Kombinasi Pembebanan Tanpa Faktor Perbesaran Dengan Beban Gempa Respon Spektrum ... 183

Tabel 4.38 Hasil Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEd dan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 184

Tabel 4.39 Hasil Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEd dan Beban Gempa Respon Spektrum ... 185

Tabel 4.40 Hasil Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEs dan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 186

Tabel 4.41 Hasil Analisis Kinerja Sambungan Dengan MOEs dan Beban Gempa Statik Ekivalen ... 187

(11)

DAFTAR NOTASI

Ab Luas penampang balok

b Lebar penampang balok/kolom

BJ Berat jenis

Cd Faktor amplifikasi defleksi

Cs Koefisien respons gempa

Ct Nilai parameter perioda pendekatan

Cu Koefisien untuk batas atas pada perioda bangunan

Cvx Faktor distribusi vertikal

D Beban mati

DL Dead load (beban mati)

E Pengaruh beban gempa

Eh Pengaruh beban gempa horisontal

Ev Pengaruh beban gempa vertikal

f Faktor perbesaran pada gempa respon spektrum

Fa Koefisien situs untuk perioda pendek (pada perioda 0,2detik)

Fv Koefisien situs untuk perioda panjang (perioda 1 detik)

Fx Bagian dari gaya geser dasar, pada tingkat i atau x

g Percepatan gravitasi

h Tinggi bangunan, pada lantai i atau n

Ie Faktor keutamaan gempa

k Eksponen yang terkait dengan perioda struktur

L Jarak antara probes

LL Live load

Mn lapangan Kapasitas nominal momen lapangan

MOE Modulus elastisitas

MOEd Modulus elastisitas dinamik

MOEs Modulus elastisitas statik

n Jumlah data

Ρ Faktor redundansi untuk desain seismik D sampai F nilainya 1,3 Qz Pengaruh gaya seismik horizontal

R Koefisien modifikasi respons

S Deviasi Standar

S1 Parameter percepatan espons spektral MCE dari peta gempa pada

perioda 1detik

SA Tanah batuan keras

SB Tanah batuan

SC Tanah keras sangat padat dan batuan lunak

SD Tanah lunak

SDS Parameter percepatan respons spektral spesifik situs pada perioda

pendek, redaman 5 persen

(12)

SD1 Parameter percepatan respons spektral spesifik situs pada perioda

1detik, redaman 5 persen SDL Dead load (beban mati)

SF Tanah khusus yang membutuhkan investigasi geoteknik spesifik SMS Parameter percepatan respons spektral MCE pada perioda pendek

yang sudah disesuaikan terhadap pengaruh kelas situs

SM1 Percepatan percepatan respon spektral MCE pada perioda 1 detik

yang sudah disesuaikan terhadap pengaruh kelas situs

Ss parameter percepatan respons spektral MCE dari peta gempa pada

perioda pendek

t Waktu rambat gelombang ultrasonik T Perioda fundamental bangunan T0 0,2 SD1/SDS

Ta Waktu getar alami fundamental pendekatan Tmax Waktu getar alami fundamental maksimum

V Koefisien variansi

Vt Kecepatan rambat gelombang di material terkoreksi

V0 Cepat rambat gelombang ultrasonik pada alat sylvatest trio

Vs Gaya geser gempa statik Vd Gaya geser gempa dinamik Vn lapangan Kapasitas nominal geser lapangan

W Berat bangunan

x̅ Rata-rata

x̅� Data ke-i

ρ Berat jenis kayu

ρ Faktor redunsasi

Δ Simpangan antar lantai

Δsa,b Simpangan antar tingkat ijin

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Perbandingan Periode Bangunan Tanpa Dinding Batu Bata Dengan Bangunan Dengan Dinding Batu Bata ... 6

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Meningkatnya ilmu pengetahuan di bidang konstruksi dan dibekali dengan meningkatnya kemampuan ekonomi di Negara Indonesia merupakan dua dari banyak faktor lain pendukung yang memberikan dampak terhadap pembangunan di Negara Indonesia, yang dapat dikatakan sangatlah maju dibandingkan dengan tahun-tahun sebelumnya. Kemajuan yang dicapai dalam bidang konstruksi ini berdampak baik untuk Negara Indonesia, mengingat Negara Indonesia adalah Negara berkembang. Dengan meningkatnya pembangunan di Negara Indonesia, khususnya di kota-kota besar mengakibatkan banyak pembangunan gedung-gedung baru untuk sarana kepentingan umum dan juga untuk kepentingan pribadi. Sebagai contoh adalah proses renovasi alun-alun Kota Bandung yang baru saja diresmikan pada penghujung tahun 2014.

Gambar 1.1 Renovasi Alun-alun Kota Bandung

(sumber:http://raihandimas40.blogspot.co.id/, diakses pada 13 desember 2015)

Namun disamping pesatnya pembangunan di kota- kota besar di Negara Indonesia, tidak sedikit pula bangunan tua yang mulai terabaikan. Padahal tidak sedikit dari bangunan tua itu yang masih difungsikan sebagai sarana kepentingan umum, contohnya rumah ibadah, galeri kerajinan, museum, tempat wisata, dll

(15)

yang perlu dijaga kelestariannya. Untuk memastikan kelestarian bangunan-bangunan tua yang ada diperlukan peninjauan secara langsung ke lapangan agar dapat dilakukan penelitian yang menghasilkan kinerja komponen struktural dari bangunan tersebut yang bersifat nondestruktif atau bersifat tanpa merusak.

Salah satu cara untuk melakukan penelitian tersebut adalah dengan menggunakan alat sylvatest trio. Alat sylvatest trio ini dapat melakukan pengukuran modulus elastisitas (MOE) suatu komponen, dengan cara menggunakan gelombang ultrasonik yang bersifat nondestruktif. Melalui modulus elastisitas, maka dapat dilakukan evaluasi dan analisis kinerja komponen struktur dari bangunan yang bersangkutan. Dalam bahasan ini akan lebih banyak menganalisis kinerja komponen sambungan antara balok dan kolom.

1.2 Tujuan Penelitian

1.3 Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian adalah sebagai berikut:

1. Bangunan yang ditinjau adalah bangunan Vihara Satya Budhi yang berlokasi di Kota Bandung;

2. Komponen dinding batu bata pada Vihara Satya Budhi dianggap sebagai komponen non struktural dalam pemodelan di perangkat lunak SAP2000; 3. Pemodelan struktur yaitu balok dan kolom menggunakan tipe frame

sehingga properti material yang digunakan adalah arah longitudinal dengan tipe material menggunakan isotropik;

4. Beban yang ditinjau adalah beban gravitasi yaitu beban atap, beban sendiri struktur, beban hidup, beban mati lainnya, selain itu ditinjau juga beban lateral yaitu beban gempa;

5. Bangunan berlokasi di Kota Bandung, sehingga perhitungan beban gempa rencana menggunakan asumsi berdasarkan peta gempa SNI 1726:2012,

(16)

dengan asumsi tanah sedang, kategori resiko bangunan II, dan koefisien modifikasi respon (R) sebesar 3,5;

6. Dalam analisis struktur digunakan pemodelan properti kekakuan sambungan join balok-kolom berdasarkan hasil pengujian laboratorium dengan metode monotonik yang mewakili seluruh sambungan balok dan kolom Vihara Satya Budhi, sedangkan massa bangunan yang ditinjau pada analisis gempa adalah berat sendiri struktur (DL);

7. Data properti kayu penyusun komponen struktur balok dan kolom diperoleh dari uji nondestruktif dengan menggunakan alat sylvatest trio; 8. Evaluasi kinerja struktur bangunan eksisting yaitu simpangan antar lantai

bangunan menggunakan acuan SNI 1726:2012, dengan menggunakan analisis respon spektrum dan statik ekivalen. Sedangkan kinerja sambungan mengacu pada pengujian sambungan balok dan kolom yang dilakukan;

9. Pembebanan beban gravitasi menggunakan acuan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1987 (PPIUG1987).

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I, Pendahuluan, berisi latar belakang, maksud dan tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, dan sistematika penulisan

BAB II, Tinjauan literatur, berisi tentang bangunan kayu, pengujian nondestruktif, pengujian destruktif pembebanan, analisis struktur, evaluasi sambungan, SAP2000, dan metode penelitian.

BAB III, Pengumpulan Data dan Pengujian, bangunan eksisting, pengumpulan data primer berisi tentang Pengujian nondestruktif di lapangan beserta pembahasan hasil yaitu modulus elastisitas dinamik dan statik, pengujian destructive sambungan balok dan kolom beserta pembahasannya.

BAB IV, Pemodelan dan Analisis Struktur, berisi pemodelan struktur, perhitungan beban yang bekerja, analisis, pembahasan kinerja bangunan berdasarkan analisis respon spektrum dan statik ekivalen, pembahasan kinerja sambungan.

(17)

BAB V, Simpulan dan Saran, berisi tentang simpulan hasil penelitian Tugas Akhir beserta saran yang dapat disampaikan.

1.5 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.2.

(18)

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Hasil penelitian yang dilakukan pada Tugas Akhir memberikan kesimpulan bahwa Vihara Satya Budhi yang terletak di Kota Bandung dapat memenuhi syarat kekakuan bangunan terhadap beban gravitasi, beban gempa statik ekivalen dan beban gempa respon spektrum melalui analisa simpangan antar lantai berdasarkan SNI1726:2012.

Sedangkan untuk kinerja kekuatan geser dan momen pada sambungan balok dan kolom yang ada, hampir seluruhnya memenuhi kapasitas nominalnya namun terdapat 3 buah sambungan, yaitu pada sambungan kolom “K-L-5” dengan

balok “B-L-4-5”, kolom “K-M-5” dengan balok “B-M-4-5”, dan kolom “K-L-5”

dengan balok “B-HL-5” melampaui kekuatan sambungan.

5.2 Saran

Pada tahap selanjutnya dapat dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menanggulangi atau memberikan perkuatan pada bagian-bagian struktur bangunan yang mengidentifikasikan daerah kritis atau rawan terjadi kegagalan pada struktur. Dan juga dapat dilakukan pengujian parsial sambungan pada laboraturium lebih banyak lagi agar mendapatkan kapasitas nominal yang lebih akurat.

(19)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia Untuk Rumah Dan Gedung (PPPURG 1987), Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. ASTM Standard D 143-94, 2000, “Standard Test Methods For Small Clear Specimens of Timber”, ASTM International, West Conshohocken.

Badan Standarisasi Nasional, (2013), “Spesifikasi Desain Untuk Konstruksi Kayu (SNI 7973:2013)”, BSN, Jakarta.

Badan Standarisasi Nasional, (2012), “Tata Cara Perenncanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726:2012)”, BSN, Jakarta

Behuku, Marhen.W, 2011, Sifat Fisik & Pengertian Kayu, Universitas Pattimura, Ambon

Budiono, B, dan Supriatna, L, 2011, Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa dengan Menggunakan SNI 1726-2002 dan RSNI 03-1726-201x, ITB, Bandung.

Chopra, Anil.K, 1995, Dynamics Of Structures (Theory and Applications to Earthquake Enginerring), Prentice Hall, New Jersey.

Erdil, Y.Z et al, 2005, Bending Moment Capacity of Rectangular Mortise and Tenon Furniture Joints, Forest Products Journal, Turkey.

Frick, Heinz, 1999, Pengetahuan Dasar Mengenal Kayu. Kanisius, Yogyakarta.

Haygreen JG,R. Shmulsky, dan JL. Bowyer, 2003, Forest Product and Wood Science, An Instroduction,USA.

Horȧcek, Petr et al, 2011, Nondestructive evaluation of static bending properties of scots pine wood using stress wave technique, Wood research.

Imran, I, 2008, “Diktat Kuliah Analisis Tegangan Eksperimental Lanjut”, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Kustedja, Sugiri, 2009, Disertasi: Pembahasan Arsitektural Vihara Satya Budhi, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.

(20)

Record, Samuel J, 1914, The mechanical Properties of Wood, Yale University, United States.

Supriatna, Nandan, 2011, Diktat Kuliah Struktur Baja I, UPI, Bandung Tjiptoatmaja, Gunawan dan Yono, F.X. Budi, 2012, Modul Ajar Matematika Kelas XI, SMA Trinitas, Bandung.Tsoumis G, 1991, Science and Technology of Wood Structure, Properiesm Utilization, Van Nostrand Reinhold, New York.

User Manual Book of Sylvatest Trio.

Tular dan Idris, 1981, Sekilas Mengenai Struktur Bangunan Kayu di Indonesia, Departemen Hasil Hutan, Bogor.

Mulyati, Bahan Ajar Struktur Kayu, Institut Teknologi Padang, Padang. (URL:http://sisfo.itp.ac.id/bahanajar/index.php?dir=Mulyati/Struktur%20Kay u/), diakses pada 25 desember 2015.

URL: http://www.csiberkeley.com, diakses pada tanggal 12 desember 2015. URL: http://www.slideshare.net/Alat_Survey_Pemetaan/kayu-material-dan-konstruksi, diakses pada tanggal 15 desember 2015.

URL:https://tekniksipil313.wordpress.com/2012/11/10/kayu-sebagai-bahan-bangunan/, diakses pada tanggal 20 desember 2015.

URL:https://sites.google.com/site/kisaranteknik/assignments/konstruksi-kayu, diakses pada tanggal 25 desember 2015.

URL:https://www.element.com/materials-testing-services/non-destructive-testing-and-inspection#, diakses pada tanggal 27 desember 2015.

URL:http://www.slideshare.net/carlomendoza12935/mechanical-properties-of-wood, diakses pada tanggal 27 desember 2015.

URL:http://pu.bantulkab.go.id/berita/96-kolom-bangunan-pengertian-jenis-dan-fungsinya, diakses tanggal 26 Desember 2015

(1)

2 Universitas Kristen Maranatha

1.2 Tujuan Penelitian

1.3 Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian adalah sebagai berikut:

1. Bangunan yang ditinjau adalah bangunan Vihara Satya Budhi yang berlokasi di Kota Bandung;

sehingga properti material yang digunakan adalah arah longitudinal dengan tipe material menggunakan isotropik;

4. Beban yang ditinjau adalah beban gravitasi yaitu beban atap, beban sendiri struktur, beban hidup, beban mati lainnya, selain itu ditinjau juga beban lateral yaitu beban gempa;

5. Bangunan berlokasi di Kota Bandung, sehingga perhitungan beban gempa rencana menggunakan asumsi berdasarkan peta gempa SNI 1726:2012,

(2)

3 Universitas Kristen Maranatha

dengan asumsi tanah sedang, kategori resiko bangunan II, dan koefisien modifikasi respon (R) sebesar 3,5;

bangunan menggunakan acuan SNI 1726:2012, dengan menggunakan analisis respon spektrum dan statik ekivalen. Sedangkan kinerja sambungan mengacu pada pengujian sambungan balok dan kolom yang dilakukan;

9. Pembebanan beban gravitasi menggunakan acuan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1987 (PPIUG1987).

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I, Pendahuluan, berisi latar belakang, maksud dan tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, dan sistematika penulisan

BAB II, Tinjauan literatur, berisi tentang bangunan kayu, pengujian nondestruktif, pengujian destruktif pembebanan, analisis struktur, evaluasi sambungan, SAP2000, dan metode penelitian.

destructive sambungan balok dan kolom beserta pembahasannya.

(3)

4 Universitas Kristen Maranatha

BAB V, Simpulan dan Saran, berisi tentang simpulan hasil penelitian Tugas Akhir beserta saran yang dapat disampaikan.

1.5 Diagram Alir Penelitian

Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.2.

(4)

189 Universitas Kristen Maranatha

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

dengan balok “B-HL-5” melampaui kekuatan sambungan.

5.2 Saran

(5)

190 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan Indonesia Untuk Rumah

Dan Gedung (PPPURG 1987), Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

ASTM Standard D 143-94, 2000, “Standard Test Methods For Small Clear Specimens of Timber”, ASTM International, West Conshohocken.

Badan Standarisasi Nasional, (2013), “Spesifikasi Desain Untuk Konstruksi Kayu (SNI 7973:2013)”, BSN, Jakarta.

Badan Standarisasi Nasional, (2012), “Tata Cara Perenncanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726:2012)”, BSN, Jakarta

Behuku, Marhen.W, 2011, Sifat Fisik & Pengertian Kayu, Universitas Pattimura, Ambon

Budiono, B, dan Supriatna, L, 2011, Studi Komparasi Desain Bangunan

Tahan Gempa dengan Menggunakan SNI 1726-2002 dan RSNI 03-1726-201x, ITB, Bandung.

Chopra, Anil.K, 1995, Dynamics Of Structures (Theory and Applications to

Earthquake Enginerring), Prentice Hall, New Jersey.

Erdil, Y.Z et al, 2005, Bending Moment Capacity of Rectangular Mortise and

Tenon Furniture Joints, Forest Products Journal, Turkey.

Frick, Heinz, 1999, Pengetahuan Dasar Mengenal Kayu. Kanisius, Yogyakarta.

Haygreen JG,R. Shmulsky, dan JL. Bowyer, 2003, Forest Product and Wood

Science, An Instroduction,USA.

Horȧcek, Petr et al, 2011, Nondestructive evaluation of static bending properties of scots pine wood using stress wave technique, Wood research. Imran, I, 2008, “Diktat Kuliah Analisis Tegangan Eksperimental Lanjut”,

Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Kustedja, Sugiri, 2009, Disertasi: Pembahasan Arsitektural Vihara Satya

(6)

191 Universitas Kristen Maranatha

Record, Samuel J, 1914, The mechanical Properties of Wood, Yale

University, United States.

Supriatna, Nandan, 2011, Diktat Kuliah Struktur Baja I, UPI, Bandung Tjiptoatmaja, Gunawan dan Yono, F.X. Budi, 2012, Modul Ajar Matematika

Kelas XI, SMA Trinitas, Bandung.Tsoumis G, 1991, Science and Technology of Wood Structure, Properiesm Utilization, Van Nostrand Reinhold, New York.