Analisis Bangunan Rumah Tinggal Kayu Gewang Akibat Beban Gempa.

(1)

viii Universitas Kristen Maranatha

ANALISIS BANGUNAN RUMAH TINGGAL KAYU

GEWANG AKIBAT BEBAN GEMPA

Jobel Julio NRP : 1021043

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

ABSTRAK

Kepulauan Indonesia adalah kepulauan yang berada pada daerah yang mempunyai aktifitas gempa bumi yang cukup tinggi karena kepulauan Indonesia berada pada empat lempeng utama dunia dan berada pada dua jalur gempa dunia. Konsep bangunan tahan gempa pada dasarnya adalah suatu upaya untuk membuat elemen menjadi satu kesatuan yang utuh akibat adanya gempa. “Rumah Gewang” adalah suatu produk yang semua bagian rumah mulai dari atap, dinding, tiang, dan balok yang berasal dari satu pohon yang sama yaitu pohon gewang.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis bangunan rumah tinggal kayu gewang akibat adanya gempa. Bangunan ini didesain di wilayah gempa 4 dengan jenis tanah sedang dan berfungsi sebagai tempat tinggal. Desain menggunakan perangkat lunak WALLSTAT dan analisis perhitungan sesuai dengan peraturan kayu SNI 7973 – 2013.

Secara umum dapat disimpulkan bahwa analisis bangunan rumah tinggal dengan dinding kayu Gewang dan sistem struktur balok-kolom kayu Ulin memperlihatkan bahwa akibat simulasi gempa, bangunan tidak mempunyai kekakuan yang cukup. Hal ini terlihat dari deformasi lateral bangunan lebih besar dibandingkan batasan kinerja layan dan ultimit sesuai SNI 03-1726-2002. Namun demikian komponen struktur balok dan kolom tidak mengalami kegagalan.

(2)

ix Universitas Kristen Maranatha

THE GEWANG WOOD HOUSE BUILDING ANALYSIS

DUE TO EARTHQUAKE LOAD

Jobel Julio NRP : 1021043

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

ABSTRACT

Indonesia is an archipelago of islands located in an area that has a earthquake activity is quite high because of the Indonesian archipelago located in the four major plates of the world and is located on two strips of world quakes . The concept of earthquake resistant building is essentially an effort to make the element into a strong union as a result of the earthquake . "The Gewang House" is a product of all the home from the roof , walls , columns, and beams originating from the same tree that is a tree lures .

The purpose of this study was to analyze the building of homes due to the earthquake wooden lures . The building was designed in the earthquake region 4 with the type of land being and serves as a place to live . Design using software WALLSTAT calculation and analysis in accordance with regulation of wood SNI 7973 – 2013.

Generally, analysis of wooden house made with Gewang timber panel and Ulin timber beam-colum structural system show that the building did not have enough stiffness. Lateral deformation of building is exceeded the serviceability and ultimate performance limit in accordance with SNI 03-1726-2002. However there is no failure occur on beam and column components

(3)

x Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... .i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

KATA PENGANTAR ... vii

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... viii

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR NOTASI ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xvii

DAFTAR TABEL ... xxii

DAFTAR LAMPIRAN ... xxv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 2

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 2

1.4 Sistematika Penelitian ... 3

1.5 Metodologi Penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN LITERATUR ... 5

2.1 Kayu ... 5

2.1.1 Sifat Utama Kayu ... 5

2.1.2 Sifat Fisik Kayu ... 6

2.1.2.1 Berat Jenis Kayu ... 6

2.1.2.2 Keawetan Kayu Alami ... 6

2.1.2.3 Warna Kayu ... 6

2.1.2.4 Higrokopis ... 7

2.1.2.5 Tekstur dan Serat ... 7

2.1.3 Sifat Mekanik Kayu ... 7

2.1.3.1 Kekuatan Tarik ... 8

2.1.3.2 Kekuatan Tekan ... 8

2.1.3.3 Kekuatan Geser ... 9

2.1.3.4 Kekuatan Lentur ... 10

2.1.3.5 Kekuatan Puntir ... 10

2.1.3.6 Kekuatan Belah ... 11

2.1.4 Kekuatan Kayu ... 11

2.2 Bangunan Kayu Tahan Gempa ... 12

2.3 Kayu Gewang ... 14

2.4 Perangkat Lunak WALSTAT ... 15

2.4.1 Tahapan Perhitungan ... 16

2.4.2 Membuat Model Analisis ... 17

2.4.2.1 Membuat File Frame ...17

(4)

xi Universitas Kristen Maranatha

2.4.3 Membuat File Parameter ...20

2.4.3.1 Mengatur Rangka Pegas ...21

2.4.3.2 Pengaturan Sambungan Pegas ...22

2.4.4 Membuat File Gaya Luar ...24

2.4.4.1 Memasukan Gelombang Seismik ...25

2.4.4.2 Analisis Pushover 1 ...27

2.4.4.3 Analisis Pushover 2 ...27

2.4.4.4 Memasukan Gelombang Seismik ...28

2.4.4.5 Pembebanan Kembali ...29

2.4.5 Memodifikasi Kondisi File Perhitungan ...30

2.4.6 Pelaksanaan Perhitungan ...31

2.4.6.1 Peninjauan Kuantitas Fisik Masing-masing Komponen dan Pegas ...31

2.4.7 Analisis Hasil Perhitungan ...33

2.4.7.1 Menganalisis Hasil Perhitungan ...33

2.5 Peraturan Kayu Menurut SNI 7973 – 2013 ...34

2.5.1 Komponen Struktur Lentur ...34

2.5.1.1 Bentang Komponen Struktur Lentur ...34

2.5.1.2 Distribusi Lateral Beban Terpusat ...34

2.5.2 Komponen Struktur Lentur-Lentur ...34

2.5.2.1 Kekuatan Lentur ...34

2.5.2.2 Pesamaan Desain Lentur ...34

2.5.2.3 Faktor Stabilitas Balok, CL ...35

2.5.3 Komponen Struktur Lentur-Geser ...37

2.5.3.1 Kekuatan Geser Sejajar Serat ...37

2.5.3.2 Pesamaan Desain Geser ...37

2.5.3.3 Desain Geser ...37

2.5.4 Komponen Struktur Tekan ...41

2.5.4.1 Terminologi ...41

2.5.4.2 Klasifikasi Kolom ...41

2.5.4.3 Kekuatan Tekan Sejajar Serat ...42

2.5.5 Kolom Masif ...42

2.5.5.1 Faktor Stabilitas Kolom, Cp ...42

2.5.6 Komponen Struktur Tarik ...44

2.5.6.1 Tarik Sejajar Serat ...44

2.5.6.2 Tarik Tegak Lurus Serat ...44

2.5.7 Kombinasi Pemebebanan Lentur dan Aksial ...44

2.5.7.1 Lentur dan Tarik Aksial ...44

2.5.7.2 Lentur dan Tekan Aksial ...45

2.5.8 Sambungan Mekanik ...46

2.5.8.1 Tegangan pada Komponen Sambungan ...46

2.5.8.2 Sambungan Eksentris ...46

2.5.8.3 Sambungan dengan Pengencang Campuran ...46

2.5.8.4 Pembuatan Sambungan ...46

2.5.8.5 Nilai Desain Sambungan ...47

2.5.8.6 Koreksi pada Nilai Desain Acuan ...48

2.6 Pembebanan Menurut Peraturan Pembebanan 1987 ...55

(5)

xii Universitas Kristen Maranatha

2.6.1.1 Berat Sendiri ...55

2.5.1.2 Reduksi Beban Mati ...55

2.6.2 Beban Hidup ...57

2.6.2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung ...57

2.6.2.2 Beban Hidup Horisontal ...58

2.6.2.3 Reduksi Beban Hidup ...59

2.7 Data Rekaman Gempa ...59

2.7.1 Gempa Bucharest 1977 ...59

2.7.2 Gempa El-Centro 1940 ...61

2.7.3 Gempa Flores 1992 ...63

2.7.4 Gempa Pacoima Dam 1971 ...64

BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN ...67

3.1 Data Gambar Rumah ...67

3.2 Bahan Material Kayu ...70

3.3 Pemodelan Rumah ...70

3.3.1 Menentukan Berat Bangunan ...70

3.3.1.1 Menentukan Berat Dinding Bangunan ...70

3.3.1.2 Menentukan Berat Balok Lantai Bangunan ...74

3.3.1.3 Menentukan Berat Balok Atap Bangunan ...76

3.3.1.4 Menentukan Berat Kolom Panggung Bangunan ..79

3.3.1.5 Menentukan Berat Kolom Lantai Bangunan ...81

3.3.1.6 Menentukan Berat Kuda-kuda Bangunan ...83

3.3.1.7 Menentukan Berat Atap Bangunan ...91

3.3.1.8 Menentukan Berat Pelat Lantai Bangunan ...93

3.3.1.9 Menentukan Berat Balok Anak Bangunan ...94

3.3.1.10 Menentukan Berat Plafon Bangunan ...95

3.3.2 Menentukan Berat Total Bangunan ...97

3.3.3 Membuat Desain Bangunan Pada Perangkat Lunak WALLSTAT ...97

3.3.3.1 Membuat File test.mode ...98

3.3.3.2 Membuat File Parameter ...102

3.3.3.3 Membuat File Load ...103

3.3.3.4 Membuat File Monitoring ...108

3.4 Analisis Perhitungan ...109

3.5 Analisis Deformasi Bangunan ...110

3.5.1 Berdasarkan Data Perpindahan Gempa ...110

3.5.2 Berdasarkan Data Percepatan Gempa ...113

3.6 Analisis Gaya Geser ...115

3.5.1 Berdasarkan Data Perpindahan Gempa ...115

3.5.2 Berdasarkan Data Percepatan Gempa ...118

3.7 Analisis Berdasarkan SNI 7973 – 2013 ...121

3.4.2 Perhitungan Balok Bangunan ...121

3.4.3 Perhitungan Kolom Bangunan ...125

3.4.4 Perhitungan Sambungan ...129

3.8 Pembahasan ...139

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ...144

(6)

xiii Universitas Kristen Maranatha 4.2 Saran ...145

DAFTAR PUSTAKA ...146 LAMPIRAN ...148

(7)

xiv Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI

A = luas penampang, mm2

Am = luas penampang bruto komponen struktur kayu utama, mm2 As = jumlah luas penampang bruto komponen struktur sisi, mm2 CF = faktor ukuran untuk kayu gergajian

CL = faktor stabilitas balok CM = faktor layan basah CP = faktor stabilitas kolom Cfu = faktor penggunaan rebah

Cg = faktor aksi kelompok untuk sambungan Ci = faktor tusuk untuk kayu dimensi

D = diameter, mm

E, E’ = modulus elastisitas acuan dan terkoreksi, MPa

Emin, Emin’ = modulus elastisitas acuan dan terkoreksi untuk perhitungan stabilitas balok dan kolom, MPa

Fb, Fb’ = nilai desain acuan dan terkoreksi, MPa

Fb* = nilai desain lentur acuan dikalikan dengan semua faktor koreksi yang berlaku kecuali CL, MPa

FbE = nilai desain tekuk kritis untuk komponen struktur lentur, MPa Fc, Fc’ = nilai desain tekan sejajar serat acuan dan terkoreksi, MPa Fc* = nilai desain tekan acuan sejajar serat dikalikan dengan semua

faktor koreksi kecuali CP, MPa

Fe = kuat tumpu pasak, MPa

Fem = kuat tumpu pasak komponen struktur utama, MPa Fes = kuat tumpu pasak komponen struktur sisi, MPa

Ft, Ft’ = nilai desain tarik sejajar serat acuan dan terkoreksi, MPa Fyb = kuat leleh lentur pengencang, MPa

I = momen inersia, mm4

Kθ = koefisien sudut terhadap serat untuk sambungan pengenang tipe pasak dengan D < 6,35 mm

(8)

xv Universitas Kristen Maranatha L = panjang bentang untuk komponen struktur lentur, m

Lc = panjang dari ujung tiang ke penampang kritis, m

M = momen lentur maksimum, Nmm

P = beban terpusat total atau beban aksial total, N

Q = momen statis suatu area terhadap sumbu netral, mm3 RB = rasio kelangsingan komponen struktur lentur

Rd = suku reduksi untuk sambungan pengencang tipe pasak

S = modulus penampang, mm3

T = temperatur, oC

V = gaya geser, N

Vr, Vr’ = geser desain acuan dan terkoreksi, N

Z, Z’ = nilai desain lateral acuan dan terkoreksi untuk sebuah pengencang pada sambungan, N

b = lebar komponen struktur lentur persegi panjang, mm d = tinggi komponen struktur lentur, mm

e = eksentrisitas, mm

fb = tegangan lentur aktual, MPa

fc = tegangan tekan aktual sejajar serat, MPa fc’ = kekuatan tekan beton, MPa

ft = tegangan tarik aktual sejajar serat, MPa fv = tegangan geser aktual sejajar serat, MPa

ℓ = panjang bentang komponen struktur lentur, mm

ℓ = jarak antara titik-titik tumpuan lateral komponen struktur tekan, mm

ℓe = panjang efektif komponen struktur tekan, mm ℓe/d = rasio kelangsingan komponen struktur tekan

ℓu = panjang bentang tak tertumpu lateral komponen struktur lentur, mm

n = banyaknya pengencang di satu baris

s = spasi as ke as antara pengencang yang bersebelahan di dalam satu baris, mm

(9)

xvi Universitas Kristen Maranatha

t = tebal, mm

tm = tebal komponen struktur utama, mm ts = tebal komponen struktur sisi, mm

x = jarak antara muka tumpuan ke beban, mm

γ = modulus beban/gelincir untuk suatu sambungan, N/mm

λ = faktor efek waktu

θ = sudut antara arah beban dan arah serat (sumbu longitudinal komponen struktur) untuk desain konektor pelat geser atau cincin belah, derajat

ϕ = faktor ketahanan

(10)

xvii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kekuatan tarik kayu ...8

Gambar 2.2 Macam-macam gaya tekan kayu ...9

Gambar 2.3 Kekuatan geser kayu ...10

Gambar 2.4 Kekuatan lentur kayu ...10

Gambar 2.5 Kekuatan puntir kayu ...11

Gambar 2.6 Kekuatan belah kayu ...11

Gambar 2.7 Pondasi umpak ...13

Gambar 2.8 Kayu Gewang Laminasi ...15

Gambar 2.9 Bagan Alir Perhitungan ...16

Gambar 2.10 Bagan alir pembuatan file model analisis ...18

Gambar 2.11 Format file Frame ...18

Gambar 2.12 Skematik diagram batang ...19

Gambar 2.13 Contoh susunan elemen dalam rencana lantai ...20

Gambar 2.14 Format file weight ...20

Gambar 2.15 Berat yang dibuat dalam model analisis ...21

Gambar 2.16 Format file Parameter ...21

Gambar 2.17 Skema diagram dan kurva kerangka pegas ...22

Gambar 2.18 Format file Parameter ...23

Gambar 3.19 Garis besar dari model sambungan ...24

Gambar 2.20 Format file Parameter ...24

Gambar 2.21 Format file Parameter ...25

Gambar 2.22 Variasi gaya luar yang akan dimasukkan ...26

Gambar 2.23 Format file gaya luar pada saat perpindahan gelombang seismik dimasukkan ...27

Gambar 2.24 Format file gaya luar untuk analisis pushover 1 ...28

Gambar 2.25 Format file gaya luar untuk analisis pushover 2 ...29

Gambar 2.26 Format file gaya luar pada saat percepatan gelombang seismik dimasukkan ...29

(11)

xviii Universitas Kristen Maranatha

Gambar 2.28 Karakter Data ...31

Gambar 2.29 Format file kondisi perhitungan ...32

Gambar 2.30 Diagram alir pelaksanaan perhitungan ...33

Gambar 2.31 Diagram alir pelaksaan perhitungan ...33

Gambar 2.32 Format file gaya luar untuk analisis pushover 1 ...34

Gambar 2.33 Geser di Tumpuan ...40

Gambar 2.34 Komponen Struktur Lentur – Ditakik di Muka Tekan ...42

Gambar 2.35 Tinggi Efektif, de, komponen struktur di sambungan ...43

Gambar 2.36 Kolom Masif sederhana ...45

Gambar 2.37 Kombinasi Lentur dan Tarik Aksial ...47

Gambar 2.38 Kombinasi Lentur dan Tekan Aksial ...48

Gambar 2.39 Sambungan Eksentris ...49

Gambar 2.40 Aksi kelompok pengencang zig-zag ...57

Gambar 2.41 Grafik Percepatan dengan waktu gempa Bucharet ...63

Gambar 2.42 Grafik kecepatan dengan waktu gempa Bucharest ...64

Gambar 2.43 Grafik perpindahan dengan waktu gempa Bucharet ...64

Gambar 2.44 Grafik percepatan dengan waktu gempa El Centro ...65

Gambar 2.45 Grafik kecepatan dengan waktu gempa El Centro ...66

Gambar 2.46 Grafik perpindahan dengan waktu gempa El Centro ...66

Gambar 2.47 Grafik percepatan dengan waktu gempa Flores ...67

Gambar 2.48 Grafik kecepatan dengan waktu gempa Flores ...67

Gambar 2.49 Grafik perpindahan dengan waktu gempa Flores ...68

Gambar 2.50 Grafik percepatan dengan waktu gempa Pacoima Dam ...69

Gambar 2.51 Grafik kecepatan dengan waktu gempa Pacoima Dam ...69

Gambar 2.52 Grafik perpindahan dengan waktu gempa Pacoima Dam ...69

Gambar 3.1 Skematik rumah ...70

Gambar 3.2 Denah rumah ...71

Gambar 3.3 Tampak atas rumah (3D) ...72

Gambar 3.4 Tampak bawah rumah (3D) ...72

Gambar 3.5 Detail dinding bangunan ...73

Gambar 3.5 Ukuran dan Letak dinding Bangunan ...74

(12)

xix Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.7 Ukuran dan Letak Balok atap Bangunan...80

Gambar 3.8 Posisi Kolom Panggung Bangunan ...82

Gambar 3.9 Posisi Kolom Lantai Bangunan ...84

Gambar 3.10 Tampak atas kuda-kuda bangunan ...86

Gambar 3.11 Kuda-kuda tipe 1 ...87

Gambar 3.12 Kuda-kuda tipe 2 ...88

Gambar 3.13 Kuda-kuda tipe 3 ...89

Gambar 3.14 Kuda-kuda tipe 4 ...90

Gambar 3.15 Kuda-kuda tipe 5 ...91

Gambar 3.16 Kuda-kuda tipe 6 ...92

Gambar 3.17 Kuda-kuda tipe 7 ...93

Gambar 3.18 Atap Bangunan ...94

Gambar 3.19 Pembagian lantai pelat bangunan ...96

Gambar 3.20 Posisi dan ukuran balok anak ...97

Gambar 3.21 Pembagian plafon bangunan ...99

Gambar 3.22 Data material frame yang dimasukan ...101

Gambar 3.23 Penggantian format file frame.xlsx menjadi frame.csv ...102

Gambar 3.24 Format file weight ...102

Gambar 3.25 Penggantian format file weight.xlsx menjadi weight.csv ...103

Gambar 3.26 File gui.exe ...103

Gambar 3.27 Tampilan awal WALLSTAT ...104

Gambar 3.28 Tampilan Choose Input File ...104

Gambar 3.29 Tampilan Model View ...105

Gambar 3.30 Format file parm.csv ...106

Gambar 3.31 Tampilan awal program SeismoSignal ...107

Gambar 3.32 Tampilan Input File Parameter ...107

Gambar 3.33 Tampilan data Bucharest yang telah dimasukkan ...108

Gambar 3.34 Tampilan data El-Centro yang telah dimasukkan ...108

Gambar 3.35 Tampilan data Flores yang telah dimasukkan ...109

Gambar 3.36 Tampilan data Pacoima Dam yang telah dimasukkan ...109

Gambar 3.37 Penggantian file cyclic.xlsx menjadi cyclic.csv ...110

(13)

xx Universitas Kristen Maranatha Gambar 3.39 Format file data.csv ...111 Gambar 3.40 Semua file dalam satu folder ...112 Gambar 3.41 Proses perhitungan ...112 Gambar 3.42 Grafik perpindahan maksimum gempa Bucharest berdasarkan data

perpindahan gempa ...113 Gambar 3.43 Grafik perpindahan maksimum gempa El-Centro berdasarkan data perpindahan gempa ...114 Gambar 3.44 Grafik perpindahan maksimum gempa Flores berdasarkan data perpindahan gempa ...114 Gambar 3.45 Grafik perpindahan maksimum gempa Pacoima Dam berdasarkan data perpindahan gempa ...115 Gambar 3.46 Grafik perpindahan maksimum gempa Bucharest berdasarkan data percepatan gempa ...116 Gambar 3.47 Grafik perpindahan maksimum gempa El-Centro berdasarkan data

percepatan gempa ...116 Gambar 3.48 Grafik perpindahan maksimum gempa Flores berdasarkan data percepatan gempa ...117 Gambar 3.49 Grafik perpindahan maksimum gempa Pacoima Dam berdasarkan data percepatan gempa ...117 Gambar 3.50 Grafik gaya geser gempa Bucharest berdasarkan data perpindahan gempa ...119 Gambar 3.51 Grafik gaya geser gempa El-Centro berdasarkan data perpindahan gempa ...119 Gambar 3.52 Grafik gaya geser gempa Flores berdasarkan data perpindahan gempa ...120 Gambar 3.53 Grafik gaya geser gempa Pacoima Dam berdasarkan data perpindahan gempa ...120 Gambar 3.54 Grafik gaya geser gempa Bucharest berdasarkan data percepatan gempa ...121 Gambar 3.55 Grafik gaya geser gempa El-Centro berdasarkan data percepatan gempa ...122

(14)

xxi Universitas Kristen Maranatha Gambar 3.56 Grafik gaya geser gempa Flores berdasarkan data percepatan

gempa ...122

Gambar 3.57 Grafik gaya geser gempa Pacoima Dam berdasarkan data percepatan gempa ...123

Gambar 3.58 Balok yang ditinjau ...124

Gambar 3.59 Kolom yang ditinjau ...128

Gambar 3.60 Sambungan yang ditinjau ...131

Gambar 3.61 Detail sambungan yang ditinjau ...132

(15)

xxii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kelas, Berat jenis, Modulus Elastisitas, dan Tegangan Ijin ...11

Tabel 2.2 Keterangan Data Input ...16

Tabel 2.3 Keterangan Data Output ...12

Tabel 2.4 Keterangan Gambar 2.11 ...18

Tabel 2.5 Keterangan gambar 2.14 ...20

Tabel 2.6 Keterangan gambar 2.16 ...21

Tabel 2.7 Keterangan gambar 2.18 ...23

Tabel 2.8 Keterangan Gambar 2.20 ...24

Tabel 2.9 Keterangan gambar 2.21 ...25

Tabel 2.10 Keterangan Gambar 2.23 ...27

Tabel 2.11 Keterangan gambar 2.24 ...28

Tabel 2.12 Keterangan gambar 2.25 ...29

Tabel 2.13 Keterangan gambar 2.26 ...30

Tabel 2.14 Keterangan gambar 2.27 ...31

Tabel 2.15 Keterangan gambar 2.29 ...32

Tabel 2.16 Keterangan gambar 2.32 ...34

Tabel 2.17 Kuantitas Fisik yang dipantau dalam Komponen ...34

Tabel 2.19 Kuantitas Fisik yang dipantau dalam Pegas ...35

Tabel 2.20 Panjang Efektif, ℓe, untuk komponen struktur lentur, mm ...37

Tabel 2.21 Keberlakuan Faktor Koreksi Pada Sambungan ...52

Tabel 2.22 Faktor Layan Basah, CM, untuk Sambungan ...53

Tabel 2.23 Faktor Temperatur, Ct, untuk Sambungan ...54

Tabel 2.24 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung ...59

Tabel 2.25 Beban Hidup Pada Lantai Gedung ...61

Tabel 3.1 Perhitungan Volume Dinding Bangunan ...74

Tabel 3.2 Perhitungan Volume Balok Lantai Bangunan ...77

Tabel 3.3 Perhitungan Volume Balok Atap Bangunan ...80

Tabel 3.4 Perhitungan Volume Kolom Panggung Bangunan ...83

(16)

xxiii Universitas Kristen Maranatha

Tabel 3.6 Perhitungan Volume Kuda-kuda Tipe 1 ...87

Tabel 3.7 Perhitungan Volume Kuda-kuda Tipe 2 ...88

Tabel 3.8 Perhitungan Volume kuda-kuda Tipe 3 ...89

Tabel 3.9 Perhitungan Volume Kuda-kuda Tipe 4 ...90

Tabel 3.10 Perhitungan Volume Kuda-kuda Tipe 5 ...91

Table 3.11 Perhitungan Volume Kuda-kuda Tipe 6 ...92

Tabel 3.12 Perhitungan Volume Kuda-kuda Tipe 7 ...93

Tabel 3.13 Perhitungan Luas Atap Bangunan ...94

Tabel 3.14 Perhitungan Volume Pelat Lantai Bangunan ...96

Tabel 3.15 Perhitungan Volume Balok Anak Bangunan ...98

Tabel 3.16 Perhitungan Luas Plafon ...99

Tabel 3.17 Kinerja Batas Ultimit Berdasarkan Data Perpindahan Gempa....115

Tabel 3.18 Kinerja Batas Ultimit Berdasarkan Data Percepatan Gempa...118

Tabel 3.19 Gaya Geser Maksimum Data Perpindahan Gempa ...118

Tabel 3.20 Gaya Geser Maksimum Data Percepatan Gempa ...118

Tabel 3.21 Gaya Pada Balok ...125

Tabel 3.22 Beban Pu masing-masing Tipe Gempa ...129

Tabel 3.23 Gaya Pada Masing-masing Elemen ...132

Tabel 3.24 Deformasi Bangunan Berdasarkan Data Perpindahan Gempa ....141

Tabel 3.25 Deformasi Bangunan Berdasarkan Data Percepatan Gempa ...141

Tabel 3.26 Gaya Geser Maksimum Berdasarkan Data Perpindahan Gempa.142 Tabel 3.27 Gaya Geser Maksimum Berdasarkan Data Percepatan Gempa...142

Tabel 3.28 Momen Maksimum Berdasarkan Data Perpindahan Gempa ...142

Tabel 3.29 Momen Maksimum Berdasarkan Data Percepatan Gempa ...143

Tabel 3.30 Gaya Aksial Maksimum Berdasarkan Data Perpindahan ...143

Tabel 3.30 Gaya Aksial Maksimum Berdasarkan Data Percepatan ...144

Tabel L1.1 Faktor Layan Basah (Wet Service), CM ...149

Tabel L1.2 Faktor Temperatur, Ct ...149

Tabel L1.3 Faktor Tusukan (Incising), Ci ...150

Tabel L1.4 Faktor Penggunaan Rebah (Flat Use), CFU ...150

Tabel L1.5 Faktor Efek Waktu, λ ...151

(17)

xxiv Universitas Kristen Maranatha

Tabel L1.7 Faktor Konversi Format (Format Convertion), KF ...152

Tabel L2.1 Nilai Desain dan Modulus Elastisitas Lentur Acuan ...153

Tabel L3.1 Kuat Tumpu Baut, Fem untuk Diameter Baut 12,7 mm ...154

(18)

xxv Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran L1 Surat Keterangan Tugas Akhir ...148

Lampiran L2 Surat Keteranagn Selesai Tugas Akhir ...149

Lampiran L3 Faktor-faktor Koreksi ...150

Lampiran L4 Nilai Desain dan Modulus Elastisitas Lentur Acuan ...153

Lampiran L5 Kuat Tumpu Baut ...154

Lampiran L6 Kekuatan Leleh Lentur Pengencang ...155

(19)

Universitas Kristen Maranatha 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara geografis, kepulauan Indonesia terletak pada pertemuan empat lempeng utama dunia yaitu lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, lempeng Filipina, dan Pasifik. Sedangkan secara geologis, kepulauan Indonesia juga berada pada dua jalur gempa dunia yaitu jalur Sircum Pasific serta jalur Himalaya dan Mediterrania (Alpeide Transasiatic). Dan oleh karena itu, mengakibatkan kepulauan Indonesia berada pada daerah yang mempunyai aktifitas gempa bumi cukup tinggi.

Konsep bangunan tahan gempa pada dasarnya adalah suatu upaya untuk membuat seluruh elemen menjadi satu kesatuan yang utuh yang tidak lepas atau runtuh akibat adanya gempa. Namun, pada skala tertentu jika memang bangunan tersebut akan roboh karena kekuatan gempa yang besar, paling tidak bangunan tersebut masih mempunyai waktu untuk bertahan dari goncangan untuk memberikan waktu kepada penghuninya menyelamatkan dari dan mengevakuasi anggota keluarga yang lain.

Material bangunan yang sangat ulet dan kuat dan dapat berdeformasi saat terjadi goncangan akibat gempa adalah material kayu. Tidak hanya sebagai salah satu bahan konstruksi yang dapat diperbaharui. Kayu juga sangat cocok digunakan sebagai bahan konstruksi di wilayah rawan gempa. Salah satu keuntungan dari penggunaan material kayu sebagai bahan konstruksi yaitu mempunyai rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi sehingga konstruksi kayu sangat cocok untuk daerah rawan gempa seperti Indonesia.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Balai Pengembangan Teknologi Perumahan Tradisional (BPTPT) menunjukkan bahwa ada sekitar tiga ratus tipe rumah tradisional dengan material kayu di Indonesia terbukti tahan gempa sekaligus bernuansa budaya tradisional dan kearifan lokal setempat (sumber :

(20)

Universitas Kristen Maranatha 2

2009 lalu di Padang, Sumatera Barat, bahwa rumah gadang lebih tahan gempa walaupun digoncang gempa berkekuatan 7,6 pada skala ritcher (sumber :

skalanews.com).

Pohon Gewang atau tune (Corypha utan Lamk), adalah sejenis tanaman palem yang banyak tumbuh di savanna Nusa Tenggara Timur (NTT). Kedudukan jenis tumbuhan liar dikawasan sabana ini begitu penting bagi masyarakat lokal di NTT. Produk dari pohon gewang seperti “Rumah Gewang” yang artinya hampir semua bagian rumah (atap, dinding, tiang/balok) berasal dari pohon gewang. Kayu gewang tergolong jenis monokarpik yaitu setelah berbunga dan berbuah tanaman ini mati pada umur sekitar 30 – 40 tahun. Menurut penelitian, satu batang gewang mempunyai potensi biomasa rata-rata 2,8 ton (asumsi diameter rata-rata 60 cm, tinggi batang 20 m dan densitas kayu 0,5 gram/cm3) yang bisa dimanfaatkan pada pohon gewang ada beberapa yang potensial untuk dikembangkan menjadi produk bernilai ekonomi tinggi sekaligus artistik (Budiana dkk. 2012)

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah melakukan analisis terhadap bangunan rumah kayu tahan gempa dalam hal ini adalah kayu gewang.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian Tugas Akhir ini dibatasi dengan ruang sebagai berikut :

1. Bangunan didesain didaerah wilayah gempa 4 dengan jenis tanah sedang. 2. Fungsi bangunan untuk tempat tinggal.

3. Bahan dinding bangunan menggunakan kayu gewang laminasi.

4. Kayu Gewang Lamimasi adalah program penelitian Balai PTPT Denpasar, Kementrian Pekerjaan Umum.

5. Bahan kayu yang digunakan untuk balok, kolom dan rangka atap adalah kayu ulin.

6. Bangunan direncanakan terhadap beban gravitasi dan beban gempa. 7. Desain menggunakan program WALLSTAT.

8. Peraturan kayu yang digunakan adalah peraturan kayu SNI 7973 - 2013. 9. Denah diambil dari tinjauan literatur Pranata, 2013.

(21)

Universitas Kristen Maranatha 3

10. Peraturan gempa yang digunakan adalah peraturan gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002.

1.4 Sistematika Penelitian

BAB I PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, tujuan, ruang lingkup, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN LITERATUR

Berisi kajian teori mengenai kayu, Bangunan Kayu Tahan Gempa, Peraturan Kayu menurut SNI 7973 – 2013, dan software mengenai WALLSTAT.

BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN

Berisi Data Gambar Rumah, Data bahan material, Pemodelan Rumah, dan Pembahasan.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dan saran dari hasil penelitian.

1.5 Metodologi Penelitian

1. Tahap pertama melakukan studi literatur sebagai bahan kajian teoritis dari jurnal buku dan internet.

2. Tahap kedua mengumpulkan data struktur bangunan dan data material bangunan.

3. Tahap ketiga adalah melakukan pemodelan rumah.

4. Tahap keempat adalah melakukan analisis dengan menggunakan software WALLSTAT.

5. Tahap kelima melakukan pembahasan terhadap hasil analisis.

6. Tahap kelima membuat kesimpulan dari analisis yang telah dilakukan.

(22)

Universitas Kristen Maranatha 4

Mulai

Studi Literatur

Pengumpulan Data Material Kayu

Pemodelan Rumah Tinggal dengan WALLSTAT 1. Menentukan Berat Bangunan

2. Membuat File frame 3. Membuat File Weight 4. Membuat File Load 5. Mebuat File Parameter 6. Membuat File Monitoring

Analisis Desain Berdasarkan SNI 7973 – 2013 1. Kekuatan Balok Bangunan

2. Kekuatan kolom Bangunan 3. Sambungan

Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

(23)

Universitas Kristen Maranatha 144

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Dari analisis bangunan rumah kayu yang telah dilakukan dengan menggunakan SNI 7973 – 2013 dengan menggunakan perangkat lunak WALLSTAT berdasarkan data perpindahan dan percepatan gempa maka dapat disimpulkan :

1. Deformasi yang terjadi pada bangunan berdasarkan data perpindahan gempa untuk keempat tipe gempa yaitu gempa Bucharest 221,916 mm, gempa El-Centro 358,436 mm, gempa Flores 149,44 mm, dan gempa Pacoima Dam 180,648 mm.

2. Deformasi yang terjadi pada bangunan berdasarkan data percepatan gempa untuk keempat tipe gempa yaitu gempa Bucharest 3,134 mm, gempa El-Centro 20,965 mm, gempa Flores 3,182 mm, dan gempa Pacoima Dam 2016,954 mm.

3. Gaya geser maksimum yang terjadi berdasarkan data perpindahan gempa untuk keempat tipe gempa yaitu untuk gempa Bucharest 242,77 kg, gempa El-Centro 240,02 kg, gempa Flores 193,09 kg, dan gempa Pacoima Dam 265,21 kg.

4. Gaya geser maksimum yang terjadi berdasarkan data percepatan gempa untuk keempat tipe gempa yaitu untuk gempa Bucharest 68,186 kg, gempa El-Centro 279,518 kg, gempa Flores 115,613 kg, dan gempa Pacoima Dam 872,3015 kg.

5. Momen yang terjadi balok yang terbesar yaitu terjadi pada tipe gempa Pacoima Dam berdasarkan data perpindahan gempa yaitu sebesar 140,289 kg.m. Sedangkan Gaya gaya aksial pada kolom yang terbesar terjadi pada gempa tipe Pacoima Dam yaitu sebesar 548,980 kg.

6. Dari analisis perhitungan untuk balok dan kolom bangunan terlihat bahwa balok dan kolom cukup kuat dan aman dalam pererencanaan karena hasil

(24)

Universitas Kristen Maranatha 145

menunjukkan nilai desain kurang dari kapasitas. Sedangkan dari analisis sambungan yang telah dilakukan diperoleh jumlah baut yang digunakan yaitu 2 buah.

7. Secara umum dapat disimpulkan bahwa analisis bangunan rumah tinggal dengan dinding kayu Gewang dan sistem struktur balok-kolom kayu Ulin memperlihatkan bahwa akibat simulasi gempa, bangunan tidak mempunyai kekakuan yang cukup. Hal ini terlihat dari deformasi lateral bangunan lebih besar dibandingkan batasan kinerja layan dan ultimit sesuai SNI 03-1726-2002. Namun demikian komponen struktur balok dan kolom tidak mengalami kegagalan.

4.2 Saran

1. Untuk penelitian selanjutnya dapat dipelajari bangunan kayu yang bertingkat.

(25)

Universitas Kristen Maranatha 146

DAFTAR PUSTAKA

1. American Forest and Paper. 2005. “ASD/LRFD Manual for Engineering Wood Construction”. Washington DC : American Wood Council.

2. Badan Standarisasi Nasional. 2013. “Spesifikasi Desain Untuk Konstruksi Kayu (SNI 7973 – 2013) ”. Jakarta

3. Badan Standarisasi Nasional. 2002. “Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002)”. Bandung :

Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah.

4. Badan Standarisasi Nasional. 2002. “Tata Cara Pernitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03 2847-2002)”. Bandung : Departemen

Permukiman dan Prasarana Wilayah.

5. Boen, Teddy. 1987. “Manual Bangunan Tahan Gempa (Rumah Tinggal)”.

Jakarta.

6. Budiana, I. 2012. “Laporan Akhir Kegiatan Penerapan Prototipe Unit Produksi Berbasis Bahan Bangunan Lokal”. Denpasar : Balai Pengembangan

Teknologi Perumahan Tradisional Denpasar, Kementrian Pekerjaan Umum. 7. Budiana, I dan Yosafat AP. 2013. “Pemodelan Metode Elemen Hingga

Nonlinier Dinding Panel Gewang Laminasi 2D Terhadap Beban Lateral (192S)”. Konferensi Nasional Teknik Sipil 7. Universitas Sebelas Maret

Surakarta. 24 – 26 Oktober 2013.

8. Buiding Research Institute. 2013. “Wallstat”. Tokyo : Buiding Research Institute .

9. Frick, Heinz. 1982. “Ilmu Konstruksi Bangunan Kayu”. Yogyakarta :

Kanisius.

10. Frick, Heinz. 1999. “Ilmu Bahan Bangunan”. Yogyakarta : Kanisius.

11. Tjoa Pwee Hong. 1994. “Konstruksi Kayu”. Yogyakarta : Universitas Atma

Jaya Yogyakarta.

12. Mujiana. 2010. “Memahami Konstruksi Kayu Pada Bangunan Dua Lantai Tahan Gempa” (Skripsi). Jakarta : Universitas Indonesia.

(26)

Universitas Kristen Maranatha 147

13. Nakagawa, Takufumi. 2010. “Software for Collapsing Analysis of Wodden

Houses wallstat (ver.1.90) User’s Manual”. Tokyo : Buiding Research Institute.

14. Pramono, Didiek dan HS, Suryadi. “Bahan Konstruksi Teknik”. Jakarta : Universitas Gunadarma.

15. Pranata, Y.A. 2013. “Analisis kegagalan akibat beban gempa”. Senimar

Nasional Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia XVI 2013 6-7 November 2013. 16. Supriantoro, Budi. 2012. BNPB. “Rumah Tradisional Lebih Tahan Gempa”.

http://skalanews.com/news/detail/123294/2/bnpb---rumah-tradisional-lebih-tahan-gempa.html dikunjungi 5 Februari 2014.

17. Thomas, Roysandro. 2013. “Analisis Struktur Bangunan Kayu di Lepas Pantai Berdasarkan Eurocode dan NDS” (Skripsi). Bandung : Universitas Kristen Maranatha.

18. Yasin, Sanjaya. 2011. “Sifat Umum Kayu”. http://www.sarjanaku.com. Dikunjungi 25 Januari 2014.

(1)

Universitas Kristen Maranatha 3

10. Peraturan gempa yang digunakan adalah peraturan gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002.

1.4 Sistematika Penelitian BAB I PENDAHULUAN