PENGARUH PENEMPATAN DINDING GESER TERHADAP GEDUNG BERTINGKAT TAHAN GEMPA
(Kasus : RSUP Dr. KARIADI KOTA SEMARANG)
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Kademik
Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
HABIB HAQ MUKARROM
201610340311024
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2021
i
LEMBAR PENGESAHAN
ii
SURAT PERNYATAAN
iii
KATA PENGANTAR
Sujud syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu wa ta’ala atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Tugas Akhir.
Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “PENGARUH PENEMPATAN DINDING GESER TERHADAP GEDUNG BERTINGKAT TAHAN GEMPA (Kasus : RSUP Dr. KARIADI KOTA SEMARANG)” ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis tidak lepas dari bantuan dan motivasi yang kuat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang tulus kepada :
1. Kepada yang saya hormati dan saya cintai yaitu kedua orang tua saya yang telah banyak memberikan dukungan melalui doa dan memberikan motivasi untuk tidak selalu semangat dan tidak putus asa, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Zamzami Septiropa, ST. MT, PH.D selaku Dosen Pembimbing I yang selalu membimbing dan memberikan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, dan meluangkan waktu serta pikirannya untuk membantu menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Ibu Ir. Rofikatul Karimah, MT selaku Dosen Pembimbing II yang selalu membimbing dan memberikan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, dan meluangkan waktu serta pikirannya untuk membantu menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT. selaku dosen pembimbing akademik mahasiswa angkatan 2016 kelas A
6. Teman – teman Teknik Sipil Kelas A Angkatan 2016, teman – teman Teknik Sipil Seangkatan 2016 yang telah memberikan dorongan, semangat, dan kerja sama 7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
iv
Penulis menyadari bahwa penulisan laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna dan terdapat banyak kekurangan mengingat keterbatasan wawasan penulis.
Akhir kata semoga Tugas Akhir yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Malang, 2021
Penulis
v
LEMBAR PERSEMBAHAN
Alhamdulillah, dengan mengucapkan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayahnya, tak lupa shalawat serta salam pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW., sehingga skripsi dengan judul
“PENGARUH PENEMPATAN DINDING GESER TERHADAP GEDUNG BERTINGKAT TAHAN GEMPA (Kasus : RSUP Dr. KARIADI KOTA SEMARANG)” dapat diselesaikan. Dengan ini penulis persembahkan skripsi kepada :
1. Kedua orang tua saya, ibu saya yang tercinta Dra. Nur Kumalah , ibu yang selalu setia memberi kasih sayangnya dan semangatnya dalam memotivasi, ayah saya Mahfud, ayah yang selalu bersabar memberi nasihat dan dukungannya untuk saya sehingga bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Nenek saya yang di Ponorogo terimakasih atas segala jasa, dukungan, memberikan semangat dan do’a padaku.
3. Teman serta sahabat yang telah saya anggap sebagai keluarga yaitu
“Kontrakan M9” yang selalu setia menemani dan membantu saya sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Aisyania Arizkiyan Az-zaqi yang selalu memberikan dukungan serta menjadi motivasi saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Teman – teman dan sahabat, yang selalu memberikan dukungan serta menjadi motivasi saya untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
6. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil UMM angkatan 2016 khususnya kelas A serta teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terima kasih atas kerjasama dan segala bantuannya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
vi
ABSTRAK
Bangunan bertingkat adalah salah satu solusi pembangunan terhadap kurangnya lahan. RSUP DR. Kariadi Semarang dibangun bertingkat dengan ketinggian 30.2 meter dan memiliki 7 Lantai. Pada bangunan bertingkat tinggi, jenis sistem struktur yang bertujuan untuk meningktan kekakuan lateral dalam menahan beban gempa salah satunya adalah dinding geser. Studi ini dilakukan untuk mengetahui bentuk dan type dinding geser yang memberikan stabilitas struktur yang paling baik, serta melihat pengaruh variasi tata letak dinding geser terhadap nilai stabilitas gedung RSUP DR. Kariadi Semarang. Dinding geser dirancang dengan berbagai posisi yang dibagi dalam 3 macam permodelan, yaitu model 1, model 2, dan model 3. Dari analisa Struktur yang dilakukan pada program aplikasi softwere ETABS, dihasilkan nilai simpangan puncak dan drift rasio masing-masing sebesar 22,08 mm dan 0,0022 atau 0,22% serta 32,23 mm dan 0,0016 atau 0,16%. Untuk momen torsi bawaan yang didapat secara berurutan yaitu 6580,42 Tonm, 7670,56 Tonm dan 19837 Tonm. Dapat disimpulkan bahwa model 1 mempunyai nilai stabilitas gedung yang lebih baik dibandingkan dengan model eksisting.
Kata kunci : Bangunan tingkat tinggi, beban gempa, dinding geser, simpangan, ETABS.
vii
ABSTRACT
Multi-storey buildings are one of the development solutions to the lack of land.
RSUP DR. Kariadi Semarang is built in storied with a height of 30.2 meters and has 7 floors. In high-rise buildings, the type of structural system that aims to increase lateral stiffness in resisting earthquake loads is a shear wall. This study was conducted to determine the shape and type of shear wall that provides the best structural stability, as well as to see the effect of variations in the layout of the shear wall on the stability value of the building of RSUP DR. Kariadi Semarang. The shear wall is designed in various positions which are divided into 3 types of modeling, namely model 1, model 2, and model 3. From the structural analysis carried out on the ETABS software application program, the peak deviation and drift ratio values are 57.54 mm, respectively. and 0.0019 or 0.19% and 49.73 mm and 0.00165 or 0.165% than the other forms. The default torque moments obtained are 4116.38 Tonm, 4574.93 Tonm and 10406.44 Tonm. As for the P-delta effect, the existing model is 0.025, model 1 is 0.016, model 2 is 0.010, and model 3 is 0.041. It can be concluded that model 2 has a better building stability value than the existing model.
Keywords:High-rise Building, Seismic Load, Shearwall, Drift Storey, ETABS.
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
SURAT PERNYATAAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
LEMBAR PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB I ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Masalah ... 2
1.4 Masalah ... 3
1.5 Batasan Masalah ... 3
BAB II ... 4
2.1 Tinjauan Umum ... 4
2.2 Kriteria Pembebanan ... 4
2.1.3 Beban Gempa ... 7
2.3 Kombinasi Beban Ultimite ... 9
2.4 Analisis Ketahanan Gempa ... 11
2.4.1 Kategori Resiko dan faktor Keutamaan Gempa ... 12
2.4.2 Klasifikasi Situs ... 14
2.4.3 Faktor Amplifikasi Situs ... 15
2.4.4 Kategori Desain Seismik ... 17
2.4.5 Spektrum Respons Desain ... 18
2.4.6 Geser Dasar Seismik ... 25
2.4.7 Koefisien Respon Seismik ... 25
2.4.8 Distribusi Vertikal Gaya Gempa ... 25
ix
2.4.9 Distribusi Horizontal Gaya Gempa... 26
2.5 Metode Respon Spektrum ... 26
2.5.1 Metode Respon Spektrum ... 28
2.6 Sistem Struktur Penahan Lateral ... 29
2.6.1 Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) ... 30
2.6.2 Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) ... 30
2.6.3 Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) ... 31
2.6.4 Dinding geser ... 32
2.7 Dinding Geser ... 33
2.7.1 Karakteristik Bentuk dan Letak Dinding Geser ... 38
2.7.2 Pembagian Bentuk Dinding Geser ... 40
2.7.3 Prinsip Kerja Dinding Geser ... 42
2.7.4 Keruntuhan Pada Dinding Geser ... 44
2.7.5 Perencanaan Kekuatan Dinding Geser... 44
2.7.6 Penulangan Longitudinal dan Transversal Dinding Geser ... 49
2.8 Stabilitas Gedung Bertingkat ... 52
2.8.1 Pusat Massa ... 52
2.8.2 Simpangan Antar Lantai... 53
2.8.3 Puntir (Torsi) ... 54
2.8.4 Pengaruh P-Delta ... 57
BAB III ... 60
3.1 Pengumpulan Data ... 60
3.2 Data Perencanaan ... 60
3.3 Data Teknis Bangunan ... 62
3.4 Alternatif penempatan Dinding Geser ... 66
3.5 Diagram Alur Analisis ... 68
3.5.1 Pengumpulan Data ... 69
3.5.2 Permodelan Struktur ... 69
3.5.3 Kontrol Stabilitas ... 76
3.5.4 Kesimpulan ... 82
BAB IV ... 83
x
4.1 Pembebanan ... 83
4.1.1 Beban Mati ... 83
4.1.2 Beban Hidup ... 83
4.1.3 Beban Gempa ... 84
4.1.4 Kombinasi Pembebanan ... 96
4.2 Analisa Stabilitas Gedung ... 96
4.2.1 Kontrol Drift Storey dan Drift Ratio ... 96
4.2.2 Momen Torsi Bawaan ... 102
4.2.3 Momen Torsi Tak Terduga ... 107
4.3 Perencanaan Dinding Geser ... 111
BAB V ... 115
5.1 Kesimpulan ... 115
5.2 Saran ... 115
DAFTAR PUSTAKA ... 116
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Beban Hidup Minimum ... 7
Tabel 2.2 Kategori Resiko dan Faktor Keutamaan ... 12
Tabel 2.3 Kategori Resiko dan Faktor Keutamaan Gempa ... 15
Tabel 2.4 Koefisien Situs Fa ... 16
Tabel 2.5 Koefisien Situs Fv ... 16
Tabel 2.6 Kategori desain seismik berdasar parameter respon percepatan pada periode pendek ... 17
Tabel 2.7 Kategori desain seismik berdasar parameter respon percepatan pada periode 1 detik ... 17
Tabel 2.8 Faktor R, Cd, Dan Ω0 untuk Sistem Penahan Gaya Gempa ... 19
Tabel 2.9 Tabel Tebal Minimum untuk Dinding ... 42
Tabel 2.10 Faktor k Untuk Dinding Geser ... 45
Tabel 2.11 Kapasitas Gaya Geser Pada Beton ... 47
Tabel 2.12 Simpangan Antar Lantai Ijin ... 54
Tabel 3.1 Beban Hidup Minimum ... 72
Tabel 3.2 Simpangan Antar Lantai Ijin ... 78
Tabel 4.1 Beban Hidup Minimun ... 84
Tabel 4.2 Beban Hidup per Lantai ... 84
Tabel 4.3 Desain Respon Spektrum ... 85
Tabel 4.4 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x ... 87
Tabel 4.5 Rekapitulasi Data Desain Gempa ... 87
Tabel 4.6 Pusat Massa dan Pusat Kekakuan Model 1 ... 91
Tabel 4.7 Pusat Massa dan Pusat Kekakuan Model 2 ... 91
Tabel 4.8 Pusat Massa dan Pusat Kekakuan Model 3 ... 92
Tabel 4.9 MPMR Model 1 ... Error! Bookmark not defined. Tabel 4.10 Gaya Gempa Arah Utama Model 1 ... 94
Tabel 4.11 Gaya Gempa Arah Utama Model 2 ... 94
Tabel 4.12 Gaya Gempa Arah Utama Model 3 ... 95
Tabel 4.13 Rekapitulasi Beban Gempa ... 95
Tabel 4.14 Drift Pada Struktur Model 1 Arah X ... 96
xii
Tabel 4.15 Drift Pada Struktur Model 1 Arah Y ... 97
Tabel 4.16 Drift Pada Struktur Model 2 Arah X ... 97
Tabel 4.17 Drift Pada Struktur Model 2 Arah Y ... 98
Tabel 4.18 Drift Pada Struktur Model 3 Arah X ... 98
Tabel 4.19 Drift Pada Struktur Model 3 Arah Y ... 99
Tabel 4.20 Momen Torsi Bawaan Model 1 ... 103
Tabel 4.21 Momen Torsi Bawaan Model 2 ... 104
Tabel 4.22 Momen Torsi Bawaan Model 3 ... 105
Tabel 4.23 Rekapitulasi Momen Torsi Bawaan ... 106
Tabel 4.24 Momen Torsi Tak terduga Model 1 ... 107
Tabel 4.25 Momen Torsi Tak terduga Model 2 ... 108
Tabel 4.26 Momen Torsi Tak terduga Model 3 ... 109
Tabel 4.27 Rekapitulasi Momen Torsi Tak terduga ... 110
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Grafik Elastisitas Baja ... 30
Gambar 2.2 dinding geser mengelilingi lift atau tangga. ... 33
Gambar 2.3 dinding geser melintang. ... 34
Gambar 2.4 Jenis Dinding Geser ... 35
Gambar 2.5 Dinding Geser Kopel ... 37
Gambar 2.6 Dinding geser yang dihubungkan dengan portal ... 37
Gambar 2.7 Dinding geser yang dihubungkan dengan portal satu bentang . 38 Gambar 2.8 Tata letak dinding geser ... 39
Gambar 2.9 Bentuk Dinding geser ... 40
Gambar 2.10 (a)Bearing wall (b)Frame wall (c)Core wall ... 41
Gambar 2.11 Bentuk-bentuk Dinding Geser ... 42
Gambar 2.12 Gaya Geser Pada Struktur ... 47
Gambar 2.13 Ketentuan Panjang Boundary Zone ... 48
Gambar 2.14 Diagram Tegangan dan Regangan ... 48
Gambar 2.15 Titik berat bidang ... 52
Gambar 2.16 Penentuan simpangan antar lantai Sumber: SNI 1726-2019 .. 53
Gambar 2.17 Torsi Tak Terduga ... 56
Gambar 2.18 Pembesaran Torsi Tak Terduga... 57
Gambar 3.1 Denah Pembalokan Lantai 1 dan Lantai 2 ... 62
Gambar 3.2 Denah Pembalokan Lantai 3 dan Lantai 4 ... 63
Gambar 3.3 Denah Pembalokan Lantai 5 dan Lantai 6 ... 64
Gambar 3.4 Denah Pembalokan Lantai 6A dan Lantai Atap ... 65
Gambar 3.5 Posisi Dinding Geser Pada Model Alternatif 1 Lantai 1 – 6A ... 66
Gambar 3.6 Posisi Dinding Geser Pada Model Alternatif 2 Lantai 1 – 6A ... 67
Gambar 3.7 Posisi Dinding Geser Pada Model Alternatif 3 Lantai 1 – 6A ... 68
Gambar 3.8 Portal A-A... 69
Gambar 3.9 Portal B-B ... 67
Gambar 3.10 Titik berat bidang ... 76
Gambar 3.11 Penentuan simpangan antar lantai Sumber: SNI 1726-2019 .. 78
Gambar 3.12 Torsi Tak Terduga ... 81
xiv
Gambar 3.13 Pembesaran Torsi Tak Terduga... 82
Gambar 4.1 Hasil Dari Input Koordinat Rumah Sakit DR. Kariadi Kota Semarang ... 85
Gambar 4.2 Model 1 Penempatan Dinding Geser ... 88
Gambar 4.3 Model 2 Penempatan Dinding Geser ... 89
Gambar 4.4 Model 3 Penempatan Dinding Geser ... 90
Gambar 4.5 Perbandingan Drift Storey Arah X ... 100
Gambar 4.6 Perbandingan Drift Storey Arah Y ... 101
Gambar 4.7 Perbandingan Momen Torsi Bawaan ... 106
Gambar 4.8 Perbandingan Momen Torsi Tak Terduga ... 110
119
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. 2019. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI – 1726 – 2019).
Jakarta: Badan Standardisasi Nasional
Badan Standardisasi Nasional. 2019. Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung Dan Penjelasan (SNI– 2847 – 2019). Jakarta: Badan Standardisasi Nasional
Badan Standardisasi Nasional. 2013. Beban Mininmum Uuntuk Perancangan Bangunan gedung dan Stuktur lain (SNI – 1727 – 2013). Jakarta: Badan Standardisasi Nasional
Wiryadi, I Gede Gegiranang dan I Ketut Sudarsana. 2019. Analisi Pengaruh Bentuk Dinding Geser Beton Bertulang Terhadap Kapasitas Dan Luas Tulangan, dalam Jurnal Spektran, Vol. 7, No 2, Hal 187 – 194. Denpasar.
Hasan, Aswin dan Imron Fikri Astira. 2016. Analisis Perbandingan Simpangan Lateral Bangunan Tinggi Dengan Variasi Bentuk Dan Posisi Dinding Geser Studi Kasus Proyek Apartemen The Royale Sprimghill Reseidences, dalam Jurnal Teknik Sipil dan Lingkungan , Vol 1, No 1, Pelembang Mochammad, Irfan 2019. Pengaruh penempatan dinding geser terhadap stabilitas
gedung bertingkat (Studi Kasus: Apartemen Begawan Malang). Skripsi.
Fakultas Teknik. Universitas Muhammadiyah Malang: Malang.
Rizki, Muhammad Warsa 2016. Efek penambahan shear wall berbentuk L pada bangunan Rusunawa Unand. Skripsi. Fakultas Teknik. Universitas Andalas Padang: Padang.
Kusuma, Yoga Novi dan Wahyu Mahendra. 2017. Studi bentuk dan layout dinding geser (shear wall) terhadap perilaku struktur gedung bertingkat. Jurnal.
Fakultas Teknik. Universitas 17 Agustus 1945 Samarinda, Samarinda Batu, Mikael Lumban dan Steenie E. Wallah. 2016. Efisiensi Penggunaan Dinding
Geser untuk Mereduksi Efek Torsi pada Bangunan yang Tidak Beraturan,
dalam Jurnal Sipil Statik Vol.4 No.1, Manado.
120
Wallah, Steenie E. dan Servie O. Dapas. 2015. Studi Perbandingan Respons Dinamik Bangunan Bertingkat Banyak dengan Variasi Tata Letak Dinding Geser. dalam Jurnal Sipil Statik Vol.3 No.6, Manado.
Amaral, Cristovao. 2016. Alternatif Perencanaan Dinding Geser (Shear Wall) dengan Sistem Kantilever pada Gedung Fakultas Ilmu Sosial Universitas Negeri Malang. Skripsi. Fakultas Teknik dan Perencanaan. Institut Teknologi Nasional Malang : Malang
Effendi, Fadlan dan Yovi Chandra. 2017. Studi Penempatan Dinding Geser Terhadap Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung. dalam Teras Jurnal Vol.7 No. 2, Aceh
Paulay, T. Dan Priestley, M.J.N. 1992, Seismic Design of Reinforce Concrete and
Masonry Buildings. New York : ohn Wiley and Sons. Muto, Kiyoshi. 1987,
Analisa Perencanaan Gedung Tahan Gempa. Jakarta : Erlangga.
121
