1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Indonesia adalah daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko korban jiwa akibat bencana gempa perlu suatu konstruksi bangunan yang tahan terhadap gempa. Perencanaan tahan gempa umumnya didasarkan pada analisa struktur elastik yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi ultimate (batas).
Gempa merupakan salah satu gaya yang diakibatkan oleh pengaruh alam. Beban gempa bersifat siklis bolak-balik, sehingga dapat menyebabkan penampang-penampang ujung balok didaerah sendi plastis mengalami momen positive dan momen negative secara bergantian (Gideon Kusuma, 1993).
Kenyataannya, perilaku runtuh bangunan saat gempa adalah inelastis. Bangunan yang dibangun pada daerah rawan gempa harus direncanakan mampu bertahan terhadap gempa. Tren perencanaan yang terkini yaitu performance based seismic design, yang memanfaatkan teknik analisis non-linier berbasis komputer untuk mengetahui perilaku inelastic struktur dari berbagai macam intensitas gerakan tanah (gempa), sehingga dapat diketahui kinerjanya pada kondisi kritis. Selanjutnya dapat dilakukan tindakan bilamana tidak memenuhi persyaratan yang dipergunakan.
2
terjadi, sehingga dapat menghindari atau mengurangi kerusakan dan kerugian harta benda terhadap gempa yang sering terjadi. Meskipun demikian, prosedur yang digunakan dalam peraturan tersebut tidak dapat secara langsung menunjukkan kinerja bangunan terhadap suatu gempa yang sebenarnya, kinerja tadi tentu terkait dengan resiko yang dihadapi pemilik bangunan dan investasi yang dibelanjakan terkait dengan resiko diambil.
Terkait dengan masalah prosedur perencanaan, keamanan, dan kenyamanan, maka berikut ini adalah filosofi bangunan tahan gempa.
1. Bila terjadi Gempa Ringan, bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada komponen non-struktural (dinding retak, genting dan langit-langit jatuh, kaca pecah, dan lain-lain) maupun pada komponen strukturalnya (kolom dan balok retak, pondasi amblas, dan lain-lain).
2. Bila terjadi Gempa Sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan pada komponen non-strukturalnya akan tetapi komponen struktural tidak boleh rusak.
3
Desain struktur merupakan salah satu bagian dari keseluruhan proses perencanaan bangunan. Proses desain dapat dibedakan menjadi dua tahap, tahap pertama yaitu desain umum yang merupakan peninjauan secara garis besar keputusan-keputusan desain, misalnya tata letak struktur, geometri atau bentuk bangunan, dan material, sedangkan tahap kedua adalah desain secara terinci yang antara lain meninjau tentang penentuan besar penampang balok dan kolom, luas dan penempatan tulangan yang dibutuhkan pada struktur beton bertulang dan sebagainya, untuk itu perlu dimodelkan struktur yang akan didesain sehingga dapat diperoleh besaran gaya dan informasi perpindahan yang diperlukan dalam menentukan luasan beton beserta penulangannya.
4
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka pada studi ini dirumuskan suatu permasalahan yaitu :
“Pengaruh perubahan penampang kolom pada struktur atas bangunan dua
lantai sederhana tahan gempa dengan menggunakan atap simetris dan atap asimetris sehingga menghasilkan dimensi yang optimum berdasarkan SNI-1726-2002”.
1.3. Batasan Masalah
Agar permasalahan tidak meluas, maka studi ini mengambil beberapa batasan masalah sebagai berikut:
1. Membahas perhitungan struktur bangunan atas pada saat menerima beban gempa sehingga didapatkan dimensi balok dan kolom yang optimum berdasarkan SNI 1726 – 2002.
2. Tidak membahas perhitungan substructure / bangunan bawah (pondasi) terkekang.
3. Beban gravitasi yang diperhitungkan adalah beban mati dan beban hidup.
4. Beban horizontal yang diperhitungkan adalah beban akibat gempa. 5. Beban Angin (W) pada atap tidak diperhitungkan.
6. Atap diperhitungkan sebagai beban mati (dead load) arah vertical. 7. Perilaku struktur dianalisis menggunakan bantuan program STAAD
Pro.
5
1.4. Maksud Dan Tujuan
Maksud dan tujuan yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui kinerja dari struktur portal bangunan beton pada saat menerima gaya gempa dan mendapatkan dimensi penampang dari struktur atas (kolom) yang optimum dengan menggunakan berbagai tipe atap (Simetris dan Asimetris) berdasarkan teori yang ada, sehingga nantinya didapatkan simpangan maksimum (δm) yang
paling minimum dari suatu struktur bangunan. 1.5. Manfaat Studi
TUGAS AKHIR
ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS
DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726–2002. (Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
Oleh :
RACHMAD JULIYANTO 07520034
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
ANALISA BANGUNAN ATAS PADA GEDUNG DUA LANTAI TAHAN GEMPA MENGGUNAKAN ATAP ASIMETRIS
DENGAN SKALA PENUH BERDASARKAN SNI 1726–2002. (Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari)
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik Dalam Menyelesaiakan Program SarjanaTeknik
Oleh :
RACHMAD JULIYANTO 07520034
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
LEMBAR PENGESAHAN
JUDUL : Analisa Bangunan Atas Pada Gedung Dua Lantai Tahan Gempa Menggunakan Atap Asimetris Dengan Skala Penuh Berdasarkan SNI 1726–2002 (Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI: Griya Bestari).
NAMA : RACHMAD JULIYANTO
NIM : 07520034
Telah diuji oleh tim penguji pada : Hari / Tanggal : Sabtu / 30 Oktober 2010
1. Ir. Lukito Prasetyo, MT Dosen Penguji I : ……….
2. Ir. Yunan Rusdianto, MT Dosen Penguji II : ……….
Disetujui :
Pembimbing I Pembimbing II
( Ir. Erwin Rommel, MT ) ( Zamzami Septiropa, ST, MT )
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Sipil
KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmannirrahiim.
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang senantiasa melimpahkan rahmat, taufik dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini yang berjudul “ Analisa Bangunan Atas Pada
Gedung Dua Lantai Tahan Gempa Menggunakan Atap Asimetris Dengan Skala Penuh Berdasarkan Sni 1726–2002 (Studi kasus pada model bangunan gedung KBGI : Griya Bestari) ”.
Tugas akhir ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. Penyusunan tugas akhir ini memang mengalami beberapa kendala, namun berkat bantuan dari berbagai pihak tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar dan diselesaikan. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Sulianto, MT, selaku Dosen Wali.
4. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT, selaku Koordinator Bidang Struktur Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
7. Bapak Ir. Lukito Prasetyo, MT, Selaku Dosen Penguji I. 8. Bapak Ir. Yunan Rusdianto, MT,selaku Dosen Penguji II.
9. Bapak dan ibu dosen Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang. 10.Ibunda dan Ayahanda yang selalu menyediakan segala keperluan ananda dan
senantiasa memberikan dorongan semangat, kasih sayang dan doa yang tak
ternilai harganya.
11.Rekan-rekan seperjuangan Teknik Sipil khususnya Angkatan 2006 B yang telah memberikan dorongan, semangat, dan kebersamaan selama ini yang
tidak bisa terlupakan kepada penulis.
12.Seluruh pihak yang telah banyak membantu hingga terselesainya tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
“Tiada Gading Yang Tak Retak” termasuk skripsi yang baru penulis
selesaikan ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu saran serta kritik yang menunjang dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan dikemudian hari.
Akhir kata, Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi penyusun khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Kepada semua pihak yang telah membantu, semoga amal dan kebajikan yang diberikan kepada penyusun mendapat balasan dari Allah SWT.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, 09 Desember 2010
DAFTAR ISI
Hal
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
LEMBAR PERSEMBAHAN ... vi
ABSTRAKSI ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Batasan Masalah ... 4
1.4 Maksud dan Tujuan ... 5
1.5 Manfaat Studi ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Struktur Bangunan Tahan Gempa ... 6
2.2 Struktur Beton Bertulang ... 9
2.2.1. Struktur Kolom ... 12
2.2.2. Struktur Balok ... 13
2.3 Struktur Atap ... 14
2.3.1. Syarat Konstruksi Atap ... 15
2.3.2. Jenis Konstruksi Atap ... 16
2.3.4. Jenis Penutup Atap ... 16
2.4 Kriteria Pembebanan ... 17
2.4.1. Beban Mati ... 17
2.4.2. Beban Hidup ... 17
2.4.3. Beban Angin ... 18
2.4.4. Beban Khusus ... 18
2.4.5. Kombinasi Pembebanan ... 18
2.5 Beban Gempa ... 19
2.5.1. Faktor Keutamaan ... 20
2.5.2. Spektrum Respon Gempa ... 21
2.5.3. Waktu Getar Alami ... 23
BAB III DATA DAN PERHITUNGAN PEMBEBANAN 3.1 Data Bangunan ... 24
3.2 Data Perencanaan ... 24
3.3 Flow Chart Analisa ... 26
3.4 Beban Mati Atap ... 27
3.4.1 Atap Simetris Double Howe ... 27
3.4.2 Atap Asimetris Mono Pitch ... 30
3.4.3 Atap Asimetris Dual Pitch ... 34
3.4.4 Atap Asimetris Stub ... 37
3.5 Beban Mati Portal ... 40
3.5.1 Dimensi Kolom 25 x 25 ... 40
3.5.2 Dimensi Kolom 30 x 30 ... 42
3.5.3 Dimensi Kolom 35 x 35 ... 42
3.5.4 Dimensi Kolom 40 x 40 ... 42
3.6 Beban Hidup ... 42
BAB IV ANALISA STRUKTUR 4.1 Analisa Distribusi Gaya Geser Horizontal Akibat Gempa ... 45
4.1.1 Portal Kolom 25 x 25 ... 45
4.1.3 Portal Kolom 35 x 35 ... 47 4.1.4 Portal Kolom 40 x 40 ... 47 4.2 Hubungan Jenis Atap Simetris Dan Tidak Simetris Terhadap
Displacement Dengan Peningkatan Dimensi Kolom ... 59 4.3 Pengaruh Perubahan Dimensi Kolom Dengan Menggunakan
Atap Simetris Dan Asimetris Terhadap Kekakuan Struktur ... 67 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ... 72 5.2 Saran-saran ... 73 DAFTAR PUSTAKA ... 74
DAFTAR TABEL
Tabel Hal
2.1 Faktor Keutamaan (I) Untuk Gedung Dan Bangunan ... 20
2.2 Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah untuk masing-masing Wilayah Gempa Indonesia ... 22
3.1 Beban Keseluruhan Atap Model Simetris Double Howe ... 29
3.2 Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Mono Pitch ... 33
3.3 Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Dual Pitch... 36
3.4 Beban Keseluruhan Atap Model Asimetris Stub ... 40
3.5 Berat Total Portal ... 42
3.6 Beban Total Bangunan ... 42
4.1 Nilai Vx = Vy ... 47
4.2 Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 25 / 25 cm ... 53
4.3 Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 30 / 30 cm ... 54
4.4 Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 35 / 35 cm ... 55
4.5 Distribusi Gaya Geser Satu Sisi Pada Kolom 40 / 40 cm ... 56
4.6 RA dan RB sebesar 30% pada atap ... 57
4.7 Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 25 x 25 cm ... 57
4.8 Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 30 x 30 cm ... 58
4.9 Distribusi gaya geser pada kedua sisi untuk kolom 35 x 35 cm ... 58
4.11 Hasil Displacement dari Staad.Pro (arah gaya satu sisi)... 60
4.12 Hasil Displacement dari perhitungan dan Staad.Pro (arah gaya dari sisi kiri) ... 62
4.13 Hasil Displacement dari perhitungan dan Staad.Pro (arah gaya dari sisi kanan) ... 63
4.14 Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 25 x 25 cm ... 68
4.15 Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 30 x 30 cm ... 68
4.16 Kekakuan Struktur Tiap Lantai Pada Portal Kolom 35 x 35 cm ... 69
DAFTAR GAMBAR
Gambar Hal
2.1 Diagram Hubungan Tegangan Dan Regangan Pada Beton ... 10
2.2 Diagram Hubungan Tegangan Dan Regangan Pada Batang Tulangan ... 11
3.1 Denah Lantai 1... 25
3.2 Denah Lantai 2... 25
3.3 Atap Simetri Double Howe... 27
3.4 Atap Asimetri Mono Pitch ... 30
3.5 Atap Asimetri Dual Pitch ... 34
3.6 Atap Asimetri Stub ... 37
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Perhitungan StaadPro Kolom 25 x 25 cm (Atap Simetris Dan Asimetris).
Lampiran 2 Perhitungan StaadPro Kolom 30 x 30 cm (Atap Simetris Dan Asimetris).
Lampiran 3 Perhitungan StaadPro Kolom 35 x 35 cm (Atap Simetris Dan Asimetris).
DAFTAR PUSTAKA
Gideon Kusuma, W.C Vis, 1993, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang, seri 1, Erlangga, Jakarta.
Gideon Kusuma, Takim Andriono, 1993, Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di Daerah Rawan Gempa, seri 3, Erlangga, Jakarta.
Istimawan, Dipohusodo,1994, Struktur Beton Bertulang, Departemen Pekerjaan Umum RT, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Heinz Frick, 2006, Prinsip-Prinsip Membuat Bangunan Tahan Gempa, Kanisius, Yogyakarta.
Wahyudi L., A. Rahim Syahril, 1999, Struktur Beton Bertulang, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Anonim, 2002, SNI1726–2002 Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, Departeman Pekerjaan Umum, Jakarta.
Anonim, 2002, SNI-03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, Departeman Permukiman dan Prasarana Wilayah, Jakarta.
