analisis batas daktilitas kolom basement bangunan...

47
i ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS PADA LOKASI TANAH KERAS Skripsi diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Oleh Amelia Qoly NIM. 5113415001 TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2019

Upload: others

Post on 09-Nov-2020

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

i

ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM

BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN

ABAQUS PADA LOKASI TANAH KERAS

Skripsi

diajukan sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik Program Studi Teknik Sipil

Oleh

Amelia Qoly

NIM. 5113415001

TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2019

Page 2: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Nama : Amelia Qoly

NIM : 5113415001

Program Studi : Teknik Sipil, S1

Judul Tugas Akhir : Analisis Batas Daktilitas Kolom Basement Bangunan 22

Lantai dengan Abaqus pada Lokasi Tanah Keras

Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang panitia ujian

tugas akhir Progam Studi Teknik Sipil, S1 Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang.

Semarang, 10 Mei 2019

Dosen Pembimbing I

Drs. Henry Apriyatno, M.T.

NIP.195904091987021001

Page 3: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi dengan judul “Analisis Batas Daktilitas Kolom Basement Bangunan 22

Lantai dengan Abaqus pada Lokasi Tanah Keras” telah dipertahankan di depan

sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik UNNES pada tanggal 14 bulan Mei

2019.

Oleh :

Nama : Amelia Qoly

NIM : 5113415001

Program Studi : Teknik Sipil, S1

Panitia :

Mengesahkan,

Dekan Fakultas Teknik UNNES

Dr. Nur Qudus, M.T

NIP. 19691130199403 1 001

Penguji I

Dr. Eng. Mahmud Kori E., S.T., M.T

NIP. 198004022006041001

Penguji II

Togani Cahyadi Upomo, S.T., M.Eng

NIP.198104202015041001

Penguji III/Pembimbing

Drs. Henry Apriyatno, M.T.

NIP.195904091987021001

Ketua Panitia

Aris Widodo, S.Pd., M.T

NIP.197102071999031001

Sekretaris

Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc

NIP. 197809212005012001

Page 4: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

iv

PERNYATAAN KEASLIAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa :

1. Skripsi ini, adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar

akademik (sarjana, magister, dan/atau doktor), baik di Universitas Negeri

Semarang (UNNES) maupun di perguruan tinggi lain.

2. Karya tulis ini adalah murni gagasan, rumusan, dan penelitian saya sendiri,

tanpa bantuan pihak lain, kecuali arahan Pembimbing dan masukkan Tim

Penguji.

3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis

atau dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas

dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama

pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

4. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari

terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka

saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang

telah diperoleh karena karya ini, serta sanksi lainnya sesuai dengn norma

yang berlaku di perguruan tinggi ini.

Semarang, 10 Mei 2019

Yang membuat pernyataan,

Amelia Qoly

NIM. 5113415001

Page 5: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Sesungguhnya, sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu

telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh

(urusan) yang lain. Dan hanya kepada Rabb-mulah hendaknya kamu

berharap. (Q.S. Al Insyirah : 6-8)

Hati manusia itu mati, kecuali mereka yang berilmu. Mereka yang berilmu

itu terlena, kecuali mereka yang beramal. Mereka yang beramal itu tertipu,

kecuali mereka yang ikhlas. (Imam Al Ghozali)

PERSEMBAHAN

Untuk kedua orang tua ( Bapak Abdul Qorib dan Ibu Lily Nurendah S.) yang

selalu memberikan doa, bimbingan, nasihat, kasih sayang dan segala

dukungan serta fasilitas hingga saat ini.

Untuk adik-adikku ( Alin Qoly, Romsany Qoly, dan Abdul AlFarizkli Qoly)

yang juga turut mendoakan dan menyemangati hingga saat ini.

Untuk dosen pembimbing Tugas Akhir ( Drs. Henry Apriyatno, M.T.) yang

telah membimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

Untuk seluruh Dosen jurusan Teknik Sipil yang telah membimbing dalam

mencari ilmu selama perkuliahan.

Untuk sahabat dan seluruh teman seperjuangan Teknik Sipil 2015 yang

telah mendukung dan menyemangati selama mengerjakan Tugas Akhir.

Untuk almamater Universitas Negeri Semarang.

Page 6: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

vi

ABSTRAK

Amelia Qoly.2019. “Analisis Batas Daktilitas Kolom Basement Bangunan 22

Lantai dengan Abaqus pada Lokasi Tanah Keras”. Pembimbing I : Drs. Henry

Apriyatno, M.T. Program Studi Teknik Sipil, S1.

Kolom merupakan elemen struktur vertikal yang menyalurkan gaya tekan

biaksial ke pondasi. Tegangan regangan yang kompleks pada kolom akan

berdampak terjadinya keruntuhan struktur. Bangunan 22 lantai + 1 basement pada

proyek pembangunan Apartemen Tamansari Cendekia Tower A yang didirikan di

lokasi tanah sedang, akan dianalisis ulang menggunakan data tanah berbeda yang

termasuk ke dalam kategori tanah keras dengan nilai NSPT= 55,058. Struktur

dianalisis menjadi dua kondisi yaitu gedung model A untuk struktur eksisting dan

gedung model B untuk struktur dengan pengecilan dimensi pada kolom basement.

Kolom dianalisis menggunakan fitur Concrete Damage Plasticity (CDP)

pada program ABAQUS CAE v6.14 untuk mengetahui tegangan regangan yang

terjadi. Kolom yang ditinjau pada Model A memiliki dimensi 700 mm x 1000 cm,

sedangkan pada Model B dilakukan pengecilan menjadi 250 mm x 250 mm. Tinggi

kolom 3500 mm.

Syarat batas periode gedung model A untuk mode 1 (2,165 detik > 1,817

detik) dan untuk mode 2 (1,903 detik > 1,817 detik), sedangkan batas periode

gedung model B untuk mode 1 (2,362 detik > 1,817 detik) dan untuk mode 2 (2,151

detik > 1,817 detik). Syarat simpangan pada gedung model A untuk arah X (0,11%)

dan arah Y (0,071%) tidak melebihi batasan drift ratio (< 1,54%), sedangkan pada

model B untuk arah X (1,588%) melampaui batasan drift ratio (> 1,54%) dan arah

Y (0,049%). Sehingga struktur model B tidak memenuhi syarat ketahanan gempa.

Nilai Daktilitas (µ) kolom yang diperoleh untuk gedung model A sebesar 11,2

sedangkan model B sebesar 13,9. Sehingga kedua model dapat dikategorikan

sebagai daktilitas kolom penuh (µ) = 5,3.

Kata Kunci : Kolom, Tanah Keras, Tegangan, Regangan, Daktilitas, Abaqus

Page 7: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayah-

Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dengan Judul “Analisis Batas

Daktilitas Kolom Basement Bangunan 22 Lantai dengan Abaqus pada Lokasi

Tanah Keras” dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah

satu persyaratan meraih gelar Sarjana Teknik pada Program Studi S-1 Teknik Sipil

Universitas Negeri Semarang. Shalawat dan salam disampaikan kepada Junjungan

Nabi Muhammad SAW, semoga kita mendapat syafaat-Nya di yaumil akhir.

Penyelesaian Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena

itu pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih serta

penghargaan kepada :

1. Prof. Dr. Fathur Rohmn, M.Hum Rektor Universitas Negeri Semarang

2. Dr. Nur Qudus, S.Pd., M.T., Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang

3. Aris Widodo, S.Pd., M.T Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang

4. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc. Ketua Program Studi Teknik Sipil

S1

5. Drs. Henry Apriyatno, M.T. Dosen Pembimbing yang telah memberikan

bimbingan, motivasi, serta semangat dalam penyelesaian Skripsi.

6. Dr. Eng. Mahmud Kori Efendi, S.T., M.T dan Togani Cahyadi Upomo, S.T.,

M.Eng. Dosen penguji yang telah memberikan masukan dan arahan dalam ujian

Skripsi

7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipiil Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang

8. Seluruh Staff dan Karyawan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang.

9. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan motivasi dan semangat dalam

penyelesaian Skripsi ini.

Page 8: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

viii

10. Teman-teman sebimbingan dan satu angkatan yang selalu memberi semangat

dan bantuan kepada penulis.

11. Semua pihak yang tidak tersebutkan dan telah membantu menyelesaikan

skripsi ini sehingga dapat berjalan dengan baik dan lancar.

Skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan

wktu dari penulis. Oleh karena itu, segala kritik dan saran dari semua pihak yang

bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan skripsi ini.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan menjadi

bekal ilmu pengetahuan penulis di masa mendatang.

Semarang, Mei 2019

Penulis

Page 9: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

PERSETUJUAN PEMBIMBING ............................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN ....................................................................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ v

ABSTRAK ..................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xxii

BAB I – PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Batasan Masalah ............................................................................... 1

1.3 Rumusan Masalah ............................................................................. 2

1.4 Maksud dan Tujuan ........................................................................... 3

1.5 Sistematika Penulisan ....................................................................... 3

BAB II – TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 5

2.1 Umum ............................................................................................... 5

2.2 Tanah ................................................................................................. 6

2.3 Gempa ............................................................................................... 8

2.3.1 Definisi Gempa ....................................................................... 8

2.3.2 Gaya Gempa ........................................................................... 8

2.3.3 Kategori Risiko Gempa dan Faktor Keutamaan Struktur

Bangunan ................................................................................. 9

2.4 Beton dan Beton Bertulang ............................................................... 11

2.5 Mutu Baja .......................................................................................... 12

2.6 Kolom Beton Bertulang .................................................................... 12

2.7 Tegangan dan Regangan .................................................................... 13

Page 10: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

x

2.7.1 Tegangan .................................................................................. 13

2.7.2 Regangan .................................................................................. 14

2.8 Daktilitas ........................................................................................... 14

2.9 Syarat Daktilitas ................................................................................ 15

2.10 Beban Struktur .................................................................................. 15

2.10.1 Beban Mati (D) ................................................................... 16

2.10.2 Beban Hidup (L) ................................................................. 16

2.11 Kombinasi Beban .............................................................................. 17

2.12 Ketidakberaturan Struktur ................................................................. 18

2.12.1 Ketidakberaturan Torsi ....................................................... 18

2.12.2 Penentuan Simpangan Antar Lantai ................................... 18

2.13 Puskim ............................................................................................ 20

2.14 SAP2000 ........................................................................................ 20

2.15 Mathcad v.15 .................................................................................. 21

2.16 ABAQUS CAE v6.14 ..................................................................... 21

BAB III – METODE PENELITIAN ........................................................... 22

3.1 Uraian Umum .................................................................................... 22

3.1.1 Bagan Alir ................................................................................ 23

3.2 Permodelaan Struktur ........................................................................ 25

3.3 Pengumpulan Data Tanah ................................................................. 29

3.4 Penentuan Beban Mati dan Beban Hidup ......................................... 30

3.5 Penentuan Beban Gempa .................................................................. 30

3.5.1 Kategori Risiko Struktur Bangunan dan Faktor Keutamaan

Gempa....................................................................................... 30

3.5.2 Menentukan Kelas Situs .......................................................... 31

3.5.3 Spektrum Respon Desain ........................................................ 31

3.5.4 Kategori Desain Seismik ......................................................... 34

3.5.5 Pemilihan Sistem Struktur dan Parameter Sistem ................... 34

3.5.6 Batasan Perioda Fundamental Struktur ................................... 36

3.5.7 Koefisien Respons Seismik ...................................................... 37

3.5.8 Beban Geser Dasar Struktur .................................................... 38

Page 11: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xi

3.6 Proses Analisis ABAQUS CAE v6.14 ............................................. 38

3.6.1 Preprocessing (ABAQUS CAE) ............................................. 38

3.6.2 Simulation ................................................................................ 38

3.6.3 Post Processing (Proses Akhir) ............................................... 38

3.7 Proses Permodelan ABAQUS CAE v6.14 ...................................... 39

3.7.1 Membuka menu ABAQUS CAE v6.14 ................................... 39

3.7.2 Part Modul ABAQUS CAE v6.14 .......................................... 39

3.7.2.1 Tulangan ...................................................................... 40

3.7.2.2 Kolom .......................................................................... 40

3.7.2.3 Datum Plane ................................................................ 41

3.7.2.4 Partition Cell ............................................................... 43

3.7.3 Property Modul ABAQUS CAE v6.14 ................................... 44

3.7.3.1 Material Beton ............................................................. 44

3.7.3.2 Material Baja ............................................................... 48

3.7.3.3 Create Profile untuk Tulangan ..................................... 49

3.7.3.4 Assign Beam Orientation untuk Tulangan ................... 50

3.7.3.5 Create Section dan Assign untuk Solid Element .......... 51

3.7.4. Modul Assembly ABAQUS CAE v6.14 .................................. 52

3.7.5. Modul Step ABAQUS CAE v6.14 .......................................... 53

3.7.6. Modul Interaction ABAQUS CAE v6.14 ............................... 55

3.7.7. Modul Load ABAQUS CAE v6.14 ......................................... 57

3.7.8. Modul Mesh ABAQUS CAE v6.14 ......................................... 58

3.7.8.1 Mesh pada Solid Element ............................................. 59

3.7.8.2 Mesh pada Truss Element ............................................. 60

3.7.9. Modul Job ABAQUS CAE v6.14 ........................................... 61

3.7.10. Modul Visualization ABAQUS CAE v6.14 ........................... 62

BAB IV – HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 64

4.1 Permodelan ..................................................................................... 64

4.2 Material Struktur ............................................................................ 64

4.3 Beban dan Kombinasi Pembebanan ............................................... 65

Page 12: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xii

4.4 Hasil Analisis Dinamik ................................................................... 65

4.4.1 Perhitungan Berat Bangunan ................................................... 65

4.4.2 Perioda Fundamental Struktur ................................................. 66

4.4.3 Koefisien Respons Seismik ..................................................... 67

4.4.4 Beban Geser Dasar Struktur .................................................... 68

4.5 Deformasi Struktur ......................................................................... 68

4.5.1 Jumlah Ragam ......................................................................... 68

4.5.2 Parameter Respons Ragam ...................................................... 69

4.5.3 Skala Gaya ............................................................................... 69

4.6 Pengecekan Terhadap Torsi ............................................................ 72

4.7 Pengecekan Terhadap Simpangan .................................................. 76

4.8 Perhitungan Penulangan(SNI-03-2847-2013) Untuk Gedung

Model A dan Model B .................................................................. 80

4.9 Pembahasan dan Hasil Output ABAQUS CAE v6.14 ................... 180

4.9.1 Permodelan Kolom dengan ABAQUS CAE v6.14 ................. 180

4.9.2 Analisis Tegangan dan Regangan ........................................... 181

4.9.2.1. Hasil Analisis ABAQUS CAE v6.14 Gedung

Model A ....................................................................... 181

4.9.2.2. Hasil Analisis ABAQUS CAE v6.14 Gedung

Model B ....................................................................... 183

4.9.2.3. Perbandingan Hasil Tegangan Regangan Gedung

Model A dan Model B ................................................. 184

4.9.2.4. Perhitungan Daktilitas Kolom .................................... 184

4.9.2.5. Hasil Perhitungan Data Teoritis dan Data Numerik .... 185

BAB V – KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 187

5.1. Kesimpulan ................................................................................ 188

5.2. Saran .......................................................................................... 189

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 199

LAMPIRAN

Page 13: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Kelas Situs Tanah ......................................................... 6

Tabel 2.2 Data N-SPT .................................................................................... 7

Tabel 2.3 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung untuk Beban

Gempa ............................................................................................................ 9

Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Gempa .............................................................. 11

Tabel 2.5 Beban Hidup Terdistribusi Merata Minimum ................................ 16

Tabel 2.6 Simpangan Antar Kantai Ijin KDS D, E dan F .............................. 19

Tabel 3.1 Dimensi Plat ................................................................................... 26

Tabel 3.2 Dimensi Kolom .............................................................................. 26

Tabel 3.3 Dimensi Balok ................................................................................ 28

Tabel 3.4 Pembebanan Desain ....................................................................... 30

Tabel 3.5 Nilai Parameter Spektrum respon .................................................. 32

Tabel 3.6 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Respons Perceptan pada

Perioda Pendek ................................................................................................ 34

Tabel 3.7 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Respons Percepatan pada

Perioda 1 Detik ............................................................................................... 34

Tabel 3.8 Faktor R, Cd, dan Ω0 untuk Sistem Penahan Gaya Gempa ............ 35

Tabel 3.9 Koefisien untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung ............. 36

Tabel 3.10 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x ............................. 36

Tabel 3.11 Parameter Plasticity Beton ............................................................ 45

Tabel 3.12 Concrete Compression Hardening dan Concrete Compression

Damage ...................................................................................................................... 46

Tabel 3.13 Concrete Tension Stiffening dan Concrete Tension Damage ................. 47

Page 14: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xiv

Tabel 4.1 Material Beton ................................................................................ 64

Tabel 4.2 Materil Baja Tulangan .................................................................... 64

Tabel 4.3a Hasil Analisis Berat Bangunan Model A ..................................... 66

Tabel 4.3b Hasil Analisis Berat Bangunan Model B ..................................... 66

Tabel 4.4 Hasil Rekap Analisis Berat Bangunan Model A dan B .................. 66

Tabel 4.5a Modal Periods And Frequencies Model A ................................... 67

Tabel 4.5b Modal Periods And Frequencies Model B ................................... 67

Tabel 4.6a Partisipasi Massa Ragam Model A .............................................. 69

Tabel 4.6b Partisipasi Massa Ragam Model B .............................................. 69

Tabel 4.7 Faktor Skala Awal Sistem Model A dan Model B .......................... 70

Tabel 4.8a Pengaruh 85% Vstatik Model A ................................................... 70

Tabel 4.8b Pengaruh 85% Vstatik Model B ................................................... 71

Tabel 4.9a Pengecekan Terhadap Torsi Sumbu X- Model A ........................ 72

Tabel 4.9b Pengecekan Terhadap Torsi Sumbu Y- Model A ........................ 73

Tabel 4.10a Pengecekan Terhadap Torsi Sumbu X- Model B ....................... 74

Tabel 4.10b Pengecekan Terhadap Torsi Sumbu Y- Model B ...................... 75

Tabel 4.11a Pengecekan Terhadap Simpangan Sumbu X- Model A ............. 76

Tabel 4.11b Pengecekan Terhadap Simpangan Sumbu Y- Model A ............. 77

Tabel 4.12a Pengecekan Terhadap Simpangan Sumbu X- Model B ............. 78

Tabel 4.12b Pengecekan Terhadap Simpangan Sumbu Y- Model B ............. 79

Tabel 4.13 Rekap Torsi dan Simpangan Gedung Model A dan Model B ...... 79

Tabel 4.14 Rekap Momen Lentur yang Bekerja pada Balok B262 Model A 81

Tabel 4.15 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Tumpuan ........... 86

Page 15: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xv

Tabel 4.16 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Lapangan ........... 88

Tabel 4.17 Rekap Tulangan Balok (B-262) Model A .................................... 89

Tabel 4.18 Diagram Gaya Geser (Vu) Beban Mati dan Hidup pada Balok B-262

Model A ......................................................................................................... 93

Tabel 4.19 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Tumpuan ........... 102

Tabel 4.20 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Lapangan ........... 104

Tabel 4.21 Rekap Tulangan Balok (B-4510) Model A .................................. 106

Tabel 4.22 Diagram Gaya Geser (Vu) Beban Mati dan Hidup pada Balok B-4510

Model A ......................................................................................................... 109

Tabel 4.23 Gaya-Gaya Terfaktor Maksimum pada Kolom yang Ditinjau

Model A ........................................................................................................... 115

Tabel 4.24 Cek Struktur Rangka Portal Model A ........................................... 116

Tabel 4.25 Perbandingan Nilai Momen Gedung Model A.............................. 125

Tabel 4.26 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Tumpuan ........... 138

Tabel 4.27 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Lapangan ........... 139

Tabel 4.28 Kebutuhan Tulangan Utama pada Balok Induk B-262 Model B .. 141

Tabel 4.29 Diagram Gaya Geser (Vu) Beban Mati dan Hidup pada Balok

B-262 Model B ................................................................................................. 145

Tabel 4.30 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Tumpuan ........... 153

Tabel 4.31 Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Lapangan ........... 155

Tabel 4.32 Kebutuhan Tulangan Utama pada Balok Induk B-4510 Model B

.......................................................................................................................... 156

Page 16: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xvi

Tabel 4.33 Diagram Gaya Geser (Vu) Beban Mati dan Hidup pada Balok

B-4510 Model B ............................................................................................... 160

Tabel 4.34 Gaya-Gaya Terfaktor Maksimum pada Kolom yang Ditinjau

Model B ............................................................................................................ 165

Tabel 4.35 Cek Struktur Rangka Portal Model B............................................ 173

Tabel 4.36 Perbandingan Nilai Momen Model B ........................................... 181

Tabel 4.37 Nilai Tegangan Regangan Gedung Model A ................................ 183

Tabel 4.38 Nilai Tegangan Regangan Gedung Model B ................................ 185

Tabel 4.39 Hasil Perhitungan Daktilitas untuk Model A dan Model B .......... 186

Tabel 4.40 Rekapitulasi Hasil Uji Numerik dan Teoritis ................................ 186

Tabel 4.41 Kesalahan Relatif Regangan Teoritis dan Numerik ...................... 186

Page 17: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian ................................................................. 23

Gambar 3.2 Bagan Alir SAP2000 ................................................................. 24

Gambar 3.3 Bagan Alir ABAQUS CAE v6.14 ............................................. 25

Gambar 3.4 Permodelan Struktur di SAP2000 v.20 (a) Model A dan (b)

Model B ............................................................................................................ 29

Gambar 3.5 Lokasi Proyek ............................................................................ 29

Gambar 3.6 Lokasi Desain Struktur .............................................................. 32

Gambar 3.7 Spektrum Respons Tanah Keras ................................................ 33

Gambar 3.8 Viewport awal ABAQUS CAE v6.14 ........................................ 39

Gambar 3.9 Approximate size pada modul part ............................................ 40

Gambar 3.10 Sketsa Tulangan Utama dan Sengkang dalam Bentuk 3D ...... 40

Gambar 3.11 Sket Kolom pada Lembar Kerja ABAQUS CAE v6.14 .......... 41

Gambar 3.12 Sket Kolom Persegi Dalam Bentuk 3D ................................... 41

Gambar 3.13 Perintah Membuat Datum ........................................................ 42

Gambar 3.14 Cara Membuat Datum Plane ................................................... 42

Gambar 3.15 Cara Mengisikan Arah Datum Plane ....................................... 42

Gambar 3.16 Datum Plane yang sudah terbentuk ........................................ 43

Gambar 3.17 Fasilitas Partition Cell ............................................................. 43

Gambar 3.18 Cell yang sudah terpartisi ........................................................ 43

Gambar 3.19 Input Data Material .................................................................. 44

Gambar 3.20 Input Data Elastisitas .............................................................. 45

Page 18: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xviii

Gambar 3.21 Tampilan Form Input Model Material Concrete Damaged

Plasticity ......................................................................................................... 45

Gambar 3.22 Tampilan Form Input Parameter Plasticity pada Model Material

Concrete Damaged Plasticity ......................................................................... 46

Gambar 3.23 Tampilan Form Input Compression Behavior Model Material

Concrete Damaged Plasticity ......................................................................... 47

Gambar 3.24 Tampilan Form Input Tension Behavior Model Material

Concrete Damaged Plasticity ......................................................................... 48

Gambar 3.25 Tampilan Form Input Density ................................................ 48

Gambar 3.26 Tampilan form input Elasticity material baja ........................ 49

Gambar 3.27 Tampilan form input Plasticity material baja ........................ 49

Gambar 3.28 Perintah Create Section .......................................................... 50

Gambar 3.29 Perintah Edit Section ............................................................... 50

Gambar 3.30 Perintah Assign Beam Orientation .......................................... 51

Gambar 3.31 Perintah Setelah Assign Beam Orientation ............................. 51

Gambar 3.32 Perintah Create Section .......................................................... 52

Gambar 3.33 Perintah Edit Section ............................................................... 52

Gambar 3.34 Perintah Assign Section ........................................................... 52

Gambar 3.35 Cell dari part yang dipasangkan section .................................. 53

Gambar 3.36 Menu Assembly yang digunakan .............................................. 53

Gambar 3.37 Model Penulangan ................................................................... 53

Gambar 3.38 Hasil Akhir Setelah Assembly ................................................... 54

Gambar 3.39 Perintah Create Step ................................................................. 55

Gambar 3.40 Perintah Isi Create Step ............................................................ 55

Page 19: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xix

Gambar 3.41 Perintah Create Field Output .................................................... 56

Gambar 3.42 Perintah Create Reference Point ............................................... 56

Gambar 3.43 Tampilan Menu Create Constraint ........................................... 56

Gambar 3.44 Tampilan Menu Create Constraint ........................................... 57

Gambar 3.45 Tampilan Create Constraint setelah dipilih Semua Tulangan .. 57

Gambar 3.46 Menu Create Load .................................................................... 58

Gambar 3.47 Input Beban Titik (Momen) ...................................................... 58

Gambar 3.48 Menu untuk Memilih Jenis Tulangan ....................................... 58

Gambar 3.49 Menu Edit Boundary Condition untuk Memilih Tumpuan

Jepit ................................................................................................................. 59

Gambar 3.50 Memasukkan Ukuran Mesh ...................................................... 59

Gambar 3.51 Menu Element Type pada Solid Element .................................. 60

Gambar 3.52 Memasukkan Ukuran Mesh ...................................................... 60

Gambar 3.53 Menu Element Type pada Truss Element .................................. 61

Gambar 3.54 Menu Element Type pada Truss Element .................................. 61

Gambar 3.55 Perintah Create Job .................................................................. 62

Gambar 3.56 Tampilan Submission pada Edit Job ........................................ 62

Gambar 3.57 Tampilan Submission pada Edit Job ........................................ 63

Gambar 3.58 Perintah Result Untuk Menampilkan Kontur Parameter Output

......................................................................................................................... 80

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Nilai Simpangan Gedung Model A dan

Model B ........................................................................................................... 80

Gambar 4.2 Element Balok yang ditinjau pada Lantai Basement ................. 81

Page 20: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xx

Gambar 4.3 Free Body Balok B-262 ............................................................. 84

Gambar 4.4 Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan .............. 94

Gambar 4.5 Rangka Bergoyang Akibat Gempa ke Arah Kanan ................... 94

Gambar 4.6 Rangka Bergoyang Akibat Gempa ke Arah Kiri ....................... 96

Gambar 4.7 Nilai Torsi pada Balok (B-262) Model A ................................... 98

Gambar 4.8 Element Balok yang ditinjau pada Lantai Basement .................. 98

Gambar 4.9 Free Body Balok B-4510 ........................................................... 99

Gambar 4.10 Diagram Bidang Momen pada Balok B-4510 Model A ........... 112

Gambar 4.11 Nilai Torsi pada Balok (B-4510) Model A ............................... 114

Gambar 4.12 Denah Struktur Kolom yang di tinjau (K-4715) ....................... 116

Gambar 4.13 Simpangan yang Terjadi pada Struktur Gedung ....................... 122

Gambar 4.14 Momen 3-3 pada Kolom ........................................................... 123

Gambar 4.15 . Momen 3-3 yang bekerja pada ujung-ujung kolom akibat beban

mati dan hidup (a) serta beban gempa (b) ....................................................... 124

Gambar 4.16 Momen 2-2 pada Kolom ........................................................... 126

Gambar 4.17 . Momen 2-2 yang bekerja pada ujung-ujung kolom akibat beban

mati dan hidup (a) serta beban gempa (b) ....................................................... 127

Gambar 4.18 Grafik Perbandingan Nilai Momen Aktual Gedung Model A .. 127

Gambar 4.19 Diagram Interaksi Kolom Model A .......................................... 128

Gambar 4.20 Diagram Interaksi P-M Kuat Kolom K1C Model A ................. 128

Gambar 4.21 Nilai momen Maksimum, Mpr pada Kolom K1C Model A ...... 129

Gambar 4.22 Gaya Geser Rencana Kolom Sistem Rangka Pemikul Momen

Khusus (SRMPK) ............................................................................................ 134

Page 21: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xxi

Gambar 4.23 Diagram Momen Balok B-262 Model B .................................. 148

Gambar 4.24 Nilai Torsi pada Balok B-262 Model B .................................... 149

Gambar 4.25 Diagram Momen Balok B-4510 Model B ................................ 163

Gambar 4.26 Nilai Torsi pada Balok B-4510 Model B .................................. 170

Gambar 4.27 . Momen 3-3 yang bekerja pada ujung-ujung kolom akibat beban

mati dan hidup (a) serta beban gempa (b) Model B ........................................ 171

Gambar 4.28 . Momen 2-2 yang bekerja pada ujung-ujung kolom akibat beban

mati dan hidup (a) serta beban gempa (b) Model B ........................................ 173

Gambar 4.29 Grafik Perbandingan Nilai Momen Aktual Model B ................ 174

Gambar 4.30 Diagram Interaksi Kolom K4715B ........................................... 174

Gambar 4.31 Diagram Interaksi P-M Kuat Kolom K4715B .......................... 175

Gambar 4.32 Nilai momen Maksimum, Mpr pada Kolom K4715B ............... 176

Gambar 4.33 Gaya Geser Rencana Kolom SRPMK ...................................... 176

Gambar 4.34 Model Penulangan .................................................................... 181

Gambar 4.35 Model Keseluruhan yang Telah di Assembly ........................... 181

Gambar 4.36 Tegangan Regangan ABAQUS CAE Gedung Model A .......... 182

Gambar 4.37 Regangan pada Maximum Proncipal Gedung Model A ........... 182

Gambar 4.38 Tegangan pada Maximum Proncipal Gedung Model A ........... 182

Gambar 4.39 Tegangan Regangan ABAQUS CAE Gedung Model B .......... 183

Gambar 4.40 Regangan pada Maximum Proncipal Gedung Model B ........... 183

Gambar 4.41 Tegangan pada Maximum Proncipal Gedung Model B ........... 184

Gambar 4.42 Perbandingan Hasil ABAQUS CAE Gedung Model Adan B .. 184

Gambar 4.43 Grafik Perbandingan Nilai Daktilitas Model A dan Model B .. 185

Page 22: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

xxii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Data Tanah .......................................................................................... 191

2. Gambar Penulangan Desain ................................................................ 192

Page 23: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kolom merupakan elemen struktur vertikal yang menyalurkan gaya

tekan biaksial ke pondasi. Kolom memegang peran penting dari suatu

bangunan, karena keruntuhan pada suatu kolom merupakan lokasi kritis yang

dapat menyebabkan runtuhnya seluruh struktur. Salah satu parameter penting

dalam perencanaan suatu kolom adalah daktilitas. Daktilitas berfungsi

mencegah terjadinya keruntuhan mendadak akibat getaran gempa. Karena

Indonesia secara geografis merupakan Negara Kepulauan yang terletak pada

pertemuan empat lempeng tektonik, sehingga sering terjadinya gempa bumi.

Menurut Simatupang Partogi H., Gisella D. Siallagan, Jusuf J. S. Pah

(2018:45), untuk perhitungan daktilitas kolom beton bertulang yang terkekang

maupun tidak terkekang dapat menggunakan hubungan tegangan regangan

beton. Nilai tersebut didapatkan melalui proses analisis menggunakan program

software ABAQUS CAE v6.14.

Bangunan 22 lantai + 1 basement pada proyek pembangunan

Apartemen Tamansari Cendekia Tower A akan dianalisis ulang dengan

menggunakan data tanah berbeda yang termasuk kedalam kategori jenis tanah

keras, yang sebenarnya lokasi proyek terletak pada wilayah dengan data tanah

kategori sedang. Perencanaan gedung tinggi direncanakan memenuhi dan tidak

memenuhi keamanaan gempa dengan Analisis Dinamik Respon Spektrum dan

Statik Ekuivalen sesuai SNI 03-1726-2012 mengenai Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.

Standar beban minimum yang digunakan untuk perancangan bangunan

menggunakan SNI 1727-2013, serta Spesifikasi beton struktural yang

digunankan untuk bangunan gedung adalah SNI 2847:2013.

1.2. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penulisan Skripsi antara lain :

Page 24: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

2

1. Struktur bangunan 22 lantai + 1 basement direncanakan memenuhi (Model

A) dan tidak memenuhi (Model B) keamanan gempa dengan menggunakan

program SAP2000 v20;

2. Analisis batas daktilitas kolom menggunakan program ABAQUS CAE

v6.14;

3. Dipilih hanya satu titik tinjau kolom terletak pada basement yang

merupakan kolom kritis untuk masing-masing model ;

4. Bangunan merupakan struktur gedung apartemen 22 yang dibangun di zona

gempa 3 dan jenis tanah keras.

5. Struktur dirancang dengan menggunakan Sistem Ganda (Dual System) yaitu

SRPMK (Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus) dan Dinding Geser

(Shear Wall);

6. Analisis beban gempa menggunakan Analisis Dinamik Respon Spektrum ;

7. Analisis mengacu pada SNI 03-1726-2012 (Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung);

8. SNI 1727:2013 (Standar Beban Minimum yang Digunakan Untuk

Perancangan Bangunan) dan PPPURG (Pedoman Perencanaan Pembebanan

untuk Rumah dan Gedung ) 1987 sebagai analisis pembebanan;

9. SNI 2847:2013 (Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung).

1.3. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian permasalahan di atas, maka dapat diambil rumusan

masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana perbedaan daktilitas kolom pada bangunan yang memenuhi

(Model A) dan tidak memenuhi (Model B) keamanan gempa sesuai SNI 03-

1726-2012;

2. Bagaimana hasil analisis daktilitas melalui tegangam dan regangan kolom

dengan menggunakan program ABAQUS CAE v6.14 untuk model A dan

model B.

Page 25: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

3

1.4. Maksud dan Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maksud dan tujuan penulisan adalah

sebagai berikut :

1. Mengetahui perbedaan nilai daktilitas kolom pada bangunan yang

memebuhi dan tidak memenuhi keamanan gempa sesuai SNI 03-1726-2012;

2. Mengetahui nilai daktilitas melalui hasil tegangan dan regangan kolom

menggunakan program ABAQUS CAE v6.14.

1.5. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam skripsi ini terbagi menjadi tiga bagian, yaitu :

1. Bagian Awal terdiri dari :

a. Halaman Judul

b. Halaman Pengesahan

c. Moto dan Persembahan

d. Abstrak

e. Kata Pengantar

f. Daftar Isi

g. Daftar Tabel

h. Daftar Gambar

2. Bagian Isi terdiri dari :

BAB I – Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, batasan masalah, rumusan masalah,

maksud dan tujuan, dan sistematika penulisan.

BAB II - Landasan Teori

Bab ini menjelaskan uraian umum, kriteria desain, pembebanan dan

kombinasinya, dan beberapa teori yang berkaitan dengan permaslahan yang

dibahas;

BAB III – Metode Perencanaan

Page 26: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

4

Bab ini menjelaskan mengenai alur perencanaan struktur, aturan-

aturan, rumus-rumus maupun acuan yang digunakan dalam proses analisis

struktur gedung.

BAB IV – Hasil dan Pembahasan

Bab ini menjelaskan mengenai pengolahan data, hasil analisis

perhitungan yang diperoleh dari program struktur, pemodelan struktur.

BAB V – Simpulan dan Saran

Bab ini menjelaskan mengenai simpulan dan saran terkait dengan hasil

analisis yan telah dilakukan pada bab sebelumnya.

3. Bagian Akhir terdiri dari :

Daftar Pustaka

Daftar pustaka berisi sumber dan referensi yang dijadikan sebagai

pendukung dalam penulisan tugas akhir.

Page 27: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Indonesia menempati zona tektonik yang sangat aktif karena tiga

lempeng besar dunia dan sembilan lempeng kecil lainnya saling bertemu di

wilyah Indonesia dan membentuk jalur-jalur pertemuan yang kompleks.

Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng ini menempatkan wilayah

Indonesia sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap gempa bumi. (Parmo,

2014:42).

Proses perencanaan ketahanan gempa sangat dipengaruhi oleh lokasi

kondisi tanah. Berdasarkan SNI 1726-2012, tabel 3 telah mengklasifikasikan

6 (enam) tipe tanah atau kelas situs, yaitu batuan keras, batuan, tanah keras,

tanah sedang, tanah lunak, dan tanah khusus. Sebagaimana diketahui bahwa

getaran yang disebabkan oleh gempa cenderung membesar pada tanah lunak

dibandingkan pada tanah keras atau batuan. Proses penentuan klasifikasi tanah

tersebut berdasarkan atas data tanah pada kedalaman hingga 30 meter, karena

menurut penelitian hanya lapisan-lapisan tanah sampai kedalaman 30 meter

saja yang menentukan pembesaran gelombang gempa. (Wangsdinata, 2006).

Tanah keras yang bergetar akibat gempa, getarannya cenderung

mempunyai kandungan frekuensi tinggi. Getaran frekuensi tinggi tersebut akan

mempunyai panjang gelombang relative pendek. Menurut ilmu fisika bahwa

kemampuan suatu material untuk menyerap energi akan berbanding terbalik

dengan panjang gelombang. Oleh karena itu, gelombang frekuensi tinggi

relative lebih muah diserap energinya oleh media yang dilalui oleh gelombang

gempa. Dengan demikian pada tanah keras, intensitas gempa akan beratenuasi

lebih cepat atau amplifikasi spektrum semakin besar pada tanah yang lunak

(Widodo, 2002).

Kolom merupakan elemen struktur yang penting karena kegagalan

kolom akan berakibat langsung terhadap komponen struktur lainnya.

Kegagalan ini akan berakibat fatal baik dari segi ekonomis maupun dari segi

Page 28: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

6

kemanusiaan (korban jiwa). Sehingga dalam suatu struktur keruntuhan kolom

struktural merupakan hal yang sangat penting untuk ditinjau. (Parmo, 2014:43)

Salah satu parameter penting dalam perencanaan suatu kolom adalah

daktilitas. Nilai daktilitas suatu kolom dapat ditentukan dari kurva hubungan

antara momen dan kurvatur. Nilai momen dan kurvatur didapat dari

perhitungan tegangan dan regangan beton. (Simatupang P.H, 2018:45).

2.2 Tanah

Untuk menjamin kestabilan/ kekokohan tanh dasar fondasi bangunan,

maka pada pelaksanaan pekerjaan bangunan penting/berat (termasuk bangunan

bertingkat), diharuskan untuk mengadakan penyelidikan tanah sebelumnya.

Dari penyelidikan tanah, antara lain dapat ditentukan kekuatan daya

dukung tanah yang aman/ diizinkan dan perkiraan penurunan bangunan yang

akan terjadi. (Rudy Gunawan, 2012:61).

Berikut merupakan klasifikasi jenis tana menurut SNI-03-1726-2012

Tabel 2.1 Klasifikasi Kelas Situs Tanah

Kelas Situs ʋ�̅�(m/detik) N atau Nch Su (kPa)

SA (batuan

keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 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 3 m

tanah dengan karakteristik sebagai berikut :

1. Indeks plastisitas, PI > 20

2. Kadar air, w ≥ 40%

3. Kuat geser niralir, Su < 25 kPa

SF (tanah khusus

yang

membutuhkan

investigasi

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau

lebih dari karakteristik berikut :

Page 29: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

7

Kelas Situs ʋ�̅�(m/detik) N atau Nch Su (kPa)

geoteknik

spesifik dan

analisis respons

spesifik situs

yang mengikuti

6.10.1)

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban

gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat

sensitif, tanah tersementasi lemah

- Lempung sangat organic dan/atau gambut (ketebalan

H>3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H >

7,5 m dengan Indeks Plastisitas PI > 75)

Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan

H > 35 m dengan Su < 50 kPa

CATATAN: N/A = tidak dapat dipakai

Sumber : SNI-03-1726-2012

Tabel 2.2 Data N-SPT :

Kedalaman

(m)

Tebal (m)

(d)

N-SPT

(N) d/N

2 2 33 0,061

4 2 44 0,045

6 2 60 0,033

8 2 61 0,033

10 2 61 0,033

12 2 61 0,033

14 2 61 0,033

16 2 61 0,033

18 2 61 0,033

20 2 60 0,033

22 2 52 0,038

24 2 61 0,033

26 2 58 0,034

28 2 60 0,033

30 2 55 0,036

Jumlah 30 0,545

N = 55,058

Sumber : Data Drilling Log (BH-1 Tower D) Pembangunan Apartemen Solo Urbana

Residence

Jenis tanah di lokasi perencanaan yaitu tanah keras yang di dapat dari

perhitungan data SPT dengan hasil nilai N = 55,058

Page 30: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

8

2.3 Gempa

2.3.1 Definisi Gempa

Kerak bumi tidak statis, ia selalu bergerak konstan. Menurut teori geologi

tentang tektonik lempengan, permukaan bumi terdiri dari beberapa

lempengan batuan tebal yang mengapung di atas mantel bumi yang cair.

Lempengan-lempengan tektonik baru dibentuk terus menerus sepanjang

lembah yang curam di dasar laut di mana bahan cair dari interior bumi

didorong ke atas sehingga samudera baru membentuk tepi lempengan

samudera yang menyebabkan continental drift, yaitu lempengan -

lempengan samudera didorong terhatdap lempengan kontinental. Pada

pertemuan ini, lempengan akan terkunci di tempat tersebut sehingga

pergeseran lempengan dapat dicegah. Tekanan terbentuk di sepanjang tepi

lempengan sehingga peleset yang mendadak karena pantulan elastik atau

terjadi patahan batuan sehingga menghasilkan pelepasan energi regangan

mendadak. Akibatnya adalah terjadinya patahan pada kerak bumi bagian

atas sepanjang arah tertentu, dan terbentuklah sesar. Sebagian energi yang

dalam bentuk gelombang dijalarkan ke semua arah. Gerak gelombang inilah

yang dikenal sebagai gempa. (Wolfgang S., 2013).

2.3.2 Gaya Gempa

Gaya gempa yang bekerja pada elemen struktur dapat dibedakan

menjadi dua, yaitu :

1. Gaya Vertikal

Adalah gaya yang berpengaruh terhadap elemen bangunan pendukung

gaya normal, seperti kolom, jenis balok kantilever dan dinding pendukung

2. Gaya Horizontal

Adalah gaya yang bekerja pada bangunan akibat respons bangunan dan

sistem pondasinya dan bukan disebabkan oleh percepatan gerakan tanah.

Muatan gempa horizontal dianggap bekerja dalam arah sumbu-sumbu utama

bangunan yang pada bangunan bertingkat tinggi gaya yang lebih menonjol

adalah gaya dorong yang berasal dari tiap lantai.

Page 31: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

9

2.3.3 Kategori Risiko Gempa dan Faktor Keutamaan Struktur Bangunan

a. Kategori Risiko Gempa

Kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai dengan SNI

03-1726-2012 ditentukan berdasarkan jenis pemanfaatan bangunan yang

ditunjukan dengan Tabel 2.3

Tabel 2.3 Kategori Risiko Bangunan Gedung dan Non Gedung

untuk Beban Gempa.

Jenis Pemanfaatan Kategori

Risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko rendah

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan,

termasuk tapi tidak dibatasi untuk, antara lain :

- Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan

perikanan

- Fasilitas sementara

- Gudang penyimpanan

- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk

dalam kategori resiko I, III, IV, termasuk, tapi tidak

dibatasi untuk :

- Perumahan

- Rumah toko dan rumah kantor

- Pasar

- Gedung perkantoran

- Gedung apartemen/rumah susun

- Pusat perbelanjaan/mall

- Bangunan industri

- Fasilitas manufaktur

- pabrik

II

Gedung dan non gedung yang memiliki resiko tinggi

terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan,

termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

- Bioskop

- Gedung pertemuan

- Stadion

III

Page 32: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

10

Jenis Pemanfaatan Kategori

Risiko

- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah an

unit gawat

- Fasilitas penitipan anak

- Penjara

- Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori

resiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan

dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal

terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi

kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk :

- Pusat pembangkit listrik biasa

- Fasilitas penanganan air

- Fasilitas penanganan limbah

- Pusat telekomunikasi

Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam

kategori resiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk

fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan,

penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar

berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya,

atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan

beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya

melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang

berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi

masyarakat jika terjadi kebocoran.

Gedung dan non gedung yang ditujukan sebagai fasilitas

yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untu:

- Bangunan-bangunan monumental

- Gedung sekolah dan fasilitas Pendidikan

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang

memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat

- Fasiitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor

polisi, serta garasi kendaraan darurat

- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin,

badai, dan tempat untuk tanggap darurat

IV

Page 33: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

11

Jenis Pemanfaatan Kategori

Risiko

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnnya

yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi,

tangka penyimpanan bahan bakar, penara pendingin,

struktur stasiun listrik, tangka air pemadam kebakaran

atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau

mineral atau peralatan pemadam kebakaran) yang

disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang

masuk ke dalam kategori resiko IV

Sumber : SNI-03-1726-2012

b. Faktor Keutamaan Gempa

Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Gempa

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,5

Sumber : SNI-03-1726-2012

Dari tabel 2.4 Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk

beban gempa, dengan jenis pemanfaatan bangunan sebagai apartemen dengan

kategori risiko II maka faktor keutamaan gempa (Ie) yaitu 1,0 yang dapat

dilihat dari tabel 2.4.

2.4 Beton dan Beton Bertulang

Menurut McCormac dalam penelitian Parno (2014), beton adalah suatu

campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain

yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan

air yang membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang satu atau lebih

bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik

tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas dan waktu

pengerasan.

Page 34: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

12

Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja, dimana

tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki oleh beton.

Tulangan baja juga dapat menahan gaya tekan sehingga digunakan pada kolom

dan pada berbagai kondisi lainnya

Modulus elastisitas beton yaitu perbandingan antara tegangan dan

regangan. Nilai modulus elastisitas dapat ditentukan secara empiris, yaitu dari

nilai kuat tekan beton. Semakin besar kuat tekan beton, semakin besar pula

nilai modulus elastisitasnya. Hubungan modulus elastisitas terdapat kuat tekan

beton menurut SNI 03-2847-2013 pasal 8.51 adalah sebagai berikut :

E = 4700√𝒇′𝒄

2.5 Mutu Baja

Kuat tarik baja tulangan, meskipun baja tulangan mempunyai sifat tahan

terhadap beban tekan, tetapi karena harganya cukup mahal, maka baja tulangan

diutamakan untuk menahan beban tarik pada struktur beton bertulang,

sedangkan beban tekan yang bekerja cukup ditahan oleh betonnya. (Ali Asroni,

2017)

Baja tulangan yang dipakai ada 2 jenis yaitu baja tulangan polos (BJTP)

dan baja tulangan ulir atau deform (BJTD). SNI 03-2847-2013 hanya

mengijinkan penggunaan baja tulangan polos pada tulangan spiral. Sedangkan

untuk penulangan lainnya, disyaratkan untuk menggunakan baja tulangan ulir.

2.6 Kolom Beton Bertulang

Menurut Muin, dalam penelitian Simatupang P.H. (2018), kolom beton

bertulang merupakan elemen struktur vertikal yang terbuat dari beton dan baja

tulangan yang tahan terhadap gaya tekan dan gaya tarik. Kolom beton

bertulang berfungsi untuk menyalurkan beban aksial tekan, dengan atau tanpa

adanya momen, dari struktur di atasnya hingga ke tanah melalui pondasi.

Kolom beton bertulang juga dapat mengalami ragam kegagalan material yang

dijelaskan sebagai berikut :

a. Keruntuhan Tarik (under-reinforced)

Page 35: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

13

Keruntuhan tarik terjadi pada saat regangan tulangan tarik melebihi

batas leleh (εs > εy) sehingga kekuatan penampang kolom ditentukan oleh

kuat leleh tulangan tarik.

b. Keruntuhan Berimbang (balanced)

Pada kondisi ini, tulangan tarik mencapai leleh (εs = εy) bersamaan

dengan regangan beton tekan mencapai batas retak atau batas ultimit (εc ‘

=

εcu ‘ = 0,003)

c. Keruntuhan Tekan (over-reinforced)

Keruntuhan tekan terjadi apabila regangan tekan beton telah mencapai

batas ultimit (εcu ‘ = 0,003), tulangan tekan telah mencapai leleh tetapi

tulangan tarik belum leleh.

2.7 Tegangan dan Regangan

2.7.1 Tegangan

Tegangan normal adalah intensitas gaya yang bekerja normal (tegak lurus)

terhadap irisan yang mengalami tegangan. Bila gaya-gaya luar yang

bekerja pada suatu batang sejajar terhadap sumbu utamanya dan potongan

penampang batang tersebut konstan, tegangan internal yang dihasilkan

adalah sejajar terhadap sumbu tersebut. Gaya-gaya seperti itu disebut gaya

aksial, dan tegangan yang timbul dikenal sebagai tegangan aksial. Bersikut

persamaan umum besaran tegangan :

𝝈 = 𝑴𝒚

𝑰 Pers. (2.1)

Dimana,

σ = Tegangan (N/m2)

M = Momen lentur pada penampang (Nm)

y = Jarak dari sumbu netral ke tegangan normal (m)

I = Momen Inersia (kgm2)

Page 36: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

14

2.7.2 Regangan

Regangan merupakan perubahan bentuk per satuan panjang pada suatu

batang. Semua bagian bahan yang mengalami gaya-gaya luar, dan

selanjutnya tegangan internal akan mengalami perubahan bentuk

(regangan). Regangan 휀 disebut regangan normal karena berhubungan

dengan tegangan normal. Rumus regangan normal berdasarkan hukum

Hooke :

𝜺 = 𝝈

𝑬 Pers. (2.2)

Dimana,

ε = Regangan (%)

σ = Tegangan (N/m2)

E = Modulus elastisitas tekan / tarik (N/m2)

2.8 Daktilitas

Daktilitas adalah kemampuan dari suatu struktur untuk tidak mengalami

keruntuhan secara tiba-tiba tetapi masih mampu berdeformasi cukup besar

pada saat mencapai beban maksimum sebelum struktur tersebut mengalami

keruntuhan.

Faktor daktilitas didefinisikan sebagai rasio dari perpindahan maksimum

dengan perpindahan leleh (Park, Paulay, 1975) :

µε =ε𝒎

ε𝒚 Pers. (2.3)

dimana :

µε = faktor daktilitas (ε mengacu pada regangan )

ε𝑚 = regangan maksimum (ultimate)

ε𝑦 = regangan leleh

Page 37: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

15

2.9 Syarat Daktilitas

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI

03-1726-2012, memberikan faktor daktilitas sebegai berikut:

1. Elastik (Fully Elastic)

Elastik adalah suatu tingkat daktilitas struktur gedung dengan nilai

faktor daktilitas sebesar 1,0.

2. Daktilitas Parsial

Daktilitas parsial adalah seluruh tingkat daktilitas struktur gedung

dengan nilai faktor daktilitas diantara untuk struktur degung yang elastik

penuh sebesar 1,0 dan untuk struktur gedung yang daktail penuh sebesar 5,3.

3. Daktilitas Penuh (Full Ductility)

Daktilitas penuh adalah suatu tingkat daktilitas struktur gedung, di

mana strukturnya mampu mengalami simpangan pasca-elastic pada saat

mencapai nilai faktor daktilitas sebesar 5,3.

2.10 Beban Struktur

Beban – beban pada struktur gedung dapat terdiri dari beban mati, beban

hidup, beban angin, beban gempa, beban air, dan beban khusus lainnya seperti

beban getaran mesin, beban kejut listrik

Beban – beban yang direncanakan akan bekerja dalam struktur gedung

tergantung dari fungsi ruangan, lokasi, bentuk, kekakuan, massa, dan

ketinggian gedung itu sendiri.

Acuan yang digunakan dalam perencanaan pembebanan adalah :

a. Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung SNI 2847:2013

b. Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktural lain

SNI 1727:2013

c. Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung

dan non gedung SNI 1726:2012

Jenis beban yang digunakan dalam perencanaan adalah beban mati (D),

beban hidup (L), dan beban gempa (E).

Page 38: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

16

2.10.1 Beban Mati (D)

Berdasarkan SNI 1727:2013, beban mati adalah berat seluruh bahan

konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai, atap,

plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, klading gedung dan

komponen arsitektural dan structural lainnya serta peralatan layan terpasang

lain termasuk berat keran.

Dalam menentukan beban mati rencana, harus digunakan berat bahan

dan konstruksi yang sebenarnya, dengan ketentuan bahwa jika tidak ada

informasi yang jelas, nilai yang harus digunakan adalah nilai yang disetujui

oleh pihak yang berwenang. Selain itu, harus diperhitungkan berat peralatan

layan yang digunakan dalam bangunan gedung seperti plumbing, mekanikal

dan alat pemanas, ventilasi, dan sistem pengondisian udara.

2.10.2 Beban Hidup (L)

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau

penggunaan suatu gedung, dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada

lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin

serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpishkan dari

gedung dan dapat ganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga

mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.

Khusus pada atap ke dalam beban hidup dapat termasuk beban yang berasal

dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energi

kinetic) butiran air. Beban hidup tidak termasuk beban angin, beban gempa

dan beban khusus. (PPURG :1987)

Berdasarkan SNI 1727:2013, beban hidup terdistribusi merata

minimum adalah sebagai berikut :

Tabel 2.5 Beban Hidup Terdistribusi Merata Minimum

Hunian atau penggunaan Merata (kN/m2)

Apartemen atau Rumah Tinggal

Semua ruang kecuali tangga dan

balkon

1,92

Page 39: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

17

Hunian atau penggunaan Merata (kN/m2)

Balkon dan dek 1,5 kali beban hidup untuk

daerah yang dilayani. Tidak perlu

melebihi 4,79

Koridor

Lantai pertama

Lantai Lain

4,79

Sama seperti pelayanan hunian

kecuali disebutkan lain

Parkir 1,92

Tangga dan jalan keluar 4,79

Sumber : SNI 1727:2013

2.11 Kombinasi Beban

Menurut SNI 1727-2013 struktur, komponen dan fondasi harus

dirancang sedemikian rupa sehingga kekuatan desainnya sama atau melebihi

efek dari beban terfaktor dalam kombinasi berikut :

1. 1,4D

2. 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau S atau R)

3. 1,2D + 1,6(Lr atau S atau R) + (L atau 0,5W)

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

5. 1,2D + 1,0E + 0,2S

6. 0,9D + 1,0W

7. 0,9D + 1,0E

Keterangan :

D = Beban mati (Dead Load)

L = Beban hidup (Dead Live)

W = Beban angin (Wind)

Lr = Beban hidup pada atap (roof live load)

E = Beban gempa (Earthquake)

R = Beban hujan (Rain)

S = Tekanan tanah

Page 40: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

18

2.12 Ketidakberaturan Struktur

2.12.1 Ketidakberaturan Torsi

Ketidakberaturan struktur horizontal diatur dalam SNI 1726:2012,

yaitu:

a. Ketidakberaturan torsi, didefinisikan jika ada simpangan antar lantai tingkat

maksimum, torsi yang dihitung termasuk tak terduga, disebuah ujung

struktur melintang terhadap sumbu lebih dari 1,2 kali simpangan antar lantai

ringkat rata-rata di kedua ujung struktur.

Jika :

Umax/Uavg ≤ 1,2

dimana :

Umax = Simpangan antai lantai maksimal

Uavg = Simpangan antar lantai rata-rata

b. Ketidakberaturan torsi berlebihan, didefinisikan ada jika simpangan antar

lantai tingkat maksimum, torsi yang dihitung termasuk tak terduga, di

sebuah ujung struktur melintang terhadap sumbu lebih dari 1,4 kali

simpangan antar lantai tingkat rata-rata dikedua ujung struktur.

Jika :

Umax/Uavg ≤ 1,4

dimana :

Umax = Simpangan antai lantai maksimal

Uavg = Simpangan antar lantai rata-rata

2.12.2 Penentuan Simpangan Antar Lantai

Menurut SNI 1726:2012 penentuan simpangan antar lantai tingkat

desain (∆) harus dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di

tingkat teratas dan terbawah. Apabila pusat masssa tidak terletak segaris

dalam arah vertical, diijinkan untuk menghitung defleksi di dasar tingkat

berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat diatasnya. Jika desain

tegangan ijin digunakan, ∆ harus dihitung menggunakan gaya gempa tingkat

Page 41: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

19

kekuatan tanpa reduksi untuk desain tegangan ijin. Defleksi pusat massa di

tingkat x (ẟ) (mm) harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut :

ẟx = Cd.ẟxe

Ie Pers. (2.4)

Keterangan :

Cd = faktor amplifikasi defleksi

ẟxe = defleksi pada lokasi yang ditentukan dengan analisis elastis

Ie = faktor keutamaan gempa

Pada penentuan kesesuaian dengan batasan simpangan antar lantai

tingkat, diijinkan untuk menentukan simpangan antar lantai elastis (ẟxe)

menggunakan gaya desain seismik berdasarkan pada perioda fundamental

struktur yang dihitung tanpa batasan atas (CuTa). Simpangan antar lantai

tingkat desain (∆a) seperti didapatkan dari Tabel 2.2 untuk semua tingkat.

Tabel 2.6 Simpangan antar Lantai Ijin KDS D,E dan F

Struktur Katergori Resiko

I atau II III IV

Struktur, selain dari

struktur dinding geser batu

bata, 4 tingkat atau kurang

dengan dinding interior,

partisi, langit-langit dan

sistem dinding eksterior

yang telah didesain untuk

mengakomodasi

simpangan antar lantai.

0,025hẟx 0,020hẟx 0,015hẟx

Struktur dinding geser

kantilever batu bata 0,010hẟx 0,010hẟx 0,010hẟx

Struktur dinding geser batu

bata lainnya 0,007hẟx 0,007hẟx 0,007hẟx

Semua struktur lainnya 0,020hẟx 0,015hẟx 0,007hẟx

Sumber : SNI 1726:2012

Page 42: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

20

Keterangan :

Hsx = tinggi tingkat dibawah tingkat x

Sistem penahan gaya gempa yang terdiri dari hanya rangka momen pada

struktur yang dirancang untuk kategori desain seimik D,E atau F, simpangan

antar lantai tingkat desain (∆) tidak boleh melebihi ∆a/ρ untuk semua tingkat

dengan ρ adalah faktor redunasi.

2.13 Puskim

Pusat Penelitian dan Pengembangan Perumahan dan Pemukiman (Pusat

Litbang Perumahan dan Pemukiman) merupakan salah satu dari empat pusat

litbang dibawah Badan Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum dan

Perumahan Rakyat yag diarahkan untuk berperan sebagai the techno structure

atau scientific backbone dalam merumuskan kebijakan penyelenggara

infrastruktur di bidang pemukiman.

Sebagai lembaga litbang, Pusat Litbang Perumahan dan Pemukiman

diharapkan mampu menghasilkan teknologi pemukiman yang inovatif,

aplikatif dan bermanfaat langsung bagi masyarakat melalui program-program

litbang yang lebih diarahkan pada litbang terapan (80%), sedangkan

selebihnya merupakan sains murni (20%).

Dalam penulisan skripsi ini, puskim digunakan untuk membuat spektrum

respons desain dengan alamat lengkap

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia.

2.14 SAP2000

SAP2000 merupakan program versi terakhir yang paling lengkap dari

seri-seri program analisis struktur SAO, baik SAP80 maupun SAP90.

Keunggulan program SAP2000 antara lain ditunjukan dengan adanya fasilitas

untuk desain elemen, baik untuk material baja maupun beton. Disamping itu

juga adanya fasilitas desain baja dengan mengoptimalkan penampang profil,

sehingga pengguna tidak perlu menentukan profil untuk masing-masing

elemen, tetapi cukup memberikan data profil secukupnya, dan program akan

Page 43: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

21

memilih sendiri profil yang paling optimal.(Wigroho, 2001). Dalam skripsi

ini menggunakan SAP2000 versi 20.1.0.

2.15 Mathcad v.15

MathCad versi 15 adalah perangkat lunak computer terutama ditunjukan

untuk verifikasi, validasi, dokumentasi dan kembali menggunakan

perhitungan rekayasa. Penggunaan MathCad versi 15 sebagai alat bantu

dalam melakukan perhitungan secara simbolisasi.

2.16 ABAQUS CAE v6.14

ABAQUS CAE V6.14 merupakan salah satu software yang digunakan

untuk melakukan Analisis Metode Hingga atau Finite Element Analysis

(FEA). Perangkat lunak ini dalat melakukan simulasi linear dari mulai

analisis yang paling sederhana hingga analisis non-linear yang memiliki

kondisi kontak yang kompleks dan rumit. Dalam software ini kita dapat

mengatur segala kondisi yang dimiliki oleh material maupun indenter

sehingga nantinya reaksi yang dihasilkan dari pemodelan yang telah dibuat

dapat menghasilkan reaksi yang benar-benar sesuai dengan keadaan aslinya.

Software ini memiliki beberapa fasilitas. Salah satu fasilitas untuk yang

dapat memfungsikan software ini menjadi program analisis elastis dan plastis.

Kemampuan analisa Multiphysics yang dimiliki Abaqus dapat digunakan

dalam berbagai bidang sesuai dengan kebutuhan penelitian. Selain itu, kita

dapat melakukan tes dengan memasukkan data secara manual dalam input

file.

Pengembangan Bahasa program dalam Abaqus memungkinkan para

desainer lebih mudah dalam memilih metode yang digunakan dalam

melakukan proses simulasi dan analisis (Firm, A.2003).

Page 44: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

187

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan analisis desain struktur tahan gempa bangunan 22 lantai + 1

basement pada proyek pembangunan Apartemen Tamansari Cendekia dengan

lokasi Tanah Keras, dapat disimpulkan bahwa:

1. Waktu getar struktur pada gedung model A untuk mode 1 (Tcx) adalah

sebesar 2,165 detik dan untuk mode 2 (Tcy) adalah sebesar 1,903 detik,

sedangkan waktu getar pada gedung model B mode 1 (Tcx) adalah 2,362

detik dan untuk mode 2 (Tcy) adalah sebesar 2,151 detik. Kontrol batasan

waktu getar maksimum adalah sebesar 1,817 detik sesuai syarat Tc> CuTa,

sehingga batasan perioda struktur terpenuhi.

2. Nilai batasan drift ratio simpangan pada gedung model A untuk arah X

(0,11%) dan arah Y (0,071%) sedangkan pada model B untuk arah X

(1,588%) dan arah Y (0,049%). Syarat batasan drift ratio simpangan

adalah tidak melebihi 1,54%, sehingga gedung model A telah memenuhi

syarat ketahanan terhadap gempa sedangkan gedung model B tidak

memenuhi syarat ketahanan gempa.

3. Hasil perhitungan numerik dari program ABAQUS untuk model A didapat

nilai tegangan maksimum sebesar 1,877 N/mm2 dan regangan maksimum

sebesar 0,00041957%. Sedangkan untuk model B didapat nilai tegangan

maksimum sebesar 2,1639 N/mm2 dan regangan maksimum sebesar

0,0005483%.

4. Perbandingan regangan ultimate dan regangan leleh didapat nilai daktilitas

(µ) untuk model A sebesar 11,2 dan model B sebesar 13,9 sehingga

dikategorikan kedalam jenis daktilitas penuh karena nilai µ>5,3.

5. Hasil perhitungan kesalahan relatif pada regangan sangat besar yaitu

30,51% untuk model A dan 42,92% untuk model B. Hal ini menunjukan

bahwa masih kurangnya parameter material yang tepat untuk

Page 45: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

188

menggambarkan perilaku beton, terutama dalam pemodelan tumpuan yang

digunakan serta kondisi batas yang digunakan.

5.1. Saran

1. Disarankan agar pada saat menggunakan program abaqus harus benar-

benar teliti dalam proses meng-input, sehingga bisa memberikan hasil

output yang baik.

Page 46: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

189

DAFTAR PUSTAKA

Asnanto, R. 2017. Desain Struktur Tahan Gempa Tower A Apartemen Abimanyu

Semarang. Skripsi. Program Sarjana Universitas Negeri Semarang.

Semarang

Asroni, A. 2017. Teori dan Desain Balok Plat Beton Bertulang :Berdasarkan SNI

2847-2013. Surakarta : Muhammadiyah University Press.

Badan Standarisasi Nasional. 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, SNI 03-1726-2012.

Jakarta : Standar Nasional Indonesia.

Badan Standarisasi Nasional. 2013. Beban Minimum Untuk Perancangan

Bangunan Gedung dan Struktur Lain, SNI 1727:2013. Jakarta : Standar

Nasional Indonesia.

Badan Standarisasi Nasional. 2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan

Gedung, SNI 2847:2013. Jakarta : Standar Nasional Indonesia.

Banuboro, A.A. 2019. Analisis Sambungan Balok-Kolom Beton Bertulang Pada

Struktur Bangunan Hotel Grand Keisha Dengan Program ABAQUS CAE

v6.14. Skripsi. Program Sarjana Universitas Negeri Semarang. Semarang

Das,Braja M. 1985. Mekanika Tanah (Jilid I) Terjemahan. Jakarta : Erlangga

Firm,A. 2003. ABAQUS/CAE User's Manual: Version 6.4. ABAQUS

Indarto, H.,H.T.C Andiyanto,dan K.C.A.Putra.2013. Aplikasi SNI Gempa

1726:2012 for Dummies.Semarang

Jankowik, T., Tomasz Lodygowski. 2005. Identification Of Parameters Of

Concrete Damage Plasticity Constitutive Model.Poznan University of

Technology, Institute of Structural Engineering (ISE). Poland

Rizkiani, N. 2019. Analisis Tegangan Regangan Pada Kolom Menggunakan

Software ABAQUS CAE v6.14 Pada Struktur Bangunan Hotel Ibis Style

Page 47: ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN …lib.unnes.ac.id/36247/1/5113415001__Optimized.pdf · ANALISIS BATAS DAKTILITAS KOLOM BASEMENT BANGUNAN 22 LANTAI DENGAN ABAQUS

190

14 Lantai Wilayah Gempa 4. Skripsi. Program Sarjana Universitas Negeri

Semarang. Semarang

Parmo. 2014. Kekuatan dan Daktilitas Perpindahan Kolom Pendek Beton

Bertulang Persegi Dibawah Pengaruh Pembebanan Siklik 10(2):42-54

Park, R and Pulay,T. 1975. “Reinforced Concrete Structure”. Canada : John Wiley

PPURG. 1987. Peraturan Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung.

Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum, Yayasn Badan Penerbit Pekerjaan

Umum

Puskim. 2019. Desain Spektra Indonesia. http://puskim.pu.go.id/Aplikasi. 09 Januri

2019.

Simatupang, Partogi H., Gisella D. Siallagan, Jusuf J.S. Pah. 2018. Pengaruh

Variasi Perhitungan Tegangan dan Regangan Kolom Beton Bertulang

Terhadap Daktilitas Penampang Tak Terkekang . Jurnal Teknik Sipil

7(1):45-56

Sumirin. 2006. Kajian Kekuatan dan Daktilitas Kolom Bertulang 14(1):63-72

Schueller, W. 2013. Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi (Cetakan III). Bandung

: Refika

Suwarno. 2018. Desain Ulang Struktur Tower 1 Apartemen Amartha View

Semarang Dengan Dilatasi. Skripsi. Program Sarjana Universitas Negeri

Semarang. Semarang

Wangsadinata, W. 2006. Perencanaan Bangunan Tahan Gempa Berdasarkan SNI

1726-2002. Shortcourse HAKI 2006. Jakarta

Widodo. 2002. Bahan Kuliah Teknik Gempa. Jurusan Teknik Sipil FTSP,

Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta

Wigroho, H.Y. 2001. Analisis & Perancangan Struktur Frame Menggunakan

SAP2000 Versi 7.42. Yogyakarta : Andi