EVALUASI KINERJA GAYA GEMPA PADA GEDUNG BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM BERDASARKAN BASE SHARE, DISPLACEMENT, DAN DRIFT MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS ( STUDI KASUS : HOTEL DI DAERAH KARANGANYAR ) Performance Evaluation of Earthquake in Style-Story Building with Response Spectrum Analysis By Base Share, Displacement,and Drift using Software ETABS ( Case Study : Hotel in the area Karanganyar ) SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : DONNY BAIQUNY FEBBRIAN I 1111027 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014 i
EVALUASI KINERJA GAYA GEMPA PADA GEDUNG BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM BERDASARKAN BASE SHARE, DISPLACEMENT, DAN DRIFT MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS ( STUDI KASUS : HOTEL DI DAERAH KARANGANYAR ) Performance Evaluation of Earthquake in Style-Story Building with Response Spectrum Analysis By Base Share, Displacement,and Drift using Software ETABS ( Case Study : Hotel in the area Karanganyar ) SKRIPSI Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : DONNY BAIQUNY FEBBRIAN I 1111027 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
ABSTRAK Donny Baiquny Febbrian, 2014. EVALUASI KINERJA GAYA GEMPA PADA GEDUNG BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM BERDASARKAN BASE SHARE, DISPLACEMENT, DAN DRIFT MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS ( STUDI KASUS : HOTEL DI DAERAH KARANGANYAR ) Indonesia sebagai Negara kepulauan dan Negara yang termasuk di dalam jalur ring of fire karena berada di atas pertemuan lempeng Australia, lempeng Eurasia dan lempeng Pasifik. Memiliki prosentasi pergeseran yang cukup tinggi sehingga mengakibatkan wilayah Indonesia rentan oleh guncangan gempa bumi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui langkah-langkah evaluasi kinerja gaya gempa pada gedung bertingkat dengan menggunakan analisis dinamik respon spektrum berdasarkan base share, displacement dan drift dalam kategori level Immediate Occupancy. Analisis dinamik respon spektrum pada arah X dan Y menghasilkan Vdinamik lebih besar dari 0,85 Vstatik, sehingga nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana memenuhi persyaratan SNI 03-1726-2012. Berdasarkan nilai displacement pada arah X dan pada arah Y, maka simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana lebih kecil dari [(0,03/R)*H] sehingga dapat disimpulkan aman terhadap syarat evaluasi kinerja batas layan sesuai SNI 03-1726-2002, dan simpangan antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam kondisi gedung diambang keruntuhan lebih kecil dari [0,02xH] sehingga dapat disimpulkan aman terhadap syarat evaluasi kinerja batas ultimit sesuai SNI 03-1726-2002. Maksimum total drift dan inelastik drift pada arah X dan pada arah Y, apabila ditinjau berdasaskan ATC-40 termasuk dalam kategori level Immediate Occupancy. Kata kunci : respon spektrum, base shear, displacement, drift vii
ABSTRACT Donny Baiquny Febbrian, 2014. PERFORMANCE EVALUATION OF EARTHQUAKE IN STYLE-STORY BUILDING WITH RESPONSE SPECTRUM ANALYSIS BY BASE SHARE, DISPLACEMENT AND DRIFT USING SOFTWARE ETABS (CASE STUDY : HOTEL IN THE AREA KARANGANYAR) Indonesia as an archipelago State and State which are included in the ring of fire because the path of it was on meet the Australian plate, the Eurasian plate and the Pacific plate. Have a high enough percentage shift resulting in Indonesian territory vulnerable to earthquake shaking. This study aims to determine the performance evaluation measures earthquake forces in buildings by using the response spectrum dynamic analysis based on share base, displacement and drift in the Immediate Occupancy level category. Analysis of dynamic response spectrum in the X direction and in the Y direction generate Vdinamik greater than 0.85 Vstatik, so the final value of the dynamic response of building structures against earthquake loading due to the influence of the earthquake nominal plan meets the requirements of SNI 03-1726-2012. Based on the value of displacement in the X direction and the Y direction, the drift rate due to the effect of earthquakes smaller plan than [(0.03/R)*H] so it can be safely concluded the serviceability limit the performance evaluation requirements in accordance with SNI 03-1726-2002, and the maximum drift level of the building structure due to the influence of earthquakes in the condition of the building plans on the verge of collapse less than [0.02 xh] so it can be safely concluded the ultimate limits of performance evaluation requirements in accordance with SNI 03-1726-2002. The maximum total drift and inelastic drift in the X direction and the Y direction, so that when it is viewed according to ATC 40, it is included in the level immediate occupancy category. Keyword : response spectrum, base shear, displacement, drift viii
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat, hidayah, serta karunia-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul EVALUASI KINERJA GAYA GEMPA PADA GEDUNG BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM BERDASARKAN BASE SHARE, DISPLACEMENT, DAN DRIFT MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS (STUDI KASUS : HOTEL DI DAERAH KARANGANYAR). Skripsi ini disususn 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 kerja sama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada: 1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak Agus Setia Budi, ST, MT dan Bapak Kusno Adi S., ST, MSc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dalam menyusun laporan ini. 4. Bapak Achmad Basuki, ST, MT selaku pembimbing Akademik. 5. Rekan-rekan mahasiswa transfer teknik sipil angkatan 2011 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. ix
DAFTAR ISI DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI & SIMBOL... i iii iv v BAB 1 PENDAHULUAN 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 & DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka... 5 2.2. Dasar Teori... 9 2.2.1. Dinamika Struktur... 9 2.2.2 Analisis Dinamik... 13 2.2.3. Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa... 18 2.2.4. Prinsip dan kaidah perencanaan... 19 2.2.3.1. Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan... 19 2.2.3.2. Jenis Beban... 20 2.2.3.3. Kombinasi Pembebanan... 24 2.2.5. Ketentuan Umum Dalam Pengaruh Gempa... 25 2.2.4.1. Gempa Rencana... 25 2.2.4.2. Faktor Keutamaan... 25 2.2.4.3. Koefisien Modifikasi Respon (R)... 28 2.2.4.4. Wilayah Gempa... 29 2.2.4.5. Jenis Tanah Setempat... 31 2.2.4.6. Faktor Respon commit Gempa to... user 32 x
2.2.4.7. Parameter percepatan spektral desain... 32 2.2.4.8. Spektrum respons Desain... 33 2.3. Geser Dasar Seismik... 34 2.4. Kinerja Struktur... 32 2.3.1. Kinerja Batas Layan... 35 2.3.2. Kinerja Batas Ultimit... 36 2.3.3. Defleksi lateral... 36 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Data Struktur Gedung... 40 3.2. Tahapan Analisis... 40 3.2.1 Studi Literatur... 40 3.2.2. Pengumpulan Data... 41 3.2.3. Permodelan 3D... 41 3.2.4. Perhitungan Pembebanan... 43 3.2.5. Analisis Respon Spektrum... 44 3.2.6. Diagram Alir Pembuatan Grafik Respon Spektrum... 45 3.2.7. Pembahasan hasil analisis Respon Spektrum dari Program ETABS 9.50.... 42 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Denah Bangun... 50 4.2. Model 3D Bangunan... 51 4.3. Data Elevasi Gedung... 52 4.4. Spesifikasi Material... 52 4.4.1. Mutu beton... 52 4.4.2. Mutu Baja Tulangan... 53 4.4.3 Data Element Struktur... 53 4.4.3.1. Pelat Lantai... 53 4.4.3.2. Balok... 53 4.4.3.3. Kolom... 54 4.5. Pembebanan... 54 xi
4.5.1. beban Mati... 54 4.5.1.1. Perhitungan Berat Struktur... 55 4.5.1.2. Perhitungan Beban Mati yang Bekerja Pada Plat Lantai Gedung... 55 4.5.2. Beban Hidup... 57 4.5.2.1. Perhitungan Beban Hidup Pada Plat Lantai... 57 4.6. Berat total Bangunan... 57 4.7. Massa Bangunan... 59 4.8. Momen Inersia Bangunan... 59 4.9. Analisis... 60 4.9.1. Klasifikasi Situs... 60 4.9.2. Data Gempa... 61 4.9.3. Penentuan Periode Fundamental Pendekatan... 63 4.9.4. Geser Dasar Seismik... 63 4.9.5. Distribusi Gaya Vertikal Gaya Gempa... 65 4.9.6. Pusat Massa... 69 4.9.7. Kombinasi pembebanan... 71 4.10. Hasil Gaya Geser Dasar dan Displacement... 72 4.10.1. Hasil Gaya Geser Dasar... 72 4.10.2. Hasil Displacement... 72 4.11. Kontrol Struktur gedung... 76 4.11.1. Partisipasi Massa... 76 4.11.2. Kontrol gaya geser dasar... 76 4.11.3. Kontrol Kinerja Batas Layan... 78 4.11.4. Kontrol Kinerja batas Ultimit... 81 4.11.5. Level kinerja Struktur Berdasarkan ATC-40... 85 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 87 5.1.1. Hasil dari Kontrol Gaya Geser... 87 5.1.2. Hasil dari Kontrol batas Layan... 87 5.1.3. Hasil Dari Kontrol Batas commit Ultimit to... user 87 xii
5.1.4. Hasil Terhadap Level Kinerja Struktur sesuai ATC-40... 87 5.2. Saran... 88 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR LAMPIRAN xiii