Pemodelan Numerik Metode Elemen Hingga Rumah Tinggal Terhadap Beban Gempa.

(1)

x Universitas Kristen Maranatha

PEMODELAN NUMERIK

METODE ELEMEN HINGGA

RUMAH TINGGAL TERHADAP BEBAN GEMPA

LENY ELVIRA

NRP: 0821019

Pembimbing : Dr. YOSAFAT AJI PRANATA, S.T., M.T. ABSTRAK

Hampir seluruh wilayah di Indonesia mempunyai resiko gempa yang cukup tinggi. Kerusakan terbanyak akibat gempa di Indonesia terjadi pada bangunan sederhana, mengingat bangunan yang ada di Indonesia sebagian besar adalah bangunan bertingkat rendah seperti rumah sederhana satu tingkat dan dua tingkat. Dari segi struktur, rumah sederhana terdiri dari kolom praktis, balok, dan dinding bata. Namun, fungsi dinding bata sebagai komponen non-struktural

dalam peraturan tingkat Nasional (SNI 03-2847 2002) mengakibatkan pengaruh kekuatan dan kekakuan dinding bata sering tidak diperhitungkan dalam perencanaan suatu bangunan.

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat model rumah 3D yang sudah ada dengan menggunakan program SAP2000. Pemodelan menggunakan metode numerik yaitu metode elemen hingga. Analisis dibuat dengan pemodelan dua dimensi (elemen shell). Rumah tinggal yang dipilih adalah rumah dua lantai. Pemodelan rumah tinggal meliputi balok, kolom, pelat lantai, dinding bata, kusen dan tulangan balok. Beban yang direncanakan adalah beban gravitasi dan beban gempa, sehingga dapat diketahui pengaruhnya terhadap struktur rumah tinggal. Kemudian akan dipelajari dan dianalisis deformasi pada balok dan tegangan S11 yang terjadi pada balok, pelat lantai, dinding bata, kolom dan kusen.

Kesimpulan hasil penelitian adalah hasil simulasi memperlihatkan bahwa lendutan yang terjadi pada semua balok masih memenuhi batasan lendutan ijin. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa terjadi kegagalan pada beberapa daerah balok, dinding, dan lantai. Hal ini dapat diketahui dari informasi besarnya tegangan (S11) yang terjadi telah melebihi batasan kuat tekan beton yaitu fc’ sebesar 25 MPa. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa tegangan (S22) yang terjadi pada kolom masih lebih kecil daripada nilai kuat tekan beton, sehingga kolom masih dalam kondisi kuat. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa tegangan yang terjadi pada kusen lebih kecil daripada nilai kuat tarik dan kuat tekan kayu jenis red meranti, sehingga kusen masih dalam kondisi utuh. Informasi kegagalan struktur pada bagian dinding bata menggambarkan bahayanya kerusakan rumah tinggal akibat gempa. Oleh karena itu diperlukan perkuatan-perkuatan, sebagai contoh antara lain dipasang kolom praktis pada lokasi yang diperlukan.

Kata kunci: Metode elemen hingga, Rumah tinggal, Gempa, Kegagalan Struktur.


(2)

xi Universitas Kristen Maranatha

NUMERICAL MODELING

FINITE ELEMENT METHOD OF

HOUSE DUE TO EARTHQUAKE LOAD

LENY ELVIRA NRP: 0821019

Supervisor : Dr. YOSAFAT AJI PRANATA, S.T., M.T. ABSTRACT

Almost all regions in Indonesia have a high seismic risk. Most damage caused by the earthquake in Indonesia occurred in a simple building, given the existing buildings in Indonesia are mostly low-rise buildings such as the simple building one-level and two levels. in terms of a structure, the simple house consists of practical columns, beams, and brick walls. However, the brick wall as a function of non-structural components in the regulation of the National level (SNI 03-2847 2002) made the influence of the strength and stiffness of the brick walls are usually not taken into the planning of a building.

The purpose of this study is to create a 3D model of an existing home using the SAP2000 program. Modeling using numerical methods, namely the finite element method. analysis was made with two-dimensional modeling (shell elements). The selected houses are two-story house. modeling of the house include beams, columns, slab floors, brick walls, sills and reinforcement beam. The planned load is the load of gravity and earthquake loads, so as to know its influence on the structure of the house. Then be studied and analyzed the deformation of the beam and S11 stress that occurs in the beam, slab floors, brick walls, columns and frames.

The conclusion of this study is the simulation results showed the deflection that occurs in all beam deflection still meet permit limits. The simulation results showed that there is a failure in some parts of beams, walls, and floors. This can be seen from the stress magnitude information (S11) has exceeded the limits occurring compressive strength of concrete which is fc'of 25 MPa. The simulation results showed that the stress (S22) occurring in the columns is smaller than the compressive strength of concrete, so the columns is still in strong condition. The simulation results showed that the stress occurring on the sills is smaller than the tensile strength and compressive strength of red meranti wood type, so the sills is still in the intact condition. Failure of structural information on the brick walls illustrated the danger of damage to the house caused by the earthquake. Therefore, it needs strengthening, retrofitting, for example, include a column mounted practically on the required location.


(3)

xii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN... iv

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... v

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

ABSTRAK ... x

ABSTRACT ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xix

DAFTAR NOTASI ... xxi

DAFTAR LAMPIRAN ... xxiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 2

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 2

1.4 Sistematika Penulisan... 3

1.5 Lisensi Perangkat Lunak ... 3

1.6 Metodologi Penelitian ... 3

BAB II STUDI LITERATUR 2.1 Struktur Beton Bertulang ... 4

2.1.1 Beton ... 5

2.1.2 Baja Tulangan ... 5


(4)

xiii Universitas Kristen Maranatha

2.2 Dinding Batu Bata ... 7

2.3 Kayu ... 8

2.4 Beban... 10

2.4.1 Beban Gravitasi ... 10

2.4.2 Beban Gempa ... 11

2.5 Peraturan Gempa SNI 03-1726-2002 ... 12

2.5.1 Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen ... 13

2.5.2 Wilayah Gempa ... 17

2.5.3 Analisis Statik Ekivalen ... 18

2.6 Pondasi ... 18

2.6.1 Klasifikasi Pondasi Tiang... 19

2.6.2 Perhitungan Daya Dukung Pondasi Tiang dengan Uji Sondir ... 20

2.6.3 Desain Pondasi ... 20

2.6.4 Hubungan Parameter Nilai Tahanan Ujung (qc) dengan NSPT ... 22

2.7 Metode Elemen Hingga... 23

2.7.1 Elemen Shell ... 26

2.7.2 Program SAP2000 v.15 ... 27

BAB III STUDI KASUS DAN PEMBAHASAN 3.1 Data Struktur ... 28

3.1.1 Data Gedung... 28

3.1.2 Data Material ... 41

3.1.3 Data Tanah ... 41

3.2 Perencanaan Rumah Tinggal Dua Lantai ... 41

3.2.1 Pemodelan 3D ... 42

3.2.2 Pemodelan Beban ... 49

3.2.3 Pemodelan Beban Gempa ... 51

3.3 Simulasi Metode Elemen Hingga... 55

3.3.1 Membagi Area (Divide Area)... 55


(5)

xiv Universitas Kristen Maranatha

3.4 Pembahasan Struktur Atas ... 57

3.4.1 Lendutan pada Balok... 57

3.4.2 Tegangan pada Balok ... 59

3.4.3 Tegangan Area Lantai ... 68

3.4.4 Tegangan Area Dinding ... 72

3.4.5 Tegangan Area Kolom ... 76

3.4.6 Tegangan Area Kusen ... 78

3.5 Perencanaan Pondasi ... 79

3.5.1 Perencanaan Pilecap ... 81

3.5.2 Perencanaan Pondasi ... 83

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan ... 84

4.2 Saran ... 85

DAFTAR PUSTAKA ... 86


(6)

xv Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Respons Spektrum Gempa Rencana ... 17

Gambar 2.2 Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak Batuan Dengan Dasar Periode Ulang 500 Tahun ... 18

Gambar 2.3 Pilecap ... 21

Gambar 2.4 Diskretisasi Suatu Kontinum pada Metode Elemen Hingga .... 24

Gambar 2.5 Divide Area ... 25

Gambar 2.6 Dua Macam Sistem Penomoran ... 25

Gambar 3.1 Tampak Depan ... 29

Gambar 3.2 Tampak Belakang ... 29

Gambar 3.3 Denah Lantai 1 ... 30

Gambar 3.4 Denah Lantai 2 ... 31

Gambar 3.5 Denah Dak Beton dan Pelat Lantai 1 ... 32

Gambar 3.6 Denah Dak Beton dan Pelat Lantai 2 ... 32

Gambar 3.7 Potongan A ... 33

Gambar 3.8 Potongan B ... 33

Gambar 3.9 Denah Pembalokan Lantai 1 ... 34

Gambar 3.10 Denah Pembalokan Lantai 2 ... 34

Gambar 3.11 Denah Kolom ... 35

Gambar 3.12 Detail B1 ... 36

Gambar 3.13 Detail B2 ... 36

Gambar 3.14 Detail K1 ... 36

Gambar 3.15 Detail K2 ... 36

Gambar 3.16 Denah Kusen Lantai 1 ... 37

Gambar 3.17 Denah Kusen Lantai 2 ... 37

Gambar 3.18 Detail Kusen Tipe J2 ... 38

Gambar 3.19 Detail Kusen Tipe J6 ... 38

Gambar 3.20 Detail Kusen Tipe J10 ... 39

Gambar 3.21 Detail Kusen Tipe P1 ... 39


(7)

xvi Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.23 Detail Kusen Tipe P3 ... 40

Gambar 3.24 Tampilan Quick Grid Lines ... 42

Gambar 3.25 Tampilan Default Grid SAP2000 ... 42

Gambar 3.26 Tampilan Define Grid System Data ... 43

Gambar 3.27 Mendefinisikan Material Beton ... 43

Gambar 3.28 Mendefinisikan Material Bata ... 43

Gambar 3.29 Mendefinisikan Material Kayu ... 44

Gambar 3.30 Mendefinisikan Material Baja Tulangan ... 44

Gambar 3.31 Mendefinisikan Balok B1 ... 44

Gambar 3.32 Mendefinisikan Balok B2 ... 45

Gambar 3.33 Mendefinisikan Kolom 15/30 (K1) ... 45

Gambar 3.34 Mendefinisikan Kolom 15/15 (K2) ... 45

Gambar 3.35 Mendefinisikan Kusen ... 46

Gambar 3.36 Mendefinisikan Lantai ... 46

Gambar 3.37 Mendefinisikan Dinding ... 46

Gambar 3.38 Mendefinisikan Tulangan 3D10 ... 47

Gambar 3.39 Mendefinisikan Tulangan 2D10 ... 47

Gambar 3.40 Jenis Perletakan ... 48

Gambar 3.41 Pemodelan Rumah Tinggal 3-D ... 48

Gambar 3.42 Tampilan Define Load Patterns ... 48

Gambar 3.43 Tampilan Load Combinations Data ... 49

Gambar 3.44 Input Nilai Beban SDL Lantai ... 50

Gambar 3.45 Input Nilai Beban SDL Dak ... 50

Gambar 3.46 Input Nilai Beban LL Lantai ... 51

Gambar 3.47 Input Nilai Beban LL Dak ... 51

Gambar 3.48 Respons Spektrum Gempa Rencana Wilayah 4 ... 52

Gambar 3.49 Input Nilai Beban Fx Lantai 1 ... 54

Gambar 3.50 Input Nilai Beban Fy Lantai 1 ... 54

Gambar 3.51 Input Nilai Beban Fx Lantai 2 ... 55

Gambar 3.52 Input Nilai Beban Fy Lantai 2 ... 55

Gambar 3.53 Tampilan Divide Selected Areas ... 55


(8)

xvii Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.55 Tampilan Deformed Shape ... 56

Gambar 3.56 Tampilan Member Force Diagram ... 56

Gambar 3.57 Penamaan Balok Lantai 1 ... 57

Gambar 3.58 Penamaan Balok Lantai 2 ... 57

Gambar 3.59 Lokasi Balok yang Ditinjau ... 59

Gambar 3.60 Penomoran Nodal Area Elemen ... 60

Gambar 3.61 Potongan Lokasi Balok B7 Portal 4 ... 60

Gambar 3.62 Tegangan S11 Balok B7 ... 61

Gambar 3.63 Detail Tegangan S11 Tumpuan Balok B7 (a) ... 61

Gambar 3.64 Detail Tegangan S11 Lapangan Balok B7(b) ... 63

Gambar 3.65 Grafik Tegangan S11 Tumpuan Balok B7(Tanpa Skala) ... 65

Gambar 3.66 Grafik Tegangan S11 Lapangan Balok B7 (Tanpa Skala) ... 65

Gambar 3.67 Detail Tegangan S11 (c) ... 65

Gambar 3.68 Detail Tegangan S11 (d) ... 66

Gambar 3.69 Lokasi Lantai yang Ditinjau ... 68

Gambar 3.70 Tegangan S11 Lantai 1 yang Ditinjau ... 69

Gambar 3.71 Detail Tegangan S11 Lantai (a) ... 69

Gambar 3.72 Detail Tegangan S11 Lantai (b) ... 70

Gambar 3.73 Lokasi Portal 4 ... 72

Gambar 3.74 Tegangan S11 Dinding Portal 4 ... 73

Gambar 3.75 Tegangan S11 Dinding pada Portal 4 yang Ditinjau ... 73

Gambar 3.76 Detail Tegangan S11 Dinding Portal 4 (a) ... 73

Gambar 3.77 Detail Tegangan S11 Dinding pada Portal 4 (b) dan (c) ... 75

Gambar 3.78 Denah Kolom ... 76

Gambar 3.79 Lokasi Kolom yang Ditinjau (Portal 4) ... 77

Gambar 3.80 Detail Tegangan S22 Kolom yang Ditinjau ... 77

Gambar 3.81 Lokasi Kusen yang Ditinjau ... 78

Gambar 3.82 Potongan Lokasi Kusen yang Ditinjau ... 79

Gambar 3.83 Detail Tegangan S11 Kusen (COMB 2) ... 79

Gambar 3.84 Detail Tegangan S22 Kusen (COMB 2) ... 79

Gambar 3.85 Lokasi Kolom C10 pada Denah ... 80


(9)

xviii Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.87 Joint Reactions Kolom C10 ... 81 Gambar 3.88 Tampilan Program Concrete Pilecap Design ... 82 Gambar 3.89 Ukuran PileCap Berdasarkan Program Concrete PileCap


(10)

xix Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja Struktural (SNI Baja 03-1729-2002) ... 6

Tabel 2.2 Lendutan Izin Maksimum (SNI Beton 03-2847-2002) ... 7

Tabel 2.3 Modulus Elastisitas Pasangan Bata Merah Berdasarkan Penelitian di Indonesia ... 8

Tabel 2.4 Mekanikal Properti Kayu (Pranata et,al.,2011) ... 9

Tabel 2.5 Komponen Beban Mati Gedung (PBI, 1987) ... 10

Tabel 2.6 Beban Hidup Lantai Gedung (PBI, 1987) ... 11

Tabel 2.7 Kombinasi Pembebanan ... 13

Tabel 2.8 Faktor Keutamaan I Untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan ... 14

Tabel 2.9 Faktor Daktilitas Maksimum, Faktor Reduksi Gempa, Faktor Tahanan Lebih Struktur dan Faktor Tahanan Lebih Total Beberapa Jenis Sistem dan Subsistem Struktur Gedung ... 15

Tabel 3.1 Berat Struktur Lantai 1 ... 52

Tabel 3.2 Berat Struktur Lantai 2 ... 52

Tabel 3.3 Nilai Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekivalen Arah x ... 53

Tabel 3.4 Nilai Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekivalen Arah y ... 53

Tabel 3.5 Nilai Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen Arah x ... 53

Tabel 3.6 Nilai Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen Arah y ... 53

Tabel 3.7 Nilai Beban Gempa Nominal Statik Ekivalen yang Diinputkan pada SAP2000 ... 54

Tabel 3.8 Lendutan Balok ... 58

Tabel 3.9 Nilai Tegangan S11 Tumpuan Balok B7 (a) ... 61

Tabel 3.10 Nilai Tegangan S11 Lapangan Balok B7 (b) ... 63

Tabel 3.11 Nilai Tegangan S11 (c) ... 66

Tabel 3.12 Nilai Tegangan S11 (d) ... 67


(11)

xx Universitas Kristen Maranatha

Tabel 3.14 Nilai Tegangan S11 Lantai (b) ... 71

Tabel 3.15 Nilai Tegangan S11 Dinding (a) ... 74

Tabel 3.16 Nilai Tegangan S11 Dinding (b) ... 75

Tabel 3.17 Nilai Tegangan S11 Dinding (c) ... 75


(12)

xxi Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR NOTASI

Ag Luas bruto penampang (mm2) Ap Luas penampang tiang pancang

Ast Luas total tulangan longitudinal (batang tulangan atau baja profil)

b Lebar balok (mm)

C Faktor Respons Gempa dinyatakan dalam percepaan gravitasi yang nilainya bergantung pada waktu getar alami struktur gedung dan kurvanya ditampilkan dalam Spektrum Respons Gempa Rencana Eb Modulus elastisitas batu bata (MPa)

Ec Modulus elastisitas beton (MPa) Es Modulus elastisitas baja (MPa) fbc Kuat tekan batu bata (MPa) fc’ Kuat tekan beton (MPa)

Fi Beban gempa nominal statik ekuivalen lantai ke-i Fx Beban gempa nominal statik ekuivalen arah x Fy Beban gempa nominal statik ekuivalen arah y fy Kuat leleh tulangan lentur yang disyaratkan, MPa fys Kuat leleh tulangan geser yang disyaratkan, Mpa

g Percepatan gravitasi

H Tinggi total gedung

hi Tinggi lantai gedung ke-i

I Faktor Keutamaan gedung, faktor pengali dari pengaruh Gempa Rencana pada berbagai kategori gedung, untuk menyesuaikan perioda ulang gempa yang berkaitan dengan penyesuaian probabilitas dilampauinya pengaruh tersebut selama umur gedung itu dan penyesuaian umur gedung itu

JHP Jumlah hambatan pelekat

Pn Kuat nominal penampang yang mengalami tekan (N) Qa Daya dukung ijin tiang (kg)


(13)

xxii Universitas Kristen Maranatha

qc Tahanan ujung konus (kg/cm2)

R Faktor reduksi gempa, rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung elastic penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung daktail, bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut, faktor reduksi gempa representative struktur gedung tidak beraturan

T Waktu getar alami struktur gedung dinyatakan dalam detik yang menentukan besarnya Faktor Respons Gempa Struktur Gedung dan kurvanya ditampilkan dalam Spektrum Respons Gempa Rencana T1 Waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan maupun

tidak beraturan dinyatakan dalam detik

V Beban (gaya) geser dasar nominal statik ekuivalen akibat pengaruh Gempa Rencana yang bekerja di tingkat dasar struktur gedung beraturan dengan tingkat daktilitas umum, dihitung berdasarkan waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan tersebut (kg)

Wi Berat lantai tingkat ke-i

Wt Massa gedung dikalikan gravitasi (kg)

zi Ketinggian lantai tingkat ke-i suatu struktur gedung terhadap taraf penjepitan lateral.


(14)

xxiii Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Diagram Penelitian Tugas Akhir ... 88

Lampiran Periode Getar ... 89

Lampiran Pengujian Kuat Tekan Batu Bata... 96

Lampiran Data Tanah ... 99

Lampiran Hasil Output Concrete PileCap Design... 103


(15)

88 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN I

DIAGRAM ALIR PENELITIAN TUGAS AKHIR

Mulai

Studi Literatur

Data Struktur Data Material

Pemodelan Metode Elemen Hingga

Mengetahui Perilaku: A. Balok B. Kolom C. Dinding

D. Pelat E. Kusen

Kesimpulan

Selesai

Simulasi Terhadap Beban Gravitasi & Beban Gempa

Perencanaan Pondasi


(16)

89 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN 2

PERIODE GETAR

Dalam perhitungan beban gempa untuk struktur rumah tinggal, dibutuhkan nilai periode getar T1. Nilai T1 dicari dengan menggunakan program ETABS v.9.7.2. Pemodelan pada ETABS hanya memodelkan bentuk tiga dimensi rumah tinggal dalam bentuk frame dengan material dan dimensi balok, kolom, serta lantai disamakan. Langkah-langkah dalam pemodelan struktur rumah tinggal adalah sebagai berikut:

1. Input Grid Data

Aktifkan program ETABSNonlinear V.9.7.2 Pilih File, New Model kemudian klick No untuk membuat desain dari awal.

Gambar L.2.1 Tampilan New Model Initialization

Kemudian akan muncul tampilan sebagai berikut.

Gambar L.2.2 Tampilan Pembuatan Grid

Langkah selanjutnya input data-data grid menurut gambar denah struktur yang ada secara manual agar memudahkan dalam penggambaran.


(17)

90 Universitas Kristen Maranatha

Gambar L.2.3 Input Plan Grid Secara Manual

2. Input Data Material

Pilih Define, Material Properties, Add New Material. Kemudian muncul tampilan seperti dibawah. Input data-data material yang telah ditentukan. Klick Ok.

Gambar L.2.4 Mendefinisikan Material

Gambar L.2.5 Input Data Properti Material

3. Mendefinisikan Frame Section

Mendefinisikan frame section balok dan kolom sesuai dengan ketentuan sebagai berikut:


(18)

91 Universitas Kristen Maranatha

a. Balok B1 = 15 cm x 15 cm b. Balok B2 = 15 cm x 30 cm c. Kolom K1 = 15 cm x 15 cm d. Kolom K2 = 15 cm x 30 cm

Pilih Define, Frame ditentukan pada perhitungan. Kemudian pilih Section…, Add Rectangular. Masukan data-data kolom dan balok yang sudah ditentukan.

Gambar L.2.6 Mendefinisikan Balok B1

Gambar L.2.7 Mendefinisikan Balok B2


(19)

92 Universitas Kristen Maranatha

Gambar L.2.9 Mendefinisikan Kolom K2

4. Mendefinisikan Wall/Slab/Deck Section

Pilih Define, Wall/Slab/Deck Section, Add New Slab lalu kemudian masukan ukuran pelat lantai yang direncanakan yaitu 12 cm.

Gambar L.2.10 Mendefinisikan Jenis Pelat

Gambar L.2.11 Mendefinisikan Ukuran Pelat

5. Membuat model di ETABS berdasarkan data-data di atas dengan menggunakan perintah draw baik untuk membuat balok, kolom maupun pelat secara tiga dimensi. Klik pada bagian yang akan diberikan reaksi perletakan.


(20)

93 Universitas Kristen Maranatha

pilih Assign, Joint/Point, Restraints (Supports, kemudian akan muncul tampilan seperti dibawah ini, pilih jenis perletakan Jepit (ujung kiri).

Gambar L.2.12 Model Struktur Gedung Tiga Dimensi

Gambar L.2.13 Reaksi Perletakan

6. Mengubah properti lantai rigid diaphragm sehingga beban lateral yang diterima bangunan akan diterima langsung dipusat masssa tiap lantai.


(21)

94 Universitas Kristen Maranatha

Gambar L.2.15 Rigid Diaphragm Pada Lantai 1 dan Lantai 2

7. Periode Getar

Untuk mendapatkan nilai periode getar, maka lakukan Run Analysis

dengan cara Analyze, Run Analysis. Kemudian pilh Display, Show Tables

untuk mendapatkan nilai periode getar T1.

Gambar L.2.16 Tampilan Run Analysis


(22)

95 Universitas Kristen Maranatha

Tabel L.2.1 Modal Participating Mass Ratio

Mode Period UX UY

1 0,529163 0,0064 74,9442 2 0,382435 64,8671 1,5123 3 0,357632 11,7964 8,3598 4 0,227595 0,0481 14,6824 5 0,144028 0,0757 0,2625

6 0,135977 23,202 0

7 0,103628 0,0017 0,2389

8 0,075923 0,0001 0

9 0,024124 0,0012 0

10 0,016726 0,0013 0

11 0,013608 0 0


(23)

96 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN 3

PENGUJIAN KUAT TEKAN BATU BATA

Tanggal Pengujian : 01 Mei 2012

Tempat Pengujian : Laboratorium Struktur Universitas Kristen Maranatha Pengujian dilakukan 3 kali dengan penempatan penampang batu bata yang berbeda-beda. Masing-masing pengujian menggunakan 3 buah batu bata yang kemudian hasilnya adalah rata-rata dari ketiga batu bata. Batu bata yang digunakan adalah batu bata buatan daerah setempat.

Pengujian 1

Gambar L.3.1 Posisi Batu Bata Pengujian 1 Tabel L.3.1 Hasil Kuat Tekan Batu Bata Pengujian 1 Bata b

(mm) h (mm)

A

(mm2) Gaya (N)

Kuat Tekan (N/mm2)

1 52 96 4992 5886 1,18

2 51 97 4947 4905 0,99

3 52 96 4992 5395,5 1,08


(24)

97 Universitas Kristen Maranatha

Pengujian 2

Gambar L.3.2 Posisi Batu Bata Pengujian 2 Tabel L.3.2 Hasil Kuat Tekan Batu Bata Pengujian 2 Bata b

(mm) h (mm)

A

(mm2) Gaya (N)

Kuat Tekan (N/mm2)

1 51 198 10098 19620 1,94

2 52 199 10348 24525 2,37

3 52 197 10244 19620 1,92

Rata-rata 2,08

Pengujian 3


(25)

98 Universitas Kristen Maranatha

Tabel L.3.3 Hasil Kuat Tekan Batu Bata Pengujian 3 Bata b

(mm) h (mm)

A

(mm2) Gaya (N)

Kuat Tekan (N/mm2)

1 98 200 19600 156960 8,01

2 98 198 19404 147150 7,58

3 97 200 19400 161865 8,34

Rata-rata 7,98

Dari ketiga pengujian tersebut diambil hasil dari pengujian ketiga dengan kuat tekan rata-rata adalah fbc’ = 7,98 N/mm2.


(26)

99 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN 4

DATA TANAH

LABORATORIUM MEKANIKA TANAH FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA Jl. Prof. Drg. Soeria Soemantri No. 65 Bandung 40164

CONE PENETRATION TEST

Location : Lapangan GSG Form No. :

Test Point : 1 Date : 18 Februari 2010

Page : 1 Tested by :

Elev : +0,0

Depth R1 = qc R2 fs fs * 10 LF TF

(m) (kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm) (kgf/cm)

0,00 29 31 0,1832 1,8318 3,6637 0,0000

0,20 25 39 1,2823 12,8229 25,6459 25,6459

0,40 21 41 1,8318 18,3185 36,6370 62,2828

0,60 17 45 2,5646 25,6459 51,2917 113,5746

0,80 15 37 2,0150 20,1503 40,3007 153,8752

1,00 15 31 1,4655 14,6548 29,3096 183,1848

1,20 15 26 1,0075 10,0752 20,1503 203,3351

1,40 15 27 1,0991 10,9911 21,9822 225,3173

1,60 15 21 0,5496 5,4955 10,9911 236,3084

1,80 13 21 0,7327 7,3274 14,6548 250,9632

2,00 13 23 0,9159 9,1592 18,3185 269,2817

2,20 13 25 1,0991 10,9911 21,9822 291,2639

2,40 13 19 0,5496 5,4955 10,9911 302,2549

2,60 13 17 0,3664 3,6637 7,3274 309,5823

2,80 13 17 0,3664 3,6637 7,3274 316,9097

3,00 13 19 0,5496 5,4955 10,9911 327,9008

3,20 15 17 0,1832 1,8318 3,6637 331,5645

3,40 13 19 0,5496 5,4955 10,9911 342,5556

3,60 17 21 0,3664 3,6637 7,3274 349,8830

3,80 17 21 0,3664 3,6637 7,3274 357,2104

4,00 17 23 0,5496 5,4955 10,9911 368,2015

4,20 17 25 0,7327 7,3274 14,6548 382,8563


(27)

100 Universitas Kristen Maranatha

4,60 21 27 0,5496 5,4955 10,9911 412,1658

4,80 17 27 0,9159 9,1592 18,3185 430,4843

5,00 17 23 0,5496 5,4955 10,9911 441,4754

5,20 17 19 0,1832 1,8318 3,6637 445,1391

5,40 13 15 0,1832 1,8318 3,6637 448,8028

5,60 13 15 0,1832 1,8318 3,6637 452,4665

5,80 13 15 0,1832 1,8318 3,6637 456,1302

6,00 13 21 0,7327 7,3274 14,6548 470,7850

6,20 9 13 0,3664 3,6637 7,3274 478,1124

6,40 13 15 0,1832 1,8318 3,6637 481,7761

6,60 17 19 0,1832 1,8318 3,6637 485,4398

6,80 17 21 0,3664 3,6637 7,3274 492,7672

7,00 17 27 0,9159 9,1592 18,3185 511,0856

7,20 17 27 0,9159 9,1592 18,3185 529,4041

7,40 17 39 2,0150 20,1503 40,3007 569,7048

7,60 25 45 1,8318 18,3185 36,6370 606,3417

7,80 155 185 2,7478 27,4777 54,9554 661,2972

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Terzaghi dan Peck (1984) dan Rony Ardiansyah (2010) didapatkan nilai perlawanan konus (qc) dari percobaan CPT adalah sebesar empat kali nilai N pada percobaan SPT. Nilai ini dipakai untuk mendapatkan nilai N dari data qc sehingga dapat diketahui jenis tanahnya. Uji NSPT memberikan nilai banyaknya pukulan dalam suatu kedalaman tertentu. Nilai hasil tes penetrasi standar rata-rata ( N) dihitung dengan persamaan:

i i t N

t N  

dimana ti adalah tebal lapisan tanah ke-i, Ni adalah nilai Tes Penetrasi Standar lapisan tanah ke-i. Nilai N dapat dilihat pada Tabel L.4.1 di bawah ini.

Tabel L.4.1 Perhitungan Nilai N

Depth R1 = qc TF ti N ti

(m) (kgf/cm2) (kgf/cm) (m) N

0,00 29 0,0000 0,00 7 0

0,20 25 25,6459 0,20 6 0,03200

0,40 21 62,2828 0,20 5 0,03810

0,60 17 113,5746 0,20 4 0,04706

0,80 15 153,8752 0,20 4 0,05333

1,00 15 183,1848 0,20 4 0,05333


(28)

101 Universitas Kristen Maranatha

Tabel L4.1 (lanjutan)

1,40 15 225,3173 0,20 4 0,05333

1,60 15 236,3084 0,20 4 0,05333

1,80 13 250,9632 0,20 3 0,06154

2,00 13 269,2817 0,20 3 0,06154

2,20 13 291,2639 0,20 3 0,06154

2,40 13 302,2549 0,20 3 0,06154

2,60 13 309,5823 0,20 3 0,06154

2,80 13 316,9097 0,20 3 0,06154

3,00 13 327,9008 0,20 3 0,06154

3,20 15 331,5645 0,20 4 0,05333

3,40 13 342,5556 0,20 3 0,06154

3,60 17 349,8830 0,20 4 0,04706

3,80 17 357,2104 0,20 4 0,04706

4,00 17 368,2015 0,20 4 0,04706

4,20 17 382,8563 0,20 4 0,04706

4,40 17 401,1747 0,20 4 0,04706

4,60 21 412,1658 0,20 5 0,03810

4,80 17 430,4843 0,20 4 0,04706

5,00 17 441,4754 0,20 4 0,04706

5,20 17 445,1391 0,20 4 0,04706

5,40 13 448,8028 0,20 3 0,06154

5,60 13 452,4665 0,20 3 0,06154

5,80 13 456,1302 0,20 3 0,06154

6,00 13 470,7850 0,20 3 0,06154

6,20 9 478,1124 0,20 2 0,08889

6,40 13 481,7761 0,20 3 0,06154

6,60 17 485,4398 0,20 4 0,04706

6,80 17 492,7672 0,20 4 0,04706

7,00 17 511,0856 0,20 4 0,04706

7,20 17 529,4041 0,20 4 0,04706

7,40 17 569,7048 0,20 4 0,04706

7,60 25 606,3417 0,20 6 0,03200

7,80 155 661,2972 0,20 39 0,00516

Total 7,8 2,01306

Maka, nilai i

i

t 7,8

N 3,875

t 2, 01306 N

  

Berdasarkan data tanah dan hasil perhitungan di atas, didapat nilai hasil tes penetrasi standar rata-rata (N ) sebesar 3,875 dan nilai kadar air alami tanah (%wn) sebesar 112,74% , kemudian dapat diinterpretasikan jenis tanah tertentu.


(29)

102 Universitas Kristen Maranatha

Berdasarkan tabel L4.2 dapat diketahui bahwa nilai N < 15, dan wn ≥ 40% yang berarti bahwa tanah termasuk ke dalam jenis tanah lunak.


(30)

103 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN 5

HASIL OUTPUT CONCRETE PILECAP DESIGN

PILECAP DESIGN

Design Code : PBI-91

Factor for Dead Load = 1.20 Factor for Live Load = 1.60

Strength Reduction for Moment = 0.80 Strength Reduction for Shear = 0.60

Concrete Unit Weight, Gm = 2400.00 kg/m3 Concrete Compr. Strength, fc1 = 250.00 kg/cm2 Concrete Cover, cv = 5.00 cm

Pilecap Rebar Yield Strength, fy = 3900.00 kg/cm2 Pilecap Rebar Diameter, db = 1.30 cm

Sloof Rebar Yield Strength, fys = 3900.00 kg/cm2 Sloof Stirrups Yield Strength, fy = 2400.00 kg/cm2 Sloof Main Rebar Diameter, dbs = 1.90 cm Sloof Stirrups Rebar Diameter, dbsv = 1.00 cm

Allowable Soil Stress, qa = 0.50 kg/cm2

Unfactored Axial Load P = 6480.09 kg Single Pile Capacity P1 = 48986.04 kg Single Pile Section Area A1 = 900.00 cm2 Pile Length L1 = 7.80 m Pile Length Inside Pilecap L2 = 7.500 m Pile Diameter dp = 30.00 cm Pile to Pile Dist. Ratio s = 0.00 D Pile to Edge Dist. Ratio s1 = 1.00 D

Column Section Width b = 15.00 cm Column Section Height h = 30.00 cm

Sloof Section Width b = 0.00 cm Sloof Section Height h = 0.00 cm

Factored Axial Load, Pu = 9072.13 kg Factored Moment, Mux = 73.88 kg.cm Factored Shear, Vux = 730.61 kg.cm Factored Moment, Muy = 224.80000 kg.cm Factored Shear, Vuy = 749.07000 kg.cm

Load Factor (Averaged) = 1.40

PILE DESIGN:

Pile to Pile Distance ds = 0.00 cm Pile to Edge Distance ds1 = 30.00 cm Number of Pile np = 1

Weight of One Pile W1 = 0.00 kg Single Pile Capacity P1-W1 = 48986.04 kg


(31)

104 Universitas Kristen Maranatha Unfactored load, 1 Pile P3 = 6480.09 kg

Weight of All Piles Wp = 0.00 kg Weight of Pile Cap Wc = 129.60 kg Pilecap Width bp = 60.00 cm Pilecap Length hp = 60.00 cm

Pilecap Thickness tp = 15.00 cm (Included L2)

Group Efficiency Method = Not Applied Group Efficiency eff = 1.000

Total Pile Capacity Pcap = 48856.44 kg

Pcap > P ----> OK

Shear Stress Checking:

Beta Factor = h/b >= 1.0 = 2.00

Punch Shear Force Pp =6480.09 kg (Unfactored) Punch Shear Force Ppu =9072.13 kg (Factored) Critical Perimeter Ko =150.0000 cm

Punch Shear Stress vc =6.9518 kg/cm2

Maximum shear stress (Without Phi factor)

Punch Shear Capacity vc1 =16.67 kg/cm2(Including Beta) Nett Shear Capacity vc min = 8.33 kg/cm2

Nett Shear Capacity vc max = 16.67 kg/cm2 Nett Shear Average vc = 8.33 kg/cm2

Maximum shear stress (With Phi factor = 0.6)

Punch Shear Capacity vc1 =10.00kg/cm2 (Including Beta) Nett Shear Capacity vc min = 5.00 kg/cm2

Nett Shear Capacity vc max = 10.00 kg/cm2 Nett Shear Average vc = 5.00 kg/cm2

Pilecap Thickness at Column Face:

Punch Shear, tp = 12.55 cm

Nett Shear, X-dir, tp = 13.80 cm ( 0 piles) Nett Shear, Y-dir, tp = 13.80 cm ( 0 piles)

Pilecap Thickness at Edge:

Nett Shear, X-dir, tp = 0.00 cm ( 0 piles) Nett Shear, Y-dir, tp = 0.00 cm ( 0 piles)

Selected Pilecap Thickness tp = 15.00 cm (Included L2)

Pilecap Rebar Design:

fc1 = 250.0 kg/cm2 Tp = 15.0 cm db = 1.3 cm fy = 3900.0 kg/cm2 cv = 5.0 cm romin = 0.00154

1. Bending Moment at Column Face, X-direction (0 piles) Not Applicable!

2. Bending Moment at Column Face, Y-direction (0 piles) Not Applicable!


(32)

105 Universitas Kristen Maranatha

LAMPIRAN 6

VERIFIKASI SOFTWARE

1. Verifikasi Gaya Reaksi Portal

Data material dan data penampang sebagai berikut: E = 2000000000 kg/m2

b = 0,15 m h = 0,2 m

I =

= 0,0001 m

4

a. Merakit matriks kekakuan masing-masing elemen g1 g2 g4 g1 g2 g4

g2 g3 g5 g2 g3 g5 g4 g5 g6 g4 g5 g7 K

g1 g2 g4 g1 g2 g4 g2 g3 g5 g2 g3 g5 g4 g5 g7 g4 g5 g6

 

 

 

   

 

 

 

 

 

3 EI L  

2 AL

I  

1


(33)

106 Universitas Kristen Maranatha

2

c sin

2 2

1 2

g1   ( c 12c ) 1 2

g2 c c ( 12)

2 2

2 1

g3   ( c 12c ) 2 g4 6Lc

1 g5 6Lc

2 g6 4L

2 g7 2L

 Elemen 1

1 2 1600 7500 c 0 c 1       6 g1 19200 g2 0 g3 12.10 g4 48000 g5 0 g6 160000 g7 80000         6 6 1 6 6

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 160000 48000 0 80000 K

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 80000 48000 0 160000

                       6 (1)

19200 0 48000 0 0 0 0 12.10 0 0 0 0 48000 0 160000 0 0 0 K

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

                  


(34)

107 Universitas Kristen Maranatha

 Elemen 2

1 2 1600 7500 c 1 c 0       6 g1 12.10 g2 0 g3 19200 g4 0 g5 48000 g6 160000 g7 80000        6 6 2 6 6

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000 0 48000 160000 0 48000 80000 K

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000 0 48000 80000 0 48000 160000

                        6 6 (2) 6 6

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000 0 48000 160000 0 48000 80000 K

12.10 0 0 12.10 0 0

0 19200 48000 0 19200 48000 0 48000 80000 0 48000 160000

                       

 Elemen 3

1 2 1600 7500 c 0 c 1        6 g1 19200 g2 0 g3 12.10 g4 48000 g5 0 g6 160000 g7 80000       


(35)

108 Universitas Kristen Maranatha

6 6

3

6 6

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 160000 48000 0 80000 K

19200 0 48000 19200 0 48000

0 12.10 0 0 12.10 0

48000 0 80000 48000 0 160000                       (3) 6

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

K

0 0 0 19200 0 48000 0 0 0 0 12.10 0 0 0 0 48000 0 160000

                  

b. Merakit matriks kekakuan (1) (2) (3)

K K K K

12019200 0 48000 12000000 0 0

0 12019200 48000 0 19200 48000

48000 48000 320000 0 48000 80000

K

12000000 0 0 12019200 0 48000

0 19200 48000 0 12019200 48000

0 48000 80000 48000 48000 320000

                        

c. Merakit matrik beban  Beban pada titik nodal

1000 0 0 Q 0 0 0                   


(36)

109 Universitas Kristen Maranatha

 Beban pada elemen

2

0 1

250 2 312, 5 3 ˆ

f

0 4

250 5 312, 5 6

                    2 0 250 312, 5 ˆ F 0 250 312, 5                     2 ˆ ˆ QF

d. Merakit matrik beban 1000

250 312, 5 ˆ

Q Q Q

0 250 312, 5                     

e. Peralihan nodal

1

K.q Q

0,03725640734 0,00001486463331

-0,005783293976

q K .Q

0,03720955108 -0,00005653129998 -0,003169756058                     

f. Gaya Reaksi  Elemen 1

437, 72 178, 38 1325, 64

f1 K1o.D1 kg

437, 72 178, 38 862, 98                     


(37)

110 Universitas Kristen Maranatha

 Elemen 2

2

562, 28 178, 38 862, 98 ˆ

f 2 K2o.D2 f kg

562, 28 678, 38

1278, 90

 

 

 

   

 

 

 

 

 Elemen 3

562, 28 678,38 1278,90

f 3 K3o.D3 kg

562, 28 678,38

1532, 48

 

 

 

 

 

 

 

 

g. Hasil Gaya Reaksi pada SAP2000


(38)

111 Universitas Kristen Maranatha

2. Verifikasi Tegangan

Potongan I - I : 0 ≤ x ≤ 2,5 m

3

Mx 0

( Vb.x) Mb Mx 0

(178, 38.x) 862, 98 Mx 0 Mx 178, 38x 862, 98

x 2, 5m

Mx ( 178, 38.2, 5) 862, 98 Mx 417, 03kgm

Mx 4170300Nmm

Mx.y 4170300.100

4,1703MPa 1

I .150.200

12

 

   

  

  

  

 

 


(39)

112 Universitas Kristen Maranatha

Hasil Tegangan pada SAP2000:

Gambar L.6.2 Tegangan S11 Portal pada SAP2000


(40)

1 Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Letak Indonesia yang merupakan pertemuan tiga lempeng yaitu lempeng Indo-Australia, lempeng Pasifik dan lempeng Eurasia, menyebabkan hampir semua wilayah Indonesia mempunyai resiko gempa tektonik tinggi. Karena letaknya yang demikian, Indonesia seakan-akan berada di dalam lingkaran api yang terus membara.

Sejatinya, rumah adalah tempat perlindungan. Namun hal itu tidak berlaku ketika terjadi gempa. Rumah justru menjelma menjadi senjata pembunuh yang mematikan saat terjadi gempa. Hampir di setiap kejadian gempa, di wilayah manapun, penyebab jatuhnya banyak korban (tewas maupun yang luka), pada umumnya karena tertimpa reruntuhan bangunan (Feri Yunus, 2010).

Kerusakan terbanyak akibat gempa di Indonesia terjadi pada bangunan sederhana, mengingat bangunan sipil yang ada di Indonesia sebagian besar adalah bangunan bertingkat rendah seperti rumah sederhana satu tingkat dan dua tingkat. Bangunan sederhana di Indonesia pada umumnya dibangun tanpa bantuan seorang ahli bangunan dan struktur, atau hanya dibuat berdasarkan pengalaman para tukang lokal atau setempat, sehingga rumah tersebut tidak memiliki kinerja yang memadai dalam menahan beban gempa atau disebut non engineering building

(Rany, 2011).

Dari segi struktur, rumah sederhana atau non engineering building terdiri dari kolom praktis, balok, dan dinding bata. Namun fungsi dinding bata sebagai komponen non-struktural dalam peraturan tingkat Nasional (SNI 03-2847 2002) mengakibatkan pengaruh kekuatan dan kekakuan dinding bata sering tidak diperhitungkan dalam perencanaan suatu bangunan. PT. Teddy Boen Konsultan telah melakukan studi analisis struktur SDN Padasuka II, Desa Sukamulya, Bandung pada Februari 2008. Studi ini memodelkan sekolah satu tingkat (balok,


(41)

2 Universitas Kristen Maranatha

kolom, dan dinding bata) yang menggunakan metode elemen hingga pada analisis strukturnya.

Metode elemen hingga, pada prinsipnya membagi sebuah kontinum menjadi bagian-bagian kecil yang disebut elemen, sehingga solusi tiap bagian kecil dapat diselesaikan dengan lebih sederhana. Penerapan metode elemen hingga diterapkan untuk menghitung peninjauan tegangan, lendutan dan gaya reaksi.

Pada tugas akhir ini, rumah tinggal yang sudah ada akan dimodelkan kembali menggunakan program SAP2000. Rumah tinggal yang dipilih adalah rumah tinggal dua lantai. Pemodelan rumah tinggal meliputi balok, kolom, pelat lantai, dinding bata dan kusen yang kemudian diberikan beban gravitasi dan beban gempa sehingga dapat diketahui pengaruhnya terhadap struktur gedung. Analisis struktur yang digunakan adalah metode numerik yaitu metode elemen hingga

(finite element method). Hasil analisis struktur rumah tinggal ditinjau dengan cara melihat hasil tegangan, lendutan dan hasil reaksi dasar yang terjadi pada struktur rumah tinggal.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Melakukan analisis metode elemen hingga model struktur bangunan gedung akibat beban gravitasi dan beban lateral (beban gempa).

2. Mempelajari perilaku gedung, meliputi lendutan balok, hasil tegangan pada balok, kolom, pelat lantai, dinding bata dan kusen serta reaksi tumpuan.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian adalah sebagai berikut:

1. Bangunan yang ditinjau adalah rumah tinggal bertingkat, dengan jumlah lantai dua (PT. Panorama Citra Utama).

2. Bangunan terletak di Bandung, termasuk ke dalam wilayah gempa empat di Indonesia, jenis tanah lunak.

3. Peraturan yang digunakan peraturan beton Indonesia SNI 2847-2002 dan peraturan gempa Indonesia SNI 1726-2002.


(42)

3 Universitas Kristen Maranatha

5. Pembahasan yang dipelajari adalah lendutan balok, tegangan pada balok, kolom, pelat, dinding, kusen, dan perencanaan pondasi.

6. Data tanah diambil dari data penelitian Laboratorium Universitas Kristen Maranatha.

1.4 Sistematika Penelitian

Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I, berisi Pendahuluan yang terdiri dari Latar Belakang, Tujuan Penelitian, Ruang Lingkup Penelitian, Sistematika Penelitian, Lisensi Perangkat Lunak, dan Metodologi Penelitian.

BAB II, berisi Studi Literatur yang terdiri dari Struktur Beton Bertulang, Dinding Batu Bata, Kayu, Beban, Peraturan Gempa SNI 03-1726-2002, Pondasi Tiang dan Metode Elemen Hingga.

BAB III, berisi Data Struktur, Perencanaan Rumah Tinggal Dua Lantai, Simulasi Metode Elemen Hingga, Pembahasan Struktur Atas, dan Perencanaan Pondasi. BAB IV, berisi Kesimpulan dan Saran.

1.5 Lisensi Perangkat Lunak

Sifat lisensi perangkat lunak yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah

SAP2000 versi 15, dengan sifat lisensi akademik student version.

1.6 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Tahap pertama adalah studi literatur yang didapat dari jurnal buku maupun dari internet.

2. Tahap kedua mengumpulkan data-data pendukung yang diperlukan untuk penelitian Tugas Akhir, yaitu data bangunan gedung dan data material yang digunakan serta melakukan perencanaan rumah tinggal bertingkat dua lantai. 3. Tahap ketiga adalah melakukan analisis struktur rumah tinggal menggunakan

program SAP2000 versi 15denganmetode elemen hingga. 4. Tahap keempat adalah menyusun pembahasan dan kesimpulan.


(43)

84 Universitas Kristen Maranatha

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisis pemodelan numerik metode elemen hingga adalah:

1. Perangkat lunak SAP2000 dapat digunakan untuk melakukan simulasi numerikal metode elemen hingga struktur bangunan gedung, untuk mengetahui perilaku kekakuan dan kekuatan struktur akibat beban-beban yang bekerja, terutama beban gempa.

2. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa lendutan yang terjadi pada semua balok masih memenuhi batasan lendutan ijin.

3. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa terjadi kegagalan pada beberapa bagian balok, dinding, dan lantai. Hal ini dapat diketahui dari informasi besarnya tegangan (S11) yang terjadi telah melebihi batasan kuat tekan material beton yaitu fc’ sebesar 25 MPa.

4. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa tegangan (S22) yang terjadi pada kolom masih lebih kecil daripada nilai kuat tekan beton, sehingga kolom masih dalam kondisi kuat.

5. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa tegangan yang terjadi pada kusen lebih kecil daripada nilai kuat tarik dan kuat tekan kayu jenis red meranti, sehingga kusen masih dalam kondisi utuh.

6. Informasi kegagalan struktur pada bagian dinding bata menggambarkan bahayanya kerusakan rumah tinggal akibat gempa. Oleh karena itu diperlukan perkuatan-perkuatan, sebagai contoh antara lain dipasang kolom praktis pada lokasi yang diperlukan.


(44)

85 Universitas Kristen Maranatha

4.2. Saran

Saran yang dapat disampaikan untuk penelitian selanjutnya adalah:

1. Melakukan studi yang serupa untuk untuk rumah tinggal dengan model atap terbuat dari rangka batang dengan material kayu.


(45)

86 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Ardiansyah, Rony, (2010), ”Korelasi Hasil Percobaan CPT Dengan SPT Pada Lokasi Pusat Kota Pekanbaru”, Universitas Islam Riau, Bandung. 2. Badan Standardisasi Nasional, (2002), ”Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002“), BSN, Bandung. 3. Badan Standardisasi Nasional, (2002), ”Peraturan Beton Bertulang Indonesia

(SNI 2847-2002)“, BSN, Bandung.

4. Barggess, M.F., Lesmana, C., dan Tallar, R.Y., (2008), ”Analisis Struktur Bendung Dengan Metode Elemen Hingga”, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

5. Boen, T., “Engineering the Non Engineered Houses for Better Earthquake Resistance in Indonesia”, Bandung.

6. Cahya, D. Chandra., (2008), “Analisis Kapasitas Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Pembangunan Pabrik Coil Spring Plant PT. APM Armada Suspension di Karawang (Jawa Barat)”, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.

7. Computers and Structures, Inc, (1998), ”SAP2000 Basic Analysis References”, California, Berkeley.

8. Cook, D. Robert, (1990), ”Konsep dan Aplikasi Metode Elemen Hingga”, Bandung: PT. ERESCO Bandung.

9. Dewi, R.R., ”Studi Perilaku Model Panel Dinding Bata Pengisi Pada Struktur Beton Bertulang”, Institut Teknologi Surabaya, Surabaya.

10. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, (1987), “Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung”, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.

11. Djajaputra, A.A., Poulos, H.G., Rahardjo, P.P., “Manual Pondasi Tiang”, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.


(46)

87 Universitas Kristen Maranatha

12. Erfandhari, R.D., (2010), ”Perencanaan Gedung Beton Bertulang Tidak Beraturan Berdasarkan SNI 02-1726-2002 dan FEMA 450”, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

13. Hadipratomo, Winarni dan Paulus P. Raharjo, (1985), ”Pengenalan Metoda Elemen Hingga Pada Teknik Sipi”l, Bandung: NOVA.

14. Holzer, SM., (1985), “Computer Analysis of Structures. Matrix Structural Analysis Structured Programming”, Elsevier, New York,

15. Imran, I., Hendrik, F., (2010), “Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa”, ITB, Bandung, Indonesia.

16. Latana, Boris., (2011), “Perencanaan Struktur Portal Dengan Balok Prategang”, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

17. Pranata, Y.A., Suryoatmono, B., dan Tjondro, J.A., (2011), “The Flexural Ratio of Indonesian Timber Bolt-Laminated Beam”, Universitas Kristen Maranatha dan Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.

18. PT. Teddy Boen Konsultan, (2008), ”Structural Analysis SDN Padasuka II Sukamulya Village Soreang Regency Bandung”, PT. Teddy Boen Konsultan, Jakarta.

19. Rahardjo, P.P., (2008), “Penyelidikan Geoteknik Dengan Uji In-Situ”, Geotechnical Engineering Center Universitas Katolik Parahyangan, Bandung. 20. Siregar, Y.A.N., (2010), ”Bab 2 Dasar Teori (Efek Dinding...)”, Universitas

Indonesia, Jakarta.

21. Yunus, Feri, (2010), ”Pentingnya Rumah Aman Gempa di Indonesia”. (URL: http://www.pentingnya-rumah-aman-gempa-di.html) Diakses 10 Juli 2011.


(1)

2 Universitas Kristen Maranatha kolom, dan dinding bata) yang menggunakan metode elemen hingga pada analisis strukturnya.

Metode elemen hingga, pada prinsipnya membagi sebuah kontinum menjadi bagian-bagian kecil yang disebut elemen, sehingga solusi tiap bagian kecil dapat diselesaikan dengan lebih sederhana. Penerapan metode elemen hingga diterapkan untuk menghitung peninjauan tegangan, lendutan dan gaya reaksi.

Pada tugas akhir ini, rumah tinggal yang sudah ada akan dimodelkan kembali menggunakan program SAP2000. Rumah tinggal yang dipilih adalah rumah tinggal dua lantai. Pemodelan rumah tinggal meliputi balok, kolom, pelat lantai, dinding bata dan kusen yang kemudian diberikan beban gravitasi dan beban gempa sehingga dapat diketahui pengaruhnya terhadap struktur gedung. Analisis struktur yang digunakan adalah metode numerik yaitu metode elemen hingga

(finite element method). Hasil analisis struktur rumah tinggal ditinjau dengan cara melihat hasil tegangan, lendutan dan hasil reaksi dasar yang terjadi pada struktur rumah tinggal.

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Melakukan analisis metode elemen hingga model struktur bangunan gedung akibat beban gravitasi dan beban lateral (beban gempa).

2. Mempelajari perilaku gedung, meliputi lendutan balok, hasil tegangan pada balok, kolom, pelat lantai, dinding bata dan kusen serta reaksi tumpuan.

1.3 Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian adalah sebagai berikut:

1. Bangunan yang ditinjau adalah rumah tinggal bertingkat, dengan jumlah lantai dua (PT. Panorama Citra Utama).

2. Bangunan terletak di Bandung, termasuk ke dalam wilayah gempa empat di Indonesia, jenis tanah lunak.

3. Peraturan yang digunakan peraturan beton Indonesia SNI 2847-2002 dan peraturan gempa Indonesia SNI 1726-2002.


(2)

3 Universitas Kristen Maranatha 5. Pembahasan yang dipelajari adalah lendutan balok, tegangan pada balok,

kolom, pelat, dinding, kusen, dan perencanaan pondasi.

6. Data tanah diambil dari data penelitian Laboratorium Universitas Kristen Maranatha.

1.4 Sistematika Penelitian

Sistematika penelitian adalah sebagai berikut:

BAB I, berisi Pendahuluan yang terdiri dari Latar Belakang, Tujuan Penelitian, Ruang Lingkup Penelitian, Sistematika Penelitian, Lisensi Perangkat Lunak, dan Metodologi Penelitian.

BAB II, berisi Studi Literatur yang terdiri dari Struktur Beton Bertulang, Dinding Batu Bata, Kayu, Beban, Peraturan Gempa SNI 03-1726-2002, Pondasi Tiang dan Metode Elemen Hingga.

BAB III, berisi Data Struktur, Perencanaan Rumah Tinggal Dua Lantai, Simulasi Metode Elemen Hingga, Pembahasan Struktur Atas, dan Perencanaan Pondasi. BAB IV, berisi Kesimpulan dan Saran.

1.5 Lisensi Perangkat Lunak

Sifat lisensi perangkat lunak yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah

SAP2000 versi 15, dengan sifat lisensi akademik student version.

1.6 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Tahap pertama adalah studi literatur yang didapat dari jurnal buku maupun dari internet.

2. Tahap kedua mengumpulkan data-data pendukung yang diperlukan untuk penelitian Tugas Akhir, yaitu data bangunan gedung dan data material yang digunakan serta melakukan perencanaan rumah tinggal bertingkat dua lantai. 3. Tahap ketiga adalah melakukan analisis struktur rumah tinggal menggunakan

program SAP2000 versi 15denganmetode elemen hingga. 4. Tahap keempat adalah menyusun pembahasan dan kesimpulan.


(3)

84 Universitas Kristen Maranatha

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisis pemodelan numerik metode elemen hingga adalah:

1. Perangkat lunak SAP2000 dapat digunakan untuk melakukan simulasi numerikal metode elemen hingga struktur bangunan gedung, untuk mengetahui perilaku kekakuan dan kekuatan struktur akibat beban-beban yang bekerja, terutama beban gempa.

2. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa lendutan yang terjadi pada semua balok masih memenuhi batasan lendutan ijin.

3. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa terjadi kegagalan pada beberapa bagian balok, dinding, dan lantai. Hal ini dapat diketahui dari informasi besarnya tegangan (S11) yang terjadi telah melebihi batasan kuat tekan material beton yaitu fc’ sebesar 25 MPa.

4. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa tegangan (S22) yang terjadi pada kolom masih lebih kecil daripada nilai kuat tekan beton, sehingga kolom masih dalam kondisi kuat.

5. Hasil simulasi memperlihatkan bahwa tegangan yang terjadi pada kusen lebih kecil daripada nilai kuat tarik dan kuat tekan kayu jenis red meranti, sehingga kusen masih dalam kondisi utuh.

6. Informasi kegagalan struktur pada bagian dinding bata menggambarkan bahayanya kerusakan rumah tinggal akibat gempa. Oleh karena itu diperlukan perkuatan-perkuatan, sebagai contoh antara lain dipasang kolom praktis pada lokasi yang diperlukan.


(4)

85 Universitas Kristen Maranatha 4.2. Saran

Saran yang dapat disampaikan untuk penelitian selanjutnya adalah:

1. Melakukan studi yang serupa untuk untuk rumah tinggal dengan model atap terbuat dari rangka batang dengan material kayu.


(5)

86 Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1. Ardiansyah, Rony, (2010), ”Korelasi Hasil Percobaan CPT Dengan SPT Pada Lokasi Pusat Kota Pekanbaru”, Universitas Islam Riau, Bandung. 2. Badan Standardisasi Nasional, (2002), ”Standar Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002“), BSN, Bandung. 3. Badan Standardisasi Nasional, (2002), ”Peraturan Beton Bertulang Indonesia

(SNI 2847-2002)“, BSN, Bandung.

4. Barggess, M.F., Lesmana, C., dan Tallar, R.Y., (2008), ”Analisis Struktur Bendung Dengan Metode Elemen Hingga”, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

5. Boen, T., “Engineering the Non Engineered Houses for Better Earthquake Resistance in Indonesia”, Bandung.

6. Cahya, D. Chandra., (2008), “Analisis Kapasitas Dukung Pondasi Tiang Pancang Pada Pembangunan Pabrik Coil Spring Plant PT. APM Armada Suspension di Karawang (Jawa Barat)”, Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta.

7. Computers and Structures, Inc, (1998), ”SAP2000 Basic Analysis References”, California, Berkeley.

8. Cook, D. Robert, (1990), ”Konsep dan Aplikasi Metode Elemen Hingga”, Bandung: PT. ERESCO Bandung.

9. Dewi, R.R., ”Studi Perilaku Model Panel Dinding Bata Pengisi Pada Struktur Beton Bertulang”, Institut Teknologi Surabaya, Surabaya.

10. Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan, (1987), “Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung”, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.

11. Djajaputra, A.A., Poulos, H.G., Rahardjo, P.P., “Manual Pondasi Tiang”, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.


(6)

87 Universitas Kristen Maranatha 12. Erfandhari, R.D., (2010), ”Perencanaan Gedung Beton Bertulang Tidak

Beraturan Berdasarkan SNI 02-1726-2002 dan FEMA 450”, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

13. Hadipratomo, Winarni dan Paulus P. Raharjo, (1985), ”Pengenalan Metoda Elemen Hingga Pada Teknik Sipi”l, Bandung: NOVA.

14. Holzer, SM., (1985), “Computer Analysis of Structures. Matrix Structural Analysis Structured Programming”, Elsevier, New York,

15. Imran, I., Hendrik, F., (2010), “Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa”, ITB, Bandung, Indonesia.

16. Latana, Boris., (2011), “Perencanaan Struktur Portal Dengan Balok Prategang”, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

17. Pranata, Y.A., Suryoatmono, B., dan Tjondro, J.A., (2011), “The Flexural Ratio of Indonesian Timber Bolt-Laminated Beam”, Universitas Kristen Maranatha dan Universitas Katolik Parahyangan, Bandung.

18. PT. Teddy Boen Konsultan, (2008), ”Structural Analysis SDN Padasuka II Sukamulya Village Soreang Regency Bandung”, PT. Teddy Boen Konsultan, Jakarta.

19. Rahardjo, P.P., (2008), “Penyelidikan Geoteknik Dengan Uji In-Situ”, Geotechnical Engineering Center Universitas Katolik Parahyangan, Bandung. 20. Siregar, Y.A.N., (2010), ”Bab 2 Dasar Teori (Efek Dinding...)”, Universitas

Indonesia, Jakarta.

21. Yunus, Feri, (2010), ”Pentingnya Rumah Aman Gempa di Indonesia”. (URL: http://www.pentingnya-rumah-aman-gempa-di.html) Diakses 10 Juli 2011.