Analisis Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris terhadap Beban Gempa Kuat

(1)

ANALISIS STRUKTUR PORTAL 3D SIMETRIS DAN TIDAK

SIMETRIS TERHADAP BEBAN GEMPA KUAT

INDAH PUSPITA SARI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN L GK G

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INST T T PERTANIAN BOGO

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris terhadap Beban Gempa Kuat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Mei 2013

Indah Puspita Sari

(4)

ABSTRAK

INDAH PUSPITA SARI. Analisis Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris terhadap Beban Gempa Kuat. Dibimbing oleh SUTOYO dan MUHAMMAD FAUZAN.

Perencanaan struktur rumah yang aman dan nyaman dari segala bahaya, termasuk bencana alam, seperti gempa sangat diperlukan untuk meminimalisir dampak buruk yang terjadi. Penelitian bertujuan merancang struktur portal 3D simetris dan tidak simetris serta membandingkan kekuatannya terhadap beban gempa kuat berdasarkan SNI 03-2847-2002 dan SNI 03-1726-2003. Metode penelitian dilakukan dengan beberapa tahapan, yaitu studi pustaka, pemodelan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris menggunakan program SAP 2000 versi 14, pembuatan spektrum gempa berdasarkan peta hazard gempa Indonesia 2010, dan pengujian struktur terhadap beban gempa kuat menggunakan program SAP 2000 versi 14. Hasil penelitian adalah struktur portal 3D simetris dan tidak simetris 2 lantai, lebar 8 m, panjang 10.5 m, dimensi kolom 0.5 m x 0.5 m, dimensi balok 0.45 m x 0.3 m, untuk semua kombinasi pembebanan nilai pergeseran struktur, reaksi perletakan, dan jumlah tulangan struktur portal 3D tidak simetris lebih besar dari struktur portal 3D simetris.

Kata kunci: gempa bumi, SNI 03-1726-2003, SNI 03-2847-2002, struktur portal 3D simetris dan tidak simetris

ABSTRACT

INDAH PUSPITA SARI. Analysis Of The Frame Structure 3D Symmetrical and Not Symmetrical of Strong Earthquake Loads. Supervised by SUTOYO and MUHAMMAD FAUZAN.

Safe and convenient house design from all hazards is indispensable, nonetheless including the earthquake disaster to minimize its impact. The purpose of this research is to design the frame structure 3D symmetrical and not symmetrical and compare his strength with respect to the burden of strong earthquake based on SNI 03-2847-2002 and SNI 03-1726-2003. Research methods to be performed consists of several stages, namely a study library, creation of the frame structure 3D symmetrical and not symmetrical using SAP 2000 program version 14, making the spektrum of earthquake based on seismic hazard map of Indonesia 2010, and testing the structure against strong earthquake loads using SAP 2000 program version 2. Research results is the frame structure 3D symmetrical and not symmetrical 2 floor, wide 8 m, long 10.5 m, the dimensions of a column of 0.5 m x 0.5 m, the dimensions of a beam 0.45 m x 0.3 m, for all loads combination, the value of shear structure, reaction force, and concrete reinforcement of the frame structure 3D not symmetrical is greater than the frame structure 3D symmetrical.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungn

ANALISIS STRUKTUR PORTAL 3D SIMETRIS DAN TIDAK

SIMETRIS TERHADAP BEBAN GEMPA KUAT

INDAH PUSPITA SARI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN L GK G

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INST T T PERTANIAN BOGO

(6)

(7)

Judul Skripsi : Analisis Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris terhadap Beban Gempa Kuat

Nama : Indah Puspita Sari NIM : F44090053

Disetujui oleh

Sutoyo, S.TP., M. Si Pembimbing I

M. Fauzan, S.T., M.T Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr. Yudi Chadirin, S.TP., M.Agr Plh. Ketua Departemen

(8)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2013 ini adalah struktur dan infrastruktur, dengan judul Analisis Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris terhadap Beban Gempa Kuat.

Terima kasih penulis ucapkan kepada bapak Sutoyo, S.TP., M.Si dan bapak Muhammad Fauzan, S.T., M.T selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan, arahan, masukan, solusi, dan motivasi. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada ibu, kakak, seluruh keluarga, dan semua teman-teman atas segala doa, motivasi, dan kasih sayangnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Mei 2013

(9)

DAFTAR ISI

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 2

Struktur Bangunan 2

Pembebanan 7

Perencanaan Struktur terhadap Gempa 8

METODE 12

Tempat dan Waktu 12

Bahan 12

Alat 13

Prosedur Penelitian 13

HASIL DAN PEMBAHASAN 15

Perencanaan Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris 15 Pemodelan Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris 18

Pembuatan Spektrum Gempa 19

Pembebanan Struktur 21

Analisis Struktur 24

SIMPULAN DAN SARAN 29

Simpulan 29

Saran 29

(10)

DAFTAR TABEL

Table 1 Rasio luas tulangan terhadap luas bruto penampang beton 3 Table 2 Tebal minimum pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung 3

Tabel 3 Koefisien periode pendek, 11

Tabel 4 Koefisien periode 1.0 detik, 11

Tabel 5 Reaksi perletakan kuda-kuda 18

Tabel 6 Berat struktur portal 3D simetris 21

Tabel 7 Berat struktur portal 3D tidak simetris 22 Tabel 8 Nilai beban gempa nominal statik ekuivalen simetris 22 Tabel 9 Nilai beban gempa nominal statik ekuivalen tidak simetris 22 Tabel 10 Gaya-gaya dalam maksimum dan penulangan balok 27 Tabel 11 Gaya-gaya dalam maksimum dan penulangan kolom 28

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Tegangan-regangan teoritis lentur penampang persegi empat 4 Gambar 2 Diagram regangan, tegangan, dan gaya dalam penampang kolom 6 Gambar 3 Peta wilayah gempa Indonesia (T = 1,0 dtk) 9 Gambar 4 Peta wilayah gempa Indonesia (T = 0,2 dtk) 10 Gambar 5 Bentuk tipikal respon spektra desain di permukaan tanah 12

Gambar 6 Diagram alir pelaksanaan penelitian 14

(11)

Gambar 15 Bentuk tipikal respon spektra desain di permukaan tanah untuk

wilayah Provinsi Bengkulu 21

Gambar 16 Nilai spektrum gempa pada SAP 2000 versi 14 23

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1a Pemodelan struktur kuda dan panjang setiap batang

kuda-kuda 31

Lampiran 1b Panjang setiap batang kuda-kuda 31

Lampiran 2a Perhitungan pembebanan struktur atap 32

Lampiran 2b Perhitungan dimensi gording 32

Lampiran 3a Nilai gaya batang pada struktur kuda-kuda 35 Lampiran 3b Pemodelan struktur kuda-kuda perletakan 1 dan perletakan 3 35 Lampiran 3c Pemodelan struktur kuda-kuda perletakan 2 36

Lampiran 3d Perhitungan dimensi kuda 36

Lampiran 4 Desain spektrum gempa 41

Lampiran 5a Perhitungan beban geser dasar nominal (V) dan beban gempa

nominal statik ekuivalen (Fi) untuk struktur portal 3D simetris 42 Lampiran 5b Perhitungan beban geser dasar nominal (V) dan beban gempa

nominal statik ekuivalen (Fi) untuk struktur portal 3D tidak

simetris 42

(12)

Lampiran 7l Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 12 49 Lampiran 8 Titik-titik join lantai 1 dan lantai atap untuk struktur tidak

simetris 50

(13)

Lampiran 13d Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 4 64 Lampiran 13e Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 5 64 Lampiran 13f Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 6 64 Lampiran 13g Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 7 65 Lampiran 13h Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 8 65 Lampiran 13i Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 9 65 Lampiran 13j Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 10 66 Lampiran 13k Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 11 66 Lampiran 13l Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 12 66 Lampiran 14a Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

struktur simetris 67

Lampiran 14b Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

dan gempa statik ekuivalen struktur simetris 67 Lampiran 14c Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

dan gempa respon spektrum struktur simetris 67 Lampiran 15a Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

Lampiran 15b Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

dan gempa statik ekuivalen struktur simetris 68 Lampiran 15c Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

dan respon spektrum struktur simetris 69

Lampiran 16a Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

struktur tidak simetris 70

Lampiran 16b Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

dan gempa statik ekuivalen struktur tidak simetris 70 Lampiran 16c Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

dan gempa respon spektrum struktur tidak simetris 70 Lampiran 17a Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

Lampiran 17b Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

dan gempa statik ekuivalen struktur simetris 71 Lampiran 17c Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

dan respon spektrum struktur tidak simetris 72 Lampiran 18a Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan graviti

(14)

Lampiran 18b Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan

graviti dan gempa statik ekuivalen struktur simetris 73 Lampiran 18c Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan graviti

dan gempa respon spektrum struktur simetris 73 Lampiran 19a Perhitungan penulangan geser kolom pada pembebanan graviti

Lampiran 19b Perhitungan penulangan geser kolom pada pembebanan graviti

dan gempa statik ekuivalen struktur simetris 74 Lampiran 19c Perhitungan penulangan geser kolom pada pembebanan graviti

dan gempa respon spektrum struktur simetris 75 Lampiran 20a Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan graviti

Lampiran 20b Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan

graviti dan gempa statik ekuivalen struktur tidak simetris 76 Lampiran 20c Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan graviti

dan gempa respon spektrum struktur tidak simetris 76 Lampiran 21a Perhitungan penulangan geser kolom pada pembebanan graviti

Lampiran 20b Perhitungan penulangan geser kolom pada pembebanan graviti

dan gempa statik ekuivalen struktur tidak simetris 77 Lampiran 20c Perhitungan penulangan geser kolom pada pembebanan graviti

(15)

Lampiran 24 Balok lantai 1 dan lantai atap pada struktur tidak simetris 92

(16)

Lampiran 27j Gaya dalam penampang kolom struktur simetris pada komb 10 115 Lampiran 27k Gaya dalam penampang kolom struktur simetris pada komb 11 116 Lampiran 27l Gaya dalam penampang kolom struktur simetris pada komb 12 117 Lampiran 28 Penampang kolom dari sebelah kanan pada struktur tidak

simetris 118

Lampiran 29a Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 1 119

Lampiran 29b Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 2 120

Lampiran 29c Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 3 121

Lampiran 29d Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 4 122

Lampiran 29e Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 5 123

Lampiran 29f Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 6 124

Lampiran 29g Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 7 125

Lampiran 29h Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 8 126

Lampiran 29i Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 9 127

Lampiran 29j Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 10 128

Lampiran 29k Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

komb 11 129

Lampiran 29l Gaya dalam penampang kolom struktur tidak simetris pada

(17)

DAFTAR NOTASI

: Luas tulangan yang dipakai : Luas bruto penampang balok, mm2

: Luas tulangan tarik non-prategang yang dibutuhkan, mm2

: Luas tulangan tarik non-prategang maksimum yang dibutuhkan pada kolom, mm2

: Luas tulangan tarik non-prategang minimum yang dibutuhkan pada kolom, mm2

: Luas tulangan geser, mm2

: Luas tulangan geser minimum, mm2

: Nilai faktor respon gempa yang didapat dari spektrum respons gempa rencana untuk waktu getar alami fudamental

D : Beban mati E : Beban gempa

Ex : Beban gempa statik ekuivalen searah sumbu x Ey : Beban gempa statik ekuivalen searah sumbu y Esx : Beban gempa respon spektrum searah sumbu x Esy : Beban gempa respon spektrum searah sumbu y

: Beban gempa nominal static ekuivalen yang menangkap pada pusat massa lantai ke-i

: Koefisien perioda pendek : Koefisien perioda 1.0 detik H : Tinggi bangunan, m

: Keutamaan struktur bangunan : Inersia searah sumbu x

: Inersia searah sumbu y L : Beban hidup

May : Momen beban angin pada atap searah sumbu y Mhy : Momen beban air hujan pada atap searah sumbu y MD : Momen beban mati pada atap

ML : Momen beban hidup pada atap

: Kuat momen nominal suatu penampang, N-mm Ms : Momen akibat beban sementara

Msx : Momen akibat beban sementara searah sumbu x Msy : Momen akibat beban sementara searah sumbu y Mt : Momen akibat beban tetap

Mtx : Momen akibat beban tetap searah sumbu x Mty : Momen akibat beban tetap searah sumbu y Mu : Momen terfaktor pada penampang, N-mm

(18)

Qh : Beban air hujan pada atap : Faktor reduksi gempa

: Koefisien ketahanan : Respon spektra percepatan

: Respon spektra percepatan desain untuk perioda pendek : Respon spektra percepatan desain untuk perioda 1.0 detik

: Parameter respon spektra percepatan desain untuk perioda pendek : Parameter respon spektra percepatan desain untuk perioda 1.0 detik

: Nilai spektra percepatan untuk periode pendek 0.2 detik : Nilai spektra percepatan untuk periode 1.0 detik

T1 : Waktu getar alami fundamental U : Kuat perlu

: Beban geser dasar nominal statik ekuivalen yang terjadi di tingkat dasar

: Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton : Kuat geser nominal

: Kuat geser nominal yang disumbangkan oleh tulangan geser : Gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau

W : Beban angin

: Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai : Berat total struktur bangunan

: Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral : Tinggi blok tegangan

: Lebar badan penampang

: Jarak tekan terluar ke garis netral

: Jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan tarik longitudinal : Tinggi badan penampang balok kayu

: Kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa

: Kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan non-prategang : faktor panjang efektif

: Radius girasi suatu penempang komponen struktur tekan : Spasi tulangan geser

: Faktor tekuk n : Jumlah tulangan

: Konstantayang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

ℓu : Panjang efektif kolom : Faktor reduksi kekuatan

: Rasio tulangan tarik non prategang

: Rasio tulangan tarik maksimum non prategang : Rasio tulangan tarik minimum non prategang

: Konstanta yang tergantung pada peraturan perencanaan bangunan yang digunakan, misalnya untuk IBC-2009 dan ASCE 7-10 dengan gempa 2500 tahun menggunakan nilai µ sebesar 2/3 tahun

: Lendutan pada kayu

: Simpangan relatif antar tingkat orde-pertama pada tingkat yang ditinjau akibat

(19)

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pertumbuhan populasi manusia yang sangat cepat, menuntut pemenuhan kebutuhan di semua sektor. Papan adalah salah satu sektor mutlak yang harus dipenuhi manusia untuk kesejahteraan hidupnya. Pemenuhan kebutuhan papan ini tidak hanya dari segi kuantitas, tetapi tuntutan kualitas yang meliputi kenyamanan dan keamanan saat berada di dalam rumah juga harus diperhatikan. Kenyamanan dan keamanan ini tidak hanya dari segi arsitektur tetapi juga keamanan terhadap bencana alam yang mungkin akan terjadi, salah satunya adalah gempa bumi.

(20)

2

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Merancang struktur portal 3D simetris dan tidak simetris berdasarkan peraturan pembangunan rumah tahan gempa, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002), dan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03– 1726 – 2002).

2. Membandingkan kekuatan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris terhadap beban gempa kuat.

Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui kekuatan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris terhadap beban gempa kuat.

TINJAUAN PUSTAKA

Struktur Bangunan

Struktur bangunan yang direncanakan adalah struktur portal 3D simetris dan tidak simetris. Struktur simetris adalah struktur yang penempatan kolom dan balok simetris terhadap sumbu-sumbu sketsa denah bangunan. Struktur tidak simetris adalah struktur yang penempatan kolom dan balok tidak simetris terhadap sumbu-sumbu denah bangunan. Bangunan simetris dan tidak simetris pada penelitian ini direncanakan dengan volume beton dan dimensi kolom serta balok yang sama, tetapi penempatan balok dan kolom yang berbeda. Perencanaan struktur yang dilakukan meliputi perencanaan plat, perencanaan balok, dan perencanaan kolom.

Perencanaan Plat

Perencanaan pelat berdasarkan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002), yaitu:

a. Sistem pelat satu arah

(21)

3 Table 1 Rasio luas tulangan terhadap luas bruto penampang beton

Jenis pelat Rasio

Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir mutu 300

0,0020 Pelat yang menggunakan batang tulangan ulir

atau jaring kawat las (polos atau ulir) mutu 400

0,0018 Pelat yang menggunakan tulangan dengan

tegangan leleh melebihi 400 MPa yang diukur pada regangan leleh sebesar 0,35%

0,0018 x 400/ y f

Sumber: SNI-03-2847-2002

3. Tebal minimum pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung dapat dilihat pada Tabel 2.

Table 2 Tebal minimum pelat satu arah bila lendutan tidak dihitung

Tebal minimum, h Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang mungkin akan rusak oleh

1. Tebal minimum pelat tanpa penebalan adalah 120 mm

2. Rasio tulangan untuk menahan lentur dapat dihitung dengan persamaan:

(1)

(2)

3. Luas tulangan yang diperlukan dapat dihitung dengan persamaan: (3)

4. Nilai momen nominal dapat dihitung dengan persamaan:

(22)

4

Perencanaan Balok

Perencanaan balok meliputi perhitungan tulangan lentur, perhitungan tulangan geser, dan perhitungan tulangan puntir.

1. Perhitungan penulangan lentur

Gambar 1 Tegangan-regangan teoritis lentur penampang persegi empat

Sumber: Amrinsyah Nasution 2009

Ketentuan tegangan-regangan pada balok seperti pada Gambar 1, dimana:

(5)

(6)

(7)

Besarnya momen nominal penampang menggunakan balok tegangan ekuivalen adalah =

Faktor harus diambil sebesar 0,85 untuk beton dengan nilai kuat tekan lebih kecil daripada atau sama dengan 30 MPa. Beton dengan nilai kuat tekan di atas 30 MPa, harus direduksi sebesar 0,05 untuk setiap kelebihan 7 MPa di atas 30 MPa, tetapi tidak boleh diambil kurang dari 0,65.

(8)

(9)

(10)

(11)

(23)

5

( ) (13)

(14)

(15)

2. Perhitungan penulangan geser

Berdasarkan SNI-03-2847-2002, perencanaan penampang terhadap geser harus didasarkan pada persamaan:

(16)

(17)

√ (18)

(19)

Spasi tulangan geser yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur tidak boleh melebihi d/2 untuk komponen struktur non-prategang dan (3/4)h untuk komponen struktur non-prategang, atau 600 mm.

Luas tulangan geser minimum untuk komponen struktur prategang dan komponen struktur non-prategang diperoleh dari persamaan:

(20)

Perencanaan Kolom

Perencanaan kolom dilakukan dengan asumsi-asumsi, yaitu: 1. Regangan berbanding langsung dengan jarak dari sumbu netral. 2. Regangan tekan maksimum yang digunakan sebesar 0.003. 3. Tegangan dalam tulangan dibawah kuat leleh yang ditentukan.

4. Distribusi tegangan tekan dianggap suatu distribusi tegangan ekuivalen.

(24)

6

Gambar 2 Diagram regangan, tegangan, dan gaya dalam penampang kolom

Sumber: Amrinsyah Nasution 2009

Perencanaan balok berdasarkan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002), yaitu:

1. Perencanaan kolom portal

(25)

7 dianggap tidak bergoyang bila nilai ∑ ⁄ tidak lebih besar dari 0,05.

2. Pengaruh kelangsingan kolom

Pengaruh kelangsingan pada komponen struktur tekan boleh diabaikan jika memenuhi ketentuan sebagai berikut:

- Portal tak bergoyang: (21)

- Portal bergoyang: (22)

3. Tulangan minimum dan maksimum yang diizinkan dapat dihitung dengan persamaan:

(23)

(24)

Pembebanan

Tahap perencanaan pembebanan untuk struktur bangunan tahan gempa adalah perencanaan beban mati, beban hidup, dan beban gempa. Berdasarkan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002) struktur bangunan tahan gempa harus mampu menahan pembebanan/kuat perlu dibawah ini:

U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E (25)

Beban Mati

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu bangunan yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin, dan peralatan tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari gedung itu (SKBI-1.3.53.1987). Menurut Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung tahun 1987 beban mati pada struktur terbagi menjadi 2, yaitu beban mati akibat material konstruksi dan beban mati akibat komponen gedung. Beban mati akibat material konstruksi yang digunakan adalah beton bertulang dengan berat material 2400 kg/ m3 sedangkan beban mati akibat komponen gedung yang digunakan meliputi dinding pasangan bata merah setengah batu dengan berat 250 kg/m2, berat langit-langit penggantung seesar 18 kg/m2, berat keramik sebesar 24 kg/m2, dan berat spesi 2 cm sebesar 42 kg/m2.

Beban Hidup

(26)

8

perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut (SKBI-1.3.53.1987). Beban hidup yang digunakan pada struktur bangunan adalah beban beban lantai dan tangga rumah tinggal sederhana sebesar 150 kg/m2 dan beban pekerja sebasar 100 kg/m2.

Beban Gempa

Beban gempa adalah suatu beban statik ekuivalen yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang meniru pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu (SKBI-1.3.53.1987). Besarnya beban gempa yang diterima struktur bangunan, dipengaruhi oleh wilayah gempa, spektrum respon, jenis tanah, faktor keutamaan gedung, daktilitas struktur gedung, arah pembebanan gempa, dan pembatas waktu getar.

Perencanaan Struktur terhadap Gempa

Perencanaan struktur terhadap gempa berdasarkan Perencanaan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-1989) dengan metode analisis beban gempa nominal statik ekuivalen dan analisis respons dinamik.

Metode Analisis Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen

Perencanaan struktur terhadap gempa berdasarkan Perencanaan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-1989) dengan metode analisis beban gempa nominal statik ekuivalen dilakukan dengan tahapan:

- Menghitung Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekuivalen V yang Terjadi di Tingkat Dasar

- Beban geser dasar nominal statik ekuivalen V yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan :

₍₂₆₎

- Beban geser dasar nominal (V) harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan :

_∑

(27)

Metode Analisis Respons Dinamik

(27)

9

Gambar 3 Peta wilayah gempa Indonesia (T = 1,0 dtk)

(28)

10

Gambar 4 Peta wilayah gempa Indonesia (T = 0,2 dtk)

(29)

11

Penentuan parameter respon spektra percepatan di permukaan tanah, diperlukan faktor amplifikasi terkait spektra percepatan untuk periode pendek ( ) dan periode 1.0 detik ( ). Parameter respon spektra percepatan diperoleh dari peta gempa Indonesia 2010 berdasarkan persamaan berikut:

(28)

(29) Tabel 3 Koefisien periode pendek,

Klasifikasi Site

Sumber: Peta hazard gempa Indonesia 2010

Tabel 4 Koefisien periode 1.0 detik, Klasifikasi Site

SS adalah lokasi yang memerlukan investigasi geoteknik dan analisis respon site spesifik. Sumber: Peta hazard gempa Indonesia 2010

Parameter respon spektra desain, spektra percepatan desain untuk perioda pendek dan perioda 1.0 detik dapat diperoleh melalui perumusan berikut ini:

(30)

(31)

(30)

12

Gambar 5 Bentuk tipikal respon spektra desain di permukaan tanah

Sumber: Peta hazard gempa Indonesia 2010

Dimana:

1. Untuk periode lebih kecil dari , respon spektra percepatan, didapatkan dari persamaan berikut:

(32)

2. Untuk periode lebih besar atau sama dengan , dan lebih kecil atau sama dengan , respon spektra percepatan, adalah sama dengan .

3. Untuk periode lebih besar dari , respon spektra percepatan, didapatkan dari persamaan berikut:

₍₃₃₎

Dengan dan

METODE

Tempat dan Waktu

Penelitian dilakukan di lingkar kampus dan Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilakukan pada bulan Februari hingga bulan April 2013.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu: 1. Denah bangunan struktur simetris.

2. Denah bangunan struktur tidak simetris.

(31)

13 4. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung ( SNI

03-2847-2002).

5. Peta hazard Gempa Indonesia 2010.

Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:

1. Komputer/laptop

2. Software SAP 2000 versi 14

3. Software Autocad 2013

Prosedur Penelitian

Penelitian yang telah dilakukan terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:

1. Pengumpulan data

Pengumpulan data dari peraturan SNI 03-1726-2002, SNI 03-2847-2002, SKBI-1.3.53.1987, dan peta hazard gempa Indonesia 2010.

2. Pembuatan rancangan struktur

Pembuatan rancangan struktur yaitu pembuatan denah bangunan struktur simetris dan tidak simetris. Perencanaan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris dilakukan berdasarkan Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002) dan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung ( SNI 03-2847-2002). Rancangan struktur atap dibuat sama.

3. Pemodelan struktur

Pemodelan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris adalah perletakan kolom dan balok serta sekat dinding dibuat berbeda. Pemodelan dilakukan menggunakan Software SAP 2000 versi 14.

4. Pembuatan spektrum gempa

Pembuatan spektrum gempa menggunakan peta hazard gempa Indonesia 2010 dengan percepatan spektra periode 1.0 detik dan 0.2 detik.

5. Analisa pembebanan

Analisa pembebanan dilakukan dengan software SAP 2000 untuk mendapatkan gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur. Beban yang dianalisa meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa.

6. Analisis struktur

Analisis struktur dilakukan setelah gaya-gaya dalam didapatkan untuk menentukan jumlah tulangan kolom dan balok menggunakan sofeware SAP 2000.

7. Penyusunan laporal akhir

Penyusunan laporal akhir berisi seluruh hasil penelitian, gambar dan desain-desain struktur yang telah dilakukan.

(32)

14

Gambar 6 Diagram alir pelaksanaan penelitian Analisis Struktur portal 3D simetris dan tidak simetris dengan SAP 2000

Pembuatan rancangan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris

Analisa Pembebanan

SELESAI

Penyusunan Laporan Akhir Peta gempa

2010

SNI 03-1726-2002 SNI 03-2847-2002 SKBI-1.3.53.1987

MULAI

Pengumpulan data

Pemodelan struktur Pembuatan

spektrum gempa

Beban mati

- Beban kuda-kuda - Beban mati tambahan - Beban dinding

(33)

15

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perencanaan Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris

Perencanaan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris diawali dengan pembuatan denah bangunan. Struktur portal 3D simetris dan tidak simetris direncanakan 2 lantai dengan ukuran lebar 8 m dan panjang 10.5 m. kemudian dilakukan perencanaan atap yang merupakan beban mati pada pemodelan struktur.

Pembuatan Denah Bangunan

Denah bangunan dibuat untuk menentukan fungsi bangunan dan posisi balok dan kolom yang diperlukan dalam perencanaan. Denah bangunan ini dijadikan pedoman dalam pemodelan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris. Sketsa denah bangunan struktur portal 3D simetris terlihat pada Gambar 7 dan Gambar 8, sedangkan sketsa denah bangunan struktur portal 3D tidak simetris terlihat pada Gambar 9 dan Gambar 10.

Gambar 7 Sketsa denah struktur simetris lantai dasar

(34)

16

Gambar 8 Sketsa denah struktur simetris lantai 1

Gambar 8 merupakan sketsa denah lantai 1 struktur portal 3D simetris. Dimensi bangunan direncanakan panjang 10.5 m dan lebar 8 m. Lantai 1 terdiri dari 2 kamar tidur, ruang keluarga, 2 kamar mandi, perpustakaan, dan ruang teater.

(35)

17 Gambar 9 merupakan sketsa denah lantai dasar struktur portal 3D tidak simetris. Dimensi bangunan direncanakan panjang 10.5 m dan lebar 8 m. Lantai dasar terdiri dari 2 kamar tidur, ruang tamu, ruang makan, ruang keluarga, 2 kamar mandi, dapur, dan ruang cuci dan jemur.

Gambar 10 Sketsa denah struktur tidak simetris lantai 1

Gambar 10 merupakan sketsa denah lantai 1 struktur portal 3D tidak simetris. Dimensi bangunan direncanakan panjang 10.5 m dan lebar 8 m. Lantai 1 terdiri dari 2 kamar tidur, ruang keluarga, kamar mandi, perpustakaan, ruang kerja, gudang, dan ruang teater.

Perencanaan atap

Struktur atap direncanakan sama, menggunakan kuda-kuda dan gording dari bahan kayu, dengan atap genteng. Kuda-kuda kayu mempunyai bentang 8 m, jarak antar kuda-kuda 3.5 m, α 300, dan kayu kelas kuat II. Beban yang diperhitungkan adalah beban mati, beban hidup, beban angin, dan beban air hujan. Pemodelan struktur kuda-kuda dan panjang setiap batang kuda-kuda dapat dilihat pada Lampiran 1.

(36)

18

analisa beban yang tersaji pada Lampiran 2a dan perhitungan dimensi gording yang tersaji pada Lampiran 2b.

Perencanaan kuda-kuda direncanakan dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut:

1. Komb 1 = 1.4 D

2. Komb 2 = 1.2 D + 1.6 L

3. Komb 3 = 1.2 DL + 0.5 L ± 1.3 W

Hasil dari kombinasi pembebanan diperoleh reaksi perletakan pada ketiga perletakan kuda-kuda. Reaksi perletakan kuda-kuda dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5 Reaksi perletakan kuda-kuda

perletakan

Nilai yang paling tinggi dari kombinasi pembebanan dijadikan acuan untuk memperoleh nilai gaya batang yang bekerja pada struktur kuda-kuda. Reaksi perletakan terbesar adalah komb 2 pada perletakan kuda-kuda 2, sehingga perhitungan gaya batang didasarkan pada komb 2 pada perletakan kuda-kuda 2. Nilai gaya batang pada struktur kuda-kuda dapat dilihat pada Lampiran 3a.

Gaya batang terbesar digunakan untuk menghitung dimensi kuda-kuda. Batang 23 memiliki gaya batang terbesar yaitu -14.93 KN. Gaya yang bekerja pada batang 23 adalah gaya tekan, sehingga perencanaan didasarkan pada perhitungan gaya tekan. Dari hasil analisis terhadap pembebanan yang bekerja pada struktur kuda-kuda, dimensi kuda-kuda 8/10 cm (Abdurachman, 2006). Perhitungan dimensi kuda dapat dilihat pada lampiran 3b.

Pemodelan Struktur Portal 3D Simetris dan Tidak Simetris

Pemodelan struktur portal 3D simetris dan tidak simetris menggunakan beton bertulang dengan mutu beton K300 dengan dimensi kolom 0.5 m x 0.5 m dan dimensi balok 0.45 m x 0.3 m. Bangunan terdiri dari 2 lantai dengan jarak antar lantai 3.5 m, tebal ubin 1 cm, tebal spesi 2 cm, tebal pelat 12 cm. Bangunan ini direncanakan pada daerah dengan beban gempa kuat dan jenis tanah lunak.

(37)

19

Gambar 11 Pemodelan struktur portal 3D simetris

Gambar 11 merupakan pemodelan struktur portal 3D simetris. Sebelah kiri merupakan bentuk 2D pemodelan struktur, dimana garis-garis pada gambar adalah balok dan titik-titik pada gambar adalah kolom. Sebelah kanan merupakan bentuk 3D pemodelan struktur simetris.

Gambar 12 Pemodelan struktur portal 3D tidak simetris

Gambar 12 merupakan pemodelan struktur portal 3D tidak simetris. Sebelah kiri merupakan bentuk 2D pemodelan struktur, dimana garis-garis pada gambar adalah balok dan titik-titik pada gambar adalah kolom. Sebelah kanan merupakan bentuk 3D pemodelan struktur simetris.

Pembuatan Spektrum Gempa

(38)

20

Bengkulu. Pembuatan spektrum gempa mengacu pada peta respon spektra percepatan 1.0 detik (S1) dan 0.2 detik (Ss). Peta respon spektra percepatan 1.0 detik untuk wilayah Provinsi Bengkulu terlihat pada Gambar 13 dan peta respon spektra percepatan 0.2 detik terlihat pada Gambar 14. Data yang diperoleh dari peta gempa adalah nilai S1 dan nilai Ss. Nilai S1 dan Ss dijadikan acuan dalam menentukan nilai faktor amplifikasi terkait spektra percepatan berdasarkan jenis tanah, semakin lunak jenis tanah, semakin tinggi nilai faktor amplifikasi terkait spektra percepatan. Pada jenis tanah yang sama, semakin tinggi nilai S1 dan Ss, nilai faktor amplifikasi terkait spektra percepatan semakin kecil. Nilai S1 dijadikan acuan dalam menentukan faktor amplifikasi terkait spektra percepatan untuk periode 1.0 detik (Fv) dan nilai Ss dijadikan acuan untuk menentukan nilai periode pendek (Fa). Nilai-nilai tersebut dijadikan penentuan parameter respon spektra percepatan di permukaan tanah.

Gambar 13 Peta wilayah gempa Bengkulu (T = 1.0 dtk)

Sumber: Peta hazard gempa, Departemen Pekerjaan Umum 2010

Gambar 14 Peta wilayah gempa Bengkulu (T = 0.2 dtk)

Sumber: Peta hazard gempa, Departemen Pekerjaan Umum 2010

(39)

21

Gambar 15 Bentuk tipikal respon spektra desain di permukaan tanah untuk wilayah Provinsi Bengkulu

Pembebanan Struktur

Pembebanan struktur meliputi pembebanan graviti dan pembebanan gempa. Pembebanan gempa terdiri dari gempa statik ekuivalen dan gempa respon spektrum.

Pembebanan Graviti

Pembebanan graviti struktur portal 3D simetris dan tidak simetris meliputi beban atap, beban mati, beban hidup, beban dinding, dan mati tambahan pada pelat lantai. Beban atap diambil dari reaksi perletakan pada struktur kuda-kuda. Struktur simetris menggunakan kuda-kuda perletakan 1 dan perletakan 3, sedangkan struktur tidak simetris menggunakan kuda-kuda perletakan 1, perletakan 2, dan perletakan 3. Beban mati adalah beban sendiri struktur bangunan.

Nilai beban graviti struktur portal 3D simetris dan tidak simetris diperoleh dari analisa pembebanan pada software SAP 2000 versi 14. Berat struktur portal 3D simetris dan tidak simetris dapat dilihat pada tabel 6 dan Tabel 7.

Tabel 6 Berat struktur portal 3D simetris

(40)

22

Tabel 7 Berat struktur portal 3D tidak simetris

Lantai Tinggi (m) Berat lantai (KN)

Pembebanan gempa dilakukan dengan metode analisis beban gempa statik ekuivalen dan analisis respon dinamik.

1. Analisis beban gempa statik ekuivalen

Analisis beban gempa statik ekuivalen diawali dengan menghitung nilai periode natural yang diizinkan berdasarkan peraturan SNI 03-1726-2003. Analisis periode natural yang diizinkan untuk bangunan rumah tinggal 2 lantai dengan struktur beton bertulang dan beban gempa kuat pada penelitian ini

Nilai periode natural ini dijadikan acuan untuk menentukan kekakuan suatu struktur bangunan. Nilai periode natural untuk struktur portal 3D simetris sebesar 0.26530 detik dan nilai periode natural untuk struktur portal 3D tidak simetris sebesar 0.26522 detik.

Tabel 8 Nilai beban gempa nominal statik ekuivalen simetris

Lantai Tinggi (m) (KN)

Tabel 8 merupakan nilai beban gempa nominal statik ekuivalen simetris yang diperoleh dari perhitungan beban geser dasar nominal (V) dan beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi) untuk struktur portal 3D simetris yang tersaji pada Lampiran 5a.

Tabel 9 Nilai beban gempa nominal statik ekuivalen tidak simetris

(41)

23 Nilai beban gempa nominal statik ekuivalen struktur portal 3D simetris dan tidak simetris diinput ke dalam program SAP 2000 versi 14, sehingga didapatkan gaya-gaya dalam yang bekerja pada struktur.

2. Analisis respon dinamik

Analisis respon dinamik dilakukan dengan menginput nilai spektrum gempa yang telah dibuat ke program SAP 2000 versi 14 seperti pada Gambar 16. Nilai spektrum gempa akan dianalisis pada program SAP 2000 versi 14 dan didapat nilai gaya-gaya dalam yang bekerja.

Gambar 16 Nilai spektrum gempa pada SAP 2000 versi 14

Kombinasi Pembebanan

(42)

24 pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen adalah komb 3 sampai komb 10, dan kombinasi pembebanan graviti dan respon spektra adalah komb 11 dan komb 12.

Analisis Struktur

Analisis struktur dalam penelitian yang dilakukan meliputi kekakuan struktur, pergeseran struktur, reaksi perletakan, dan penulangan balok dan kolom.

Kekakuan Struktur

Pengujian kekakuan struktur dilakukan terhadap struktur portal 3D simetris dan tidak simetris dengan pembebanan yang sama pada kedua struktur. Nilai yang diambil pada pengujian ini adalah periode natural dari kedua struktur. Nilai periode natural struktur portal 3D simetris pada SAP 2000 versi 14 sebesar 0.26530 detik dan nilai periode natural struktur portal 3D tidak simetris pada SAP 2000 versi 14 sebesar 0.26522 detik. Nilai periode natural kedua struktur ini masih berada dibawah nilai periode natural yang diizinkan yaitu 0.2711 detik, dengan demikian struktur portal 3D simetris dan tidak simetris pada penelitian yang dilakukan dapat dikatakan kaku. Perbedaan nilai periode natural antara struktur portal 3D simetris dan tidak simetris ini sangat kecil, yaitu sebesar 0.00008 detik.

Pergeseran Struktur

1. Struktur portal 3D simetris

(43)

25 tinggi untuk struktur portal simetris adalah komb 12 untuk arah y sebesar 0.0039 m dan komb 11 untuk arah x sebesar 0.0044 m seperti telihat pada Lampiran 7l dan Lampiran 7k. Nilai pergeseran paling tinggi baik searah sumbu x dan sumbu y adalah kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen yaitu untuk sumbu x sebesar -0.0107 m dan untuk sumbu y sebesar 0.0056 m.

2. Struktur portal 3D tidak simetris

Pergeseran struktur ditinjau pada titik-titik join lantai 1 dan lantai atap dengan arah pergeseran searah sumbu x dan sumbu y. Titik-titik join lantai 1 dan lantai atap untuk struktur tidak simetris dapat dilihat pada Lampiran 8. Nilai pergeseran kombinasi pembebanan graviti paling tinggi untuk struktur portal 3D tidak simetris adalah komb 1, yaitu 0.0003 m searah sumbu x dan -0.0002 m searah sumbu y seperti telihat pada Lampiran 9a. Nilai pergeseran kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen paling tinggi untuk struktur portal tidak simetris adalah komb 5, yaitu 0.0111 m searah sumbu x dan -0.0057 m searah sumbu y seperti telihat pada Lampiran 9e. Nilai pergeseran kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum paling tinggi untuk struktur portal tidak simetris adalah komb 11 untuk arah y sebesar -0.0045 m dan komb 12 untuk arah x sebesar 0.0049 m seperti telihat pada Lampiran 9k dan Lampiran 9l. Nilai pergeseran paling tinggi baik searah sumbu x dan sumbu y adalah kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen yaitu utuk sumbu x sebesar 0.0111 m dan untuk sumbu y sebesar - 0.0057 m.

Hasil analisis struktur portal 3D simetris dan tidak simetris, diketahui untuk nilai pergeseran pada kombinasi pembebanan graviti, pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen, dan pembebanan graviti dan gempa respon spektrum tertinggi adalah struktur portal 3D tidak simetris. Nilai untuk pergeseran tertinggi pembebanan graviti untuk arah sumbu x sebesar 0.0003 m dan arah sumbu y sebesar -0.0002 m. Nilai untuk pergeseran tertinggi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen untuk arah sumbu x sebesar 0.0049 m dan arah sumbu y sebesar -0.0057 m. Nilai untuk pergeseran tertinggi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum untuk arah sumbu x sebesar 0.0111 m dan arah sumbu y sebesar -0.0045 m. Nilai pergeseran paling tinggi baik searah sumbu x dan sumbu y adalah kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen yaitu untuk sumbu x sebesar 0.0111 m dan untuk sumbu y sebesar -0.0057 m.

Reaksi Perletakan

1. Struktur portal 3D simetris

(44)

26

komb 12 sebesar 369.175 KN seperti telihat pada Lampiran 11l. Nilai reaksi perletakan paling tinggi adalah kombinasi pembebanan graviti sebesar 403.557 KN. Perencanaan pada struktur portal 3D simetris ini direncanakan pada kombinasi pembebanan graviti.

2. Struktur portal 3D tidak simetris

Reaksi perletakan struktur ditinjau pada titik-titik join lantai dasar. Titik-titik join lantai dasar struktur tidak simetris dapat dilihat pada Lampiran 12. Nilai reaksi perletakan yang tertinggi diambil pada kombinasi pembebanan yang paling tinggi. Nilai reaksi perletakan kombinasi pembebanan graviti paling tinggi untuk struktur portal 3D tidak simetris adalah komb 1 sebesar 448.326 KN seperti telihat pada Lampiran 13a. Nilai reaksi perletakan kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen paling tinggi untuk struktur portal tidak simetris adalah komb 4 sebesar 450.771 KN seperti telihat pada Lampiran 13d. Nilai reaksi perletakan kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum paling tinggi untuk struktur portal tidak simetris adalah komb 12 sebesar 432.023 KN seperti telihat pada Lampiran 13l. Nilai reaksi perletakan paling tinggi adalah kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen sebesar 450.771 KN. Perencanaan pada struktur portal 3D simetris ini direncanakan pada kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen.

Nilai reaksi perletakan minimum pada struktur tidak simetris perlu diperhitungkan yaitu pembebanan komb 7 sebesar -53.867 KN seperti terlihat pada Lampiran 13g. Nilai reaksi perletakan ini menunjukan bahwa apabila terjadi gempa dengan kombinasi pembebanan pada komb 7, perencanaan pondasi akan gagal dan bangunan akan runtuh. Pada perencanaan struktur portal 3D tidak simetris ini diperlukan perencanaan tarik pada struktur pondasi, agar tidak terjadi kegagalan pondasi yang mengakibatkan runtuhnya bangunan. Hasil analisis struktur portal 3D simetris dan tidak simetris, diketahui untuk nilai reaksi perletakan pada kombinasi pembebanan graviti, pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen, dan pembebanan graviti dan gempa respon spektrum tertinggi adalah struktur portal 3D tidak simetris. Nilai reaksi perletakan tertinggi pembebanan graviti sebesar 448.326 KN. Nilai reaksi perletakan tertinggi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen sebesar 450.771 KN. Nilai reaksi perletakan tertinggi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum sebesar 432.023 KN. Nilai reaksi perletakan paling tinggi adalah kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen pada struktur tidak simetris yaitu sebesar 450.771 KN.

Penulangan Balok

(45)

27 Tabel 10 Gaya-gaya dalam maksimum dan penulangan balok

No. Struktur Pembebanan Momen Statik ekuivalen -118.45 -62.526 5D-16 D10-225

mm Respon spektrum -52.484 -32.302 2D-16 D10-225

mm Statik ekuivalen -150.19 190.803 6D-16 D10-100

mm Respon spektrum -148.6 182.4 6D-16 D10-125

mm Tabel 10 merupakan gaya-gaya dalam maksimum dan penulangan yang dibutuhkan pada perencanaan balok. Jumlah tulangan lentur minimum yang dibutuhkan untuk struktur simetris adalah 2 tulangan dengan diameter 16 mm untuk kombinasi pembebanan graviti, 5 tulangan dengan diameter 16 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen, dan 2 tulangan dengan diameter 16 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum. Jumlah tulangan lentur minimum yang dibutuhkan untuk struktur tidak simetris adalah 5 tulangan dengan diameter 16 mm untuk kombinasi pembebanan graviti, 6 tulangan dengan diameter 16 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen, dan 6 tulangan dengan diameter 16 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum. Struktur simetris memerlukan tulangan geser minimum pada semua kombinasi pembebanan yaitu tulangan diameter 10 dengan jarak antar sengkang 225 mm. Struktur tidak simetris memerlukan tulangan geser pada semua kombinasi pembebanan. Kombinasi pembebanan graviti memerlukan tulangan diameter 10 dengan jarak antar sengkang 150 mm. Kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen memerlukan tulangan diameter 10 dengan jarak antar sengkang 100 mm, sedangkan kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum memerlukan tulangan diameter 10 dengan jarak antar sengkang 125 mm.

Perhitungan tulangan lentur balok simetris dan tidak simetris dapat dilihat pada Lampiran 14a-14c dan 16a-16c. Perhitungan tulangan geser kolom simetris dan tidak simetris dapat dilihat pada Lampiran 15a-15c dan 17a-17c. Nilai gaya-gaya dalam penampang balok untuk semua kombinasi pembebanan pada struktur simetris dan tidak simetris dapat dilihat pada Lampiran 23a-23l dan Lampiran 25a-25l.

Penulangan Kolom

(46)

28

momen dan aksial maksimum kolom dan penulangan geser bedasarkan gaya geser maksimum kolom.

Tabel 11 Gaya-gaya dalam maksimum dan penulangan kolom No Struktur Pembebanan Aksial Tabel 11 merupakan gaya-gaya dalam maksimum dan penulangan yang dibutuhkan pada perencanaan kolom. Jumlah tulangan lentur minimum yang dibutuhkan untuk struktur simetris adalah 9 tulangan dengan diameter 19 mm untuk kombinasi pembebanan graviti, 12 tulangan dengan diameter 19 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen, dan 9 tulangan dengan diameter 19 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum. Jumlah tulangan lentur minimum yang dibutuhkan untuk struktur tidak simetris adalah 9 tulangan dengan diameter 19 mm untuk kombinasi pembebanan graviti, 13 tulangan dengan diameter 19 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen, dan 9 tulangan dengan diameter 19 mm untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa respon spektrum. Penulangan geser kolom dipakai penulangan minimum pada perencanaan struktur karena nilai gaya geser terfaktor pada penampang lebih kecil dari kuat geser nominal yang diizinkan. Tulangan minimum yang digunakan adalah tulangan diameter 10 mm dengan jarak antar sengkang 230 mm.

(47)

29 balok sebesar 0.45 m x 0.3 m. Mutu beton yang digunakan K300. 2.

2) Struktur portal 3D simetris dan tidak simetris mempunyai perbedaan kekakuan 0.00008.

a. Pergeseran struktur, reaksi perletakan, dan jumlah tulangan struktur portal 3D tidak simetris lebih besar dari struktur portal 3D simetris.

b. Penulangan lentur balok struktur simetris yang dibutuhkan pada pembebanan graviti, statik ekuivalen, dan respon spektrum masing-masing 2D-16, 5D-16, dan 2D-16, sedangkan penulangan lentur balok struktur tidak simetris yang dibutuhkan pada pembebanan graviti, statik ekuivalen, dan respon spektrum masing-masing 5D-16, 6D-16, dan 6D-16. Penulangan lentur kolom struktur simetris yang dibutuhkan pada pembebanan graviti, statik ekuivalen, dan respon spektrum masing-masing 9D-19, 12D-19, dan 9D-19, sedangkan penulangan lentur kolom struktur tidak simetris yang dibutuhkan pada pembebanan graviti, statik ekuivalen, dan respon spektrum masing-masing 9D-19, 13D-19, dan 9D-19.

c. Penulangan geser balok struktur simetris yang dibutuhkan sama untuk semua pembebanan, yaitu D10-225 mm. sedangkan penulangan geser balok struktur tidak simetris yang dibutuhkan pada pembebanan graviti, statik ekuivalen, dan respon spektrum masing-masing 150 mm, D10-100 mm, dan D10-125 mm. Penulangan geser kolom struktur simetris dan tidak simetris yang dibutuhkan sama, yaitu penulangan minimum D10-230 mm.

d. Struktur portal 3D tidak simetris memerlukan perencanaan tambahan yaitu pada perencanaan tarik pondasi, agar struktur tidak runtuh.

Saran

1. Diperlukan penelitian lanjutan untuk analisis struktur portal 3D simetris dan tidak simetris pada lantai yang lebih tinggi, diatas 10 m.

2. Struktur beraturan sebaiknya menggunakan perencanaan dengan analisis beban gempa statik ekuivalen sedangkan struktur tidak simetris menggunakan perencanaan dengan analisis dinamik respon spektrum.

DAFTAR PUSTAKA

(48)

30

Agus. 2002. Rekayasa Gempa untuk Teknik Sipil. Proyek Peningkatan Penelitian Pendidikan Tinggi Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.

[Departemen Pekerjaan Umum]. 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). [internet].

[diunduh 2013 Januari 14]. Tersedia pada:

http://www.pu.go.id/uploads/services/infopublik20120216121706.pdf. ---. 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

untuk Bangunan Gedung ( SNI 03-2847-2002). [internet]. [diunduh 2013 Januari 18]. Tersedia pada: http://dts.usu.ac.id/files/2002-12%20SNI%2003-2847-2002%20(Beton).pdf

---. 1987. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.53.1987). [internet]. [diunduh 2013 Januari

27]. Tersedia pada:

http://herikasyanto.files.wordpress.com/2011/09/pppurg_1987.pdf.

---. 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010. [internet]. [diunduh 2013 Februari 21]. Tersedia pada: http://darmadi18.files.wordpress.com/2012/06/peta_gempa_indonesia_201 0_finali.pdf

---. 1991. Spesifikasi Ukuran Kayu untuk Bangunan Rumah dan Gedung (SNI-03-2445-1991). [Internet]. [diunduh 2013 Mei

30]. Tersedia pada:

http://www.pu.go.id/uploads/services/infopublik201208131222240.pdf. Hong, Tjoa Pwee.2005. Konstruksi Kayu. Yogyakarta: Universits Atma Jaya

Yogyakarta.

Nasution, Amrinsyah. 2009. Analisis dan Desain Struktur Beton Bertulang. Bandung: Penerbit ITB.

(49)

31 Lampiran 1a Pemodelan struktur kuda-kuda dan panjang setiap batang kuda-kuda

(50)

32

Lampiran 2a Perhitungan pembebanan struktur atap a. Beban mati

(51)

33

(52)

34

⁄

ok

Kontrol terhadap lendutan

⁄

⁄ _⁄ _⁄

ok

(53)

35 Lampiran 3a Nilai gaya batang pada struktur kuda-kuda

Batang Gaya batang (KN)

Lampiran 3b Pemodelan struktur kuda-kuda perletakan 1 dan perletakan 3

(54)

36

Lampiran 3c Pemodelan struktur kuda-kuda perletakan 2

Lampiran 3d Perhitungan dimensi kuda 1. Kuda-kuda perletakan 1 dan 2

1) Beban mati a. Beban P1 dan P9

1. beban gording ⁄ 2. beban atap ⁄ 3. beban plafon ⁄ 4. beban kuda-kuda ⁄ ⁄

5. beban pelat sambung

6. beban bracing b. Beban P10 dan P16

1. beban gording ⁄ 2. beban atap ⁄ 3. beban kuda-kuda ⁄

4. beban pelat sambung 5. beban bracing c. Beban P11 dan P15

1. beban gording ⁄ 2. beban atap ⁄ 3. beban kuda-kuda ⁄

4. beban pelat sambung 5. beban bracing d. Beban P12 dan P14

1. beban gording ⁄ 2. beban atap ⁄

(55)

37

Beban hidup yang digunakan adalah beban pekerja sebesar 1 KN. 3) Beban angin

Angina tekan

⁄ ⁄ Angin hisap

⁄ ⁄ a. Beban angin tekan pertitik join adalah:

(56)

38

3. ⁄ 4. ⁄ 5. ⁄ b. Beban angin hisap pertitik join adalah:

(57)

39

Beban hidup yang digunakan adalah beban pekerja sebesar 1 KN. 5) Beban angin

Angin tekan

⁄ ⁄ Angin hisap

⁄ ⁄ a. Beban angin tekan pertitik joint adalah:

(58)

40

3. ⁄ 4. ⁄ 5. ⁄ b. Beban angin hisap pertitik joint adalah:

1. ⁄ 2. ⁄ 3. ⁄ 4. ⁄ 5. ⁄

Dimensi kuda-kuda dapat ditentukan menurut (Tjoa, 2005) dengan persamaan:

Direncanakan tampang persegi h ≈ 2b

⁄

diambil 8 cm

 (tabel faktor dan tegangan tekuk Felix,

hal 53-57)

⁄

diambil 10 cm

cek terhadap tegangan desak yang diizinkan

⁄

⁄ ⁄ ok

(59)

41 Lampiran 4 Desain spektrum gempa

Kondisi tanah lunak (site E)

(Tabel 7) (Tabel 6) ⁄ ⁄

Untuk

(60)

42

Lampiran 5a Perhitungan beban geser dasar nominal (V) dan beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi) untuk struktur portal 3D simetris

Lampiran 5b Perhitungan beban geser dasar nominal (V) dan beban gempa nominal statik ekuivalen (Fi) untuk struktur portal 3D tidak simetris

(61)

(62)

44

Lampiran 7a Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 1 Titik Lampiran 7b Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 2

(63)

45 Lampiran 7c Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 3

Titik join Sumbu x

(64)

46

Lampiran 7e Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 5 Titik join Sumbu x

(65)

47 Lampiran 7g Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 7

Titik join Sumbu x

(66)

48

Lampiran 7i Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 9 Titik join Sumbu x

(67)

49 Lampiran 7k Nilai pergeseran struktur simetris pada komb 11

Titik

(68)

50

(69)

51 Lampiran 9a Nilai pergeseran struktur tidak simetris pada komb 1

Titik join Sumbu x

(70)

52

Lampiran 9c Nilai pergeseran struktur tidak simetris pada komb 3 Titik join Sumbu

(71)

53 Lampiran 9e Nilai pergeseran struktur tidak simetris pada komb 5

Titik

(72)

54

Lampiran 9g Nilai pergeseran struktur tidak simetris pada komb 7 Titik join Sumbu x

(73)

55 Lampiran 9i Nilai pergeseran struktur tidak simetris pada komb 9

Titik join Sumbu x

(74)

56

Lampiran 9k Nilai pergeseran struktur tidak simetris pada komb 11 Titik join Sumbu x

(75)

(76)

58

Lampiran 11a Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 1 Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 1.60.260

Lampiran 11b Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 2 Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 145.952

Lampiran 11c Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 3 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(77)

59 Lampiran 11d Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 4

Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 85.256

Lampiran 11e Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 5 Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 111.919

Lampiran 11f Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 6 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(78)

60

Lampiran 11g Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 7 Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 173.755

Lampiran 11h Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 8 Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 111.709

Lampiran 11i Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 9 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(79)

61 Lampiran 11j Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 10

44 200.207

Lampiran 11k Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 11 Titik join Reaksi perletakan (KN)

44 172.81

Lampiran 11l Nilai reaksi perletakan struktur simetris pada komb 12 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(80)

62

(81)

63 Lampiran 13a Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 1

32 159.341

Lampiran 13b Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 2 Titik join Reaksi perletakan (KN)

32 145.213

Lampiran 13c Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 3 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(82)

64

Lampiran 13d Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 4 Titik join Reaksi perletakan (KN)

32 81.738

Lampiran 13e Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 5 Titik join Reaksi perletakan (KN)

32 109.508

Lampiran 13f Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 6 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(83)

65 Lampiran 13g Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 7

32 174.392

Lampiran 13h Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 8 Titik join Reaksi perletakan (KN)

32 109.558

Lampiran 13i Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 9 Titik join Reaksi perletakan (KN)

(84)

66

Lampiran 13j Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 10 Titik join Reaksi perletakan (KN)

32 202.211

Lampiran 13k Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 11

Lampiran 13l Nilai reaksi perletakan struktur tidak simetris pada komb 12 Titik

(85)

67 Lampiran 14a Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti

struktur simetris Diameter tulangan 16 mm

As = 65.273 mm2 (hasil perhitungan SAP 2000 versi 14) _⁄

Jumlah tulangan untuk kombinasi pembebanan graviti struktur portal 3D simetris adalah 2 buah.

Lampiran 14b Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen struktur simetris

Diameter tulangan 16 mm

Jumlah tulangan yang dibutuhkan untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen struktur portal 3D simetris adalah 5 buah.

Lampiran 14c Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti dan gempa respon spektrum struktur simetris

As = 390 mm2 (hasil perhitungan SAP 2000 versi 14) _⁄

(86)

68

Lampiran 15a Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti struktur simetris

(87)

69

√ √

Cek ≥

≥ 62526 N …….. (OK)

Digunakan D10-225 mm

Lampiran 15c Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti dan respon spektrum struktur simetris

Ukuran balok : 300 x 450 mm

fy : 413.685 MPa

fc’ : 24.9MPa

d’ : 40 mm

: 0.55

Vu : 32302 N

√

Cek Vu <

Digunakan tulangan geser minimum

(88)

70

Lampiran 16a Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti struktur tidak simetris

Jumlah tulangan untuk kombinasi pembebanan graviti struktur portal 3D tidak simetris adalah 5 buah.

Lampiran 16b Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen struktur tidak simetris

Jumlah tulangan yang dibutuhkan untuk kombinasi pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen struktur portal 3D tidak simetris adalah 6 buah. Lampiran 16c Perhitungan penulangan lentur balok pada pembebanan graviti dan

gempa respon spektrum struktur tidak simetris Diameter tulangan 16 mm

(89)

71 Lampiran 17a Perhitungan penulangan geser balok pada pembebanan graviti

struktur tidak simetris

(90)

72

(91)

73 Lampiran 18a Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan graviti

struktur simetris Diameter tulangan 19 mm

Agr = 2500 mm2 (hasil perhitungan SAP 2000 versi 14) _⁄

Jumlah tulangan untuk kombinasi pembebanan graviti struktur portal 3D simetris adalah 9 buah.

Lampiran 18b Perhitungan penulangan lentur kolom pada pembebanan graviti dan gempa statik ekuivalen struktur simetris