KAJIAN KERUSAKAN STRUKTUR PLAZA ANDALAS PASCA GEMPA PADANG TANGGAL 30 SEPTEMBER 2009 (STUDY KASUS) TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 KAJIAN KERUSAKAN STRUKTUR PLAZA ANDALAS PASCA GEMPA PADANG TANGGAL 30 SEPTEMBER 2009 (STUDY KASUS) TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas tugas dan melengkapi syarat untuk menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : Diana Yuwita Sari BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 ABSTRAK Indonesia merupakan daerah yang rawan gempa, yang dibagi dalam 6 wilayah gempa, dari wilayah gempa satu hingga wilayah gempa yang tertinggi yaitu wilayah gempa enam. Kota padang terbagi dalam dua wilayah gempa, yaitu wilayah gempa lima dan wilayah gempa enam. Dijalan Pemuda kota Padang, terdapat plaza Andalas, yang pada saat gempa 30 September 2009 mengalami kerusakan, Plaza tersebut dibangun pada tahun 2004 dan selesai pada tahun Pada tugas akhir ini, penyusun menganalisa penyebab terjadinya kerusakan pada plaza Andalas tersebut, dengan cara membandingkan output Analisa Software ETABS v dan kondisi existing struktur tersebut. Saat ini, untuk merencanaan struktur diwilayah gempa tinggi, metode analisa gempanya menggunakan metode respons spketrum. Pada analisis ini, struktur dirunkan dalam tiga wilayah gempa, yakni wilayah gempa empat, lima dan enam, pada kondisi jenis tanah yang lunak. Sehingga didapat kesimpulan bahwa kerusakan struktur diakibatkan oleh gaya gempa yang terlalu tinggi melebihi gaya gempa rencana struktur, selain diakibatkan oleh hal tersebut, kerusakan juga disebabkan oleh pengerjaan struktur pada waktu pembangunan, dimana banyak terdapat segregasi pada dasar kolom, serta banyak ditemukan balok yang berongga (kopong), hal ini disebabkan oleh pemberian vibrasi yang tidak merata sewaktu pengecoran, pemberian vibrasi dapat dilakukan dengan alat concrete vibrator dan merojok (manual). Kata kunci : Gempa, Respons Spektrum

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya hingga selesainya Tugas Akhir ini dengan judul Analisis Kekuatan Struktur Plaza Andalas Pasca Gempa Padang Tanggal 30 September 2009 Tugas Akhir ini disusun untuk diajukan sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi dalam Ujian Sarjana Teknik Sipil Bidang Studi Struktur pada Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik (USU). Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya pemahaman penulis. Dengan tangan terbuka dan hati yang tulus penulis menerima saran dan kritik bapak dan ibu dosen serta rekan mahasiswa demi penyempurnaan Tugas Akhir ini. Penulis juga menyadari bahwa selesainya Tugas Akhir ini tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan semua pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang tulus dan tidak terhingga kepada kedua orang tua yang selalu penulis muliakan yang telah memberikan segalanya hingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada: 1. Bapak Prof. DR. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil.

4 2. Bapak Ir. Teruna Jaya, M. Sc., selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil. 3. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT selaku pembimbing dan yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam memberikan bimbingan yang tiada hentinya kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 4. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil. 5. Orang tua saya yang sangat besar peranannya buat saya. Terima kasih Ayah dan Ibu sungguh besar pengorbanan kalian padaku, keluarga besar saya dikampung, yang tak henti-hentinya memberikan semangat kepada saya. 6. Ci Dung-Dung yang telah membantu saya dalam penyusunan Tugas akhir ini. 7. Bang Indra (2000) yang telah memberikan masukan yang sangat berarti sehingga terlaksanannya tugas akhir ini. 7. Abang-abang angkatan 2003, 2004, 2005 bang Nova, bang Miko, bang Hamdi, bang Budi, bang Pau, bang Reno, bang Rendy, bang Hamzah, bang Ajo, bang Taufik, bang Fredy, bang Andy, bang Joko, bang Ilham, bang Arlin. 8. Kakak-kakak 2004 dan 2005, kak Rhini, Kak Sheila, kak Henny, kak Dian, Kak Fira serta kakak-kakak yang lain yang belum tersebutkan. 8. Pegawai Administrasi yang telah memberikan bantuan dalam penyelesaian administrasi, Kak Lince, Bang Amin, Bang Zul. Terima kasih atas bantuannya selama awal kuliah sampai saat ini.

5 9. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Angkatan 2006, Helen, Diana, Winda, Citra, mak Ani, Adheq, Irin, Yovanka, Nurul, Janet, Dina, Tami, Faim, Ucup, Budi, Benny, Anton, Biondi, Najib, Subroto, Shendy, Riky, Rivan, Radi, Rahmat, Mas Agung, Cik Gafar, Muhajir, Maman, Alfi, Khoir, Alex, Afif, Sinar, Marni, Ulil, Husni, Nasrul, Asep, Atha, Hery munte, Hery IS, bang Sawal. Adik-adik angkatan 2007, Ari, harly, Nanda, Hery, Sadikin, Rudi, Aulia, Dita, Tessa, Dean, dan kalian semua 07. Adik-adik 08 dan 09 yang telah memberikan support kepada saya, Evi, Lia, Putri, Erlia, Dewi Bocor, Mia, Virda, Hannah, Ersa, dan bagi kawan-kawan serta adek-adek yang belum tersebutkan namanya, saya mohon maaf yang sebesar-besarnya. 11.Rekan-rekan kosku, Juli, kak Nova, kak Rina, Kak Fitri, Nanda, kak Qorin, kak Titi, kak Wirda, kak Dinda yang telah sedikit banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini 10.Dan untuk semua orang, dengan kerendahan hati saya meminta maaf yang sebesar-besarnya, karena kesempurnaan hanya milik Allah SWT, dan saya hanya manusia yang penuh kekhilafan. Medan, Juni 2010 DIANA YUWITA SARI

6 DAFTAR ISI ABSTRAK KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR GRAFIK DAFTAR NOTASI DAFTAR LAMPIRAN i ii v viii xi xii xiii xvi BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Penelitian BAB II : TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Perencanaan Struktur Beton Bertulang Konsep Perencanaan Terhadap Gaya Gempa Sejarah Penggunaan Gaya Horizontal Akibat adanya Gempa Analisis Beban Statik Ekivalen Wilayah Gempa Indonesia Kondisi Tanah Analisis Dinamik Eksentrisitas rencana Konsep Strong Column Weak Beam Pendetailan Kolom dan Balok yang Baik Pendetailan Balok

7 2.4.2 Pendetailan Kolom Penulangan Daktilitas pada Kolom Metode Analisis Struktur BAB III : METODE PENELITIAN 3.1 Pekerjaan Lapangan (Field Investigation) Hasil penyelidikan Data Lapangan Ukuran Bangunan Kolom Balok Plat Pekerjaan Analisa Pembebanan Struktur BAB IV : ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisa Struktur Data input pada ETABS versi Gambar data struktur Output ETABS versi Eksentrisitas Struktur Waktu Getar Alami Struktur Gaya Geser Dasar (Base Shear) Kontrol Partisipasi Massa Metode Penjumlahan Respons Ragam Simpangan Struktur Perbandingan Luas Tulangan Utama Existing Struktur Gedung Terhadap Analisa Program ETABS v Tulangan Utama Tulangan Tranversal Penulangan Daktalitas Pada Kolom Persyaratan Kuat Lentur BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

8 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Lendutan izin maksimum Tabel 2.2 Jenis-jenis tanah Tabel 2.3 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori gedung dan bangunan Tabel 2.4 Faktor daktalitas maksimum, faktor reduksi gempa maksimum dan faktor tahanan lebih total beberapa system dan subsistem bangunan gedung Tabel 4.1 Penampang balok Tabel 4.2 Penampang Kolom Tabel 4.3 Slab Section Tabel 4.4 Static Load Tabel 4.5 Data Sondir pada Titik Pertama Tabel 4.6 Data Sondir pada Titik Kedua Tabel 4.7 Data Sondir pada Titik Ketiga Tabel 4.8 Nilai dari Ketiga Titik Penyondiran Tabel 4.9 Respons spektrum wilayah gempa 4,5 dan Tabel 4.10 Kombinasi yang digunakan

10 Tabel 4.11 Nilai Xcr dan Ycr Tabel 4.12 Kontrol nilai eksentrisitas struktur terhadap SNI Tabel 4.13 Cek waktu getar alami struktur Tabel 4.14 Berat Total Output ETABS Tabel 4.15 Modal Participating Mass Ratio Tabel 4.16 Selisih Periode Antar Mode yang Berdekatan Tabel 4.17 Simpangan Tabel 4.18 Analisa s Akibat Arah Gempa x Tabel 4.19 Analisa s Akibat Arah Gempa y Tabel 4.20 Simpangan Masimum Antar Tingkat arah x Tabel 4.21 Simpangan Masimum Antar Tingkat Arah y Tabel 4.22 Penulangan Kolom di Lapangan Tabel 4.23 Penulangan Kolom Hasil Analisa ETABS v Tabel 4.24 Penulangan Balok di Lapangan Tabel 4.25 Penulangan Balok Hasil ETABS v untuk Wilayah Gempa Tabel 4.26 Penulangan Balok Hasil ETABS v untuk Wilayah Gempa Tabel 4.27 Penulangan Balok Hasil ETABS v untuk Wilayah Gempa Table 4.28 Penulangan Sengkang Pada Kolom

11 Tabel 4.29 Penulangan Sengkang Output ETABS pada Wilayah Gempa Tabel 4.30 Penulangan Sengkang Output ETABS pada Wilayah Gempa Tabel 4.31 Penulangan Sengkang Output ETABS pada Wilayah Gempa Tabel 4.32 Penulangan Sengkang pada Balok Tabel 4.33 Penulangan Sengkang Output ETABS Wilayah Gempa Tabel 4.34 Penulangan Sengkang Output ETABS Wilayah Gempa Tabel 4.35 Penulangan Sengkang Output ETABS Wilayah Gempa Tabel 4.36 Penulangan Daktilitas Kolom di Lapangan Tabel 4.37 Penulangan Daktilitas Kolom

12 DAFTAR NOTASI h ln β = Tebal pelat = Panjang bentang bersih balok dalam arah melintang = Perbandingan antara bentang bersih dalam arah memanjang terhadap arah melintang dari pelat dua arah αm α = Nilai rata-rata dari α = Rasio kekakuan lentur penampang balok terhadap kekakuan lentur pelat dengan lebar yang dibatasi secara lateral oleh garis-garis sumbu tengah dari panel-panel yang bersebelahan pada tiap sisi balok Ecb Ecs = Modulus elastis pada beton = Modulus elastis pada pelat = Lendutan V = Beban geser nominal static ekivalen = Nilai faktor respon spectrum I = Faktor keutamaan bangunan = Berat total bangunan. R t i N i R = Faktor reduksi gempa = Tebal lapisan tanah ke-i = Nilai hasil test penetrasi standart ke-i = Faktor redusi gempa µ = Nilai faktor daktalitas struktur bangunan gedung = adalah faktor reduksi gempa maksimum f 1 = Faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung dalam struktur gedung

13 e d e Ag f c b w d f y d b s = Eksentrisitas rencana e d = Eksentrisitas teoritis = Luas bruto penampang = Kuat tekan beton = Lebar badan balok = Tinggi efektif penampang = Kuat leleh baja = Diameter nominal batang tulangan = Spasi tulangan tranversal diukur sepanjang sumbu longitudinal komponen struktur s 0 Ac = Spasi maksimum tulangan tranversal = Luas inti komponen struktur tekan yang ditulangi tulangan spiral diukur hingga diameter luar dari spiral ρ s = Rasio volume tulangan spiral terhadap volume inti beton yang terkekang oleh tulangan spiral (diukur dari sisi luar tulangan spiral) A sh h c = Luas penampang total tulangan tranversal dalam rentang spasi s = Dimensi penampang inti kolom diukur dari sumbu ke sumbu tulangan pengekang l o = Panjang minimum diukur dari muka joint sepanjang sumbu komponen struktur dimana harus disediakan tulangan tranversal Ø q c e x e y = Diameter tulangan = Tahanan lekat pada sondir = Eksentrisitas terhadap sumbu x = Eksentrisitas terhadap sumbu y

14 ζ = Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami H T 1 V Δs Δm M k = Tinggi stuktur = Waktu getar alami = Gaya geser dasar nominal yang bekerja pada tingat dasar sturktur = Kinerja Batas Layan = Kinerja Batas Ultimit = Jumlah momen dimuka hubungan balok kolom sesuai dengan desain kuat lentur nominal kolom. M b = Jumlah momen dimuka hubugan balok kolom sesuai dengan desain kuat lentur balok-balok yang merangka pada hubungan balok kolom tersebut. q c q t = Perlawanan Penetrasi Konus = Jumlah Hambatan Lekat

15 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 : Output ETABS v LAMPIRAN 2 : Data dan Gambar Struktur