ANALISA BANGUNAN BERTINGKAT TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN SISTEM GANDA BERDASARKAN SNI 1726 : 2012 (STUDI KASUS : HOTEL PATTIMURA MALANG) TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 ANALISA BANGUNAN BERTINGKAT TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN SISTEM GANDA BERDASARKAN SNI 1726 : 2012 (STUDI KASUS : HOTEL PATTIMURA MALANG) TUGAS AKHIR Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Oleh : Andrianus Iswondo JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016 i

2 LEMBAR PENGESAHAN JUDUL : ANALISA BANGUNAN BERTINGKAT TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN SISTEM GANDA BERDASARKAN SNI 1726 : 2012 (STUDI KASUS : HOTEL PATTIMURA MALANG) Nama : Andrianus Iswondo NIM : PadahariJumat28Agustus 2015, telahdiujiolehtimpenguji : 1. Ir. Erwin Rommel, MT DosenPenguji I Moh. Abduh, ST. MT. DosenPenguji II... DosenPembimbing I, DosenPembimbing II, (Ir. Rofikatul Karimah, MT) (Ir. Yunan Rusdianto, MT) Mengetahui, KetuaJurusanTeknikSipil (Ir. RofikatulKarimah, MT) ii

3 SURAT PERNYATAAN Yang bertandatangan di bawahini: Nama : ANDRIANUS ISWONDO NIM : Jurusan Fakultas : TEKNIK SIPIL : TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa: Tugas Akhir dengan judul: ANALISA BANGUNAN BERTINGKAT TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN SISTEM GANDA BERDASARKAN SNI 1726 : 2012 (STUDI KASUS : HOTEL PATTIMURA MALANG)adalah hasil karya saya dan bukan karya tulis orang lain. Dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan di disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar pustaka. Demikianpernyataaninisayabuatdengansebenarnyadanapabilapenyataaninitidakbe narsayabersediamendapatsangsiakademis. Malang, 07 Maret 2016 Yang menyatakan, iii Andrianus Iswondo

4 LEMBAR PERSEMBAHAN Skripsi ini, saya persembahkan kepada: 1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan pertolongan bagi saya dan membuat segala sesuatunya menjadi mudah dalam penyusunan tugas akhir ini. 2. Untuk ayah saya tercinta Bambang Iswondo dan ibu saya tercinta Kholifah yang tak pernah lelah memberikan dukungan dan doanya kepada saya. 3. Untuk kakak saya tersayang Emaus Thomas Yerikho dan juga adik saya tersayang Angelius Meylinda Jihan Novita. 4. Teman-teman terbaik saya angkatan 2011 khususnya Teknik Sipil D. 5. Teman-teman teknik sipil seperjuangan: Aulia Prayoga, ST, Mery Anggriani P. S, ST,Azizatul Hasanah, ST, Hessty Vrieska Larasati, ST, Ivan Al Humam, ST, Pajar Achmad Yoffy, ST, M. Reza Arief Susanto, ST, Aulia Rachman Maulana, ST, Nevo Fahmi Raliby, ST, Isyaq Fathi Al- Faiz, Rilo Pambudi, Diza Wahyu Ananta, Mufid Rahmadi, Beni Setiawan. 6. Untuk adik-adik tingkat angkatan 2012 & 2013, Risman, Aji, Ari, Robin, Dedi, Ridho, Angga, Hendra dan adik-adik yang lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu. 7. Keluarga besar SURYA Universitas Muhammadiyah Malang. 8. Tim PT. Brantas Abipraya (Persero) Proyek Gedung Laboratorium Enterpreneurship Terpadu Universitas Brawijaya. iv

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan kasih karunianya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Analisa Bangunan Bertingkat Tahan Gempa Menggunakan Sistem Ganda Berdasarkan SNI 1726:2012 (Studi Kasus : Hotel Pattimura Malang). Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 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 dan jajaran staf Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Segenap pimpinan dan dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Ir. Rofikatul Karimah, MT, dan Ir. Yunan Rusdianto, MT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan solusi yang bermanfaat dalam penyelesaian tugas akhir ini. 4. Ir. Andi Syaiful A, MT selaku dosen pembimbing akademik. 5. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil UMM angkatan 2011 atas kerja sama 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. Malang, 07 Maret 2016 v Andrianus Iswondo

6 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii SURAT PERNYATAAN... iii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR GAMBAR... xxi BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat... 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Tinjauan Umum... 5 viii

7 2.2 Gempa Bumi & Penyebabnya Konsep & Filosofi Bangunan Tahan Gempa Sistem Struktur Penahan Lateral Sistem Ganda Sistem Rangka Pemikul Momen Dinding Geser Kriteria Pembebanan Beban Gravitasi Beban Mati Beban Hidup Beban Lateral Beban Gempa Beban Angin Beban Terfaktor Analisa Gempa Kategori Resiko Bangunan dan Faktor Keutamaan, I e Nilai Spektral Percepatan S S dan S Klasifikasi Situs ix

8 2.6.4 Koefisien Situs Spektrum Respons Percepatan Parameter Percepatan Spektral Desain Kategori Desain Seismik Spektrum Respons Desain Perioda Fundamental Alami Nilai R, C d, dan Ω o Fleksibilitas Diafragma Kondisi Diafragma Fleksibel Kondisi Diafragma Kaku Ketidakberaturan Struktur Vertikal Ketidakberaturan Struktur Horisontal Berat Seismik Efektif Redundansi Prosedur Analisis Gaya Lateral Pengaruh Beban Ortogonal Simpangan Antar Lantai Pengaruh Torsi x

9 Torsi Bawaan Torsi Tak Terduga Pembesaran Momen Torsi Tak Terduga Pengaruh P-Delta Geser Dasar Seismik, V Koefisien Respons Seismik Jumlah Ragam Parameter Respons Terkombinasi Skala Gaya Skala Simpangan Antar Lantai Analisis Dinamik Properti Dinamik Struktur Massa Kekakuan Redaman Metode Analisis Dinamik Struktur Metode Respons Spektrum Modal Amplitudo xi

10 Simpangan Horisontal Tingkat (Modal Displacement) Gaya Horisontal Tingkat (Modal Seismic Force) Gaya Geser Mode (Modal Storey Shear) Modal Storey Drift Momen Guling Mode (Modal Overtuning Moment) Modal Effective Mass BAB 3 METODOLOGI ANALISIS Data Struktur Gedung Gambar Struktur Gedung Tahapan Analisis Studi Literatur Pengumpulan Data Tahapan Analisis Gempa Kategori Resiko Bangunan dan Faktor Keutamaan Nilai Spektral Percepatan Klasifikasi Situs Koefisien Situs Spektrum Respons Percepatan xii

11 Parameter Percepatan Spektral Desain Kategori Desain Seismik Spektrum Respons Desain Periode Fundamental Alami Menentukan Nilai R, C d, dan Ω o Evaluasi Ketidakberaturan Struktur Faktor Redundansi Prosedur Analisis Gaya Lateral Gaya Geser Dasar Diagram Alir Analisis BAB 4 ANALISA & PEMBAHASAN Konfigurasi Gedung Pembebanan Beban Mati Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai Berat Total Struktur Massa Bangunan Matriks Massa xiii

12 4.5 Kekakuan Matriks Kekakuan Hasil Analisis Spektrum Respons Frekuensi Mode Shape Modal Partisipasi Modal Amplitudo Modal Displacement (Simpangan Horisontal Tingkat) Modal Seismic Force Modal Storey Shear Modal Storey Drift Modal Lateral Displacement Modal Overtuning Mode (Momen Guling Mode) Modal Effective Mass Batasan Simpangan Antar Tingkat Kontrol Periode Getar Gedung Pengaruh P-Delta Stabilitas Gedung Terhadap Momen Puntir xiv

13 Pembahasan Anallisa Struktur BAB 5 KESIMPULAN Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xv

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Berat Sendiri Bahan Bangunan Tabel 2.2 Berat Sendiri Komponen Gedung Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan dan Non Gedung Tabel 2.5 Faktor Keutamaan Gempa Tabel 2.6 Klasifikasi Situs Tabel 2.7 Koefisien Situs, F a Tabel 2.8 Koefisien Situs, F v Tabel 2.9 Kategori Desain Seismik (Peride Pendek) Tabel 2.10 Kategori Desain Seismik (Periode 1 Detik) Tabel 2.11 Koefisien Batas Atas Pada Periode Tabel 2.12 Nilai Parameter Periode Pendekatan Tabel 2.13 Nilai R, C d, dan Ω o Tabel 2.14 Ketidakberaturan Vertikal Pada Struktur Tabel 2.15 Ketidakberaturan Horisontal Pada Struktur Tabel 2.16 Persyaratan untuk Masing-masing Tingkat yang Menahan Lebih Dari 35 Persen Gaya Geser Dasar Tabel 2.17 Prosedur Analisis Gaya Lateral xvi

15 Tabel 2.18 Simpangan Antar Lantai Ijin Tabel 3.1 Hasil Perhitungan Spektral Percepatan Tabel 4.1 Fungsi, Luas, dan Tinggi Tingkat Tabel 4.2 Berat Struktur Basement (Kondisi Eksisting) Tabel 4.3 Berat Struktur Basement (Kondisi Rencana) Tabel 4.4 Berat Struktur 1st Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.5 Berat Struktur 1st Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.6 Berat Struktur 2nd Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.7 Berat Struktur 2nd Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.8Berat Struktur 3rd Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.9 Berat Struktur 3rd Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.10Berat Struktur 4th Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.11 Berat Struktur 4th Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.12Berat Struktur 5th Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.13 Berat Struktur 5th Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.14Berat Struktur 6th Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.15 Berat Struktur 6th Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.16Berat Struktur 7th Floor (Kondisi Eksisting) xvii

16 Tabel 4.17 Berat Struktur 7th Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.18Berat Struktur 8th Floor (Kondisi Eksisting) Tabel 4.19 Berat Struktur 8th Floor (Kondisi Rencana) Tabel 4.20 Berat Plat Per Lantai Tabel 4.21 Berat Mati Total Struktur (Kondisi Eksisting) Tabel 4.22 Berat Mati Total Struktur (Kondisi Rencana) Tabel 4.23Beban Total Struktur (Kondisi Eksisting) Tabel 4.24 Beban Total Struktur (Kondisi Rencana) Tabel 4.25 Massa Struktur Tiap Tingkat (Kondisi Eksisting) Tabel 4.26 Massa Struktur Tiap Tingkat (Kondisi Rencana) Tabel 4.27 Kekakuan Struktur Antar Tingkat (Kondisi Eksisting) Tabel 4.28 Kekakuan Struktur Antar Tingkat (Kondisi Rencana) Tabel 4.29 Modal Amplitudo (Kondisi Eksisting) Tabel 4.30 Modal Amplitudo (Kondisi Rencana) Tabel 4.31 Modal Displacement (Kondisi Eksisting) Tabel 4.32 Modal Displacement (Kondisi Rencana) Tabel 4.33 Modal Seismic Force (Kondisi Eksisting) Tabel 4.34 Modal Seismic Force (Kondisi Rencana) xviii

17 Tabel 4.35Modal Storey Shear (Kondisi Eksisting) Tabel 4.36 Modal Storey Shear (Kondisi Rencana) Tabel 4.37 Modal Storey Drift (Kondisi Eksisting) Tabel 4.38 Modal Storey Drift (Kondisi Rencana) Tabel 4.39 Modal Lateral Displacement (Kondisi Eksisting) Tabel 4.40 Modal Lateral Displacement (Kondisi Rencana) Tabel 4.41 Modal Overtuning Moment (Kondisi Eksisting) Tabel 4.42 Modal Overtuning Moment (Kondisi Rencana) Tabel 4.43 Modal Effective Mass (Kondisi Eksisting) Tabel 4.44 Modal Effective Mass (Kondisi Rencana) Tabel 4.45 Kontrol Batasan Simpangan (Kondisi Eksisting) Tabel 4.46 Kontrol Batasan Simpangan (Kondisi Rencana) Tabel 4.47 Kontrol Periode Getar Gedung (Kondisi Eksisting) Tabel 4.48 Kontrol Periode Getar Gedung (Kondisi Rencana) Tabel 4.49 Koefisien Stabilitas (Kondisi Eksisting) Tabel 5.50 Koefisien Stabilitas (Kondisi Rencana) Tabel 5.51Eksentrisitas Gedung Per Lantai (Kondisi Eksisting) Tabel 5.52Eksentrisitas Gedung Per Lantai (Kondisi Rencana) xix

18 Tabel 5.53Momen Puntir Gedung (Kondisi Eksisting) Tabel 5.54 Momen Puntir Gedung (Kondisi Rencana) xx

19 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Weak Column Beam & Strong Column Weak Beam... 7 Gambar 2.2 Struktur Gabungan SRPM dan Shear Wall Gambar 2.3 Bearing Walls, Frame Walls, & Core Walls Gambar 2.4 Spektrum Respons Desain Gambar 2.5 Diafragma Fleksibel Gambar 2.6 Pengaruh Beban Ortogonal Gambar 2.7 Penentuan Simpangan Antar Lantai Gambar 2.8 Torsi Tak Terduga Gambar 2.9 Pembesaran Torsi Tak Terduga Gambar 3.1 Perspektif Hotel Pattimura Malang Gambar 3.2 Pemodelan Gedung (Kondisi Eksisting) Gambar 3.3 Pemodelan Gedung (Kondisi Rencana) Gambar 3.4 Koordinat Garis Lintang dan Garis Bujur Hotel Pattimura Gambar 3.5 Input Data Koordinat Garis Lintang dan Garis Buju Gambar 3.6 Grafik Respons Spektrum Hotel Pattimura Gambar 3.7 Tabel Nilai R, C d, dan Ω o Gambar 3.8 Tabel Ketidakberaturan Struktur Vertikal xxi

20 Gambar 3.9 Tabel Prosedur Analisis Gaya Lateral Gambar 4.1 Mode Shape (Kondisi Eksisting) Gambar 4.2 Mode Shape (Kondisi Rencana) Gambar 4.3 Modal Displacement (Kondisi Eksisting) Gambar 4.4 Modal Displacement (Kondisi Rencana) Gambar 4.5 Modal Seismic Force (Kondisi Eksisting) Gambar 4.6 Modal Seismic Force (Kondisi Rencana) Gambar 4.7 Grafik Modal Seismic Force (Kondisi Eksisting) Gambar 4.8 Grafik Modal Seismic Force (Kondisi Rencana) Gambar 4.9 Grafik Modal Storey Shear (Kondisi Eksisting) Gambar 4.10 Grafik Modal Storey Shear (Kondisi Rencana) Gambar 4.11 Displacement Hotel Pattimura (Kondisi Eksisting) Gambar 4.12 Drift Hotel Pattimura (Kondisi Eksisting) Gambar 4.13 Displacement Hotel Pattimura (Kondisi Rencana) Gambar 4.14 Drift Hotel Pattimura (Kondisi Rencana) Gambar 4.15 Grafik Momen Guling Mode (Kondisi Eksisting) Gambar 4.16 Grafik Momen Guling Mode (Kondisi Rencana) Gambar 4.17 Grafik Hasil Perbandingan Drift xxii

21 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Gambar Teknis Bangunan xxiii

22 DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI ). Bandung : BSN. Badan Standarisasi Nasional Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI ). Bandung : BSN. Badan Standarisasi Nasional Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain. (SNI ). Bandung : BSN. Departemen Pekerjaan Umum Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung (PPIUG). Bandung : Yayasan Penyelidikan Masalah Bangunan Gedung. Dewobroto, 2012, Menyongsong Era Pembangunan Gedung Super-Tinggi dan Mega-Tinggi di Indonesia, Kuliah Umum Permasalahan & Solusi pada Struktur Gedung Tinggi, Universitas Riau Kepulauan, Batam. Hariyanto Analisis Kinerja Struktur Pada Bangunan Bertingkat Tidak Beraturan Dengan Analisis Dinamik Menggunakan Analisis Respons Spektrum. Skripsi tidak diterbitkan. Surakarta : Program Sarjana Universitas Sebelas Maret. Lumantarna, Perkembangan Peraturan Pembebanan dan Perencanaan Bangunan Tahan Gempa, Makalah tidak diterbitkan, Surabaya. Pamungkas, Anugrah dan Erny Desain Pondasi Tahan Gempa. Yogyakarta : Andi. Hal 1-3.

23 Purwono, Rachmat Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, edisi keempat. Surabaya : ITS Press. Hal Purwono, R dan Tavio Evaluasi Cepat Sistem Rangka Pemikul Momen Tahan Gempa (sesuai SNI dan SNI ). Surabaya : ITS Press. 3 hal. Rine Hartuti, Evi Buku Pintar Gempa. Yogyakarta : DIVA Press. Hal Ruchyat, Norman Tinjauan Analisis Dinamik Pada Struktur Gedung Tidak Beraturan Akibat Pengaruh Gaya Gempa Menggunakan Metode Respon Spektrum (Studi Kasus Pada Gedung M-Square Condotel Malang). Skripsi tidak diterbitkan. Malang : Program Sarjana Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Suharjanto Rekayasa Gempa. Yogyakarta : Kepel Press. Hal Teruna, 2007, ERD - 4 : Perencanaan Bangunan Tahan Gempa dengan Menggunakan Base Isolator (LRB) : Contoh Kasus Gedung Auditorium Universitas Cendrawasih, Papua, Seminar dan Pameran HAKI 2007 Konstruksi Tahan Gempa Di Indonesia, Jakarta, 1 hal. Tumilar, 2015, Sosialisasi Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung Struktur Beton Menurut SNI 1726 : 2012, Seminar HAKI KOMDA Jawa Timur Mewujudkan Bangunan di Indonesia Tahan Gempa, Malang. Widodo Respons Dinamik Struktur Elastik.. Jogjakarta : UII Press.