PENGARUH PENEMPATAN DINDING GESER TERHADAP STABILITAS GEDUNG BERTINGKAT TAHAN GEMPA (STUDI KASUS : GEDUNG BARU FAKULTAS ILMU ADMINISTRASI UNIVERSITAS BRAWIJAYA) SKRIPSI Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : HASBULLAH 201210340311113 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2017
LEMBAR PENGESAHAN JUDUL : PENGARUH PENEMPATAN DINDING GESER TERHADAP STABILITAS GEDUNG BERTINGKAT TAHAN GEMPA (STUDI KASUS GEDUNG BARU FAKULTAS ILMU ADMINISTRASI UNIVERSITAS BRAWIJAYA) NAMA : HASBULLAH NIM : 201210340311113 Pada hari Rabu, 18 Januari 2017, telah diuji oleh tim penguji : 1. Ir. Yunan Rusdianto, M.T. Dosen Penguji I 2. Ir. Rofikatul Karimah, M.T. Dosen Penguji II Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II, Ir. Erwin Rommel, M.T. Ir. Lukito Prasetyo, M.T. Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Ir. Rofikatul Karimah, M.T. ii
SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : HASBULLAH NIM : 201210340311113 Jurusan Fakultas : TEKNIK SIPIL : TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Dengan ini saya menyatakan sebenar-benarnya bahwa : Skripsi dengan judul : PENGARUH PENEMPATAN DINDING GESER TERHADAP STABILITAS GEDUNG BERTINGKAT TAHAN GEMPA (STUDI KASUS GEDUNG BARU FAKULTAS ILMU ADMINISTRASI UNIVERSITAS BRAWIJAYA) 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. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila penyataan ini tidak benar saya bersedia mendapat sangsi akademis. Malang, Maret 2017 Yang menyatakan, Hasbullah iii
LEMBAR PERSEMBAHAN Skripsi ini saya persembahkan kepada: 1. Allah SWT yang selalu memberikan pertolongan bagi saya dan membuat segala sesuatunya menjadi mudah dalam penyusunan skripsi ini. 2. Untuk Bapak Hasan dan Ibu Rusmiati, orang tua yang tak pernah lelah memberikan dukungan dan doanya kepada saya. 3. Untuk saudara-saudari saya, yang pertama Hasrullah, kedua Rahmawati, dan ketiga Ramlah. 4. Seseorang yang spesial, Servantina Bunga Riskinda, terima kasih atas doa, dukungan dan motivasi yang diberikan selama ini. 5. Teman-teman terbaik saya angkatan 2012, khususnya kelas C. 6. Sahabat-sahabat terbaik saya, Mahatma Aji Pangestu, Rofikotul Adawiyah, Diah Ayu P, Mazuin Irawan, Hendra Sugiarto, dan Ayu Andila Ramis. Sukses untuk kita semua dimanapun kalian berada. 7. Teman-teman seperjuangan skripsi, Muhammad Risman, S.T., Fahmi Akbar Ganta, S.T., Gary Aji Luhur, S.T., Rizki Aidil Noor, S.T. 8. Senior-senior saya di Teknik Sipil UMM,., Andrianus Iswondo, S.T., Aulia Prayoga, S.T., Isyaq Fathi Al Faiz, S.T., dan Merry Anggriani P.S, S.T. Terima kasih atas motivasi dan bantuannya dalam pengerjaan skripsi ini. 9. Adik-adik tingkat angkatan 2013, Dedi, Hendra, Ridho dan adik-adik yang lain yang tidak bias saya ucapkan satu persatu. 10. Keluarga besar SURYA TEAM Universitas Muhammadiyah Malang. iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, karena dengan rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pengaruh Penempatan Dinding Geser Terhadap Stabilitas Gedung Bertingkat Tahan Gempa (Studi Kasus : Gedung Baru Fakultas Ilmu Administrasi Universitas Brawijaya). 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 : Segenap pimpinan dan jajaran staf Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 1. Segenap pimpinan dan dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Ir. Erwin Rommel, M.T. dan Ir. Lukito Prasetyo, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan solusi yang bermanfaat dalam penyelesaian skripsi ini. 3. Ir. Rofikatul Karimah, M.T. selaku dosen pembimbing akademik. 4. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil UMM angkatan 2012 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, Januari 2017 Penulis v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... SURAT PERNYATAAN... LEMBAR PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... ABSTRACT... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii viii xi xiv xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penelitian... 2 1.4 Manfaat Penelitian... 2 1.5 Batasan Masalah... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum... 4 2.2 Gempa Bumi dan Penyebabnya... 4 2.3 Konsep dan Filosofi Perencanaan Bangunan Tahan Gempa... 5 2.4 Sistem Struktur Penahan Lateral... 7 viii
2.4.1 Dinding Geser... 8 2.4.2 Sistem Rangka Pemikul Momen... 9 2.5 Kriteria Pembebanan... 10 2.5.1 Beban Gravitasi... 10 2.5.1.1 Beban Mati... 10 2.5.1.2 Beban Hidup... 12 2.5.2 Beban Lateral... 12 2.5.2.1 Beban Gempa... 12 2.5.2.2 Beban Angin... 12 2.5.3 Beban Terfaktor... 12 2.6 Sistem Struktur Portal Tiga Dimensi... 13 2.7 Analisa Gempa... 14 2.7.1 Kategori Risiko Bangunan dan Faktor Keutamaan, Ie... 14 2.7.2 Nilai Spektral Percepatan SS dan S1... 16 2.7.3 Klasifikasi Situs... 17 2.7.4 Koefisien Situs... 18 2.7.5 Spektrum Respons Percepatan... 19 2.7.6 Parameter Percepatan Spektral Desain... 19 2.7.7 Kategori Desain Seismik... 19 2.7.8 Spektrum Respons Desain... 20 2.7.9 Nilai R, Cd, dan Ωo... 22 2.7.10 Ketidakberaturan Horizontal dan Vertikal Pada Struktur... 25 2.7.11 Prosedur Kombinasi Ortogonal... 26 2.7.12 Prosedur Analisis... 26 2.7.13 Prosedur Analisis Gaya Lateral Ekivalen... 27 2.8 Stabilitas Gedung Bertingkat... 30 2.8.1 Simpangan Antar Lantai... 30 2.8.2 Pengaruh Torsi... 31 2.8.2.1 Torsi Bawaan... 32 2.8.2.2 Torsi Tak Terduga... 32 2.8.2.3 Pembesaran Momen Torsi Tak Terduga... 33 ix
2.8.3 Pengaruh P-Delta... 33 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Data Perencanaan... 35 3.2 Dinding Geser... 36 3.3 Diagram Analisis... 38 BAB IV HASIL PENELITIAN 4.1 Konfigurasi Bangunan... 41 4.2 Pembebanan... 41 4.2.1 Beban Mati... 41 4.2.2 Beban Hidup... 44 4.2.3 Beban Gempa... 44 4.2.3.1 Tahapan Analisis Gempa... 44 4.3 Pemodelan Struktur Pada Program STAAD-Pro... 60 4.3.1 Model 1... 60 4.3.2 Model 2... 62 4.3.3 Model 3... 64 4.4 Pemodelan Pembebanan Pada Program STAAD-Pro... 66 4.5 Analisa Stabilitas Gedung... 66 4.5.1 Simpangan Antar Lantai dan Drift Ratio... 66 4.5.2 Stabilitas Gedung Terhadap Momen Torsi... 73 4.5.3 Pengaruh P-Delta... 78 4.5.4 Moment Overturning dan Storey Shear... 80 4.6 Perbandingan Hasil... 82 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 83 5.2 Saran... 83 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Berat Sendiri Bahan Bangunan... 10 Tabel 2.2 Berat Sendiri Komponen Gedung... 11 Tabel 2.3 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Untuk Beban Gempa... 14 Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Gempa... 16 Tabel 2.5 Klasifikasi Situs... 17 Tabel 2.6 Koefisien Situs, Fa... 18 Tabel 2.7 Koefisien Situs, Fv... 18 Tabel 2.8 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda Pendek... 19 Tabel 2.9 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan Pada Perioda 1 Detik... 20 Tabel 2.10 Faktor R, Cd, dan Ωo untuk Sistem Penahan Gaya Gempa... 22 Tabel 2.10 Faktor R, Cd, dan Ωo untuk Sistem Penahan Gaya Gempa (lanjutan) 23 Tabel 2.10 Faktor R, Cd, dan Ωo untuk Sistem Penahan Gaya Gempa (lanjutan) 24 Tabel 2.11 Ketidakberaturan Horizontal... 25 Tabel 2.12 Ketidakberaturan Vertikal... 25 Tabel 2.13 Prosedur Analisis yang Boleh Digunakan... 26 Tabel 2.13 Nilai Ct dan x... 28 Tabel 2.14 Simpangan Antar Lantai Ijin, Δizin... 31 xi
Tabel 4.1 Luas dan Tinggi Tingkat... 41 Tabel 4.2 Rekapitulasi Berat Bangunan Perlantai (Model 1 & 2)... 42 Tabel 4.3 Rekapitulasi Berat Bangunan Perlantai (Model 3)... 43 Tabel 4.4 Rekapitulasi Beban Lateral Pertingkat (Model 1&2)... 52 Tabel 4.5 Rekapitulasi Beban Lateral Pertingkat (Model 3)... 53 Tabel 4.6 Rekapitulasi Distribusi Beban Lateral Pertingkat Arah Z (Model 1) 54 Tabel 4.7 Rekapitulasi Distribusi Beban Lateral Pertingkat Arah Z (Model 2) 55 Tabel 4.8 Rekapitulasi Distribusi Beban Lateral Pertingkat Arah Z (Model 3) 56 Tabel 4.9 Rekapitulasi Distribusi Beban Lateral Pertingkat Arah X (Model 1) 57 Tabel 4.10 Rekapitulasi Distribusi Beban Lateral Pertingkat Arah X (Model 2) 58 Tabel 4.11 Rekapitulasi Distribusi Beban Lateral Pertingkat Arah X (Model 3) 59 Tabel 4.12 Kontrol Batasan Simpangan Akibat Pembebanan 1.2 D + 1.0 L + 1.0 E (Model 1)... 67 Tabel 4.13 Kontrol Batasan Simpangan Akibat Pembebanan 0.9 D + 1.0 E (Model 1)... 67 Tabel 4.14 Kontrol Batasan Simpangan Akibat Pembebanan 1.2 D + 1.0 L + 1.0 E (Model 2)... 68 Tabel 4.15 Kontrol Batasan Simpangan Akibat Pembebanan 0.9 D + 1.0 E (Model 2)... 68 Tabel 4.16 Kontrol Batasan Simpangan Akibat Pembebanan 1.2 D + 1.0 L + 1.0 E (Model 3)... 69 Tabel 4.17 Kontrol Batasan Simpangan Akibat Pembebanan 0.9 D + 1.0 E (Model 3)... 69 xii
Tabel 4.18 Momen Torsi Bawaan (Model 1)... 73 Tabel 4.19 Momen Torsi Bawaan (Model 2)... 74 Tabel 4.20 Momen Torsi Bawaan (Model 3)... 74 Tabel 4.21 Momen Torsi Tak Terduga Gedung (Model 1)... 76 Tabel 4.22 Momen Torsi Tak Terduga Gedung (Model 2)... 77 Tabel 4.23 Momen Torsi Tak Terduga Gedung (Model 3)... 77 Tabel 4.24 Koefisien Stabilitas (Model 1)... 78 Tabel 4.25 Koefisien Stabilitas (Model 2)... 79 Tabel 4.26 Koefisien Stabilitas (Model 3)... 79 Tabel 4.27 Moment Overturning dan Storey Shear (Model 1 dan 2)... 80 Tabel 4.28 Moment Overturning dan Storey Shear (Model 3)... 80 Tabel 4.29 Hasil Perbandingan Ketiga Model... 82 xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 (a) Kolom Lemah Balok Kuat (b) Kolom Kuat Balok Lemah 6 Gambar 2.2 (a) Bearing walls, (b) Frame walls, dan (c) Core walls... 9 Gambar 2.3 Sistem Struktur Portal Tiga Dimensi... 13 Gambar 2.4 Spektrum Respons Desain... 20 Gambar 2.5 Penentuan Simpangan Antar Lantai... 30 Gambar 2.6 Torsi Tak Terduga... 32 Gambar 2.7 Pembesaran Torsi Tak Terduga... 33 Gambar 3.1 Posisi Dinding Geser Pada Model 1... 36 Gambar 3.2 Posisi Dinding Geser Pada Model 2... 36 Gambar 3.3 Posisi Dinding Geser Pada Model 3... 37 Gambar 3.4 Diagram Alir Analisis (Bagian 1)... 38 Gambar 3.5 Diagram Alir Analisis (Bagian 2)... 39 Gambar 3.6 Diagram Alir Analisis (Bagian 3)... 40 Gambar 4.1 Koordinat Garis Lintang dan Garis Bujur Gedung Baru Fakultas Ilmu Administrasi Universitas Brawijaya... 45 Gambar 4.2 Input Data Koordinat Garis Lintang & Garis Bujur... 45 Gambar 4.3 Denah & Posis Dinding Geser Pada Struktur Model 1... 60 Gambar 4.4 Pemodelan Struktur Pada Model 1... 60 Gambar 4.5 Rendering 3D Tampak Isometrik Pada Model 1... 61 Gambar 4.6 Rendering 3D Tampak Arah Z Pada Model 1... 61 xiv
Gambar 4.7 Denah & Posis Dinding Geser Pada Struktur Model 2... 62 Gambar 4.8 Pemodelan Struktur Pada Model 2... 62 Gambar 4.9 Rendering 3D Tampak Isometrik Pada Model 2... 63 Gambar 4.10 Rendering 3D Tampak Arah Z Pada Model 2... 63 Gambar 4.11 Denah & Posis Dinding Geser Pada Struktur Model 3... 64 Gambar 4.12 Pemodelan Struktur Pada Model 3... 64 Gambar 4.13 Rendering 3D Tampak Isometrik Pada Model 3... 65 Gambar 4.14 Rendering 3D Tampak Arah Z Pada Model 3... 65 Gambar 4.15 Grafik Hasil Perbandingan Simpangan Antar Lantai ( )... 70 Gambar 4.16 Grafik Hasil Perbandingan Drift Ratio... 72 Gambar 4.17 Grafik Perbandingan Momen Torsi Bawaan... 75 Gambar 4.18 Diagram Moment Overturning model 1 dan 2 (kiri) dan model 3 (kanan)... 81 Gambar 4.19 Diagram Storey Shear model 1 dan 2 (kiri) dan model 3 (kanan) 81 xv
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai (Model 1 dan 2) LAMPIRAN 2 Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai (Model 3) xvi
DAFTAR PUSTAKA Astriani, N.K. 2010. Pengaruh Torsi Pada Bangunan. Denpasar : GaneÇ Swara Fakultas Teknik Universitas Ngurah Rai. Vol. 3, No. 3. Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03 2847 2002). Bandung : BSN. Badan Standarisasi Nasional. 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 03 1726 2012). Bandung : BSN. Badan Standarisasi Nasional. 2013. Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain. (SNI 03 1727 2013). Bandung : BSN. Christiani, Yohanna., 2012. Shear Wall (Web/Blog) http://yohannachristiani.blogspot.com/2012/06/shear-wall.html. diakses: 14 November 2016 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. Fauziyah. 2013. Pengaruh Penempatan Dan Posisi Dinding Geser Terhadap Simpangan Bangunan Beton Bertulang Bertingkat Banyak Akibat Beban Gempa. Manado : Program Sarjana Universitas Sam Ratulangi. Iswondo, A. 2015. Analisa Bangunan Bertingkat Tahan Gempa Menggunakan Sistem Ganda Berdasarkan SNI 1726 : 2012 (Studi Kasus : Hotel Pattimura Malang). Malang : Program Sarjana Universitas Muhammadiyah Malang Pamungkas, Anugrah dan Erny. 2013. Desain Pondasi Tahan Gempa. Yogyakarta: Andi. Purwono, Rachmat. 2005. Perencanaan Struktur beton Bertulang Tahan Gempa, edisi keempat. Surabaya : ITS Press. Rine Hartuti, Evi. 2009. Buku Pintar Gempa. Yogyakarta : DIVA Press. Suharjanto. 2013. Rekayasa Gempa. Yogyakarta : Kepel Press.