ANALISIS PENGARUH BEBAN GEMPA STATIK
EKIVALEN DAN ANGIN PADA STRUKTUR GEDUNG
DENGAN VARIASI RASIO KELANGSINGAN
BANGUNAN
SKRIPSI
Oleh:
MUHAMMAD RIZKI 07 172 024
JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
ANALISIS PENGARUH BEBAN GEMPA STATIK
EKIVALEN DAN ANGIN PADA STRUKTUR GEDUNG
DENGAN VARIASI RASIO KELANGSINGAN
BANGUNAN
SKRIPSI
Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Program Strata-I pada Jurusan
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang
Oleh:
MUHAMMAD RIZKI 07 172 024
Pembimbing: JATI SUNARYATI, Ph.D
Ko-Pembimbing: RIZA ARYANTI, MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
ABSTRAK
Seiring dengan perkembangan zaman, ilmu pengetahuan dan teknologipun berkembang dengan pesat. Dalam ilmu sipil, perkembangan terlihat pada banyaknya bangunan gedung-gedung pencakar langit (skyscraper) di seluruh belahan dunia. Dengan bertambahnya ketinggian struktur bangunan, dibutuhkan ketahanan bangunan yang lebih dari bangunan sederhana. Perbedaan rasio kelangsingan bangunan untuk tinggi bangunan yang sama, akan mendapatkan prilaku yang berbeda dari beban angin dan beban gempa.
Karena sifat pembebanan yang relatif berbeda, beban gempa statik ekivalen dan beban angin memberikan pengaruh yang berbeda pula pada struktur. Pengaruh kedua beban tersebut terlihat pada gaya dalam, deformasi, dan interstory drift yang terjadi pada struktur saat beban diaplikasikan. Beban yang diberikan pada struktur berupa beban angin dengan kecepatan 120 mph, dan beban gempa yang dianalisis menggunakan metode analisis statik ekivalen dengan menggunakan program ETABS versi 9.0.7. struktur yang ditinjau terdiri dari struktur dengan rasio kelangsingan bangunan 1/5, 2/5, 3/5, 4/5, dan 5/5 dengan ketinggian struktur 36 m untuk semua model. Output struktur yang ditinjau berupa gaya dalam, deformasi, interstory drift, dan periode struktur.
Berdasarkan perbandingan yang dilakukan, diperoleh bahwa pengaruh pembebanan gempa statik ekivalen lebih besar dari pmebebanan angin pada setiap gaya dalam, deformasi, maupun interstory drift.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman, ilmu pengetahuan dan
teknologipun berkembang dengan pesat. Dalam ilmu sipil,
perkembangan terlihat pada banyaknya bangunan gedung-gedung
pencakar langit (skyscraper) di seluruh belahan dunia. Gedung-gedung
tinggi tersebut sering dijadikan simbol majunya Negara tempat
dibangunnya gedung skyscraper tersebut. Pembangunan bangunan
gedung-gedung tinggi tersebut juga dijadikan sebagai solusi dalam
usaha optimalisasi pemanfaatan lahan karena kuantitas luas lahan saat
ini tidak mencukupi kebutuhan manusia untuk mendapatkan fasilitas
ruang.
Dengan bertambahnya ketinggian struktur bangunan,
dibutuhkan ketahanan bangunan yang lebih dari bangunan sederhana.
Perbedaan rasio kelangsingan bangunan untuk tinggi bangunan yang
sama, akan mendapatkan prilaku yang berbeda dari beban angin (wind
loads) dan beban gempa (seismic loads). Pengaruh beban horizontal
yang bekerja pada struktur tinggi, seperti bebang angin dan beban
gempa jauh lebih besar dibandingkan beban vertikal yang bekerja.
Berdasarkan fakta – fakta tersebut, pembangunan gedung-gedung tinggi
ini tentunya perlu diikuti dengan perencanaan yang baik.
Secara teoritis, dalam sifat pembebanan beban angin dan beban
gempa relatif berbeda. Oleh karena itu, beban angin dan beban gempa
akhir ini akan dibahas tentang pengaruh beban angin dan beban gempa
tersebut terhadap struktur gedung serta membandingkan pengaruh dari
kedua jenis bangunan tersebut. Analisis dilakukan dengan variasi
kelangsingan bangunan dimana kelangsingan bangunan tersebut adalah
rasio atau perbandingan dari lebar bangunan dengan panjang bangunan
(aspect ratio).
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan
Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis dan
membandingkan perilaku beban dinamis berupa beban angin dan beban
gempa statik ekivalen serta pengaruhnya terhadap struktur beton
bertulang gedung beraturan dengan variasi rasio kelangsingan bangunan.
Analisis dilakukan terhadap gaya – gaya dalam, deformasi, interstory
drift, dan periode struktur yang terjadi akibat kedua beban tersebut.
Dengan menganalisis pengaruh yang terjadi terhadap struktur,
diharapkan dapat memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai
perilaku struktur akibat pembebanan dinamis yang terjadi.
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah mengetahui
perilaku beban dinamis berupa beban angin dan beban gempa statik
ekivalen serta pengaruhnya terhadap struktur beton bertulang gedung
beraturan dengan variasi rasio kelangsingan bangunan.
1.3 Batasan Masalah
Pembahasan pada tugas akhir ini hanya terbatas pada:
1. Analisis dilakukan pada struktur beton bertulang dengan
2. Analisis beban angin dengan pembebanan angin statis
berdasarkan American Society of Civil Engineering (ASCE 7 –
02). Analisis beban gempa dengan menggunakan metode
Analisis beban gempa statis berdasarkan Standar Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI
03-1726-2002).
3. Struktur bangunan yang ditinjau adalah struktur beton bertulang
dengan variasi rasio kelangsingan bangunan (aspect ratio).
kelangsingan bangunan didefenisikan sebagai perbandingan
dari lebar dengan panjang denah bangunan (aspect ratio). Yang
mana, semakin kecil nilai rasio kelangsingan bangunan,
struktur gedung tersebut dinyatakan makin langsing.
Ketinggian struktur gedung yang ditinjau yaitu 36 m dan variasi
rasio kelangsingan bangunan terdiri atas:
Rasio kelangsingan bangunan 1/5
Rasio kelangsingan bangunan 2/5
Rasio kelangsingan bangunan 3/5
Rasio kelangsingan bangunan 4/5
Rasio kelangsingan bangunan 5/5
Struktur gedung rasio kelangsingan 1/5 merupakan struktur
yang paling langsing.
4. Struktur gedung berada pada klasifikasi Kekasaran dataran
(terrain roughness) exposure B (daerah pinggiran kota).
Kekasaran dataran ditentukan berdasarkan kondisi halangan
1.4 Sistematika Penulisan
Untuk menghasilkan penulisan yang baik dan terarah maka
penulisan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang membahas
hal-hal berikut:
BAB I : Pendahuluan
Meliputi latar belakang, tujuan dan manfaat
penulisan, batasan masalah, dan sistematika
penulisan.
BAB II : Tinjauan Pustaka
Berisikan dasar-dasar teori dan peraturan yang
digunakan dalam perencanaan struktur.
BAB III : Metodologi
Berisikan tentang metodologi penelitian yang
dilaksanakan dan data – data studi kasus
BAB IV : Prosedur dan Hasil Kerja
Berisikan tata cara pelaksanaan perhitungan yang
meliputi pembebanan pada struktur gedung dan
preliminary design.
BAB V : Analisis dan Pembahasan
Berisikan analisis dari hasil perencanaan dan
pembahasan yang telah dilakukan pada BAB IV.
BAB VI : Kesimpulan dan Saran
Berisikan kesimpulan yang didapat dari hasil analisis
BAB VI
PENUTUP
6.1 Kesimpulan
Pengaruh yang diberikan oleh pembebanan gempa statik
ekivalen dan angin pada bangunan menghasilkan nilai yang bervariasi.
Dari hasil analisa terhadap bangunan dengan variasi ketinggian
bangunan dan variasi topografi dapat ditarik kesimpulan :
1. Gaya dalam yang diakibatkan beban angin dan gempa statik ekivalen
pada kolom suatu struktur meningkat seiring dengan bertambahnya
nilai kelangsingan suatu bangunan, hal ini ditunjukkan dengan
terjadinya peningkatan nilai gaya dalam yang dihasilkan struktur
untuk setiap kenaikan nilai rasio kelangsingan bangunan.
2. Gaya dalam yang diakibatkan beban angin dan gempa statik ekivalen
pada balok suatu struktur makin kecil seiring dengan bertambahnya
nilai kelangsingan suatu bangunan, hal ini menunjukkan nilai gaya
dalam pada kolom suatu struktur berbanding terbalik dengan nilai
gaya dalam pada balok.
3. Pembebanan gempa statis menyebabkan deformasi yang lebih besar
pada struktur dibandingkan pembebanan angin.
4. Nilai Nilai interstory drift maksimum untuk pembebanan dengan
beban gempa statis dan pembebanan dengan beban angin berada
pada lantai 9. Interstory drift akibat beban gempa statik ekivalen
lebih besar dari Interstory drift akibat beban angin.
5. Nilai deformasi dan interstory drift makin kecil seiring dengan
6.2 Saran
Untuk kajian lebih lanjut, sebaiknya juga di analisis pada nilai
kelangsingan berapa beban angin mulai memberikan pengaruh yang
lebih besar dibandingkan dengan beban gempa. Selain itu, juga perlu
dikaji lebih lanjut pengaruh beban angin yang bekerja pada struktur
dengan ketinggian lebih besar (high rise building) menggunakan analisis
DAFTAR PUSTAKA
[1] American Society of Civil Engineers. Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. Publication ASCE 7-02. Washington DC
(USA). 2002.
[2] Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung
SNI-1726-2002. Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITB. Bandung. SNI-1726-2002.
[3] Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI-2847-2002. Jurusan
Teknik Sipil FTSP-ITB. Bandung. 2002.
[4] Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung 1983. Yayasan Lembaga Penyelidikan
Masalah Bangunan. Bandung. 1981.
[5] Ghost, S. K. The Evolution of Winds Provisions in U.S. Standards and Codes. Building Safety Jurnal, Desember, Halaman 46-53. 2006.
[6] Holmes, D. J. Wind Loading of Structures. SPON Press. London (UK). 2001.
[7] Mafioso de Civiliano. Forum dan Komunitas Teknik Sipil. Jurusan Teknik Sipil UNDIP. Semarang. 2011.
[9] Purwono, Rahmat. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa Sesuai SNI-1726 dan SNI-2847 terbaru. Edisi keempat. ITS Press.
[10] Yang, Tony. Lecture notes for CE 248 Behavior of plastic design of steel structures. Department of Civil and Enviromental Engineering