BAB III

METODE PENELITIAN

Pada bab ini diuraikan secara singkat mengenai penyajian prosedur penelitian

terhadap evaluasi perilaku struktur bangunan beton bertulang akibat gempa.

Penelitian ini dibagi menjadi dua, yaitu secara manual dan komputasi. Prosedur

bagan alir penelitian dan skema secara lengkap diperlihatkan pada Lampiran A

Gambar A.3.1 halaman 60.

3.1 Studi Literatur

Literatur-literatur yang digunakan pada penelitian ini berasal dari jurnal dan

buku-buku yang terkait dalam analisis gempa nonlinear yang termasuk dalam

analisis dinamis riwayat waktu. Acuan yang akan dipakai antara lain SNI-1726-2012

Tata Cara Perencanaan Ketahan Gempa untuk Stuktur Gedung dan Non-gedung,

SNI-03-1727-1989 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung.

3.2 Pengumpulan Data

Data yang diperlukan untuk pemodelan struktur gedung dengan STERA ver.

5.8 berupa data sekunder. Data sekunder yaitu data yang diperoleh secara tidak

langsung. Adapun yang menjadi data sekunder yaitu, shop drawing gedung baru

Dewan Perwakilan Rakyat Kota (DPRK) Banda Aceh, data akselerogram gempa El-

Centro, gempa Kobe, gempa Chi-Chi, dan gempa Irpinia.

3.3 Mutu bahan

Gedung ini dibangun menggunakan rangka beton bertulang sebagai elemen

struktural utama, dengan mutu bahan sebagai berikut:

a) Tegangan leleh baja (fy) = 400 MPa

b) Mutu beton = K-250

22

4620

3840

Y

XA B C D E F G H I J

1

2

3

4

5

6

7

8

600

720

720

600

660

720

600

600 300 300 360 720 360 300 300 600

23

3.4 Pemodelan Struktur

Gedung yang ditinjau ialah gedung baru DPRK Banda Aceh yang terletak di

Jln. Tgk. Abu Lam U, Banda Aceh, lokasi gedung dapat dilihat pada Lampiran A

Gambar A.3.3 halaman 62. Gedung ini terdiri 6 lantai dengan tinggi 27,4 m. Tinggi

lantai 1 adalah 3,2 m; tinggi lantai 2 sampai 5 adalah 4,5 m; dan tinggi lantai 6 adalah

6,2 m. Denah gedung yang dimodelkan dapat dilihat pada Lampiran A Gambar A.3.4

sampai Gambar A.3.10 pada halaman 63 sampai 69. Sistem struktur yang

dimodelkan ke dalam STERA 3D yaitu kolom, balok, pelat lantai, dan dinding geser,

elemen non-struktural tidak dimodelkan. Gambar denah lantai 1 gedung baru DPRK

Banda Aceh dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut:

Gambar 3.1 denah lantai 1 gedung baru DPRK Banda AcehSumber: PT. Utoh Internasional

24

3.4.1 Pemodelan grid bangunan

Pemodelan grid bangunan berfungsi untuk menentukan jumlah tingkat

bangunan, tinggi bangunan, lebar, panjang, serta jarak antar bentang. Pemodelannya

berdasarkan shop drawing gedung baru DPRK Banda Aceh. Gambar pemodelan grid

bangunan dapat dilihat pada Gambar 3.2 halaman 25.

3.4.2 Pemodelan kolom

Dimensi kolom yang dimodelkan mengikuti kolom pada bangunan eksisting

dengan bahan beton bertulang. Kolom yang diteliti hanya kolom struktural, terdapat

3 tipe yaitu K1, K2 dan K3, dengan dimensi 800 x 800; 600 x 600; dan 400 x 600.

Gambar pemodelan kolom dapat dilihat pada Gambar 3.3 halaman 25.

3.4.3 Pemodelan balok

Balok yang dimodelkan terdiri dari 2 tipe dengan dimensi 400 x 800 dan 350

x 750. Pemodelan balok hanya dilakukan pada balok utama saja. Gambar pemodelan

balok dapat dilihat pada Gambar 3.4 halaman 26.

3.4.4 Pemodelan pelat lantai

Sama seperti halnya kolom dan balok, pemodelan pelat juga mengikuti

dimensi bangunan eksisting dengan tebal plat 12 cm untuk semua tipe lantai.

Pemodelan pelat lantai dilakukan bersamaan dengan pemodelan balok.

3.4.5 Pemodelan dinding geser

Dinding geser pada bangunan digunakan untuk menahan beban lateral.

Pemodelan dinding geser mengikuti datail dan dimensi gedung baru DPRK Banda

Aceh. Gambar pemodelan dinding geser dapat dilihat pada Gambar 3.5 halaman 26.

25

Gambar 3.2 : Pemodelan grid bangunan pada STERA 3D

Gambar 3.3 : Pemodelan kolom pada STERA 3D

26

Gambar 3.4 : Pemodelan balok pada STERA 3D

Gambar 3.5 : Pemodelan dinding geser pada STERA 3D

27

3.5 Pembebanan

Beban-beban yang dihitung terdiri dari beban mati dan beban hidup yang

merupakan beban gravitasi, dan beban gempa. Beban mati dan beban hidup dihitung

secara manual dengan menggunakan berat jenis dan koefisien berdasarkan SNI-1727-

1989 tentang Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung.

3.5.1 Beban mati

Beban mati adalah beban struktur itu sendiri dan beban perangkat gedung

yang permanen. Nilainya dapat dilihat pada Lampiran B Tabel B.2.2 halaman 72.

3.5.2 Beban hidup

Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau

penggunaan suatu gedung pada lantai yang berasal dari barang yang dapat berpindah.

Nilainya dapat dilihat pada Lampiran B.2.3 halaman 72.

3.5.3 Beban gempa

Beban gempa dihitung secara dinamis dengan metode analisis riwayat waktu.

Beban gempa berupa rekaman percepatan tanah untuk gempa tertentu. Gambar

pemberian beban gempa seperti Gambar 3.6 halaman 28.

Gambar rekaman beban gempa yang di gunakan untuk masing-masing adalah

sebagai berikut:

a) Gempa El-centro terjadi di California dengan magnitude 6,4 SR. Gambar

rekaman gempa El-centro seperti pada Gambar 3.7 halaman 28;

b) Gempa Kobe terjadi di Jepang dengan magnitude 6,9 SR. Gambar rekaman

gempa Kobe seperti Gambar 3.8 halaman 28;

c) Gempa Chi-Chi terjadi di Taiwan dengan magnitude 7,3 SR. Gambar rekaman

gempa Chi-Chi seperti pada Gambar 3.9 halaman 29;

28

d) Gempa Irpinia terjadi di Italia dengan magnitude 6,9 SR. Gambar rekaman

gempa Irpinia seperti pada Gambar 3.10 halaman 29.

Gambar 3.8: Rekaman gempa Kobe

Gambar 3.6: Pemberian beban rekaman gempa pada Stera

Gambar 3.7: Rekaman gempa El-Centro

29

Data spektra gempa untuk mengevaluasi perilaku bangunan diperoleh dari

program yang dibuat oleh Kementerian Pekerjaan Umum. Data spektra untuk

wilayah Banda Aceh, Jln. Abu Lam U sesuai dengan lokasi bangunan yang ditinjau

dengan asumsi tanah dasar adalah tanah sedang dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut:

Tabel 3.1 Data Spektra Jln. Abu Lam U Kawasan TamanSari Banda Aceh

No. Data Koefisien

1 PGA (g) 0,6362 SS (g) 1,3633 S1 (g) 0,6544 CRS 0,9765 CR1 0,9476 FPGA 17 FA 18 FV 1,59 PSA (g) 0,636

Gambar 3.9 : Gambar rekaman gempa Irpinia

Gambar 3.9: Gambar rekaman gempa Chi-Chi

30

No. Data Koefisien

10 SMS (g) 1,36311 SM1 (g) 0,98112 SDS (g) 0,90813 SD1 (g) 0,65414 T0 (detik) 0,14415 TS (detik) 0,720

Sumber: http://puskim.pi.go.id/Aplikasi_spekra_indonesia_2011

3.6 Evaluasi Struktur

Pada tahap ini keseluruhan dari perhitungan dilakukan secara komputasi

menggunakan bantuan program rekayasa komputer STERA 3D. Data-data yang

ditetapkan diawal dimasukkan baik itu data mutu bahan, tipe, dimensi elemen

struktural, data akselerogram gempa, beban-beban yang bekerja serta data-data lain

yang diperlukan pada saat perhitungan. Bangunan beton bertulang dilimpahkan

beban gempa berupa data rekaman riwayat gempa yang terdiri dari gempa El-centro,

gempa Kobe, gempa Chi-Chi, dan gempa Irpinia.

Setelah itu, dilihat perilaku gedung setelah dibebani gaya gempa, untuk

mengetahui perilaku dari gedung agar dapat dilakukan evaluasi perilaku struktur

gedung DPRK Banda Aceh. Dari ke empat gempa tersebut dilihat gempa apa yang

memberikan pengaruh besar pada bangunan beton bertulang. Hasil output yang

diperoleh setelah dibebani gaya gempa berupa story drift, story shear, dan top

displacement yang digunakan untuk mengevalusi perilakau struktur.

3.7 Skala Intensitas Gempa

Evalusi struktur gedung dengan metode analisis nonlinear time history

(riwayat waktu nonlinier) terhadap pengaruh gempa, maka percepatan muka tanah

asli dari gempa masukan harus diskalakan sehingga nilai percepatan puncak menjadi

sama dengan A0I. Perhitungan skala intensitas gempa menggunakan persamaan 2.22

dan 2.21 halaman 18. Contoh perhitungan terhadap gempa EL-Centro dengan Peak

31

Ground Acceleration (PGA = 0,342 g), Faktor keutamaan gedung sesuai dengan

Lampiran B. Tabel B.2.6 halaman 75, maka digunakan nilai Ie = 1,25, PGA lokasi

bangunan = 0,636 dan FPGA = 1, maka percepatan puncak tanah akibat gempa El-

Centro di lokasi bangunan adalah:

PGAM = FPGA X SPGA

= 1,0 x 0,636 = 0,636 g

Maka skala gempa = 0 ,6360 ,342

x 1,25 = 2,325