Analisis Dinamik Ragam Spektrum Respons Gedung Tidak Beraturan Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05.

(1)

Universitas Kristen Maranatha vii

ANALISIS DINAMIK RAGAM SPEKTRUM RESPONS

GEDUNG TIDAK BERATURAN DENGAN

MENGGUNAKAN SNI 03-1726-2002 DAN ASCE 7-05

Jufri Vincensius Chandra NRP : 9921071

Pembimbing : Anang Kristianto, ST., MT FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS KRISTEN MARANTHA BANDUNG

ABSTRAK

Indonesia merupakan daerah kepulauan yang diapit lempeng Eropa Asia – Australia di Barat-Selatan serta lempeng Pasifik dan Philipina dibagian

Timur-Utara. Indonesia terletak di daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko bencana perlu konstruksi bangunan tahan gempa.

Maksud penulisan adalah untuk membandingkan analisis statik dan dinamik ragam spektrum respon pada model bangunan tinggi tidak beraturan, berdasarkan ‘Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung, SNI 03-1726-2002” dan “Minimun design loads for buildings and other structures, ASCE 7-05”.

Berkaitan dengan itu maka dimodelkan gedung tidak beraturan, dengan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Model gedung terletak diwilayah gempa 6 dengan jenis tanah lunak.

Perhitungan analisis statik dan dinamik dilakukan sesuai dengan SNI 03-1726-2002, dan ASCE 7-05. ASCE 7-05 disini dibagi 2 bagian, yaitu dengan k=2, dan k=interpolasi, pada rumus gaya lateral ekuivalen.

Dari hasil analisis dinamik diperoleh gaya lateral tiap lantai, simpangan antar lantai, kinerja batas layan, kinerja batas ultimit, dan luas tulangan lentur dan luas tulangan geser pada balok. Maka gaya lateral tiap lantai SNI 1726 pada lantai dasar persentase selisih lebih besar 69,2%-69,37% dibanding ASCE 7-05, dan pada lantai paling atas SNI 1726 lebih kecil 15,3%-15,4% dibanding ASCE 7-05. Simpangan antar lantai pada persentase selisih SNI 1726 lebih kecil 11,43%-12,89% dibanding ASCE 7-05. Kinerja batas layan persentase selisih SNI 1726 lebih kecil 12,83%-12,89% dari ASCE 7-05. Kinerja batas layan ultimit pada SNI 1726 lebih kecil 6,19%-6,25%. Sedangkan persentase selisih luas tulangan lentur dan luas tulangan geser berdasarkan SNI 1726 lebih kecil 1,14%-17,31%, dan 2,38%-12% daripada ASCE 7-05.

(2)

Universitas Kristen Maranatha viii

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL ... i

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... ii

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN TUGAS AKHIR ... v

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ... xviii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 2

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 3

1.4 Sistematika Pembahasan ... 3

BAB 2 TINJAUAN LITERATUR 2.1 Gempa Bumi ... 5

2.2 Spektrum Respons ... 5

2.3 Respon Dinamik Bangunan ... 6

2.4 Desain Tahan Gempa Bangunan Beton Bertulang ... 6

2.4.1 Perencanaan Umum ... 7

2.4.2 Perencanaan Struktur Gedung Tidak Beraturan ... 15

2.4.3 Analisis Statik Ekuivalen ... 16

2.4.4 Analisis Ragam Spektrum Respons ... 17

2.4.5 Kinerja Batas Struktur Gedung ... 18

BAB 3 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN 3.1 Model Struktur Gedung Tidak Beraturan ... 20

3.1.1. Pendimensian Pelat, Balok, dan Kolom ... 21

a. Menentukan Tebal Pelat ... 21

b. Desain Preliminari Balok ... 22

c. Desain Kolom ... 23

3.1.2. Data Gedung ... 28

3.1.3. Beban-beban yang Bekerja ... 28

3.1.4. Data Gempa ... 29

3.2 Analisa Berat Struktur ... 31

3.2.1. Berat Struktur ... 31

3.2.2. Beban Lainnya ... 34

3.2.3. Total Berat Struktur ... 34

(3)

Universitas Kristen Maranatha ix

3.4 Prosedur Ragam Spektrum Respons Berdasarkan SNI 03-1726-2002 ... 38

3.4.1 Gaya Geser Dasar ... 38

3.4.2 Gaya Lateral Ekuivalen ... 39

3.5 Prosedur Ragam Spektrum Respons Berdasarkan ASCE 7-05 ... 41

3.5.1 Prosedur Ragam Spektrum Respons ASCE 7-05 (k=2) ... 42

a. Gaya Geser Dasar ... 42

b. Gaya Lateral Ekuivalen ... 42

3.5.2 Prosedur Ragam Spektrum Respons ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 44

a. Gaya Geser Dasar ... 44

b. Gaya Lateral Ekuivalen ... 45

BAB 4 ANALISIS STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN 4.1 Gaya Geser Statik Ekuivalen dan Dinamik ... 47

4.2 Analisis Simpangan Antar Tingkat ... 58

4.3 Analisis Kinerja Batas Layan ... 63

4.4 Analisis Luas Tulangan Lentur dan Tulangan Geser ... 82

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 101

5.2 Saran ... 102

DAFTAR PUSTAKA ... 103

(4)

Universitas Kristen Maranatha x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Daerah Gempa Kepulauan Indonesia ... 1

Gambar 2.1 Wilayah Gempa Indonesia dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar dengan Perioda Ulang 500 Tahun ... 12

Gambar 2.2 Respons Spektrum Gempa Rencana ... 14

Gambar 3.1 Model Struktur Gedung Tidak Beraturan ... 20

Gambar 3.2 Denah Struktur Gedung Tidak Beraturan ... 30

Gambar 3.3 Elemen Struktur yang Masuk Kedalam Perhitungan Berat Lantai Dasar, tipikal Lantai, dan Lantai Atap ... 31

Gambar 3.4 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa 6 arah Utara-Selatan ... 36

Gambar 3.5 Respon Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa 6 arah Barat-Timur ... 37

Gambar 4.1 Gaya Lateral Ekuivalen arah Utara-Selatan (statik) ... 53

Gambar 4.2 Gaya Lateral Ekuivalen arah Barat-Timur (statik) ... 53

Gambar 4.3 Gaya Lateral Ekuivalen arah Utara-Selatan (dinamik) ... 54

Gambar 4.4 Gaya Lateral Ekuivalen arah Barat-Timur (dinamik) ... 54

Gambar 4.5 Gaya Lateral Statik dan Dinamik pada arah Utara-Selatan ... 55

Gambar 4.6 Gaya Lateral Statik dan Dinamik pada arah Barat-Timur ... 55

Gambar 4.7 Gaya Lateral Statik dan Dinamik pada arah Utara-Selatan ... 56

Gambar 4.8 Gaya Lateral Statik dan Dinamik pada arah Barat-Timur ... 56

Gambar 4.9 Gaya Lateral Statik dan Dinamik pada arah Utara-Selatan ... 57

Gambar 4.10 Gaya Lateral Statik dan Dinamik pada arah Barat-Timur ... 57

Gambar 4.11 Luas Tulangan Lentur (tulangan atas lapangan) ... 95

Gambar 4.12 Luas Tulangan Lentur (tulangan bawah lapangan) ... 95

Gambar 4.13 Luas Tulangan Lentur (tulangan atas tumpuan) ... 96

Gambar 4.14 Luas Tulangan Lentur (tulangan bawah tumpuan) ... 96

Gambar 4.15 Luas Tulangan Geser (tulangan lapangan) ... 97

Gambar 4.16 Luas Tulangan Geser (tulangan tumpuan) ... 97

Gambar 4.17 Luas Tulangan Lentur (tulangan atas lapangan) ... 98

Gambar 4.18 Luas Tulangan Lentur (tulangan bawah lapangan) ... 98

Gambar 4.19 Luas Tulangan Lentur (tulangan atas tumpuan) ... 99

Gambar 4.20 Luas Tulangan Lentur (tulangan bawah tumpuan) ... 99

Gambar 4.21 Luas Tulangan Geser (tulangan lapangan) ... 100

(5)

Universitas Kristen Maranatha xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan ... 8

Tabel 2.2 Faktor Daktilitas Maksimum, Faktor Reduksi Gempa Maksimum, Faktor Tahanan lebih Struktur, dan Faktor Tahanan lebih Total beberapa Jenis Sistem dan Subsistem Struktur Gedung ... 10

Tabel 2.3 Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Puncak Muka Tanah untuk masing-masing Wilayah Gempa Indonesia ... 12

Tabel 2.4 Spektrum Respons Gempa Rencana ... 13

Tabel 2.5 Perbandingan Rumus Gaya Lateral ... 16

Tabel 2.6 Perbedaan Faktor-faktor lainnya ... 17

Tabel 3.1 Berat Struktur per Lantai ... 35

Tabel 3.2 Gaya Lateral Ekuivalen dan Gaya Geser per Lantai Arah Utara-Selatan ... 40

Tabel 3.3 Gaya Lateral Ekuivalen dan Gaya Geser per Lantai Barat-Timur ... 40

Tabel 3.4 Gaya Lateral Ekuivalen dan Gaya Geser per Lantai Arah Utara-Selatan (k=2) ... 43

Tabel 3.5 Gaya Lateral Ekuivalen dan Gaya Geser per Lantai Barat-Timur (k=2) ... 44

Tabel 3.6 Gaya Lateral Ekuivalen dan Gaya Geser per Lantai Arah Utara-Selatan (k=interpolasi) ... 46

Tabel 3.7 Gaya Lateral Ekuivalen dan Gaya Geser per Lantai Barat-Timur (k=interpolasi) ... 46

Tabel 4.1 Gaya Lateral Ekuivalen Statik ... 47

Tabel 4.2 Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik ... 48

Tabel 4.3 Persentase Gaya Lateral Ekuivalen Statik SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 49

Tabel 4.4 Persentase Gaya Lateral Ekuivalen Statik SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 50

Tabel 4.5 Persentase Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 51

Tabel 4.6 Persentase Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 52

Tabel 4.7 Simpangan Antar Tingkat Analisis Statik ... 58

Tabel 4.8 Simpangan Antar Tingkat Analisis Dinamik ... 59

Tabel 4.9 Persentase Simpangan Antar Tingkat Analisis Statik, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 60

Tabel 4.10 Persentase Simpangan Antar Tingkat Analisis Statik, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 61

Tabel 4.11 Persentase Simpangan Antar Tingkat Analisis Dinamik, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 62

Tabel 4.12 Persentase Simpangan Antar Tingkat Analisis Dinamik, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 63

(6)

Universitas Kristen Maranatha xii

Tabel 4.13 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Utara-Selatan ... 64

Tabel 4.14 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Utara-Selatan ... 65

Tabel 4.15 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Barat-Timur ... 65

Tabel 4.16 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Barat-Timur ... 66

Tabel 4.17 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Utara-Selatan (k=2) ... 67

Tabel 4.18 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Utara-Selatan (k=2) ... 67

Tabel 4.19 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Barat-Timur (k=2) ... 68

Tabel 4.20 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Barat-Timur (k=2) ... 68

Tabel 4.21 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Utara-Selatan (k=interpolasi) ... 69

Tabel 4.22 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Utara-Selatan (k= interpolasi) ... 69

Tabel 4.23 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Barat-Timur (k= interpolasi) ... 70

Tabel 4.24 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Barat-Timur (k= interpolasi) ... 70

Tabel 4.25 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Utara-Selatan ... 71

Tabel 4.26 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Utara-Selatan ... 71

Tabel 4.27 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Barat-Timur ... 72

Tabel 4.28 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Barat-Timur ... 72

Tabel 4.29 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Utara-Selatan ... 73

Tabel 4.30 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Utara-Selatan ... 73

Tabel 4.31 Analisis Δs Akibat Gempa Arah Barat-Timur ... 74

Tabel 4.32 Analisis Δm Akibat Gempa Arah Barat-Timur ... 74

Tabel 4.33 Persentase Analisis Δs akibat Gempa arah Utara-Selatan, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 75

Tabel 4.34 Persentase Analisis Δm akibat Gempa arah Utara-Selatan, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 75

Tabel 4.35 Persentase Analisis Δs akibat Gempa arah Barat-Timur, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 76

Tabel 4.36 Persentase Analisis Δm akibat Gempa arah Barat-Timur, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 76

Tabel 4.37 Persentase Analisis Δs akibat Gempa arah Utara-Selatan, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 77

Tabel 4.38 Persentase Analisis Δm akibat Gempa arah Utara-Selatan, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k= interpolasi) ... 77

Tabel 4.39 Persentase Analisis Δs akibat Gempa arah Barat-Timur, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k= interpolasi) ... 78

Tabel 4.40 Persentase Analisis Δm akibat Gempa arah Barat-Timur, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k= interpolasi) ... 78

Tabel 4.41 Persentase Analisis Δs akibat Gempa arah Utara-Selatan, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 ... 79

Tabel 4.42 Persentase Analisis Δm akibat Gempa arah Utara-Selatan, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 ... 80

Tabel 4.43 Persentase Analisis Δs akibat Gempa arah Barat-Timur, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 ... 81

Tabel 4.44 Persentase Analisis Δm akibat Gempa arah Barat-Timur, SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 ... 81

Tabel 4.45 Luas Tulangan Lentur Statik ... 83

Tabel 4.46 Luas Tulangan Lentur Dinamik ... 85

(7)

Universitas Kristen Maranatha xiii Tabel 4.48 Luas Tulangan Geser Dinamik ... 88 Tabel 4.49 Persentase Luas Tulangan Lentur Analisis Statik,

SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 89 Tabel 4.50 Persentase Luas Tulangan Lentur Analisis Statik,

SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 90 Tabel 4.51 Persentase Luas Tulangan Geser Analisis Statik,

SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=2) ... 91 Tabel 4.52 Persentase Luas Tulangan Geser Analisis Statik,

SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 92 Tabel 4.53 Persentase Luas Tulangan Lentur Analisis Dinamik antara,

SNI 03-1726-2002 terhadap ASCE 7-05 ... 93 Tabel 4.54 Persentase Luas Tulangan Geser Analisis Dinamik antara,

(8)

Universitas Kristen Maranatha xiv

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

Am Percepatan respons maksimum atau Faktor Respons Gempa

Maksimum pada Spektrum Respons Gempa Rencana.

Ao Percepatan puncak muka tanah akibat pengaruh gempa rencana. Ar Pembilang dalam persamaan hiperbola Faktor Respons Gempa C ASCE American Society of Civil Engineers.

C Faktor respons gempa dinyatakan dalam percepatan gravitasi. C1 Nilai faktor respons gempa yang didapat dari spektrum respons

gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental dari struktur gedung.

DL Dead Load (beban mati)

ETABS Extendeed Three Dimensional Analysis of Building. f’c Kuat tekan beton.

Fi Beban gempa nominal statik ekuivalen. Fy Tegangan leleh material.

g Percepatan gravitasi

hi Ketinggian lantai tingkat ke-i, diukur dari taraf penjepitan lateral. I Faktor keutamaan gedung.

I1 Faktor keutamaan gedung untuk perioda ulang gempa.

I2 Faktor keutamaan berkaitan dengan penyesuaian umur gedung. k Eksponen yang terkait untuk periode struktur.

LL Live load (beban hidup)

n Nomor lantai tingkat paling atas (lantai puncak). R Faktor reduksi gempa.

Rm Faktor reduksi gempa maksimum. SNI Standar nasional Indonesia.

SR Skala Richter

SRPMK Sistem rangka pemikul momen khusus. T Waktu getar alami struktur.

Tc Waktu getar alami sudut.

V Beban (gaya) geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh gempa rencana.

Vt Gaya geser dasar nominal yang didapat dari hasil analisis ragam spektrum respons yang telah dilakukan.

V1 Gaya geser dasar nominal sebagai respons dinamik ragam yang pertama saja.

Wi Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai. Wt Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai Δm Kinerja batas layan ultimit.

Δs Kinerja batas layan.

µ Faktor daktilitas struktur gedung. µm Faktor daktilitas maksimum.

(9)

Universitas Kristen Maranatha xv δm Rasio antara simpangan maksimum struktur gedung akibat

pengaruh gempa rencana pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan.

δy Simpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama.

(10)

Universitas Kristen Maranatha xvi

DAFTAR LAMPIRAN

L1.1 Design Coefficients and Factors for Seismic Force-Resisting Systems.. 105

L1.2 Vertical Distribution of Seismic Forces ... 108

L1.3 Scalling Design Values of Combined Response ... 109

L1.4 Story Drift Determination ... 110

L2.1 Kode Balok dan Kolom ... 111

L3.1 Tampilan awal program ... 112

L3.2 Pemilihan material desain ... 112

L3.3 Desain Kolom ... 113

L3.4 Desain Balok ... 113

L3.5 Desain Pelat ... 114

L3.6 Grafik Respons Spektrum ... 114

L3.7 Pembebanan ... 115

L3.8 Respons Spektrum ... 115

L3.9 Kombinasi pembebanan ... 116

L3.10 Mass Source ... 116

L3.11 Beban Balok Tepi dan Beban mati pelat lantai ... 117

L3.12 Mode Shape ... 117

L3.13 Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik, berdasarkan SNI 03-1726-2002 Arah Utara-Selatan ... 118

L3.14 Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik, berdasarkan SNI 03-1726-2002 Arah Barat-Timur ... 118

L4.1 Grafik perbandingan gaya geser gedung statik dan dinamik berdasarkan SNI 03-1726-2002 ... 119

L4.2 Grafik perbandingan gaya geser gedung statik dan dinamik berdasarkan ASCE 7-05 (k=2) ... 120

L4.3 Grafik perbandingan gaya geser gedung statik dan dinamik berdasarkan ASCE 7-05 (k=interpolasi) ... 121

(11)

Universitas Kristen Maranatha 104

DAFTAR LAMPIRAN

L.1 Tabel dan Rumus ASCE 7-05 L.2 Denah Struktur

L.3 Program ETABS

(12)

Universitas Kristen Maranatha 105

LAMPIRAN I

TABEL DAN RUMUS ASCE 7-05

(13)

(14)

(15)

Universitas Kristen Maranatha 108

(16)

Universitas Kristen Maranatha 109

(17)

Universitas Kristen Maranatha 110

(18)

Universitas Kristen Maranatha 111

LAMPIRAN II DENAH STRUKTUR

(19)

Universitas Kristen Maranatha 112

LAMPIRAN III PROGRAM ETABS

L3.1 Tampilan awal program

(20)

Universitas Kristen Maranatha 113

L3.3 Desain Kolom

(21)

Universitas Kristen Maranatha 114

L3.5 Desain Pelat

(22)

Universitas Kristen Maranatha 115

L3.7 Pembebanan

(23)

Universitas Kristen Maranatha 116

L3.9 Kombinasi pembebanan

(24)

Universitas Kristen Maranatha 117

L3.11 Beban Balok Tepi dan Beban mati pelat lantai

(25)

Universitas Kristen Maranatha 118

L3.13 Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik, berdasarkan SNI 03-1726-2002 Arah Utara-Selatan

L3.14 Gaya Lateral Ekuivalen Dinamik, berdasarkan SNI 03-1726-2002 Arah Barat-Timur

(26)

Universitas Kristen Maranatha 119

LAMPIRAN IV

GRAFIK PERBANDINGAN GAYA GESER GEDUNG STATIK DAN DINAMIK

L4.1 Grafik perbandingan gaya geser gedung statik dan dinamik berdasarkan SNI 03-1726-2002

Gaya Geser Statik dan Dinamik pada Arah Utara-Selatan

Gaya Geser Statik dan Dinamik pada Arah Barat-Timur

Berdasarkan grafik gaya geser gedung SNI 03-1726-2002, analisis dinamik lebih kecil daripada analisis statik.

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Gaya Geser Gedung

SNI 03-1726-2002 (statik) SNI 03-1726-2002 (dinamik)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Gaya Geser Gedung

(27)

Universitas Kristen Maranatha 120

L4.2 Grafik perbandingan gaya geser gedung statik dan dinamik berdasarkan ASCE 7-05 (k=2)

Gaya Geser Statik dan Dinamik pada Arah Utara-Selatan

Gaya Geser Statik dan Dinamik pada Arah Barat-Timur

Berdasarkan grafik gaya geser gedung ASCE 7-05 (k=2), analisis dinamik lebih kecil daripada analisis statik.

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Gaya Geser Gedung

ASCE 7-05, k=2 (statik) ASCE 7-05, k=2 (dinamik)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Gaya Geser Gedung

(28)

Universitas Kristen Maranatha 121

L4.3 Grafik perbandingan gaya geser gedung statik dan dinamik berdasarkan ASCE 7-05 (k=interpolasi)

Gaya Geser Statik dan Dinamik pada Arah Utara-Selatan

Gaya Geser Statik dan Dinamik pada Arah Barat-Timur

Berdasarkan grafik gaya geser gedung ASCE 7-05 (k=interpolasi), analisis dinamik lebih kecil daripada analisis statik.

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Gaya Geser Gedung

ASCE 7-05, k=interpolasi (statik) ASCE 7-05, k=interpolasi (dinamik)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Gaya Geser Gedung

(29)

Universitas Kristen Mara

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupak Eropa Asia – Australia dibagian Timur-Utara (G mengakibatkan proses g sepanjang patahan/sesar. laut terganggu secara ve yang kuat adalah conto meliputi sebuah cakupan karakteristik perilaku.

Gamba

aranatha

BAB 1

PENDAHULUAN

pakan daerah kepulauan yang diapit lia di Barat-Selatan serta lempeng Pasifik da

(Gambar 1.1). Pergeseran antara lempeng terse s gempa terjadi di suatu titik kedalaman da sar. Jika bidang patahan terjadi didasar laut ke vertikal maupun horizontal, dan terutama ger ntoh dari pembebanan siklik yang tidak bera pan yang utuh dari karakteristik dan regangan

bar 1.1 Peta Lempeng Kepulauan Indonesia

1 it lempeng dan Philipina tersebut dapat dan menjalar kestabilan air gerakan tanah eraturan yang an geser serta

(30)

Universitas Kristen Maranatha 2 Banyak hal dan teori yang telah dapat dipelajari tentang peristiwa gempa, sehingga pengetahuan tentang kegempaan telah mengalami banyak kemajuan, namun ternyata masih banyak hal-hal mengenai gempa, termasuk pengaruh gempa terhadap bangunan yang masih perlu dipelajari dan diteliti lebih dalam. Hal ini tentunya tidak lepas dari kompleksnya masalah bangunan tahan gempa dan tidak dapat diprediksinya peristiwa gempa itu sendiri.

Indonesia terletak di daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko bencana perlu konstruksi bangunan tahan gempa. Berdasarkan data gempa bumi yang ada, tahun 2004, tercatat beberapa gempa besar di Indonesia yaitu di kepulauan Alor (11 November, skala 7.5 SR), gempa Papua (26 November, skala 7.1 SR) dan gempa Aceh (26 Desember, skala 9.2 SR) yang disertai tsunami. Gempa Aceh menjadi yang terbesar pada abad ini setelah gempa Alaska 1964 (Kerry Sieh 2004). Maka bangunan yang dibangun pada daerah rawan gempa harus direncanakan mampu bertahan terhadap gempa.

Besarnya dampak gempa bumi terhadap bangunan bergantung pada beberapa hal; diantaranya adalah skala gempa, jarak episenter, mekanisme sumber, jenis lapisan tanah di lokasi bangunan dan kualitas bangunan. Perencanaan tahan gempa umumnya didasarkan pada analisa struktur elastis yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi batas (ultimate). Kenyataannya, perilaku runtuh bangunan saat gempa adalah inelastis. Evaluasi untuk memperkirakan kondisi inelastis bangunan saat gempa perlu dilakukan untuk memastikan bahwa kinerja Struktur memuaskan saat terjadi gempa.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan adalah untuk membandingkan analisis statik dan dinamik ragam spektrum respon pada model bangunan tinggi tidak beraturan, berdasarkan

‘Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung, SNI

03-1726-2002” dan “Minimum design loads for buildings and other structures,

(31)

Universitas Kristen Maranatha 3

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian dibatasi sebagai berikut:

a. Direncanakan model gedung berlantai 15, kategori bangunan tidak beraturan, dengan fungsi gedung sebagai kantor.

b. Dinding gedung hanya ada pada balok tepi. c. Beban tangga dan lift di abaikan.

d. Bangunan gedung terletak di wilayah gempa 6, dengan jenis tanah lunak. e. Sistem struktur gedung menggunakan sistem rangka pemikul momen

khusus (SRPMK) beton bertulang.

1.4 Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan dalam membuat Tugas Akhir ini dibagi dalam 5 (lima) bab, yang ringkasan isinya dari masing-masing bab menguraikan sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini diuraikan dasar pengambilan judul dan garis besar isi tugas akhir ini, yang meliputi latar belakang masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN LITERATUR

Bab ini berisi dasar teori tentang pengertian gempa bumi, spektrum respon, respon dinamik, perencanaan desain tahan gempa pada bangunan beton bertulang, serta tinjauan peraturan.

BAB 3 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

Bab ini memuat perhitungan untuk mendesain model struktur gedung tinggi tidak beraturan, serta prosedur ragam spektrum respon, berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05, yang diaplikasikan dengan program ETABS.

(32)

Universitas Kristen Maranatha 4 BAB 4 ANALISIS STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi analisis perhitungan yang meliputi gaya geser statik ekuivalen, simpangan antar tingkat, rasio simpangan antar tingkat, luas tulangan, dan kinerja batas layan, berdasarkan SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab yang terakhir yang berisi kesimpulan dan saran yang dapat diambil dari bab-bab sebelumnya.

(33)

Universitas Kristen Maranatha 101

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil analisis statik dan analisis dinamik pada struktur gedung bertingkat tinggi dengan tipe bangunan gedung tidak beraturan, seperti pada Gambar 3.1, sebagai studi kasus didapat beberapa kesimpulan sebagai berikut.

Bila dianalisis dari gaya lateral ekuivalen berdasarkan perhitungan dengan SNI 1726 diperoleh gaya lateral yang bekerja pada lantai 1-9 lebih besar 4,17%-89,35% terhadap ASCE 7-05 (k=2), dan pada lantai 10-15 SNI 1726 lebih kecil 6,48%-59,71% dibanding ASCE 7-05 (k=2). Sedangkan untuk ASCE 7-05 menggunakan k interpolasi, didapat lantai 1-8 SNI 1726 lebih besar 3,64%-72,75%, dan untuk lantai 9-15 SNI 1726 lebih kecil 1,96%-38,75%. Untuk analisis dinamik perbedaan persentase berkisar 4,53%-69,37% antara SNI 1726 dengan ASCE 7-05.

Simpangan antar tingkat berdasarkan hasil analisis statik yang didapat maka, SNI 1726 memberikan hasil simpangan antar gedung lebih kecil antara 8,34%-8,48% untuk lantai dasar, dan 43,12%-44,15% pada lantai paling atas terhadap ASCE 7-05 (k=2). Sedangkan antara SNI 1726 dengan ASCE 7-05 (k=interpolasi) pada lantai dasar lebih kecil 7,81%-7,84% dan pada lantai paling atas lebih kecil 27,05%-28,75%. Sedangkan untuk analisis dinamik hasil yg didapat antara SNI 1726 terhadap ASCE 7-05, pada lantai dasar lebih kecil 12,83%-12,89%, sedangkan pada lantai paling atas lebih kecil 11,43%-11,64%. Pada analisis dinamik simpangan antar tingkat hasil ASCE 7-05 untuk k=2 dan k=interpolasi adalah sama.

Kinerja batas layan antara SNI 1726 terhadap ASCE 7-05 (k=2) lebih kecil antara 1,97%-34,7% untuk arah utara-selatan, dan lebih kecil antara 2,1%-35,67% untuk arah barat-timur. Sedangkan antara SNI 1726 terhadap ASCE 7-05 (k=interpolasi) lebih kecil antara 1,49%-21,17% untuk arah utara-selatan, dan lebih kecil 1,47%-20,45% untuk arah barat-timur. Sedangkan untuk analisis

(34)

Universitas Kristen Maranatha 102 dinamik didapat SNI 1726 lebih kecil 12,69%-12,83% dari ASCE 7-05. Pada analisis dinamik kinerja batas layan hasil ASCE 7-05 untuk k=2 dan k=interpolasi adalah sama.

Analisis perbandingan luas tulangan lentur dan geser, analisis menggunakan rumus dan faktor-faktor lainnya berdasarkan SNI 1726, didapat luas tulangan lentur dan geser yang lebih kecil antara 1,14%-61,78% dibandingkan dengan ASCE 7-05. Sedangkan berdasarkan analisis dinamik hasil yang diperoleh antara SNI 1726 dan ASCE 7-05 berkisar antara 1,14%-17,31%. Pada analisis dinamik luas tulangan lentur dan geser hasil ASCE 7-05 untuk k=2 dan k=interpolasi adalah sama.

5.2 Saran

Analisis dengan perbandingan peraturan SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05 dapat dilakukan lebih lanjut lagi, untuk tipe gedung yang lebih tinggi dari model dalam skripsi ini. Juga diperlukan analisis push-over statik ekuivalen untuk melihat lebih jauh perbedaan pola keruntuhan diantara 2 peraturan tersebut.

(35)

Universitas Kristen Maranatha 103

DAFTAR PUSTAKA

1. American Society of Civil Engineers, 2005, Minimun Design Loads for

Buildings and Other Structures, ASCE STANDARD, ASCE/SEI 7-05.

2. SNI 03-1726-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

3. SNI 03-2847-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk

Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

4. Naeim, F., 1989, The Seismic Design Handbook, Structural Engineering Series, Van Nostrand Reinhold, New York.

5. Purwono, R., 2005, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, ITS Press, Surabaya.

(1)

Banyak hal dan teori yang telah dapat dipelajari tentang peristiwa gempa, sehingga pengetahuan tentang kegempaan telah mengalami banyak kemajuan, namun ternyata masih banyak hal-hal mengenai gempa, termasuk pengaruh gempa terhadap bangunan yang masih perlu dipelajari dan diteliti lebih dalam. Hal ini tentunya tidak lepas dari kompleksnya masalah bangunan tahan gempa dan tidak dapat diprediksinya peristiwa gempa itu sendiri.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penulisan adalah untuk membandingkan analisis statik dan dinamik ragam spektrum respon pada model bangunan tinggi tidak beraturan, berdasarkan ‘Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung, SNI 03-1726-2002” dan “Minimum design loads for buildings and other structures,

(2)

Universitas Kristen Maranatha 3 1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian dibatasi sebagai berikut:

a. Direncanakan model gedung berlantai 15, kategori bangunan tidak beraturan, dengan fungsi gedung sebagai kantor.

b. Dinding gedung hanya ada pada balok tepi. c. Beban tangga dan lift di abaikan.

d. Bangunan gedung terletak di wilayah gempa 6, dengan jenis tanah lunak. e. Sistem struktur gedung menggunakan sistem rangka pemikul momen

khusus (SRPMK) beton bertulang.

1.4 Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan dalam membuat Tugas Akhir ini dibagi dalam 5 (lima) bab, yang ringkasan isinya dari masing-masing bab menguraikan sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini diuraikan dasar pengambilan judul dan garis besar isi tugas akhir ini, yang meliputi latar belakang masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN LITERATUR

Bab ini berisi dasar teori tentang pengertian gempa bumi, spektrum respon, respon dinamik, perencanaan desain tahan gempa pada bangunan beton bertulang, serta tinjauan peraturan.

BAB 3 STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

(3)

BAB 4 ANALISIS STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab yang terakhir yang berisi kesimpulan dan saran yang dapat diambil dari bab-bab sebelumnya.

(4)

Universitas Kristen Maranatha 101

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

(5)

dinamik didapat SNI 1726 lebih kecil 12,69%-12,83% dari ASCE 7-05. Pada analisis dinamik kinerja batas layan hasil ASCE 7-05 untuk k=2 dan k=interpolasi adalah sama.

5.2 Saran

(6)

Universitas Kristen Maranatha 103

DAFTAR PUSTAKA

1. American Society of Civil Engineers, 2005, Minimun Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE STANDARD, ASCE/SEI 7-05.

2. SNI 03-1726-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

3. SNI 03-2847-2002, 2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

4. Naeim, F., 1989, The Seismic Design Handbook, Structural Engineering Series, Van Nostrand Reinhold, New York.

5. Purwono, R., 2005, Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, ITS Press, Surabaya.

Analisis Dinamik Ragam Spektrum Respons Gedung Tidak Beraturan Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan ASCE 7-05.