ANALISIS PENGARUH BEBAN GEMPA STATIK

EKIVALEN DAN ANGIN PADA STRUKTUR GEDUNG

DENGAN VARIASI RASIO KELANGSINGAN

BANGUNAN

SKRIPSI

Oleh:

MUHAMMAD RIZKI

07 172 024

JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2011

ANALISIS PENGARUH BEBAN GEMPA STATIK

EKIVALEN DAN ANGIN PADA STRUKTUR GEDUNG

DENGAN VARIASI RASIO KELANGSINGAN

BANGUNAN

SKRIPSI

Diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan Program Strata-I pada Jurusan

Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas Padang

Oleh:

MUHAMMAD RIZKI

07 172 024

Pembimbing:

JATI SUNARYATI, Ph.D

Ko-Pembimbing:

RIZA ARYANTI, MT

JURUSAN TEKNIK SIPIL – FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2011

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan zaman, ilmu pengetahuan dan teknologipun berkembang dengan pesat. Dalam ilmu sipil, perkembangan terlihat pada banyaknya bangunan gedung-gedung pencakar langit (skyscraper) di seluruh belahan dunia. Dengan bertambahnya ketinggian struktur bangunan, dibutuhkan ketahanan bangunan yang lebih dari bangunan sederhana. Perbedaan rasio kelangsingan bangunan untuk tinggi bangunan yang sama, akan mendapatkan prilaku yang berbeda dari beban angin dan beban gempa.

Karena sifat pembebanan yang relatif berbeda, beban gempa statik ekivalen dan beban angin memberikan pengaruh yang berbeda pula pada struktur. Pengaruh kedua beban tersebut terlihat pada gaya dalam, deformasi, dan interstory drift yang terjadi pada struktur saat beban diaplikasikan. Beban yang diberikan pada struktur berupa beban angin dengan kecepatan 120 mph, dan beban gempa yang dianalisis menggunakan metode analisis statik ekivalen dengan menggunakan program ETABS versi 9.0.7. struktur yang ditinjau terdiri dari struktur dengan rasio kelangsingan bangunan 1/5, 2/5, 3/5, 4/5, dan 5/5 dengan ketinggian struktur 36 m untuk semua model. Output struktur yang ditinjau berupa gaya dalam, deformasi, interstory drift, dan periode struktur.

Berdasarkan perbandingan yang dilakukan, diperoleh bahwa pengaruh pembebanan gempa statik ekivalen lebih besar dari pmebebanan angin pada setiap gaya dalam, deformasi, maupun interstory drift.

Kata Kunci: beban angin, beban gempa statik ekivalen, rasio

kelangsingan bangunan, gaya dalam, deformasi, interstory drift.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman, ilmu pengetahuan dan

teknologipun berkembang dengan pesat. Dalam ilmu sipil,

perkembangan terlihat pada banyaknya bangunan gedung-gedung

pencakar langit (skyscraper) di seluruh belahan dunia. Gedung-gedung

tinggi tersebut sering dijadikan simbol majunya Negara tempat

dibangunnya gedung skyscraper tersebut. Pembangunan bangunan

gedung-gedung tinggi tersebut juga dijadikan sebagai solusi dalam

usaha optimalisasi pemanfaatan lahan karena kuantitas luas lahan saat

ini tidak mencukupi kebutuhan manusia untuk mendapatkan fasilitas

ruang.

Dengan bertambahnya ketinggian struktur bangunan,

dibutuhkan ketahanan bangunan yang lebih dari bangunan sederhana.

Perbedaan rasio kelangsingan bangunan untuk tinggi bangunan yang

sama, akan mendapatkan prilaku yang berbeda dari beban angin (wind

loads) dan beban gempa (seismic loads). Pengaruh beban horizontal

yang bekerja pada struktur tinggi, seperti bebang angin dan beban

gempa jauh lebih besar dibandingkan beban vertikal yang bekerja.

Berdasarkan fakta – fakta tersebut, pembangunan gedung-gedung tinggi

ini tentunya perlu diikuti dengan perencanaan yang baik.

Secara teoritis, dalam sifat pembebanan beban angin dan beban

gempa relatif berbeda. Oleh karena itu, beban angin dan beban gempa

memberikan pengaruh yang berbeda pula pada struktur. Dalam tugas

akhir ini akan dibahas tentang pengaruh beban angin dan beban gempa

tersebut terhadap struktur gedung serta membandingkan pengaruh dari

kedua jenis bangunan tersebut. Analisis dilakukan dengan variasi

kelangsingan bangunan dimana kelangsingan bangunan tersebut adalah

rasio atau perbandingan dari lebar bangunan dengan panjang bangunan

(aspect ratio).

1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk menganalisis dan

membandingkan perilaku beban dinamis berupa beban angin dan beban

gempa statik ekivalen serta pengaruhnya terhadap struktur beton

bertulang gedung beraturan dengan variasi rasio kelangsingan bangunan.

Analisis dilakukan terhadap gaya – gaya dalam, deformasi, interstory

drift, dan periode struktur yang terjadi akibat kedua beban tersebut.

Dengan menganalisis pengaruh yang terjadi terhadap struktur,

diharapkan dapat memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai

perilaku struktur akibat pembebanan dinamis yang terjadi.

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah mengetahui

perilaku beban dinamis berupa beban angin dan beban gempa statik

ekivalen serta pengaruhnya terhadap struktur beton bertulang gedung

beraturan dengan variasi rasio kelangsingan bangunan.

1.3 Batasan Masalah

Pembahasan pada tugas akhir ini hanya terbatas pada:

1. Analisis dilakukan pada struktur beton bertulang dengan

kategori gedung beraturan.

2. Analisis beban angin dengan pembebanan angin statis

berdasarkan American Society of Civil Engineering (ASCE 7 –

02). Analisis beban gempa dengan menggunakan metode

Analisis beban gempa statis berdasarkan Standar Perencanaan

Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung SNI 03-

1726-2002).

3. Struktur bangunan yang ditinjau adalah struktur beton bertulang

dengan variasi rasio kelangsingan bangunan (aspect ratio).

kelangsingan bangunan didefenisikan sebagai perbandingan

dari lebar dengan panjang denah bangunan (aspect ratio). Yang

mana, semakin kecil nilai rasio kelangsingan bangunan,

struktur gedung tersebut dinyatakan makin langsing.

Ketinggian struktur gedung yang ditinjau yaitu 36 m dan variasi

rasio kelangsingan bangunan terdiri atas:

� Rasio kelangsingan bangunan 1/5

� Rasio kelangsingan bangunan 2/5

� Rasio kelangsingan bangunan 3/5

� Rasio kelangsingan bangunan 4/5

� Rasio kelangsingan bangunan 5/5

Struktur gedung rasio kelangsingan 1/5 merupakan struktur

yang paling langsing.

4. Struktur gedung berada pada klasifikasi Kekasaran dataran

(terrain roughness) exposure B (daerah pinggiran kota).

Kekasaran dataran ditentukan berdasarkan kondisi halangan

yang menghambat kecepatan angin pada daerah tersebut.

1.4 Sistematika Penulisan

Untuk menghasilkan penulisan yang baik dan terarah maka

penulisan tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang membahas

hal-hal berikut:

BAB I : Pendahuluan

Meliputi latar belakang, tujuan dan manfaat

penulisan, batasan masalah, dan sistematika

penulisan.

BAB II : Tinjauan Pustaka

Berisikan dasar-dasar teori dan peraturan yang

digunakan dalam perencanaan struktur.

BAB III : Metodologi

Berisikan tentang metodologi penelitian yang

dilaksanakan dan data – data studi kasus

BAB IV : Prosedur dan Hasil Kerja

Berisikan tata cara pelaksanaan perhitungan yang

meliputi pembebanan pada struktur gedung dan

preliminary design.

BAB V : Analisis dan Pembahasan

Berisikan analisis dari hasil perencanaan dan

pembahasan yang telah dilakukan pada BAB IV.

BAB VI : Kesimpulan dan Saran

Berisikan kesimpulan yang didapat dari hasil analisis

struktur dan saran.

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Pengaruh yang diberikan oleh pembebanan gempa statik

ekivalen dan angin pada bangunan menghasilkan nilai yang bervariasi.

Dari hasil analisa terhadap bangunan dengan variasi ketinggian

bangunan dan variasi topografi dapat ditarik kesimpulan :

1. Gaya dalam yang diakibatkan beban angin dan gempa statik ekivalen

pada kolom suatu struktur meningkat seiring dengan bertambahnya

nilai kelangsingan suatu bangunan, hal ini ditunjukkan dengan

terjadinya peningkatan nilai gaya dalam yang dihasilkan struktur

untuk setiap kenaikan nilai rasio kelangsingan bangunan.

2. Gaya dalam yang diakibatkan beban angin dan gempa statik ekivalen

pada balok suatu struktur makin kecil seiring dengan bertambahnya

nilai kelangsingan suatu bangunan, hal ini menunjukkan nilai gaya

dalam pada kolom suatu struktur berbanding terbalik dengan nilai

gaya dalam pada balok.

3. Pembebanan gempa statis menyebabkan deformasi yang lebih besar

pada struktur dibandingkan pembebanan angin.

4. Nilai Nilai interstory drift maksimum untuk pembebanan dengan

beban gempa statis dan pembebanan dengan beban angin berada

pada lantai 9. Interstory drift akibat beban gempa statik ekivalen

lebih besar dari Interstory drift akibat beban angin.

5. Nilai deformasi dan interstory drift makin kecil seiring dengan

pertambahan nilai rasio kelangsingan bangunan

6.2 Saran

Untuk kajian lebih lanjut, sebaiknya juga di analisis pada nilai

kelangsingan berapa beban angin mulai memberikan pengaruh yang

lebih besar dibandingkan dengan beban gempa. Selain itu, juga perlu

dikaji lebih lanjut pengaruh beban angin yang bekerja pada struktur

dengan ketinggian lebih besar (high rise building) menggunakan analisis

dinamis.

DAFTAR PUSTAKA

[1] American Society of Civil Engineers. Minimum Design Loads for Buildings

and Other Structures. Publication ASCE 7-02. Washington DC

(USA). 2002.

[2] Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. Standar Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung SNI-1726-

2002. Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITB. Bandung. 2002.

[3] Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. Tata Cara Perhitungan

Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung SNI-2847-2002. Jurusan

Teknik Sipil FTSP-ITB. Bandung. 2002.

[4] Direktorat Penyelidikan Masalah Bangunan. Peraturan Pembebanan

Indonesia Untuk Gedung 1983. Yayasan Lembaga Penyelidikan

Masalah Bangunan. Bandung. 1981.

[5] Ghost, S. K. The Evolution of Winds Provisions in U.S. Standards and

Codes. Building Safety Jurnal, Desember, Halaman 46-53. 2006.

[6] Holmes, D. J. Wind Loading of Structures. SPON Press. London (UK).

2001.

[7] Mafioso de Civiliano. Forum dan Komunitas Teknik Sipil. Jurusan Teknik

Sipil UNDIP. Semarang. 2011.

http://www.mafiosodeciviliano.com/artikel/

(diakses 17 Mei 2011)

[8] Mehta, Kishor C. dan James Delahay. Guide to the Use of the Wind Load

Provisions of ASCE 7-02. ASCE Press. United States of America.

2004.

[9] Purwono, Rahmat. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa

Sesuai SNI-1726 dan SNI-2847 terbaru. Edisi keempat. ITS Press.

Surabaya. 2005.

[10] Yang, Tony. Lecture notes for CE 248 Behavior of plastic design of steel

structures. Department of Civil and Enviromental Engineering

University of California. Berkeley (USA). 2006.