STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR BETON DENGAN LAYOUT BANGUNAN BERBENTUK YANG DIDISAIN BERDASARKAN SNI 03-1726-2002 DAN SNI 1726-2012 (STUDI KASUS KOTA PEKANBARU).
STUDI PERBANDINGAN PERILAKU STRUKTUR
BETON DENGAN LAYOUT BANGUNAN BERBENTUK
YANG DIDISAIN BERDASARKAN SNI 03-1726-2002
DAN SNI 1726-2012
(STUDI KASUS KOTA PEKANBARU)
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan
Program Strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Andalas Padang
Oleh:
GHAZIAN LUTHFI
1010922038
Pembimbing:
JATI SUNARYATI, Ph.D
RIZA ARYANTI, M.T
JURUSAN TEKNIK SIPIL - FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Pemerintah melalui BSNI (Badan Standarisasi Nasional Indoesia)
membuat suatu standar dalam perencanaan bangunan yang aman
terhadap gempa yang tercantum pada SNI 03-1726-2002 tentang Tata
Cara Perencanaan Ketahan Gempa untuk Bangunan Gedung. Akan
tetapi berdasarkan kajian yang mendalam terhadap riwayat gempa yang
terjadi belakangan ini, diketahui bahwa gempa besar yang terjadi
memiliki percepatan batuan dasar lebih besar dari pada percepatan
batuan dasar yang telah ditetapkan dalam peta gempa SNI 03-17262002. Berdasarkan penemuan tersebut, pemerintah melakukan revisi
terhadap pedoman perencanaan struktur tahan gempa yang kemudian
ditetapkan dalam SNI 1726-2012. Melalui tugas akhir ini, dilakukan
analisis perbandingan gaya dalam dan kinerja bangunan struktur beton
lima lantai, dengan menggunakan beban gempa dinamis berupa respon
spektrum untuk Kota Pekanbaru dengan kondisi tanah sedang. Beban
gempa berupa respons spektrum SNI 1726-2012 dan respon spektrum
SNI 03-1726-2002. Dari analisis prilaku struktur didapatkan gaya dalam
dan displacement pada struktur akibat respon spektrum SNI 1726-2012
lebih besar dibandingkan akibat respon spektrum SNI 03-1726-2002.
Persentase peningkatan gaya dalam untuk balok terjadi sebesar 3,842%
untuk gaya aksial, 1,329% untuk gaya geser dan 2,838% untuk gaya
momen, untuk gaya aksial pada kolom meningkat sebesar 0,58% serta
persentase peningkatan displacement sebesar 18%. Berdasarkan analisis
kinerja, struktur menurut SNI 1726-2012 menunjukkan level kinerja
yang lebih baik dibandingkan SNI 03-1726-2002 yang ditentukan
berdasarkan performance point menurut metoda spektrum kapasitas
serta kinerja batas ultimit.
Kata kunci : Perilaku Struktur, Pushover Analysis, Respons Spektrum,
SNI 1726-2012, SNI 03-1726-2002.
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang sangat rawan
akan terjadinya gempa. Hal ini disebabkan karena Indonesia
merupakan tempat bertemunya tiga lempeng tektonik utama yaitu
lempeng Pasific, lempeng Hindia – Himalaya, dan lempeng
Eurasia, dengan sembilan lempeng kecil lainnya. Keberadaan
interaksi antar lempeng-lempeng ini menempatkan wilayah
Indonesia sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap gempa
bumi.
Dalam beberapa tahun belakangan, wilayah Indonesia sering
kali terjadi bencana gempa bumi dalam skala yang cukup besar.
Seperti gempa Aceh pada tahun 2004 (Mw = 9,2), gempa di Nias
pada tahun 2005 (Mw = 8,7), gempa di Yogya tahun 2006 (Mw =
6,3), gempa di Tasik tahun 2009 (Mw = 7,4) serta gempa yang
terjadi di Padang pada 2009 (Mw = 7,6). Berdasarkan hasil rekaman
yang ada, dalam rentang waktu tahun 1900 sampai dengan tahun
2009, telah terjadi lebih dari 14.000 gempa utama (main shocks)
dengan skala magnitude M.>5.0.
Pada peristiwa gempa yang terjadi, seringkali mengakibatkan
banyak bangunan yang mengalami kegagalan struktur, baik akibat
perencanaan maupun pelaksanaan yang kurang baik atau bahkan
sama sekali belum direncanakan untuk ketahanan gempa (Michael
Titono, 2010). Pemerintah melalui BSNI (Badan Standarisasi
Nasional Indoesia) bersama para pakar gempa nasional telah
1
membuat suatu standar peraturan dalam perencanaan bangunan
yang aman terhadap gempa yang tertuang dalam SNI (Standar
Nasional Indonesia) gempa. Selama ini standar yang digunakan
dalam mendisain ialah SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara
Perencanaan Ketahan Gempa untuk Bangunan Gedung.
Berdasarkan riwayat gempa yang terjadi belakangan ini,
setelah dilakukan kajian yang mendalam diketahui bahwa gempa
besar yang terjadi ternyata memiliki percepatan batuan dasar lebih
besar dari pada percepatan batuan dasar yang telah ditetapkan
dalam peta gempa SNI 03-1726-2002. Berdasarkan penemuan
tersebut pemerintah bersama para ahli melakukan revisi terhadap
pedoman perencanaan struktur tahan gempa. Pada landasan
fenomena tersebut dan adanya daya seismotektonik yang baru serta
adanya perkembangan peraturan gempa terkini di dunia seperti
ASCE 7-10 dan IBC 2009, dan adanya keinginan untuk mendorong
kemajuan pedoman perencanaan ketahanan gempa di Indonesia,
maka pedoman ketahanan gempa SNI 03-1726-2002 direvisi
menjadi SNI 1726-2012.
Dalam Tugas Akhir ini akan direncanakan sebuah struktur
beton bertulang, yang didesain berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan
SNI 1726-2012 yang kemudian akan dilakukan evaluasi kinerja
struktur tersebut terhadap beban gempa dengan menggunakan
analisis statik non-linear (pushover analysis).
1.2 Tujuan dan Manfaan Penelitian
Tujuan dari penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
2
a. Mendisain struktur beton bangunan berbentuk sas
berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan SNI 1726-2012
dengan kondisi wilayah gempa Kota Pekanbaru
b. Menganalisis perilaku struktur beton pada poin (a)
tersebut
diatas
dan
membandingkan
persentase
perbedaannya.
c. Menganalisis kinerja struktur pada poin (a) dan
menentukan daktilitas aktual struktur.
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah agar dapat
memberikan pemahaman dan menambah wawasan mengenai
kekuatan struktur dan perubahan standar perencanaan ketahanan
gempa untuk struktur gedung dan non gedung yang diberlakukan
saat ini, khususnya pada struktur beton.
1.3 Batasan Masalah
Karena diberlakukannya SNI 1726-2012, maka dilakukan
perbandingan analisa antara SNI 03-1726-2002 dengan SNI 17262012 yang didalam tugas akhir ini akan membahas mengenai:
a. Perbedaan analisis pengaruh beban gempa antara SNI 031726-2002 dengan SNI 1726-2012
b. Perilaku struktur jika dikenakan beban gempa berdasarkan
SNI 03-1726-2002 dan SNI 1726-2012
c. Kinerja struktur terhadap beban gempa berdasarkan SNI 031726-2002 dan SNI 1726-2012.
Tugas akhir ini memiliki ruang lingkup sebagai berikut:
3
a. Bentuk struktur bangunan beton yang dianalisis merupakan
struktur bangunan hasil desain penulis sendiri sebagai objek
dari analisis yang dilakukan.
b. Mutu beton yang digunakan pada struktur beton tersebut
berdasarkan data dari perencanaan.
c. Perhitungan dan analisa struktur dilakukan dengan tiga
dimensi. Beban-beban yang diperhitungkan meliputi :
1) Beban mati/berat sendiri bangunan (dead load)
2) Beban hidup (live load)
3) Beban gempa (earthquake load), berupa respon
spektrum dengan arah sumbu X
d. Data teknis struktur bangunan yang digunakan adalah
sebagai berikut :
Jenis struktur
: Beton bertulang
Mutu beton
: direncanakan sendiri
Mutu baja tulangan
: direncanakan sendiri
Fungsi bangunan
: Gedung Perkantoran
Jumlah lantai
: 5 Lantai
Tinggi gedung
: 14,5 m
e. Penyusunan tugas akhir ini berpedoman pada peraturanperaturan sebagai berikut:
• SNI
03-2847-2002
tentang
Tata
cara
Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung
4
• SNI
03-1726-2002
Perencanaan
tentang
Ketahanan
Tata
Gempa
cara
Untuk
Bangunan Gedung (SK)
• SNI
03-1727-2002
tentang
Pedoman
Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan
Gedung.
• Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 dan
Spectra Indonesia 2010.
• SNI 1762-2012 tentang Tata Cara Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung
dan Non Gedung
f. Perbandingan perilaku struktur yang dianalisis dibatasi
hanya pada gaya dalam balok berupa gaya aksial,geser dan
momen, pada gaya dalam kolom berupa gaya aksial, serta
displacement pada titik tinjauan kolom
g. Analisis gaya dalam dan kinerja struktur dilakukan dengan
menggunakan software berbasis Finite Element.
1.4 Sistematika Penulisan
Untuk menghasilkan penulisan yang baik dan terarah maka
penulisan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang
membahas hal-hal berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, tujuan penelitian,
manfaat penelitian dan batasan masalah.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
Terdiri dari data umum tentang gempa, konsep
bangunan
aman
gempa,
perencanaan
bangunan
berbasis kinerja, perencanaan struktur berdasarkan
SNI gempa, analisis respons spektrum dan konsep
analisis statik non linear
BAB III METODOLOGI
Berisikan cara dan tahap dalam menganalisis data
yang diperoleh dari membandingkan pengaruh beban
gempa berdasarkan SNI 03-1762-2002 dengan SNI
1762-2012.
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
Berisikan hasil dari perbandingan beban gempa antara
SNI 03-1762-2992 dan SNI 1762-2012 dengan
melihat perbedaan perbedaan hasil gaya dalam,
displacement, level kinerja, daktilitas, serta momen
dan kurvatur dari salah satu balok dari struktur
bangunan tersebut.
BAB V KESIMPULAN
Berisikan kesimpulan dari penelitian dan saran
terhadap penelitian kedepannya.
6
BETON DENGAN LAYOUT BANGUNAN BERBENTUK
YANG DIDISAIN BERDASARKAN SNI 03-1726-2002
DAN SNI 1726-2012
(STUDI KASUS KOTA PEKANBARU)
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan
Program Strata-1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Andalas Padang
Oleh:
GHAZIAN LUTHFI
1010922038
Pembimbing:
JATI SUNARYATI, Ph.D
RIZA ARYANTI, M.T
JURUSAN TEKNIK SIPIL - FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Pemerintah melalui BSNI (Badan Standarisasi Nasional Indoesia)
membuat suatu standar dalam perencanaan bangunan yang aman
terhadap gempa yang tercantum pada SNI 03-1726-2002 tentang Tata
Cara Perencanaan Ketahan Gempa untuk Bangunan Gedung. Akan
tetapi berdasarkan kajian yang mendalam terhadap riwayat gempa yang
terjadi belakangan ini, diketahui bahwa gempa besar yang terjadi
memiliki percepatan batuan dasar lebih besar dari pada percepatan
batuan dasar yang telah ditetapkan dalam peta gempa SNI 03-17262002. Berdasarkan penemuan tersebut, pemerintah melakukan revisi
terhadap pedoman perencanaan struktur tahan gempa yang kemudian
ditetapkan dalam SNI 1726-2012. Melalui tugas akhir ini, dilakukan
analisis perbandingan gaya dalam dan kinerja bangunan struktur beton
lima lantai, dengan menggunakan beban gempa dinamis berupa respon
spektrum untuk Kota Pekanbaru dengan kondisi tanah sedang. Beban
gempa berupa respons spektrum SNI 1726-2012 dan respon spektrum
SNI 03-1726-2002. Dari analisis prilaku struktur didapatkan gaya dalam
dan displacement pada struktur akibat respon spektrum SNI 1726-2012
lebih besar dibandingkan akibat respon spektrum SNI 03-1726-2002.
Persentase peningkatan gaya dalam untuk balok terjadi sebesar 3,842%
untuk gaya aksial, 1,329% untuk gaya geser dan 2,838% untuk gaya
momen, untuk gaya aksial pada kolom meningkat sebesar 0,58% serta
persentase peningkatan displacement sebesar 18%. Berdasarkan analisis
kinerja, struktur menurut SNI 1726-2012 menunjukkan level kinerja
yang lebih baik dibandingkan SNI 03-1726-2002 yang ditentukan
berdasarkan performance point menurut metoda spektrum kapasitas
serta kinerja batas ultimit.
Kata kunci : Perilaku Struktur, Pushover Analysis, Respons Spektrum,
SNI 1726-2012, SNI 03-1726-2002.
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara yang sangat rawan
akan terjadinya gempa. Hal ini disebabkan karena Indonesia
merupakan tempat bertemunya tiga lempeng tektonik utama yaitu
lempeng Pasific, lempeng Hindia – Himalaya, dan lempeng
Eurasia, dengan sembilan lempeng kecil lainnya. Keberadaan
interaksi antar lempeng-lempeng ini menempatkan wilayah
Indonesia sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap gempa
bumi.
Dalam beberapa tahun belakangan, wilayah Indonesia sering
kali terjadi bencana gempa bumi dalam skala yang cukup besar.
Seperti gempa Aceh pada tahun 2004 (Mw = 9,2), gempa di Nias
pada tahun 2005 (Mw = 8,7), gempa di Yogya tahun 2006 (Mw =
6,3), gempa di Tasik tahun 2009 (Mw = 7,4) serta gempa yang
terjadi di Padang pada 2009 (Mw = 7,6). Berdasarkan hasil rekaman
yang ada, dalam rentang waktu tahun 1900 sampai dengan tahun
2009, telah terjadi lebih dari 14.000 gempa utama (main shocks)
dengan skala magnitude M.>5.0.
Pada peristiwa gempa yang terjadi, seringkali mengakibatkan
banyak bangunan yang mengalami kegagalan struktur, baik akibat
perencanaan maupun pelaksanaan yang kurang baik atau bahkan
sama sekali belum direncanakan untuk ketahanan gempa (Michael
Titono, 2010). Pemerintah melalui BSNI (Badan Standarisasi
Nasional Indoesia) bersama para pakar gempa nasional telah
1
membuat suatu standar peraturan dalam perencanaan bangunan
yang aman terhadap gempa yang tertuang dalam SNI (Standar
Nasional Indonesia) gempa. Selama ini standar yang digunakan
dalam mendisain ialah SNI 03-1726-2002 tentang Tata Cara
Perencanaan Ketahan Gempa untuk Bangunan Gedung.
Berdasarkan riwayat gempa yang terjadi belakangan ini,
setelah dilakukan kajian yang mendalam diketahui bahwa gempa
besar yang terjadi ternyata memiliki percepatan batuan dasar lebih
besar dari pada percepatan batuan dasar yang telah ditetapkan
dalam peta gempa SNI 03-1726-2002. Berdasarkan penemuan
tersebut pemerintah bersama para ahli melakukan revisi terhadap
pedoman perencanaan struktur tahan gempa. Pada landasan
fenomena tersebut dan adanya daya seismotektonik yang baru serta
adanya perkembangan peraturan gempa terkini di dunia seperti
ASCE 7-10 dan IBC 2009, dan adanya keinginan untuk mendorong
kemajuan pedoman perencanaan ketahanan gempa di Indonesia,
maka pedoman ketahanan gempa SNI 03-1726-2002 direvisi
menjadi SNI 1726-2012.
Dalam Tugas Akhir ini akan direncanakan sebuah struktur
beton bertulang, yang didesain berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan
SNI 1726-2012 yang kemudian akan dilakukan evaluasi kinerja
struktur tersebut terhadap beban gempa dengan menggunakan
analisis statik non-linear (pushover analysis).
1.2 Tujuan dan Manfaan Penelitian
Tujuan dari penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
2
a. Mendisain struktur beton bangunan berbentuk sas
berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan SNI 1726-2012
dengan kondisi wilayah gempa Kota Pekanbaru
b. Menganalisis perilaku struktur beton pada poin (a)
tersebut
diatas
dan
membandingkan
persentase
perbedaannya.
c. Menganalisis kinerja struktur pada poin (a) dan
menentukan daktilitas aktual struktur.
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah agar dapat
memberikan pemahaman dan menambah wawasan mengenai
kekuatan struktur dan perubahan standar perencanaan ketahanan
gempa untuk struktur gedung dan non gedung yang diberlakukan
saat ini, khususnya pada struktur beton.
1.3 Batasan Masalah
Karena diberlakukannya SNI 1726-2012, maka dilakukan
perbandingan analisa antara SNI 03-1726-2002 dengan SNI 17262012 yang didalam tugas akhir ini akan membahas mengenai:
a. Perbedaan analisis pengaruh beban gempa antara SNI 031726-2002 dengan SNI 1726-2012
b. Perilaku struktur jika dikenakan beban gempa berdasarkan
SNI 03-1726-2002 dan SNI 1726-2012
c. Kinerja struktur terhadap beban gempa berdasarkan SNI 031726-2002 dan SNI 1726-2012.
Tugas akhir ini memiliki ruang lingkup sebagai berikut:
3
a. Bentuk struktur bangunan beton yang dianalisis merupakan
struktur bangunan hasil desain penulis sendiri sebagai objek
dari analisis yang dilakukan.
b. Mutu beton yang digunakan pada struktur beton tersebut
berdasarkan data dari perencanaan.
c. Perhitungan dan analisa struktur dilakukan dengan tiga
dimensi. Beban-beban yang diperhitungkan meliputi :
1) Beban mati/berat sendiri bangunan (dead load)
2) Beban hidup (live load)
3) Beban gempa (earthquake load), berupa respon
spektrum dengan arah sumbu X
d. Data teknis struktur bangunan yang digunakan adalah
sebagai berikut :
Jenis struktur
: Beton bertulang
Mutu beton
: direncanakan sendiri
Mutu baja tulangan
: direncanakan sendiri
Fungsi bangunan
: Gedung Perkantoran
Jumlah lantai
: 5 Lantai
Tinggi gedung
: 14,5 m
e. Penyusunan tugas akhir ini berpedoman pada peraturanperaturan sebagai berikut:
• SNI
03-2847-2002
tentang
Tata
cara
Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung
4
• SNI
03-1726-2002
Perencanaan
tentang
Ketahanan
Tata
Gempa
cara
Untuk
Bangunan Gedung (SK)
• SNI
03-1727-2002
tentang
Pedoman
Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan
Gedung.
• Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 dan
Spectra Indonesia 2010.
• SNI 1762-2012 tentang Tata Cara Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung
dan Non Gedung
f. Perbandingan perilaku struktur yang dianalisis dibatasi
hanya pada gaya dalam balok berupa gaya aksial,geser dan
momen, pada gaya dalam kolom berupa gaya aksial, serta
displacement pada titik tinjauan kolom
g. Analisis gaya dalam dan kinerja struktur dilakukan dengan
menggunakan software berbasis Finite Element.
1.4 Sistematika Penulisan
Untuk menghasilkan penulisan yang baik dan terarah maka
penulisan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang
membahas hal-hal berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, tujuan penelitian,
manfaat penelitian dan batasan masalah.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
Terdiri dari data umum tentang gempa, konsep
bangunan
aman
gempa,
perencanaan
bangunan
berbasis kinerja, perencanaan struktur berdasarkan
SNI gempa, analisis respons spektrum dan konsep
analisis statik non linear
BAB III METODOLOGI
Berisikan cara dan tahap dalam menganalisis data
yang diperoleh dari membandingkan pengaruh beban
gempa berdasarkan SNI 03-1762-2002 dengan SNI
1762-2012.
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
Berisikan hasil dari perbandingan beban gempa antara
SNI 03-1762-2992 dan SNI 1762-2012 dengan
melihat perbedaan perbedaan hasil gaya dalam,
displacement, level kinerja, daktilitas, serta momen
dan kurvatur dari salah satu balok dari struktur
bangunan tersebut.
BAB V KESIMPULAN
Berisikan kesimpulan dari penelitian dan saran
terhadap penelitian kedepannya.
6