analisis dan evaluasi struktur atas gedung...

56
ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG PUSAT INFORMASI KEHUTANAN IPB TERHADAP KETAHANAN GEMPA BERDASARKAN PETA GEMPA 2010 IKHSAN SETIAWAN DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

Upload: lamdang

Post on 07-Feb-2018

264 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG

PUSAT INFORMASI KEHUTANAN IPB TERHADAP

KETAHANAN GEMPA BERDASARKAN PETA GEMPA 2010

IKHSAN SETIAWAN

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 2: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan
Page 3: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis dan Evaluasi

Struktur Atas Gedung Pusat Informasi Kehutanan IPB Terhadap Ketahanan

Gempa Berdasarkan Peta Gempa 2010 adalah benar karya saya dengan arahan

dari Dosen Pembimbing Akademik dan belum diajukan dalam bentuk apa pun

kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip

dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada

Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juni 2014

Ikhsan Setiawan

Page 4: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

ABSTRAK

IKHSAN SETIAWAN. Analisis dan Evaluasi Struktur Atas Gedung Pusat

Informasi Kehutanan IPB Terhadap Ketahanan Gempa Berdasarkan Peta Gempa

2010. Dibimbing oleh MEISKE WIDYARTI dan MUHAMMAD FAUZAN.

Indonesia merupakan negara yang sangat rawan terhadap terjadinya gempa

karena letak wilayahnya di antara tiga lempeng bumi yang masih aktif, yaitu

Lempeng Pasifik, Lempeng Indo-Australia, dan Lempeng Eurasia. Banyaknya

gunung berapi juga mengakibatkan Indonesia menjadi negara yang rawan

terhadap bencana gempa bumi. Gempa menghasilkan energi kuat yang dapat

menggoyangkan semua yang ada di permukaan bumi, termasuk struktur

bangunan. Tujuan diadakannya penelitian ini yaitu untuk menganalisis dan

mengevaluasi ketahanan struktur atas Gedung Pusat Informasi Kehutanan

terhadap beban gempa berdasarkan Peta Gempa Indonesia 2010 menggunakan

metode statik ekivalen. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret-Juni 2014

menggunakan data sekunder berupa Shop drawing Gedung Pusat Informasi

Kehutanan, dan dianalisis dengan software ETABS 9.7.2, serta Microsoft Excell.

Dari hasil analisis statik ekivalen terdapat beberapa struktur yang tidak aman

dikarenakan tulang eksisting lebih kecil dibandingkan dengan tulangan hasil

analisis seperti tulangan lentur untuk balok tipe B2 (eksisting 3D 19 < analisis

statik 5D 19), B3 (eksisting 6D 19 < analisis statik 8D 19), dan B3A (eksisting 4D

19 < analisis statik 5D 19), dan untuk tulangan torsi pada balok B1, B1A, B2,

B2A (eksisting (tanpa tulangan) < analisis statik 2D 19), B3 dan B3A (eksisting

2D 19 < analisis statik 4D 19), serta kolom kolom K1-1(eksisting 12D 19 <

analisis statik 16D 19), K1-2 (eksisting 10D 19 < analisis statik 13D 19), K3-1

(eksisting 6D 19 < analisis statik 10D 19).

Kata kunci: evaluasi struktur atas, gempa, statik ekivalen, ETABS

ABSTRACT

IKHSAN SETIAWAN. Analysis and Evaluation Upper Structure of Foresty

Information Center Building to The Durability on Earthquake Based on Indonesia

Earthquake Hazard Map 2010. Supervised by MEISKE WIDYARTI and

MUHAMMAD FAUZAN.

Indonesia is a very vulnerable country against earthquakes because of it’s

located between three active earth slabs like Pacific, Indo-Australian, and Eurasia

and also a number of volcanoes. The occurrence of a strong earthquakes will

produce an energy that shake everything on the earth's surface, including building

structures. The purpose of this research is to analyze and evaluate the resistance of

Foresty Information Center Building structure against earthquake based on

Indonesian Earthquake Hazard Map 2010 using a static equivalent method. This

research was done in March-June 2014 used secondary data like shop drawing of

Foresty Information Center Building, then analyzed by ETABS 9.7.2, and

Microsoft Excell. The result of the analysis are: there are some componens which

still unsafe due to the reinforcement is smaller than analysis result such as

Page 5: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

longitudinal reinforcement for beam-type B2 (existing 3D 19 < static analysis 5D

19), B3 (existing 6D 19 < static analysis 8D 19), and B3A (existing 4D 19 < static

analysis 5D 19), and torsion reinforcement for beam B1, B1A, B2, B2A (existing

(without reinforcement) < analisis statik 2D 19), B3 and B3A (existing 2D 19 <

static analysis 4D 19), and columns K1-1(existing 12D 19 < static analysis 16D

19), K1-2 (existing 10D 19 < static analysis 13D 19), K3-1 (existing 6D 19 <

static analysis 10D 19).

Keywords: upper structure evaluation, earthquake, static equivalent, ETABS

Page 6: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan
Page 7: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG

PUSAT INFORMASI KEHUTANAN IPB TERHADAP

KETAHANAN GEMPA BERDASARKAN PETA GEMPA 2010

IKHSAN SETIAWAN

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 8: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan
Page 9: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

Judul Skripsi : Analisis dan Evaluasi Struktur Atas Gedung Pusat

Informasi Kehutanan IPB Terhadap Ketahanan Gempa

Berdasarkan Peta Gempa 2010 Nama : Ikhsan Setiawan

NIM : F44100057

Disetujui oleh

Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng Muhammad Fauzan,ST,MT

Pembimbing I Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr

Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

Tanggal Lulus :

Page 10: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah subhanahu wa ta’ala atas

berkat rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis

ini yang berjudul “Analisis dan Evaluasi Struktur Atas Gedung Pusat Informasi

Kehutanan IPB Terhadap Ketahanan Gempa Berdasarkan Peta Gempa 2010”.

Karya tulis ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi

Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebanyak-

banyaknya kepada :

1. Dr.Ir.Meiske Widyawati, M.Eng. selaku pembimbing akademik pertama

yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penelitian dan

penyusunan skripsi

2. Muhammad Fauzan, ST. MT. selaku pembimbing akademik kedua yang

telah memberikan arahan dan bimbingannya selama melakukan penelitian.

3. Sutoyo, S.Tp, M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak

saran dan masukan.

4. Orang tua, Kakak-adik, dan keluarga besar yang selalu memberikan doa

yang tulus untuk kelancaraan pelaksanaan rangkaian penelitian. .

5. Seluruh teman-teman SIL angkatan 47 atas keceriaannya selama tiga tahun

menjalani kuliah bersama.

Semoga upaya penulis dalam pembuatan skripsi ini bisa bermanfaat secara

pribadi penulis sendiri maupun bagi perkembangan ilmu Teknik Sipil di

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan. Penulis memahami bahwa skripsi ini

jauh dari kata kesempurnaan dan untuk itu penulis mohon maaf bila ada kesalahan

yang tidak disengaja pada skripsi ini.

Bogor, Juni 2014

Ikhsan Setiawan

Page 11: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR LAMPIRAN xi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 2

Tujuan Penelitian 2

Manfaat 2

Ruang Lingkup Penelitian 3

TINJAUAN PUSTAKA 3

Pembebanan Struktur 3

Analisis Struktur 9

METODE 11

Waktu dan Tempat Penelitian 11

Bahan dan Peralatan 11

Prosedur Pelaksanaan Penelitian 13

HASIL DAN PEMBAHASAN 14

SIMPULAN DAN SARAN 21

Simpulan 21

Saran 21

DAFTAR PUSTAKA 21

RIWAYAT HIDUP 44

Page 12: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

DAFTAR TABEL

1. Faktor keutamaan gempa, Ie 7

2. Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x 7

3. Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung 7

4. Perhitungan gaya geser horizontal perlantai gedung 18

5. Hasil analisis penulangan pelat lantai 18

6. Hasil perencanaan penulangan balok 19

7. Hasil perencanaan penulangan kolom 20

DAFTAR GAMBAR

1. Peta respons spektra percepatan 0,2 detik di batuan dasar untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun. 5

2. Peta respons spektra percepatan 1 detik di batuan dasar untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun. 6

3. Jenis-jenis tulangan geser 9

4. Lokasi pengambilan data 11

5. Potongan Gedung Pusat Informasi Kehutanan 12

6. Denah Gedung Pusat Informasi Kehutanan 12

7. Tahap Pelaksanaan Penelitian 13

8. Permodelan gedung 15

9. Peta Gempa wilayah Bogor untuk T= 1.0 detik 16

10. Peta Gempa wilayah Bogor untuk T= 0.2 detik 16

11. Spektrum gempa rencana 17

DAFTAR LAMPIRAN

1. Daftar Notasi 23

2. Beban Hidup Pada Bangunan 25

3. Denah Bangunan Lantai 2 26

4. Denah Bangunan Lantai 3 27

5. Denah Bangunan Lantai 4 28

6. Denah Bangunan Atap 29

7. Gaya Dalam Maksimum Balok 30

8. Gaya dalam pengecekan kolom 30

9. Contoh Perhitungan Penulangan Lentur Balok Tipe B1 31

10. Contoh Perhitungan Tulangan Geser Balok B1 34

11. Contoh Perhitungan Penulangan Torsi Balok B1 36

12. Contoh Perhitungan Penulangan Pelat Tipe S1 37

13. Contoh Perhitungan Tulangan Memanjang Kolom K1-1 40

14. Contoh Perhitungan Tulangan Geser Kolom K1-1 41

15. Diagram Interaksi Pengecekan Kolom 42

Page 13: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan ilmu rekayasa struktur di bidang teknik sipil yang begitu

pesat dalam beberapa tahun ini telah memunculkan beberapa standar perencanaan

dengan berbagai revisinya terhadap peraturan-peraturan yang telah ada

sebelumnya. SNI Gempa 2002 telah terevisi dengan terbentuknya SNI gempa

2012 yang mengacu kepada Peta Gempa Indonesia 2010.

Evaluasi struktur sesuai dengan peraturan terbaru perlu dilakukan

mengingat dalam perencanaan, struktur harus memikul beban rancang secara

aman tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai batas deformasi

yang masih dalam daerah yang diizinkan. Kemampuan suatu struktur untuk

memikul beban tanpa mengalami kelebihan tegangan ini diperoleh dengan

menggunakan faktor keamanan dalam mendesain elemen struktur. Selain harus

kuat dalam memikul beban rancang, struktur harus dirancang secara efisien agar

desain struktur yang dirancang relatif lebih ekonomis.

Indonesia termasuk daerah dengan tingkat risiko gempa yang cukup tinggi.

Hal ini disebabkan karena wilayah Indonesia berada di antara empat lempeng

tektonik yang aktif yaitu tapal batas lempeng Eurasia, lempeng Indo-Australia,

lempeng Filipina, dan lempeng Pasifik. Dalam 10 tahun terakhir ini, beberapa

wilayah di Indonesia mengalami beberapa gempa bumi yang cukup besar,

beberapa di antaranya adalah gempa di Nangroe Aceh Darussalam dan Sumatra

Utara pada tanggal 26 Desember 2004 (9,3 SR), gempa di Daerah Istimewa

Yogyakarta dan Klaten pada tanggal 27 Mei 2006 (5,9 SR), gempa di

Tasikmalaya dan Cianjur pada tanggal 2 September 2009 (7,3 SR), gempa di

Padang pada tanggal 30 September 2009 (7,6 SR), dan gempa di Sumatra Barat

pada tanggal 25 Oktober 2010 (7,7 SR). Gempa-gempa tersebut telah

menyebabkan ribuan korban jiwa, keruntuhan dan kerusakan ribuan infrastruktur

dan bangunan, serta dana trilyunan rupiah untuk rehabilitasi dan rekonstruksi. Hal

ini disebabkan karena banyak gedung yang tidak dapat mempertahankan

strukturnya ketika gempa terjadi.

Terjadinya gempa menghasilkan energi yang kuat yang menjalar di

permukaan bumi dengan gelombang vertikal dan horizontal. Energi gempa kuat

tersebut dapat merobohkan bangunan struktural seperti gedung. Gedung yang

tidak memiliki ketahanan yang kuat terhadap beban gempa dapat bergoyang

bahkan sampai roboh atau runtuh dan membahayakan nyawa para penggunanya.

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung di Indonesia

mengacu pada peraturan SNI 03-1726-2012 tentang “Tata Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung” sebagai salah satu penerapan

dari adanya Peta Gempa Indonesia 2010. Penelitian ini bertujuan untuk

menganalisis dan mengevaluasi ketahanan gedung Pusat Informasi Kehutanan

kampus IPB Dramaga Bogor terhadap gempa dengan menggunakan peta gempa

2010. Gedung ini dibangun berdasarkan dari kebutuhan akan adanya ruangan

perkuliahan tambahan sehingga program dalam meningkatan mutu pendidikan di

Institut Pertanian Bogor dapat terlaksana dengan baik. Konstruksi gedung ini

menggunakan konstruksi beton bertulang. Penggunaan beton bertulang sebagai

Page 14: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

2

konstruksi bangunan dilakukan mengingat fungsi bangunan yang didesain harus

memiliki kekuatan dan ketahanan yang tinggi terhadap berbagai pengaruh beban

luar yang mungkin terjadi.

Penelitian ini menggunakan program Extended Three Dimensional Analysis

of Building System (ETABS) versi 9.7.2 dalam menganalisis gaya-gaya dalam

ultimit akibat efek pembebanan yang bekerja pada elemen struktur. Program

ETABS versi 9.7.2 merupakan program analisis struktur yang dikembangkan oleh

perusahaan software Computers and Structures, Incorporated (CSI) yang

berlokasi di Barkeley, California, Amerika Serikat. Berawal dari penelitian dan

pengembangan riset oleh Edward L.Wilson pada tahun 1970 di University of

California, Berkeley, Amerika Serikat, maka pada tahun 1975 didirikan

perusahaan CSI oleh Ashraf Habibullah. Program ETABS digunakan secara

spesialis untuk analisis struktur high rise building seperti bangunan perkantoran,

bangunan apartemen, dan rumah sakit. Program ETAB versi 9.7.2 secara khusus

difungsikan untuk menganalisis lima perencanaan struktur, yaitu: analisis struktur

baja, analisis struktur beton, analisis balok komposit, analisis baja rangka batang

(cremona), dan analisis dinding geser. Penggunaan program ini untuk

menganalisis struktur, terutama untuk bangunan. Program ini sangat tepat bagi

perencana struktur karena ketepatan dari output yang dihasilkan dan efektifitas

waktu untuk menganalisisnya (Pamungkas 2009).

Perumusan Masalah

Bertitik tolak dari latar belakang masalah di atas permasalahan pokok yang ada

antara lain sebagai berikut :

1. Apakah jumlah tulangan hasil analisis statik ekivalen dengan mendesain

sebagai bangunan tahan gempa berdasarkan peta hazard gempa 2010 sama

dengan kondisi eksisting?

2. Bagaimana ketahanan gedung ini terhadap beban gempa berdasarkan peta

gempa 2010?

Tujuan Penelitian

Tujuan diadakan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Membandingkan jumlah tulangan struktur yang diperlukan pada hasil desain

ulang yang sudah dianalisa dengan tulangan struktur yang terpasang

dilapangan (kondisi eksisting), sehingga dapat diketahui besar penyimpangan

desain struktur yang terjadi.

2. Mengetahui ketahanan struktur atas Gedung Pusat Informasi Kehutanan IPB

terhadap beban gempa berdasarkan Peta Gempa Indonesia 2010 dan peraturan-

peraturan terbaru menggunakan metode statik ekivalen.

Manfaat

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah diketahui ketahanan struktur atas

Gedung Pusat Informasi Kehutanan IPB terhadap beban gempa 2010 dan

peraturan-peraturan terbaru menggunakan metode statik ekivalen.

Page 15: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

3

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian ini diantaranya sebagai berikut:

1. Struktur gedung yang dianalisis hanya bangunan utamanya saja yang

merupakan struktur atas.

2. Analisis dan perhitungan struktur dilakukan dengan menggunakan variasi

beban sebagai berikut:

a. Beban Mati

b. Beban Hidup

c. Beban Angin

d. Beban Gempa

3. Gaya dalam dianalisa dengan menggunakan bantuan program komputer yaitu

ETABS.

4. Analisa beban gempa dilakukan dengan menggunakan analisa gempa statik

ekivalen.

5. Perencanaan beban gempa memakai Peta Gempa Indonesia 2010 dengan

berpedoman pada perencanaan gempa pada SNI-1726-2012.

6. Dimensi struktur dan jenis penulangan disesuaikan dengan desain perencana.

7. Desain penulangan lebih terfokus pada struktur balok, kolom, dan pelat .

8. Jumlah tulangan hasil desain yang dibandingkan dengan tulangan yang

dipakai di lapangan.

TINJAUAN PUSTAKA

Pembebanan Struktur

Besar dan macam beban yang bekerja pada struktur sangat tergantung dari

jenis struktur. Berikut ini akan disajikan jenis-jenis beban, data beban serta faktor-

faktor dan kombinasi pembebanan sebagai dasar acuan bagi perhitungan struktur.

A. Jenis - jenis beban

Jenis-jenis beban yang biasa diperhitungkan dalam perencanaan struktur

bangunan gedung adalah sebagai berikut :

Beban mati (Dead Load)

Beban mati adalah berat dari semua bagian dari suatu bangunan yang

bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian,

mesin-mesin, dan peralatan tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan

dari gedung itu (SKBI-1.3.53.1983). Menurut Pedoman Perencanaan Pembebanan

untuk Rumah dan Gedung tahun 1983 beban mati pada struktur terbagi menjadi 2,

yaitu beban mati akibat material konstruksi dan beban mati akibat komponen

gedung. Beban mati akibat material konstruksi yang digunakan adalah beton

bertulang dengan berat material 2400 kg/m3 sedangkan beban mati akibat

komponen gedung yang digunakan meliputi dinding pasangan bata ringan

setengah batu dengan berat 150 kg/m2, berat langit-langit penggantung seesar 11

kg/m2, berat keramik sebesar 24 kg/m

2, dan berat spesi 2 cm sebesar 42 kg/m

2.

Page 16: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

4

Beban hidup (Live load)

Beban hidup merupakan beban yang terjadi akibat penghunian atau

penggunaan suatu gedung dan barang-barang yang dapat berpindah, mesin dan

peralatan lain yang dapat digantikan selama umur gedung. Beban hidup yang

bekerja pada pelat lantai untuk penggunaan suatu gedung merupakan beban

merata ditunjukkan pada Lampiran 1.

Beban Angin

Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung, beban

angin ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif

yang bekerja tegak lurus terhadap bangunan. Besar tekanan angin ditentukan

sebagai berikut:

1. Tekanan angin minimum 25 kg/m2.

2. Tekanan angin untuk daerah tepi pantai sampai sejauh 5 km dari pantai

nilai minimumnya 40 kg/m2.

3. Daerah tertentu lainnya dimana terdapat kecepatan angin yang

menghasilkan tekanan angin yang jauh lebih besar dari yang ditentukan

di atas, maka besarnya tekanan angin dihitung dengan menggunakan

persamaan:

(1)

dimana:

Pw = tekanan angin di atas permukaan bangunan (kg/m2)

Vw = kecepatan angin dalam km/jam

Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung

atau bagian gedung yang meneruskan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa

itu. Gerakan yang terjadi yaitu gerakan vertikal dan horizontal akibat adanya gaya

vertikal dan horizontal. Gaya gempa, baik itu dalam arah vertikal maupun

horizontal akan timbul di nod-nod pada massa struktur. Kedua gaya ini

menyebabkan gaya dalam arah vertikal hanya sedikit mengubah gaya gravitasi

yang bekerja pada struktur, sedangkan struktur biasanya dirancang terhadap gaya

vertikal dengan faktor keamanan yang mencukupi. Kondisi tersebut

mengakibatkan struktur umumnya jarang sekali runtuh karena gaya gempa

vertikal.

Gaya gempa horizontal bekerja pada nod-nod lemah pada struktur yang

kekuatannya tidak mencukupi dan akan menyebabkan keruntuhan (failure).

Disebabkan keadaan ini, prinsip utama dalam perancangan tahan gempa

(earthquake resistant design) adalah dengan meningkatkan kekuatan struktur

terhadap gaya horizontal yang umumnya tidak mencukupi.

Konsep Perencanaan Struktur tahan gempa Dalam perencanaan struktur bangunan tahan gempa, diperlukan standar dan

peraturan perencanaan bangunan untuk menjamin keselamatan penghuni terhadap

gempa besar yang mungkin terjadi serta menghindari dan meminimalisasi

kerusakan struktur bangunan dan korban jiwa terhadap gempa bumi yang sering

terjadi. Oleh karena itu struktur bangunan tahan gempa harus memiliki kekuatan,

Page 17: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

5

kekakuan, dan stabilitas yang cukup untuk mencegah terjadinya keruntuhan

bangunan. Tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah

terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa pada saat dilanda gempa

dan memastikan kerusakan yang terjadi berada pada batas yang masih dapat

diperbaiki kembali dengan standar kriteria sebagai berikut:

1. Ketika terjadi gempa kecil, struktur bangunan dan fungsi bangunan

harus dapat berjalan dan tidak terjadi kerusakan sama sekali.

2. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan

arsitektural tetapi bukan kerusakan struktural.

3. Ketika terjadi gempa kuat, diperbolehkan terjadinya kerusakan

struktural dan nonstruktural, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai

menyebabkan runtuhnya bangunan.

Untuk mencapai kriteria tersebut, perencanaan bangunan struktur tahan gempa

harus dapat memperhitungkan dampak gaya lateral yang sifat siklis (bolak-balik)

yang dialami oleh struktur selama terjadinya gempa bumi.

Wilayah Gempa

Berdasarkan SNI 03-1726-2012 wilayah gempa ditetapkan berdasarkan

parameter Ss (percepatan batuan dasar pada periode pendek 0.2 detik ) dan S1

(percepatan batuan dasar pada periode 1 detik). Hal ini dapat dilihat pada gambar

berikut:

Gambar 1 Peta respons spektra percepatan 0,2 detik di batuan dasar untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun.

Page 18: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

6

Gambar 2 Peta respons spektra percepatan 1 detik di batuan dasar untuk

probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun.

Gaya Geser Dasar Seismik Besarnya gaya geser dasar seismik (V), dalam arah yang ditetapkan harus

ditentukan sesuai SNI-1726-2012 dengan persamaan berikut:

V = CsW (2)

Keterangan:

Cs =koefisien respons seismik

W =berat seismik efektif

Koefisien respons seismik, Cs , harus ditentukan sesuai dengan Persamaan

Cs =

(3)

Keterangan:

SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda

pendek

R = faktor modifikasi respons

I e = faktor keutamaan gempa

Page 19: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

7

Tabel 1 Faktor keutamaan gempa, Ie

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II

III

IV

1.0

1.25

1.50

Nilai Cs yang dihitung sesuai dengan Persamaan 3 tidak perlu melebihi berikut

ini:

Cs =

(

) (4)

Periode Alami Struktur

Berdasarkan SNI 03-1726-2012 terdapat dua nilai batas untuk periode

bangunan, yaitu nilai minimum periode bangunan (Ta min) dan nilai maksimum

periode bangunan (Ta maks). Nilai minimum periode bangunan (Ta min) ditentukan

oleh rumus :

Ta min = (5)

dimana:

Ta min = Nilai batas bawah periode bangunan

hn = Ketinggian struktur, dalam (m), di atas dasar sampai tingkat

tertinggi struktur,

Ct = ditentukan dari Tabel 2

x = ditentukan dari Tabel 2

Tabel 2 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x

Tipe Struktur Ct x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul

100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak

dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih

kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai

gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0.0724 0.8

Rangka beton pemikul momen 0.0466 0.9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0.0731 0.75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0.0731 0.75

Semua sistem struktur lainnya 0.0488 0.75

Nilai maksimum periode bangunan (Ta maks) ditentukan oleh rumus :

Ta maks = Cu. Ta min (6) Tabel 3 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung

Page 20: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

8

Parameter percepatan respons spektral desain Koefisien Cu

≥ 0.4 1.4

0.3 1.4

0.2 1.5

0.15 1.6

≤ 0.1 1.7

Beban geser dasar horizontal harus dibagikan sepanjang tinggi struktur

bangunan gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen (Fi) yang

menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menggunakan persamaan berikut:

(7)

dimana:

Fi = beban gempa nominal statik ekivalen

Wi = berat lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral

zi = ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral

n = nomor lantai tingkat paling atas

k = faktor mode tinggi

V = gaya geser dasar horizontal akibat gempa dalam KN

Kombinasi Pembebanan

Berdasarkan persamaan-persamaan di atas, menurut SNI 03-1726-2012

pasal 7.4, faktor-faktor dan kombinasi beban untuk beban mati nominal, beban

hidup nominal, dan beban gempa nominal adalah:

1. 1.4 DL (8)

2. 1.2 DL + 1.6 LL (9)

3. 1.2 DL + 1 LL ± 0.3 (ρQE + 0.2 SDS DL) ± 1 (ρ QE + 0.2 SDS DL) (10)

4. 1.2 DL + 1 LL ± 1 (ρ QE + 0.2 SDS DL) ± 0.3 (ρ QE + 0.2 SDS DL) (11)

5. 0.9 DL ± 0.3 (ρ QE – 0.2 SDS DL) ± 1 (ρ QE – 0.2 SDS DL) (12)

6. 0.9 DL ± 1 (ρ QE – 0.2 SDS DL) ± 0.3 (ρ QE – 0.2 SDS DL) (13)

Beban angin yang ada diberikan pada struktur dapat dimasukkan pula dan

diperhitungkan dalam kombinasi pembebanan seperti berikut:

9. 1.2 DL + 1 LL ± 1.6 WL (14)

10. 0.9 DL ± 1.6 WL (15)

dimana:

DL = beban mati, termasuk SIDL

LL = beban hidup

WL = beban angin

EX = beban gempa arah x

EY = beban gempa arah y

ρ = faktor redudansi

Page 21: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

9

SDS = parameter percepatan respon spektrum desain pada periode pendek

QE = pengaruh gaya seismik horizontal dari V, yaitu gaya geser desain total di

dasar struktur dalam arah yang ditinjau. Pengaruh tersebut harus dihasilkan

dari penerapan gaya horizontal secara serentak dalam dua arah tegak lurus

satu sama lain.

Analisis Struktur

Struktur Pelat

Pelat lantai selain berfungsi sebagai struktur sekunder juga dapat berfungsi

sebagai diafragma yang membantu menyalurkan gaya-gaya lateral akibat gempa

ke rangka struktur utama (Budiono dan Supriyatna 2011).

Analisis pelat sama seperti analisis pada balok. Pembebanan disesuaikan

dengan beban persatuan panjang dari lajur pelat sehingga gaya momen yang

timbul adalah gaya per lebar satuan pelat berdasarkan pola lendutan dan momen

tipikal dengan sistim balok. Pemasangan tulangan lentur akan membentang dari

kedua tumpuannya. Sedangkan pemasangan tulangan yang tegak lurus terhadap

tulangan lentur diperuntukkan guna mencakup efek struktur beton.

Beban-beban yang umum terjadi biasanya tidak menyebabkan pelat

membutuhkan penulangan geser. Penulangan melintang atau tulangan sekunder

(tulangan yang berarah tegak lurus terhadap arah lentur atau tegak lurus tulangan

utama) harus diberikan untuk menahan tegangan susut (shrinkage stress) dan

tegangan-tegangan akibat perubahan temperatur (Fauzan dan Riswan 2002).

Struktur Balok

Balok merupakan komponen pemikul momen yang akan menyalurkan

beban ke kolom. Balok dimodelkan sebagai frame yang memiliki joint yang kaku

sehingga momen-momen maksimum terjadi di ujung balok.

Struktur balok yang diberi beban lentur akan mengakibatkan terjadinya

momen lentur pada balok tersebut, sehingga akan terjadi deformasi (regangan)

lentur dalam balok tersebut. Regangan-regangan yang terjadi tersebut akan

menimbulkan tegangan pada balok.

Sifat utama beton yang kurang mampu menahan tarik, mengakibatkan

perlunya penahan tegangan tarik pada beton dengan cara memasang baja tulangan

pada daerah tarik sehingga terbentuk struktur beton bertulang yang dapat menahan

lenturan. Apabila gaya geser yang bekerja sangat besar maka perlu dipasang baja

tulangan tambahan untuk menahan geser tersebut.

Gambar 3 Jenis-jenis tulangan geser

Jenis tulangan geser yang umum digunakan adalah sengkang vertikal

(vertical stirrup), yang dapat berupa baja berdiameter kecil ataupun kawat baja las

yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial penampang, dan sengkang

Page 22: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

10

miring. Sengkang miring dapat juga berasal dari tulangan longitudinal yang

dibengkokkan.

Apabila komponen struktur memerlukan penulangan torsi maka harus

dipasang tulangan baja yang merupakan tambahan terhadap penulangan yang

sudah ada yakni penulangan untuk menahan gaya geser, lentur maupun aksial.

Struktur Kolom Perencanaan kolom harus memperhitungkan semua beban vertikal yang

bekerja pada kolom. Pada suatu struktur, kolom menyalurkan beban yang berasal

dari berat struktur sendiri, beban hidup, dan beban SIDL yang berasal dari gedung

baik itu yang berada di atas pelat lantai maupun pada balok dan kolom ke kolom

di bawahnya, kemudian ke pondasi sehingga beban total yang diterima oleh suatu

kolom merupakan beban kumulatif dari beban kolom diatasnya. Pengaruh retak

beton akibat beban gempa dapat diperhitungkan dengan mereduksi momen inersia

penampang kolom sehingga momen inersia efektif yang digunakan hanya 75%

dari momen inersia penampang utuh.

SNI 03-2847-2002 menyatakan bahwa suatu kolom dapat dievaluasi

berdasarkan prinsip-prinsip dasar sebagai berikut:

1. Kekuatan unsur-unsur harus didasarkan pada perhitungan yang memenuhi

syarat keseimbangan dan kompatibilitas regangan.

2. Regangan di dalam beton dan baja tulangan dimisalkan berbanding lurus

dengan jarak terhadap garis netral.

3. Regangan maksimum yang dapat dipakai pada serat tekan ekstrim beton

adalah 0.003.

4. Kekuatan tarik beton diabaikan dalam perhitungan.

Tulangan geser suatu kolom yang ditentukan dalam SNI 03-2847-2002 adalah

sebagai berikut:

1. Untuk tulangan longitudinal yang lebih kecil dari D-32, maka diikat

dengan sengkang paling sedikit dengan ukuran D-10.

2. Spasi vertikal sengkang harus ≤ 16 kali diameter tulangan longitudinal

(Wulandari 2013).

Page 23: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

11

METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian “Analisis dan Evaluasi Gedung Pusat Informasi Kehutanan IPB

terhadap Ketahanan Gempa berdasarkan Peta Gempa Indonesia 2010”

dilaksanakan selama 3 bulan. Dimulai pada bulan Maret – Juni 2014. Lokasi

penelitian ini dilakukan Institut Pertanian Bogor (IPB) Dramaga dan perhitungan

serta analisis data akan dilakukan di Kampus Departemen Teknik Sipil dan

Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.

Gambar 4 Lokasi pengambilan data

Bahan dan Peralatan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya yaitu data sekunder

berupa Shop drawing gedung Pusat Informasi Kehutanan IPB, Peta Gempa

Indonesia 2010, SNI 03-1726-2012 tentang “Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung”, serta peraturan

tentang kekuatan bangunan gedung yaitu SNI 03-2847-2002 “Tata Cara

Perhitungan Struktur Beton Bertulang untuk Bangunan Gedung”, dan Peraturan

Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung 1983.

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian antara lain Notebook,

Microsoft Office Excel, dan program Extended Three Dimensional Analysis of

Building System (ETABS), Program PCA Col.

Page 24: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

12

Gambar 5 Potongan Gedung Pusat Informasi Kehutanan

Gambar 6 Denah Gedung Pusat Informasi Kehutanan

Page 25: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

13

Prosedur Pelaksanaan Penelitian

Secara umum tahapan yang dilakukan pada penelitian ini yaitu

pengumpulan data, pemodelan struktur, analisa pembebanan, analisa struktur,

evaluasi struktur, dan penyusunan laporan akhir. Sedangkan detail tahapan

penelitian dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Tahap Pelaksanaan Penelitian

1. Pengumpulan data

Pengumpulan data terdiri atas dua sumber yaitu data dari perencana dan data

dari peraturan. Data dari perencana meliputi gambar Shop Drawing dan data

Mulai

Pengumpulan Data

Pemodelan Struktur

Analisis Pembebanan

Beban hidup

Beban mati

Beban angin

Beban gempa

Analisis Struktur

Pembuatan Spektrum

Gempa

Perencanaan Struktur

Evaluasi Struktur

Selesai

Peraturan SNI dan

Peta Gempa 2010

Shop Drawing

Page 26: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

14

dari peraturan berupa SK SNI 03-2847-2002, SK SNI 03-1726-2012, dan

Peta Gempa Indonesia 2010.

2. Pemodelan struktur

Pemodelan struktur dibuat dengan menggunakan program ETABS dengan

data utama yang digunakan yaitu Shop drawing. Hasil pemodelan yang

didapatkan yaitu bentuk model struktur secara tiga dimensi. Permodelan

struktur dikondisikan dengan keadaan struktur sebenarnya.

3. Pembuatan spektrum gempa

Pembuatan spektrum gempa bertujuan untuk mencari besarnya koefisien

dasar gempa (Sa) sebagai langkah awal dalam menganalisis beban gempa.

4. Analisa pembebanan

Model tiga dimensi yang telah siap di ETABS tersebut kemudian di analisis

pembebanannya dengan program ETABS. Analisa pembebanan dilakukan

dengan memberikan beban berupa gaya-gaya yang bekerja pada struktur.

Gaya-gaya yang dijadikan beban bagi struktur tersebut diantaranya beban

mati, beban hidup, beban angin, dan beban gempa. Untuk beban gempa, akan

dilakukan analisa statik ekivalen sesuai dengan SNI 03-1726-2012.

5. Analisis struktur

Hasil running dari pemodelan struktur oleh program ETABS yang berupa

gaya-gaya dalam dianalisis untuk merencanakan tulangan struktur pada balok,

kolom, pelat .

6. Perencanaan struktur

Hasil dari program ETABS berupa gaya dalam selanjutnya digunakan untuk

menghitung kebutuhan jumlah tulangan pada balok, kolom, dan pelat .

7. Evaluasi struktur

Hasil dari perhitungan struktur yang berupa jumlah tulangan dibandingkan

dengan jumlah tulangan struktur yang terpasang di lapangan (kondisi

eksisting) kemudian dievaluasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Permodelan

Dalam merencanakan sebuah bangunan tahan gempa terdapat berbagai

analisis dalam perhitungan beban gempa, yaitu analisis statik dan analisis

dinamik. Analisis statik yang sering dikenal dengan nama analisis statik ekivalen

dapat digunakan pada gedung yang beraturan. Statik ekivalen adalah suatu

representasi dari beban gempa setelah disederhanakan dan dimodifikasi, yang

mana gaya inersia yang bekerja pada suatu massa akibat gempa disederhanakan

menjadi gaya horizontal. Beban gempa nominal statik ekivalen yang bekerja

merupakan beban geser dasar nominal statik ekivalen yang terjadi di tingkat dasar

(Budiono dan Supriatna 2011).

Komponen struktur seperti balok, kolom, pelat lantai, pada gambar shop

drawing dimodelkan dengan menggunakan software ETABS 9.7.2. Material yang

Page 27: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

15

digunakan untuk diinput pada software yaitu beton dengan mutu K-300 untuk

setiap komponen struktur. Sedangkan tulangan beton menggunakan baja dengan

mutu BJTD-39 untuk tulangan dengan diameter lebih besar dari D12, dan mutu

BJTP-24 untuk tulangan dengan diameter lebih kecil dari D12. Hasil pemodelan

berupa gambar tiga dimensi yang dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Permodelan gedung

Desain Spektrum Gempa

Pembuatan spektrum gempa menggunakan Peta Gempa Indonesia 2010

untuk periode ulang 2500 tahun. Pembuatan spektrum gempa disesuaikan dengan

letak geografis dan kelas tanah dari bangunan yang akan dibangun. Kota Bogor

memiliki koordinat 6o

35’ 20.01 “ LU dan 106o

47’ 33.55” BT, dari koordinat

tersebut dapat ditentukan nilai percepatan batuan dasar pada peta.

Pembuatan spektrum gempa mengacu pada peta percepatan batuan dasar

sebesar 1.0 detik (S1) dan 0.2 detik (Ss). Peta respon spektra percepatan 1.0 detik

untuk wilayah Bogor terlihat pada Gambar 9 dan peta respon spektra percepatan

0.2 detik terlihat pada Gambar 10. Data yang diperoleh dari peta gempa adalah

nilai S1 dan nilai Ss. Nilai S1 dan Ss dijadikan acuan dalam menentukan nilai

faktor amplifikasi terkait spektra percepatan berdasarkan jenis tanah, semakin

lunak jenis tanah, semakin tinggi nilai faktor amplifikasi terkait spektra

percepatan. Pada jenis tanah yang sama, semakin tinggi nilai S1 dan Ss, nilai

faktor amplifikasi terkait spektra percepatan semakin kecil (Sari 2013). Nilai S1

dijadikan acuan dalam menentukan faktor amplifikasi terkait spektra percepatan

untuk periode 1.0 detik (Fv) dan nilai Ss dijadikan acuan untuk menentukan nilai

periode pendek (Fa). Nilai-nilai tersebut dijadikan penentuan parameter respon

spektra percepatan di permukaan tanah.

Percepatan batuan dasar sebesar 1 detik (S1) pada Peta Gempa 2010 untuk

periode ulang 2500 tahun di Kota Bogor dapat dilihat pada Gambar 9.

Page 28: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

16

Gambar 9 Peta Gempa wilayah Bogor untuk T= 1.0 detik

Percepatan batuan dasar sebesar 0.2 detik (Ss) pada Peta Gempa 2010 untuk

Periode Ulang 2500 tahun di Kota Bogor dapat dilihat pada Gambar 10.

Gambar 10 Peta Gempa wilayah Bogor untuk T= 0.2 detik

Kondisi tanah sedang

S1 = 0.353 g

SS = 0.867 g

Fa = 1.153

Fv = 1.693

SMS = Fa . SS = 0.999 g

SM1 = Fv . S1 = 0.598 g

SDS =

. SMS = 0.667

SD1 =

. SM1 = 0.399

T0 = 0.12

Ts = 0.598

Kondisi T < T0

Sa = SDS (0.4 + 0.6

)

Sa = 0.2668 g

Kondisi T0 < T < Ts

Sa = SDS

Sa = 0.667 g

Kondisi Ts < T < TL

Sa =

Hasil dari spektrum gempa pada lokasi Gedung Pusat Informasi Kehutanan

IPB dengan kelas situs tanah sedang dapat dilihat pada Gambar 11.

Page 29: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

17

Gambar 11 Spektrum gempa rencana

Dari hasil pembuatan grafik respon gempa tersebut didapatkan nilai

Parameter respon spektra percepatan desain pada periode pendek (SDS) sebesar

0.667 g dan nilai Parameter respon spektra percepatan desain pada periode 1 detik

(SD1) sebesar 0.399 g.

Pada analisis dengan menggunakan metode statik ekivalen, terlebih dahulu

ditentukan nilai periode struktur. Nilai periode struktur diperoleh dari hasil

analisis program ETABS 9.7.2. Nilai periode struktur ini ditinjau dari dua arah

yaitu arah Y dan arah X. Perioda struktur yang didapat dipengaruhi oleh

ketinggian dan jenis rangka bahan pada struktur bangunan. Struktur Gedung Pusat

Informasi Kehutanan IPB dengan tinggi sepanjang 17 m dan berjenis konstruksi

penahan beton memiliki perioda utama struktur arah X (Tx) sebesar 0.802 detik

dan perioda utama struktur arah Y (Ty) 0.814 detik. Periode tersebut kemudian

dibandingkan dengan periode minimum dan periode maksimum yang diizinkan

berdasarkan Persamaan 5 dan 6. Nilai periode minimum yang dihasilkan yaitu

sebesar 0.6203 detik dan periode maksimum sebesar 0.8684 detik. Berdasarkan

nilai periode maksimum dan minimum tersebut dapat diketahui nilai yang didapat

dari program ETABS berada dalam interval dari nilai tersebut, sehingga nilai

periode yang digunakan adalah Tx sebesar 0.802 detik dan Ty sebesar 0.814

detik.

Gaya geser dasar horizontal akibat gempa (V) dapat dihitung dengan

ketentuan: nilai Parameter respon spektra percepatan desain pada periode pendek

(SDS) sebesar 0.667. Struktur Gedung Pusat Informasi Kehutanan termasuk ke

dalam kategori gedung fasilitas pendidikan dengan kategori resiko IV (I = 1.5),

dirancang dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah Beton (R = 5) dan

memiliki berat total (Wi) sebesar 1410637 kg. Nilai koefisien seismik (Cs) yang

didapat menggunakan Persamaan 3 adalah sebesar 0.149 untuk arah x dan 0.147

untuk arah y. Sehingga besarnya gaya geser dasar horizontal akibat gempa (V)

yang dihitung dengan menggunakan Persamaan 1 adalah sebesar 210184 kg untuk

arah x dan 207363 kg untuk arah y. Besarnya gaya geser ini harus disebar per

masing-masing lantai bangunan yang disesuaikan dengan berat struktur dan

ketinggian lantai. Adapun besarnya nilai distribusi vertikal gaya gempa pada

tinjauan arah x (Fx), dan arah y (Fy) yang disebar tiap lantai dapat dilihat pada

Tabel 4.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 1 2 3 4 5 Per

cep

atan

Res

po

n S

pek

tra

, SA

(g)

Periode, T (detik)

Page 30: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

18

Tabel 4 Perhitungan gaya geser horizontal perlantai gedung

Tingkat Lantai Beban Total

(kg) W h (m) W x h

k(Kg) Fx (kg) Fy (kg)

STORY 1 528381 4.50 2991164.84 35030.82 34560.61

STORY 2 475041.23 9.00 5978486.02 70016.63 69076.80

STORY 3 276430.60 13.50 5551480.39 65015.78 64143.26

STORY 4 130783.85 17.00 3425859.34 40121.71 39583.17

∑ 1410637.18 17946990.60

Selanjutnya nilai distribusi vertikal gaya gempa tersebut tersebut

dimasukkan pada program ETABS sebagai pembebanan gempa statik ekivalen.

Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarangan terhadap

struktur gedung, pengaruh pembebananan gempa dalam arah utama yang

ditentukan harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan

dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama

pembebanan tadi, tetapi dengan efektivitas 30% (Satyarno et al. 2012). Hasil dari

program tersebut berupa gaya dalam dari masing masing struktur seperti kolom

dan balok yang digunakan untuk perencanaan kebutuhan tulangan.

Perencanaan penulangan struktur balok meliputi perencanaan tulangan

lentur, tulangan geser dan tulangan torsi. Tulangan lentur dan geser pada struktur

balok didesain dengan dua kondisi, yaitu kondisi tumpuan dan kondisi lapangan.

Sedangkan untuk kolom, perencanaan meliputi perencanaan tulangan lentur dan

tulangan geser. Sedangkan untuk perencanaan pelat meliputi perencanaan

tulangan lentur arah x dan arah y.

Evaluasi Pelat

Perencanan pelat direncanakan dengan metode koefisien momen dengan

analisis dua arah yaitu arah sumbu x dan arah sumbu y. Pada bangunan Gedung

Pusat Informasi Kehutanan ini terdapat dua jenis pelat yang digunakan yang

berbeda ketebalannnya. Perbedaan jenis pelat ini disesuaikan berdasarkan fungsi

dari lantai tersebut. Pada pelat tipe S1 tebal pelat adalah sebesar 120 mm dan pelat

tipe S2 memiliki tebal 100 mm. Hasil dari perencaan penulangan pelat dapat

dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5 Hasil analisis penulangan pelat lantai

Pelat Tebal Kondisi Arah X Arah Y

S1 120 Desain D8-150 D8-150

Terpakai D8-150 D8-150

S2 100 Desain D6-150 D6-150

Terpakai D6-150 D6-150

Dari hasil perhitungan ulang menggunakan metoda koefisien momen, hasil

penulangan pelat yang dihasilkan menunjukkan hasil yang sama dengan tulangan

yang terdapat di kondisi eksiting yaitu dengan menggunakan tulangan diameter 8

Page 31: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

19

dengan jarak 150 mm pada pelat tipe S1 dan tulangan diameter 6 dengan jarak

150 mm pada pelat tipe S2, sehingga dapat dikatakan pelat aman dalam menerima

beban.

Evaluasi Balok

Penulangan balok dilakukan dari perhitungan gaya-gaya dalam yang bekerja

pada balok. Penulangan yang dianalisis meliputi penulangan lentur, penulangan

geser, dan penulangan torsi balok. Besarnya kebutuhan tulangan lentur balok

ditentukan dengan besarnya momen yang menimpa pada suatu struktur. Semakin

besar momen yang menimpa struktur maka kebutuhan tulangan lentur semakin

besar. Tulangan lentur didesain dengan dua kondisi, yaitu kondisi lapangan dan

kondisi tumpuan (Surya 2012).

Pada analisis struktur dengan adanya pengaruh gempa masih terdapat tipe

balok yang dapat dikatakan tidak aman dalam menahan beban gempa. Tipe balok

tersebut dikatakan tidak aman terhadap beban gempa karena jumlah tulangan

eksisting kurang dari jumlah tulangan hasil analisis. Adapun tipe balok yang

memiliki perbedaan tulangan lentur yang dibutuhkan pada analisis gempa statik

ekivalen diantaranya adalah balok B2 di bagian tumpuan (3D 19) lebih kecil dari

hasil analisis (5D 19), balok B3 di bagian tumpuan (6D 19) lebih kecil dari hasil

analisis (8D 19) dan di bagian lapangan (3D 19) lebih kecil dari hasil analisis (4D

19). Perbedaan tulangan juga terdapat pada balok B3A di bagian tumpuan (4D

19 ) lebih kecil dari hasil analisis (5D 19) dan juga di bagian lapangan (3D 19)

lebih kecil dari analisis (4D 19).

Tabel 6 Hasil perencanaan penulangan balok

Balok Dimensi Kondisi

Lentur Geser

Torsi Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan

Atas

Bawah Atas Bawah

B1 250 x 350 Statik 4D 19 4D 19 2D 19 2D 19 D10-100 D10-100 2D 12

Terpakai 5D 19 3D 19 3D 19 3D 19 D10-100 D10-100 -

B1A 250 x 350 Statik 3D 19 3D 19 2D 19 2D 19 D10-100 D10-100 2D 12

Terpakai 3D 19 2D 19 2D 19 3D 19 D10-100 D10-100 -

B2 300 x 450 Statik 5D 19 5D 19 3D 19 3D 19 D10-100 D10-150 2D 12

Terpakai 5D 19 3D 19 3D 19 3D 19 D10-100 D10-150 -

B2A 300 x 450 Statik 3D 19 2D 19 2D 19 2D 19 D10-100 D10-100 2D 12

Terpakai 4D 19 2D 19 2D 19 4D 19 D10-100 D10-100 -

B3 400 x 700 Statik 8D 19 4D 19 4D 19 5D 19 D10-100 D10-150 4D 12

Terpakai 6D19 4D 19 3D 19 8D 19 D10-100 D10-150 2D 12

B3A 400 x 700 Statik 5D 19 4D 19 4D 19 4D 19 D10-150 D10-200 4D 12

Terpakai 4D 19 3D 19 3D 19 4D 19 D10-150 D10-200 2D 12

Pemakainan tulangan geser diperlukan apabila kuat geser nominal yang

disediakan balok tidak dapat menahan besarnya tegangan geser ultimit pada

struktur. Tujuan dari pemasangan sengkang atau tulangan geser adalah untuk

meminimasi ukuran retak tarik diagonal atau untuk memikul tegangan tarik

diagonal dari satu sisi retak ke sisi retak lainnya (Wulandari 2013). Hasil

perencanaan tulangan geser pada struktur balok pada Gedung Pusat Informasi

Page 32: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

20

Kehutanan ini menunjukkan bahwa secara keseluruhan balok pada kondisi

eksisting telah memenuhi kebutuhan jumlah tulangan hasil perencanaan dengan

menggunakan gempa.

Batang beton bertulang yang menerima gaya torsi besar akan runtuh secara

mendadak jika tidak diberikan tulangan torsi. Tulangan torsi yang digunakan tidak

mengubah besar torsi yang akan menyebabkan retak tarik diagonal, melainkan

mencegah batang tersebut terpisah (McCormac 2004). Pada hasil perencanaan

tulangan torsi terdapat perbedaan tulangan torsi yang yang dibutuhkan. Adapun

balok yang memiliki perbedaan tulangan torsi adalah balok B1, B1A, B2A, dan

B2 pada kondisi eksisting tidak menggunakan tulangan torsi sedangkan hasil

analisis (2D 12), dan balok B3 dan B3A (2D 12) lebih kecil dari hasil analisis (4D

12).

Evaluasi Kolom

Kolom yang digunakan pada struktur gedung ini berbentuk persegi. Analisis

kolom dilakukan menggunakan program PCA Col untuk memeriksa kapasitas

tulangan eksisting terhadap beban yang bekerja pada struktur. Hasil diagram

interaksi kolom dari program ini dapat dilihat pada Lampiran 11. Dari hasil

analisis struktur dapat diketahui bahwa, untuk analisis tulangan lentur beberapa

tipe kolom memiliki jumlah tulangan eksisting yang kurang dari hasil analisis.

Kolom tersebut diantaranya adalah kolom K1-1 yang memiliki perbedaan

sebanyak 4 tulangan dengan diameter 19 mm, selanjutnya adalah kolom K1-2

yang memiliki perbedaan sebanyak 3 tulangan diameter 19 mm, dan kolom K3-1

yang memiliki perbedaan 4 tulangan diameter 19 mm. Sedangkan untuk tipe

kolom lainnya jumlah tulangan lentur hasil analisis sama dengan tulangan lentur

eksisting. Pada tulangan geser kolom, hasil yang didapatkan menunjukkkan

bahwa perbedaan tulangan lentur tidak terjadi pada kolom tipe manapun. Adapun

hasil perencanaan tulangan kolom dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7 Hasil perencanaan penulangan kolom

Kolom Kondisi Lentur Geser

K1-1 Statik 16D 19 3D10-150

Terpakai 12D 19 3D10-150

K1-2 Statik 13D 19 3D10-150

Terpakai 10D 19 3D10-150

K1-3 Statik 8D 19 D10-150

Terpakai 8D 19 D10-150

K2-1 Statik 10D 19 D10-150

Terpakai 10D 19 D10-150

K2-2 Statik 8D 19 D10-150

Terpakai 8D 19 D10-150

K2-3 Statik 6D 19 D10-150

Terpakai 6D 19 D10-150

K2-4 Statik 6D 19 D10-150

Terpakai 6D 19 D10-150

K3-1 Statik 10D 19 D10-150

Terpakai 6D 19 D10-150

Page 33: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

21

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

1. Analisis yang dilakukan dengan menggunakan metode statik ekivalen dapat

disimpulkan bahwa:

a) Jumlah tulangan pada pelat lantai yang dianalisis menunjukkan bahwa

stuktur aman terhadap beban.

b) Pada penulangan kolom, terdapat perbedaan penulangan kolom yaitu

terdapat pada tulangan lentur pada kolom K1-1(eksisting 12D 19 <

analisis statik 16D 19), K1-2 (eksisting 10D 19 < analisis statik 13D 19),

K3-1 (eksisting 6D 19 < analisis statik 10D 19).

c) Pada penulangan balok, perbedaan tulangan balok terdapat pada tulangan

lentur pada balok B2 bagian tumpuan (eksisting 3D 19 < analisis statik

5D 19), balok B3 di bagian tumpuan (eksisting 6D 19 < analisis statik 8D

19) dan di bagian lapangan (eksisting 3D 19 < analisis statik 4D 19),

balok B3A di bagian tumpuan (eksisting 4D 19 < analisis statik 5D 19)

dan di bagian lapangan (eksisting 3D 19 < analisis statik 4D 19),

Sedangkan pada tulangan torsi perbedaan terdapat pada balok B1, B1A,

B2, B2A (eksisting tanpa tulangan < analisis statik 2D 19), B3 dan B3A

(eksisting 2D 12 < analisis statik 4D 19).

2. Hasil analisis dan evaluasi struktur dengan adanya pengaruh gempa

menggunakan metode statik ekivalen menunjukkan terdapat beberapa

komponen struktur yang terpasang memiliki jumlah tulangan yang kurang

dari jumlah tulangan hasil permodelan, sehingga Gedung Pusat Informasi

Kehutanan belum aman terhadap beban gempa berdasarkan peta gempa 2010,

namun struktur gedung aman untuk menerima beban gempa kecil.

Saran

1. Dalam menganalisis beban gempa sebaiknya digunakan peraturan-peraturan

terbaru.

2. Untuk mengatasi struktur yang tidak kuat terhadap gempa dapat digunakan

teknologi yang dapat meminimalisir efek gempa seperti alat peredam getaran

(damper) dan sistem isolasi (base isolation system) yang berfungsi untuk

menyerap energi gempa yang dipikul oleh elemen-elemen struktur.

DAFTAR PUSTAKA

[BSN]Badan Standarisasi Nasional. 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan

Gempa Untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI 03-1726-2012.

Jakarta(ID).BSN

[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton

Bertulang untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002. Jakarta (ID): BSN

Page 34: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

22

[DPU] Departemen Pekerjaan Umum. 1983. Peraturan Pembebanan Indonesia

untuk Rumah dan Gedung. Jakarta (ID): DPU.

Budiono B, Supriatna L. 2011. Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa

dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan RSNI 03-1726-201X.

Bandung (ID): ITB Press.

Fauzan M, Riswan D. 2002. Analisa dan Perhitungan Konstruksi Gedung

Perkantoran Bidakara Pancoran [skripsi]. Padang (ID): Universitas Andalas.

McCormac JC. 2004. Desain Beton Bertulang. Jilid ke-1. Sumargo, penerjemah;

Simarmata L, editor. Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari:

Design of Reinforced Concrete Fifth Edition.

Pamungkas, Anugrah. 2009. Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya

(ID): ITS Press

Surya, Martinus. 2012. Analisis dan Evaluasi Struktur Wing Fahutan IPB,Bogor

Terhadap Ketahanan Gempa Berdasarkan Peta Gempa 2010 [skripsi].

Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor

Satyarno Iman, Nawangalam Purbolaras, Pratomo Indra. 2012. Belajar SAP2000.

Jilid ke 2. Yogyakarta (ID): Zamil Publishing

Wulandari, Septiana. 2013. Analisis dan Evaluasi struktur Atas Tower C Grand

Center point Apartement Terhadap Beban Gempa Berdasarkan Peta Gempa

2010[skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor

Sari, Indah. 2013. Analisis Struktur Portal 3D simetris dan Tidak Simetris

Terhadap Beban Gempa Kuat[skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor

Page 35: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

23

Lampiran 1 Daftar Notasi

Acp = luas penampang keseluruhan pada perencanaan tulangan torsi

Al = luas total minimum tulangan puntir longitudinal

At = luas tulangan longitudinal torsi

a = tinggi blok tegangan

b = lebar dari muka tekan suatu elemen lentur

DL = beban mati (Dead Load)

D = tinggi efektif balok

d’ = selimut beton

Ec = modulus elasitas beton

EL = beban gempa (Earthquake Load)

Fa = amplifikasi faktor pada periode pendek

Fi = beban gempa nominal statik ekivalen tingkat ke-i

Fv = amplifikasi faktor pada periode 1 detik

Fc’ = kuat tekan beton pada saat umur 28 hari

h = tinggi dari muka tekan suatu elemen lentur

hi = ketinggian lantai tingkat ke-i

I = faktor keutamaan.

k = faktor mode tinggi

LL = beban hidup (Life Load)

Mn = momen nominal

Mu = momen ultimit

n = jumlah tulangan yang dibutuhkan struktur

Pcp = keliling luas penampang keseluruhan perencanaan tulangan torsi

Ph = keliling dari pusat garis tulangan sengkang puntir terluar

Pu = beban aksial ultimit

Pw = tekanan angin pada permukaan bangunan (kg/m2)

R = faktor reduksi gempa

Rn = koefisien ketahanan

Sa = koefisien dasar gempa

S1 = percepatan batuan dasar periode 1 detik

Ss = percepatan batuan dasar periode pendek

SD1 = desain parameter akselerasi respon spektral gempa pada periode 1 detik

SDS = desain parameter akselerasi respon spektral gempa pada periode pendek

SM1 = akselerasi respon spektral puncak pada periode 1 detik

SMS = akselerasi respon spektral puncak pada periode pendek

s = spasi antar tulangan struktur

T = periode utama pada struktur

Ta = periode getar alami struktur

Tc = kuat puntir nominal yang disediakan oleh beton

Tn = kuat puntir nominal

Ts = kuat puntir nominal yang disediakan oleh tulangan

Tu = kuat puntir ultimet

V = gaya geser dasar horizontal akibat gempa

Vc = kuat geser nominal yang disediakan oleh beton

Vn = kuat geser nominal

Vs = kuat geser nominal yang disediakan oleh tulangan

Page 36: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

24

Lampiran 1 lanjutan

Vu = kuat geser perlu

ɸ = faktor reduksi kekuatan

β = konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton

ρ = rasio tulangan nonprategang dalam suatu penampang

ρb = rasio tulangan tarik yang menghasilkan kondisi regangan seimbang

Page 37: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

25

Lampiran 2 Beban Hidup Pada Bangunan

Page 38: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

26

Lampiran 3 Denah Bangunan Lantai 2

Page 39: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

27

Lampiran 4 Denah Bangunan Lantai 3

Page 40: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

28

Lampiran 5 Denah Bangunan Lantai 4

Page 41: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

29

Lampiran 6 Denah Bangunan Atap

Page 42: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

30

Lampiran 7 Gaya Dalam Maksimum Balok

Lampiran 8 Gaya dalam pengecekan kolom

Kolom P (KN) M (KNm) Vmaks (KN)

K1-1

468.86 236.014

224000 1088.71 197.482

1164.11 163.459

K1-2

438.32 218.9

210000 727.35 182.222

760.76 127.536

K1-3

339.03 155.165

132870 251.18 106.368

375.74 105.639

K2-1

115.87 129.319

63680 492.69 159.421

585.42 1.862

K2-2

257.35 77.937

64280 233.22 133.955

353.21 73.603

K2-3

86.56 105.05

88110 72.13 100.876

176.4 25.133

K2-4

9.03 71.919

87650 136.82 101.516

176.4 25.133

K3-1

299 150.648

86350 105.78 145.591

299 150.648

Balok T (N.mm) V(N) Mtum - (N.mm)

Mlap- (N.mm)

Mtum+ (N.mm)

Mlap+ (N.mm)

B1 11688607.6 97698.4 94081939.4 44225878.4 88114882.53 46872532.62

B1A 5054609.7 57922.7 56044128.4 26340491.3 54300580.27 28831862.84

B2 31440953.3 130595.9 146326946.2 80007030.8 153473302.5 99873118.43

B2A 17250691.6 43189.1 77141846.7 53376794.6 53133318.14 44329579.05

B3 62273684.8 194830.1 396182561.0 187828235.9 42840472.83 270253983.7

B3A 42992537.2 101884.4 227944629.2 77362257.7 54079164.47 92109132.29

Page 43: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

31

Lampiran 9 Contoh Perhitungan Penulangan Lentur Balok Tipe B1

Ukuran balok : 250 x 350 mm

Fy : 390 MPa

Fc’ : 24.9 MPa

β : 0.85

d’ : 40 mm

ɸ : 0.8

Mu Tumpuan : 94081939.4N.mm

Mn tumpuan : 94081939.4 N.mm / ɸ = 117602424.3 N.mm

Mu lapangan : 46872532.62 N.mm

Mn tumpuan : 46872532.62 N.mm / ɸ = 58590665.78 N.mm

A. Perencanaan tulangan lentur daerah tumpuan

Koefisien ketahanan Rn

Rn =

Rn =

= 4.895 N/mm

2

Rasio tulangan yang diperlukan ρ

ρ = 0.85 x

( √

)

ρ = 0.85 x

( √

) = 0.01447

Batasan nilai ρ

ρb = (

) (

)

ρb = (

) (

) = 0.02807

ρmax = 0.75 x ρb = 0.75 x 0.02807 = 0.0210

ρmin =

= 0.0035897

ρpakai = 0.01447

Periksa sebagai tulangan tunggal

As = ρ. b .d

As = 0.01480 x 250 mm x 350 mm = 1121.706 mm2

Tinggi blok tegangan:

a =

= 83.2909 mm

Kontrol Keamanan

Mn aktual = As . Fy.(

)

Page 44: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

32

Mn aktual = 1121.706 mm2

x 390 Mpa (

)=118742290.1

N.mm

Mn aktual ≥ Mn perlu .........(Aman)

Digunakan tulangan diameter 19 mm (D19), dengan jumlah tulangan n :

n =

n =

= 3.958 ≈ 4 buah

B. Perencanaan tulangan lentur daerah lapangan

Koefisien ketahanan Rn

Rn =

Rn =

= 2.438 N/mm

2

Rasio tulangan yang diperlukan ρ

ρ = 0.85 x

( √

)

ρ = 0.85 x

( √

) = 0.0066

Batasan nilai ρ

ρb = (

) (

)

ρb = (

) (

) = 0.02807

ρmax = 0.75 x ρb = 0.75 x 0.02807 = 0.0211

ρmin =

= 0.0035897

ρpakai = 0.0066

Periksa sebagai tulangan tunggal

As = ρ. b .d

As = 0.0066 x 250 mm x 350 mm = 516.168 mm2

Tinggi blok tegangan:

a =

= 41.64 mm

Kontrol Keamanan

Mn aktual = As . Fy.(

)

Mn aktual = 614.647 mm2

x 390 Mpa (

)=63977993.94 N.mm

Page 45: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

33

Mn aktual ≥ Mn perlu .........(Aman)

Digunakan tulangan diameter 19 mm (D19), dengan jumlah tulangan n :

n =

n =

= 2.16 ≈ 2 buah

Page 46: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

34

Lampiran 10 Contoh Perhitungan Tulangan Geser Balok B1

Ukuran balok : 250 x 350 mm

Fy : 240 MPa

Fc’ : 24.9 MPa

β : 0.85

d’ : 40 mm

ɸ : 0.75

Vu : 97698 N

A. Tulangan geser daerah tumpuan

Vu terpakai =

x Vu

=

x 97698 N

= 91641.13 N

Kapasitas geser bagian badan balok

Vc = (√

) x b x d

Vc = (√

) x 250 mm x 310 mm = 64454.03 N

Cek Vu ≥ ɸ Vc = 91641.13 N ≥ 48340 N ........(OK)

Karena Vu ≥ ɸ Vc maka balok perlu sengkang.

Dengan syarat

Smax =

Smax =

= 155 mm

Av min =

Av min =

= 53.81 mm

2

Dipakai tulangan D10 dengan jarak 100 mm:

Av = 2 (78.5) =157 mm2

=

=

= 116808 N

= ( √

) x b x d

=( √

) x 250 mm x 310 mm = 800416.N

Kontrol Keamanan

Cek ɸ Vn ≥ Vu = 0.75 (Vc + Vs) ≥ Vu

= 0.75 (64454.03 N + 116808 N ) ≥ 93269.09 N

Page 47: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

35

= 135946.52 ≥ 91641.13 N ..............(Aman)

Jadi digunakan tulangan sengkang D10-100 mm.

B. Tulangan daerah lapangan

Vu terpakai =

x

=

x 97698.44 N

= 84020.65 N

Kapasitas geser bagian badan balok

Vc = (√

) x b x d

Vc = (√

) x 250 mm x 310 mm = 64454.03 N

Cek Vu ≥ ɸ Vc = 84020.65 N ≥ 48340 N ........(OK)

Karena Vu ≥ ɸ Vc maka balok perlu sengkang.

Dengan syarat

Smax =

Smax =

= 155 mm

Av min =

Av min =

= 53.81 mm

2

Dipakai tulangan D10 dengan jarak sengkang 150 mm:

Av = 2 (78.5) =157 mm2

=

=

= 77872 N

= ( √

) x b x d

=( √

) x 250 mm x 310 mm = 800416.N

Kontrol Keamanan

Cek ɸ Vn ≥ Vu = 0.75 (Vc + Vs) ≥ Vu

= 0.75 (64454.03 N + 77872 N ) ≥ 93269.09 N

= 106744.5 ≥ 84020 N ..............(Aman)

Jadi digunakan tulangan sengkang D10-150 mm.

Page 48: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

36

Lampiran 11 Contoh Perhitungan Penulangan Torsi Balok B1

Ukuran balok : 250 x 350 mm

Fy : 390 MPa

Fc’ : 24.9 MPa

β : 0.85

d’ : 40 mm

ɸ : 0.75

Tu : 11688607.6 N.mm

Persamaan umum untuk keseimbangan terhadap torsi adalah:

= (√

) (

)

= (√

) (

) = 2653097 N.mm

ɸ = (0.75) 2653097.6 N.mm = 1989823.47 N.mm

Cek Tu ≥ ɸ , maka diperlukan tulangan torsi

=

cot θ

2653097 N.mm =

cot 45

0

= 0.0871

min =

=

= 0.106

Dipakai

= 0.106

Luas tulangan torsi mnimum adalah

= x 2(250 – (2x40)) + 2(350- (2x40))

cot

2 45 = 94.01

Digunakan tulangan torsi dengan diameter 12 mm (D12) , maka jumlah tulangan

n adalah

n =

n =

= 0.83≈ 2 ( tulangan terpasang harus genap)

Page 49: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

37

Lampiran 12 Contoh Perhitungan Penulangan Pelat Tipe S1

Tebal pelat = 120 mm

Fc’ = 24.9 Mpa

Fy = 500 Mpa

ɸ = 0.8

1. Analisa pembebanan

Beban Mati

- Pelat lantai : 0.12 m x 2400 kg/m3 = 288 kg/m

2

- Spesi : 2 cm x 21 kg/m2/cm = 42 kg/m

2

- Keramik : 1 cm x 24 kg/m2/cm = 24 kg/m

2

- Plafond : = 11 kg/m2

- Instalasi listrik : = 35 kg/m2

- Plumbing : = 10 kg/m2

qD = 400 kg/m2

Beban Hidup

Sesuai dengan fungsi lantai sebagai ruang perpustakaan maka digunakan

beban hidup sebesar

qL = 400 kg/m2

Beban terfaktor : qr = 1.2 qD + 1.6 qL

= (1.2 x 400 kg/m2) + (1.6 x 400 kg/m

2)

= 1120 kg/m2

Panjang plat arah x (Iy) = 5 m

Panjang plat arah y (Ix) = 4 m

Perbandingan panjang sisi , Iy/Ix = 1.2

Koefisien momen (Ci) dari tabel didapatkan

Arah x (Cx) = 64

Arah y (Cy) = 56

Mtx = -Mlx = 0.001. Ci .q. Ix 2

= 0.001. 64. 1120. 42

= 1146.88 kg.m

Mty = -Mly = 0.001. Ci .q. Ix 2

= 0.001. 56. 1120. 52

= 1003.52 kg.m

2. Perhitungan tulangan Mtx = -Mlx

Perhitungan tulangan dilakukan perlebar b = 1 m,dengan ketebalan pelat t

=12 cm dan d’ = 2 cm

Mu = 11468800 N.mm

Mn perlu =

n perlu = 14336000 N.mm

Page 50: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

38

Koefisien ketahan Rn

Rn =

Rn =

= 1.556 N/mm

2

Rasio tulangan yang diperlukan ρ

ρ = 0.85 x

( √

)

ρ = 0.85 x

( √

) = 0.0032

Batasan nilai ρ

ρb = (

) (

)

ρb = (

) (

) = 0.0196

ρmax = 0.75 x ρb = 0.75 x 0.0196 = 0.0147

ρmin =

= 0.0028

ρpakai = 0.0032

Luas tulangan yang diperlukan

As = ρ. b .d

= 0.0032 x 1000 mm x 96 mm = 310.53 mm2

Digunakan tulangan D8-150 dengan luas tulangan 50.28 mm2

. Langkah

berikutnya adalah mengontrol tulangan.

Spakai ≤

= 161.9 .......(ok)

As terpakai =

= 334.93

As terpakai > As perlu .........(ok)

Cek kapasitas lentur arah x

a =

= 7.91 mm

Mn aktual = As . Fy.(

)

= 335.23 x 500 .(

)= 15414265 N.mm

Mn aktual ≥ Mn perlu .........( OK)

3. Perhitungan tulangan Mty = -Mly

Perhitungan tulangan dilakukan perlebar b = 1 m, dengan ketebalan pelat t =12 cm

dan d’ = 2 cm

Page 51: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

39

Mu = 10035200 N.mm

Mn perlu =

n perlu = 12544000 N.mm

Koefisien ketahan Rn

Rn =

Rn =

= 1.389 N/mm

2

Rasio tulangan yang diperlukan ρ

ρ = 0.85 x

( √

)

ρ = 0.85 x

( √

) = 0.0029

Batasan nilai ρ

ρb = (

) (

)

ρb = (

) (

) = 0.0196

ρmax = 0.75 x ρb = 0.75 x 0.0196 = 0.0147

ρmin =

= 0.0028

ρpakai = 0.0029

Luas tulangan yang diperlukan

As = ρ. b .d

= 0.0029 x 1000 mm x 96 mm = 276.25 mm2

Digunakan tulangan D8-150 dengan luas tulangan 50.28 mm2

. Langkah

berikutnya adalah mengontrol tulangan.

Spakai ≤

= 181.86 .......(ok)

As terpakai =

= 334.93

As terpakai > As perlu .........(ok)

Cek kapasitas lentur arah x

a =

= 7.91 mm

Mn aktual = As . Fy.(

)

= 335.23 x 500 .(

)= 15414265 N.mm

Mn aktual ≥ Mn perlu .........( OK)

Page 52: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

40

Lampiran 13 Contoh Perhitungan Tulangan Memanjang Kolom K1-1

Ukuran kolom : 400 x 400 mm

Fy : 390 MPa

Fc’ : 24.9 MPa

d’ : 40 mm

ɸ : 0.65

Mu : 236014012 Nmm

Pu : 1164110 N

e =

=

= 2027.2

=

= 0.1

=

= 5.068

Menentukan nilai pada sumbu vertikal pada grafik :

=

= 0.529

Menentukan nilai pada sumbu orizontal pada grafik :

x

=

x

= 2.681

Setelah diplotkan ke dalam grafik perencanaan, didapat hasil nilai r = 0.027 ,

untuk f’c = 24.9 maka nilai β = 1.

ρ = r x β

ρ = 0.027 x 1 = 0.027

Luas tulangan perlu

Ast = ρ x Agr

= 0.027 x 160000 mm2

= 4320 mm2

Digunakan tulang dengan diameter 19 mm (D19) dengan jumlah tulangan n :

n =

n =

= 15.24 ≈ 16 buah

Page 53: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

41

Lampiran 14 Contoh Perhitungan Tulangan Geser Kolom K1-1

Ukuran kolom : 400 x 400 mm

Fy : 240 MPa

Fc’ : 24.9 MPa

d’ : 40 mm

ɸ : 0.75

Vu : 212926 N

Nu : 1164110 N

A. Tulangan geser daerah tumpuan

Kapasitas geser bagian badan kolom

Vc = (

) (

) x b x d

Vc = (

) (

) x 400 mm x 400 mm = 181997.9 N

Cek Vu ≥ ɸ Vc = 212926 N ≥ 136498.5 N ........(OK)

Karena Vu ≥ ɸ Vc maka balok perlu sengkang.

Dengan syarat

Smax =

Smax =

= 155 mm

Av min =

Av min =

= 53.81 mm

2

Dipakai tulangan D10 dengan 3 kaki sengkang jarak 150 mm:

Av = 3 (78.5) =235.5 mm2

=

=

= 135648 N

Cek ɸ Vn ≥ Vu = 0.75 (Vc + Vs) ≥ Vu

= 0.75 (181997.9 N + 135648 N ) ≥ 212926 N

= 238234.5 ≥ 91641.13 N ..............(OK)

Jadi digunakan tulangan sengkang D10-150 mm.

Page 54: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

42

Lampiran 15 Diagram Interaksi Pengecekan Kolom

Diagram interaksi kolom K1-1 (16 D 19) Diagram interaksi kolom K2-1(10 D19)

Diagram interaksi kolom K1-2 (13 D19) Diagram interaksi kolom K2-2 (8 D19)

Diagram interaksi kolom K1-3 (8 D19) Diagram interaksi kolom K2-3 (6 D19)

Page 55: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

43

Diagram interaksi kolom K2-4 (6 D 19) Diagram interaksi kolom K3-1 (10 D19)

Page 56: ANALISIS DAN EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG …repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/70730/F14ise.pdf · EVALUASI STRUKTUR ATAS GEDUNG . ... 12. Contoh Perhitungan Penulangan

44

RIWAYAT HIDUP

Ikhsan Setiawan lahir di Pekanbaru, 8 Januari 1992 ananda

dari ayah Zulkifli dan ibu Darmilis, sebagai anak kedua dari 5

bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 13

Siak dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk

Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur BUD dan

diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan,

Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif sebagai pengurus di Departemen

Pengembangan Sumberdaya Mahasiswa Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan

Lingkungan (HIMATESIL). Penulis melaksanakan Praktik Lapang di PT. Adhi

Karya (Tbk) pada tahun 2013 dan berhasil menyelesaikan laporan praktik

lapangannya dengan judul “ Mempelajari Pengerjaan Struktur Atas Gedung 18

Office Park Jakarta Selatan ”. Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik, penulis

menyelesaikan skripsi dengan judul “Analisis dan Evaluasi Srtuktur Atas Gedung

Pusat Informasi Kehutanan IPB Terhadap Ketahanan gempa Berdasarkan Peta

Gempa 2010” di bawah bimbingan Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng dan

Muhammad Fauzan, ST, MT.