ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM

Transkripsi

1 ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Spectrum Analysis Methode. SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : AGUS HARIYANTO I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Spectrum Analysis Methode. Disusun oleh : AGUS HARIYANTO I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Persetujuan Dosen Pembimbing Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Edy Purwanto, ST, MT NIP Setiono, ST, MSc NIP ii

3 ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RESPONS SPEKTRUM Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Spectrum Analysis Methode. SKRIPSI Disusun oleh : AGUS HARIYANTO I Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari Kamis, 4 Agustus 2011 : 1. Edy Purwanto, ST, MT NIP Setiono, ST, MSc NIP Agus Setia Budi, ST, MT NIP Ir. Agus Supriyadi, MT NIP Mengetahui, a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP Ir. Bambang Santosa, MT NIP iii

4 MOTTO Alloh SWT tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya (QS.Al-Baqoroh:286) 지금자면꿈을꾸지만지금공부하면꿈을이룬다 ( Jigeum jamyeon kkumeul kkujiman jigeum gongbuhamyeon kkumeul irunda ) Bila engkau tidur sekarang, maka kau akan segera bermimpi, namun bila engkau belajar sekarang maka impian itu akan terwujud " (Tazkiana Fauzy) Orang harus cukup tegar untuk memaafkan kesalahan, cukup pintar untuk belajar dari kesalahan dan cukup kuat untuk mengoreksi kesalahan. Semangat dan kerja keras adalah kunci keberhasilan yang dilandasi keyakinan dan doa Tuhan menabulkan do a kita dengan 3 cara : Apabila Tuhan Mengatakan YA maka kita akan mendapatkan apa yang kitamau Apabila Tuhan mengatakan TIDAK maka kita akan mendapatkan yang lebih baik Apabila Tuhan mangatakan Tunggu maka kita akan mendapatkan yang terbaik sesuai dengan kehendak-nya iv

5 PERSEMBAHAN Karya ini kupersembahkan untuk : 1. Ibu dan Bapak yang selalu mendoakan saya, mendukung, dan mendidik saya selama ini. 2. Adikku tersayang Aslina. 3. Seluruh keluargaku atas doa dan dukungannya 4. Impian terbesarku Laily Fatmawati. 5. Teman seperjuanganku Aris Suhartanto. 6. Teman teman Teknik Sipil 08 yang tidak biasa saya sebutkan satu demi satu, terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya selama ini. 7. Teman teman kost Edelwaiss. 8. Almamater, Universitas Sebelas Maret Surakarta v

6 ABSTRAK Agus Hariyanto, Analisis Kinerja Struktur pada Bangunan Bertingkat tidak Beraturan dengan Analisis Dinamik Menggunakan Metode Analisis Respons Spektrum. Gempa yang sering melanda Indonesia banyak menyebabkan ribuan korban jiwa dan menimbulkan kerusakan pada bangunan. Gempa tersebut sering terjadi karena Indonesia berada di dua wilayah yaitu jalur gempa pasifik (Circum Pasific Earthquake Belt) dan jalur gempa asia (Trans Asiatic Earthquake Belt). Bencana gempa menyebabkan terjadi kerusakan struktur bangunan. Saat terjadi gempa, diharapkan bangunan mampu menerima gaya gempa pada level tertentu tanpa terjadi kerusakan yang signifikan pada strukturnya. Secara umum analisis gempa dibagi menjadi dua bagian besar yaitu analisis gempa statik dan analisis gempa dinamis. Pada bangunan-bangunan yang sangat tinggi, tidak beraturan, bertingkat banyak serta bangunan-bangunan yang memerlukan ketelitian yang sangat besar digunakan perencanaan analisis dinamik, yang terdiri dari analisis ragam respon spektrum dan analisis respon dinamik riwayat waktu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keamanan gedung dilihat dari displacement, drift dan base shear. Metode yang digunakan adalah analisis dinamik respon spektrum dengan menggunakan program ETABS. Maksimum total drift pada arah X adalah 0,00825 m dan pada arah Y adalah 0,00588 m, Sehingga gedung aman terhadap kinerja batas ultimate (0.02h) dan kinerja batas layan {(0.03/R) x h}. Nilai displacement pada arah X adalah 0,06941 m dan pada arah Y adalah 0,05274 m, sehingga displacement pada gedung tidak melampaui displacement maksimal, sehingga gedung aman terhadap gempa rencana. Kata kunci : Respon Spektrum vi

7 ABSTRAC Agus Hariyanto, Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Spectrum Analysis Methode. Earthquakes frequently hit Indonesia, many caused thousands of casualties and damage to buildings. Earthquakes often occur because Indonesia was in two regions of the Pacific seismic lines (circum-pacific Earthquake Belt) and the path of asia earthquake (Trans Asiatic Earthquake Belt). The earthquake caused damage to building structures. When an earthquake happens, the building is expected to be able to accept a certain level of earthquake forces without any significant damage to the structure. In general, seismic analysis is divided into two major parts namely the earthquake analysis of static and dynamic earthquake analysis. In buildings that are very high, irregular, and the multistory buildings that require a very large used precision planning of dynamic analysis, which consists of the analysis range of the response spectrum and time history dynamic response analysis. This study aims to determine the safety of the building seen from the displacement, drift and shear bash. The method used is the dynamic response spectrum analysis using ETABS program. Maximum total drift in the X direction is m and the Y direction is m, so the building is safe against the ultimate limit of performance (0.02h) and serviceability limit the performance of {(0.03 / R) xh}. Value of displacement in the X direction is m and the Y direction is m, so the displacement at the building does not exceed the maximum displacement, so that the building is safe against earthquake plan. Kata kunci : Respon Spektrum vii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat, hidayah, serta karunianya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisa Kinerja Struktur pada Bangunan Bertingkat tidak Beraturan dengan Analisa Dinamik Menggunakan Metode Analisis Respon Spektrum. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan adanya penulisan skripsi ini diharapkan dapat memberikan wacana dan manfaat khususnya bagi penulis sendiri dan bagi orang lain pada umumnya. Atas bantuan dan kerjasama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Univeritas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Edy Purwanto, ST, MT, dan Setiono, ST, MSc selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dalam menyusun laporan ini. 4. Ir. JB Sunardi Widjaja, MSi selaku pembimbing Akademik. 5. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil angkatan 2008 atas kerjasama dan bantuannya. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pemikiran bagi pembaca, karena banyak kekurangan yang masih harus diperbaiki. Kritik dan saran akan penulis terima untuk kesempurnaan tulisan ini. Surakarta, Juli 2011 Penulis viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xvii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Dasar Teori Analisis Dinamik Konsep Perencanaan gedung Tahan Gempa Prinsip dan Kaidah Perencanaan Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan Sistem Struktur Jenis Beban Kombinasi Pembebanan Defleksi Lateral ix

10 2.2.4 Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa Faktor Keutamaan Koefisien Modifikasi Respon Wilayah Gempa Jenis Tanah Setempat Faktor Respon Gempa Kategori Desain Gempa (KDG) Arah Pembebanan Gempa Kinerja Struktur Kinerja Batas Layan Kinerja Batas Ultimit BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Data Struktur Gedung Tahapan Analisis Studi Literatur Pengumpulan data Pemodelan 3D Perhitungan Pembebanan Analisis Respon Spektrum Diagram Alir Pembuatan Grafik Respon Spektrum Pembahasan Hasil Analisis Respon Spektrum Dari Program ETABS V BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Denah Apartemen Tuning Konfigurasi Gedung Spesifikasi Material Mutu Beton Mutu Baja Baja Tulangan x

11 4.3.3 Data Elemen Struktur Plat Lantai Balok Kolom Pembebanan Beban Mati Reduksi Beban Hidup (L R ) Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai Momen Inersia Massa Bangunan Perhitungan Beban Diluar Berat Sendiri Per m Beban Gempa Faktor Respon Gempa Data Gempa Faktor Reduksi Gempa Tekanan Tanah Pada Dinding Basement Tekanan ke Atas (Uplift) Pada Lantai dan Pondasi Hasil Analisis Displacement, Drift dan Base Shear dengan Beban Gempa Hasil Analisis Displacement akibat Beban Kombinasi Hasil Analisis Base Shear akibat Beban Kombinasi Hasil Kontrol Struktur Gedung Kontrol Gaya Geser Kinerja Batas Layan Struktur Gedung Kinerja Batas Ultimit Struktur Gedung Kontrol Partisipasi Massa Grafik Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimate Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Grafik Simpangan Struktur Terhadap Beban Gempa Grafik Displasement Akibat Beban Gempa Arah X Grafik Displasement Akibat Beban Gempa Arah Y Grafik Story Drift Akibat Beban Gempa Arah X Grafik Story Drift Akibat Beban Gempa Arah Y xi

12 4.9 Perbandingan Displasement maksimum Analisa Pushover dengan analisa Respon Spektrum Evaluasi Kinerja Struktur Menurut ATC Kinerja gedung Menurut ATC- 40 untuk arah X Kinerja gedung Menurut ATC- 40 untuk arah Y Grafik Displasement maksimum Grafik Displasement maksimum Analisa Respon Spektrum Grafik Perbandingan Displasement maksimumanalisa Pushover dengan Analisa Respon Spektrum BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA DAFTAR LAMPIRAN xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan Tabel 2.3 Berat Sendiri Komponen Gedung Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban gempa Tabel 2.5 Faktor Keutamaan I Untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan 26 Tabel 2.6 Parameter daktilitas struktur gedung Tabel 2.7 Jenis-Jenis Tanah Berdasar SNI Tabel 2.8 Kategori lokasi Fa untuk Menentukan Nilai Ss Tabel 2.9 Kategori Lokasi Fv untuk Menentukan Nilai S Tabel 2.10 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda Pendek Tabel 2.11 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda 1,0 detik Tabel 2.12Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan Tabel 3.1 Deskripsi Gedung Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung Tabel 4.2 Mutu Beton Gedung B Apartemen Tunning Tabel 4.3 Tipe Balok Tabel 4.4 Tipe Kolom Tabel 4.5 Berat Struktur Perlantai Tabel 4.6 Massa Bangunan Tabel 4.7 Momen Inersia Lantai Bangunan Tabel 4.8 Data Tanah yang Digunakan Untuk Desain Tabel 4.9 Simpangan Horisontal (Displacement) Terbesar Tabel Base Shear Terbesar Tabel.4.11 Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Tabel 4.12 Faktor Skala Tabel Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Tabel 4.14 Faktor Skala xiii

14 Tabel Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Tabel 4.16 Faktor Skala Tabel.4.17.Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Tabel 4.18 Faktor Skala Tabel Evaluasi beban gempa arah X dan arah Y Tabel Kontrol kinerja batas layan arah X dan Y Tabel Kontrol kinerja batas Ultimate arah X dan Y Tabel 4.22 Hasil dari Modal Partisipasi Massa Rasio Tabel 4.23Displasement Maksimum Analisis Pushover dengan Analisis Respon Spektrum Tabel 4.24 Batasan rasio drift atap menurut ATC xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Kerusakan Gempa Jogja (2006) dan Padang (2009)... 1 Gambar 1.2 Tampak Apartemen Tuning... 5 Gambar 2.1 Kestabilan Struktur Portal... 7 Gambar 2.2 Diagram Beban (P) - Waktu (t) Gambar 2.3 Defleksi Lateral Gambar 2.4 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk S Gambar 2.5 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk S s Gambar 2.6 Desain Respon Spektrum Gambar 3.1 Tampak Apartemen Tuning Gambar 3.2 Denah Apartemen Tuning Gambar 3.3 Sistem koordinat yang digunakan dalam program ETABS Gambar 3.4 Diagram alir pembuatan respon spektrum Gambar 3.5 Diagram alir analisis respon spektrum Gambar 4.1 Tampak Samping Apartemen Tunning Gambar 4.2 Gambar denah lantai 2 dan lantai Gambar 4.3 Respon Spektrum Gedung B Apartemen Tunning Gambar 4.4 Data tanah Gambar 4.5 Beban tekanan tanah Gambar 4.6 Beban uplift Gambar 4.7 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y Gambar 4.8 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y Gambar 4.9 Displasement Akibat Beban Gempa Arah X Gambar 4.10 Displasement Akibat Beban Gempa Arah Y Gambar 4.11 Story Drift Akibat Beban Gempa Arah Y Gambar 4.12 Story Drift Akibat Beban Gempa Arah X Gambar 4.13 Grafik Displasement maksimum Analisa Respon Spektrum Gambar 4.14 Grafik Displasement maksimum Analisa Pushover dengan Analis Respon Spektrum xv

16 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Berat Tiap Lantai Lampiran B Langkah ETABS V 9.50 xvi

17 DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL B = Panjang gedung pada arah gempa yang ditinjau (m) C = Faktor respons gempa dari spektrum respons Ct = Koefisien pendekatan waktu getar alamiah untuk gedung beton bertulang menurut UBC 97 Ec = Modulus elastisitas beton E = Beban Gempa e = Eksentrisitas antara pusat masa lantai dan pusat rotasi Fa = Koefisien periode pendek Fv = Koefisien periode 1.0 detik f c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa) f y f ys g Hn I k M n N P- = Mutu baja / kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan (Mpa) = Mutu tulangan geser/sengkang (Mpa) = Percepatan gravitasi = Tinggi gedung = Faktor keutamaan = Kekakuan struktur = Momen = Jumlah tingkat = Nomor lantai tingkat paling atas = Beban lateral tambahan akibat momen guling yang terjadi oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpan kesamping yang disebabkan oleh beban gempa lateral (N-mm) q = Beban merata (Kg/m 2 ) q D = Beban mati merata (Kg/m 2 ) q L = Beban hidup merata (Kg/m 2 ) R = Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang bersangkutan S S S 1 = Parameter respon spektra percepatan pada periode pendek = Parameter respon spektra percepatan pada periode 1 detikk xvii

18 SS = Lokasi yang memerlukan investigasi geoteknik dan analisis respon site spesifik T = Waktu getar gedung pada arah yang ditinjau (dt) T eff T 1 V V i Vn W i W t Z i roof ζ ξ (ksi) = Waktu getar gedung effektif (dt) = Waktu getar alami fundamental (dt) = Gaya geser dasar (ton) = Gaya geser dasar nominal (ton) = Gaya geser gempa rencana (ton) = Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (ton) = Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai (ton) = Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral (m) = Displacement atap = Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung, bergantung pada wilayah gempa = Faktor pengali dari simpangan struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana pada taraf pembebanan nominal untuk mendapatkan simpangan maksimum struktur gedung pada saat mencapai kondisi diambang keruntuhan γ (Gamma) = factor beban secara umum (Sigma) = Tanda penjumlahan xviii

19 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Gempa yang sering melanda Indonesia seperti gempa Aceh disertai tsunami tahun 2004 (9,2 SR), gempa Nias tahun 2005 (8,7 SR), gempa Yogya tahun 2006 (6,3 SR), gempa Padang tahun 2009 (7,6 SR) dan yang terakhir gempa Mentawai tahun 2010 (7,2 SR), banyak menyebabkan ribuan korban jiwa dan menimbulkan kerusakan pada bangunan. Gempa tersebut sering terjadi karena Indonesia berada di dua wilayah yaitu jalur gempa pasifik (Circum Pasific Earthquake Belt) dan jalur gempa asia (Trans Asiatic Earthquake Belt). Gambar 1.1. Kerusakan Gempa Jogja (2006) dan Padang (2009) Sumber : WordPress.com, Blogs mengenai : Gempa Yogyakarta dan Gempa Padang Gempa bumi yaitu getaran (goncangan) yang terjadi karena pergerakan (bergesernya) lapisan batu bumi yang berasal dari dasar atau bawah permukaan bumi dan juga bisa dikarenakan adanya letusan gunung berapi. Maka dari itu, gempa bumi sering terjadi pada daerah yang berdekatan dengan gunung berapi dan daerah yang dikelilingi lautan luas. Gempa bumi disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi) yang menimbulkan tekanan terlalu besar untuk dapat ditahan. 1

20 2 Karena gempa bumi mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi bangunan, maka banyak dikembangkan analisis-analisis gempa terhadap struktur. Desain struktur bangunan tersebut merupakan perencanaan bangunan yang melalui berbagai tahapan perhitungan dengan mempertimbangkan berbagai variabelnya sehingga didapatkan produk yang berdaya guna sesuai fungsi kegunaannya. Salah satu analisis dari gempa yaitu mempelajari karakteristik-karakteristik gempa melalui accelerogram (riwayat gempa yang diskalakan), sehingga ketika gempa besar terjadi angka kematian akibat struktur yang roboh menjadi minimum. Secara umum analisis gempa dibagi menjadi dua bagian besar yaitu analisis gempa statik dan analisis gempa dinamis. Pada bangunan-bangunan yang sangat tinggi, tidak beraturan, bertingkat banyak serta bangunan-bangunan yang memerlukan ketelitian yang sangat besar digunakan perencanaan analisis dinamik, yang terdiri dari analisis ragam respon spektrum dan analisis respon dinamik riwayat waktu. Analisis dinamis riwayat waktu dan analisis dinamis respon spektrum dapat memberikan pembagian gaya geser tingkat yang lebih tepat sepanjang tinggi gedung dibanding analisis statik. Pada metode penelitian analisis ini menggunakan respon spektrum gempa rencana sebagai dasar untuk menetukan responnya. Dalam analisis respon spektrum hanya dipakai untuk menentukan gaya geser tingkat nominal dinamik akibat pengaruh gempa rencana. Gaya-gaya internal dalam unsur struktur gedung didapat dari analisis 3 dimensi berdasarkan beban-beban gempa statik ekuivalen. Penelitian ini mengacu pada hasil Tugas Akhir Mahasiswa Jurusan Arsitektur Universitas Sebelas Maret Surakarta yang bernama Astuning Hariri dengan judul Tugas Akhir Apartemen di Bandung dengan Penekanan Arsitektur Hemat Energi. Serta melanjutkan penelitian dari Anindityo Budi Prakoso mahasiswa Teknik Sipil yang berjudul Evaluasi Kinerja Seismik Struktur Beton dengan Analisis Pushover Prosedur A menggunakan Program ETABS V9.50.

21 3 Gambar 1.2 Tampak Apartemen Tuning Sumber : Astuning Hariri (2008) 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas maka rumusan masalah ini adalah bagaimana mengevaluasi struktur dengan analisis respon spektrum yang dilihat berdasarkan Displacement, drift dan base shear Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Struktur yang digunakan adalah struktur beton. 2. Bangunan yang ditinjau bangunan bertingkat 10 tidak simetris. 3. Analisis struktur ditinjau dalam 3 dimensi menggunakan bantuan software ETABS v Analisa gaya gempa berdasarkan SNI dengan peta gempa terbaru (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010). 5. Sistem struktur yang direncanakan adalah : a. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. b. Dual System (kombinasi sistem rangka pemikul momen dan sistem dinding struktural). 6. Jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi bor pile. 7. Tidak meninjau aspek ekonomis dan keindahan gedung.

22 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur gedung dengan analisis respon spektrum yang ditinjau berdasarkan displacement, drift dan base shear Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah : 1. Penelitian ini memberi manfaat terhadap ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang teknik sipil. 2. Mengembangkan pengetahuan mengenai penggunaan software ETABS v9.5 khususnya dalam desain struktur beton portal 3 dimensi. 3. Memberikan pemahaman tentang analisis gempa dinamik.

23 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Menurut Daniel L. Schodek (1999), gempa bumi dapat terjadi karena fenomena getaran dengan kejutan pada kerak bumi. Faktor utama adalah benturan pergesekan kerak bumi yang mempengaruhi permukaan bumi. Gempa bumi ini menjalar dalam bentuk gelombang. Gelombang ini mempunyai suatu energi yang dapat menyebabkan permukaan bumi dan bangunan diatasnya menjadi bergetar. Getaran ini nantinya akan menimbulkan gaya-gaya pada struktur bangunan karena struktur cenderung mempunyai gaya untuk mempertahankan dirinya dari gerakan. Menurur Chen dan Lui (2006), pengertian secara umum, gempa bumi merupakan getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang dapat disebabkan oleh aktivitas tektonik, vulkanisme, longsoran termasuk batu, bahan peledak. Dari semua penyebab tersebut di atas, goncangan yang disebabkan oleh peristiwa tektonik merupakan penyebab utama kerusakan struktur dan perhatian utama dalam kajian tentang bahaya gempa. Menurut Mc.Cormak (1995), hal yang perlu diperhatikan adalah kekuatan bangunan yang memadai untuk memberikan kenyamanan bagi penghuninya terutama lantai atas. Semakin tinggi bangunan, defleksi lateral yang terjadi juga semakin besar pada lantai atas. Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut: a. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil. b. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tetapi bukan merupakan kerusakan struktural. 5

24 6 c. Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non-struktural pada gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh. Menurut SNI pasal 1.3 dilakukannya perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung bertujuan untuk : a. Menghindari terjadinya korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat gempa yang kuat. b. Membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga masih dapat diperbaiki. c. Membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi gempa ringan sampai sedang d. Mempertahankan setiap saat layanan vital dari fungsi gedung. Menurut Applied Tecnology Council (ATC)-40, kriteria-kriteria struktur tahan gempa adalah sebagai berikut : 1. Immediate Occupancy (IO) Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa tersebut, struktur tidak mengalami kerusakan struktural dan tidak mengalami kerusakan non struktural. Sehingga dapat langsung dipakai. 2. Life Safety (LS) Struktur gedung harus mampu menahan gempa sedang tanpa kerusakan struktur, walaupun ada kerusakan pada elemen non-struktur. 3. Collapse Pervention (CP) Struktur harus mampu menahan gempa besar tanpa terjadi keruntuhan struktural walaupun struktur telah mengalami rusak berat, artinya kerusakan struktur boleh terjadi tetapi harus dihindari adanya korban jiwa manusia. Daniel L. Schodek (1999) menyatakan bahwa pada struktur stabil apabila dikenakan beban, struktur tersebut akan mengalami perubahan bentuk (deformasi) yang lebih kecil dibandingkan struktur yang tidak stabil. Hal ini disebabkan karena pada struktur yang stabil memiliki kekuatan dan kestabilan dalam menahan beban.

25 7 Stabilitas merupakan hal yang sulit di dalam perencanaan struktur yang merupakan gabungan dari elemen-elemen. Untuk memperjelas mengenai stabilitas struktur akan diilustrasikan dalam Gambar 2.1. Δ (a) Susunan kolom dan balok (b) Ketidakstabilan terhadap beban horisontal (c) Tiga metode dasar untuk menjamin kestabilan struktur sederhana meliputi : penopang diagonal, bidang geser dan titik hubung kaku. (d) Setiap metode yang dipakai untuk menjamin kestabilan pada struktur harus dipasang secara simetris. Apabila tidak, dapat terjadi efek torsional pada struktur. Gambar 2.1. Kestabilan Struktur Portal. Sumber : Daniel L. Schodek (1999)

26 8 Pada Gambar 2.1(a). struktur stabil karena struktur belum mendapatkan gaya dari luar, apabila suatu struktur dikenakan gaya horisontal maka akan terjadi deformasi seperti yang terlihat pada Gambar 2.1(b). Hal ini disebabkan karena struktur tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan gaya horisontal dan struktur tidak mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bentuk struktur ke bentuk semula apabila beban horisontal dihilangkan sehingga akan terjadi simpangan horisontal yang berlebihan yang dapat menyebabkan keruntuhan. Menurut Daniel L. Schodek (1999), terdapat beberapa cara untuk menjamin kestabilan struktur seperti pada Gambar 2.1(c). Cara pertama dengan menambahkan elemen struktur diagonal pada struktur, sehingga struktur tidak mengalami deformasi menjadi jajaran genjang seperti pada Gambar 2.1(b). Hal ini disebabkan karena dengan menambahkan elemen struktur diagonal gaya-gaya yang dikenakan pada struktur akan disebarkan keseluruh bagian termasuk ke elemen diagonal, gaya-gaya yang diterima masing-masing struktur akan berkurang sehingga simpangan yang dihasilkan lebih kecil. Cara kedua adalah dengan menggunakan dinding geser. Elemennya merupakan elemen permukaan bidang kaku, yang tentunya dapat menahan deformasi akibat beban horisontal dan simpangan horisontal yang akan dihasilkan akan lebih kecil. Cara ketiga adalah dengan mengubah hubungan antara elemen struktur sedemikian rupa sehingga perubahan sudut untuk suatu kondisi pembebanan tertentu. Hal ini dengan membuat titik hubung kaku diantara elemen struktur sebagai contoh meja adalah struktur stabil karena adanya titik hubung kaku di antara setiap kaki meja dengan permukaan meja yang menjamin hubungan sudut konstan di antara elemen tersebut, sehingga struktur menjadi lebih kaku. Dalam menentukan letak bresing maupun dinding geser hendaknya simetris. Hal ini untuk menghindari efek torsional.

27 DASAR TEORI Analisis Dinamik Secara umum analisis struktur terhadap beban gempa dibagi menjadi dua macam, yaitu : 1. Analisis beban statik ekuivalen adalah suatu cara analisis struktur dimana pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban statik horizontal yang diperoleh dengan hanya memperhitungkan respon ragam getar yang pertama. Biasanya distribusi gaya geser tingkat ragam getar yang pertama ini di sederhanakan sebagai segitiga terbalik. 2. Analisis dinamik adalah analisis struktur dimana pembagian gaya geser gempa di seluruh tingkat diperoleh dengan memperhitungkan pengaruh dinamis gerakan tanah terhadap struktur. Analisis dinamik terbagi menjadi 2, yaitu : a. Analisis ragam respon spektrum dimana total respon didapat melalui superposisi dari respon masing-masing ragam getar. b. Analisis riwayat waktu adalah analisis dinamis dimana pada model struktur diberikan suatu catatan rekaman gempa dan respon struktur dihitung langkah demi langkah pada interval tertentu. Analisis dinamik untuk perancangan struktur tahan gempa dilakukan jika diperlukan evaluasi yang lebih akurat dari gaya-gaya gempa yang bekerja pada struktur, serta untuk mengetahui perilaku dari struktur akibat pengaruh gempa. Pada struktur bangunan tingkat tinggi atau struktur dengan bentuk atau konfigurasi yang tidak teratur. Analisis dinamik dapat dilakukan dengan cara elastis maupun inelastis. Pada cara elastis dibedakan Analisis Ragam Riwayat Waktu (Time History Modal Analysis), dimana pada cara ini diperlukan rekaman percepatan gempa dan Analisis Ragam Spektrum Respon (Respons Spectrum Modal Analysis), dimana pada cara ini respon maksimum dari tiap ragam getar yang terjadi didapat dari Spektrum Respon Rencana (Design Spectra). Pada analisis dinamis elastis digunakan untuk mendapatkan respon struktur akibat pengaruh gempa yang sangat kuat dengan cara integrasi langsung (Direct

28 10 Integration Method). Analisis dinamik elastis lebih sering digunakan karena lebih sederhana. Untuk struktur gedung yang tidak beraturan yang tidak memenuhi struktur gedung beraturan, pengaruh gempa rencana terhadap struktur gedung tersebut harus ditentukan melalui analisis respon dinamik 3 dimensi. Untuk mencegah terjadinya respon struktur gedung terhadap pembebanan gempa yang dominan dalam rotasi dari hasil analisis vibrasi bebas 3 dimensi, paling tidak gerak ragam pertama (fundamental) harus dominan dalam translasi. (SNI ) Analisis dinamik adalah untuk menentukan pembagian gaya geser tingkat akibat gerakan tanah oleh gempa dan dapat dilakukan dengan cara analisis ragam spektum respon. Pembagian gaya geser tingkat tersebut adalah untuk menggantikan pembagian beban geser dasar akibat gempa sepanjang tinggi gedung pada analisis beban statik ekuivalen. Pada analisis ragam spektum respon, sebagai spektrum percepatan respon gempa rencana harus dipakai diagram koefisien gempa dasar (C) untuk wilayah masing-masing gempa. Nilai C tersebut tidak berdimensi sehingga respon masing-masing ragam merupakan respon relatif. Untuk stuktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu-waktu getar alami yang berdekatan harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC). Waktu getar alami harus dianggap berdekatan, apabila selisih nilainya kurang dari 15%. Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respon ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SRSS) (SNI )

29 11 Perbedaan antara Beban Statik dan Dinamik (Widodo 2000) Pada ilmu statika keseimbangan gaya-gaya didasarkan atas kondisi statik, artinya gaya-gaya tersebut tetap intesitasnya, tetap tempatnya dan tetap arah/ garis kerjanya. Gaya-gaya tersebut dikategorikan sebagai beban statik. Kondisi seperti ini akan berbeda dengan beban dinamik dengan pokok-pokok perbedaan sebagai berikut ini : a. Beban dinamik adalah beban yang berubah-ubah menurut waktu (time varying) sehingga beban dinamik merupakan fungsi dari waktu. b. Beban dinamik umumnya hanya bekerja pada rentang waktu tertentu. Untuk gempa bumi maka rentang waktu tersebut kadang-kadang hanya beberapa detik saja. Walaupun hanya beberapa detik saja namun beban angin dan beban gempa misalnya dapat merusakkan struktur dengan kerugian yang sangat besar. c. Beban dinamik dapat menyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat massa yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan. d. Beban dinamik lebih kompleks dibanding dengan beban statik, baik dari bentuk fungsi bebannya maupun akibat yang ditimbulkan. Asumsi-asumsi kadang perlu diambil untuk mengatasi ketidakpastian yang mungkin ada pada beban dinamik. e. Karena beban dinamik berubah-ubah intensitasnya menurut waktu, maka pengaruhnya terhadap struktur juga berubah-ubah menurut waktu. Oleh karena itu penyelesaian problem dinamik harus dilakukan secara berulang-ulang bersifat penyelesaian tunggal ( single solution ), maka penyelesaian problem dinamik bersifat penyelesaian berulang-ulang (multiple solution). f. Sebagai akibat penyelesaian yang berulang-ulang maka penyelesaian struktur dengan beban dinamik akan lebih mahal dan lebih lama.

30 12 Beban Statik Beban Impak Getaran Mesin Getaran Gempa Gambar 2.2. Diagram Beban (P) - Waktu (t) Sumber : (Mei,2011) Beban dinamik menimbulkan respon yang berubah-ubah menurut waktu, maka struktur yang bersangkutan akan ikut bergetar atau ada gerakan. Dalam hal ini bahan akan melakukan resistensi terhadap gerakan dan pada umumnya dikatakan bahan yang bersangkutan mempunyai kemampuan untuk meredam getaran. Dengan demikian pada pembebanan dinamik, akan terdapat peristiwa redaman yang hal ini tidak ada pada pembebanan statik. Menurut Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung SNI , Struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan, apabila memenuhi ketentuan sebagai berikut : 1. Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 m. 2. Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut. 3. Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut. 4. Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban lateral yang arahnya saling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu utama orthogonal denah struktur gedung secara keseluruhan.

31 13 5. Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatan bidang muka dan kalaupun mempunyai loncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari 75% dari ukuran terbesar denah struktur bagian gedung sebelah bawahnya. Dalam hal ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkat tidak perlu dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka. 6. Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan, tanpa adanya tingkat lunak. Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu tingkat, di mana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata-rata 3 tingkat di atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateral suatu tingkat adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan satu satuan simpangan antar-tingkat. 7. Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya setiap lantai tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% dari berat lantai tingkat di atasnya atau di bawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak perlu memenuhi ketentuan ini. 8. Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila perpindahan tersebut tidak lebih dari setengah ukuran unsur dalam arah perpindahan tersebut. 9. Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang atau bukaan yang luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai tingkat. Kalaupun ada lantai tingkat dengan lubang atau bukaan seperti itu, jumlahnya tidak boleh melebihi 20% dari jumlah lantai tingkat seluruhnya. Untuk struktur gedung beraturan, pengaruh gempa rencana dapat ditinjau sebagai pengaruh beban gempa statik ekuivalen, sehingga menurut standar ini analisisnya dapat dilakukan berdasarkan analisis statik ekuivalen.

32 14 Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan diatas, ditetapkan sebagai struktur gedung tidak beraturan. Untuk struktur gedung tidak beraturan, pengaruh Gempa Rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa dinamik, sehingga analisisnya harus dilakukan berdasarkan analisis respon dinamik Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa Struktur tahan gempa adalah struktur yang tahan (tidak rusak dan tidak runtuh) apabila terlanda gempa, bukan struktur yang semata-mata (dalam perencanaan) sudah diperhitungkan dengan beban gempa (Tjokrodimulyo, 2007) Dalam perencanaan bangunan tahan gempa struktur yang didesain harus memenuhi kriteria sebagai berikut : a. Di bawah gempa ringan (gempa dengan periode ulang 50 tahun dengan probabilitas 60% dalam kurun waktu umur gedung) struktur harus dapat berespon elastik tanpa mengalami kerusakan baik pada elemen structural (balok, kolom, pelat dan pondasi struktur) dan elemen non struktural (dinding bata, plafond dan lain lain). b. Di bawah gempa sedang (gempa dengan periode ulang tahun) struktur bangunan boleh mengalami kerusakan ringan pada lokasi yang mudah diperbaiki yaitu pada ujung-ujung balok di muka kolom, yang diistilahkan sendi plastis, struktur pada tahap ini disebut tahap First Yield yang merupakan parameter penting karena merupakan batas antara kondisi elastik (tidak rusak) dan kondisi plastik (rusak) tetapi tidak roboh atau disingkat sebagai kondisi batas antara beban gempa ringan dan gempa kuat. c. Di bawah gempa kuat (gempa dengan periode ulang tahun dengan probabilitas 20%-10% dalam kurun waktu umur gedung) resiko kerusakan harus dapat diterima tapi tanpa keruntuhan struktur. Jadi, kerusakan struktur pada saat gempa kuat terjadi harus didesain pada tempat-tempat tertentu sehingga mudah diperbaiki setelah gempa kuat terjadi.

33 Prinsip dan Kaidah Perancangan Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan Prinsip-prinsip dasar perlu diperhatikan dalam perencanaan, perancangan dan pelaksanaan struktur bangunan beton bertulang tahan gempa yaitu : 1. Sistem struktur yang digunakan haruslah sesuai dengan tingkat kerawanan daerah dimana struktur bangunan tersebut berada terthadap gempa. 2. Aspek kontinuitas dan integritas struktur bangunan perlu diperhatikan. Dalam pendetailan penulangan dan sambungan-sambungan, unsur-unsur struktur bangunan harus terikat secara efektif menjadi satu kesatuan untuk meningkatkan struktur secara menyeluruh. 3. Konsistensi sistem struktur yang diasumsikan dalam desain dengan sistem struktur yang dilaksanakan harus terjaga. 4. Materi beton yang digunakan haruslah memiliki daya tahan yang tinggi dilingkungannya. 5. Unsur-unsur arsitektural yang memiliki masa yang besar harus terikat dengan kuat pada sistem portal utama dan harus diperhitungkan pengaruhnya terhadap sistem struktur. 6. Metode pelaksanaan, sistem quality control dan quality assurance dalam tahapan konstruksi harus dilaksanakan denagn baik dan harus sesuai dengan kaidah yang berlaku. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa besarnya gaya gempa yang diterima struktur bangunan pada dasarnya dipengaruhi oleh karakteristik gempa yang tejadi, karakteristik tanah dimana bangunan berada dan karakteristik struktur bangunan. Karakteristik struktur bangunan yang berpengaruh diantaranya bentuk bangunan, massa bangunan, beban gravitasi yang bekerja, kekakuan dan lain-lain.

34 Sistem Struktur Ada 4 jenis sistem struktur dasar yang ditetapkan dalam peraturan perencanaan gempa Indonesia (SNI ), yaitu: 1. Sistem dinding penumpu, yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 2. Sistem rangka gedung, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing. 3. Sistem rangka pemikul momen, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. 4. Sistem ganda, yaitu sistem yang terdiri dari rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi, pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral, dan kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda. Selain 4 sistem struktur dasar tersebut, dalam SNI juga mengenalkan 3 sistem struktur lain, yaitu sistem struktur gedung kolom kantilever (sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral), sistem interaksi dinding geser dengan rangka, dan subsistem tunggal (subsistem struktur bidang yang membentuk struktur gedung secara keseluruhan).

35 Jenis Beban Beban yang akan ditanggung oleh suatu struktur atau elemen struktur tidak selalu dapat diramalkan sebelumnya. Meski beban-beban tersebut telah diketahui dengan baik pada salah satu lokasi struktur tertentu, distribusi dari elemen yang satu ke elemen yang lain pada keseluruhan struktur masih membutuhkan asumsi dan pendekatan. Jenis beban yang biasa digunakan dalam bangunan gedung meliputi : a. Beban Lateral, yang terdiri atas : 1) Beban Gempa Besarnya simpangan horisontal (drift) bergantung pada kemampuan struktur dalam menahan gaya gempa yang terjadi. Apabila struktur memiliki kekakuan yang besar untuk melawan gaya gempa maka struktur akan mengalami simpangan horisontal yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur yang tidak memiliki kekakuan yang cukup besar. Berdasarkan SNI pasal , untuk mensimulasikan arah pengaruh Gempa Rencana yang sembarang terhadap struktur gedung baja, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama tetapi efektifitasnya hanya sebesar minimal 30% tapi tidak lebih dari 70%. 2) Beban Angin Beban angin pada struktur terjadi karena adanya gesekan udara dengan permukaan struktur dan perbedaan tekanan dibagian depan dan belakang struktur. Beban angin tidak memberi konstribusi yang besar terhadap struktur dibandingkan dengan beban yang lainnya. Menurut Schodek (1999), besarnya tekanan yang diakibatkan angin pada suatu titik akan tergantung kecepatan angin, rapat massa udara, lokasi yang ditinjau pada stuktur, perilaku permukaan struktur, bentuk geometris struktur, dimensi struktur.

36 18 b. Beban Gravitasi, yang terdiri atas : 1) Beban Hidup Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup gedung tersebut, sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan pada lantai dan atap. Beban hidup dapat menimbulkan lendutan pada struktur, sehingga harus dipertimbangkan menurut peraturan yang berlaku agar struktur tetap aman. Menurut Schueller (1998), beban yang disebabkan oleh isi benda-benda di dalam atau di atas suatu bangunan disebut beban penghunian (occupancy load). Beban ini mencakup beban peluang untuk berat manusia, perabot partisi yang dapat dipindahkan, lemari besi, buku, lemari arsip, perlengkapan mekanis dan sebagainya.

37 19 Tabel 2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung No Lantai gedung Beban Satuan 1. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut dalam no Kg/m 2 2. Lantai tangga rumah tinggal sederhana dan gudanggudang tidak penting yang bukan untuk took, pabrik 125 Kg/m 2 atau bengkel. 3. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, took, toserba, restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit. 250 Kg/m 2 4. Lantai ruang olah raga. 400 Kg/m 2 5. Lantai dansa. 500 Kg/m 2 6. Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain dari yang disebut dalam no 1 s/d 5, seperti masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang 400 Kg/m 2 rapat, bioskop dan panggung penonton dengan tempat duduk tetap. 7. Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton berdiri. 500 Kg/m 2 8. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam no Kg/m 2 9. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam no 4,5,6 dan Kg/m Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam no 3,4,5,6 dan Kg/m Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, took buku, took besi, ruang alat-alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri dengan minimum. 400 Kg/m Lantai gedung parkir bertingkat : Untuk lantai bawah Untuk lantai tinggkat lainnya Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai yang Kg/m 2 Kg/m Kg/m 2 berbatasan dengan minimum. Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11)

38 20 2). Beban Mati Beban mati (DL) adalah berat dari semua bagian gedung yang bersifat tetap. Beban mati terdiri dari dua jenis, yaitu berat struktur itu sendiri dan superimpossed deadload (SiDL). Beban superimpossed adalah beban mati tambahan yang diletakkan pada struktur, dimana dapat berupa lantai (ubin/keramik), peralatan mekanik elektrikal, langit-langit, dan sebagainya. Perhitungan besarnya beban mati suatu elemen dilakukan dengan meninjau berat satuan material tersebut berdasarkan volume elemen. Berat satuan (unit weight) material secara empiris telah ditentukan dan telah banyak dicantumkan tabelnya pada sejumlah standar atau peraturan pembebanan Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan No Bahan bangunan Beb an Satuan 1 Baja 7850 Kg/m 3 2 Batu alam 2600 Kg/m 3 3 Batu belah, batu bulat, batu gunug ( berat tumpuk ) 1500 Kg/m 3 4 Batu karang ( berat tumpuk ) 700 Kg/m 3 5 Batu pecah 1450 Kg/m 3 6 Besi tuang 7250 Kg/m 3 7 Beton ( 1 ) 2200 Kg/m 3 8 Beton bertulang ( 2 ) 2400 Kg/m 3 9 Kayu ( kelas 1 ) ( 3 ) 1000 Kg/m 3 10 Kerikil, koral (kering udara sampai lembab, tanpa 1650 diayak) Kg/m 3 11 Pasangan bata merah 1700 Kg/m 3 12 Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung 2200 Kg/m 3 13 Pasangan batu cetak 2200 Kg/m 3 14 Pasangan batu karang 1450 Kg/m 3 15 Pasir ( kering udara sampai lembab ) 1600 Kg/m 3 16 Pasir ( jenuh air ) 1800 Kg/m 3 17 Pasir kerikil, koral ( kering udara sampai lembab ) 1850 Kg/m 3 18 Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembab) 1700 Kg/m 3 19 Tanah, lempung dan lanau ( basah ) 2000 Kg/m 3 20 Timah hitam ( timbel ) 1140 Kg/m 3 Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983)

39 21 Tabel 2.3 Berat Sendiri Komponen Gedung No Komponen gedung Beban Satuan 1 Adukan, per cm tebal : Dari semen Dari kapur, semen merah atau tras Kg/m 2 Kg/m 2 2 Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal 14 Kg/m 2 3 Dinding pasangan bata merah : Satu batu Setengah batu 4 Dinding pasangan batako : Berlubang : Tebal dinding 20 cm ( HB 20 ) Tebal dinding 10 cm ( HB 10 ) Tanpa lubang Tebal dinding 15 cm Tebal dinding 10 cm 5 Langit-langit dan dinding ( termasuk rusuk-rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku ), terpadu dari : Semen asbes ( eternity dan bahan lain sejenis ), dengan tebal maksimum 4mm. Kaca, dengan tebal 3-4 mm Kg/m 2 Kg/m 2 Kg/m 2 Kg/m 2 Kg/m 2 Kg/m 2 Kg/m 2 Kg/m 2 6 Penggantung langit-langit ( dari kayu ), dengan bentang maksimum 5 m dan jarak s.k.s. minimum 0,80 m. 40 Kg/m 2 7 Penutup atap genting dengan reng dan usuk / kaso per m 2 bidang atap. 50 Kg/m 2 8 Penutup atap sirap dengan reng dan usuk / kaso, per m 2 bidang atap. 40 Kg/m 2 9 Penutup atap seng gelombang ( BWG 24 ) tanpa gording 10 Kg/m 2 10 Penutup lantai dari ubin semen Portland, teraso dan beton, tanpa adukan, per cm tebal. 21 Kg/m 2 11 Semen asbes gelombang ( tebal 5 mm ) 11 Kg/m 2 12 Ducting AC dan penerangan 30,6 Kg/m 2 Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11-12)

40 Kombinasi Pembebanan Menurut SNI pasal 11.2, kombinasi beban yang dipakai dalam penelitian ini yaitu : a. U = 1,4 D b. U = 1,2 D + 1,6 L c. U = 0,9 D + 1,0E d. U = 1,2 D + 1,0L + 1,0E Dimana: U = Kuat Perlu D = Beban Mati L = Beban Hidup E = Beban Gempa Defleksi Lateral Besarnya simpangan horisontal (drift) harus dipertimbangkan sesuai dengan peraturan yang berlaku, yaitu kinerja batas layan struktur dan kinerja batas ultimit. Mc.Cormac (1981) menyatakan bahwa simpangan struktur dapat dinyatakan dalam bentuk Drift Indeks seperti pada Gambar 2.3. F H H L Gambar 2.3. Defleksi Lateral Sumber : Mc. Cormac (1981) L

41 23 Drift Indeks dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.1 : Drift Indeks = h (2.1) Dimana : = besar defleksi maksimum yang terjadi (m) h = ketinggian struktur portal (m) Besarnya drift Indeks tergantung pada besarnya beban-beban yang dikenakan pada struktur. Berdasarkan AISC 2005, besarnya drift indeks berkisar antara 0,01 sampai dengan 0,0016. Kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan antara 0,0025 sampai 0, Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa Faktor Keutamaan Untuk berbagai kategori gedung bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung yang diharapkan. Pengaruh gempa rencana terhadap struktur gedung harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan (I). Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban gempa Jenis Pemanfaatan Gedung dan struktur lainnyan yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk tidak dibatasi untuk : - Fasilitas Pertanian. - Fasilitas sementara tertentu - Fasilitas gedung yang kecil Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori resiko I,II,IV Kategori Resiko I II Dilanjutkan