BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 LALATTAAR BR BELAELAKANKANGG
Indonesia adalah wilayah yang terkena dampak resiko gempa yang tinggi, Indonesia adalah wilayah yang terkena dampak resiko gempa yang tinggi, dikare
dikarenakan terdapat nakan terdapat banyabanyak k lempenlempeng g tektontektonik ik yang melewati yang melewati beberabeberapa pa wilaywilayahah di Negara tersebut. Sehingga pada aplikasi bangunan terutama pada bangunan di Negara tersebut. Sehingga pada aplikasi bangunan terutama pada bangunan bertingkat
bertingkat diperlukan diperlukan suatu suatu perencanaan perencanaan yang yang baik baik guna guna mengurangi mengurangi resikoresiko keg
kegagaagalan lan strustruktuktur r gedgedung ung akiakibat bat gemgempa. pa. AgAgar ar banbangungunan an dapdapat at berbertahtahan an saatsaat gempa terjadi diperlukan suatu struktur yang kaku, karena perilaku gempa itu gempa terjadi diperlukan suatu struktur yang kaku, karena perilaku gempa itu sendir
sendiri i yaitu menyebabyaitu menyebabkan kan tanah dibawah bangunan tergoncatanah dibawah bangunan tergoncang ng dan dan bergbergerak erak secara tak beraturan yang bilamana suatu struktur bila tidak mempunyai kekakuan secara tak beraturan yang bilamana suatu struktur bila tidak mempunyai kekakuan yang cukup baik maka bangunan tersebut akan mengalami kegagalan atau roboh. yang cukup baik maka bangunan tersebut akan mengalami kegagalan atau roboh.
Dal
Dalam am perperencencanaanaannannya ya terdterdapaapat t dua dua jenijenis s perperhithitungungan an strustruktuktur r gedgedungung,, yai
yaitu tu menmengguggunaknakan an opeopen n framframe e yaiyaitu tu strustruktuktur r gedgedunung g berbertumtumpu pu padpada a balbalok,ok, kolom, dan pelat. Kemudian terdapat pula system ganda, yaitu kombinasi open kolom, dan pelat. Kemudian terdapat pula system ganda, yaitu kombinasi open frame dengan suatu dinding yang dapat menahan gaya lateral akibat gempa yang frame dengan suatu dinding yang dapat menahan gaya lateral akibat gempa yang dis
disebuebut t dindindinding g gesgeserer (sh(shear walear wall).l). Dinding geser adalah dinding rangka yangDinding geser adalah dinding rangka yang berfungi
berfungi untuk untuk menambah menambah kekuatan kekuatan dan dan kekakuan kekakuan struktur struktur gedung gedung terhadapterhadap beban
beban lateral lateral akibat akibat gempa. gempa. Dinding Dinding geser geser dianggap dianggap lebih lebih kaku kaku daripada daripada elemenelemen rangka biasa sehingga dapat menahan beban lateral yang lebih besar akibat gempa rangka biasa sehingga dapat menahan beban lateral yang lebih besar akibat gempa dan disaat yang bersamaan
dan disaat yang bersamaan dapat membatasi simpangan antar lantdapat membatasi simpangan antar lantai. Nawy, !""ai. Nawy, !""#$#$ %&'( Dinding geser secara geometri dapat diklasifikasikan sebagai berikut $
%&'( Dinding geser secara geometri dapat diklasifikasikan sebagai berikut $ '.
'. Flexural Flexural WaWallll Dinding )angsing(, yaitu dinding geser yang memiliki rasioDinding )angsing(, yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw
hw/lw * ! dan desainnya dikontrol oleh * ! dan desainnya dikontrol oleh perilaku lentur.perilaku lentur. !.
!. Squat WallSquat Wall Dinding +endek(, yaitu dinding geser yang memiliki rasioDinding +endek(, yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lwhw/lw ! dan desainnya dikontrol oleh perilaku geser.
! dan desainnya dikontrol oleh perilaku geser. -.
-. Coupled ShearwallCoupled Shearwall Dinding erangkai(, dimana momen guling yang terjadiDinding erangkai(, dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh akibat beban gempa ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok/balok
balok/balok perangkai, perangkai, sebagai sebagai gaya/gaya gaya/gaya tarik tarik dan dan tekan tekan yang yang bekerja bekerja padapada masing/masing dasar pasangan dinding tersebut.
Dalam sebuah penelitian terhadap dinding geser diperlukan kur0a kapasitas sehingga perilaku bangunan terhadap gaya yang bekerja dapat diketahui, sehingga dapat ditentukan efektifitas dari dinding geser tersebut. 1ntuk mengetahui kapasitas dari bangunan yang direncanakan maka dilakukan analisis menggunakan metode pushover . Dasar teori pushover sangat sederhana, yaitu memberikan pola beban static tertentu dalam arah lateral yang besarnya ditingkatkan secara incremental sampai struktur tersebut mencapai target displacement tertentu atau mencapai pola keruntuhan tertentu. 2analip dkk, !"'#(
+ada penelitian terdahulu yang telah dilakukan oleh 2analip dkk, yaitu penelitian tentang efektifitas kinerja bangunan beton bertulang menggunakan dinding geser terhadap 0ariasi letak permodelan dinding geser. Dari peneletian tersebut disebutkan bahwa perlu dilakukannya penelitian tentang efektifitas shear wall terhadap 0ariasi tebal dimensinya. erdasarkan penelitian tersebut, pada tugas akhir ini penulis akan melakukan penelitian tentang perbandingan kur0a kapasitas bangunan gedung bertingkat pada 0ariasi tebal dinding geser menggunakan metode analisis pusho0er. +ada tugas akhir ini akan dibandingkan -tiga( tinggi dan ketebalan dinding geser pada tipe dinding geser frame wall , yaitu dinding geser diletakkan pada sisi luar bangunan sehingga berfungsi sebagai dinding penahan beban lateral.
1.2 RUMUSAN MASALAH
+ada penelitian ini dilakukan perbandingan - tiga( buah gedung bertingkat & empat( dengan 0ariasi tebal dinding geser terhadap kur0a kapasitas menggunakan metode analisa pushover . erdasarkan latar belakang diatas maka rumusan masalah pada tugas akhir ini adalah$
'. bagaimana mekanisme terjadinya sendi plastis pada ketiga bangunan yang ditinjau3
!. bagaimana perbandingan kur0a kapasitas antara ketiga bangunan yang diteliti3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
4ujuan penelitian ini adalah$
'. mengetahui mekanisme terjadinya sendi plastis pada ketiga bangunan yang ditinjau,
!. mengetahui perbandingan kur0a kapasitas antara ketiga bangunan yang diteliti.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
2anfaat dari penelitian tugas akhir ini yang dapat diambil adalah $
'. menambah referensi dan wawasan mengenai perencanaan gedung bertingkat menggunakan dinding geser,
!. menambah referensi mengenai tebal dan tinggi efektif bagi dinding geser pada bangunan bertingkat,
-. menjadi bahan pertimbangan teknis mengenai perilaku struktur bangunan menggunakan dinding geser sebagai pengaku pada kur0a kapasitas,
&. menambah referensi dan wawasan mengenai analisis menggunakan metode pusho0er.
1.5 BATASAN PENELITIAN
+ada tugas akhir ini terdapat batasan/batasan dalam penelitian, yaitu$
'. terdapat tiga bangunan dengan tinggi empat lantai dimana bangunan pertama menggunakan dinding geser dengan tebal dinding '#" cm, bangunan kedua menggunakan dinding geser dengan tebal dinding !"" cm, dan bangunan ketiga menggunakan dinding geser dengan tebal dinding !#" cm,
!. kegunaan bangunan adalah sebagai bangunan hunian,
-. kombinasi beban yang ditinjau adalah beban mati, beban hidup, dan beban gempa,
&. beban angin tidak diperhitungkan dalam analisis ini,
#. pemodelan struktur menggunakan bantuan program SA+!""" 0'&, 5. pondasi dan kondisi tanah tidak diteliti,
%. lokasi terletak di 6ogyakarta,
7. perhitungan dan analisa beban gempa berpedoman pada peraturan SNI "-/ '%!5/!"'!,
8. mutu beton pada komponen struktur f9c( : !# 2+a, '". mutu baja tulangan fy : -#" 2+a ; +'-(,
'!. tumpuan diasumsikan jepit,
'-. pelat lantai maupun atap kaku sempurna, '&. pemodelan - dimensi,
'#. konstruksi tangga maupun rencana lift tidak diperhitungkan,
'5. analisis dilakukan menggunakan analisis statis non linier Analisis pushover (,
'%. analisa sampai pada kur0a kapasitas,
'7. analisa kinerja bangunan tidak diperhitungkan,
'8. pemodelan sendi plastis menggunakan auto hinge yang terdapat didalam program SA+!""" 0'&,
!". sistem rangka direncanakan sebagai sistem Struktur <angka +emikul 2omen Khusus S<+2K(,
!'. jenis tanah adalah tanah sedang,
!!. rencana anggaaran biaya gedung tidak diperhitungkan, !-. peraturan yang digunakan $
a. peraturan pembebanan SNI "-/'%!%/'878,
b. tata cara perhitungan sturktur beton untuk bangunan gedung SNI "-/ !7&%/!""!,
c. tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung SNI "-/'%!5/!"'!,
d. =>2A -#5 Prestandard and Commentary for the Seismi !erahi"ilitation of #uildings.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 KURVA KAPASITAS
Analisa pushover merupakan prosedur analisa untuk mengetahui perilaku keruntuhan suatu bangunan terhadap gempa. Analisa pushover dilakukan dengan memberikan suatu pola beban lateral statik pada struktur ,yang kemudian secara bertahap ditingkatkan dengan faktor pengali sampai satu target perpindahan lateral dari suatu titik acuan tercapai. iasanya titik tersebutadalah titik pada struktur bagian atas. Analisa pushover menghasilkan kur0a kapasitas,kur0a yang
menggambarkan hubungan antara gaya geser dasar, ?,terhadap perpindahan titik acuan pada struktur bagian atas, D. 2analip dkk, !"'#(
2.2 DINDING GESER
2enurut SNI "-/!7&%/!""! $tata ara perhitungan stru%tur "eton untu% "angunan gedung& dinding geser adalah komponen struktur yang berfungsi untuk meningkatkan kekakuan struktur dan menahan gaya/gaya lateral yang bekerja pada komponen struktur gedung. Dalam perencanaannya dinding geser harus direncanakan terhadap beban eksentris dan setiap beban lateral atau beban lain yang bekerja padanya.
4erdapat syarat ketebalan dinding pendukung yang dilakukan dengan cara empiris tidak boleh kurang daripada '@!# tinggi atau panjang bagian dinding yang ditopang secara lateral, diambil yang terkecil, dan tidak pula kurang daripada '"" mm. Dalam perencanaan dinding geser harus dilakukan perhitungan terhadap beban eksentris dan setiap beban lateral atau beban lainnya yang bekerja padanya.
+ada konstruksi pelat beton bertulang, lantai dapat dianggap tidak mengalami distorsi karena ketegaran lantai sangat besar. adi gaya geser yang ditahan oleh sistem struktur disetiap tingkat bisa dihitung berdasarkan rasio ketegaran dengan memakai prinsip statis tak tertentu. Deformasi pada dinding kantile0er menyerupai deformasi balok kantile0er yang tegak lurus tanah dan selain deformasi lentur, dinding mengalami deformasi geser dan rotasi secara
keseluruhan akibat deformasi tanah. Sebagai perbandingan deformasi portal terbuka besarnya cenderung sama pada tingkat atas dan bawah, sedangkan deformasi pada dinding geser sangat kecil didasar dan besar dipuncak. Bedung yang sesungguhnya tidak memiliki dinding geser yang berdiri sendiri karena dinding berhubungan dalam segala arah dengan balok atau batang lain ke kolom/ kolom disekitarnya. Sehingga deformasi dinding akan dibatasi dan keadaan ini sebagai pengaruh pembatasan "oundary effet (. Agar daya tahan dinding dapat berfungsi sebagaimana mestinya, maka syarat/syarat harus dipenuhi. 2S,
Ananda =ebry dan 4arigan .(
2.3 PENELITIAN TERDAHULU
4erdapat beberapa penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya tentang perhitungan dinding geser dan penggunaan analisis pushover pada struktur bangunan bertingkat.
<obach dkk, dalam penelitiannya yang berjudul C+erencanaan Dinding Beser pada Struktur Bedung eton ertulang dengan Sistem Banda bertujuan untuk mengetahui mekanisme pembagian beban pada struktur beton bertulang yang menggunakan sistem ganda, dan mendapatkan hasil rancangan dinding geser pada struktur beton bertulang yang menggunakan sistem ganda. Dari penelitian
tersebut didapat beberapa kesimpulan, yaitu distribusi beban pada struktur memakai prinsip bahwa komponen struktur akan menerima beban sesuai dengan kekakuannya. +ada Sistem Banda, komponen S<+2 berupa kolom, menerima beban lateral minimal sebesar !#E, sedangkan sisanya diterima oleh dinding
geser. Dengan menghitung massa gedung berdasarkan dimensi komponen/ komponennya, didapatkan gaya gempa nominal ? yang didistribusikan menjadi gaya geser tiap lantai =i. Baya geser =i kemudian didistribusikan ke tiap portal yang proporsinya sesuai dengan kekakuan relatifnya. Dengan memodelkan dinding geser sebagai struktur kantile0er, didapatkan gaya geser dan momen lentur, dan dari analisis terhadap tri"utary area, didapatkan gaya aksial, yang dipakai untuk merencanakan tulangan pada dinding geser, yang meliputi tulangan horiFontal dan 0ertikal. 4ulangan 0ertikal yang terpasang, diperiksa kapasitasnya terhadap lentur dan aksial dengan bantuan diagram interaksi pada program
+GAGH). ika gaya aksial dan momen nominal pada penampang kurang dari gaya aksial dan momen ultimit hasil analisis, maka rasio tulangan perlu ditambah. Dan dari besarnya nilai c jarak serat tekan terluar ke sumbu netral( dapat ditentukan apakah dinding geser perlu diberi komponen batas atau tidak. Dari hasil perhitungan yang dilakukan, didapatkan bahwa tulangan horiFontal pada dinding geser lantai ' sampai dengan - adalah D'8 '5" ! lapis(, dan pada lantai & sampai dengan % adalah D'8 !"" ! lapis(. Sedangkan tulangan 0ertikal untuk seluruh penampang dinding geser adalah '5 D!! ! sisi(, dan pada komponen batas adalah 8 D!! & sisi(.
+ranata, 6osafat Aji dan 6uniFar !"''(, dalam penelitiannya yang berujudul C+emodelan Dinding Beser idang sebagai >lemen Kolom >ki0alen pada Bedung eton ertulang ertingkat <endah bertujuan untuk mempelajari pemodelan dinding geser bidang sebagai elemen kolom eki0alen pada studi kasus gedung beton bertulang dengan klasifikasi gedung tidak beraturan. Dari penelitian tersebut terdapat beberapa kesimpulan, yaitu $
'. Jasil penelitian ini diperoleh faktor pengali penampang momen inersia untuk gedung A yaitu '#, untuk gedung yaitu 8. Dengan faktor pengali penampang momen inersia tersebut diperoleh hasil waktu getar alami yang
hampir sama antara gedung dinding geser yang dimodelkan sebagai kolom eki0alen dengan yang dimodelkan sebagai wall.
!. Jasil analisis dinamik gedung A yaitu gaya geser dasar sebagai berikut, E/ relatif perbedaan antara gedung A' dan A! untuk arah/ sebesar ",'!E, hasil ini memperlihatkan bahwa pemodelan kolom eki0alen tepat dilakukan untuk arah/.
-. Jasil analisis dinamik gedung yaitu gaya geser dasar sebagai berikut, E/ relatif perbedaan antara gedung ' dan ! untuk arah/ sebesar ",#%E, hasil ini memperlihatkan bahwa pemodelan kolom eki0alen tepat dilakukan untuk arah/.
&. Jasil analisis dinamik gedung A yaitu peralihan atap sebagai berikut, E/ relatif perbedaan antara gedung A' dan A! untuk arah/ sebesar %,'%E, hasil ini memperlihatkan bahwa pemodelan kolom eki0alen tepat dilakukan untuk arah/.
#. Jasil analisis dinamik gedung yaitu peralihan atap sebagai berikut, E/ relatif perbedaan antara gedung ' dan ! untuk arah/ sebesar %7,&5E, hasil ini memperlihatkan bahwa pemodelan kolom eki0alen tidak tepat dilakukan untuk arah/.
2S, Ananda =ebry dan 4arigan ., dalam penelitian yang berjudul C+erencanaan +enulangan Dinding Beser Shear Lall( erdasarkan 4ata Gara SNI "-/!7&%/!""! bertujuan untuk menentukan besar gaya pada dinding geser pada suatu konstruksi portal 5 lantai dimana letak shearwallnya simetris dan beraturan, dimana shearwall dengan dan tanpa tulangan. 2erencanakan penulanan dari dinding geser sesuai dengan gaya/gaya yang terjadi akibat kombinasi beban gempa konsep gaya dalam( serta membandingkan antara dinding geser yang menggunakan tulangan dengan dinding geser tanpa tulangan. Dari penelitian tersebut dapat ditarik kesimpulan seperti berikut$
'. Dinding geser shear wall ( yang direncanakan menggunakan dimensi panjang @lebar dinding geser 5 m dan tebal -" cm dengan tinggi gedung !& m.
!. Baya geser maksimum yang terjadi pada dinding geser ?uma( adalah !7%#,&5 kN.
-. Dinding geser shear wall ( yang direncanakan menggunakan dua layer baja tulangan D'5/-"".
&. erdasarkan perhitungan analisa struktur pada perencanaan struktur dinding geser diperoleh kuat geser ?n( sebesar #"'#,'%8 kN ?n * ?uma(. Dengan demikian, dinding geser shear wall ( cukup kuat menahan gaya geser yang terjadi pada struktur.
#. Dari data perbandingan struktur open frame dengan dinding geser shear wall ( dan struktur open frame didapat $
/ Struktur 'pen Frame dengan Dinding Beser shear wall (
• 4ulangan yang dibutuhkan adalah #-"87,7"% kg • ?olume pekerjaan adalah %8!,-!
m-/ Struktur 'pen Frame
• 4ulangan yang dibutuhkan adalah 5''8!,%8& kg • ?olume pekerjaan adalah 7"-,'!
m-2aka dapat disimpulkan, bahwa struktur open frame dengan dinding geser shear wall ( lebih ekonomis dari struktur open frame.
2analip dkk !"'#(, dalam penelitiannya yang berjudul C+enempatan Dinding Beser pada angunan eton ertulang dengan Analisa +usho0er bertujuan untuk menghitung kinerja struktur menggunakan metode pushover dan mengetahui respon pada penempatan instrument dinding geser. Dari penelitian tersebut dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut $
'. 2odel penempatan dinding sesuai dengan kelas situs tanah dan haFard gempa adalah sebagai berikut $
a. 1ntuk haFard gempa !#"" tahun, penempatan dinding geser pada kelas Situs A mengikuti pola model '8, kelas situs dan G mengikuti pola model '-, kelas situs D mengikuti pola model '!, dan kelas situs > mengikuti model &.
b. 1ntuk haFard gempa #"" tahun, penempatan dinding geser pada kelas seluruh kelas situs A sampai > mengikuti pola model ''.
c. 1ntuk haFard gempa '""" tahun, penempatan dinding geser pada kelas Situs A mengikuti pola model '8 dan atau !", kelas situs dan G, mengikuti pola model '8 dan atau &, kelas situs D, mengikuti pola model '' dan atau '8, dan kelas situs > mengikuti pola model & dan atau '!. d. 4ipe model penempatan dinding geser direkomendasikan persamaan 6 :
',"#%"7!M '%, !-5 di mana nilai M merupakan prosentase perbandingan antara besarnya base shear terhadap berat total struktur,
nilai 6 memenuhi 6 O 6 A, 6 P !" Q.ϵ
Kombinasi antara desain berbasis kinerja dan penempatan dinding geser yang tepat menghasilkan desain strutur yang optimal.
2.4 KEASLIAN PENELITIAN
+ada penelitian ini digunakan tiga bangunan gedung ditinjau dari 0ariasi tebal dan tinggi dinding geser terhadap kur0a kapasitas. Kur0a kapasitas akan menunjukkan hubungan antara gaya gempa dan perpindahan yang terjadi hingga struktur mengalami keruntuhan. 4erdapat perbedaan antara penelitian yang akan dilakukan dengan penelitian sebelumnya sehingga tidak ada tindak plaginasi didalam penelitian ini dan dapat dipertanggungjawabkan.
Tabel 2.1+erbandingan penelitian
PENELITIAN TERDAHULU PENELITIAN SEKARANG PENELITI DAN
JUDUL SUBSTANSI PENELITIAN
SUBSTANSI PENELITIAN Ghoerur <obach, <etno Anggraini, Achfas Racoeb C+erencanaan Dinding Beser pada Struktur Bedung eton ertulang dengan Sistem Banda
-
' Bedung dengan % lantai-
+eraturan +embebananIndonesia untuk Bedung. '87-(
-
SNI "-/'%!5/!""! Standar+erencanaan Ketahanan Bempa untuk Struktur angunan Bedung(.
-
SNI "-/!&7%/!""! 4ata Gara+erhitungan Struktur eton untuk angunan Bedung(.
-
+erbandingan tigagedung & lantai terhadap tebal dinding geser
-
+eraturan pembebanan SNI "-/'%!%/'878-
2etode Analisis pushover-
+eraturan perencanaan kegempaan "-/'%!5/ !"'! 6osafat Aji +ranata, 6uniFar C+emodelan Dinding Beser idang sebagai >leme Kolom >ki0alen pada Bedung eton ertulang ertingkat <endah-
>lemen dinding gesermenggunakan fitur wall , dan elemen dinding geser menggunakan fitur kolom eki0alen.
-
Rona gempa--
Bedung tidak berauran-
4anah keras-
Bedung sekolah # lantaiSNI
"-/!7&%/!""--
+erbandingan tigagedung lantai & terhadap tebal dinding geser menggunakan metode analisis pushover
-
4anah Sedang-
SNI "-/!7&%/!""! =ebry Ananda 2S, ohannes 4arigan C+erencanaan +enulangan Dinding Beser Shear Wall ( erdasarkan 4ata Gara SNI "-/ !7&%/!""!-
Shear wall dengan dan tanpatulangan
-
angunan 5 lantai tinggi total!& m.
-
SNI "-/!7&%/!""!-
SNI "-/'%!5/!""! AGI -'7/"7-
=>2A -#5-
2enggunakan analisa pushover-
+erbandingan tigagedung lantai & terhadap tebal dinding geser menggunakan metode analisis pushover
)anjutanTabel 2.1+erbandingan penelitian
PENELITIAN TERDAHULU PENELITIAN SEKARANG PENELITI DAN
JUDUL SUBSTANSI PENELITIAN
SUBSTANSI PENELITIAN J. 2analip, >. . Kumaat, =.I <untu !"'#( C+enempatan Dinding Beser pada angunan eton ertulang dengan Analisa Pushover
-
4erdapat !" permodelan dalampenempatan dinding geser
-
2enggunakan software >4AS-
2etode analisis push over-
SNI '%!5/!"'!-
SNI!7&%/!"'--
=>2A -#5-
=>2A &&"-
=>2A &#'-
+erbandingan tigagedung lantai & terhadap tebal dan tinggi dinding geser menggunakan metode analisis pushover
-
2enggunakan softwareSP*** v+,
-
=>2A -#54erdapat perbedaan terhadap model dan subjek dinding geser yang akan diteliti. Sehingga penelitian yang akan dilakukan dapat dipertanggungjawabkan keasliannya dan tidak ada tindak plaginasi dalam penelitian ini.
