BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang dan Perumusan Masalah

Gempa bumi merupakan suatu fenomena alam yang tidak dapat dihindari,

tidak dapat diramalkan kapan terjadi dan berapa besarnya, serta akan menimbulkan

kerugian baik harta maupun jiwa bagi daerah yang ditimpanya dalam waktu relatif

singkat. Letak Indonesia yang merupakan pertemuan tiga lempeng yaitu lempeng

Indo-Australia, lempeng Pasifik dan lempeng Eurasia, menyebabkan hampir semua

wilayah Indonesia mempunyai resiko gempa tektonik tinggi. Karena letaknya yang

demikian, Indonesia seakan-akan berada di dalam lingkaran api yang terus membara.

Melihat perkembangan konstruksi gedung di Indonesia, perlu dicari suatu

solusi yang mampu mengatasi resiko gempa yang besar di Indonesia, diantaranya

penggunaan baja sebagai salah satu alternatif material bangunan yang dipilih di

Indonesia. Disamping itu, juga perlu adanya perbaikan terhadap peraturan gempa

Indonesia (SNI 03-1726-2002) termasuk pengkajian ulang terahadap Peta Zona

Gempa yang digunakan untuk keperluan perancangan infrastruktur tahan gempa

selama ini karena banyak sudah gempa terjadi dalam satu dekade terakhir sejak

dikeluarkannya peraturan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002), seperti gempa Aceh,

nias, yogya, padang dan yang terakhir gempa mentawai.

Umumnya bangunan tahan gempa direncanakan berdasarkan analisa struktur

elastis yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi ultimite (batas). Namun, pada

kenyataannya perilaku runtuh bangunan saat gempa adalah inelastis.

Baja menjadi material yang dipilih dikarenakan karakteristik keruntuhan yang

Universitas Sumatera Utara

bersifat daktail, dimana daktail adalah suatu sifat yang mempengaruhi mekanisme

keruntuhan pada material baja ketika struktur baja telah berada pada kondisi inelastis

(plastisnya). Ketika mekanisme ini terjadi, baja akan mengalami leleh sebelum

runtuh yang akan memberikan waktu bagi para pengguna gedung untuk

menyelamatkan diri, tidak seperti beton tanpa tulangan baja yang bersifat getas yang

akan runtuh seketika pada saat gaya yang bekerja telah melampaui kemampuan

ultimit beton.

Gambar 1.1. Hubungan tegangan-regangan pada beton dan baja (beban sentris)

Pada tugas akhir ini direncanakan bangunan menggunakan penampang

komposit baja-beton, dimana penampang komposit merupakan penampang yang

terdiri dari profil baja dan beton yang digabung bersama untuk memikul beban tekan

dan lentur. Dan diharapkan dengan menggunakan penampang komposit ini baik dari

segi kualitas dan efisiensi waktu pekerjaan akan lebih menguntungkan.

Keistimewaan yang nyata dari sitem komposit (Charles G.Salmon, 1991)

adalah :

− Penghematan berat baja

Universitas Sumatera Utara

− Penampang balok baja yang digunakan lebih kecil

− Kekakuan lantai meningkat

− Kapasitas menahan beban lebih besar

− Panjang bentang untuk batnag tertentu dapat lebih besar

Penampang komposit mempunyai kekakuan yang lebih besar dibandingkan

dengan penampang lempeng beton dan gelagar baja yang bekerja sendiri-sendiri dan

dengan demikian dapat menahan beban yang lebih besar atau beban yang sama

dengan lenturan yang lebih kecil pada bentang yang lebih panjang. Apabila untuk

mendapatkan aksi komposit bagian atas gelagar dibungkus dengan lempeng beton,

maka akan didapat pengurangan pada tebal seluruh lantai, dan untuk bangunan-

bangunan pencakar langit, keadaan ini memberikan penghematan yang cukup besar

dalam volume, pekerjaan pemasangan kabel-kabel, pekerjaan saluran pendingin

ruangan, dinding-dinding, pekerjaan saluran air, dan lain-lainnya. (Amon, Knobloch

& Mazumder,1999).

Gambar1.2 . Peta Gempa Indonesia 2010

Peta Gempa Indonesia 2010 ini digunakan sebagai acuan dasar perencanaan

Universitas Sumatera Utara

dan perancangan infrastruktur tahan gempa termasuk pengganti peta gempa yang ada

di Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Indonesia (SNI-03-1726-2002).

Dalam tugas akhir ini juga akan dibuat contoh perhitungan untuk bangunan

10 lantai dengan ketinggian setiap lantai 3,75 meter. dengan bantuan software

ETABS v.9.5 secara 3 dimensi, dan selanjutnya gaya/beban gempa yang bekerja

dihitung dengan metode statis ekivalen.

375 cm

375 cm

375 cm

375 cm

375 cm

375 cm

375 cm

375 cm

375 cm

425 cm

600 cm 600 cm 600 cm 600 cm

600 cm

600 cm

600 cm

600 cm

600 cm 600 cm 600 cm 600 cm

Gambar 1.3 Denah dan Potongan Bangunan

I.2. Pembatasan Masalah

Secara garis besar batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah :

1. Perencanaan ini tidak meninjau analisa biaya, manajemen konstuksi, maupun

segi arsitektural;

2. Balok ditahan secara lateral oleh pelat lantai sehingga pengaruh lateral

torsional buckling (LTB) balok tidak diperhitungkan.

3. Analisa Struktur

Universitas Sumatera Utara

a) Beban gempa dihitung dengan menggunakan analisa beban gempa

statik ekuivalen (SNI 03-1726-2002).

b) Perhitungan mekanika struktur (kecuali struktur pelat lantai) untuk

mendapatkan gaya-gaya dalam (bidang M, D dan N) menggunakan

bantuan program ETABS v.9.5.

c) Permodelan struktur dilakukan secara 3 Dimensi (analisa gempa

ditinjau pada dua arah).

d) Model desain yang digunakan adalah Sistem Rangka Pemikul Momen

Khusu (SRPMK)

e) Simpangan antar tingkat (inter story drift) untuk keadaan layan batas

(servicesability limit state),

I.3. Maksud Dan Tujuan

Tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah :

1. Menentukan dimensi sruktur utama gedung (preliminari desain), baik

penampang struktur primer maupun sekunder..

2. Memodelkan dan menganalisa struktur dengan menggunakan program bantu

ETABS v.9.5.

3. Bisa merencanakan sambungan pada balok-kolom maupun kolom-kolom

yang memenuhi kriteria perancangan struktur.

Manfaat dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah :

1. Mendapatkan suatu desain bangunan gedung komposit yang mampu menahan

gempa dan memenui persyaratn keamanan struktur.

Universitas Sumatera Utara

2. Diharapkan gedung yang direncanakan dengan metode SRPMK ini mampu

menahan beban gempa yang dimungkinkan akan terjadi, dan memberikan

rasa aman dan nyaman kepada penghuninya.

I.4. Metodologi Pembahasan

Adapun metodologi pembahasan dilakukan dengan metode study literatur yaitu

dengan mengumpulkan data-data dan keterangan dari buku-buku, perpustakaan serta

masukan dari dosen pembimbing. Analisa struktur dilakukan dengan bantuan

program komputer untuk mempercepat perhitungan. Dalam hal ini program yang

akan digunakan adalah ETABS v.9.5.

Untuk perencanaan hitungan gempa digunakan analisis beban statik ekivalen,

dan sebelum perhitungan beban, ada beberapa tahap yang harus dilakukan yaitu

elemen-elemen pada struktur dipilih dengan cara coba-coba (trial and error), dengan

mempertimbangkan kekuatan elemen dan simpangan antar tingkat yang terjadi

kemudian dilakukan perhitungan berat bangunan pada setiap lantainya.

Untuk perencanaan/desain penampang digunakan metode LRFD (Load

Resistance Factor Desain), dan dilakukan dalam beberapa tahap berikut ini:

1) Setelah dilakukan analisa struktur dengan menggunakan program ETABS

v.9.5, maka didapat nilai momen dan gaya geser ultimit yang terjadi,

dimana momen dan gaya geser ultimit tersebut diambil dari kombinasi yang

paling menentukan.

2) Dengan hasil analisa ETABS, selanjutnya profil yang didesain diawal

dilakukan pengecekan kembali dengan tahapan sebagai berikut:

Universitas Sumatera Utara

Secara garis besar bisa diperhatiukan pada bagan/diagram alir di bawah ini:

Bagan/diagram alir metode penulisan tugas akhir:

Jika NOT OK

Mulai

Pemilihan Kriteria Design

Pengumpulan dan pencarian data

Preliminary design

Beban gempa Statis

Analisa Struktur dengan ETABS ( 3 Dimensi )

Output gaya dalam akibat beban gravitasi dan gempa statis

Selesai

Beban gravitasi

Syarat-syarat OK

Menganalisis dan mendesain SRPMK berdasarkan peraturan SNI 03-1729-2002

Universitas Sumatera Utara

I.5. Sistematika Pembahasan

Sistematika penulisan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis

besar isi setiap bab yang akan dibahas pada tugas akhir ini. Sistematika penulisan

tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi mengenai latar belakang dan perumusan masalah, tujuan

penulisan, batasan masalah, dan sistematika pembahasan. Secara umum bab ini

memberikan gambaran secara umum mengenai penyusunan tugas akhir ini.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi penjelasan dan gambaran umum dari material baja dan beton

sebagai struktur komposit, konsep Sistem Struktur Pemikul Momen Khusus,

konsep mekanisme keruntuhan dan plastisitas struktur portal gedung, serta

konsep perencanaan sesuai peta gempa 2010.

BAB III PEMBEBANAN DAN ANALISA STRUKTUR

Bab ini berisi asumsi-asumsi, aturan-aturan yang dijadikan patokan serta

tahapan/proses perhitungan dalam mendesain struktur komposit tahan gempa

ini. Disamping itu bab ini juga berisi perhitungan beban-beban pada struktur

termasuk beban mati, hidup dan gempa yang kemudian dilakukan pemodelan

struktur bangunan dengan menggunakan bantuan program ETABS v.9.5,

disamping itu juga

Universitas Sumatera Utara

BAB IV APLIKASI DAN DESAIN STRUKTUR

Bab ini berisi tentang proses mendesain struktur utama termasuk balok

komposit, kolom komposit dan rencana sambungan antar balok dan balok serta

antara kolom dan kolom.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari seluruh kegiatan tugas akhir

ini dengan menitikberatkan pada kinerja dan perilaku kedua sistem struktur

bangunan tersebut.

Universitas Sumatera Utara