$1$/,6,6 '(6$,1 ('81 :+,= +27(/ 0(72'( 6,67(0 5$1*.$ 3(0 ...digilib.unila.ac.id/22883/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 6$1:$&$1$ 3xml 6\xnxu shqxolv sdqmdwndq nhkdgludw 7xkdq

$Page 1: $1$/,6,6 '(6$,1 *('81* :+,= +27(/ 0(72'( 6,67(0 5$1*.$ 3(0 ...digilib.unila.ac.id/22883/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 6$1:$&$1$ 3xml 6\xnxu shqxolv sdqmdwndq nhkdgludw 7xkdq$
ANALISIS DESAIN GEDUNG WHIZ HOTEL METODE SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS

Oleh :

LEXONO NADEAK

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS LAMPUNG

2016

ABSTRAK


OLEH

LEXONO NADEAK

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan sistem dengan daktilitas tertinggi dan memiliki persyaratan yang detail dalam perhitungan penulangan komponen struktur aksial, lentur dan geser untuk elemen balok dan kolom, serta ketentuan mengenai hubungan balok kolom yang akan mempengaruhi kinerja bangunan secara keseluruhan ketika menerima beban gempa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui detail persyaratan sistem rangka pemikul momen khusus sesuai dengan SNI 2847-2013 dan evaluasi kinerja struktur dengan pushover analysis. Berdasarkan hasil studi, level kinerja struktur sesuai dengan titik kinerja yang didapat menunjukkan nilai dari target perpindahan untuk arah x sebesar 0,048m dan arah y sebesar 0,416 m. Nilai dari titik kinerja juga menunjukkan bahwa bangunan yang di desain berada pada kondisi Immediate Occupancy dimana kondisi gedung saat menerima beban gempa diharapkan struktur tidak akan mengalami kerusakan. Distribusi sendi plastis tidak sesuai yang diharapkan yaitu kolom kuat dan balok lemah karena terbentuknya sendi plastis diawali dari elemen kolom terlebih dahulu kemudian diikuti elemen balok. Dari hasil analisis pushover didapat nilai faktor reduksi gempa (R) aktual arah x sebesar 9,0 dan arah y sebesar 7,8, sedangkan nilai faktor kuat lebih sistem (Ωo) aktual arah x sebesar 4,7 dan arah y sebesar 6,1 dan nilai faktor pembesaran defleksi (Rd) aktual arah x sebesar 6,0 dan arah y sebesar 5,2. Kata kunci : SRPMK, titik kinerja, sendi plastis, analisis pushover

ABSTRACT

BUILDING DESIGN ANALYSIS OF WHIZ HOTEL WITH SPECIAL MOMENT RESISTING FRAME SYSTEM METHOD

By

LEXONO NADEAK

Special Moment Resisting Frame System (SMRFS) is a system with the highest ductility and that has detail requirements in the calculation of structural reinforcement components of axial, bending and shear of beam and columns elements, as well as provisions regarding the beam column connection that will affect the overall performance building when receiving earthquake load. This study aims to determine the detail requirements of special moment resisting frame system in accordance with SNI 2847-2013 and performance evaluation of structures with pushover analysis. Based on study results, the level of structure performance in accordance with the performance point obtained shows that the values of the displacement target are 0.048 m in x-direction and 0.416 m in y-direction. The value of the performance point also shows that the building is designed in the Immediate Occupancy condition that is while the building receives the earthquake load, it is expected that the structure will not be damaged. Distribution of plastic hinge is not appropriate to the expectation that is the strong column and the weak beam because plastic hinge formation begins from the column element then the beam element. From the pushover analysis, it is obtained the value of the actual reduction factors (R) are 9.0 in x-direction and 7.8 in y-direction, while the values of the actual system over strength factor (Ωo) are 4.7 in x-direction and 6.1 in y-direction and the values of actual deflection magnification factor (Rd) are 6.0 in x-direction and 5.2 in y-direction. Keywords : SMRFS, performance point, plastic hinge, pushover analysis


Oleh LEXONO NADEAK

Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK Pada

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG

2016




RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sidikalang, Sumatera Utara pada tanggal 25 Maret 1994 sebagai anak pertama dari empat bersaudara pasangan Bapak Jalasman Nadeak dan Ibu Linceria Sihotang. Penulis menempuh pendidikan dasar di Sekolah Dasar (SD) Negeri 033916 Siarung-arung yang diselesaikan

pada tahun 2006, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 1 Sidikalang yang diselesaikan pada tahun 2009, Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Sidikalang yang diselesaikan pada tahun 2012. Pada tahun 2012 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Tertulis. Penulis telah melakukan Praktik Kerja pada Proyek Pembangunan Hotel Whiz Prime Lampung selama 3 bulan. Penulis juga telah mengikuti Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Gedung Aji, Kecamatan Selagai Lingga, Kabupaten Lampung Tengah selama 40 hari pada periode Januari-Maret 2015. Penulis mengambil tugas akhir dengan judul Analisis Desain Gedung Whiz Hotel Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.

Selama menjadi mahasiswa penulis aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS) Universitas Lampung sebagai anggota Divisi Penelitian dan Pengembangan Masa Bakti 2014-2015. Penulis pernah mengikuti Lomba Ketekniksipilan Nasional "Inovasi Desain Emerged Breakwater" dalam DEDIKASI Himpunan Mahasiswa Sipil Universitas Hasanuddin pada tahun 2015.

MOTTO

Success

needs a process. (Anonim)

Ucapkanlah syukur dalam segala hal. (1 Tesalonika 5 : 18)

Telling the truth is a simple way to have a peaceful of life. (Anonim)

Always be yourself no matter what they say and never be anyone else even if they look better than you.

(Anonim) Banyaklah rancangan di hati manusia, tetapi keputusan Tuhanlah yang

terlaksana (Amsal 19 : 21)

Anda tidak akan mencapai garis finish bila tidak meninggalkan garis start.

(Anonim) Kesuksesan tidak pernah final, kegagalan tidak pernah fatal,

keberanian yang utama. (Anonim)

SANWACANA Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan berkat dan kasih-Nya dan membukakan jalan pikiran, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Desain Gedung Whiz Hotel Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Sarjana Teknik Sipil Universitas Lampung ini.

Secara tulus penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada mereka yang penuh kesabaran telah membantu penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini :

1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

2. Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung.

3. Bapak Suyadi, S.T., M.T., sebagai pembimbing I yang selalu memberikan bimbingan, saran, nasehat dan semangat dalam penyelesaian skripsi ini.

4. Ibu Dr. Ir. Ratna Widyawati, M.T., sebagai pembimbing II yang selalu memberikan bimbingan, saran, dan semangat dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Bapak Bayzoni, S.T., M.T., sebagai Dosen penguji skripsi yang telah memberikan saran dan kritik dalam menyempurnakan skripsi ini.

6. Bapak Ir. Andi Kusnadi, M.T., selaku Pembimbing Akademik. untuk waktu konsultasi dan nasehatnya.

7. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung atas ilmu dan pembelajaran yang telah diberikan selama masa perkuliahan.

8. Keluarga tercinta, bapak Jalasman Nadeak dan Ibu Linceria Sihotang, adikku Widovo, Emelia Agata, dan Seryn Ulsi dan Kekasihku Regina Asri yang tidak henti-hentinya memberikan semangat dan motivasi

9. Rekan seperjuanganku yang tidak bisa kusebutkan satu persatu di Teknik Sipil Universitas Lampung Angkatan 2012, sampai bertemu di medan pertempuran yang sesungguhnya.

10. Rekan-rekan di proyek pembangunan hotel whiz, Pak Sigit, Pak Edi, Pak Doni, dan bang Ucok yang telah membimbing dan memotivasi penulis.

11. Teman- teman Purken Crew yang membuat penulis selalu ceria dan tetap bersemangat.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Tuhan Yesus Memberkati.

Bandar Lampung, Juni 2016 Penulis

Lexono Nadeak

Persembahan

Untuk Bapakku Tercinta Jalasman Nadeak Untuk Mamakku tercinta Linceria Sihotang

Untuk Adikku tersayang Widovo Nadeak, Emelia

Agata Nadeak, Seryn Ulsi Nadeak dan Kekasihku Regina Asri Cahyaningtyas.

Untuk semua guru-guru dan dosen-dosen yang telah

mengajarkan banyak hal. Terima kasih untuk ilmu, pengetahuan dan pelajaran hidup yang sudah

diberikan. Untuk sahabat-sahabat baikku, keluarga baruku,

rekan seperjuanganku, Teknik Sipil Universitas Lampung Angkatan 2012,Kalian luar biasa.

Dan

Almamater Tercinta

DAFTAR ISI DAFTAR ISI ............................................................................................... v DAFTAR TABEL ........................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... x DAFTAR ISTILAH ..................................................................................... xiii I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ................................................................................... 1 B. Rumusan Masalah .............................................................................. 3 C. Batasan Masalah ................................................................................ 3 D. Tujuan Peneletian .............................................................................. 4 E. Manfaat Penelitian ............................................................................. 4

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Balok ................................................................................................. 5 B. Detail Penulangan Komponen Struktur Pemikul Lentur ..................... 8 C. Kolom ................................................................................................ 12 D. Komponen Struktur Pemikul Kombinasi Lentur dan Aksial ............... 16 E. Sambungan Balok Kolom .................................................................. 20 F. Komponen Struktur Joint Balok Kolom ............................................. 21 G. Pembebanan ....................................................................................... 24 H. Kombinasi Pembebanan ..................................................................... 39

vi

I. Analisa Beban Dorong Statik (Static Push Over Analysis) ................. 40 J. Evaluasi Kinerja Struktur dengan Metode Capacity Spectrum ............ 44

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Pendekatan Penelitian .......................................................................... 52 B. Lokasi Penelitian ................................................................................. 52 C. Data Penelitian ..................................................................................... 52 D. Prosedur Penelitian .............................................................................. 55 E. Kerangka Penelitian ............................................................................. 57

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Konfigurasi Gedung ............................................................................. 58 B. Material Struktur .................................................................................. 59 C. Detail Elemen Struktur ......................................................................... 59 D. Jenis Pembebanan………………………………………... ................... 62 E. Kombinasi Pembebanan ....................................................................... 76 F. Pemodelan Struktur .............................................................................. 76 G. Perencanaan Penulangan Lentur ........................................................... 79 H. Kontrol Syarat Komponen Lentur Sesuai SRPMK ............................... 93 I. Perencanaan Penulangan Kolom .......................................................... 95 J. Kontrol Syarat Komponen Lentur dan Aksial sesuai SRPMK .............. 112 K. Perencanaan Sambungan Balok Kolom ................................................ 113 L. Perhitungan Kapasitas Dengan Metode Pushover ................................. 129

vii

V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan .......................................................................................... 146 B. Saran ................................................................................................... 148

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung ................ 25 Tabel 2. Beban Hidup Pada Lantai Gedung ................................................. 25 Tabel 3. Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Struktur .......................... 27 Tabel 4. KDS Parameter Respon Percepatan Periode Pendek ...................... 28 Tabel 5. KDS Parameter Respon Percepatan Periode 1 detik ....................... 28 Tabel 6. Klasifikasi Kelas Situs ................................................................... 29 Tabel 7. Faktor R, Ωo dan Cd Untuk Sistem Penahan Gaya Seismik ........... 30 Tabel 8. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan X ............................... 32 Tabel 9. Penentuan Nilai K ......................................................................... 33 Tabel 10. Faktor Amplifikasi Fa Percepatan Respons Spektrum Faktor ......... 34 Tabel 11. Faktor Amplifikasi Fv Percepatan Respons Spektrum Faktor ........ 34 Tabel 12. Batasan Tipe Bangunan ................................................................. 51 Tabel 13. Batasan Rasio Drift Atap ............................................................... 51 Tabel 14. Konfigurasi Elevasi Bangunan ...................................................... 58 Tabel 15. Jenis dan Dimensi Balok Struktur .................................................. 60 Tabel 16. Pembagian Kode Struktur Kolom .................................................. 60 Tabel 17. Beban Dinding Pada Balok ............................................................ 64 Tabel 18. Data N-SPT Whiz Prime Lampung ................................................ 66 Tabel 19. Hasil Perhitungan Respon Spektrum Bandar Lampung .................. 68

ix

Tabel 20. Akumulasi Berat Lantai Struktur ................................................... 70 Tabel 21. Distribusi Gaya Lateral Gempa ..................................................... 71 Tabel 22. Pembacaan Beban Angin Untuk Dinding A ................................... 73 Tabel 23. Pembacaan Beban Angin Untuk Dinding B ................................... 75 Tabel 24. Momen Maksimum Pada Balok ..................................................... 79

Tabel 25. Nilai Momen Ultimate Balok Terpasang ....................................... 90

Tabel 26. Momen M1, M2 dan Gaya Aksial Pada Kolom K1B1 ................... 96

Tabel 27. Gaya dan Momen Beton Tekan Menentukan ................................. 102

Tabel 28. Gaya dan Momen Pada Keadaan Seimbang ................................... 103

Tabel 29. Gaya dan Momen Tarik Menentukan ............................................. 104

Tabel 30. Hasil Hitungan Nilai Q dan R Untuk Perencanaan Kolom ............. 107

Tabel 31. Data Tulangan Longitudinal Balok ................................................ 131

Tabel 32. Data Tulangan Longitudinal Kolom .............................................. 131

Tabel 33. Perbandingan Hasil Penulangan Balok Manual dan SAP 2000....... 132

Tabel 34. Perbandingan Hasil Penulangan Kolom Manual dan SAP 2000 ..... 133

Tabel 35. Nilai Performance Point Arah X dan Y ......................................... 143

Tabel 36. Hasil Perhitungan Faktor Daktilitas Struktur.................................. 145

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Faktor Penting Dalam Desain Balok ......................................... 5 Gambar 2. Distribusi Tegangan Regangan Balok Beton Bertulang ............ 6 Gambar 3. Detail Penulangan Sengkang ..................................................... 10 Gambar 4. Detail Penulangan Geser ........................................................... 11 Gambar 5. Jenis Kolom Berdasarkan Bentuk dan Susunan Kolom ............. 13 Gambar 6. Jenis Kolom Berdasarkan Letak Beban Aksial .......................... 13 Gambar 7. Penampang Kolom, Diagram Tegangan dan Regangan ............. 14 Gambar 8. Detail Tulangan Transversal Kolom .......................................... 18 Gambar 9. Geometris Sambungan Balok Kolom Interior ............................ 20 Gambar 10. Luas Joint Efektif ..................................................................... 23 Gambar 11. Response Spectrum Berdasarkan SNI 1726:2012 ...................... 36 Gambar 12. Pembagian Tekanan Angin Pada Dinding ................................. 38 Gambar 13. Posisi Sumbu Lokal Balok ........................................................ 41 Gambar 14. Posisi Sumbu Lokal Kolom ...................................................... 42 Gambar 15. Sendi Plastis Pada Balok dan Kolom ......................................... 42 Gambar 16. Kurva Kapasitas ........................................................................ 45 Gambar 17. Modifikasi Kurva Kapasitas Menjadi Spektrum Kapasitas ........ 46 Gambar 18. Perubahan Format Respon Percepatan Menjadi ADRS ............. 47 Gambar 19. Reduksi Grafik Respon Spektrum ............................................. 47

xi

Gambar 20. Menentukan Performance Point ................................................ 49

Gambar 21. Defenisi Faktor Daktilitas Struktur dari kurva ADRS ................ 49 Gambar 22. Denah Gedung Whiz Prime....................................................... 53 Gambar 23. Tampak Potongan Gedung Whiz Prime .................................... 54 Gambar 24. Kerangka Penelitian ................................................................. 57 Gambar 25. Tampak Potongan Gedung Whiz Prime Lampung ..................... 61 Gambar 26. Respon Spektra Kota Bandar Lampung ..................................... 69 Gambar 27. Transfer Beban Angin Tipe A ................................................... 72 Gambar 28. Transfer Beban Angin Tipe B ................................................... 72 Gambar 29. Transfer Beban Angin Tipe C ................................................... 74 Gambar 30. Transfer Beban Angin Tipe D ................................................... 74 Gambar 31. Pemodelan Material Beton f’c 35 .............................................. 77 Gambar 32. Pemodelan Material Baja Tulangan ........................................... 77 Gambar 33. Penampang Balok Tumpuan Kiri .............................................. 83 Gambar 34. Penampang Balok Lapangan ..................................................... 86 Gambar 35. Penampang Balok Tumpuan Kanan .......................................... 89 Gambar 36. Detail Penulangan Sengkang ..................................................... 93 Gambar 37. Nomogram Komponen Struktur ................................................ 98 Gambar 38. Diagram Interaksi Penulangan Kolom ....................................... 107 Gambar 39. Penulangan Penampang Kolom ................................................. 108 Gambar 40. Detail Penulangan Sengkang Kolom ......................................... 111 Gambar 41. Input Data Penulangan Balok .................................................... 130

Gambar 42. Input Data Penulangan Kolom .................................................. 130

Gambar 43. Input Grav Case ....................................................................... 134

xii

Gambar 44. Input Push Respon Spektrum arah X dan Y ............................... 135 Gambar 45. Input Push Statik Ekivalen arah X dan Y .................................. 135 Gambar 46. Kurva Kapasitas Respon Spektra Arah X .................................. 136

Gambar 47. Kurva Kapasitas Respon Spektra Arah Y .................................. 136 Gambar 48. Sendi Plastis Akibat Beban Respon Spektrum arah X ............... 137

Gambar 49. Sendi Plastis Akibat Beban Statik Ekivalen arah X ................... 138

Gambar 50. Sendi Plastis Akibat Beban Respon Spektrum arah Y ............... 139

Gambar 51. Sendi Plastis Akibat Beban Statik Ekivalen arah Y ................... 140 Gambar 52. Titik Kinerja Arah X ................................................................. 142 Gambar 53. Titik Kinerja Arah Y ................................................................. 142

DAFTAR ISTILAH

a = Tinggi blok tegangan persegi Ab = Luas dasar struktur Ach = Luas inti penampang kolom Ag = Luas penampang beton Aj = Luas efektif dari penampang suatu joint As = Luas tulangan tarik As’ = Luas tulangan tekan Ash = Luas tulangan transversal yang diisyaratkan Ast = Luas total tulangan longitudinal b = Lebar muka tekan komponen struktur bc = Lebar inti kolom yang diukur dari as tulangan longitudinal bj = Lebar efektif hubungan balok kolom bw = Lebar badan C = Resultan gaya tekan pada beton Cc = Kuat tekan akibat beton Cd = Koefisien Pembesaran Momen Cs = Koefisien response seismic Cs = Kuat tekan akibat tulangan Ct = Koefisien D = Beban Mati d = Jarak serat tekan ke pusat tulangan tarik d’ = Jarak serat tekan ke pusat tulangan tekan db = Diameter tulangan

xiv

di = Ketebalan lapisan dh = Tambahan kedalaman air pada atap pada lubang sistem drainase ds = kedalaman air atap ke lubang masuk sistem drainase sekunder E = Modulus Elastisitas E = Beban gempa Fa = Faktor amplifikasi Fv = Faktor amplifikasi f’c = Kuat tekan beton fy = Kuat leleh tulangan baja H = Tinggi h = Panjang penampang hc = Tinggi efektif kolom pada hubungan balok kolom hi/hx = Tinggi dari dasar tingkat I atau x hj = Tinggi joint hn = Ketinggian struktur h1,h2 = Tinggi kolom I = Momen Inersia I = Faktor keutamaan K = Kekakuan k = eksponen yang terikat pada struktur L = Beban hidup Ldh = Panjang penyaluran Lr = Beban hidup atap Mn = Momen nominal Mpr+ = Kekuatan lentur komponen struktur balok tulangan tarik Mpr- = Kekuatan lentur komponen struktur balok tulangan tekan

= Nilai N-SPT rata-rata Nn = Gaya aksial nominal kolom

xv

Pn = Kekuatan aksial nominal penampang Po = Kekuatan aksial Pu = Gaya aksial terfaktor R = Faktor modifikasi respon R = beban air hujan pada atap yang tidak melendut s = Jarak antar tulangan transversal S = Beban salju Sa = Spectrum response Sds = Parameter percepatan response spectrum periode pendek Sd1 = Parameter percepatan response spectrum periode 1 detik Smax = Besarnya gaya geser dasar struktur saat mengalami leleh Sms = Parameter response spectrum periode pendek Sm1 = Parameter response spectrum periode 1 detik SMT = Nilai Sa dari gempa periode ulang 2500 tahun T = Kuat tarik tulangan T = Periode fundamental Ta = Periode fundamental pendekatan T0 = Periode awal V = Gaya geser dasar Vc = Gaya geser Ve = Gaya geser desain pada penampang Vn = Tegangan geser nominal Vu = Gaya geser terfaktor W = Berat lantai W = Beban angin Wi/Wx = Bagian seismik efektif total struktur pada tingkat I dan x Wu = Beban terfaktor per satuan panjang balok x = Jarak serat atas ke garis netral

xvi

ԑs = Regangan pada baja ℓn = Panjang bentang bersih ρ = Rasio tulangan Ø = Faktor reduksi Ωo = Faktor kuat lebih sistem

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kejadian gempa bumi menjadi suatu fenomena yang menarik untuk diteliti.

Hingga saat ini dengan perkembangan teknologi yang cukup pesat namun

belum satu pun gempa bumi yang dapat diprediksi kapan dan seberapa besar

intensitas gempa yang terjadi. Fenomena ini menjadi bagian penting dan

menarik bagi perencana teknik sipil dalam mendesain bangunan yang dapat

bertahan dari pergerakan tanah yang disebabkan oleh gempa bumi.

Konsep terbaru dalam perencanaan gempa saat ini adalah perencanaan

berbasis kinerja yang dikenal dengan Performance Based Earthquake

Engineering (PBEE). Konsep perencanaan berbasis kinerja merupakan

kombinasi dari aspek tahanan dan aspek layan. Konsep PBEE dapat

digunakan untuk mendesain bangunan baru (Performanced Based Seismic

Design) maupun mengevaluasi bangunan yang sudah ada (Performanced

Based Seismic Evaluation). Dalam mendesain suatu struktur bangunan beton

bertulang tahan gempa pada umumnya menggunakan konsep daktilitas,

dimana dengan konsep ini suatu taraf pembebanan dengan faktor reduksi

terhadap beban gempa maksimum dapat dipakai sebagai beban gempa

rencana, sehingga struktur dapat di desain secara lebih ekonomis.

2

Peraturan gempa yang berlaku saat ini yaitu SNI 03-1726-2012 mengatur

daktilitas berdasarkan faktor modifikasi respon (R), faktor pembesaran

simpangan lateral (Cd), dan faktor kuat lebih (Ωo). Dalam analisis ini akan

mengkaji kapasitas aktual struktur gedung yang di desain menggunakan

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). SRPMK merupakan

sistem dengan daktilitas tertinggi dan memiliki persyaratan yang detail dalam

perhitungan penulangan komponen struktur aksial, lentur dan geser untuk

elemen balok dan kolom, serta ketentuan mengenai hubungan balok-kolom

yang akan mempengaruhi kinerja bangunan secara keseluruhan ketika

menerima beban gempa.

Metode analisis pushover menjadi pilihan yang menarik dalam mengkaji

kapasitas aktual struktur bangunan karena menggunakan konsep PBEE

sehingga dapat diketahui kinerja seismik dari suatu struktur. Prosedur analisis

pushover sesuai konsep PBEE yaitu Capacity Spectrum Method (CMS)

berdasarkan tata cara ATC-40 dan Displacement Coefficient Method (DCM)

berdasarkan tata cara FEMA 356 dan FEMA 440. Dari hasil analisis, dapat

digambarkan hubungan antara base shear dan roof displacement, hubungan

tersebut kemudian dipetakan sebagai kurva kapasitas struktur. Selain itu,

analisis pushover juga dapat memperlihatkan secara visual perilaku struktur

saat kondisi elastis, plastis dan sampai terjadi keruntuhan pada elemen

strukturnya.

3

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah untuk

mengetahui besaran gaya dalam, detail penulangan dan kapasitas aktual

struktur yang didesain dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.

C. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini antara lain:

1. Desain penulangan sistem SRPMK menggunakan Persyaratan Beton

Struktural Untuk Bangunan Gedung SNI 2847 : 2013

2. Pembebanan menggunakan Beban Minimum untuk Perencanaan

Bangunan Gedung dan Struktur Lain SNI 1727 : 2013.

3. Beban gempa yang digunakan berdasarkan Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung

SNI 1726 : 2012.

4. Perhitungan struktur menggunakan bantuan program SAP 2000 Ver. 14.

5. Data struktur bangunan yang digunakan merupakan data struktur

pembangunan hotel Whiz Prime Lampung.

6. Dinding tembok adalah non-struktural dan hanya berfungsi sebagai

pemisah ruangan.

7. Pondasi dianggap jepit sempurna

8. Penulangan balok dan kolom dengan dimensi yang sama dirancang

memiliki jumlah tulangan yang sama.

9. Tinjauan yang dianalisis pada joint balok kolom yaitu joint eksterior,

roof eksterior, interior, roof interior, corner dan roof corner

4

10. Penulangan lentur tidak didesain dengan Probable Moment Capacities.

11. Data struktur hotel whiz hanya digunakan sebagai model untuk

konfigurasi pemodelan saja dan bukan merupakan kondisi aktual

lapangan.

D. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Untuk mengetahui pemodelan struktur gedung yang didesain dengan

metode sistem rangka pemikul momen khusus.

2. Untuk mengetahui detail dan persyaratan dalam penentuan sistem rangka

pemikul momen khusus

3. Untuk merencanakan dimensi dan komponen struktur gedung beton

bertulang tahan gempa dengan sistem rangka pemikul momen khusus

4. Untuk memperlihatkan kurva kapasitas dan pola keruntuhan yang terjadi

sehingga dapat diketahui bagian struktur yang mengalami kerusakan

E. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan memberikan manfaat sebagai berikut:

1. Memberikan informasi dalam melakukan desain dengan sistem rangka

pemikul momen khusus.

2. Menambah pengetahuan serta memberikan alternatif dalam perencanaan

struktur tahan gempa.

3. Memberikan pengetahuan mengenai kinerja seismik suatu gedung yang

direncanakan dengan sistem rangka pemikul momen khusus

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Balok

Balok beton adalah bagian dari struktur yang berfungsi sebagai penyalur

momen menuju struktur kolom. Balok dikenal sebagai elemen lentur,

yaitu elemen struktur yang dominan memikul gaya dalam berupa momen

lentur dan gaya geser. Menurut Daniel L. Schodek dalam buku “Struktur”

tinggi suatu elemen struktur juga akan mempengaruhi kemampuannya untuk

menahan beban lentur, semakin tinggi suatu elemen maka semakin kuat

kemampuannya menahan lentur seperti terlihat pada Gambar 1(a). Kondisi

tumpuan juga sangat penting, elemen struktur yang ujung-ujungnya dijepit

lebih kaku daripada yang ujung-ujungnya dapat berputar bebas dapat dilihat

Gambar 1(b).

Gambar 1. Faktor Penting Dalam Desain Balok

6

Pada Gambar 2 dapat dilihat distribusi tegangan dan regangan, dimana

apabila kapasitas batas kekuatan beton terlampaui dan tulangan baja

mencapai leleh, balok akan mengalai keruntuhan. Ada dua jenis keruntuhan

balok beton bertulang yaitu:

1. Keruntuhan Lentur

Gambar 2. Distribusi Tegangan Regangan Balok Beton Bertulang

Keterangan: As = Luas Tulangan tarik

C = Resultan gaya tekan pada beton

T = Resultan gaya tarik pada tulangan

a = Tinggi blok tegangan persegi

Resultan gaya tekan pada beton:

C = 0,85.f’c.b.a ....................................................................................2.1

Dimana: C = Resultan gaya tekan pada beton

f’c = Kuat tekan beton

b = Lebar muka tekan komponen struktur

a = Tinggi tegangan pada beton

Resultan gaya tarik pada tulangan:

T = As.fy ……………………………....................................................2.2

Dimana: T = Resultan gaya tarik pada tulangan

7

As = Luas tulangan tarik

fy = Kuat leleh tulangan baja (tulangan kondisi leleh)

Ditinjau dalam kondisi under reinforced, keruntuhan lentur dimulai dari

tulangan baja yang mengalami leleh.

Dengan nilai C = T didapat persamaan:

�� = ��.fy (� –�/2) ..............................................................................2.3

Dimana: As = Luas tulangan tarik

fy = Kuat leleh tulangan baja

d = Jarak serat tekan ke pusat tulangan tarik

a = Tinggi blok tegangan persegi

Dengan:

� =�� 0,85 �′� �………………………………………………….. 2.4

Dimana: a = Tinggi balok tegangan persegi ekivalen

As = Luas tulangan tarik

fy = Kuat leleh tulangan baja


b = Lebar muka tekan komponen struktur

2. Keruntuhan Geser

Gaya geser pada balok sepenuhnya dipikul oleh beton, sedangkan gaya

setelah terjadi retak geser lentur maka retak akan merambat

sepanjang tulangan lentur, keretakan ini akan melepaskan lekatan

tulangan memanjang dengan beton. Balok akan berperilaku seperti busur

dua sendi, yang kemudian diakhiri dengan hancurnya beton tekan.

Geser nominal yang dapat disumbangkan beton adalah:

8

�� =1/6√�’�� …………..……………………………………… 2.5

Dimana: Vc = Gaya geser


bw = Lebar badan

d = Jarak dari serat tekan ke pusat tulangan tekan

B. Detail Penulangan Komponen Struktur Pemikul Lentur

Berikut ini adalah beberapa ketentuan yang berlaku untuk komponen-

komponen struktur pada sistem rangka pemikul momen khusus yang

memikul gaya akibat gempa dan direncanakan untuk memikul lentur sesuai

dengan SNI 2847-2013 pasal 21.5.

1. Ruang Lingkup

Komponen struktur lentur pada SRPMK harus memenuhi syarat-syarat

dibawah ini:

1. Gaya tekan aksial terfaktor pada komponen struktur, Pu < Agf’c/10.

2. Bentang bersih komponen untuk komponen struktur, Ln ≥ 4d.

3. Lebar komponen, bw ≥ 0,3h dan 250 mm.

4. Lebar komponen struktur, bw ≤ C2 ditambah suatu jarak pada

masing- masing sisi komponen struktur penumpu yang lebih kecil

atau sama dengan :

a. Lebar komponen struktur penumpu, C2

b. 0,75 kali dimensi keseluruhan komponen struktur penumpu, C1.

9

2. Tulangan Longitudinal

1. Jumlah tulangan atas maupun bawah:

a. Tidak boleh kurang dari 1,4bwd/fy

b. Rasio tulangan ρ tidak boleh melebihi 0,025.

c. Paling sedikit 2 batang tulangan harus disediakan menerus pada

kedua sisi atas dan bawah.

2. Kekuatan M+ pada muka joint > ½ kuat lentur n[egatif pada muka

joint tersebut. Baik kekuatan M+ atau M- pada penampang > ¼

Mmax pada muka salah satu joint tersebut.

3. Sambungan lewatan tulangan lentur hanya diizinkan jika ada

tulangan spiral atau sengkang disediakan sepanjang panjang

sambungan. Spasi tulangan transversal tidak melebihi d/4 atau 100

mm.

Sambungan lewatan tidak boleh digunakan:

a. Dalam joint;

b. Dalam jarak dua kali tinggi komponen struktur dari muka joint;

c. Bila analisis menunjukkan pelelehan lentur diakibatkan oleh

perpindahan lateral inelastis rangka.

3. Tulangan Transversal

Sengkang harus dipasang pada daerah komponen struktur rangka berikut

seperti terlihat pada Gambar 3 :

a. Sepanjang dua kali tinggi komponen struktur penumpu ke arah

tengah bentang, di kedua ujung komponen struktur lentur.

10

b. Sepanjang dua kali tinggi komponen struktur di kedua sisi

penampang dimana pelelehan lentur terjadi.

c. Sengkang tertutup pertama harus dipasang tidak melebihi 50 mm

dari muka komponen struktur penumpu.

d. Spasi sengkang tertutup tidak boleh melebihi:

1. d/4;

2. 6d terkecil tulangan lentur utama;

3. 150 mm.

e. Spasi batang tulangan lentur yang tertumpu secara transversal tidak

boleh melebihi 350 mm.

f. Pada daerah yang tidak memerlukan sengkang tertutup, kait gempa

pada kedua ujungnya harus dipasang dengan spasi < d/2

g. Sengkang atau pengikat yang diperlukan untuk menahan geser harus

dipasang di sepanjang komponen struktur.

h. Sengkang terbentuk dari dua potong tulangan, yaitu: sengkang

dengan kait gempa pada kedua ujung dan ditutup oleh pengikat

silang.

Gambar 3. Detail Penulangan Sengkang

11

4. Persyaratan Kuat Geser

1. Gaya Desain

Gaya geser desain, Ve ditinjau dari gaya statis pada bagian

komponen struktur antara dua muka-muka joint. Dapat dilihat pada

Gambar 4, momen-momen dengan tanda berlawanan yang

berhubungan dengan kekuatan momen lentur yang mungkin, Mpr

bekerja pada muka-muka joint, dan komponen struktur tersebut

dibebani dengan beban gravitasi terfaktor disepanjang bentangnya.


Tulangan transversal sepanjang daerah yang ditentukan harus

dirancang untuk menahan geser gempa dengan menganggap Vc = 0,

bila:

a. Gaya geser akibat gempa yang dihitung sesuai dengan gaya

rencana mewakili setengah atau lebih daripada kuat geser perlu

maksimum.

b. Gaya aksial tekan terfaktor, Pu termasuk akibat gempa, <

Agf’c/20.

Gambar 4. Detail Penulangan Geser

12

Keterangan: Ve = Gaya geser desain pada penampang

Mpr = Kekuatan lentur mungkin komponen struktur

Pu = Gaya aksial terfaktor

Wu = Beban terfaktor per satuan panjang balok

ℓn = Panjang bentang bersih

C. Kolom

Pada suatu konstruksi bangunan gedung, kolom berfungsi sebagai pendukung

beban-beban dari balok dan pelat, dan diteruskan ke tanah dasar melalui

pondasi. Beban dari balok dan pelat ini berupa beban aksial tekan serta

momen lentur. Ali Asroni Dalam buku “Kolom Pondasi & Balok T Beton

Bertulang” menjelaskan jenis-jenis kolom pada struktur beton bertulang

antara lain:

Kolom dibedakan beberapa jenis menurut bentuk dan susunan tulangan,

letak/posisi beban aksial pada penampang kolom. Juga dibedakan menurut

ukuran panjang pendeknya kolom dalam hubungan dengan dimensi lateral.

a. Jenis kolom berdasarkan bentuk dan susunan tulangan

1. Kolom segi empat, baik berbentuk empat persegi panjang maupun

bujur sangkar, dengan tulangan memanjang dan sengkang

2. Kolom bulat dengan tulangan memanjang dan sengkang atau spiral

3. Kolom komposit, yaitu kolom yang terdiri atas beton dan profil baja

struktural yang berada dalam beton

13

Gambar 5. Jenis Kolom Berdasarkan Bentuk dan Susunan Kolom

b. Jenis kolom berdasarkan letak/posisi beban aksial

Berdasarkan letak beban aksial yang bekerja pada penampang kolom,

kolom dibedakan menjadi 2 macam,yaitu :

1. Kolom dengan posisi beban sentris, berarti kolom ini menahan beban

aksial tepat pada sumbu kolom. Pada keadaan ini seluruh permukaan

penampang beton menahan beban tekan seperti pada Gambar 5(a).

2. Kolom dengan beban eksentris, berarti beban aksial bekerja di luar

sumbu kolom dengan eksentrisitas sebesar e. Beban aksial P dan

eksentrisitas e ini akan menimbulkan momen sebesar M= P.e. seperti

terlihat pada Gambar 5(b).

Gambar 6. Jenis Kolom Bedasarkan Letak Beban Aksial

14

c. Jenis kolom berdasarkan panjang kolom

Berdasarkan ukuran panjang dan pendeknya, kolom dibedakan atas 2

macam:

1. Kolom panjang (Kolom langsing)

Beban yang terjadi pada kolom panjang, menyebabkan terjadi

kegagalan kolom akibat kehilangan stabilitas lateral karena bahaya

tekuk.

2. Kolom pendek

Kehilangan stabilitas lateral karena tekuk Kegagalan pada kolom

pendek sering disebabkan oleh kegagalan materialnya.

Istimawan Dipohusodo dalam buku “ Struktur Beton Bertulang “ menjelaskan

hampir tidak pernah ditemukan kolom yang menopang beban aksial secara

konsentris, bahkan kombinasi beban aksial dengan eksentrisitas kecil jarang

ditemukan. Namun untuk mengetahui dasar perilaku kolom pada waktu

menahan beban dan timbulnya momen pada kolom, maka perlu ditinjau

kolom dengan beban aksial tekan eksentrisitas kecil sesuai Gambar 7.

Gambar 7. Penampang Kolom, Diagram Tegangan dan Regangan

15

Keterangan: As = Luas tulangan tarik baja tulangan

As’ = Luas tulangan tekan baja tulagan

Cc = Kuat tekan akibat beton

Cs = Kuat tekan akibat tulangan

T = Kuat tarik tulangan

Pada kondisi beban sentris (Po) dengan menganggap baja tulangan dalam

kondisis leleh dapat di analisis seperti berikut :

C1 = 0,85 f’c (Ag-Ast) ………………...………………..………………. 2.6

C2 = fy.As …………………………………..…………….………………. 2.7

C3 = fy.As’…………………..……………………………………………. 2.8

Dimana: C = Resultan gaya

fy = Kuat leleh baja tulangan

As = Luas tulangan tarik baja

As’ = Luas tulangan tekan baja

Ast = Luas total tulangan longitudinal

f’c = Kuat tekan beton bertulang

Karena kesetimbangan gaya vertikal harus nol, maka diperoleh :

Po = C1+C2+C3

Po = 0,85 f’c (Ag-Ast) + Ast.fy. ……………………………………….… 2.9

фPn maks = 0,85ф[0,85 f’c (Ag-Ast) + fy.Ast] untuk tulangan spiral .... 2.10

фPn maks = 0,80ф[0,85 f’c (Ag-Ast) + fy.Ast] untuk sengkang ….…… 2.11

dimana: Pn = Kekuatan aksial nominal penampang

Po = Kekuatan aksial nominal

f’c = Kekuatan tekan beton

16

fy = Kekuatan leleh baja tulanagan

Ag = Luas penampang beton

Ast = Luas total tulangan longitudinal

D. Komponen Struktur Pemikul Kombinasi Lentur dan Aksial

Berikut ini adalah ketentuan yang berlaku untuk komponen-komponen

struktur pemikul kombinasi lentur dan aksial pada sistem rangka pemikul

momen khusus sesuai dengan SNI 2847-2013 pasal 21.6.

1. Ruang Lingkup

Persyaratan dalam pasal ini berlaku untuk SRPMK harus membentuk

bagian sistem penahan gaya gempa dengan syarat sebagai berikut:

a. Menahan gaya tekan aksial terfaktor, Pu ≥ Agf’c/10.

b. Ukuran penampang terkecil, diukur pada garis lurus yang melalui

titik pusat geometris penampang, tidak kurang dari 300 mm;

c. b berbanding h ≥ 0,4.

2. Kuat Lentur Minimum Kolom

1. Kuat lentur kolom harus memenuhi

Σ�� ≥ (1,2)Σ��…….……...…………………………..........2.12

Σ�� Jumlah kuat lentur nominal kolom yang merangka ke dalam

joint, yang dievaluasi di muka-muka joint. Kuat lentur

kolom dihitung untuk gaya aksial terfaktor, dengan arah

gaya-gaya lateral yang ditinjau.

Σ�� Jumlah kekuatan nominal balok yang merangka ke dalam

joint yang dievaluasi di muka-muka joint.

17

2. Jika persamaan tersebut tidak dipenuhi pada hubungan balok-kolom

dipasang tulangan transversal disepanjang tinggi kolom.

3. Tulangan Memanjang

1. Luas tulangan memanjang, 0,01�� ≤ A�� ≤ 0,06��.

2. Pada kolom dengan sengkang tertutup bulat, jumlah batangan

tulangan longitudinal minimum harus 6.


1. Harus dipasang sepanjang panjang ℓ� dari setiap muka joint dan

pada kedua sisi sebarang penampang. Panjang ℓ� tidak boleh kurang

dari:

a. Tinggi komponen struktur pada muka joint;

b. Seperenam bentang bersih komponen struktur;

c. 450 mm.

2. Setiap ujung pengikat silang harus memegang batang tulangan

longitudinal terluar. Spasi pengikat silang atau kaki-kaki sengkang

persegi ℎ� dalam komponen struktur ≤ 350 mm dari pusat ke pusat,

dapat dilihat pada Gambar 11.

3. Spasi tulangan transversal sepanjang panjang ℓ� komponen struktur

tidak boleh melebihi yang terkecil dari:

a. 1/4 dimensi komponen struktur minimum

b. 6 kali diameter batang tulangan longitudinal terkecil

c. �� seperti didefenisikan oleh persamaan berikut

�� = 100 + ��

��……………………………...…….....2.13

Nilai 100 ≤ �� ≤ 150 mm.

18

Gambar 8. Detail Tulangan Transversal Kolom

4. Luas total penampang tulangan sengkang persegi �� tidak boleh

kurang dari persamaan dibawah ini

�� = 0,3��

��

��

�� − 1�…..……………………………..…2.14

�� = 0,09��

��……………………………..………...…...…...2.15

5. Diluar panjang ℓ� yang ditetapkan kolom harus mengandung

tulangan spiral atau sengkang dengan spasi pusat ke pusat, S ≤ 6Ø

tulangan kolom longitudinal terkecil dan 150 mm.

6. Kolom yang menumpu reaksi dari komponen struktur kaku yang tak

menerus seperti dinding, harus memenuhi:

a. Tulangan transversal disediakan sepanjang tinggi

keseluruhannya jika gaya tekan aksial terfaktor melebihi

Agf’c/10. Bilamana gaya desain telah diperbesar untuk kekuatan

lebih elemen vertikal sistem penahan gempa maka batasan harus

ditingkatkan menjadi Agf’c/4.

19

b. Tulangan transversal harus menerus sejarak sama dengan ℓ�,

bilamana ujung bawah kolom berhenti pada suatu dinding

tulangan transversal harus menerus kedalam dinding paling

sedikit ℓ� dari batang tulangan kolom longitudinal terbesar di

titik pemutusan.

7. Bila selimut beton diluar tulangan transversal pengekang yang

ditetapkan diatas melebihi 100 mm, tulangan transversal tambahan

harus disediakan. Selimut beton untuk tulangan transversal tambahan

tidak boleh melebihi 300 mm.

5. Persyaratan Kuat Geser

1. Gaya-gaya rencana

Gaya geser rencana, Ve, harus ditentukan dari peninjauan gaya-gaya

maksimum di muka-muka pertemuan (joints) di setiap ujung

komponen struktur. Gaya-gaya pada joint tersebut harus ditentukan

menggunakan kuat momen maksimum, Mpr, dari komponen struktur

tersebut yang terkait dengan rentang beban-beban aksial terfaktor Pu

yang bekerja pada komponen struktur. Gaya geser rencana, Ve, tidak

boleh lebih kecil daripada geser terfaktor hasil perhitungan analisis

struktur.

2. Tulangan transversal sepanjang panjang ℓ�, harus direncanakan

untuk memikul geser dengan menganggap Vc = 0, bila:

a. Gaya geser akibat gempa mewakili 50% kuat geser maksimum

b. Gaya tekan aksial terfaktor Pu tidak melampaui Agf’c/10.

20

E. Sambungan Balok Kolom

Pada pertemuan sambungan balok kolom tersebut memiliki konsentrasi

tegangan yang tinggi dari gaya gempa yang ada. Tulangan atas balok pada

suatu sisi kolom mengalami tegangan tarik dan bersamaan dengan itu

tulangan atas balok pada sisi yang lain mengalami tulangan tekan. Dengan

memberikan perhatian yang sebaik-baiknya pada pertemuan balok dan kolom

akan mencegah terbentuknya sendi plastis dan terjadinya kehancuran pada

daerah pertemuan tersebut. Gambaran geometris pertemuan balok dan kolom

dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Geometris Sambungan Balok Kolom Interior

Keterangan: Mux = Momen terfaktor pada penampang arah x

Muy = Momen terfaktor pada penampang arah y

Vux = Gaya geser terfaktor pada penampang arah x

Vuy = Gaya geser terfaktor pada penampang arah y

Pu = Gaya aksial tekan kolom

21

F. Komponen Struktur Joint Balok Kolom

Berikut ini adalah ketentuan yang berlaku untuk komponen struktur joint

balok dan kolom pada sistem rangka pemikul momen khusus sesuai dengan

SNI 2847-2013 pasal 21.7.

1. Ketentuaan Umum

1. Tegangan pada tulangan tarik lentur adalah 1,25fy.

2. Tulangan longitudinal balok harus diteruskan hingga mencapai sisi

jauh dari inti kolom terkekang dan diangkur dalam kondisi tarik.

3. Dimensi kolom yang sejajar terhadap tulangan longitudinal balok >

20 kali Ø terbesar tul. longitudinal balok untuk beton normal.


1. Tulangan berbentuk sengkang tertutup harus dipasang dalam daerah

hubungan balok-kolom.

2. Pada hubungan balok-kolom, dengan lebar setidak- tidaknya sebesar

¾ lebar kolom, merangka pada keempat sisinya, harus dipasang

tulangan transversal setidak-tidaknya sejumlah ½ dari yang

ditentukan. Pada daerah tersebut, spasi tulangan transversal

diperbesar menjadi 150 mm.

3. Pada hubungan balok-kolom, tulangan transversal harus dipasang

untuk memberikan kekangan terhadap tulangan longitudinal balok

yang berada diluar daerah inti kolom.

3. Kuat Geser

1. Untuk beton berat normal, Kuat geser nominal Vn joint tidak boleh

diambil lebih besar daripada ketentuan berikut ini:

22

Untuk joint yang terkekang oleh balok-balok pada semua empat

muka

1,7��′�� ……………………..……...…………………………2.16

Untuk joint yang terkekang oleh balok-balok pada tiga muka atau

dua muka yang berlawanan

1,2��′�� ………………….…………………...……………....2.17

Untuk kasus kasus lainnya

1,0��′�� …….………………………………………...………2.18

Dimana : f’c = Mutu beton bertulang

Aj = Luas efektif dari penampang suatu joint

Suatu balok yang merangka pada suatu balok-kolom dianggap

memberikan kekangan bila setidak-tidaknya ¾ bidang muka joint

tersebut tertutupi oleh balok yang merangka tersebut. Luas joint

efektif dapat dilihat pada Gambar 12. Lebar joint efektif harus lebih

besar dari:

a. Lebar balok ditambah tinggi joint

b. Dua kali jarak tegak lurus yang lebih kecil dari sumbu

longitudinal balok ke sisi kolom.

2. Untuk beton ringan, kuat geser nominal hubungan joint tidak boleh

diambil lebih besar daripada ¾ nilai-nilai ketentuan kuat geser.

23

Gambar 10. Luas Joint Efektif

4. Panjang Penyaluran Tulangan Tarik

1. Untuk ukuran batang tulangan Ø 10 mm - D 36 mm, panjang

penyaluran tulangan tarik ℓ�� untuk tulangan dengan kait standar

90° ≥ 8db, 150 mm, dan nilai yang ditentukan oleh persamaan 2.22 :

ℓ�� = 0,3��

�,��…………………………...……………...…….2.19

Dimana ℓ�� : Panjang penyaluran

fy : Mutu baja tulangan

db : Diameter tulangan

f’c : Mutu beton

2. Untuk ukuran batang tulangan Ø 10 mm - D 36 mm, panjang

penyaluran tulangan ℓ� tidak boleh diambil lebih kecil daripada

a. 2½ ℓ��, bila ketebalan pengecoran beton < 300 mm,

b. 3½ ℓ��, bila ketebalan pengecoran beton > 300 mm.

24

G. Pembebanan

Berdasarkan Kamus Besar Bahasa Indonesia, Pembebanan berarti proses,

cara, perbuatan membebani atau membebankan. Dalam hal ini yaitu suatu

proses atau cara membebankan suatu elemen struktur terhadap tinjauan

tertentu.

1. Beban Mati

Beban mati adalah semua beban yang berasal dari berat bangunan,

termasuk segala unsur tambahan tetap yang merupakan satu kesatuan

dengannya. Dalam hal ini dapat berupa:

a. Beban mati akibat berat sendiri

Beban mati didefinisikan sebagai beban yang ditimbulkan oleh

elemen-elemen struktur bangunan yang terdiri dari balok, kolom,dan

pelat lantai. Beban ini akan dihitung secara otomatis oleh program

SAP 2000 Versi. 14.

b. Beban mati tambahan

Beban mati tambahan didefinisikan sebagai beban mati yang

diakibatkan oleh berat dari bahan bangunan dan komponen gedung

tambahan atau finishing yang bersifat permanen. Berat sendiri bahan

bangunan dan komponen gedung dapat dilihat pada Tabel 1.

25

Tabel 1. Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung

Sumber : Standart Nasional Indonesia 1727-2013

2. Beban Hidup

Beban hidup didefinisikan sebagai beban yang sifatnya tidak membebani

struktur secara permanen. Beban hidup dapat terjadi akibat penghuni atau

penggunaan suatu gedung termasuk beban-beban pada lantai yang

berasal dari barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan

yang merupakan bagian gedung.

Tabel 2. Beban Hidup Pada Lantai Gedung

No Hunian atau Penggunaan Beban Merata

1 Rumah tinggal semua ruang kecuali tangga dan balkon 200 kg/m² 2 Tangga dan jalan keluar 500 kg/m² 3 Sistem lantai akses

Ruang kantor Ruang komputer

250 kg/m² 500 kg/m²

4 Sekolah Ruang kelas Koridor diatas lantai pertama Koridor lantai pertama

200 kg/m² 400 kg/m² 500 kg/m²

5 Rumah sakit Ruang operasi Ruang pasien

300 kg/m² 200 kg/m²

6 Perpustakaan Ruang baca

300 kg/m²

Beban Mati Besar Beban

Batu Alam 2600 kg/m³

Beton Bertulang 2400 kg/m³

Spesi per cm tebal 21 kg/cm²

Dinding Pasangan ½ Bata 250 kg/m²

Langit-langit + penggantung 18 kg/m²

Penutup lantai dari Semen Portland 24 kg/m²

26

Ruang penyimpanan 800 kg/m² 7 Pabrik

Ringan Berat

650 kg/m² 1300 kg/m²

8 Gedung Perkantoran Lobi dan koridor lantai pertama Kantor Koridor diatas lantai pertama

500 kg/m² 250 kg/m² 400 kg/m²

12 Tempat rekreasi Kolam renang Ruang dansa Stadium dan tribun

400 kg/m² 500 kg/m² 300 kg/m²


3. Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban yang bekerja pada bangunan atau

bagian bangunan dari pergerakan tanah akibat gempa itu. Pengaruh

gempa pada struktur ditentukan berdasarkan analisa dinamik, maka yang

diartikan dalam beban gempa itu gaya-gaya di dalam struktur tersebut

yang terjadi oleh tanah akibat gempa itu sendiri. Beban gempa yang

dimaksud meliputi:

a. Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Bangunan

Standar ini menentukan pengaruh gempa rencana yang harus ditinjau

dalam perencanan struktur gedung serta berbagai bagian dan

peralatannya secara umum. Akibat pengaruh gempa rencana, struktur

gedung secara keseluruhan harus masih berdiri, walaupun sudah

berada dalam kondisi di ambang keruntuhan. Untuk berbagai

kategori resiko bangunan gedung dan non gedung, pengaruh gempa

rencana harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan (I).

27

Tabel 3. Faktor Keutamaan dan Kategori Resiko Bangunan

Jenis Pemanfaatan Kategori Resiko

Faktor Keutamaan

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko terhadap jiwa manusia pada saat kegagalan, termasuk tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

- Fasilitas pertanian, perkebunan dan peternakan - Fasilitas Sementara, - Gedung penyimpanan - Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I 1,0

Semua gedung dan struktur lain kecuali yang termasuk dalam kategori I,II,IV termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Perumahan, - Rumah toko dan rumah kantor - Pasar - Gedung Perkantoran - Apartemen/ rumah susun - Bangunan Industri

II 1,0

Gedung dan non gedung yang memiliki i resiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk

- Bioskop, - Gedung pertemuan - Stadion - Penjara

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori IV yang memili potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan atau gangguan masal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari jika terjadi kegagalan tapi tidak dibatasi untuk

- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air - Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi

III 1,25

Gedung dan non gedung yang ditunjukan sebagai fasilitas penting, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk bangunan monumental, Gedung sekolah, Rumah sakit dan fasilitas kesehatan, Fasilitas pemadam kebakaran, tempat perlindungan terhadap gempa bumi

IV 1,50

Sumber: Standart Nasional Indonesia 1726-2012

28

b. Kategori Desain Seismik

Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik.

Struktur dengan kategori resiko I, II, atau III dimana parameter S1 ≥

0,75 ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E.

Struktur yang berkategori resiko IV dimana S1 ≥ 0,75 ditetapkan

sebagai struktur dengan kategori desain seismik F. Semua struktur

lainnya harus ditetapkan kategori desain seismiknya berdasarkan

kategori resikonya dan parameter respon spektral percepatan

desainnya ( SDS dan SD1). Kategori desain seismik dapat dilihat pada

Tabel 5 dan Tabel 6.

Tabel 4. KDS Parameter Respon Percepatan Periode Pendek

Nilai SDS Kategori Resiko

I atau II atau III IV

SDS < 0,167 A A

0,167 ≤ SDS < 0,33 B C

0,33 ≤ SDS < 0,50 C D

0,50 ≤ SDS D D

Sumber : Standar Nasional Indonesia 1726-2012

Tabel 5. KDS Parameter Respon Percepatan Periode 1 detik

Nilai SD1 Kategori Resiko

I atau II atau III IV

SD1 < 0,167 A A

0,167 ≤ SD1 < 0,133 B C

0,133 ≤ SDS < 0,20 C D

0,20 ≤ SDS D D

Sumber : Standar Nasional Indonesia 1726-2012

29

c. Klasifikasi Situs Struktur

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di

permukaan tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus

diklasifikasikan terlebih dahulu. Profil tanah di situs harus di

klasifikasikan sesuai Tabel 4 berdasarkan profil tanah lapisan 30 m

paling atas.

Jenis tanah dikelompokkan menjadi 6 bagian, dengan pembagiannya

berdasarkan besaran kecepatan rambat gelombang geser rata-rata

(Vs), nilai hasil test penetrasi standar rata-rata (N), dan kuat geser

niralir rata-rata �̅u.

Tabel 6. Klasifikasi Kelas Situs

Kelas Situs ��s (m/detik) �� atau �� ch ��u (kPa)

SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 150 N/A N/A

SC(tanah keras,sangat padat dan batuan lunak)

350 sampai 750 >50 ≥ 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak)

< 175 <15 <50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik sebagai

berikut: 1. Indeks plastisitas, PI > 20

2. Kadar air, w ≥ 40 % 3. Kuat geser niralir �̅u < 25 kPa

SF Dibutuhkan investigasi khusus


30

d. Sistem Struktur

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus

memenuhi salah satu dari tipe yang ditunjukkan dalam Tabel 7.

Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal yang

digunakan untuk menahan gaya gempa lateral. Sistem struktur yang

digunakan harus sesuai dengan batasan sistem struktur dan batasan

ketinggian struktur.

Koefisien modifikasi respon (R), faktor kuat lebih sistem (Ωo), dan

koefisien amplifikasi defleksi (Cd) harus digunakan dalam

penentuan geser dasar, gaya desain elemen, dan simpangan antar

lantai desain.

Tabel 7. Faktor R, Ωo, dan Cd Untuk Sistem Penahan Gaya Seismik

Sistem Penahan Gaya Seismik

Koefisien Modifikasi

Respon (R)

Faktor Kuat Lebih Sistem (Ωo)

Faktor Pembesa

ran Defleksi

(Cd)

Kategori Desain Seismik

B C Dd Ed Fd

C. Sistem Rangka Pemikul Momen

1. Rangka baja pemikul momen khusus

8 3 5½ TB TB TB TB TB

2. Rangka baja pemikul momen menengah

4½ 3 4 TB TB 10h,i TIh TIh

3. Rangka baja pemikul momen biasa

3½ 3 3 TB TI TIh TIh TIi

4. Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

8 3 5½ TB TB TB TB TB

5. Rangka beton bertulang pemikul momen menengah

5 3 4½ TB TB TI TI TI

6. Rangka beton bertulang pemikul momen biasa

3 3 2½ TB TI TI TI TI


31

e. Analisa Statik Ekivalen

Analisa statik ekivalen pada prinsipnya adalah menggantikan beban

gempa dengan gaya-gaya statik yang bertujuan menyederhanakan

dan memudahkan perhitungan. Metode ini disebut juga Metode Gaya

Lateral Ekivalen (Equivalent Lateral Force Method), yang

mengasumsikan besarnya gaya gempa berdasarkan hasil perkalian

suatu konstanta massa dari elemen tersebut.

Berdasarkan SNI 1726-2012 Gaya geser horisontal akibat gempa

yang bekerja pada struktur bangunan dalam arah sumbu X (Vx) dan

sumbu Y (Vy), ditentukan dari persamaan :

� = ��. �………………………………………………………2.20

Dimana : V = Gaya geser dasar

Cs = Koefisien Response Seismic

W = Berat lantai

Koefisien respon seismik ditentukan dengan persamaan sebagai

berikut:

�� = ��

��

�� …………………………...……...………………….…2.21

Nilai Cs yang dihitung tidak perlu melebihi :

�� = ��

��

�� ……………………………………………………..…2.22

Dan Cs harus tidak kurang dari:

�� = 0,044��. � ≥ 0,01 …………………………………..…2.23

Sedangkan daerah dimana s1 ≥ 0,6 g maka Cs harus tidak kurang:

32

�� = �,��

��

��

………………………………………………….…2.24

Dimana: Sds = Parameter percepatan respon spektrum desain

pendek

Sd1 = Parameter percepatan respon spektrum periode

1detik

I = Faktor keutamaan gedung

R = Faktor modifikasi response

T = Perioda fundamental struktur

Cs = Koefisien response seismic

Periode fundamental pendekatan (T) harus ditentukan dari

persamaan berikut:

Ta= Ct hnx…….……………………………………………….…2.25

dimana: Ta = Perioda fundamental pendekatan

Ct = Koefisien (Tabel 8)

x = Koefisien (Tabel 8)

hn = Ketinggian struktur

Tabel 8. Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan X

Tipe Struktur Ct X

Rangka baja pemikul momen 0,0724a 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466a 0,9

Rangka baja dengan brecing eksentris 0,0731a 0,75

Rangka baja dengan brecing terkekang terhadap tekuk

0,0731a 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488a 0,75


33

Gaya gempa lateral (Fx) yang timbul di semua tingkat harus

ditentukan dari persamaan berikut:

Fx = Cvx V…………………………………..………………..…2.26

Untuk menentukan Cvx menggunakan persamaan berikut:

Cvx = ��

∑ ��

…………………………………………..…..…2.27

Dimana : Cvx = faktor distribusi vertikal

V = Gaya lateral desain total atau geser dasar

struktur

wi dan wx = bagian seismik efektif total struktur W

yang dikenakan pada tingkat I dan x

hi dan hx = tinggi dari dasar tingkat I atau x

k = eksponen yang terikat pada struktur

Tabel 9. Penentuan Nilai k

Sumber: Standart Nasional Indonesia 1726:2012

f. Desain Spektra

Desain spektra untuk beban gempa SNI 2012 dihasilkan melalui

pengolahan nilai respons spektra di batuan dasar pada periode 0,2

detik (Ss) dan 1 detik (S1). Nilai ini diperoleh melalui pembacaan

peta gempa SNI 2012 untuk 0,2 detik dan 1 detik.

Perioda k

Kurang dari 0,5 detik 1

2,5 detik atau lebih 2

0,5 detik – 2,5 detik Interpolasi

34

Untuk menghasilkan respons spektra di permukaan, nilai Ss dan S1

kemudian dikalikan dengan faktor amplifikasi sehingga dihasilkan

nilai respons spektra permukaan SMS dan SM1.

�� = ��. �� ………………………………………………..…2.28

��1 = ��. �1 …………………………………………………..2.29

Dimana = Sms = parameter response spectrum perioda pendek

Sm1 = parameter response spectrum perioda 1 detik

Fa = Faktor amplifikasi (Tabel 8)

Fv = Faktor amplifikasi (Tabel 9)

Tabel 10. Faktor Amplifikasi Fa Percepatan Respons Spektrum Faktor

Site Class Ss < 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss > 1,25

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1 1 1 1 1

C 1,2 1,2 1,1 1 1

D 1,6 1,4 1,2 1,1 1

E 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

Sumber : Standart Nasional Indonesia 1726:2012

Tabel 11. Faktor Amplifikasi Fv Percepatan Respons Spektrum Faktor

Site Class S1 < 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 > 0,5

A 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

B 1 1 1 1 1

C 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

D 2,4 2 1,8 1,6 1,5

E 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

Sumber : Standart Nasional Indonesia 1726:2012

35

Nilai SMS dan SM1 terlebih dahulu dikalikan dengan 2/3,

menghasilkan nilai respons spektra baru dengan sebutan SDS dan SD1.

Sd1=2

3.Sm1 ………………………………………….......……2.30

Sds=2

3.Sms………………………………………………….....2.31

Dimana : Sds= Parameter percepatan response spectrum perioda

pendek

Sd1= Parameter percepatan response spectrum perioda 1

detik

Untuk menentukan desain spektra harus mengetahui periode

fundamental struktur bangunan dengan persamaan sebagai berikut:

�0 = 0.2��

�� …………………………………………………2.32

�� = ��

��……………………………...………………….......2.33

Dimana : To = Periode awal

Ts = Periode Fundamental Struktur

Setelah mengetahui priode fundamental struktur tersebut maka

Untuk menentukan kurva response spectrum desain menggunakan

ketentuan:

1. Untuk perioda < To,

�� = �� 0.4 + 0.6�

�� ………………………………….2.34

2. Untuk perioda Ts ≥ T ≤ T0, response spectrum percepatan

desain Sa sama dengan Sds

3. Untuk perioda > Ts,

�� =��

� …………………………………………...……………2.35

36

Maka response spectra akan terbentuk seperti gambar berikut:

Gambar 11. Response spectrum Berdasarkan SNI 1726:2012

4. Beban Hujan

Setiap bagian dari suatu atap harus dirancang mampu menahan beban

dari semua air hujan yang terkumpul apabila sistem drainase primer

untuk bagian tersebut tertutup ditambah beban merata yang disebabkan

oleh kenaikan air diatas lubang masuk sekunder sesuai dengan persamaan

berikut:

R = 0,0098 (ds + dh) ………………………………………....……………2.36

Dimana: R = beban air hujan pada atap yang tidak melendut (kN/m2)

ds = kedalaman air atap yang tidak melendut meningkat ke

lubang masuk sistem drainase sekunder (mm)

dh = tambahan kedalaman air pada atap yang tidak melendut

diatas lubang masuk sistem drainase sekunder pada aliran

air rencana

37

5. Beban Angin

Beban angin merupakan beban yang diakibatkan oleh faktor

lingkungan yaitu faktor angin itu sendiri. Adapun parameter dalam

perencanaan beban angin adalah: kecepatan angin, faktor arah angin,

kategori eksopur, faktor topografi, faktor efek tiupan, klasifikasi

ketertutupan, koefisien tekanan internal. Adapun perencanaan beban

angin berdasarkan SNI 1727:2013 yaitu sebagai berikut:

a. Menentukan Kecepatan Angin Dasar, V

Dalam perencanaan kecepatan angin harus di rencanakan minimal

sebesar 110 mph (49,1744 m/s)

b. Menentukan Parameter Beban Angin Kategori Eksopur

Eksposur B : Untuk bangunan gedung dengan tinggi atap rata-rata

kurang dari atau sama dengan 30ft (9,1m), eksposur B berlaku,

sebagaimana ditentukan oleh kekasaran permukaan B, berlaku diarah

lawan angin untuk jarak yang lebih besar dari 1.500ft (457m).

Eksposur C : Eksposur C berlaku untuk semua kasus di mana

eksposur B atau D tidak berlaku.

Eksposur D: Eksposur D berlaku bilamana kekasaran permukaan

tanah, sebagaimana ditentukan oleh kekasaran permukaan, berlaku

diarah lawan angin untuk jarak yang lebih besar dari 5.000ft

(1.524m) atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar.

38

Untuk situs yang terletak di zona transisi antara katagori eksposur,

harus menggunakan hasil kategori di gaya angin terbesar.

Masuk ke Tabel ekposur untuk menentukan tekanan neto dinding

a. Dari tabel untuk setiap Eksoposur (B,C,D), tabel ini dapat

dilihat pada Lampiran. Lihat nilai V, L/B dan h, tentukan Pn

(angka atas) dan Po (angka bawah) tekanan dinding angin

horizontal. Pembagian tekanan angin pada dinding dapat dilihat

pada Gambar 13.

b. Distribusi tekanan dinding harus berdasarkan distribusi linier

dari tekanan neto total dengan tinggi bangunan gedung dan

tekanan dinding eksternal di sisi angin pergi dianggap

terdistribusi merata sepanjang permukaan dinding di sisi angin

pergi yang bekerja kearah luar pada 38% dari Ph untuk 1,0 ≤

L/B ≤ 2,0 dan 27% dari Ph untuk 2,0 ≤ L/B ≤ 5,0.

Gambar 12. Pembagian Tekanan Angin Pada Dinding

39

H. Kombinasi Pembebanan

Berdasarkan Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan

Struktur Lain SNI 1727:2013 menjelaskan konsep kombinasi pembebanan

antara lain:

1. U = 1.4D ……………………………………………………………..2.37

2. U = 1.2D + 1.6L +0.5 (Lr atau S atau R) …………………………….2.38

3. U = 1.2D + 1,6 (Lr atau S atau R)+ 0.5 (L atau 0,5W) ………………2.39

4. U = 1,2 D+ 1,0 W + L + 0,5 (Lr atau S atau R) ……………………..2.40

5. U = 1.2D + 1.0L +1.0E +0,2S ……………………………..…………2.41

6. U = 0.9D + 1.0E ……………………………………………………...2.42

7. U = 0.9D + 1.0W …………………………………………………….2.43

Dimana: D : Beban Mati

E : Beban Gempa

L : Beban Hidup

Lr : Beban Hidup atap

R : Beban Hujan

W : Beban Angin

S : Beban Salju

40

I. Analisa Beban Dorong Statik (Static Push Over Analysis)

Analisa beban dorong statik (static push over analysis) adalah suatu cara

analisis statik non-linear yang merupakan penyederhanaan dari analisis non-

linear riwayat waktu (time history). Menurut SNI 03-1726-2002, analisa

beban dorong statik (Pushover) adalah suatu cara analisis statik 2 dimensi

atau 3 dimensi linear dan non-linear, dimana pengaruh gempa rencana

terhadap struktur gedung dianggap sebagai beban-beban statik yang

menangkap pada pusat massa masing-masing lantai, yang nilainya

ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan yang

menyebabkan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur

gedung, kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami

perubahan bentuk elasto-plastis yang besar sapai mencapai kondisi diambang

keruntuhan.

Analisis pushover bertujuan untuk mengevaluasi perilaku seismik struktur

terhadap beban gempa rencana dengan:

1. Menentukan performance level dari struktur yang dianalisis

2. Memperlihatkan skema kelelehan (formasi sendi plastis) yang terjadi

3. Memperoleh nilai koefisien modifikasi respon(R), Kuat lebih sistem

(Ωo), dan faktor pembesaran (Cd)

Karena yang dievaluasi adalah komponen maka jumlahnya relatif sangat

banyak, oleh karena itu analisa pushover sepenuhnya harus dikerjakan

oleh komputer (fasilitas pushover dan evaluasi kinerja yang terdapat

41

secara built-in pada program SAP2000, mengacu pada FEMA-356).

Adapun tahapan utama dalam analisa pushover adalah:

1. Menentukan Hinge Properties

Pemodelan sendi dilakukan untuk mendefenisikan perilaku non-linear

force displacement dan/atau momen rotasi yang dapat ditempatkan pada

beberapa tempat di sepanjang bentang balok atau kolom. Sendi plastis

yang digunakan dalam pemodelan adalah:

a. Balok

Sendi plastis pada elemen balok menggunakan default-M3 sesuai

program SAP 2000 dengan nilai Relative Distance-nya 0,(0,5), dan

1. Hal ini dilakukan dengan alasan bahwa balok akan efektif

menahan momen pada arah sumbu kuatnya (sumbu 3, lihat Gambar

13), oleh sebab itu sumbu inilah yang akan mengalami sendi plastis

pada balok

Gambar 13. Posisi Sumbu Lokal Balok

b. Kolom

Sendi plastis pada elemen kolom menggunakan Default-P-M-M

sesuai program SAP 2000 dengan nilai Relative Distance-nya 0 dan

1. Hal ini dilakukan dengan alasan bahwa pada elemen kolom

42

terdapat interaksi antara gaya aksial (P) dan momen (M) sumbu lokal

2 dan sumbu lokal 3, posisi sumbu lokal dapat dilihat pada Gambar

14 berikut.

Gambar 14. Posisi Sumbu Lokal Kolom

Sendi plastis merupakan bentuk ketidakmampuan elemen struktur

(balok dan kolom) menahan gaya dalam. Perencanaan suatu

bangunan harus sesuai dengan konsep desain kolom kuat dan balok

lemah. Apabila terjadi keruntuhan struktur, maka yang runtuh adalah

baloknya dahulu. Apabila kolomnya runtuh maka struktur langsung

hancur. Sendi plastis yang terjadi pada balok dan kolom dapat dilihat

pada Gambar 15.

Gambar 15. Sendi Plastis Pada Balok dan Kolom

43

2. Menentukan Titik Kontrol

Menentukan titik kontrol untuk memonitor besarnya perpindahan

struktur. Titik kontrol yang digunakan terletak pada lantai atap. Rekaman

besarnya perpindahan titik kontrol dan gaya geser dasar digunakan untuk

menyusun kurva pushover.

3. Load Application Control

Analisa pushover dilakukan setelah struktur dibebani oleh beban

gravitasi yang direncanakan. Setelah dibebani oleh beban gravitasi,

beban statik lateral diberikan secara berangsur-angsur untuk mencapai

target displacement tertentu. Terdapat 2 macam bentuk load application

control untuk analisa statis non-linear yaitu:

a. A load-controlled dipakai apabila kita tahu pembesaran beban yang

akan diberikan dapat menahan beban tersebut, contohnya adalah

beban gravitasi. Pada load-controlled semua beban akan

ditambahkan dari nol hingga pembesaran yang diinginkan.

b. Displacement-controlled dipakai apabila kita mengetahui sejauh

mana struktur kita bergerak tetapi kita tidak tahu beban yang harus

dimasukkan. Ini sangat berguna untuk mengetahui perilaku

struktur tidak stabil dan mungkin kehilangan kapasitas pembawa

beban selama analisa dilakukan.

4. Membuat Kurva Pushover

Dalam membuat kurva pushover secara khusus telah built-in dalam

program SAP2000, proses konversi kurva pushover dan kurva respon

spektrum yang direduksi dikerjakan otomatis dalam program. Kurva ini

44

menggambarkan hubungan hubungan gaya geser dasar dengan

perpindahan lateral titik kontrol dan hasilnya disebut sebagai kurva

kapasitas struktur.

5. Evaluasi Kinerja Struktur

Evaluasi level kinerja struktur ketika titik kontrol tepat berada pada

target perpindahan merupakan hal utama dari perencanaan barbasis

kinerja. Komponen struktur dan aksi perilakunya dapat dianggap

memuaskan jika memenuhi kriteria yang dari awal sudah ditetapkan,

baik terhadap persyaratan deformasi maupun kekuatan.

J. Evaluasi Kinerja Struktur dengan Metode Capacity Spectrum

Capacity Spectrum Method (CSM) merupakan salah satu cara untuk

mengetahui kinerja suatu struktur. Dari analisis statik pushover nonlinear

didapatkan kurva kapasitas yang kemudian diolah lebih lanjut dengan

metode Capacity Spectrum Method [ ATC-40, 1996; ATC-55,2005 ].

1. Kurva Kapasitas

Hasil analisis statis pushover nonlinier adalah kurva yang menunjukkan

hubungan antara gaya geser dasar (Base Shear) dan simpangan atap

(Roof Displacement) seperti ditujukkan pada Gambar 16. Hubungan

tersebut kemudian dipetakan menjadi suatu kurva yang dinamakan kurva

kapasitas struktur.

45

Gambar 16. Kurva Kapasitas

Kurva kapasitas hasil pushover diubah menjadi spektrum kapasitas

seperti pada Gambar 17 melalui persamaan 2.44 sampai 2.47 (ATC-

40,1996)

Sa = V

W�

α1…………………………………………………….....…..2.44

Sd = ∆roof

PF1∅roof,1………………………………….…………..….…..2.45

PF = �∑ (wi∅i1)/gN

i=1

∑ (wi∅i12)/gNi=1

� ...………………………………………....…..2.46

α1 = �∑ (wi∅i1)/gN

i=1 �2

�∑ (wi)/gNi=1 ��∑ (wi∅i12)/gN

i=1 �...………………..……….……...…..2.47

Dimana: Sa = Spectral acceleration

Sd = Spectral displacement

PF1 = Modal participation untuk modal pertama

α1 = Modal mass coefficient untuk modal pertama

Øi1 = Amplitude of first untuk level i

V = Gaya geser dasar

W = Berat mati bangunan ditambah beban hidup

Δ roof = roof displacement

wi/g = massa pada level i

46

a. Kurva Kapasitas (format standar) b. Spektrum Kapasitas (format ADRS)

Gambar 17. Modifikasi Kurva Kapasitas Menjadi Spektrum Kapasitas

2. Demand Spektrum

Respons spektrum elastik adalah kurva yang menunjukkan hubungan

antara koefisien gempa ( C ) dengan waktu getar struktur ( T ) yang

nilainya ditentukan oleh koefisien Ca (percepatan tanah puncak, PGA )

dan Cv (nilai koefisien gempa pada waktu periode struktur tanah adalah 1

detik ). Nilai Ca dan Cv ini berbeda-beda untuk masing-masing jenis

tanah. Agar dapat dibandingkan dengan kurva kapasitas, maka

respons spectrum perlu dirubah formatnya menjadi Acceleration

Displacement Response Spectrum

(ADRS) melalui persamaan 2.48 sebagai berikut:

Sd = �T

2π�

2

.Sa...………………………..…..….………….…….…..2.48

Dimana T adalah waktu getar alami dari struktur bangunan. Perubahan

format ini dapat dilihat pada Gambar 18.

47

Gambar 18. Perubahan Format Respon Percepatan Menjadi ADRS

Respons spectrum dalam format ADRS ini mempunyai tingkat

redaman (damping) sebesar 5%. Setelah struktur leleh, nilai redaman

ini perlu direduksi dengan konstanta agar sesuai dengan effective

viscous damping dari struktur seperti pada Gambar 19.

Gambar 19. Reduksi Grafik Respon Spektrum

Untuk respons spektrum dengan percepatan yang konstan direduksi

dengan SRA, sedangkan untuk respons spektrum dengan kecepatan

yang konstan direduksi dengan SRV dimana:

SRA = 3.21-0.68ln�

63.7K(aydy-dyapi)

apiay+5�

2.12...…………..….……………...…..2.49

48

SRV = 2.31-0.41ln�

63.7K(aydy-dyapi)

apiay+5�

1.65...…………..….………….….…..2.50

atau dapat ditulis dalam bentuk yang lebih sederhana:

SRA =3.21-0.68 ln βeff

2.12...…………..….………….………………….…..2.51

SRV =2.31-0.68 ln βeff

1.65...…………..….………….……………………..2.52

Dimana ay , dy = Koordinat titil leleh efektif dari kurva kapasitas

api , dpi = Koordinat percobaan titik performa

K = Faktor modifikasi redaman

βeff = Rasio redaman efektif akibat perubahan kekakuan

struktur setelah terjadi sendi plastis (%)

3. Performance Point

Perfomance point adalah titik dimana Spektrum kapasitas berpotongan

dengan respon spektrum tereduksi seperti yang dipergunakan dalam

capacity spectrum method (ATC-40,1996). Untuk memperoleh gambaran

lebih jelas, dapat dilihat pada Gambar 20. Pada performance point

dapat diperoleh informasi periode bangunan dan redaman efektif akibat

perubahan kekakuan struktur setelah terjadi sendi plastis. Berdasarkan

informasi tersebut respons-respons struktur lainnya seperti nilai

simpangan tingkat dan posisi sendi plastis dapat diketahui.

49

Gambar 20. Menentukan Performance Point

4. Perhitungan Faktor Daktilitas Struktur

Kurva kapasitas dan Kurva demand seperti yang sudah dijelaskan pada

sub bab sebelumnya dapat diubah secara otomatis apabila analisis

pushover menggunakan software seperti SAP 2000. Berdasarkan FEMA

P-695 (2009) hasil dari gabungan kurva demand dan kurva kapasitas

dapat digunakan untuk menghitung faktor daktilitas struktur seperti

terlihat pada Gambar 21.

Gambar 21. Defenisi Faktor Daktilitas Struktur dari kurva ADRS

Nilai faktor daktilitas struktur dapat diperoleh dari Persamaan 2.44 dan

2.45 berikut ini:

50

1.5� = ��

��………………………………………………………..2.44

Ωo = ��

�� …………………………………………………..…..2.45

Dimana: �� = Nilai Sa dari gempa periode ulang 2500 tahun

�� = Besarnya gaya geser dasar saat struktur mengalami

leleh

Cs = Koefisien respon seismik desain

Faktor 1.5 pada Persamaan 2.44 dapat diartikan apabila keruntuhan

bangunan dimungkinkan terjadi apabila terjadi gempa sebesar 1.5 kali

nilai design ground motion. Besarnya nilai Cd pada mungkin saja sama

besar dengan nilai R. Menurut teori equal displacement, hal ini dapat

terjadi pada struktur yang memiliki redaman efektif sebesar 5% yang

dipakai untuk memperoleh respon spectral acceleration dan spectral

displacement (FEMA, 2009). Struktur dengan redaman lebih dari 5%

maka akan memiliki nilai Cd kurang dari nilai R akibat dari faktor

pengali nilai R.

5. Kriteria Struktur Tahan Gempa

Menurut ATC- 40 kriteria-kriteria struktur tahan gempa adalah sebagai

berikut:

1. Immediate Occupancy (IO)

Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa tersebut,

struktur tidak mengalami kerusakan struktural dan tidak

mengalami kerusakan non struktural. Sehingga dapat langsung

dipakai.

51

2. Life Safety (LS)

Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa, dengan

sedikit kerusakan struktural, manusia yang tinggal/berada pada

bangunan tersebut terjaga keselamatannya dari gempa bumi.

3. Collapse Pervention (CP)

Bila gempa terjadi, struktur mengalami kerusakan struktural yang

sangat berat, tetapi belum runtuh.

Pada metode spektrum kapasitas terdapat tiga keadaan bangunan, yakni

tipe A, B, dan C dengan batasan-batasan dari ketiga tipe bangunan

tersebut dapat dilihat pada Tabel 12. Menurut ATC-40 terdapat batasan

ratio drift dari suatu bangunan yang dapat dilihat pada Tabel 13.

Tabel 12. Batasan Tipe Bangunan

Shaking Duration Essentially

New Building Average Existing

Building Poor Existing

Building

Short Type A Type B Type C

Long Type B Type C Type C

Sumber: Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Building, Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Table8-4,p8-19 Tabel 13. Batasan Rasio Drift Atap

Parameter Performance Level

IO Damage Control LS Structural Stability

Maksimum Total Drift

0.01 0.01 s.d 0.02 0.02 0.33 ��

��

Maksimum Total Inelastik Drift

0.005 0.005 s.d 0.015 No limit No limit

Sumber: Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Building, Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Table8-4,p819

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Pendekatan Penelitian

Pendekatan penelitian yang digunakan adalah pendekatan kuantitatif karena

hasil penelitian yang didapatkan berupa angka ataupun bilangan yaitu

merupakan hasil dari analisis struktur gedung dengan menggunakan software

SAP 2000 Ver. 14 dan diolah dengan menggunakan bantuan microsoft Excel.

B. Lokasi Penelitian

Lokasi penelitian merupakan tempat dimana penelitian dilakukan. Dalam hal

ini penelitian dilakukan di Daerah Bandar Lampung, tepatnya pada bangunan

Hotel Whiz Prime Lampung.

C. Data Penelitian

Data penelitian menjelaskan mengenai objek yang akan diteliti. Objek dari

penelitian ini yaitu struktur gedung hotel Whiz Prime Lampung dengan 15

Lantai dan 1 Lantai semi basement. Jenis tanah yaitu tanah sedang dengan

nilai N-SPT 15 sampai 50. Denah struktur lantai dasar dapat dilihat pada

Gambar 12 berikut

53

Gambar 22. Denah Gedung Whiz Prime

54

Gambar 23. Tampak Potongan Gedung Whiz Prime

55

D. Prosedur Penelitian

Berikut prosedur yang dilakukan dalam penelitian ini:

1. Observasi (pengamatan) dilakukan untuk mengetahui situasi objek yang

akan diteliti.

2. Menyiapkan data- data penelitian dilakukan untuk mengumpulkan data-

data primer gedung dari perusahaan yang berkaitan dengan pembangunan

hotel Whiz Prime Lampung berupa gambar struktur dan gambar

arsitektur

3. Melakukan studi literatur

4. Perhitungan pembebanan pada struktur, antara lain:

a. Beban Mati

1. Beban Mati Akibat Berat sendiri

2. Beban Mati Tambahan

b. Beban Hidup

c. Beban Gempa

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan

Gedung dan Non Gedung SNI 1726:2012

5. Pemodelan struktur menggunakan program SAP 2000 Ver. 14

6. Menyimpulkan hasil analisis program SAP 2000 Ver. 14

7. Melakukan desain penampang dan penulangan menggunakan syarat-

syarat yang tercantum dalam Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPMK)

yang terdiri dari:

a. Persyaratan Tulangan Lentur

56

b. Persyaratan Tulangan Transversal

c. Perencanaan Geser

8. Melakukan analisis kapasitas bangunan terhadap gempa dengan Analisi

statik nonlinear dengan metode Pushover

9. Menyimpulkan hasil analisis kapasitas yang didapat dari kurva kapasitas

spektrum dan distribusi sendi plastis

57

Tidak Memenuhi

Memenuhi

E. Kerangka Penelitian

Gambar 24. Kerangka Penelitian

Mulai

selesai

Data Berupa As Built Drawing dan Hasil Penyelidikan Tanah

Perhitungan Pembebanan struktur gedung

Membuat model Struktur geometri 3D sesuai data

Desain Penulangan Balok, Kolom dan Joint Balok Kolom dengan Metode SRPMK SRPMK

Hasil Analisis

Pembahasan hasil analisis apakah struktur aman memenuhi syarat SRPMK

Memasukkan data penulangan kedalam SAP

Hasil Analisa Struktur berupa momen, lintang dan gaya aksial pada struktur portal

Analisis kapasitas gedung dengan Analisis Statik Non-linear

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan uraian dan hasil pembahasan pada penelitian ini dapat

disimpulkan bahwa:

1. Untuk memodelkan suatu sistem rangka pemikul momen khusus

dibutuhkan syarat- syarat detail penulangan longitudinal dan transversal

yang lebih rinci untuk komponen struktur balok, kolom dan sambungan

balok kolom.

2. Detail dan persyaratan untuk mendesain suatu struktur dengan rangka

pemikul momen khusus harus memenuhi syarat- syarat yang tercantum

dalam pasal 21.5 sampai 21.7 SNI 2847-2013

3. Luas tulangan yang di desain secara manual sesuai dengan sistem rangka

pemikul momen khusus (SNI 2847-2013) memiliki luas tulangan yang

lebih besar dibandingkan dengan luas tulangan yang didapat dengan SAP

2000 (ACI 318-05).

4. Dari hasil grafik analisa pushover struktur yang dilakukan dengan

pembebanan lateral statik ekivalen dan respon spektrum. Konsep desain

balok lemah kolom kuat tidak terpenuhi. Hal ini di tunjukkan

147

terbentuknya sendi plastis diawali dari elemen kolom dan pada saat

mencapai titik kinerja mayoritas elemen kolom dan balok terbentuk sendi

plastis.

5. Berdasarkan nilai performance point didapatkan target perpindahan untuk

arah x sebesar 0,048 m dan arah y sebesar 0,416 m.

6. Level kinerja struktur berdasarkan performance point yang didapat

menunjukkan bahwa bangunan yang didesain berada pada kondisi

Immediate Occupancy dimana kondisi gedung saat menerima beban

gempa diharapkan struktur tidak akan mengalami kerusakan.

7. Dari hasil analisis pushover didapat nilai R aktual :

arah x : 9,0

arah y : 7,8

Hal ini menunjukkan bahwa faktor reduksi gempa (R) aktual akan terjadi

sesuai dengan SNI 1726-2012 ( R = 8 untuk sistem Sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus).

8. Dari hasil analisis pushover didapat nilai Ωo aktual :

arah x : 4,7

arah y : 6,1

Hal ini menunjukkan bahwa faktor kuat lebih sistem (Ωo) aktual akan

terjadi sesuai dengan SNI 1726-2012 (Ωo = 3 untuk sistem Sistem

Rangka Pemikul Momen Khusus).

148

9. Dari hasil analisis pushover didapat nilai Rd aktual :

arah x : 6,0

arah y : 5,2

Hal ini menunjukkan bahwa faktor pembesaran defleksi (Rd) aktual akan

terjadi sesuai dengan SNI 1726-2012 (Ωo = 5,5 untuk sistem Sistem

Rangka Pemikul Momen Khusus).

10. Nilai faktor reduksi (R), kuat lebih sistem (Ωo) dan pembesaran defleksi

(Cd) arah x lebih besar daripada faktor reduksi, kuat lebih sistem dan

pembesaran defleksi arah y, hal ini dipengaruhi oleh konfigurasi kolom

dan balok yang digunakan dari struktur tidak simetris.

11. Nilai faktor reduksi (R), kuat lebih sistem (Ωo) dan pembesaran defleksi

(Cd) dipengaruhi oleh beban lateral yang diberikan.

B. Saran

1. Pemodelan struktur gedung belum memasukkan komponen struktur yang

mendetail untuk setiap komponennya karena masih dilakukan

pengelompokan untuk komponen yang tipikal. Untuk menghasilkan

model struktur yang lebih akurat, maka perlu dimasukkan data komponen

struktur yang lebih akurat dan sesuai dengan kondisi aktual.

2. Analisis kapasitas dari suatu gedung dilakukan dengan time history

method sehingga diperoleh data yang lebih akurat dan dapat digunakan

untuk membandingkan hasil evaluasi kinerja analisis pushover statik

ekivalen, respon spekrum dan time history.

149

3. Analisa yang dilakukan hanya merencanakan struktur atas gedung saja,

tetapi tidak merencanakan struktur bawah gedung. Untuk mendapatkan

hasil yang lebih baik dan lengkap perlu dilakukan studi lebih lanjut.

4. Perlu pemahaman yang lebih mengenai cara mengoperasikan program,

teori-teori dasar analisis serta ketepatan dalam memberikan parameter-

parameter sangatlah penting agar diperoleh hasil yang akurat.

5. Evaluasi lebih lanjut perlu dilakukan terhadap konfigurasi struktur yang

ada dan dapat diperoleh struktur bangunan yang memenuhi kaidah kolom

kuat balok lemahseperti yang diisyaratkan

DAFTAR PUSTAKA

Asroni, A. 2010. Kolom Fondasi dan Balok T Beton Bertulang. Graha Ilmu. Yogyakarta.

ATC-40. 1996, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Building. Applied

Technology Council. Redwood City. Badan Standardisasi Nasional. 2013. Beban Minimum Untuk Perancangan

Bangunan Gedung Dan Struktur Lain (SNI 1727-2013)”. BSN .Jakarta Badan Standarisasi Nasional. 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

Untuk Struktur Bangunan Gedung Dan Non Gedung (SNI 1726-2012). BSN. Jakarta.

Badan Standarisasi Nasional. 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk

Bangunan Gedung ( SNI 2847-2013). BSN. Jakarta. Chu Kia Wang Dkk. 1993. Disain Beton Bertulang Edisi Keempat. PT. Gelora

Aksara. Jakarta. Dipohusodo, Istimawan. 1991. Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK.SNI T-

15-1991-03 .Departemen PU. Jakarta. FEMA 356. 2005. Quantification of Building Seismic Performance Factors.

Federal Emergency Management Agency. Washington DC. FEMA P695. 2009. Quantification of Building Seismic Performance Factors.

Federal Emergency Management Agency. Washington DC. Flach Ronal Dkk. 1999. Details And Detailing Of Concrete Reinforcement (ACI

315-99). American Concrete Institute. U.S.A. Schodek L. Daniel. 1991. Struktur. PT. Eresco. Bandung. Universitas Lampung. 2013. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah Universitas

Lampung. Unila Offset. Bandar Lampung.

$1$/,6,6 '(6$,1 *('81* :+,= +27(/ 0(72'( 6,67(0 5$1*.$ 3(0 ...digilib.unila.ac.id/22883/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 6$1:$&$1$ 3xml 6\xnxu shqxolv sdqmdwndq nhkdgludw 7xkdq

Documents

$1$/,6,6 '(6$,1 ('81 :+,= +27(/ 0(72'( 6,67(0 5$1*.$ 3(0 ...digilib.unila.ac.id/22883/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · 6$1:$&$1$ 3xml 6\xnxu shqxolv sdqmdwndq nhkdgludw 7xkdq