Analisa Portal yang Memperhitungkan Kekakuan Dinding Bata dari Beberapa Negara Pada Bangunan Bertingkat Dengan Pushover
ANALISA PORTAL YANG MEMPERHITUNGKAN KEKAKUAN
DINDING BATA DARI BEBERAPA NEGARA PADA
BANGUNAN BERTINGKAT DENGAN PUSHOVER
TESIS
Oleh
SRI FRAPANTI
147016002
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISA PORTAL YANG MEMPERHITUNGKAN KEKAKUAN
DINDING BATA DARI BEBERAPA NEGARA PADA
BANGUNAN BERTINGKAT DENGAN PUSHOVER
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik
dalam Program Studi Magister Teknik Sipil pada Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh
SRI FRAPANTI
147016002
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 21 Januari 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
Anggota
:
Dr. Ade Faisal, ST., M.Sc.
Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
Dr. Ing. Hotma Panggabean
Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc.
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Penerapan teknologi dan ilmu pengetahuan dalam bidang pembangunan konstruksi
teknik sipil mengalami perkembangan yang pesat dengan berkembangnya zaman
sehingga menuntut kita untuk lebih kreatif terutama dalam hal perancangan struktur.
Di Indonesia, tantangan yang dihadapi dalam kontruksi gedung bertingkat adalah
adanya resiko akibat gempa. Salah satu metode untuk menganalisis beban gempa
adalah analisis pushover. Analisis pushover merupakan prosedur analisis untuk
mengetahui perilaku keruntuhan suatu bangunan terhadap gempa. Penelitian
dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kekakuan dan kekuatan dinding
dengan melakukan eksperimen kuat tekan dari beberapa tipe batu bata yang diambil
benda uji batu bata dari Lubuk Pakam, Deli Serdang, Sumatera Utara, Indonesia
dengan mengambil data Modulus Elatisitas batu bata dan dibandingkan dengan
beberapa Negara, yaitu Modulus Elastisitas batu bata dari Australia, Eropa dan India.
Struktur bangunan dimodelkan sebagai portal 2 dimensi yang terdiri dari 3 bentang
yaitu Portal berdinding penuh, Portal terbuka dengan menggunakan analisa Pushover
dan bantuan Program ETABS. Hasil analisis dalam penelitian ini menunjukkan
bahwa kontribusi dinding pengisi yang terbuat dari dinding bata mempengaruhi
kekakuan lateral struktur bangunan. Pada bangunan portal berdinding penuh
memiliki nilai kekakuan lebih besar dibandingkan bangunan pada portal. Model
portal berdinding memiliki kekakuan dinding elastis dan kekakuan pasca elastis yang
terbesar sedangkan pada model portal terbuka memiliki nilai terkecil. Semakin tinggi
nilai kuat tekan batu bata maka nilai kekakuan dan gaya geser bangunan akan
semakin besar pula. Nilai kekakuan elastis pada model portal berdinding terbesar
25794,45 kN/m dan. pada model portal terbuka nilai terbesarnya 18082,09 kN/m
pada tipe batu bata 1. Untuk Kekakuan Pasca Elastis pada portal berdinding 19629,30
kN/m dan pada portal terbuka 15317,23 kN/m pada tipe batu bata 1. Dari hasil
analisis pada portal berdinding untuk batu bata negara Australia persentase perubahan
gaya geser dasar terbesar terjadi pada bata 40,79 % lebih kecil terhadap portal terbuka
pada negara India. Pada batu bata semakin besar nilai modulus elastisistas maka
semakin tinggi kekakuan dan kekuatan bangunan dan untuk mendapatkan nilai
modulus elastisitas tinggi pada batu bata dipengaruhi proses pembuatan dan sumber
bahan dasar batu bata. Secara keseluruhan model portal berdinding portal terbuka
memiliki nilai kekuatan dan kekakuan lebih besar pada batu bata tipe 1 dibandingkan
batu bata tipe 2 dan 3. Jadi dinding merupakan salah satu yang mempengaruhi
kekakuan untuk perpindahan arah lateral terutama gaya gempa.
Kata Kunci: Portal terbuka, Portal berdinding, tipe batu bata, analisis pushover,
kekakuan elastis dan pasca elastis, modulus elastisitas.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Application of technology and science in the field of civil engineering construction
experienced rapid development with the development of the times that requires us to
be more creative, especially in terms of structural design. In Indonesia, the
challenges faced in the construction of multi-storey building is the risk caused by the
earthquake. One method for analyzing seismic pushover analysis. Pushover analysis
is an analysis procedure to determine the behavior of the collapse of a building
against earthquakes. The study was conducted to determine how much influence the
rigidity and strength of the wall by doing experiments compressive strength of several
types of bricks taken the test object bricks of Lubukpakam, Deli Serdang, North
Sumatra, Indonesia by taking the data Modulus of elasticity bricks and compared
with some countries , the modulus of elasticity of bricks from Australia, Europe and
India. The building structure is modeled as a two-dimensional portal that consists of
three spans that full-walled Portal, Portal open using Pushover analysis and
assistance program ETABS. The results of the analysis in this study shows that the
contribution of infill walls made of brick wall affects the lateral stiffness of the
structure. In building a full-walled portal has a stiffness greater than the value of the
buildings on the portal. Walled portal model has an elastic wall stiffness and rigidity
of the largest post-elastic while on the open portal model has the smallest value. The
higher the value of the compressive strength of the bricks, the stiffness and shear
force values of the building will be greater. Value elastic stiffness in the largest
walled portal model 25794.45 kN / m and. on the model of an open portal greatest
value 18082.09 kN / m on the type of brick 1. For Post-Elastic Stiffness in the walled
portal 19629.30 kN / m and the open portal 15317.23 kN / m on the type of brick 1.
From the analysis the portal to the brick-walled country Australia percentage change
in shear force occurs in the largest base of brick 40.79% less against the open portal
on the Indian state. On the larger brick elastisistas modulus value, the higher the
stiffness and strength of the building and to get a high modulus of elasticity in the
affected brick manufacturing process and material resources base of bricks. Overall
walled open portal portal model has a value greater strength and stiffness of the
brick type 1 compared to brick type 2 and 3. Thus, the wall is one that affects the
stiffness for displacement laterally especially seismic forces.
Keywords: open Portal, Portal-walled, brick types, pushover analysis, elastic and
post-elastic stiffness, modulus of elasticity.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas karunia dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Analisa
Portal yang Memperhitungkan Kekakuan Dinding Bata dari Beberapa Negara
Pada Bangunan Bertingkat Dengan Pushover” sebagai salah satu syarat dalam
menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Teknik Sipil, Konsentrasi
Struktur Bangunan di Universitas Sumatera Utara.
Dalam proses penulisan dan pelaksanaan tesis ini banyak pihak yang telah
turut menyumbangkan pikiran, saran, motivasi, material dan spiritual, untuk itu
penyusun tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang
terhormat:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku dosen Pembimbing I yang telah
banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pemikiran untuk memberikan
bimbingan dalam menyelesaikan tesis ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE , Dr. Ing. Hotma Panggabean dan
Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc sebagai pembanding dan
penguji yang telah memberikan masukan dan saran demi perbaikan tesis ini.
3. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, selaku Sekretaris Program Studi Magister
Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
iii
Universitas Sumatera Utara
4. Seluruh staf pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara.
5. Kedua orang tua tercinta yang begitu sabar dan ikhlas terus memberikan
semangat, doa, dan dukungan moril maupun materil.
6. Keluarga tercinta terutama suami H. Surianda Lubis, MA yang begitu sabar
dan ikhlas terus memberikan semangat, doa, dan dukungan moril maupun
materil. Ananda Najiyullah Subhani Lubis, Atqiya Annazfi Lubis, Zaidan
Arham Lubis dan Aliya Syamila Lubis yang turut memotivasi dan mendoakan
umi supaya selesai tesis nya dengan tepat waktu.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, semoga tesis ini
memberikan manfaat bagi pembaca. Demikianlah yang dapat penulis sampaikan
dengan harapan semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya
kepada kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Medan,
Desember 2016
Sri Frapanti
147016002
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama
: Sri Frapanti
Alamat
: Jl.Mistar no.76 Medan
Tempat/Tanggal Lahir
: Pangkalan Susu, 23 Januari 1971
No. HP
: 0813 9755 2437
Alamat e-mail
: sri_prafanti@yahoo.co.id
Jenis Kelamin
: Perempuan
Agama
: Islam
Kewarganegaraan
: Indonesia
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
1977 – 1983
: SD Alwashliyah Pangkalan Susu
1983 – 1986
: MTsS Alwasahliyah Pangkalan Susu
1986 – 1989
: MAN I Medan
1989 – 1991
: D3 Jurusan Teknik Sipil Politeknik USU Medan
1998 – 2002
: S1 Fakultas Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
2014– 2016
: Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
C. RIWAYAT PEKERJAAN
1991 – 1996
: Guru Fisika SMA Gajah Mada Medan
1996 – 2002
: Konsultan Teknik di CV. Salman Medan
2015 – Sekarang
: Staf Pengajar Fakultas Teknik Sipil Universitas
Al-Azhar Medan
v
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Judul Tesis
“ANALISA PORTAL DENGAN MEMPERHITUNGKAN KEKAKUAN
DINDING BATA PADA BANGUNAN BERTINGKAT DENGAN PUSHOVER”
Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis ini disusun sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Magister Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis
sendiri.
Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-bagian
tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan tesis ini, telah penulis cantumkan
sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah.
Apabila di kemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian tesis ini
bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu,
penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang
dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Medan, 4 Agustus 2016
Penulis,
Sri frapanti
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK .....................................................................................................
i
ABSTRACT .....................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ...................................................................................
iii
RIWAYAT HIDUP .......................................................................................
v
LEMBAR PERNYATAAN ...........................................................................
vi
DAFTAR ISI ...................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI ........................................................................................
xv
DAFTAR SINGKATAN ...............................................................................
xvii
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................
1
1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................................................
2
1.3 Tujuan Penelitian ..........................................................................
3
1.4 Batasan Masalah............................................................................
3
1.5 Metode Penelitian..........................................................................
4
1.6 Sistematika Pembahasan ...............................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................
6
2.1 Konsep Perencanaan Portal ...........................................................
6
2.2 Bangunan Soft Storey ....................................................................
7
2.3 Konsep Perencanaan Struktur Tahan Gempa ................................
9
2.4 Perencanaan Tahan Gempa Berbasis Kinerja ...............................
11
2.5 Dinding Pengisi .............................................................................
13
2.5.1 Persyaratan yang Standart Untuk Batu Bata ........................
14
vii
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata yang Standar dari
Negara Lain .........................................................................
16
2.6 Diagonal Tekan Ekivalen (Equivalent Diagonal Strut)
Saneinejad-Hobbs .........................................................................
16
2.6.1 Prinsip Analisis ....................................................................
16
2.6.2 Asumsi Dasar .......................................................................
17
2.6.3 Penurunan Rumus ................................................................
20
2.6.3.1 Kondisi Keseimbangan .........................................
20
2.6.3.2 Gaya-gaya Portal ...................................................
21
2.6.3.3 Beban Runtuh ........................................................
21
2.6.3.4 Tegangan Kontak Nominal ...................................
22
2.6.3.5 Panjang Bidang Kontak Portal–Dinding Isi ..........
22
2.6.3.6 Tegangan Kontak ..................................................
24
2.6.3.7 Beban Runtuh Ultimate .........................................
24
2.6.3.8 Beban Lateral Penyebab Retak pada Dinding
Pengisi ...................................................................
25
2.6.3.9 Perpindahan Lateral ..............................................
25
2.6.3.10 Kekakuan (stiffness) ..............................................
25
2.6.4 Metoda Perencanaan Umum ...............................................
26
2.6.4.1 Metoda Dasar ........................................................
26
2.6.4.2 Diagonal Tekan Ekivalen......................................
26
2.6.4.3 Kekakuan Diagonal Tekan Ekivalen ....................
28
2.7 Diagonal Tekan Ekivalen (Equivalent Diagonal Strut)
Berdasarkan FEMA 273 ................................................................
29
2.8 Diagonal Tekan Ekivalen (Equivalent Diagonal Strut)
Berdasarkan Diftesh Das dan CVR Murty (2004) .......................
30
2.9 Konsep Dasar Metoda Analisa Pushover......................................
31
2.9.1 Umum .................................................................................
31
2.9.2 Dasar Teori .........................................................................
32
2.9.3 Prosedur Perhitungan Analisa Pushover ............................
37
2.9.4 Prosedur Cara Kerja Analisa Pushover ..............................
39
2.9.5 Prosedur Analisa Pushover pada ETABS ..........................
40
viii
Universitas Sumatera Utara
2.9.6 Capasity Spectrum Method................................................
42
2.9.7 Kurva Kapasitas .................................................................
43
2.10 Spektrum Kebutuhan (Demand Spectrum) .................................
44
2.11 Metode Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa ....................
45
2.11.1 Metode Statik Ekivalen ..................................................
45
2.11.2 Metode Respon Spektrum ..............................................
50
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................
52
3.1 Metodologi Penelitian ...................................................................
52
3.2 Bagan Alir Penelitian ....................................................................
56
3.3 Pemodelan Struktur .......................................................................
57
3.4 Analisa Pengujian Propertis Batu Bata ........................................
59
3.5 Tahapan Penelitian ........................................................................
61
3.6 Parameter yang Ditinjau ................................................................
67
BAB IV HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN.....................................
68
4.1 Uji Kuat Tekan Batu Bata .............................................................
69
4.2 Analisa Statik Non Linier Pushover .............................................
70
4.2.1 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) ....................
71
4.2.1.1 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk
Batu BataTipe 1.......................................................
71
4.2.1.2 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk
Batu Bata Tipe 2......................................................
73
4.2.1.3 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk
Batu Bata Tipe 3 .....................................................
75
4.2.2. Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame)
78
4.2.2.1 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah
(Open Frame) pada Batu BataTipe 1 ....................
78
4.2.2.2 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah
(Open Frame) pada Batu BataTipe 2 .....................
80
4.2.2.3 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah
(Open Frame) pada Batu BataTipe 3 .....................
82
ix
Universitas Sumatera Utara
4.3 Perbandingan Batu Bata dengan Analisa Pushover dari Beberapa
Negara ...........................................................................................
85
4.4 Kekakuan.......................................................................................
91
4.4.1 Kekakuan Portal Berdinding Batu Bata pada Tipe 1,2,3 ....
91
4.4.2 Kekakuan Portal Terbuka untuk Batu Bata pada Tipe 1,2,3
92
4.5 Simpangan Target .........................................................................
96
4.6 Gaya Geser Dasar ..........................................................................
97
4.7 Deformasi dari Pushover pada program ETABS ..........................
99
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
101
5.1 Kesimpulan ..................................................................................
101
5.2 Saran..............................................................................................
104
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
105
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1 Kriteria Kinerja ...........................................................................................
12
2.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata dari 3 Negara .....................................
16
2.3 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Ketegori Gedung dan Bangunan.......
46
2.4 Parameter Daktilitas Struktur Gedung ........................................................
46
2.5 Jenis-jenis Tanah .........................................................................................
47
3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Batu Bata..................................................................
61
3.2 Rata-rata Propertis Fisik Bata Merah ..........................................................
63
4.1 Hasil Nilai Kuat Tekan Batu Bata dalam Mpa............................................
69
4.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata ...........................................................
70
4.3 Tabel Pushover Fully Infilled Wall Frame pada Batu Bata Tipe 1.............
73
4.4 Tabel Pushover Fully Infilled Wall Frame pada Batu Bata Tipe 2.............
74
4.5 Tabel Pushover Fully Infilled Wall Frame pada Batu bata tipe 3...............
76
4.6 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 pada Batu Bata Tipe 1 ...........
80
4.7 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 pada Batu Bata Tipe 2 ...........
82
4.8 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 pada Batu Bata Tipe 3 ...........
83
4.9 Perbandingan Pushover pada Portal Berdinding untuk Batu Bata di
Negara Australia, Eropa dan India ..............................................................
87
4.10 Perbandingan Pushover pada Portal terbuka untuk Batu Bata di
Negara Australia, Eropa dan India ..............................................................
90
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Struktur Gedung dengan Soft Storey pada Lantai 1 .....................................
8
2.2
Tingkat Kehancuran pada Bangunan ...........................................................
12
2.3
a) Portal isi; b) Penopang Diagonal Bolak-Blik (Saneinejad dan
Hobbs,1995) .................................................................................................
17
2.4
Keseimbangan Gaya pada Portal Isi (Saneinejad dan Hobbs,1995) ............
19
2.5
Faktor Reduksi Kekakuan Dinding Pengisi λ yang Berhubungan dengan
Persentase Bukaan (case B) (Asteris 2003) .................................................
31
2.6
Model Struktur Rangka Bertingkat dengan DOF yang Disederhanakan .....
33
2.7
Konversi Spectrum Desain Elastis Menjadi Format ADRS ATC-40 ..........
39
2.8
Prosedur Analisa Pushover ..........................................................................
40
2.9
Performance Point pada Capacity Spectrum Method ..................................
42
2.10 Kurva Kapasitas ...........................................................................................
43
2.11 Peta Wilayah Gempa Indonesia ...................................................................
48
2.12 Respons Spektrum Gempa Rencan ..............................................................
49
3.1
Bagan Alir Penelitian ...................................................................................
56
3.2
Denah Struktur Bangunan Berdasarkan Grid Portal ....................................
58
3.3
Pemodelan Struktur dengan Kondisi Portal Berdinding dan Portal
Terbuka ........................................................................................................
58
Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan 3 Lantai yang
Berdinding Penuh .........................................................................................
59
Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan 3 Lantai yang
Berdinding Terbuka di Tengah Bentang ......................................................
59
3.6
Propertis Batu Bata Ukuran Batu Bata.........................................................
63
3.7
Spektrum Respon Gempa Zona Gempa 3 ....................................................
64
3.8
Hubungan Momen-Rotasi pada Ujung-Ujung Elemen (Rozman dan
Fajfar, 2009) .................................................................................................
65
Kurva Kapasitas dari Analisis Pushover ......................................................
66
3.10 Kurva Kapasitas Akibat Adanya Dinding dari Analisis Pushover ..............
67
3.4
3.5
3.9
xii
Universitas Sumatera Utara
4.1
Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 1 ........................
72
4.2
Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 2 ........................
74
4.3
Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 3 .........................
76
4.4
Perbandingan Kurva Kapasitas pada Grid 1 dengan Gabungan Beberapa
Tipe Batu Bata (Tipe 1, 2, 3)........................................................................
78
4.5
Kurva Kapasitas Portal Terbuka pada Bentang Tengah pada Batu Bata Tipe 1
79
4.6
Kurva kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada Batu Bata
Tipe 2 ...........................................................................................................
81
Kurva Kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada Batu Bata
Tipe 3 ...........................................................................................................
82
Kurva Kapasitas pada Grid 3 dengan Gabungan Beberapa Tipe Batu Bata
(Tipe 1, 2, 3) .................................................................................................
84
Perbandingan Kurva Kapasitas untuk Portal Berdinding dengan Portal
Terbuka pada Batu Bata untuk Tipe 1, Tipe 2, Tipe 3 .................................
85
4.10 Kurva Kapasitas pada Batu Bata dari 4 Negara yaitu (Australia, Eropa,
India dan Indonesia Khususnya Lubuk Pakam) pada Grid 1 Portal
Berdinding Penuh (M1-G1) .........................................................................
86
4.11 Kurva Pushover pada Batu Bata dari 4 Negara yaitu (Australia, Eropa,
India dan Indonesia Khususnya Lubuk Pakam) pada Grid
(Portal Terbuka) ...........................................................................................
89
4.12 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal Berdinding
(Grid 1) ........................................................................................................
92
4.13 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal Terbuka
(Grid 3) ..........................................................................................................
93
4.7
4.8
4.9
4.14 Perbandingan Diagram Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada
Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe Batu Bata .... 94
4.15 Diagram Perbandingan Kekakuan Bata dari Kekakuan Pasca Elastis
pada Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe
Batu Bata yang Diuji dan Bata dari Negara Australia, Eropa dan India ......
95
4.16 Perbandingan Simpangan Target dengan Beberapa Pemodelan ..................
97
4.17 Perbandingan Gaya Geser Dasar Target dengan Beberapa Pemodelan .......
98
4.18 Batas-Batas Deformasi dengan Pushover pada Portal Berdinding ..............
99
4.19 Batas-Batas Deformasi Pushover pada Portal Berdinding dengan Bentang
Tengah Terbuka ...........................................................................................
100
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Perhitungan beban akibat gaya gravitasi
Lampiran II
Perhitungan gaya geser dasar horizontal total akibat gempa
berdasarkan analisa statik ekivalen
Lampiran III
Perhitungan Dimensi Strut
Lampiran IV
Perhitungan kekakuan diagonal compression strut Saneinejad-Hobbs
(1995)
Lampiran V
Dokumentasi Foto Kegiatan Pengujian Kuat Tekan Batu Bata di
Laboratorium Beton Fakultas Teknik Sipil USU
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
a
= Lebar efektif strut
α
= Prosentase panjang bidang kontak dari tinggi atau lebar panel, sub-skrip
c = kolom dan b = balok
β0
= Nominal atau batas atas (upper-bound)
C
= Gaya normal pada bidang kontak
C1
= Nilai faktor respons gempa
∆
= Simpangan, perpindahan
E
= Modulus elastisitas
ɛc
= Regangan pada tegangan maksimum
F
= Gaya geser, sub-skrip c = kolom dan b = balok
fc
= Tegangan tekan efektif dari dinding pengisi
f'c
= Kuat tekn beton
Fi
= Gaya lateral yang bekerja pada lantai ke-i
H
= Tinggi struktur bangunan
h
= Tinggi as ke as panel, lebar struktur
h'
= Tinggi bersih panel
I
= Faktor keutamaan, Inersia
I1
= Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perode ulang gempa berkaitan
dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung
I2
= Faktor keutamaan untuk menyelesaikan perode ulang gempa berkaitan
dengan penyesuaian umur gedung tersebut
K
= Kekakuan
l
= Lebar as ke as panel, lebar struktur
l'
= Lebar bersih panel
λ1
= Koefisien yang digunakan untuk menentukan lebar efektif strut
Mn
= Momen nominal
Mp
= Momen plastis
xv
Universitas Sumatera Utara
My
= Momen leleh
N
= Gaya aksial
µ
= Koefisien gesek panel-portal, daktilitas struktur
θ
= Sudut yang dibentuk antara tinggi dan panjang dinding pengisi
θp
= Rotasi pasca leleh (rotasi plastis)
θpc
= Rotasi pasca kondisi plastis
θy
= Rotasi leleh
R
= Faktor reduksi gempa, gaya diagonal tekan
rinf
= Panjang diagonal dinding pengisi
S
= Gaya geser
Sa
= Spektral percepatan
Sd
= Spektral perpindahan
T
= Waktu getar bangunan, periode
tinf
= Tebal dinding pengisi
V
= Gaya geser dasar nominal statik ekivalen
Wt
= Berat total bangunan
Wi
= Berat lantai tingkat ke-i
wi
= Lebar ekivalen dinding pengisi
ζ
= Rasio redaman
zi
= Tinggi lantai ke-i diukur dari penjepitan lateral
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ADRS
= Acceleration Displacement Response Spectra
CC
= Corner Crushing
CP
= Collapse Prevention
CSM
= Capasity Spectrum Method
DC
= Diagonal Compression
IO
= Immediate Occupancy
LS
= Life Safety
MDOF
= Multi Degree of Freedom System
SDOF
= Single Degree of Freedom System
SRPM
= Sistem Rangka Pemikul Momen
xvii
Universitas Sumatera Utara
DINDING BATA DARI BEBERAPA NEGARA PADA
BANGUNAN BERTINGKAT DENGAN PUSHOVER
TESIS
Oleh
SRI FRAPANTI
147016002
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
ANALISA PORTAL YANG MEMPERHITUNGKAN KEKAKUAN
DINDING BATA DARI BEBERAPA NEGARA PADA
BANGUNAN BERTINGKAT DENGAN PUSHOVER
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik
dalam Program Studi Magister Teknik Sipil pada Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara
Oleh
SRI FRAPANTI
147016002
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 21 Januari 2016
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
:
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
Anggota
:
Dr. Ade Faisal, ST., M.Sc.
Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE
Dr. Ing. Hotma Panggabean
Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc.
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Penerapan teknologi dan ilmu pengetahuan dalam bidang pembangunan konstruksi
teknik sipil mengalami perkembangan yang pesat dengan berkembangnya zaman
sehingga menuntut kita untuk lebih kreatif terutama dalam hal perancangan struktur.
Di Indonesia, tantangan yang dihadapi dalam kontruksi gedung bertingkat adalah
adanya resiko akibat gempa. Salah satu metode untuk menganalisis beban gempa
adalah analisis pushover. Analisis pushover merupakan prosedur analisis untuk
mengetahui perilaku keruntuhan suatu bangunan terhadap gempa. Penelitian
dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh kekakuan dan kekuatan dinding
dengan melakukan eksperimen kuat tekan dari beberapa tipe batu bata yang diambil
benda uji batu bata dari Lubuk Pakam, Deli Serdang, Sumatera Utara, Indonesia
dengan mengambil data Modulus Elatisitas batu bata dan dibandingkan dengan
beberapa Negara, yaitu Modulus Elastisitas batu bata dari Australia, Eropa dan India.
Struktur bangunan dimodelkan sebagai portal 2 dimensi yang terdiri dari 3 bentang
yaitu Portal berdinding penuh, Portal terbuka dengan menggunakan analisa Pushover
dan bantuan Program ETABS. Hasil analisis dalam penelitian ini menunjukkan
bahwa kontribusi dinding pengisi yang terbuat dari dinding bata mempengaruhi
kekakuan lateral struktur bangunan. Pada bangunan portal berdinding penuh
memiliki nilai kekakuan lebih besar dibandingkan bangunan pada portal. Model
portal berdinding memiliki kekakuan dinding elastis dan kekakuan pasca elastis yang
terbesar sedangkan pada model portal terbuka memiliki nilai terkecil. Semakin tinggi
nilai kuat tekan batu bata maka nilai kekakuan dan gaya geser bangunan akan
semakin besar pula. Nilai kekakuan elastis pada model portal berdinding terbesar
25794,45 kN/m dan. pada model portal terbuka nilai terbesarnya 18082,09 kN/m
pada tipe batu bata 1. Untuk Kekakuan Pasca Elastis pada portal berdinding 19629,30
kN/m dan pada portal terbuka 15317,23 kN/m pada tipe batu bata 1. Dari hasil
analisis pada portal berdinding untuk batu bata negara Australia persentase perubahan
gaya geser dasar terbesar terjadi pada bata 40,79 % lebih kecil terhadap portal terbuka
pada negara India. Pada batu bata semakin besar nilai modulus elastisistas maka
semakin tinggi kekakuan dan kekuatan bangunan dan untuk mendapatkan nilai
modulus elastisitas tinggi pada batu bata dipengaruhi proses pembuatan dan sumber
bahan dasar batu bata. Secara keseluruhan model portal berdinding portal terbuka
memiliki nilai kekuatan dan kekakuan lebih besar pada batu bata tipe 1 dibandingkan
batu bata tipe 2 dan 3. Jadi dinding merupakan salah satu yang mempengaruhi
kekakuan untuk perpindahan arah lateral terutama gaya gempa.
Kata Kunci: Portal terbuka, Portal berdinding, tipe batu bata, analisis pushover,
kekakuan elastis dan pasca elastis, modulus elastisitas.
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Application of technology and science in the field of civil engineering construction
experienced rapid development with the development of the times that requires us to
be more creative, especially in terms of structural design. In Indonesia, the
challenges faced in the construction of multi-storey building is the risk caused by the
earthquake. One method for analyzing seismic pushover analysis. Pushover analysis
is an analysis procedure to determine the behavior of the collapse of a building
against earthquakes. The study was conducted to determine how much influence the
rigidity and strength of the wall by doing experiments compressive strength of several
types of bricks taken the test object bricks of Lubukpakam, Deli Serdang, North
Sumatra, Indonesia by taking the data Modulus of elasticity bricks and compared
with some countries , the modulus of elasticity of bricks from Australia, Europe and
India. The building structure is modeled as a two-dimensional portal that consists of
three spans that full-walled Portal, Portal open using Pushover analysis and
assistance program ETABS. The results of the analysis in this study shows that the
contribution of infill walls made of brick wall affects the lateral stiffness of the
structure. In building a full-walled portal has a stiffness greater than the value of the
buildings on the portal. Walled portal model has an elastic wall stiffness and rigidity
of the largest post-elastic while on the open portal model has the smallest value. The
higher the value of the compressive strength of the bricks, the stiffness and shear
force values of the building will be greater. Value elastic stiffness in the largest
walled portal model 25794.45 kN / m and. on the model of an open portal greatest
value 18082.09 kN / m on the type of brick 1. For Post-Elastic Stiffness in the walled
portal 19629.30 kN / m and the open portal 15317.23 kN / m on the type of brick 1.
From the analysis the portal to the brick-walled country Australia percentage change
in shear force occurs in the largest base of brick 40.79% less against the open portal
on the Indian state. On the larger brick elastisistas modulus value, the higher the
stiffness and strength of the building and to get a high modulus of elasticity in the
affected brick manufacturing process and material resources base of bricks. Overall
walled open portal portal model has a value greater strength and stiffness of the
brick type 1 compared to brick type 2 and 3. Thus, the wall is one that affects the
stiffness for displacement laterally especially seismic forces.
Keywords: open Portal, Portal-walled, brick types, pushover analysis, elastic and
post-elastic stiffness, modulus of elasticity.
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas karunia dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Analisa
Portal yang Memperhitungkan Kekakuan Dinding Bata dari Beberapa Negara
Pada Bangunan Bertingkat Dengan Pushover” sebagai salah satu syarat dalam
menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Teknik Sipil, Konsentrasi
Struktur Bangunan di Universitas Sumatera Utara.
Dalam proses penulisan dan pelaksanaan tesis ini banyak pihak yang telah
turut menyumbangkan pikiran, saran, motivasi, material dan spiritual, untuk itu
penyusun tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang
terhormat:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku dosen Pembimbing I yang telah
banyak meluangkan waktu, tenaga, dan pemikiran untuk memberikan
bimbingan dalam menyelesaikan tesis ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Roesyanto, MSCE , Dr. Ing. Hotma Panggabean dan
Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc sebagai pembanding dan
penguji yang telah memberikan masukan dan saran demi perbaikan tesis ini.
3. Bapak Ir. Rudi Iskandar, MT, selaku Sekretaris Program Studi Magister
Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
iii
Universitas Sumatera Utara
4. Seluruh staf pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil Universitas
Sumatera Utara.
5. Kedua orang tua tercinta yang begitu sabar dan ikhlas terus memberikan
semangat, doa, dan dukungan moril maupun materil.
6. Keluarga tercinta terutama suami H. Surianda Lubis, MA yang begitu sabar
dan ikhlas terus memberikan semangat, doa, dan dukungan moril maupun
materil. Ananda Najiyullah Subhani Lubis, Atqiya Annazfi Lubis, Zaidan
Arham Lubis dan Aliya Syamila Lubis yang turut memotivasi dan mendoakan
umi supaya selesai tesis nya dengan tepat waktu.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, semoga tesis ini
memberikan manfaat bagi pembaca. Demikianlah yang dapat penulis sampaikan
dengan harapan semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya
kepada kita semua. Amin.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Medan,
Desember 2016
Sri Frapanti
147016002
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama
: Sri Frapanti
Alamat
: Jl.Mistar no.76 Medan
Tempat/Tanggal Lahir
: Pangkalan Susu, 23 Januari 1971
No. HP
: 0813 9755 2437
Alamat e-mail
: sri_prafanti@yahoo.co.id
Jenis Kelamin
: Perempuan
Agama
: Islam
Kewarganegaraan
: Indonesia
B. RIWAYAT PENDIDIKAN
1977 – 1983
: SD Alwashliyah Pangkalan Susu
1983 – 1986
: MTsS Alwasahliyah Pangkalan Susu
1986 – 1989
: MAN I Medan
1989 – 1991
: D3 Jurusan Teknik Sipil Politeknik USU Medan
1998 – 2002
: S1 Fakultas Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
2014– 2016
: Magister Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara
C. RIWAYAT PEKERJAAN
1991 – 1996
: Guru Fisika SMA Gajah Mada Medan
1996 – 2002
: Konsultan Teknik di CV. Salman Medan
2015 – Sekarang
: Staf Pengajar Fakultas Teknik Sipil Universitas
Al-Azhar Medan
v
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
Judul Tesis
“ANALISA PORTAL DENGAN MEMPERHITUNGKAN KEKAKUAN
DINDING BATA PADA BANGUNAN BERTINGKAT DENGAN PUSHOVER”
Dengan ini penulis menyatakan bahwa tesis ini disusun sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Magister Teknik pada Program Studi Teknik Sipil Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara adalah benar merupakan hasil karya penulis
sendiri.
Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-bagian
tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan tesis ini, telah penulis cantumkan
sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika penulisan ilmiah.
Apabila di kemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian tesis ini
bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu,
penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang
dan sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.
Medan, 4 Agustus 2016
Penulis,
Sri frapanti
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK .....................................................................................................
i
ABSTRACT .....................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ...................................................................................
iii
RIWAYAT HIDUP .......................................................................................
v
LEMBAR PERNYATAAN ...........................................................................
vi
DAFTAR ISI ...................................................................................................
vii
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................
xiv
DAFTAR NOTASI ........................................................................................
xv
DAFTAR SINGKATAN ...............................................................................
xvii
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................
1
1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................................................
2
1.3 Tujuan Penelitian ..........................................................................
3
1.4 Batasan Masalah............................................................................
3
1.5 Metode Penelitian..........................................................................
4
1.6 Sistematika Pembahasan ...............................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................
6
2.1 Konsep Perencanaan Portal ...........................................................
6
2.2 Bangunan Soft Storey ....................................................................
7
2.3 Konsep Perencanaan Struktur Tahan Gempa ................................
9
2.4 Perencanaan Tahan Gempa Berbasis Kinerja ...............................
11
2.5 Dinding Pengisi .............................................................................
13
2.5.1 Persyaratan yang Standart Untuk Batu Bata ........................
14
vii
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata yang Standar dari
Negara Lain .........................................................................
16
2.6 Diagonal Tekan Ekivalen (Equivalent Diagonal Strut)
Saneinejad-Hobbs .........................................................................
16
2.6.1 Prinsip Analisis ....................................................................
16
2.6.2 Asumsi Dasar .......................................................................
17
2.6.3 Penurunan Rumus ................................................................
20
2.6.3.1 Kondisi Keseimbangan .........................................
20
2.6.3.2 Gaya-gaya Portal ...................................................
21
2.6.3.3 Beban Runtuh ........................................................
21
2.6.3.4 Tegangan Kontak Nominal ...................................
22
2.6.3.5 Panjang Bidang Kontak Portal–Dinding Isi ..........
22
2.6.3.6 Tegangan Kontak ..................................................
24
2.6.3.7 Beban Runtuh Ultimate .........................................
24
2.6.3.8 Beban Lateral Penyebab Retak pada Dinding
Pengisi ...................................................................
25
2.6.3.9 Perpindahan Lateral ..............................................
25
2.6.3.10 Kekakuan (stiffness) ..............................................
25
2.6.4 Metoda Perencanaan Umum ...............................................
26
2.6.4.1 Metoda Dasar ........................................................
26
2.6.4.2 Diagonal Tekan Ekivalen......................................
26
2.6.4.3 Kekakuan Diagonal Tekan Ekivalen ....................
28
2.7 Diagonal Tekan Ekivalen (Equivalent Diagonal Strut)
Berdasarkan FEMA 273 ................................................................
29
2.8 Diagonal Tekan Ekivalen (Equivalent Diagonal Strut)
Berdasarkan Diftesh Das dan CVR Murty (2004) .......................
30
2.9 Konsep Dasar Metoda Analisa Pushover......................................
31
2.9.1 Umum .................................................................................
31
2.9.2 Dasar Teori .........................................................................
32
2.9.3 Prosedur Perhitungan Analisa Pushover ............................
37
2.9.4 Prosedur Cara Kerja Analisa Pushover ..............................
39
2.9.5 Prosedur Analisa Pushover pada ETABS ..........................
40
viii
Universitas Sumatera Utara
2.9.6 Capasity Spectrum Method................................................
42
2.9.7 Kurva Kapasitas .................................................................
43
2.10 Spektrum Kebutuhan (Demand Spectrum) .................................
44
2.11 Metode Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa ....................
45
2.11.1 Metode Statik Ekivalen ..................................................
45
2.11.2 Metode Respon Spektrum ..............................................
50
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................................
52
3.1 Metodologi Penelitian ...................................................................
52
3.2 Bagan Alir Penelitian ....................................................................
56
3.3 Pemodelan Struktur .......................................................................
57
3.4 Analisa Pengujian Propertis Batu Bata ........................................
59
3.5 Tahapan Penelitian ........................................................................
61
3.6 Parameter yang Ditinjau ................................................................
67
BAB IV HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN.....................................
68
4.1 Uji Kuat Tekan Batu Bata .............................................................
69
4.2 Analisa Statik Non Linier Pushover .............................................
70
4.2.1 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) ....................
71
4.2.1.1 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk
Batu BataTipe 1.......................................................
71
4.2.1.2 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk
Batu Bata Tipe 2......................................................
73
4.2.1.3 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk
Batu Bata Tipe 3 .....................................................
75
4.2.2. Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame)
78
4.2.2.1 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah
(Open Frame) pada Batu BataTipe 1 ....................
78
4.2.2.2 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah
(Open Frame) pada Batu BataTipe 2 .....................
80
4.2.2.3 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah
(Open Frame) pada Batu BataTipe 3 .....................
82
ix
Universitas Sumatera Utara
4.3 Perbandingan Batu Bata dengan Analisa Pushover dari Beberapa
Negara ...........................................................................................
85
4.4 Kekakuan.......................................................................................
91
4.4.1 Kekakuan Portal Berdinding Batu Bata pada Tipe 1,2,3 ....
91
4.4.2 Kekakuan Portal Terbuka untuk Batu Bata pada Tipe 1,2,3
92
4.5 Simpangan Target .........................................................................
96
4.6 Gaya Geser Dasar ..........................................................................
97
4.7 Deformasi dari Pushover pada program ETABS ..........................
99
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
101
5.1 Kesimpulan ..................................................................................
101
5.2 Saran..............................................................................................
104
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
105
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
2.1 Kriteria Kinerja ...........................................................................................
12
2.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata dari 3 Negara .....................................
16
2.3 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Ketegori Gedung dan Bangunan.......
46
2.4 Parameter Daktilitas Struktur Gedung ........................................................
46
2.5 Jenis-jenis Tanah .........................................................................................
47
3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Batu Bata..................................................................
61
3.2 Rata-rata Propertis Fisik Bata Merah ..........................................................
63
4.1 Hasil Nilai Kuat Tekan Batu Bata dalam Mpa............................................
69
4.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata ...........................................................
70
4.3 Tabel Pushover Fully Infilled Wall Frame pada Batu Bata Tipe 1.............
73
4.4 Tabel Pushover Fully Infilled Wall Frame pada Batu Bata Tipe 2.............
74
4.5 Tabel Pushover Fully Infilled Wall Frame pada Batu bata tipe 3...............
76
4.6 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 pada Batu Bata Tipe 1 ...........
80
4.7 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 pada Batu Bata Tipe 2 ...........
82
4.8 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 pada Batu Bata Tipe 3 ...........
83
4.9 Perbandingan Pushover pada Portal Berdinding untuk Batu Bata di
Negara Australia, Eropa dan India ..............................................................
87
4.10 Perbandingan Pushover pada Portal terbuka untuk Batu Bata di
Negara Australia, Eropa dan India ..............................................................
90
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
2.1
Struktur Gedung dengan Soft Storey pada Lantai 1 .....................................
8
2.2
Tingkat Kehancuran pada Bangunan ...........................................................
12
2.3
a) Portal isi; b) Penopang Diagonal Bolak-Blik (Saneinejad dan
Hobbs,1995) .................................................................................................
17
2.4
Keseimbangan Gaya pada Portal Isi (Saneinejad dan Hobbs,1995) ............
19
2.5
Faktor Reduksi Kekakuan Dinding Pengisi λ yang Berhubungan dengan
Persentase Bukaan (case B) (Asteris 2003) .................................................
31
2.6
Model Struktur Rangka Bertingkat dengan DOF yang Disederhanakan .....
33
2.7
Konversi Spectrum Desain Elastis Menjadi Format ADRS ATC-40 ..........
39
2.8
Prosedur Analisa Pushover ..........................................................................
40
2.9
Performance Point pada Capacity Spectrum Method ..................................
42
2.10 Kurva Kapasitas ...........................................................................................
43
2.11 Peta Wilayah Gempa Indonesia ...................................................................
48
2.12 Respons Spektrum Gempa Rencan ..............................................................
49
3.1
Bagan Alir Penelitian ...................................................................................
56
3.2
Denah Struktur Bangunan Berdasarkan Grid Portal ....................................
58
3.3
Pemodelan Struktur dengan Kondisi Portal Berdinding dan Portal
Terbuka ........................................................................................................
58
Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan 3 Lantai yang
Berdinding Penuh .........................................................................................
59
Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan 3 Lantai yang
Berdinding Terbuka di Tengah Bentang ......................................................
59
3.6
Propertis Batu Bata Ukuran Batu Bata.........................................................
63
3.7
Spektrum Respon Gempa Zona Gempa 3 ....................................................
64
3.8
Hubungan Momen-Rotasi pada Ujung-Ujung Elemen (Rozman dan
Fajfar, 2009) .................................................................................................
65
Kurva Kapasitas dari Analisis Pushover ......................................................
66
3.10 Kurva Kapasitas Akibat Adanya Dinding dari Analisis Pushover ..............
67
3.4
3.5
3.9
xii
Universitas Sumatera Utara
4.1
Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 1 ........................
72
4.2
Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 2 ........................
74
4.3
Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 3 .........................
76
4.4
Perbandingan Kurva Kapasitas pada Grid 1 dengan Gabungan Beberapa
Tipe Batu Bata (Tipe 1, 2, 3)........................................................................
78
4.5
Kurva Kapasitas Portal Terbuka pada Bentang Tengah pada Batu Bata Tipe 1
79
4.6
Kurva kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada Batu Bata
Tipe 2 ...........................................................................................................
81
Kurva Kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada Batu Bata
Tipe 3 ...........................................................................................................
82
Kurva Kapasitas pada Grid 3 dengan Gabungan Beberapa Tipe Batu Bata
(Tipe 1, 2, 3) .................................................................................................
84
Perbandingan Kurva Kapasitas untuk Portal Berdinding dengan Portal
Terbuka pada Batu Bata untuk Tipe 1, Tipe 2, Tipe 3 .................................
85
4.10 Kurva Kapasitas pada Batu Bata dari 4 Negara yaitu (Australia, Eropa,
India dan Indonesia Khususnya Lubuk Pakam) pada Grid 1 Portal
Berdinding Penuh (M1-G1) .........................................................................
86
4.11 Kurva Pushover pada Batu Bata dari 4 Negara yaitu (Australia, Eropa,
India dan Indonesia Khususnya Lubuk Pakam) pada Grid
(Portal Terbuka) ...........................................................................................
89
4.12 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal Berdinding
(Grid 1) ........................................................................................................
92
4.13 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal Terbuka
(Grid 3) ..........................................................................................................
93
4.7
4.8
4.9
4.14 Perbandingan Diagram Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada
Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe Batu Bata .... 94
4.15 Diagram Perbandingan Kekakuan Bata dari Kekakuan Pasca Elastis
pada Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe
Batu Bata yang Diuji dan Bata dari Negara Australia, Eropa dan India ......
95
4.16 Perbandingan Simpangan Target dengan Beberapa Pemodelan ..................
97
4.17 Perbandingan Gaya Geser Dasar Target dengan Beberapa Pemodelan .......
98
4.18 Batas-Batas Deformasi dengan Pushover pada Portal Berdinding ..............
99
4.19 Batas-Batas Deformasi Pushover pada Portal Berdinding dengan Bentang
Tengah Terbuka ...........................................................................................
100
xiii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Perhitungan beban akibat gaya gravitasi
Lampiran II
Perhitungan gaya geser dasar horizontal total akibat gempa
berdasarkan analisa statik ekivalen
Lampiran III
Perhitungan Dimensi Strut
Lampiran IV
Perhitungan kekakuan diagonal compression strut Saneinejad-Hobbs
(1995)
Lampiran V
Dokumentasi Foto Kegiatan Pengujian Kuat Tekan Batu Bata di
Laboratorium Beton Fakultas Teknik Sipil USU
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
a
= Lebar efektif strut
α
= Prosentase panjang bidang kontak dari tinggi atau lebar panel, sub-skrip
c = kolom dan b = balok
β0
= Nominal atau batas atas (upper-bound)
C
= Gaya normal pada bidang kontak
C1
= Nilai faktor respons gempa
∆
= Simpangan, perpindahan
E
= Modulus elastisitas
ɛc
= Regangan pada tegangan maksimum
F
= Gaya geser, sub-skrip c = kolom dan b = balok
fc
= Tegangan tekan efektif dari dinding pengisi
f'c
= Kuat tekn beton
Fi
= Gaya lateral yang bekerja pada lantai ke-i
H
= Tinggi struktur bangunan
h
= Tinggi as ke as panel, lebar struktur
h'
= Tinggi bersih panel
I
= Faktor keutamaan, Inersia
I1
= Faktor keutamaan untuk menyesuaikan perode ulang gempa berkaitan
dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung
I2
= Faktor keutamaan untuk menyelesaikan perode ulang gempa berkaitan
dengan penyesuaian umur gedung tersebut
K
= Kekakuan
l
= Lebar as ke as panel, lebar struktur
l'
= Lebar bersih panel
λ1
= Koefisien yang digunakan untuk menentukan lebar efektif strut
Mn
= Momen nominal
Mp
= Momen plastis
xv
Universitas Sumatera Utara
My
= Momen leleh
N
= Gaya aksial
µ
= Koefisien gesek panel-portal, daktilitas struktur
θ
= Sudut yang dibentuk antara tinggi dan panjang dinding pengisi
θp
= Rotasi pasca leleh (rotasi plastis)
θpc
= Rotasi pasca kondisi plastis
θy
= Rotasi leleh
R
= Faktor reduksi gempa, gaya diagonal tekan
rinf
= Panjang diagonal dinding pengisi
S
= Gaya geser
Sa
= Spektral percepatan
Sd
= Spektral perpindahan
T
= Waktu getar bangunan, periode
tinf
= Tebal dinding pengisi
V
= Gaya geser dasar nominal statik ekivalen
Wt
= Berat total bangunan
Wi
= Berat lantai tingkat ke-i
wi
= Lebar ekivalen dinding pengisi
ζ
= Rasio redaman
zi
= Tinggi lantai ke-i diukur dari penjepitan lateral
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ADRS
= Acceleration Displacement Response Spectra
CC
= Corner Crushing
CP
= Collapse Prevention
CSM
= Capasity Spectrum Method
DC
= Diagonal Compression
IO
= Immediate Occupancy
LS
= Life Safety
MDOF
= Multi Degree of Freedom System
SDOF
= Single Degree of Freedom System
SRPM
= Sistem Rangka Pemikul Momen
xvii
Universitas Sumatera Utara