vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala berkat-Nya, sehingga

laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan sebaik - baiknya. Laporan tugas

akhir dengan judul “Implementasi Performance Based Design pada Perencanaan

Bangunan Gedung Bertingkat Banyak” ini ditujukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan akademik guna memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil Strata Satu

Universitas Pelita Harapan, Karawaci.

Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan, dan doa dari berbagai pihak,

laporan tugas akhir ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh

karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada

semua pihak yang telah membantu dalam proses pengerjaan laporan tugas akhir

ini, yaitu kepada :

1. Ibu Dr. Ir. Felia Srinaga, MAUD., selaku dekan fakultas desain dan teknik

perencanaan.

2. Bapak Dr.-Ing. Jack Widajajakusuma, selaku ketua juruan Teknik Sipil

3. Bapak Dr. Ir. Wiryanto Dewobroto, MT., selaku Dosen Pembimbing yang

telah membimbing serta memberikan ide – ide dan masukan yang sangat

membantu penulis dalam melakukan penelitian serta proses penulisan tugas

akhir ini.

4. Merry Natalia ST.,M.Sc.Eng, Vincent, ST., dan dosen Teknik Sipil lainnya

yang telah mendukung tugas akhir penulis.

viii

5. Papa dan Mama yang telah membantu dalam bentuk dukungan dan doa.

6. Teman – teman teknik sipil UPH khususnya angkatan 2008 yang telah

membantu penulis dengan memberikan dukungan dan bantuan lainnya.

7. Pihak lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu

penulis dengan dukungan dan bantuan lainnya.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa mungkin masih terdapat banyak kekurangan

dalam laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu, kritik dan saran dari pembaca akan

sangat bermanfaat bagi penulis. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat

bagi semua pihak yang membacanya.

Karawaci, 9 Januari 2012

Penulis

ix

DAFTAR ISI

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

PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR ........................................ii

PERSETUJUAN DOSEN PEMBIMBING ................................................................. iii

PERSETUJUAN TIM PENGUJI TUGAS AKHIR ..................................................... iv

ABSTRAK ....................................................................................................................... v

ABSTRACT ..................................................................................................................... vi

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

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

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. xv

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

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

1.2 Masalah dan hipotesis .............................................................................................. 2

1.3 Tujuan ...................................................................................................................... 3

1.4 Sistematika Penulisan ............................................................................................... 3

BAB II STUDI LITERATUR ......................................................................................... 5

2.1 Pendahuluan .............................................................................................................. 5

2.2 Perencanaan Berbasis Kinerja ................................................................................. 13

2.2.1 Perencanaan Berbasis Kinerja ............................................................................. 13

2.2.2 ATC-40 (Metode Spektrum Kapasitas) ............................................................... 14

2.2.3 FEMA-356 (Metode Koefisien Perpindahan) ...................................................... 17

2.3 Perhitungan Beban Gempa Menurut SNI-1726-2002 .............................................. 22

2.4 Penelitian Mengenai Perencanaan Berbasis Kinerja ................................................ 24

BAB III PARAMETER PENENTU PADA PERENCANAAN BERBASIS

KINERJA ....................................................................................................................... 27

3.1 Pendahuluan ........................................................................................................... 27

3.2 Penetapan hinge ..................................................................................................... 27

3.2.1 Umum ................................................................................................................. 27

3.2.2 Pendefinisian Momen Plastis Pada SAP 2000 ..................................................... 28

3.2.3 Hinge Pada Balok Kantilever .............................................................................. 30

3.2.4 Perbandingan hinge dengan ketentuan analisa plastis, ATC dan FEMA ............. 34

3.2.5 Hinge pada balok jepit dengan pembanding momen plastisnya........................... 39

x

3.2.6 Hinge pada struktur portal dengan pembanding moment plastisnya .................... 42

3.3 Pembebanan struktur untuk analisa beban dorong .................................................. 48

3.4 Pencocokan hasil analisa beban dorong dengan ATC-40 ........................................ 49

3.5 Pencocokan hasil analisa beban dorong dengan FEMA-356 .................................. 53

BAB IV IMPLEMENTASI PERENCANAAN BERBASIS KINERJA PADA

BANGUNAN BERTINGKAT ..................................................................................... 55

4.1 Pendahuluan .......................................................................................................... 53

4.2 Deskripsi struktur dua dimensi ............................................................................... 55

4.2.1 Portal dua dimensi struktur baja dengan pola beban lateral segitiga ................... 56

4.2.2 Portal dua dimensi struktur baja dengan pola beban lateral merata .................... 59

4.2.3 Portal dua dimensi struktur beton dengan pola beban lateral segitiga ............... 60

4.2.4 Portal dua dimensi struktur beton dengan pola beban lateral merata .................. 62

4.3 Analisa beban dorong pada model yang telah dibuat ............................................. 62

4.4 Konsep kolom kuat dan balok lemah ...................................................................... 67

4.5 Peneparan konsep kolom kuat balok lemah pada struktur dengan bentang panjang

dan kolom tinggi. .................................................................................................... 70

4.5.1 Umum ................................................................................................................ 70

4.5.2 Struktur dengan bentang panjang ....................................................................... 71

4.5.3 Struktur dengan kolom tinggi ............................................................................. 73

4.6 Pengaruh chord rotation pada hasil kurva kapasitas dari analisa beban dorong ...... 77

4.7 Pencocokan analisa beban dorong dengan ATC-40 dan FEMA-356 ...................... 81

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 85

5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 85

5.2 Saran ................................................................................................................. 86

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... xvi

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva Tegangan-Regangan (Gaylord, 1992) .............................................. 6

Gambar 2.2 Detail sambungan bagian tengah kolom dan balok beton sesuai ACI ......... 8

Gambar 2.3 Detail sambungan bagian tepi kolom dan balok beton sesuai ACI .............. 9

Gambar 2.4 Coakan pada profile baja sesuai ketentuan AISC ........................................ 9

Gambar 2.5 Pengaruh Tegangan Material Terhadap Hasil Analisis. ............................. 10

Gambar 2.6 Geometri nonlinear. ................................................................................... 10

Gambar 2.7 Problem gap atau kontak ........................................................................... 11

Gambar 2.8 Mekanisme sendi plastis pada balok dan kolom ........................................ 12

Gambar 2.9 Illustrasi Tingkat Kinerja Stuktur .............................................................. 13

Gambar 2.10 Capacity spectrum superimposed over Response spectra in Traditional and

ADRS Formats .......................................................................................... 16

Gambar 2.11 Parameter data Respons Spektrum Rencana .............................................. 17

Gambar 2.12 Parameter Waktu Getar Fundamental Efektif dari Kurva Pushover .......... 19

Gambar 2.13 Skematik Prosedur Metode Koefisien Perpindahan (FEMA 356). ............ 19

Gambar 2.14 Perilaku Pasca Leleh Sistem Struktur (FEMA 356) ................................... 19

Gambar 2.15 Variasi pola distribusi pembebanan lateral (FEMA 274)........................... 21

Gambar 2.16 Permodelan beban pada analisa statis beban dorong (ATC, 2004) ............ 22

Gambar 2.17 Kurva beban dorong .................................................................................. 22

Gambar 2.18 Denah tipe bangunan a) bangunan beraturan b) bangunan tidak beraturan 24

Gambar 2.19 Mekanisme keruntuhan soft story. ............................................................. 24

Gambar 3.1 Ketentuan untuk momen plastis secara manual. ........................................ 28

Gambar 3.2 Ketentuan untuk momen plastis secara otomatis. ...................................... 29

Gambar 3.3 Momen plastis pada struktur kantilever. .................................................... 29

Gambar 3.4 Model,SFD, dan BMD Balok Kantilver (Example Sap 1-026.A) .............. 30

Gambar 3.5 Model penempatan hinge pada balok. a) model pertama dengan hinge pada

tumpuan balok b) model kedua dengan hinge pada sembarang tempat di

balok c) model ketiga dengan hinge ditempatkan pada ujung balok. d)

model keempat dengan hinge setiap 0,1 bentang ....................................... 31

Gambar 3.6 Grafik perpindahan terhadap momen ........................................................ 33

Gambar 3.7 Data-data kurva keruntuhan momen berdasarkan analisa plastis. .............. 34

Gambar 3.8 Data-data kurva keruntuhan momen berdasarkan ketentuan ATC-40 atau

FEMA-356 untuk balok beton ................................................................... 35

xii

Gambar 3.9 Data-data kurva keruntuhan momen untuk balok baja berdasarkan

ketentuan FEMA-356. ............................................................................... 36

Gambar 3.10 Kurva perbandingan hinge untuk beton dan baja....................................... 37

Gambar 3.11 Kurva perbandingan perpindahan terhadap momen tumpuan. ................... 38

Gambar 3.12 Chord rotation pada balok kantilever dan balok biasa. a) balok kantilever

b) balok biasa ............................................................................................ 39

Gambar 3.13 Permodelan analisa plastis pada hitungan manual. .................................... 40

Gambar 3.14 Momen plastis yang dihasilkan oleh SAP 2000 ........................................ 41

Gambar 3.15 Model struktur portal yang digunakan ....................................................... 43

Gambar 3.16 Keruntuhan akibat beban vertikal. ............................................................. 44

Gambar 3.17 Keruntuhan akibat beban lateral. ............................................................... 44

Gambar 3.18 Keruntuhan akibat beban vertikal dan beban lateral. ................................. 45

Gambar 3.19 Mekanisme perhitungan momen plastis untuk struktur portal ................... 46

Gambar 3.20 Bidang momen pada kondisi plastis untuk struktur portal ........................ 47

Gambar 3.21 Contoh kurva pushover (SAP2000 tutorial 1) ........................................... 49

Gambar 3.22 Peta wilayah gempa 3 ................................................................................ 50

Gambar 3.23 Contoh pengabungan kurva pushover dengan spektrum kapasitas ............ 50

Gambar 3.24 Kurva spektrum standar (ATC-40,1996) ................................................... 51

Gambar 3.25 Kurva spektrum ADRS (ATC-40,1996) .................................................... 52

Gambar 3.26 konversi dari kurva kapasitas menjadi kapasitas spektrum (ATC-40) a)

Capacity curve b) Capacity spectrum ...................................................... 53

Gambar 4.1 Denah struktur untuk struktur baja ............................................................ 55

Gambar 4.2 Denah struktur untuk struktur beton .......................................................... 56

Gambar 4.3 Portal dua dimensi untuk struktur baja ...................................................... 57

Gambar 4.4 Hasil analisa elastis batas keamanan portal model 1 ................................. 58

Gambar 4.5 Hasil analisa elastis batas keamanan portal model 2 ................................. 59

Gambar 4.6 Portal dua dimensi untuk struktur beton .................................................... 60

Gambar 4.7 Hasil analisa elastis batas keamanan portal model 3 ................................. 61

Gambar 4.8 Hasil analisa elastis batas keamanan portal model 4 ................................. 62

Gambar 4.9 Hasil sendi plastis portal model pertama a) step 1 b) step 14 ................... 63

Gambar 4.10 Hasil sendi plastis portal model kedua a) step 1 b) step 12 ........................ 64

Gambar 4.11 Hasil sendi plastis portal model ketiga a) step 1 b) step 12 ....................... 65

Gambar 4.12 Hasil sendi plastis portal model keempat a) step 1 b) step 13 .................... 65

Gambar 4.13 Kurva kapasitas keempat model ................................................................ 66

Gambar 4.14 Hasil analisa elastis batas keamanan portal model 1 (perlemahan)............ 67

xiii

Gambar 4.15 Hasil sendi plastis portal model pertama (perlemahan) a) step 1 b) step 6 68

Gambar 4.16 Hasil analisa elastis batas keamanan portal model 1 (perkuatan) .............. 69

Gambar 4.17 Hasil sendi plastis portal model pertama (perkuatan) a) step 1 b) step 7 ... 69

Gambar 4.18 Kurva kapasitas perbandingan model pertama, perlemahannya, dan

perkuatannya ............................................................................................. 70

Gambar 4.19 Struktur portal dengan bentang panjang .................................................... 71

Gambar 4.20 Hasil batas keamanan berdasarkan analisa elastis linear ........................... 72

Gambar 4.21 Hasil sendi plastis portal dengan bentang panjang a) step 1 b) step 5........ 72

Gambar 4.22 Kurva kapasitas struktur portal dengan bentang panjang (Kg dan M) ....... 73

Gambar 4.23 Model struktur dengan kolom tinggi ......................................................... 74

Gambar 4.24 Hasil batas keamanan berdasarkan analisa elastis linear ........................... 75

Gambar 4.25 Hasil sendi plastis portal dengan kolom tinggi a) step 2 b) step 10 ........... 75

Gambar 4.26 Kurva kapasitas struktur portal dengan kolom tinggi (Kg dan M) ............. 76

Gambar 4.27 Kurva kapasitas perbandingan balok bentang panjang dan kolom tinggi .. 76

Gambar 4.28 Model struktur yang digunakan ................................................................. 77

Gambar 4.29 Hasil batas keamanan berdasarkan analisa elastis linear ........................... 78

Gambar 4.30 Hasil sendi plastis portal a) step 1 b) step 11 ............................................. 78

Gambar 4.31 Kurva kapasitas struktur portal (Kg dan M) .............................................. 79

Gambar 4.32 Kurva kapasitas struktur portal yang dimodifikasi (Kg dan M) ................. 80

Gambar 4.33 Sudut putar sendi terhadap momen yang dihasilkan .................................. 80

Gambar 4.34 Kurva kapasitas struktur portal pada kasus pertama (Kg dan M) .............. 81

Gambar 4.35 Metode pencocokan secara ATC-40 untuk kasus pertama ........................ 82

Gambar 4.36 Kurva kapasitas struktur portal pada kasus keempat (Kg dan M) .............. 82

Gambar 4.37 Metode pencocokan secara ATC-40 untuk kasus keempat ........................ 83

Gambar 4.38 Perencanaan berbasis kinerja untuk kasus keempat ................................... 84

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Perpindahan terhadap momen tumpuan hinge pada balok kantilever ........... 32

Tabel 3.2 Perbandingan perpindahan terhadap momen tumpuan berdasarkan ketentuan

analisa plastis, balok beton dan balok baja................................................... 37

Tabel 4.1 Perbandingan target perpindahan dari beberapa ketentuan yang berlaku ..... 83