KAJIAN PERBANDINGAN PERIODE GETAR ALAMI FUNDAMENTAL BANGUNAN MENGGUNAKAN PERSAMAAN EMPIRIS DAN METODE ANALITIS TERHADAP BERBAGAI VARIASI BANGUNAN JENIS RANGKA BETON PEMIKUL MOMEN

(1)

KAJIAN PERBANDINGAN PERIODE GETAR ALAMI

FUNDAMENTAL BANGUNAN MENGGUNAKAN PERSAMAAN

EMPIRIS DAN METODE ANALITIS TERHADAP BERBAGAI

VARIASI BANGUNAN JENIS RANGKA BETON PEMIKUL

MOMEN

Tugas Akhir

Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian

Pendidikan sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

DESER CHRISTIAN WIJAYA 090404142

SUB JURUSAN STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

KAJIAN PERBANDINGAN PERIODE GETAR ALAMI FUNDAMENTAL BANGUNAN MENGGUNAKAN PERSAMAAN EMPIRIS DAN METODE ANALITIS TERHADAP

BERBAGAI VARIASI BANGUNAN JENIS RANGKA BETON PEMIKUL MOMEN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat dalam menempuh Colloqium Doctum/ Ujian Sarjana Teknik Sipil

Dikerjakan oleh:

DESER CHRISTIAN WIJAYA

09 0404 142

Pembimbing

Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT

NIP: 19590707 198710 1 001

Penguji I Penguji II

Prof.Dr.Ing.Johannes Tarigan Ir.Besman Surbakti,MT NIP: 19561224 198103 1 002 NIP: 19541012 198003 1 004

Mengesahkan:

Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

Prof.Dr.Ing. Johannes Tarigan

NIP: 19561224 198103 1 002

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang

telah memberikan anugrah, berkat dan karunia-Nya hingga terselesaikannya tugas

akhir ini dengan judul “Kajian perbandingan periode getar alami fundamental bangunan menggunakan persamaan empiris dan metode analitis terhadap berbagai variasi bangunan jenis rangka beton pemikul momen”.

Tugas akhir ini disusun untuk diajukan sebagai syarat dalam ujian sarjana

teknik sipil bidang studi struktur pada fakultas teknik Universitas Sumatera Utara

Medan. Penulis menyadari bahwa isi dari tugas akhir ini masih banyak

kekurangannya. Hal ini disebabkan keterbatasan pengetahuan dan kurangnya

pemahaman penulis. Untuk penyempurnaannya, saran dan kritik dari bapak dan

ibu dosen serta rekan mahasiswa sangatlah penulis harapkan.

Penulis juga menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan dorongan dari

berbagai pihak, tugas akhir ini tidak mungkin dapat diselesaikan dengan baik.

Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang senantiasa penulis cintai

yang dalam keadaan sulit telah memperjuangkan hingga penulis dapat

menyelesaikan perkuliahan ini.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada :

1. Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna, MT selaku dosen pembimbing yang telah

(4)

2. Bapak Prof.Dr.Ing. Johannes Tarigan selaku dosen pembanding yang telah

memberikan kritikan dan nasehat yang membangun dan selaku Ketua Departemen

teknik sipil USU.

3. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT selaku dosen pembanding yang telah memberikan

kritikan dan nasehat yang membangun.

4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas

Teknik USU.

5. Kedua orang tua penulis yang turut mendukung segala kegiatan akademis penulis.

6. Teman-teman yang telah memberikan semangat kepada penulis, senior stambuk

06, 07, 08, dan khususnya senior stambuk 04 Erwin, dan adik-adik stambuk 10

yang memberikan dukungan serta info mengenai kegiatan sipil.

7. Para pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU atas ketersediannya

untuk mengurus administrasi Tugas akhir ini.

Walaupun dalam menyusun Tugas akhir ini penulis telah berusaha untuk

mengkaji dan menyampaikan materi secara sistematis dan terstruktur, tetapi

tentunya Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Kritik dan saran yang

membangun tentulah sangat penulis harapkan di kemudian hari.

Medan, April 2013

(5)

ABSTRAK

Penyusunan tugas akhir ini bertujuan untuk mengkaji perbandingan periode getar fundamental bangunan yang didapatkan dari persamaan empiris terhadap periode getar bangunan hasil analitis menggunakan program terhadap berbagai variasi parameter bangunan jenis rangka beton pemikul momen.

Persamaan empiris untuk menghitung periode getar bangunan merupakan pendekatan sederhana yang terdapat dalam sejumlah peraturan. Sementara, periode hasil analisis bisa saja berbeda dengan periode dari persamaan empiris sebab terdapat berbagai variabel yang tidak terdapat di dalam variabel persamaan empiris.

Pembahasan dalam tugas akhir ini, memberikan penjabaran hasil-hasil analisis terhadap berbagai variasi portal bangunan. Periode hasil analisis dari program kemudian dibandingkan dengan periode yang didapatkan dari persamaan empiris. Hasil tersebut kemudian ditampilkan dalam bentuk tabel beserta deviasi periodenya.

(6)

DAFTAR ISI

2.2 Perbedaan Antara Beban Statik dan Beban Dinamik ... 14

2.3 Pengaruh Beban Gempa Terhadap Struktur ... 15

2.4 Derajat Kebebasan (Degree of Freedom, DOF) ... 17

2.5 Prinsip Bangunan Geser (Shear Building) ... 19

(7)

2.7 Dinamik Karakteristik Struktur Bangunan... 25

2.8 Persamaan Diferensial Gerakan Struktur MDOF ... 31

2.9 Getaran Bebas Pada Struktur MDOF ... 34

BAB III APLIKASI ... 42

3.1 Pemodelan Struktur ... 42

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 66

4.1 Analisis Struktur ... 66

4.2 Pembahasan Hasil Analisis Struktur ... 83

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 93

5.1 Kesimpulan ... 93

5.2 Saran ... 94

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 : Periode dan Frekuensi Portal 1 a ... 67

Tabel 4.2 : Periode dan Frekuensi Portal 1 b ... 68

Tabel 4.3 : Periode dan Frekuensi Portal 1 c ... 69

Tabel 4.7 : Periode dan Frekuensi Portal 3 ... 73

(9)

Tabel 4.18 : Deviasi Periode Portal Parameter 1 ... 84

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar.1.1 : Portal Kategori 1 ... 6

Gambar.2.1 : Gaya Inersia ... 16

Gambar.2.2 : Pemodelan Struktur SDOF ... 20

Gambar.2.3 : Momen Kolom dan Balok akibat Simpangan y(t) ... 22

Gambar.2.4 : Kekakuan Kolom Jepit-jepit dan Jepit-sendi ... 24

Gambar.2.5 : Pegas Paralel dan Pegas Seri ... 28

Gambar.2.6 : Struktur 3-DOF, Model Matematik dan Free Body Diagram ... 32

Gambar.2.7 : Bangunan 2-DOF dan Model Matematik ... 36

Gambar.2.8 : Normal Modes ... 40

Gambar.3.1 : Portal 1 a ... 43

(11)

Gambar.3.3 : Portal 1 c ... 45

Gambar.3.5 : Portal 2 b ... 47

Gambar.3.7 : Portal 3 ... 49

Gambar.3.17 : Portal 7 d ... 63

Gambar.4.1 : Hasil Analisis Portal 1 a ... 66

(12)

Gambar.4.5 : Hasil Analisis Portal 2 b ... 70

Gambar.4.6 : Hasil Analisis Portal 2 c ... 71

Gambar.4.7 : Hasil Analisis Portal 3 ... 72

Gambar.4.16 : Hasil Analisis Portal 7 c ... 81

Gambar.4.17 : Hasil Analisis Portal 7 d ... 82

Gambar.4.18 : Portal Parameter 1 ... 84

(13)

(14)

(15)

Ø = Ordinat

θ = Rotasi (rad)

u = komponen perpindahan elemen dalam arah x (cm)