ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RIWAYAT WAKTU

ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RIWAYAT WAKTU Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Time History Analysis Method. Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : ARIS SUHARTANTO WIBOWO I 11 08 507 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 i

LEMBAR PERSETUJUAN ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RIWAYAT WAKTU Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Time History Analysis Method. Disusun oleh : ARIS SUHARTANTO WIBOWO I 11 08 507 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. 19680912 199702 1 001 ii Setiono, ST, MSc NIP. 19720224 199702 1 001

ANALISIS KINERJA STRUKTUR PADA BANGUNAN BERTINGKAT TIDAK BERATURAN DENGAN ANALISIS DINAMIK MENGGUNAKAN METODE ANALISIS RIWAYAT WAKTU Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Time History Analysis Method. SKRIPSI Disusun oleh : ARIS SUHARTANTO WIBOWO I 11 08 507 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. 19680912 199702 1 001 2. Setiono, ST, MSc --------------------------------- NIP. 19720224 199702 1 001P. 19681007 199502 1 001 3. Agus Setiya Budi, ST, MT --------------------------------- NIP. 19700909 199802 1 001 4. Ir. Agus Supriyadi, MT --------------------------------- NIP. 19600322 198803 1 001 Mengetahui, a.n. Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Pembantu Dekan I Disahkan, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan, Ketua Program S1 Non-Reguler Jurusan Teknik Sipil UNS Kusno Adi Sambowo, ST, MSc, PhD NIP. 19691026 199503 1 002 Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 198601 1 001 iii Edy Purwanto, ST, MT NIP. 19680912 199702 1 001

MOTTO Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah " ( Lessing ) Sabar dalam mengatasi kesulitan dan bertindak bijaksana dalam mengatasinya adalah sesuatu yang utama Apabila anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka anda telah berbuat baik terhadap diri sendiri ( Benyamin Franklin ) Siapa yang kalah dengan senyum, dialah pemenangnya (A. Hubard) iv

PERSEMBAHAN Karya ini kupersembahkan untuk : 1. Ibu dan Bapak yang selalu mendoakan saya, mendukung, dan mendidik saya selama ini. 2. Adikku Dody Dwi Prasetyo (semoga bisa jadi inspirasi buat kamu) 3. Seluruh keluargaku atas doa dan dukungannya 4. My Lovely Shinta, thanks for all 私 はあなたを 愛 して 5. Teman seperjuanganku Agus Hariyanto & Laily Fatmawati 6. Teman teman Teknik Sipil 08 yang tidak bisa saya sebutkan satu demi satu, terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya selama ini. 7. Almamater, Universitas Sebelas Maret Surakarta v

ABSTRAK Aris Suhartanto Wibowo, 2011. Analisis Kinerja Struktur pada Bangunan Bertingkat Tidak Beraturan dengan Analisis Dinamik Menggunakan Metode Analisis Riwayat Waktu. Indonesia merupakan negara yang rawan terjadi gempa. Hal ini disebabkan lokasi Indonesia yang terletak pada pertemuan empat lempeng tektonik utama, yaitu lempeng Eurasia, Indo-Australia, Pasifik, dan Filipina. Gempa yang terjadi belakangan ini telah membuktikan bahwa masih banyak bangunan gedung yang mengalami kerusakan ringan hingga berat bahkan sampai runtuh sehingga menimbulkan korban jiwa. Untuk itu infrastrukur harus di desain tahan gempa Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keamanan gedung dilihat dari displacement, drift dan base shear. Metode yang digunakan adalah analisis dinamik riwayat waktu dengan menggunakan program ETABS. Rekaman gempa yang digunakan antara lain El Centro 1940, Tohoku Jepang 2011, Kobe Jepang 1995, dan Gempa Jepang 1994. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gaya geser dari analisis riwayat waktu bila dianalisis dengan rekaman gempa El Centro 1940, Tohoku 201, Kobe 1995, dan Jepang 1995 didapat aman terhadap gaya geser nominal ( V > 0,8V 1 ). Partisipasi massa dalam menghasilkan respons total telah melebihi 90% sesuai SNI 03 1726 2002 pasal 7.2.1 terpenuhi pada mode 13. Kinerja batas layan dan kinerja batas ultimate yang memenuhi syarat sesuai SNI 03-1726-2002 pasal 8.1 dan pasal 8.2 adalah rekaman gempa dari El Centro 1940. Menurut ATC-40, bila gedung di beri beban gempa El Centro 1940 maka level kinerja gedung masuk IO (Immediate Occupancy), bila gedung di beri beban gempa Tohoku 2011 dan gempa Jepang 1994 maka level kinerja gedung masuk C (Collapse), bila gedung di beri beban gempa Kobe 1995 dan gempa Jepang 1994, maka level kinerja gedung masuk DC (Damage Control). Kata kunci : Analisis Riwayat Waktu vi

ABSTRACT Aris Suhartanto Wibowo, 2011. Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Time History Analysis Method. Indonesia is a country prone to earthquakes. This is due to the location of Indonesia is situated at the confluence of four major tectonic plates, the Eurasian plate, the Indo-Australian, Pacific, and the Philippines. The earthquake that occurred recently have proved that there are still many buildings that suffered minor damage to severe and even collapse, causing casualties. For that infrastructure should be in the design of earthquake-resistant This study aims to determine the safety of the building seen from the displacement, drift and base shear. The method used is the time history dynamic analysis using ETABS program. Earthquake recordings are used, among others, El Centro, 1940, Tohoku Japan 2011, Kobe Japan 1995, and the Japanese Earthquake of 1994. The results showed that the shear force from time history analysis when analyzed with El Centro 1940 earthquake record, Tohoku 201, Kobe 1995, and Japan 1995 be obtained secure against nominal shear force (V> 0.8 V1). Participation in mass producing a total response has exceeded 90% according to SNI 03 1726 2002 article 7.2.1 are met on the mode 13. Performance and serviceability limit ultimate performance limits are eligible in accordance with SNI 03-1726-2002 Article 8.1 and Article 8.2 is a recording of El Centro 1940 earthquake. According to ATC-40, when the building was given the burden of El Centro 1940 earthquake the building entrance IO performance levels (Immediate Occupancy), when the building was given the burden of Tohoku quake Japan earthquake of 2011 and 1994 then enter the building performance level C (Collapse), when the building put the burden of the Kobe earthquake of 1995 and the Japanese earthquake of 1994, so the level of building performance into the DC (Damage Control). Key words: Time History Analysis vii

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 Riwayat Waktu. 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, Agustus 2011 Penulis viii

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... xvii DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xviii BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian... 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI... 5 2.1 Tinjauan Pustaka... 5 2.2 Dasar Teori... 9 2.2.1 Analisis Dinamik... 9 2.2.2 Konsep Perencanaan gedung Tahan Gempa... 13 2.2.3 Prinsip dan Kaidah Perencanaan... 14 2.2.3.1 Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan... 14 2.2.3.2 Jenis Beban... 15 2.2.3.3 Kombinasi Pembebanan... 19 2.2.3.4 Defleksi Lateral... 20 2.2.4 Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa... 21 ix

2.2.4.1 Faktor Keutamaan... 21 2.2.4.2 Koefisien Modifikasi Respons (R)... 23 2.2.4.3 Wilayah Gempa... 24 2.2.4.4 Jenis Tanah Setempat... 26 2.2.4.5 Penentuan Percepatan Puncak di Permukaan Tanah... 27 2.2.4.6 Faktor Respon Gempa... 28 2.2.4.7 Kategori Desain Gempa (KDG)... 30 2.3 Kinerja Struktur... 31 2.3.1 Kinerja Batas Layan... 31 2.3.1 Kinerja Batas Ultimit... 32 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN... 33 3.1 Data Struktur Gedung... 33 3.2 Tahapan Analisis... 35 3.2.1 Studi Literatur... 35 3.2.2 Pengumpulan data... 35 3.2.3 Pemodelan 3D... 36 3.2.4 Perhitungan Pembebanan... 38 3.2.5 Analisis Riwayat Waktu... 39 3.2.6 Proses Input Data Analisis Riwayat Waktu ke Etabs V9.50... 43 3.2.7 Pembahasan Hasil Analisis Riwayat Waktu dari Program ETABS V 9.5... 44 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN... 46 4.1 Denah Apartemen Tuning... 46 4.2 Konfigurasi Gedung... 47 4.3 Spesifikasi Material... 48 4.3.1 Mutu Beton... 48 4.3.2 Mutu Baja Baja Tulangan... 49 4.3.3 Data Elemen Struktur... 49 4.3.3.1 Plat Lantai... 49 4.3.3.2 Balok... 49 4.3.3.3 Kolom... 49 x

4.4 Pembebanan... 49 4.4.1 Beban Mati... 49 4.4.2 Beban Hidup... 50 4.4.3. Perhitungan Pembebanan pada Struktur... 47 4.4.4. Perhitungan Beban Diluar Berat Sendiri Per m 2... 48 4.4.5 Beban Gempa... 49 4.4.5.1 Data Gempa... 52 4.4.5.2 Catatan Rekaman Gempa... 53 4.4.5.3 Skala Intensitas Gempa... 56 4.4.5.4 Faktor Reduksi Gempa... 57 4.4.5.5 Tekanan Tanah pada Dinding Basement... 58 4.4.5.6 Tekanan ke Atas (Uplift) Pada Lantai dan Pondasi... 59 4.4.5.7 Momen Inersia Massa Bangunan... 60 4.5 Hasil Analisis Displacement, Drift dan Base Shear dengan Beban Gempa... 61 4.5.1 Hasil Analisis Displacement Beban Gempa... 61 4.5.2 Hasil Analisis Base Shear Beban Gempa... 64 4.6 Hasil Kontrol Struktur Gedung... 65 4.6.1 Kontrol Partisipasi Massa... 65 4.6.2 Kontrol Gaya Geser... 66 4.6.3 Kinerja Batas Layan Struktur Gedung... 68 4.6.4 Kinerja Batas Ultimit Struktur Gedung... 72 4.7 Grafik Kinerja Batas Layan dan Batas Ultimate... 77 4.7.1 Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan... 77 4.7.2 Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate... 79 4.8 Perbandingan Kinerja Batas Layan dan Kinerja Batas Ultimate Antar Rekaman Rempa... 81 4.9 Kontrol Displacement... 88 4.10 Kontrol Displacement Antara Pushover dengan Time History... 92 4.11 Level Kinerja Struktur Berdasarkan ATC-40... 96 4.11.1 Rekaman Gempa El Centro 1940... 96 4.11.2 Rekaman Gempa Tohoku 2011... 96 4.11.3 Rekaman Gempa Kobe 1995... 97 xi

4.11.4 Rekaman Gempa Jepang 1994... 97 4.12 Output Etabs... 98 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 100 5.1 Kesimpulan... 100 5.2 Saran... 102 DAFTAR PUSTAKA... 103 DAFTAR LAMPIRAN xii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Beban Hidup Pada Lantai Gedung... 16 Tabel 2.2 Berat Sendiri Bahan Bangunan... 18 Tabel 2.3 Berat Sendiri Komponen Gedung... 18 Tabel 2.4. Deformation Limit berbagai Kinerja ATC-40... 21 Tabel 2.5 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban gempa... 21 Tabel 2.6 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan 23 Tabel 2.7 Koefisien modifikasi respon (R)... 24 Tabel 2.8 Jenis-jenis tanah berdasar RSNI 1726-2010... 26 Tabel 2.9 Faktor amplifikasi untuk PGA (FPGA) (ASCE 7-10)... 27 Tabel 2.10 Kategori Lokasi Fa untuk Menentukan Nilai Ss... 28 Tabel 2.11 Kategori Lokasi Fv untuk Menentukan Nilai S1... 28 Tabel 2.12 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda Pendek... 30 Tabel 2.13 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda 1,0 detik... 31 Tabel 2.14 Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan... 31 Tabel 3.1. Deskripsi Gedung... 33 Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung... 46 Tabel 4.2. Mutu Beton Gedung B Apartemen Tuning... 48 Tabel 4.3 Tipe Balok... 47 Tabel 4.4 Tipe Kolom... 49 Tabel 4.5. Berat Struktur Perlantai... 50 Tabel 4.6. Skala Gempa Untuk Analisis Riwayat Waktu... 57 Tabel 4.7. Momen Inersia Lantai Bangunan... 60 Tabel 4.8 Simpangan Horisontal (Displacement) Gempa El Centro 1940... 61 Tabel 4.9 Simpangan Horisontal (Displacement) Gempa Tohoku Jepang 2011.. 62 Tabel 4.10 Simpangan Horisontal (Displacement) Gempa Kobe Jepang 1995... 62 Tabel 4.11 Simpangan Horisontal (Displacement) Gempa Jepang 1994... 63 Tabel 4.12 Base shear Gempa El Centro 1940... 64 xiii

Tabel 4.13 Base shear Gempa Tohoku Jepang 2011... 64 Tabel 4.14 Base shear Gempa Kobe Jepang 1995... 64 Tabel 4.15 Base shear Gempa Jepang 1994... 64 Tabel 4.16 Hasil dari Modal Partisipasi Massa Rasio... 65 Tabel 4.17 Kontrol Base Shear Gempa El Centro 1940... 67 Tabel 4.18 Kontrol Base Shear Gempa Tohoku Jepang 2011... 67 Tabel 4.19 Kontrol Base Shear Gempa Kobe Jepang 1995... 67 Tabel 4.20 Kontrol Base Shear Gempa Jepang 1994... 67 Tabel 4.21 Kontrol kinerja batas layan arah X dan Y untuk Gempa El Centro 1940... 68 Tabel 4.22 Kontrol kinerja batas layan arah X dan Y untuk Gempa Tohoku Jepang 2011... 69 Tabel 4.23 Kontrol kinerja batas layan arah X dan Y untuk Gempa Kobe Jepang 1995... 70 Tabel 4.24 Kontrol kinerja batas layan arah X dan Y untuk Gempa Jepang 1994... 71 Tabel 4.25 Kontrol kinerja batas ultimate arah X dan Y untuk Gempa El Centro 1940... 73 Tabel 4.26 Kontrol kinerja batas ultimate arah X dan Y untuk Gempa Tohoku Jepang 2011... 74 Tabel 4.27 Kontrol kinerja batas ultimate arah X dan Y untuk Gempa Kobe Jepang 1995... 75 Tabel 4.28 Kontrol kinerja batas ultimate arah X dan Y untuk Gempa Jepang 1994... 76 Tabel 4.29 Kontrol kinerja batas layan arah X... 81 Tabel 4.30 Kontrol kinerja batas layan arah Y... 82 Tabel 4.31 Kontrol kinerja batas ultimate arah X... 82 Tabel 4.32 Kontrol kinerja batas ultimate arah Y... 83 Tabel 4.33 Kontrol Displacement arah X... 88 Tabel 4.34 Kontrol Displacement arah Y... 89 Tabel 4.35 Perbandingan displacement arah X... 92 Tabel 4.36 Perbandingan displacement arah Y... 93 xiv

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Tampak Apartemen Tuning... 2 Gambar 2.2. Diagram Beban (P) - Waktu (t)... 9 Gambar 2.3. Defleksi Lateral... 7 Gambar 2.4. Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk percepatan puncak (PGA. 25 Gambar 2.5. Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk S 1... 25 Gambar 2.6. Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk S S... 26 Gambar 2.7. Desain Respon Spektrum... 29 Gambar 3.1 Tampak Apartemen Tuning... 34 Gambar 3.2 Denah Apartemen Tuning... 34 Gambar 3.3 Sistem koordinat yang digunakan dalam program ETABS... 37 Gambar 3.4. Accelerogram gempa El Centro 1940... 39 Gambar 3.5. Accelerogram gempa Tohoku Jepang 2011... 40 Gambar 3.6. Accelerogram gempa Kobe Jepang 1995... 41 Gambar 3.7. Accelerogram gempa Jepang 1994... 42 Gambar 3.8. Diagram alir proses input beban gempa... 43 Gambar 3.9 Diagram alir analisis riwayat waktu.... 45 Gambar 4.1. Tampak Samping Apartemen Tuning Gedung B... 46 Gambar 4.2. Denah lantai 2 dan lantai 2 B... 46 Gambar 4.3. Accelerogram gempa El Centro 1940... 53 Gambar 4.4. Accelerogram gempa Tohoku Jepang 2011... 54 Gambar 4.5. Accelerogram gempa Kobe Jepang 1995... 55 Gambar 4.6. Accelerogram gempa Jepang 1994... 56 Gambar 4.7. Data tanah... 58 Gambar 4.8. Beban tekanan tanah... 59 Gambar 4.9. Beban uplift... 59 Gambar 4.10. Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y Gempa El Centro 1940... 77 xv

Gambar 4.11. Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y Gempa Tohoku Jepang 2011... 77 Gambar 4.12. Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y Gempa Kobe Jepang 1995... 78 Gambar 4.13. Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y Gempa Jepang 1994... 78 Gambar 4.14. Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y Gempa El Centro 1940... 79 Gambar 4.15. Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y Gempa Tohoku Jepang 2011... 79 Gambar 4.16. Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y Gempa Kobe Jepang 1995... 80 Gambar 4.17. Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimate Arah X dan Arah Y Gempa Jepang 1994... 80 Gambar 4.18. Grafik Kinerja Batas Layan Antar Rekaman Gempa Arah X... 84 Gambar 4.19. Grafik Kinerja Batas Layan Antar Rekaman Gempa Arah Y... 85 Gambar 4.20. Grafik Kinerja Batas Ultimate Antar Rekaman Gempa Arah X... 86 Gambar 4.21. Grafik Kinerja Batas Ultimate Antar Rekaman Gempa Arah Y... 87 Gambar 4.22. Grafik Kontrol Displacement Arah X... 90 Gambar 4.23. Grafik Kontrol Displacement Arah Y... 91 Gambar 4.24. Perbandingan Displacement Rekaman Gempa dengan Pushover Arah X... 94 Gambar 4.25. Perbandingan Displacement Rekaman Gempa dengan Pushover Arah X... 95 Gambar 4.26. Displacement Akibat Beban Gempa Arah X... 98 Gambar 4.27. Displacement Akibat Beban Gempa Arah Y... 99 xvi

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Berat Tiap Lantai Lampiran B Input Data Etabs Lampiran C Output Data Etabs Lampiran D Langkah Etabs V 9.50 xvii

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 = Mutu baja / kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan (Mpa) f ys = Mutu tulangan geser/sengkang (Mpa) g = Percepatan gravitasi Hn = Tinggi gedung I = Faktor keutamaan k = Kekakuan struktur M = Momen n = Jumlah tingkat N = Nomor lantai tingkat paling atas P- = 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 = Parameter respon spektra percepatan pada periode pendek xviii

S 1 SS T T eff T 1 V V i Vn W i W t Z i roof ζ ξ (ksi) = Parameter respon spektra percepatan pada periode 1 detikk = Lokasi yang memerlukan investigasi geoteknik dan analisis respon site spesifik = Waktu getar gedung pada arah yang ditinjau (dt) = 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 xix

xx

ABSTRAK Aris Suhartanto Wibowo, 2011. Analisis Kinerja Struktur pada Bangunan Bertingkat Tidak Beraturan dengan Analisis Dinamik Menggunakan Metode Analisis Riwayat Waktu. Indonesia merupakan negara yang rawan terjadi gempa. Hal ini disebabkan lokasi Indonesia yang terletak pada pertemuan empat lempeng tektonik utama, yaitu lempeng Eurasia, Indo-Australia, Pasifik, dan Filipina. Gempa yang terjadi belakangan ini telah membuktikan bahwa masih banyak bangunan gedung yang mengalami kerusakan ringan hingga berat bahkan sampai runtuh sehingga menimbulkan korban jiwa. Untuk itu infrastrukur harus di desain tahan gempa Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keamanan gedung dilihat dari displacement, drift dan base shear. Metode yang digunakan adalah analisis dinamik riwayat waktu dengan menggunakan program ETABS. Rekaman gempa yang digunakan antara lain El Centro 1940, Tohoku Jepang 2011, Kobe Jepang 1995, dan Gempa Jepang 1994. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gaya geser dari analisis riwayat waktu bila dianalisis dengan rekaman gempa El Centro 1940, Tohoku 201, Kobe 1995, dan Jepang 1995 didapat aman terhadap gaya geser nominal ( V > 0,8V 1 ). Partisipasi massa dalam menghasilkan respons total telah melebihi 90% sesuai SNI 03 1726 2002 pasal 7.2.1 terpenuhi pada mode 13. Kinerja batas layan dan kinerja batas ultimate yang memenuhi syarat sesuai SNI 03-1726-2002 pasal 8.1 dan pasal 8.2 adalah rekaman gempa dari El Centro 1940. Menurut ATC-40, bila gedung di beri beban gempa El Centro 1940 maka level kinerja gedung masuk IO (Immediate Occupancy), bila gedung di beri beban gempa Tohoku 2011 dan gempa Jepang 1994 maka level kinerja gedung masuk C (Collapse), bila gedung di beri beban gempa Kobe 1995 dan gempa Jepang 1994, maka level kinerja gedung masuk DC (Damage Control). Kata kunci : Analisis Riwayat Waktu i

ABSTRACT Aris Suhartanto Wibowo, 2011. Peformance Analysis on The Structure of Irregular Multistory Building with A Dynamic Analysis Using Respons Time History Analysis Method. Indonesia is a country prone to earthquakes. This is due to the location of Indonesia is situated at the confluence of four major tectonic plates, the Eurasian plate, the Indo-Australian, Pacific, and the Philippines. The earthquake that occurred recently have proved that there are still many buildings that suffered minor damage to severe and even collapse, causing casualties. For that infrastructure should be in the design of earthquake-resistant This study aims to determine the safety of the building seen from the displacement, drift and base shear. The method used is the time history dynamic analysis using ETABS program. Earthquake recordings are used, among others, El Centro, 1940, Tohoku Japan 2011, Kobe Japan 1995, and the Japanese Earthquake of 1994. The results showed that the shear force from time history analysis when analyzed with El Centro 1940 earthquake record, Tohoku 201, Kobe 1995, and Japan 1995 be obtained secure against nominal shear force (V> 0.8 V1). Participation in mass producing a total response has exceeded 90% according to SNI 03 1726 2002 article 7.2.1 are met on the mode 13. Performance and serviceability limit ultimate performance limits are eligible in accordance with SNI 03-1726-2002 Article 8.1 and Article 8.2 is a recording of El Centro 1940 earthquake. According to ATC-40, when the building was given the burden of El Centro 1940 earthquake the building entrance IO performance levels (Immediate Occupancy), when the building was given the burden of Tohoku quake Japan earthquake of 2011 and 1994 then enter the building performance level C (Collapse), when the building put the burden of the Kobe earthquake of 1995 and the Japanese earthquake of 1994, so the level of building performance into the DC (Damage Control). Key words: Time History Analysis ii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Gempamerupakanhasilpelepasanenergisecaratiba-tiba di dalamkerakbumi yang menimbulkanenergi.energiinikeluardaripusatgempadalambentukgelombang yang disebutgelombangseismikdanmemancarkesegalaarah.tingkat kerusakanakibatgelombanginijugaberbedabedatergantungdaribesarnyakekuatangempa, jarakdaripusatgempa, system pondasi,massadangeometribangunan, dan lain-lain. Indonesia merupakannegara yang rawanterjadigempa.hal inidisebabkanlokasi Indonesia yang terletakpadapertemuanempatlempengtektonikutama, yaitulempeng Eurasia, Indo-Australia, Pasifik, danfilipina.gempa yang terjadibelakanganinitelahmembuktikanbahwamasihbanyakbangunangedung yang mengalamikerusakanringanhinggaberatbahkansampairuntuhsehinggamenimbulkanko rbanjiwa.gempabumitidakmungkindicegahdansulitsekaliuntukdiramalkankapanterja dinya, dimanalokasinya, danberapamagnitudenya.olehsebabitu, infrastruktur yang ada di Indonesia harusdirencanakanterhadapbebangempa. Gambar 1.1 Indonesia denganempatlempengtektonikutama Sumber :Google (2011) 1

2 Pengaruh gempa harus ditinjau dalam perencanaan struktur gedung sertaberbagai bagian dan peralatannya secara umum. Akibat pengaruh gemparencana, struktur gedung secara keseluruhan harus masih berdiri, walaupunsudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan.secaraumumanalisastrukturterhadapgempadibagimenjadi 2 macam, yaitu: a. Analisisstatikekivalen, berupagayahorisontal (Px, Py) yang diberikanpadalantaitiapstruktur. b. Analisisdinamik (time historydanrespons spectrum), berupagelombangrambatan yang berdasarkan datagempasebelumnya yang diterapkanpadabasestruktur, dandianalisadengankondisi non linier. Padapenelitianinikitamenggunakananalisisdinamikdenganmetodeanalisisriwayatwakt uuntukmengetahuipengaruhgedungterhadapkekuatangempa.model strukturdiberikansuatucatatanrekamangempayang adadanresponsstruktur di hitunglangkah demi langkahpada interval waktutertentu. 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 Prakosomahasiswa Teknik Sipil yang berjudul Evaluasi Kinerja Seismik Struktur Beton dengan Analisis Pushover Prosedur A menggunakan Program ETABS V9.50. Gambar 1.1. Tampak Apartemen Tuning

Sumber : Astuning Hariri (2008) 1.2. RUMUSAN MASALAH 3 Berdasarkan latar belakang yang telahdiuraikan di atasmakarumusanmasalahiniadalahbagaimanamenganalisiskinerjastrukturdengananal isisriwayatwaktu yang ditinjauberdasarkandisplacement, drift, base shear. 1.3. BATASAN MASALAH Penelitian ini akan diberi batasan-batasan masalah agar kerja dapat lebih terarah dan tidak meluas. Batasan-batasan masalah yang digunakan adalah : 1. Struktur yang digunakan adalah struktur beton bertulang. 2. Rekaman gempa yang digunakan adalah4 rekaman gempa, yaitu: a) Nama gempa : El Centro 1940 Magnitude : 7,1 SR b) Nama gempa : Tohoku EarthquakeJepang 2011 Magnitude : 9 SR Lokasi stasiun gempa : Stasiun Sendai Government Office Bldg. #2 Jarak epicentral : 174 Km c) Nama gempa : Kobe Jepang 1995 Magnitude : 7.2 SR Lokasi stasiun gempa : Stasiun Hachinohe City Hall (HCN) Jarak epicentral : 76 Km d) Nama gempa : Jepang 1994 Magnitude : 8.2 SR Lokasi stasiun gempa : Hiroo Town Office (HRO) Jarak epicentral : 375 Km 3. Sistem struktur yang direncanakan adalah : a. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus. b. Dual System (kombinasi sistem rangka pemikul momen dan sistem dinding struktural). 4. Bangunan yang ditinjau adalah bangunan bertingkat 10 tidak simetris.

4 5. Analisa gaya gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dengan peta gempa terbaru (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010). 6. Jenis pondasi yang digunakan adalah pondasi bor pile. 7. Analisisstrukturditinjaudalam 3 dimensimenggunakanbantuansoftware ETABS v9.5 8. Tidak meninjau aspek ekonomis dan keindahan gedung. 1.4. TUJUAN PENELITIAN Adapuntujuandaripenelitianiniadalahmenganalisiskinerjastrukturdengananalisisriway atwaktu yang ditinjauberdasarkandisplacement, drift, base shear. 1.5. MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang dapatdiambildaripenelitianiniadalah : 1. Mengetahuipengaruhkekuatangempabumiyang diberikanterhadapgedung. 2. Memberikanpemahamanterhadappenggunaansoftware ETABS v9.5 khususnyadalamdesainstrukturbeton portal 3 dimensi. 3. Memberikanpemahamantentanganalisisgempadinamik.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 5 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. Menurut 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, dan 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.Cormac (2002), 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. Menurut 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.

6 c. Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non-struktural pada gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh. Menurut SNI-1726-2002 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 kerusakanb struktur boleh terjadi tetapi harus dihindari adanya korban jiwa manusia. Menurut Daniel L. Schodek (1999), 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.