PERENCANAAN STRUKTUR TAHAN GEMPA PADA STRUKTUR GEDUNG BANGUNAN TINGGI MENGGUNAKAN CORE WALL (STUDI KASUS GEDUNG TOWER CASPIAN GRAND

(1)

PERENCANAAN STRUKTUR TAHAN GEMPA PADA STRUKTUR GEDUNG BANGUNAN TINGGI

MENGGUNAKAN CORE WALL

( STUDI KASUS GEDUNG TOWER CASPIAN GRAND SUNGKONO LAGOON SURABAYA )

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik

Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

Muzdalifah Ayu Oktaviani 201610340311108

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2021

(2)

(3)

(4)

iii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Karya sederhana ini saya persembahkan kepada :

1. Kepada Allah SWT yang nikmat dan karunianya selalu terlimpahkan kepada saya, terimakasih atas semua yang telah Engkau berikan.

2. Kepada seseorang istimewa yaitu Ibu yang amat saya cintai. Terima kasih yang tiada terhingga atas kasih sayang, doa, dukungan, kebaikan, perhatian, dan kebijaksanaan yang telah kau berikan yang tidak mungkin dapat penulis balas hanya dengan selembar kertas persembahan ini.

Semoga ini menjadi awal untuk penulis dapat berbuat hal yang lebih untuk membahagiakanmu, karena penulis sadar belum dapat membahagiakanmu. 3. Kepada adik saya tersayang Maulani zukhruf ayu ramdhani, yang selalu

memberi dukungan, kebaikan, perhatian dan selalu mendoakan sehingga tugas akhir ini selesai dengan baik.

4. Terimakasi kepada Sahabat-sahabat yang mengsuport sehingga mendapatkan dorongan untuk menyelesaikan skripsi, yaitu : Addin Absari, Widya Ratna Saraswati, Aisyania Arizkyan Az-Zaki, Widya Pirenaningati, Ratna Sulistianingsih, Siti Rahmah Hardian Sari, Deliana Naila Maulida, Rosa, Putri , Dimas Hanggara, Imam M. Baihaqi, Alan, Satya Utama, dan teman-teman lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

5. Kepada Rifansa Lintang Pambayu yang selalu memberikan dorongan dan selalu mendoakan sehingga tugas akhir ini selesai dengan baik.

6. Kakak-kakak tingkat 2015 yang telah banyak memberi masukan dan juga adik-adik 2017 dan 2018 yang turut serta mendukung saya berproses sehingga menjadi lebih baik lagi.

7. Keluarga besar Universitas Muhammadiyah Malang.

(5)

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Tugas Akhir yang berjudul ““PERENCANAAN STRUKTUR TAHAN

GEMPA PADA STRUKTUR GEDUNG BANGUNAN TINGGI

MENGGUNAKAN CORE WALL (STUDI KASUS GEDUNG TOWER CASPIAN GRAND SUNGKONO LAGOON SURABAYA)” ini disusun dalam rangka menyelesaikan studi Strata 1 di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan, bantuan, petunjuk, dan dukungan banyak pihak, sehingga dapat selesai dengan baik, oleh sebab itu pada kesempatan kali ini dengan segala kerendahan hati, penulis menyampaikan banyak terimakasih kepada yang terhormat:

1. Tuhan Yang Maha Esa atas karunia dan kesehatan yang diberikan selama ini sehingga laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

2. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Ir. Erwin Romel, MT., dan Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT., selaku Dosen Pembimbing I dan Dosen Pembimbing II yang selalu membimbing dan memberikan arahan dengan segala kesabaran dan ilmu yang diberikan, serta meluangkan waktu untuk membantu menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan ilmu pengetahuan, sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Mbak Mila selaku admin PT. PP Property Lagoon Sungkono Surabaya yang telah memberikan data perhitungan, sehingga dapat terselesaikannya tugas akhir ini.

(6)

v

6. Teman-teman Teknik Sipil C 2016 yang telah menemani dari awal perjuangan kuliah hingga saat ini.

7. Rekan-rekan seperjuangan mahasiswa Program Studi Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan cerita dan pengalaman hidup kepada penulis.

8. Rekan-rekan KKN 24 Universitas Muhammadiyah Malang di Desa Karangrejo, Kecamatan Kromengan B, Kabupaten Malang yang memberikan pengalaman serta cerita-cerita yang sangat berkesan.

9. Kepada seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Terimakasih atas bimbingan, saran-saran dan motivasi yang telah diberikan, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi bagi pembaca umumnya dan bagi mahasiswa Program Studi Teknik Sipil pada khususnya. Penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan. Maka dari itu, kritik dan saran yang bersifat membangun senantiasa penulis terima dengan senang hati.

Wassalamualaikum Wr.wb.

Malang, November 2021

Penulis

(7)

vi ABSTRAK

Sebagai kota yang berkembang pesat dan Industrialisasi yang besar, mengakibatkan meningkatnya kebutuhan lahan di daerah Jawa Timur khususnya Surabaya dengan membuat gedung menjulang atau bertingkat tinggi. Berdasarkan SNI 1726:2019 daerah tersebut merupakan daerah dengan resiko gempa yang cukup tinggi. Sehingga harus ada solusi perencanaan tambahan untuk mereduksi gaya gempa yang bekerja dengan menambahkan core wall. Tahapan yang dipakai dalam perencanaan ulang ini dengan menentukan menentukan jenis sistem penahan gempa, kemudia diberikan beban dasar (beban gravitasi dan gempa) dan beban kombinasi. Kemudian dilanjutkan dengan analisa menggunakan software Etabs. Berdasarkan hasil analisa tersebut maka diperoleh drift ratio, momen tosi, p-delta dan didapatkan balok induk terbesar dengan dimensi 400/800 dengan tulangan longitudinal D22 dan tulangan transversal D10, kemudian kolom dengan dimensi 750/1500 dengan tulangan longitudinal D25, tulangan transversal D25, serta pengekang sebesar D13, kemudian dinding geser dengan dimensi panjang 5650 mm, tebal 500 mm, panjang boundary element 1800 mm dengan tulangan utama vertikal dan horisontal 2D-150 pengekang boundary element 4D13 pada kolom dan 1D16 pada badan dinding geser.

Kata Kunci : Core wall, Sistem Ganda, SNI 1726-2019, SRPMK

(8)

vii ABSTRACT

As a rapidly growing city and large industrialization, resulting in increasing land needs in east Java, especially Surabaya by making buildings towering or high rise. Based on SNI 1726:2019 the area is an area with a high risk of earthquakes.

So there must be additional planning solutions to reduce earthquake forces that work by adding core walls. The stages used in this re-planning by determining the type of earthquake suppression system, then given the basic load (gravity and earthquake load) and the combined load. Then continued with the analysis using Etabs software. Based on the results of the analysis, the drift ratio, tosi moment, p-delta and obtained the largest master beam with dimensions of 400/800 with longitudinal bone D22 and transverse bone D10, then column with dimensions 750/1500 with longitudinal reinforcement D25, transverse bone D25, as well as a restraint of D13, then a sliding wall with a length dimension of 5650 mm, a thickness of 500 mm, a boundary element length of 1800 mm with vertical and horizontal main reinforcements 2D-150 boundary element 4D13 restraints in columns and 1D16 on the body of the sliding wall.

Keywords : Core wall, Dual System, SNI 1726-2019, SRPMK

(9)

iv DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... i

SURAT PERNYATAAN... ii

LEMBAR PERSEMBAHAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Studi ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 4

2.1 Pengertian Dinding Geser... 4

2.1.1 Klasifikasi Dinding Geser Berdasarkan Letak ... 4

2.1.2 Elemen Struktur Dinding Geser ... 5

2.2 Pembebanan Struktur ... 5

2.2.1 Beban Mati (Dead Load) ... 6

2.2.2 Beban Hidup (Live Load) ... 6

2.2.3 Beban Gempa (Earthquake Load) ... 10

2.2.4 Kombinasi Beban Ultimit ... 10

2.3 Katagori Resiko Gempa dan Faktor Keutamaan Gempa ... 11

2.4 Analisis Dinamik ... 13

2.4.1 Analisis Ragam Respon Spektrum ... 14

(10)

v

2.4.2 Menentukan Klasifikasi Situs ... 17

2.4.3 Katagori Desain Seismik ... 18

2.5 Permodelan struktur ... 22

2.5.1 Geser Dasar Seismik ... 23

2.5.2 Perhitungan Koefisien Respons Seismik ... 23

2.5.3 Perioda Fundamental Pendekatan ... 24

2.6 Geser dasar minimum untuk menghitung simpang antar lantai ... 25

2.7 Penerapan simpangan antar lantai ... 26

2.8 Menghitung Simpangan Antar Lantai Diperlukan Geser Dasar Minimum 26 2.9 Menghitung Simpangan Antar Lantai Diperlukan Nilai Geser ... 26

2.10 Torsi Tak Terduga ... 27

2.11 Perbesaran Momen Torsi Terduga ... 27

2.12 Pengaruh P-Delta ... 28

2.13 Kekakuan ... 29

2.13.1 Kekakuan kolom jepit-jepit ... 29

2.13.2 Kekakuan Menurut Cara Muto (1975) ... 32

2.13.3 Kekakuan Dengan Cara Matrik ... 34

2.13.4 Kekakuan Struktur Dinding (Structural Wall) ... 35

2.14 Pengertian Core Wall ... 36

2.15 Teori Core Wall ... 37

2.16 Perencanaan Core Wall ... 38

2.16.1 Persyaratan Tulangan Core Wall ... 38

2.16.2 Desain Torsi ... 39

2.16.3 Beban torsi terbagi rata teori dasar... 40

(11)

vi

2.17 Analisa stabilitas gedung ... 43

BAB III METODE PENELITIAN... 45

3.1 Data Objek Penelitian ... 45

3.1.1 Data Lokasi ... 45

3.1.2 Data Teknis Bangunan ... 45

3.1.3 Gambar bangunan ... 46

3.1.4 Mutu Bahan ... 52

3.1.5 Data Pembebanan ... 53

3.2 Dinding Geser Desain Modifikasi ... 53

3.3 Eksentrisitas Bangunan ... 53

3.4 Tahapan perencanaan ... 55

3.4.1 Permodelan struktur ... 55

3.4.2 Perhitungan pembebanan ... 56

3.4.3 Perencanaan balok anak dan balok induk ... 56

3.4.4 Perencanaan kolom ... 58

3.4.5 Flow chart Perencanaan plat ... 59

3.4.6 Flow chart perencanaan dinding geser ... 60

3.4.7 Flow chart perencanaan ... 61

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN ... 63

4.1 Permodelan struktur pada program Etabs 17.0.1 ... 63

4.1 Perencanaan Dimensi Balok ... 63

4.2 Perhitungan pembebanan ... 64

4.2.1 Perhitungan pembebanan pelat ... 64

4.2.2 Pembebanan Balok Induk ... 65

4.2.3 Kombinasi Beban ... 73

(12)

vii

4.3 Perhitungan Respon Spektrum Gempa Rencana ... 73

4.4 Analisa Stabilitas Struktur ... 75

4.4.1 Output Berat Struktur Pusat Masa dan Pusat Kekakuan ... 75

4.4.2 Periode fundametal pendekatan ... 77

4.4.3 Beban Gempa Dasar Seismik ... 77

4.4.4 Beban Gempa Pada Struktur Bangunan ... 78

4.4.5 Output drift storey dan Drift ratio ... 82

4.4.6 Momen Torsi Bawaan dan Momen Torsi Tak Terduga ... 86

4.4.7 Pengaruh P-delta ... 93

4.5 Rekapitulasi Perhitungan ... 97

4.6 Perencanaan penulangan core wall ... 98

4.6.1 Kontrol Dimensi Terhadap Gaya Geser ... 99

4.6.2 Perencanaan awal kebutuhan tulangan... 101

4.6.3 Kontrol kuat geser dinding ... 104

4.6.4 Pemeriksaan Kapasitas Dinding Geser Terhadap Aksial dan Momen 105 4.6.5 Pemeriksaan Terhadap Syarat Komponen Batas Khusus (Spesial Boundary Element) ... 106

4.6.6 Perhitungan Tulangan Longitudinal dan Tranvesal Daerah Special Boundary Elemen ... 108

4.7 Desain Penulangan Balok Induk ... 113

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 139

5.1 Kesimpulan ... 139

5.2 Saran ... 140

DAFTAR PUSTAKA ... 141

(13)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Perilaku struktur gabungan penahan ... 4

Gambar 2. 2 Shear wall berdasarkan fungsi dan letak nya ... 5

Gambar 2. 4 SS, Gempa Maksimum yang dipertimbangkan Risiko-Terrarget (M_CER), kelas situ S_B ... 15

Gambar 2. 5 S₁, Gempa maksimum yang dipertimbangkan Risiko-Tertarget (M_CER), Kelas situs S_B ... 16

Gambar 2. 6 Koefisien risiko Terpetakan, Perioda Respons Spektral 0,2 detik ... 16

Gambar 2. 7 C_R1, Koefisien risiko terpetakan, perioda respons spektrum 1 detik 17 Gambar 2. 8 Spektrum Respons Desain ... 21

Gambar 2. 9 Faktor Pembesaran Torsi ... 28

Gambar 2. 10 Pegas Seri dan Pegas Pararel ... 30

Gambar 2. 11 Beberapa kondisi pengekangan Kolom oleh Balok-balok ... 33

Gambar 2. 12 Model Struktur Bangunan Gedung 3 Lantai (Gedung Bertingkat 3) ... 34

Gambar 2. 13 Struktur Dinding Beserta Potongan... 36

Gambar 2. 14 Torsi Pada Tampang Shaft ... 42

Gambar 2. 15 Geometri Penampang Shaft ... 43

Gambar 2. 16 Tegangan Geser Pada Thin Tube ... 43

Gambar 3. 1 Lokasi Proyek ... 45

Gambar 3. 2 Denah keyplan lantai GF ... 47

Gambar 3. 3 Denah keyplan lantai LG ... 47

(14)

ix

Gambar 3. 4 Denah lantai 2... 48

Gambar 3. 7 Denah lantai 6,8-11,15,20,26-27,32 ... 49

Gambar 3. 8 Denah lantai 7 dan lantai 14 ... 50

Gambar 3. 9 Denah lantai 12,21,28,33... 50

Gambar 3. 11 Denah penepatan core wall model 1 ... 55

Gambar 3. 12 Denah penepatan core wall model 2 ... 56

Gambar 3. 13 Diagram alir perencanaan balok anak dan induk ... 57

Gambar 3. 14 Diagram alur perencanaan kolom ... 58

Gambar 3. 15 Flow chart perencanaan plat ... 59

Gambar 3. 16 Flow chart perencanaan core wall ... 61

Gambar 3. 17 Flow chart perencanaan ... 62

Gambar 4. 1 Permodelan Posisi Dinding Geser ... 63

Gambar 4. 2 Hasil dari Input koordinat ... 74

Gambar 4. 3 Analisa terhadap momen dan gaya axial arah x ... 105

Gambar 4. 4 Analisa terhadap momen dan gaya axial arah y ... 106

Gambar 4. 5 Nomogram kolom tak bergoyang ... 128

(15)

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Beban Hidup Terdistribusi Terpusat Minimum dan Beban Hidup

Merata Minimum ... 7

Tabel 2. 2 Beban Hidup Terdistribusi Terpusat Minimum dan Beban Hidup Merata Minimum ... 8

Tabel 2. 5 Katagori risiko bangunan non gedung dan gedung untuk beban gempa ... 11

Tabel 2. 8 aktor Keutamaan Gempa ... 13

Tabel 2. 9 Koefisien situs, F_a ... 19

Tabel 2. 10 Koefisien situs, F_V ... 20

Tabel 2. 11 Kategori desain seismik menurut parameter respons percepatan pada periode pendek ... 22

Tabel 2. 12 Kategori desain seismik menurut parameter respons percepatan pada periode 1 detik ... 22

(16)

xi

Tabel 2. 13 Koefisien untuk batas atas pada periode yang di hitung ... 24

Tabel 2. 14 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x ... 25

Tabel 3. 1 Elevasi Bangunan ... 46

Tabel 3. 2 Data Spesifikasi Kolom ... 51

Tabel 3. 3 Data Spesifikasi Balok ... 52

Tabel 3. 4 Data Mutu Kolom ShearWall ... 52

Tabel 3. 5 Mutu Kolom ShearWall ... 52

Tabel 3. 6 Data Mutu Baja ... 53

Tabel 4. 1 Beban Mati yang Bekerja pada Tiap Lantai dan Atap ... 65

Tabel 4. 2 Beban Hidup yang Bekerja Tiap Lantai ... 65

Tabel 4. 3 Pembebanan Gravitasi Balok Induk Arah X ... 68

Tabel 4. 4 Lanjutan Pembebanan Gravitasi Balok Induk Arah X... 69

Tabel 4. 5 Pembebanan Gravitasi Balok Induk Arah Y ... 71

Tabel 4. 6 Lanjutan Pembebanan Gravitasi Balok Induk Arah Y... 72

Tabel 4. 7 Desain Respon Spektrum ... 74

Tabel 4. 8 Pusat massa dan Pusat kekakuan Permodelan ... 75

Tabel 4. 9 Lanjutan Pusat massa dan Pusat kekakuan Permodelan ... 76

Tabel 4. 10 Gaya Gempa Arah X ... 78

Tabel 4. 11 Lanjutan Gaya Gempa Arah X Model 2 ... 79

Tabel 4. 12 Lanjutan Gaya Gempa Arah X... 80

Tabel 4. 13 Gaya Gempa Arah Y Model 2 ... 80

(17)

xii

Tabel 4. 14 Lanjutan Gaya Gempa Arah Y Model 2 ... 81

Tabel 4. 15 Analisa simpangan struktur arah x ... 82

Tabel 4. 16 Lanjutan analisa simpangan struktur arah x ... 83

Tabel 4. 17 Analisa simpangan struktur model 2 arah y ... 84

Tabel 4. 18 Lanjutan analisa simpangan struktur model 2 arah y ... 85

Tabel 4. 19 Momen Torsi Bawaan ... 87

Tabel 4. 20 Lanjutan Momen Torsi Bawaan ... 88

Tabel 4. 21 Lanjutan Momen Torsi Bawaan ... 89

Tabel 4. 22 Momen Torsi Tak Terduga ... 90

Tabel 4. 23 Lanjutan Momen Torsi Tak Terduga ... 91

Tabel 4. 24 Lanjutan Momen Torsi Tak Terduga ... 92

Tabel 4. 25 Pengaruh P-Delta Arah x ... 94

Tabel 4. 26 Lanjutan Pengaruh P-Delta Arah x ... 95

Tabel 4. 27 Pengaruh P-Delta Arah y ... 95

Tabel 4. 28 Lanjutan Pengaruh P-Delta Arah y ... 96

Tabel 4. 29 Hasil Analisa Stabilitas ... 97

Tabel 4. 30 Data Perencanaan Core Wall ... 98

Tabel 4. 31 Output Gaya yang Bekerja Pada Core Wall ... 98

Tabel 4. 32 Rekapitulasi Penulangan ... 112

Tabel 4. 33 Rekapitulasi Momen Maksimum Dan Gaya Geser Arah X ... 113

Tabel 4. 34 Rekapitulasi Momen Maksimum Dan Gaya Geser Arah Y ... 113

(18)

xiii

Tabel 4. 35 Rekapitulasi Penulangan Balok Induk Arah X ... 121

Tabel 4. 36 Lanjutan Rekapitulasi Penulangan Balok Induk Arah X ... 122

Tabel 4. 37 Rekapitulasi Penulangan Balok Induk Arah Y ... 123

Tabel 4. 38 Lanjutan Rekapitulasi Penulangan Balok Induk Arah Y ... 124

Tabel 4. 39 Momen, gaya aksial, dan gaya geser... 127

(19)

141

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasional. (2013). Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung. SNI 2847:2013. Jakarta: Badan Standarisari Nasional.

Badan Standarisasi Nasional. (2013). Beban Minimum Untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan Struktur Lain. SNI 1727:2013. Jakarta: Badan Standarisari Nasional.

Badan Standarisasi Nasional. (2019). Beban Minimum Untuk Perencanaan Bangunan Gedung Dan Struktur Lain tata cara perencanaan ketahanaan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung. SNI 1726:2019.

Jakarta: Badan Standarisari Nasional.

Dipohusodo, Istimawan (1994). Struktur Beton Bertulang Berdasarkan Sk Sni T-15-1991-03 Departemen Pekerja Umum RI. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.

Dian, susanti. (2019). Perencanaan ulang dinding core wall sebagai struktur tahan gempa pada apartemen begawan kota malang.

Adumareta, Jaka Maulana. (2020). Analisis Penempatan Shear-Wall Terhadap Stabilitas Gedung Bertingkat Tahan Gempa (Studi Kasus Hotel Shafira Surabaya).

Baihaqi, Imam Muhammad. (2020). Perencanaan Ulang Struktur Beton Bertulang Pada Gedung SMK 1 Muhammadyah Kepanjen Dengan Menggunakan Sistem Ganda (SMPRMK dan Shearwall).

Yunan R & Zamzami S. (2005). Analisa Dan Perencanaan Beton Bertulang.

Universitas Muhammadiyah Malang.

International Code Council, INC. (2000). International Building Code. United States Of America.

(20)

Mahasiswa/i atas nama,

Nama : Muzdalifah Ayu Oktaviani

NIM :

Telah dinyatakan memenuhi standar maksimum plagiasi dengan hasil,

BAB 1 8 % ≤ 10%

BAB 2 25 % ≤ 25%

BAB 3 20 % ≤ 35%

BAB 4 0 % ≤ 15%

BAB 5 5 % ≤ 5%

Naskah Publikasi 7 % ≤ 20% Malang, 12 November 2021

Amalia Nur Adibah SURAT KETERANGAN LOLOS PLAGIASI

201610340311108