i
PERENCANAAN ULANG SHEAR WALL SEBAGAI STRUKTUR
PENAHAN GEMPA PADAGEDUNG GRAHA UTAMA UNIVERSITAS
TRUNOJOYO MADURA DENGAN MENGGUNAKAN SNI 1726:2012
TUGAS AKHIR Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Oleh :
Faris Rizal Andardi 201110340311122
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : PERENCANAAN ULANG SHEAR WALL SEBAGAI STRUKTUR PENAHAN GEMPA PADA GEDUNG GRAHA UTAMA UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA DENGAN MENGGUNAKAN SN1 1726:2012
Nama : FARIS RIZAL ANDARDI
NIM : 201110340311122
Telah diuji pada hari Selasa, tanggal 21 April 2015 oleh Tim Penguji
1. Ir. Rofikatul Karimah, MT. Dosen Penguji I : ...
2. Zamzami Septiropa, ST. MT. Dosen Penguji II : ...
Disetujui :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Erwin Rommel, MT. Ir. Yusuf Wahyudi, MT.
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Sipil
iii
SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Faris Rizal Andardi
NIM : 201110340311122
Jurusan : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Tugas akhir dengan judul :
PERENCANAAN ULANG SHEAR WALL SEBAGAI STRUKTUR PENAHAN
GEMPA PADA GEDUNG GRAHA UTAMA UNIVERSITAS TRUNOJOYO
MADURA DENGAN MENGGUNAKAN SN1 1726:2012 adalah hasil karya
sendiri, dan dalam naskah ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan
orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi dan tidak
terdapat karya orang lain, baik sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara
tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan atau daftar
pustaka.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan
sebagaimana mestinya dan apabila pernyataan ini tidak benar maka saya bersedia
mendapat sanksi akademis.
Malang, 09 Juli 2015
Yang menyatakan
iv
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT. Tuhan penguasa alam semesta yang
telah memberikan kenikmatan kepada seluruh hamba-Nya. Sholawat dan salam
tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi Besar kita, Nabi Muhammad Saw. Yang
telah membimbing para umatnya menuju jalan yang diRidhoi Allah SWT.
Dan tak lupa kupersembahkan Karya Ilmiah ini kepada :
1. Ayah dan Mama tercinta, terkasih dan tersayang, atas segala do’a yang
tulus ikhlas serta motivasi yang sangat baik sampai akhirnya Tugas
Akhir ini dapat diselesaikan, juga perjuangaanya selama ini sampai
mendapatkan gelar Strata 1.
2. Saudara dan Keluarga besar yang ada di Bangkalan, Purwodadi,
Jombang khususnya bak Iis, Mas Eko, bak Heni, dan Mas Arif.
3. Agus, Sardy, Febri, Nita, Suluh, Elsya yang telah membantu dalam
pengerjaan tugas akhir ini dari awal pembuatan proposal sampai sidang.
4. Sahabat dan teman-teman Teknik Sipil 2011, khususnya Teknik Sipil
Kelas C yang selalu kompak dan pantang menyerah menghadapi
tugas-tugas Teknik Sipil di kampus. Semoga cepat nyusul lulus menjadi
v
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmannirrahim. Assalamu’alaikum Wr.Wb
Puji syukur Penyusun sampaikan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul
“Perencanaan Ulang Shear WallI Sebagai Struktur Penahan Gempa Pada Gedung
Graha Utama Universitas Trunojoyo Madura dengan Menggunakan SNI 1726:2012” ini dengan baik.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh oleh
mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang sebagai
salah satu syarat mencapai derajat kesarjanaan.
Selama mengerjakan tugas akhir ini, Penyusun banyak mendapat
bantuan, petunjuk, dan arahan sehingga penyusun dapat mengerjakan tugas akhir
ini dengan lancar, oleh karena itu dalam kesempatan ini Penyusun mengucapkan
terima kasih sebanyak-banyaknya kepada yang terhormat :
1. Bapak Prof. Dr. Muhadjir Effendy, M.AP. selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Malang
2. Bapak Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik
3. Ibu Ir, Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil
4. Bapak Ir. Erwin Rommel, MT., selaku pembimbing I dalam
penyusunan tugas akhir ini
5. Bapak Ir. Yusuf Wahyudi,MT., selaku pembimbing II dalam
penyusunan tugas akhir ini
6. Bapak Abd.Samad,ST, MT., yang telah mengizinkan mengerjakan
skripsi di Office DOME dan Crew DOME yang turut membantu
menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu yang
vi
Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk yang diberikan
sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan.
Akhir kata Penyusun berharap agar tugas akhir ini dapat dijadikan bahan studi
bagi siapa saja yang memerlukan dan bermanfaat bagi pembaca semua.
Wassalamu’alaikum Wr.wb
Malang, 08 Juli 2015
ix DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang ... 1
1.2Rumusan Masalah ... 3
1.3Tujuan Masalah ... 3
1.4Manfaat ... 3
1.5Batasan Masalah... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1’ Dinding geser ... 5
2.1.1 Deformasi Pada Dinding Geser ... 5
2.2 Pembebanan Struktur ... 6
2.2.1 Beban Hidup ... 6
2.2.2 Beban Mati ... 6
2.2.3 Kombinasi Beban Untuk Metode Ultimit ... 7
2.2.4 Kategori Resiko Gempa dan Faktor Keutamaan Gempa ... 8
2.2.5 Klasifikasi Situs ... 11
2.2.5.1 Definisi Klasifikasi Situs ... 12
2.2.5.2 Koefisien Situs (Fa)... 13
2.2.5.3 Kecepatan Rata-rata Gelombang Geser ... 14
2.2.5.4 Peta Gempa yang Dipertimbangkan Resiko-Tertarget ... 14
x
2.4 Nilai-nilai R,Cd, dan Ώ0 untuk Kombinasi Horisontal ... 16
2.5 Pengaruh Beban Gempa ... 16
2.6 Pemodelan Struktur ... 17
2.6.1 Geser Dasar Seismik ... 18
2.6.2 Koefisien Respons Seismik ... 18
2.7 Periode Fundamental Pendekatan ... 18
2.8 Distribusi Vertikal Gaya Gempa ... 19
2.9 Distribusi Horisontal Gaya Gempa ... 20
2.10 Penentuan Simpangan antar Lantai ... 21
2.11 Geser Dasar Minimum Untuk Menghitung Simpangan Antar Lantai ... 21
BAB III METODOLOGI PERENCANAAN 3.1 Data Umum Bangunan ... 22
3.2 Data Teknik Bangunan ... 22
3.3 Mutu Bahan ... 22
3.4 Data Pembebanan ... 23
3.5 Diagram Alir Perencanaan ... 23
BAB IV PERENCANAAN STRUKTUR 4.1 Penempatan Dinding Geser ... 25
4.2 Perhitungan Pembebanan ... 26
4.3 Analisis Gaya Lateral Ekivalen ... 32
4.3.1 Kategori Resiko Gempa,Faktor Keutamaan,Klasifikasi Situs ... 32
4.3.2 Parameter Percepatan ... 33
4.3.3 Periode Fundamental Pendekatan ... 33
4.3.4 Faktor Koefisien Modifikasi Respons,Kuat lebih Sistem, Pembesaran Defleksi ... 34
4.3.5 Koefisien respons Seismik dan Gaya Dasar Seismik ... 34
4.3.6 Distribusi Beban Gempa Pada Struktur Bangunan ... 34
4.4 Pemodelan Arah Utama dan Non Utama ... 35
4.5 Drift,Simpangan antar Lantai,ϴ ... 38
4.6 Perhitungan Tulangan Dinding Geser ... 44
xi
4.6.2 Perhitungan Gaya Momen dan Gaya Lintang Arah Non Utama ... 45
4.6.3 Penulangan Dinding Geser Arah Utama ... 46
4.6.4 Penulangan Dinding Geser Arah Non Utama ... 52
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 59
5.2 Saran ... 60
DAFRAR PUSTAKA ... 61
xii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1 Tabel Kategori Resiko Gempa ... 8
2.2 Tabel Faktor Keutamaan Gempa ... 11
2.3 Tabel Definisi Kelas Situs ... 12
2.4 Tabel Koefisien Situs ... 13
2.5 Tabel Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x ... 19
4.1 Tabel Perhitungan Pembebanan ... 32
4.2 Tabel Hasil Perhitungan Gaya Gempa ... 35
4.3 Tabel Pendistribusian Beban Gempa Model 1 ... 36
4.4 Tabel Pendistribusian Beban Gempa Model 2 ... 37
4.5 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai I ... 38
4.6 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai II ... 39
4.7 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai III ... 39
4.8 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai IV... 40
4.9 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai V ... 40
4.10 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai VI... 41
4.11 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai VII ... 41
4.12 Tabel Drift dan Simpangan Antar Lantai VIII ... 42
4.13 Tabel ϴ Portal ... 42
4.13 Tabel ϴ Dinding Geser... 43
4.14 Tabel Peritungan Gaya Momen dan Gaya Lintang Arah Utama ... 45
4.15 Tabel Peritungan Gaya Momen dan Gaya Lintang Arah Nom Utama .. 46
4.16 Rangkuman Hasil Perhitungan Per Lantai ... 49
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. S1 Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan risiko-tertarget ... 14
2. Ss Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan risiko-tertarget ... 15
3. Gambar Sprektrum Respons Desain ... 17
4. Gambar Dinding Geser di Tengah Bangunan ... 25
5. Gambar Dinding Geser di Tepi Bangunan ... 25
6. Model Arah Utama 1 ... 35
7. Model Arah Utama 2 ... 37
8. Gaya yang Bekerja Pada Dinding Geser Arah Utama ... 44
9. Gaya yang Bekerja Pada Dinding Geser Arah Non Utama ... 45
10. Penulangan Dinding Geser Arah Utama Lantai Basement ... 50
11. Penulangan Dinding Geser Arah Utama Lantai 1-9 ... 51
12. Penulangan Dinding Geser Arah Non Utama ... 56
13. Detail Penulangan Basement... 57
61 DAFTAR PUSTAKA
Budiono, Bambang., dkk. 2011. Study Komparasi Desain Bangunan Tahan
Gempa Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan RSNI 0-1726-201x. ITB
Press : Bandung.
Hamsir, Rais. 2013. Efisiensi Pemakaian Dinding Geser (Shear Wall) Pada
Struktur Bangunan Tinggi Yang Menerima Gaya Gempa( Study Pada Apartemen
Malang City Poin di Kota Malang. Skripsi tidak diterbitkan. Malang : Fakultas
Teknik UMM.
Hartuti, Evi. 2009. Buku Pintar Gempa. Diva Press: Jogjakarta.
Juwana, Jimmi. 2005. Panduan Sistem Bangunan Tinggi. Erlangga: Jakarta.
SNI 1726:2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung dan Non Gedung.
Syafrizal Hamdani. 2010. Perencanaan Dinding Geser (Shear Wall) Pada Portal
Gedung Utama Rumah Sakit Universitas Muhammadiyah Malang. Skripsi tidak
1 BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Gempa sebagai salah satu fenomena alam yang ada di bumi sudah sering
terjadi bahkan hampir setiap tahun selalu ada kejadian dengan skala riter yang
berbeda – beda. Gempa bumi sendiri merupakan suatu peristiwa pelepasan
energi gelombang seismic yang terjadi secara tiba-tiba. Pelepasan energi ini
diakibatkan karena adanya deformasi lempeng tektonik yang terjadi pada kerak
bumi (Evi Rine,2009).
Indonesia merupakan daerah rawan gempa tektonik karena dilewati jalur
gempa Mediteranian dan Circum Pasifik. Jalur Circum Pasifik akan terjadi
gempa-gempa dalam dan gempa-gempa besar yang dangkal. Jalur ini terbentang
mulai dari Sulawesi, Filipina, Jepang, dan Kepulauan Hawai. Jalur Mediteranian
memungkinkan terjadi gempa-gempa besar yang membentang dari benua
Amerika, Eropa, Timur Tengah, India, Sumatera, Jawa, dan Nusa Tenggara. Jalur
mediterian ini lebih berbahaya karena melewati Jawa yang notabene merupakan
jalur yang berpengaruh langsung terhadap gempa di Kamal- Bangkalan.
Berdasarkan SNI 1726 : 2012 sistem interaksi dinding geser dan rangka
adalah sistem struktur yang menggunakan kombinasi dinding geser dan sistem
rangka beton bertulang biasa. Sistem struktur penahan gaya gempa, di mana gaya
lateral yang diakibatkan oleh gempa disalurkan ke kolom yang berprilaku sebagai
kolom kantilever yang terjepit di bagian dasar gedung. Sistem struktur dengan
rangka ruang pemikul beban gravitasi secara sedangkan beban lateral yang
2 Gedung Rektorat Universitas Trunojoyo Madura terletak di jalan Raya
Telang Kecamatan Bangkalan Madura. Gedung yang didesign 10 lantai ini
memiliki parkiran dilantai dasar. Bangunan ini dirancang dengan kekuatan
terbilang cukup aman, walupun belum dilakukan analisa secara analitis namun
dengan melihat struktur pendukung yang ada seperti tiang pancang, pondasi,
kolom, dan balok dan ditambah dinding dengan sejumlah dinding geser (shear
wall) menjadikan bangunan ini terbilang cukup kuat.
Dinding geser atau yang biasa disebut Shear Wall merupakan salah satu
konstruksi yang direncanakan pada gedung tahan gempa. Dalam perencanannya
konstruksi ini harus benar-benar diperhitungkan mengingat fungsinya yang sangat
penting dalam keamanan gedung juga kebutuhan yang diperlukan dalam
konstruksi ini terbilang cukup besar, sehingga dimensi dan letaknya seharusnya
proporsional sesuai dengan fungsi bangunan dan juga daerah bangunan tersebut
dibangun. Dengan adanya dinding geser diharapakan beban lateral yang dipikul
struktur rangka (portal terbuka atau open frame) tidak terlalau besar karena
sebagian beban lateral akibat gempa akan dipikiul oleh dinding geser. Hal ini
disebabkan dinding geser mempunyai kekaua yang lebih besar dari pada struktur
rangka (portal terbuka atau open frame).
Universitas Trunojoyo Madura memiliki 4 buah dinding geser yang
ditempatkan pada tengah bangunan. Fungsi keberadaan dinding geser pada
bangunan universitas Triunojoyo di Madura adalah agar gedung mampu menahan
lentur dan geser.
Penulis melakukan perhitungan dengan penempatan dinding geser seperti
3 terbesar adalah 125,99 mm , sedangkan syarat maksimal adalah 80 mm. Oleh
sebab itu Penulis melalui tugas akhir ini merencanakan penempatan dinding geser
yang tepat di gedung Universitas Trunojoyo Madura yang mampu menghasilkan
daya tahan lentur dan geser yang tinggi sehingga sangat efektif untuk daya tahan
gempa.
1.2Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dapat dijadikan acuan studi analisis dalam
tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Bagaimanakah stabilitas gedung Graha Utama Universitas
Trunojoyo Madura akibat perubahan penempatan dinding geser?
2. Bagaimanakah penulangan untuk dinding geser?
1.3 Tujuan Masalah
Tujuan dari studi tugas akhir ini adalah :
1. Mengetahui stabilitas gedung Graha Utama Universitas Trunojoyo
Madura akibat perubahan penempatan dinding geser
2. Mengetahui penulangan dinding geser
1.4 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari perencanaan ini dapat memberikan
pengetahuan kepada mahasiswa pada umumnya dan kepada peneliti khusunya
dalam merencanakan dinding geser dengan posisi yang tepat sebagai struktur
penahan gempa.
1.5 Batasan Masalah
1. Untuk beban dinamik angin diabaikan (tidak diperhitungkan)
4 3. Perilaku bangunan yang ditinjau hanya struktur bagian atas saja
sehingga perencanaan pondasi tidak dilakukan
4. Tidak memperhitungkan tekanan tanah pasif pada lantai basement.
5. Metode perhitungan berdasarkan SNI 1726 :2012
6. Perhitungan menggunakan bantuan softwer Staad.Pro
7. Asumsi perhitungan dianggap 40 meter dari elevasi ±0,00,
