evaluasi perilaku seismik gedung solo center point dengan metode
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id EVALUASI PERILAKU SEISMIK GEDUNG SOLO CENTER POINT DENGAN METODE ANALISIS PUSHOVER MENGGUNAKAN PROGRAM ETABS V 9.50 Evaluation Seismic of Building Solo Center Point With Pushover Analysis Using ETABS V 9.50 Program SKRIPSI Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta oleh : BAGUS HENDRI SETYAWAN I 0109015 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2013 i perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user ii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id MOTTO Kesalahan Lebih Berarti Dibanding Tidak Melakukan Apapun Jika Kita Ingin Memperbaikinya Pantang Menyerah, Pantang Mengeluh, Pantang Putus Asa, Pantang Sakit Hati, Pantang Diam Jangan Bilang Tidak Bisa Kalau Belum Mencoba Kerjakan Dengan Sepenuh Hati Maka Akan Terasa Mudah Cintai, Pahami, Kerjakan ! ! Ambil Kesempatan Yang Ada, Kerjakan, Takhlukkan, Nikmati Hasilnya commit to user iv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PERSEMBAHAN Skripsi ini saya persembahkan sebagai ucapan terima kasih juga kepada : 1. Allah SWT, Syukur Alhamdulillah segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT. 2. Ibu dan Bapak yang selalu mendoakan saya, mendukung, dan mendidik saya selama ini. 3. Pejabat Jurusan Teknik Sipil ( Ir. Bambang Santosa MT, Wibowo ST DEA, Widi Hartono ST MT, Ir. Djoko Sarwono MT) yang telah membantu sosialisasi selama perkulihan sehingga lulus tepat waktu. 4. Edy Purwanto, ST., MT dan Wibowo, ST., DEA selaku pembimbing skripsi saya yang selalu memberikan Bimbingan kepada saya dan Bapak/Ibu Penguji skripsi saya terima kasih atas saran dan masukan beliau. 5. Bapak Ir. Agus Sumarsono, MT selaku pembimbing Akademik saya, terima kasih telah membimbing saya dengan tekun selama konsultasi Mata Kuliah dan curhatan hati dalam perkulihan 6. Tim badminton dosen (pak bambang, pak agus s., pak slamet, pak J B Sunardi, pak pardi, pak wibowo, pak djum) terima kasih telah memberi latihan yang keras dan lapangan yang gratis. 7. Orang Tua Dian Ayu Angling Sari yang telah menyediakan tempat dan makanan untuk mengerjakan skripsi. 8. Kakak tingkat saya (mas kunto, mas Adhit, mas Bahtiar, mas Yoga, mas Avri, mas Andi R.) yang telah membantu dan konsultasi mengenai Program 9. Ismailah Nur Elliza dan Dian Ayu Angling Sari teman seperjuangan saya dan yang memberi semangat saya setiap hari, mohon maaf kalo saya punya salah dan sering gombali kalian berdua, iya begilah sifatkua haraf maklum, hehehe. Semoga menjadi kenangan yang tak terlupakan sepanjang hidup ini. 10. Seluruh Mahasiswa Sipil 2009 yang telah memberikan kenangan, cerita, canda dan tawa. 11. Segenap Pengurus CES (Petrich, Ade, Adit, Satya) dan pembina CES (pak edy) terima kasih banyak atas bimbingannya dan proyeknya commit to user v perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 12. Pengurus HMS periode 2012/2013 khususnya bidang Akademis dan Penalaran (Aam, festy, purwadi, edy, rochim, sri, erlita, dwiky, fachrudin, azmi, yosephina) terima kasih banyak atas bantuannya di AP HMS FT UNS 13. Teman – teman KP (Festy, Alty, Wanda) terima kasih atas kerjasamanya 14. Keluarga Sapuk (Rizal, Adhe, ade, petrich, aam, sadu, oscar, ryan, fery, indra) terima kasih atas jalan-jalanya keliling pulau jawa 15. Kontrakan 2009 (maman, ade, adhe, jisung, andi, ariza, bahreisi, deni, dhiky, eko, fery, galih, hana, hapsara, indra, juju, lutfi, syakur, nanang, mahardika, afaza, aam, salman, febri, T-jon, toni, rizky, sadu, dll) terima kasih banyak telah membuat kepala dingin, enjoy dan have fun dech...... 16. Tim badminton 09 (liza, revy, tutut, nadya, eir, raras, petrich, adit, zaenal, febri, ade, adhe, maman, purwadi, eko s, aam, fery, agri, egar, sadu, dll) terima kasih atas kerjasamanya sehingga lumayan bagus badanQ sekarang 17. Tim penikmat makanan resto (ayu, liza, eir, revy, nisa, pasca, dea, tutut, tyo, kinanthi, ade, petrich, adhe, rizal, zaenal, febri, indra, fido, wanda) terima kasih atas jamuannya ya selama ini. 18. Teman – teman kost Apartemen 38 (mas habib, mas himawan, mas deni, mas lukman, yayan, adhit, dauz, wahyu, adli, rizka, wisnu, alpan, andre, bram) terima kasih banyak ya candaannya, mohon maaf kalo saya keterlaluan hehehe 19. Istri dan anak-anakku nanti yang masih dimasa depan, ini bapakmu lagi berjuang memperoleh gelar ST, semoga ilmu yang bapak terima bisa berguna bagi kita nanti dan bangsa serta negara, amin. commit to user vi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSTRAK Bagus Hendri Setyawan, 2013. Evaluasi Perilaku Seismik Gedung Solo Center Point Dengan Metode Analisis Pushover Menggunakan Program Etabs V 9.50. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Indonesia sering sekali diguncang gempa bumi karena berada di wilayah jalur gempa pasifik dan jalur gempa asia. Bencana gempa menyebabkan terjadi kerusakan struktur bangunan. Saat terjadi gempa, diharapkan bangunan mampu menerima gaya gempa pada level tertentu tanpa terjadi kerusakan yang signifikan pada strukturnya atau apabila struktur bangunan harus mengalami keruntuhan mampu memberikan perilaku nonlinear pada kondisi pasca-elastik sehingga tingkat keamanaan bangunan terhadap gempa dan keselamatan jiwa penghuninya lebih terjamin. Re-evaluasi kinerja seismik terhadap struktur bangunan, merupakan hal penting sebagai bagian langkah konkret dalam penanggulangan dampak dari bencana gempa. Evaluasi kinerja dapat dilakukan dengan analisis static nonlinier pushover yang mengacu pada ATC-40 & FEMA. Berdasarkan latar belakang tersebut, dilakukan penelitian Evaluasi Perilaku Seismik Gedung Dengan Metode Analisis Pushover. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kinerja gedung berdasarkan mekanisme terbentuknya sendi plastis pada balok kolom serta hubungan base shear dengan displacement pada kurva pushover dan kurva seismic demand. Metode yang digunakan adalah analisis statik nonlinier pushover dengan menggunakan program ETABS. Kesimpulan dari penelitian menunjukkan bahwa gaya geser dari evaluasi pushover pada arah x sebesar 2571.21 ton. Nilai displacement adalah 0,306 m. Displacement pada gedung tidak melampaui displacement maksimal, sehingga gedung aman terhadap gempa rencana. Maksimum total drift adalah 0,0038 m, Sehingga gedung termasuk dalam level kinerja Immediate Occupancy (IO). Kata kunci : pushover , spektrum kapasitas, sendi plastis commit to user vii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id ABSRACT Bagus Hendri Setyawan, 2013. Evaluation Seismic of Building Solo Center Point With Pushover Analysis Using ETABS V 9.50 Program. Final task of Civil Engineering Departement of Engineering Faculty of Sebelas Maret University, Surakarta Indonesia often rocked by earthquakes because it is located in the seismic lines and point earthquake asia pacific. The earthquake caused structural damage to buildings. When an earthquake happens, the building is expected to be able to accept a certain level of earthquake force without significant damage to the structure or if the collapsing structures must be able to give non-linear behavior in the post-elastic so that the level seismic safety buildings against earthquakes and safety of its inhabitant’s lives more secure. Re-evaluation of the seismic performance of the building structure, it is important as part of concrete steps in the response to the impact of the earthquake disaster. Performance evaluation can be performed with a nonlinear static pushover analysis which refers to the ATC40 & FEMA. Based on this background, research on the Evaluation Seismic of building with Pushover Analysis. The aims of this study is to determine the performance of buildings based on the mechanism of formation plastic hinge at the beam column and the relationship with the base shear displacement pushover curve and the curve on the seismic demand. The method used is a nonlinear static pushover analysis using ETABS program. The results showed that the shear force of the x-direction pushover evaluation of 2571.21 ton. Displacement value is 0,306 m. Displacement on the building does not exceed the maximum displacement, so that the building is safe against earthquake plan. Maximum total drift is 0,0038 m, so the buildings included in the Immediate Occupancy performance levels (IO). Key words: pushover, spectrum capacity, plastic joint commit to user viii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi. Penyusunan skripsi sebagai salah satu syarat meraih gelar sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta, dengan judul “Evaluasi Perilaku Seismik Gedung Solo Center Point Dengan Metode Analisis Pushover Menggunakan Program Etabs V 9.50” Pada penyusunan skripsi, penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik fasilitas, bimbingan maupun kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Edy Purwanto, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing I. 3. Wibowo, ST, DEA, selaku Dosen Pembimbing II. 4. Achmad Basuki, ST, MT dan Setiono, ST, MSc, selaku Dosen Penguji skripsi 5. Ir. Agus Sumarsono, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Lisa dan Ayu selaku teman skripsi 7. Teman-teman teknik sipil 2009. 8. Semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penyusunan skripsi ini. Akhir kata penyusun berharap agar Skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Surakarta, 22 Februari 2013 Penulis commit to user ix perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL........................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii MOTTO ........................................................................................................... iv PERSEMBAHAN ............................................................................................ v ABSTRAK ....................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii DAFTAR ISI .................................................................................................... ix DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ixv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvi DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ................................................................ xvii BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 6 1.3 Batasan Masalah......................................................................................... 6 1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 7 BAB 2 LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ..................... 9 2.1 Konsep Dasar Mekanisme Gempa ............................................................. 9 2.1.1 Proses Gempa ................................................................................... 9 2.1.2 Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa ...... 11 2.1.2.1 Faktor Keutamaan............................................................... 11 2.1.2.2 Koefisien Modifikasi Respon ............................................. 14 2.1.2.3 Wilayah Gempa .................................................................. 15 2.1.2.4 Jenis Tanah Setempat ......................................................... 18 2.1.2.5 Kategori Desai Gempa (KDG) ........................................... 19 2.1.2.6 Waktu Getar Alami ............................................................. 21 2.1.2.7 Arah Pembebanan Gempa .................................................. commit to user 2.2 Gaya Statik ................................................................................................. 22 x 23 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.2.1 Analisis Gaya ................................................................................... 23 2.2.2 Analisis Gaya Gravitasi ................................................................... 24 2.3 Analisis Respons Struktur .......................................................................... 26 2.3.1 Sendi Plastis ..................................................................................... 27 2.4 Pushover Analisis Dengan Metode Capacity Spectrum ........................... 29 2.4.1 Kurva Kapasitas .............................................................................. 29 2.4.2 Demand Spectrum ........................................................................... 31 2.4.3 Performance Point .......................................................................... 35 2.5 Kriteria Struktur Tahan Gempa ................................................................. 36 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 39 3.1 Data Struktur Gedung ............................................................................... 39 3.2 Tahapan Analisis ....................................................................................... 41 3.2.1 Studi Literatur .............................................................................. 41 3.2.2 Pengumpulan data........................................................................ 41 3.2.3 Pemodelan 3D.............................................................................. 42 3.2.4 Perhitungan Pembebanan ............................................................ 42 3.2.5 Analisa Respon Spektrum ........................................................... 43 3.2.6 Perhitungan Beban Gempa .......................................................... 43 3.2.7 Penentuan Sendi Plastis ............................................................... 45 3.2.8 Analisis Pembebanan Nonlinier Pushover .................................. 45 3.2.9 Analisis Kinerja Struktur Dari Hasil Analisis Pushover ............. 46 3.2.10 Pembahasan Hasil Analisis Pushover Dari Program ETABS V 9.5 ............................................................................................... 46 BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN .................................................. 49 4.1 Perhitungan Berat Sendiri Bangunan ........................................................ 49 4.1.1 Data Struktur Bangunan Gedung .................................................... 56 4.1.2 Beban Pada Gedung ........................................................................ 57 4.1.3 Perhitungan Pembebanan Pada Struktur ......................................... 57 4.1.4 Peritungan Beban Mati Diluar Berat Sendiri Per m2 ...................... 61 4.2 Perhitungan Beban Akibat Tekanan Tanah Pasif...................................... commit toPada userDinding Penahan Tanah..... 4.2.1 Tekanan Tanah Arah Horisontal 62 xi 62 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.2.2 Tekanan ke Atas (Uplift) Pada Lantai dan Pondasi ........................ 64 4.3 Analisis Statik Ekivalen ............................................................................. 64 4.3.1 Perhitungan Gaya Geser Nominal.................................................... 67 4.4 Pemodelan Gedung Pada Etabs V 9.50 ...................................................... 71 4.5 Hasil Analisis Pushover ............................................................................. 72 4.5.1 Kurva Kapasitas .............................................................................. 72 4.5.2 Kurva Kapasitas Spektrum............................................................... 72 4.6 Pembahasan ................................................................................................ 73 4.7 Analisis Statik Ekivalen ............................................................................. 73 4.7.1 Perhitungan Periode Getar Pada Wilayah Gempa 3 (SNI 02-1726-2002) ........................................................................ 73 4.7.2 Perhitungan Gaya Geser Nominal.................................................... 75 4.8 Hasil Analisis Pushover ............................................................................. 77 4.8.1 Kurva Kapasitas ............................................................................... 77 4.8.2 Kurva Kapasitas Spektrum............................................................... 78 4.9 Pembahasan ................................................................................................ 78 4.10 Perhitungan Performance Point Menurut ATC-40 Dalam Format ADRS ...................................................................................................... 80 4.10.1 Perhitungan Kurva Kapasitas Menjadi Kurva Spektrum ............... 80 4.10.2 Demand Spectrum .......................................................................... 84 4.10.3 Menentukan Nilai ay dan dy .......................................................... 85 4.10.4 Persamaan Garis Linier Pada Kurva Kapasitas ............................. 86 4.10.5 Perhitungan Demand Spektrum Baru ............................................ 87 4.10.6 Performa Level ............................................................................... 90 4.11 Skema Distribusi Sendi Plastis ................................................................ 91 4.12 Perbandingan Kinerja Gedung Arah X Menurut ATC 40 Berdasarkan Metode Time History, Respon Spektrum, dan Pushover .......................... 97 4.13 Perbandingan Displacement Berdasarkan Metode Time History, Respon Spektrum, dan Pushover ........................................................................... 98 4.14 Perbandingan Base Shear Berdasarkan Metode Time History, Respon Spektrum, dan Pushover ........................................................................... 99 4.15 Perilaku Gedung Solo Center Point ......................................................... 100 commit to user xii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 101 5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 101 5.2 Saran ........................................................................................................... 102 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 103 commit to user xiii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban gempa.............................................................................................. 11 Tabel 2.2 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan ........................................................................................................ 14 Tabel 2.3 Parameter daktilitas struktur gedung............................................... 14 Tabel 2.4 Kooefisien Lokasi (Fv) Untuk Menentukan Nilai S1 ..................... 17 Tabel 2.5 Kooefisien Lokasi (Fa) Untuk Menentukan Nilai Ss ...................... 17 Tabel 2.6 Jenis-Jenis Tanah Berdasar RSNI 1726-2010................................. 19 Tabel 2.7 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda Pendek. .............................................................................. 20 Tabel 2.8 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda 1,0 detik. ............................................................................ 20 Tabel 2.9 Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan ............... 20 Tabel 2.10 Koefisien ζ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung ............................................................................. 22 Tabel 2.11 Berat Sendiri Bahan Bangunan ..................................................... 24 Tabel 2.12 Berat Sendiri Komponen Gedung ................................................. 24 Tabel 2.13 Beban Hidup Pada Lantai Gedung ................................................ 25 Tabel 2.14 Value For Damping Modification Factor K. .............................. 34 Tabel 2.15 Minimum Allowable SRA and SRV Value...................................... 34 Tabel 2.16 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40 .................................... 37 Tabel 2.17 Batasan Tipe bangunan pada Capacity Spectrum Method ............ 38 Tabel 3.1 Deskripsi Gedung............................................................................ 39 Tabel 4.1 Konfigurasi Gedung ........................................................................ 51 Tabel 4.2 Mutu Beton Gedung Solo Center Point .......................................... 52 Tabel 4.3 Tipe Balok ....................................................................................... 54 Tabel 4.4 Tipe Kolom ..................................................................................... 55 Tabel 4.5 Beban Mati Lantai Basement 2 ....................................................... 57 Tabel 4.6 Beban Mati Tambahan Pada Pelat Lantai Basement 2. .................. 57 Tabel 4.7 Beban Mati Lantai Dasar ................................................................ commit to user Tabel 4.8 Beban Mati Tambahan Pada Pelat Lantai Dasar............................. 58 xiv 58 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.9 Beban Mati Lantai 1........................................................................ 59 Tabel 4.10 Beban Mati Tambahan Pada Pelat Lantai 1 .................................. 59 Tabel 4.11 Berat Struktur Perlantai ................................................................. 60 Tabel 4.12 Beban Mati Diluar Berat Sendiri .................................................. 61 Tabel 4.13 Data Tanah yang Digunakan Untuk Desain .................................. 62 Tabel 4.14 Distribusi Beban Lateral Tiap Lantai ............................................ 69 Tabel 4.15 Beban Lateral Searah Sumbu X dan Y ......................................... 70 Tabel 4.16 Distribusi Beban Lateral Tiap Lantai ............................................ 76 Tabel 4.17 Nilai Performance Point ............................................................. 79 Tabel 4.18 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40 ................................... 79 Tabel 4.19 Nilai Displacement Tiap Lantai .................................................. 80 Tabel 4.20 Faktor α dan MPF ....................................................................... 81 Tabel 4.21 Perhitungan Kurva Kapasitas Dalam Format ADRS .................. 82 Tabel 4.22 Tingkat Kerusakan Struktur Akibat Terbentuknya Sendi Plastis 96 Tabel 4.23 Tabel Kinerja Gedung Arah X menurut ATC-40 Metode Time History ....................................................................................... 97 Tabel 4.24 Tabel Kinerja Gedung Arah X menurut ATC-40 Metode Respon Spektrum ....................................................................... 97 Tabel 4.25 Tabel Kinerja Gedung Arah X menurut ATC-40 Metode Pushover 97 Tabel 4.26 Tabel Displacement Arah X menurut Metode Time History, Respon Spektrum, dan Pushover ............................................... 98 Tabel 4.27 Kontrol base shear arah X menurut Metode Time History, Respon Spektrum, dan Pushover ............................................... Tabel 5.1 Perbandingan perfomance point hasil ETABS dengan prosedur A commit to user xv 99 97 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Peta Tektonik dan Sesar Aktif di Indonesia ............................ 1 Gambar 1.2 Kerusakan Bangunan Akibat Gempa ...................................... 2 Gambar 1.3 Data episenter gempa utama di Indonesia dan sekitarnya untuk magnituda M ≥ 5.0 yang dikumpulkan dari berbagai sumber dalam rentang waktu tahun 1900-2009 .............................................. 4 Gambar 1.4 Tampak Solo Center Point ...................................................... 5 Gambar 2.1 Skema pergerakan permukaan tanah ....................................... 9 Gambar 2.2 Skema pergeseran/benturan antar plat tektonik ...................... 10 Gambar 2.3 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk S1 .................. 16 Gambar 2.4 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk SS .................. 16 Gambar 2.5 Desain Respons struktur .......................................................... 18 Gambar 2.6 Respons struktur ...................................................................... 27 Gambar 2.7 Posisi sumbu lokal balok struktur pada program ETABS V 9.50 22 Gambar 2.8 Posisi sumbu lokal kolom struktur pada program ETABS V 9.50 23 Gambar 2.9 Sendi plastis yang terjadi pada balok dan kolom .................... 29 Gambar 2.10 Ilustrasi Pushover dan Capacity Curve ................................. 30 Gambar 2.11 Modifikasi Capacity Curve menjadi Capacity Spectrum ...... 31 Gambar 2.12 Perubahan format respons percepatan menjadi ADRS ......... 32 Gambar 2.13 Reduksi Respon Spektrum .................................................... 33 Gambar 2.14 Reduksi Respon Spectrum Elastic menjadi Demand Spectrum 33 Gambar 2.15 Penentuan Performance Point ............................................... 35 Gambar 2.16 Kurva kriteria kinerja ............................................................ 36 Gambar 2.17 Ilustrasi keruntuhan gedung .................................................. 37 Gambar 3.1 Tampak Solo Center Point ...................................................... 40 Gambar 3.2 Denah Solo Center Point ......................................................... 40 Gambar 3.3 Sistem koordinat yang digunakan dalam program ETABS .... 37 Gambar 3.4 Diagram alir analisis Pushover ................................................ 48 Gambar 4.1 Tampak Samping Kiri Solo Center Point ................................ 49 Gambar 4.2 Tampak Depan Solo Center Point ........................................... 50 Gambar 4.3 Data tanah ................................................................................ commit to user Gambar 4.4 Beban tekanan tanah ................................................................ 63 xvi 63 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 4.5 Beban uplift ............................................................................. 64 Gambar 4.6 Respons Spectra Gedung Solo Center Point ........................... 67 Gambar 4.7 Tampak 3D Pemodelan Gedung Solo Center Point menggunakan etabs V 9.5 .............................................................................. 71 Gambar 4.8 Tampak 2D Pemodelan Gedung Solo Center Point menggunakan etabs V 9.5 .............................................................................. 71 Gambar 4.9 Kurva kapasitas ....................................................................... 72 Gambar 4.10 Kurva kapasitas spektrum...................................................... 72 Gambar 4.11 Kurva Demand Spektrum Wilayah Gempa 3 ........................ 74 Gambar 4.12 Kurva kapasitas ..................................................................... 77 Gambar 4.13 Kurva kapasitas spektrum...................................................... 78 Gambar 4.14 Kurva kapasitas spektrum...................................................... 83 Gambar 4.15 Kurva demand spektrum........................................................ 85 Gambar 4.16 Penggabungan antara Kurva Kapasitas Spektrum dan Demand Spektrum ............................................................................... 85 Gambar 4.17 Garis bantu untuk menentukan nilai dy dan ay ..................... 86 Gambar 4.18 Persamaan garis ..................................................................... 87 Gambar 4.19 Performa poin ........................................................................ 90 Gambar 4.20 Gambar portal as-B sendi plastis step 0 ................................ 91 Gambar 4.21 Gambar 3D sendi plastis step 0 ............................................. 93 Gambar 4.22 Gambar portal as B sendi plastis step 1 ................................. 93 Gambar 4.23 Gambar portal as B sendi plastis step 2 ................................. 94 Gambar 4.24 Gambar portal as 9 sendi plastis step 9 ................................. 95 commit to user xvii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Displacement tiap lantai Lampiran B Tabel hasil analisis pushover Lampiran B Perhitungan pembebanan pada struktur Lampiran D Langkah ETABS V 9.50 Lampiran E Surat-surat commit to user xviii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL B = Panjang gedung pada arah gempa yang ditinjau (m) Ca = Koefisien akselerasi Cv = Faktor respons gempa vertikal C = Faktor respons gempa dari spektrum respons Ct = Koefisien pendekatan waktu getar alamiah untuk gedung beton bertulang menurut UBC 97 CP = Collapse Pervention Dt = Displacement total D1 = Displacement pertama e = Eksentrisitas antara pusat masa lantai dan pusat rotasi ed = Eksentrisitas rencana f’c = Kuat tekan beton Fi = Beban gempa nominal statik ekuivalen (ton) fy = Mutu baja fys = Mutu tulangan geser/sengkang Hn = Tinggi gedung I = Faktor keutamaan IO = Immediate Occupancy k = Kekakuan struktur LS = Life Safety m = Massa gedung M = Momen Mn = Momen nominal M3 = Momen pada sumbu 3 n = Jumlah tingkat N = Nomor lantai tingkat paling atas PMM = Hubungan gaya aksial dengan momen (diagram interaksi P-M) R = Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang bersangkutan T commit to user = Waktu getar gedung pada arah yang ditinjau (dt) xix perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Teff = Waktu getar gedung effektif (dt) T1 = Waktu getar alami fundamental (dt) V = Gaya geser dasar (ton) Vi = Gaya geser dasar nominal (ton) Vn = Gaya geser gempa rencana (ton) V2 = Gaya geser pada sumbu 2 (ton) Wi = Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (ton) Wt = Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai (ton) Zi = Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral (m) βeff = Indeks kepercayaan effektif sdof = Displacement SDOF roof = Displacement atap θ yield = Rotasi pada saat leleh ζ = Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung, bergantung pada wilayah gempa commit to user xx perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Menurut Badan Meteorogi, Klimatologi dan Geofisika Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi di dalam bumi secara tiba-tiba yang ditandai dengan patahnya lapisan batuan pada kerak bumi. Akumulasi energi penyebab terjadinya gempa bumi dihasilkan dari pergerakan lempeng-lempeng tektonik. Energi yang dihasilkan dipancarkan kesegala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi. Indonesia sering sekali diguncang gempa bumi karena berada di wilayah jalur gempa pasifik (Circum Pasific Earthquake Belt) dan jalur gempa asia (Trans Asiatic Earthquake Belt) Gambar 1.1 Peta Tektonik dan Sesar Aktif di Indonesia Sumber : Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 commit to user 1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2 Letak geografis Indonesia yang sedemikian rupa sehingga Indonesia sering sekali terjadi gempa-gempa besar seperti peristiwa tahun 2004 lalu terjadi gempa di Aceh / Samudera Hindia (9,1-9,3 SR), Gempa Nias tahun 2005 (8,7 SR), Gempa Yogyakarta tahun 2006 (6,2 SR), Gempa Tasikmalaya 2006 (7,7 SR). Gempa Padang 2009 (7,6 SR), Dan Gempa Mentawai / Sumatra Barat 2010 (7,2 SR), serta masih banyak gempa lainnya namun kekuatan gempa lebih kecil dari data diatas. Gambar 1.2 Kerusakan Bangunan Akibat Gempa. Sumber : http://www.bmkg.go.id/bmkg_pusat/Geofisika/gempabumi.bmkg kekuatan besar di daerah Nanggroe Aceh Darussalam tahun 2004 dan sampai menimbulkan Tsunami, pada tahun 2005 terjadi di Nias, pada tahun 2006 terjadi di daerah Yogyakarta, pada tahun 2006 terjadi di Tasikmalaya, pada tahun 2009 di Padang, dan pada tahun 2010 terjadi di Mentawai yang banyak menimbulkan kerusakan fatal pada bangunan dengan berbagai macam pola keruntuhan. Hal ini menegaskan pentingnya tinjauan beban gempa rencana dalam perencanaan desain struktur sebagai antisipasi apabila terjadi gempa dengan skala besar. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3 Saat terjadi gempa, diharapkan bangunan mampu menerima gaya gempa pada level tertentu tanpa terjadi kerusakan yang signifikan pada strukturnya atau apabila struktur bangunan harus mengalami keruntuhan (disebabkan beban gempa melebihi beban gempa rencana), mampu memberikan perilaku nonlinear pada kondisi pasca-elastik sehingga tingkat keamanaan bangunan terhadap gempa dan keselamatan jiwa penghuninya lebih terjamin. Desain struktur bangunan merupakan perencanaan bangunan yang melalui berbagai tahapan perhitungan dengan mempertimbangkan berbagai variabelnya sehingga didapatkan produk yang berdaya guna sesuai fungsinya. Suatu perencanaan struktur disamping meninjau aspek struktural juga meninjau aspek ekonomi dan estetika. Desain struktural merupakan hal yang terpenting dari suatu perencanaan bangunan sebab menentukan apakah suatu bangunan dengan rancangan tertentu mampu berdiri atau tidak. Rencana pembebanan merupakan data utama sebagai informasi untuk perencanaan elemen struktural seperti beban mati, beban hidup, beban angin, beban mekanikal elektrikal, dan beban gempa. Re-evaluasi kinerja seismik terhadap struktur bangunan, merupakan hal penting sebagai bagian langkah konkret dalam penanggulangan dampak dari bencana gempa. Potensi runtuhnya struktur akan membahayakan keselamatan dari penghuni atau pemakai struktur tersebut. Oleh karena itu para insinyur dituntut mendesain struktur dengan kemampuan tahan gempa. Desain gedung tahan gempa haruslah memperhatikan kriteria-kriteria dan peraturan sesuai ketentuan yang berlaku. Pada gambar dibawah ini digambarkan seringnya gempa yang terjadi di wilayah Indonesia. Akibat adanya potensi gempa yang tinggi, maka penentuan desain struktur yang tepat sangat penting. Gambar ini menggambarkan intensitas gempa yang terjadi di Indonesia yang sesuai dengan tempat kejadian dan besarnya gempa. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4 Gambar 1.3 Data episenter gempa utama di Indonesia dan sekitarnya untuk magnituda M ≥ 5.0 yang dikumpulkan dari berbagai sumber dalam rentang waktu tahun 1900-2009. Sumber : Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 Daerah Solo dekat sekali dengan pusat – pusat gempa yang terjadi dalam beberapa tahun belakangan ini. Dalam menganalisis struktur bangunan gedung tahan gempa metode yang digunakan adalah Performance Based Earthquake Engineering (PBEE). PBEE terbagi menjadi dua, yaitu Performance Based Seismic Design (PBSD) dan Performance Based Seismic Evaluation (PBSE). Evaluasi pada PBSD salah satunya adalah dengan analisis nonlinier pushover. Wiryanto Dewobroto (2006) menyatakan pushover analysis adalah suatu analisis statik nonlinier dimana pengaruh gempa rencana terhadap struktur bangunan gedung dianggap sebagai beban-beban statik yang menangkap pada pusat massa masingmasing lantai, yang nilainya ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan yang menyebabakan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur bangunan gedung, kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk pasca-elastik yang besar sampai mencapai kondisi commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 5 elastik. Kemudian disusul pelelehan (sendi plastis) dilokasi yang lain distruktur tersebut. Perkembangan teknologi sangat membantu civil engineer dalam perencanaan dan analisis terhadap kinerja suatu struktur bangunan. Tersedianya program SAP 2000 dan ETABS mampu menyederhanakan persoalan dalam bentuk pemodelan yang sebelumnya sangat kompleks apabila dikerjakan secara konvensional. Oleh sebab itu penulis melakukan penelitian evaluasi kinerja seismik bangunan gedung dengan analisis pushover menggunakan bantuan program ETABS V 9.50 yang kemudian mengkaji dan membahas output yang dihasilkan program tersebut. Judul yang penulis pilih sebagai judul Tugas Akhir ini adalah “Evaluasi Perilaku Seismik Gedung Solo Center Point Dengan Metode Analisis Pushover Menggunakan Program Etabs V 9.50”. Adapun alasan pemilihan judul tersebut di atas adalah karena pembahasan dalam tugas akhir ini bertujuan untuk mengetahui hasil analisa pushover dari gedung Solo Center Point yang berlokasi di Solo. Solo Center Point merupakan gedung tertinggi kedua yang dibangun di daerah kota Surakarta setelah solo paragon. Gambar 1.4 Tampak Solo Center Point Sumber : http://www.google.com/solo-center-point-modern-and-cultural.html commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 6 Solo Center Point Terletak di Jalan Slamet Riyadi dengan luas tanah 34 ribu meter persegi dengan kapasitas 19 lantai diatas 2 basement , Solo Center Point akan mengintegrasikan 51 unit pertokoan di lantai 2, 8 unit Ruko di lantai 3, 14 unit perkantoran di lantai 3, 210 unit condotel di lantai 6-16 dan 105 unit apartemen di lantai 17-19 sehingga total keseluruhan terdapat 388 unit. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis mencoba untuk mendesain struktur yang merupakan substansi dari suatu perencanaan bangunan untuk menentukan performa suatu bangunan. Rencana pembebanan merupakan data utama sebagai informasi untuk perencanaan elemen struktural seperti beban mati, beban hidup, beban angin, beban mekanikal elektrikal, dan beban gempa. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah yang dapat digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana perbandingan nilai performance point struktur gedung yang ditinjau dengan menggunakan program ETABS V. 9.50 dengan prosedur A analisis pushover Menurut ATC 40? 2. Bagaimana pola keruntuhan gedung setelah dianalisis dengan pushover ? 3. Apakah hasil analisis pushover menunjukkan bahwa struktur gedung mampu berperilaku linear menjadi nonlinear saat terjadi keruntuhan ? 1.3 Batasan Masalah Dalam analisis pushover ini permasalahan dibatasi pada segi teknik sipil saja, yaitu berupa perencanaan konfigurasi struktur yang digunakan, pembebanan yang terjadi, pemodelan struktur, dan analisa struktur. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 7 Dengan batasan masalah sebagai berikut : 1. Struktur gedung yang berfungsi sebagai petokoan dan hunian, dengan ketinggian 19 lantai, 2 lantai basement dengan dinding geser. 2. Struktur gedung merupakan gedung beton bertulang yang tidak beraturan, struktur daktail penuh, terletak di kota Surakarta dengan wilayah gempa 3, tanah sedang. 3. Struktur yang digunakan adalah struktur beton, meliputi : a. Struktur portal beton bertulang. b. Pelat lantai beton bertulang. c. Komponen non struktural seperti lift dan tangga. d. Dinding geser. 4. Pembebanan gedung meliputi : a. Beban mati ( berupa berat sendiri stuktur ). b. Beban hidup ( berupa beban akibat fungsi bangunan ). c. Beban lateral ( berupa beban gempa sesuai dengan RSNI 1726-2010, SNI 031726-2002, dan Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Gedung). d. Peraturan pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1727- 1989. 5. Kriteria kinerja menggunakan ATC-40. 6. Perilaku struktur dianalisis dengan menggunakan metode pushover dengan bantuan program ETABS V 9.50. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari dalam penelitian ini adalah : 1. Menentukan kriteria kinerja seismik struktur Gedung Solo Center Point dari hasil nilai performance point menggunakan kriteria kinerja ATC-40. 2. Mengetahui pola keruntuhan bangunan sehingga dapat diketahui joint-joint yang mengalami kerusakan dan mengalami kehancuran. 3. Memperlihatkan skema kelelehan (distribusi sendi plastis) yang terjadi dari hasil perhitungan program ETABS V. 9.50 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 8 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah : 1. Mengembangkan pengetahuan mengenai penggunaan software ETABS v 9.5 khususnya dalam desain struktur beton portal 3 dimensi. 2. Mengetahui pengaruh kekuatan gempa bumi yang diberikan terhadap gedung. 3. Penelitian ini memberi manfaat terhadap ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang teknik sipil. 4. Memberikan pemahaman tentang analisis gempa statik pushover. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 2 LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Konsep Dasar Mekanisme Gempa 2.1.1 Proses Gempa Gempa bumi adalah pelepasan energi pada muka bumi, merambat melalui permukaan tanah. Terjadinya gempa bumi disebabkan oleh benturan/gesekan antara plat tektonik ( lempeng bumi ). Lempeng samudera yang rapat massanya lebih besar bertumbukkan dengan lempeng benua di zona tumbukan ( subduksi ) akan menyusup ke bawah. Gerakan lempeng itu akan mengalami perlambatan akibat gesekan dari selubung bumi. Perlambatan gerak itu menyebabkan penumpukkan energi di zona subduksi dan zona patahan. Akibatnya zona-zona itu terjadi tekanan, tarikan dan geseran. Pada batas elastisitas lempeng terlampui maka terjadilah patahan batuan yang diikuti oleh lepasnya energi secara tiba-tiba. Proses ini menimbulkan getaran partikel ke segala arah yang disebut gelombang gempa. Pergeseran/benturan antar plat tektonik menyebabkan plat tektonik bergerak. Pergerakan plat tektonik mengakibatkan permukaan tanah bergeser, sebagaimana pada gambar 2.1. Gambar 2.1 Skema pergerakan commit to userpermukaan tanah. Sumber : WordPress.com, Blogs mengenai : Dongeng Geologi. 9 10 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Mekanisme pergeseran/benturan antar plat tektonik adalah sebagai berikut : 1. Subduction, yaitu plat tektonik yang satu membelok ke bawah, sedangkan plat tektonik yang lainnya sedikit terangkat. 2. Extrusion, yaitu kedua plat tektonik saling bergerak keatas kemudian saling menjauh. 3. Intrusion, yaitu kedua plat tektonik saling mendekat dan saling bergerak kebawah. 4. Transcursion, yaitu plat tektonik yang satu bergerak vertikal/horisontal terhadap yang lain. Ilustrasi pergeseran/benturan antar plat tektonik sebagaimana pada gambar 2.2 Subduction Extrusion Intrusion Transcursion Gambar 2.2 Skema pergeseran/benturan antar plat tektonik. Sumber : WordPress.com, Blogs mengenai : Dongeng Geologi. Bila gempa bumi terjadi, maka struktur bangunan akan ikut terpengaruh oleh getaran gempa. Selanjutnya struktur bangunan akan merespons gempa tersebut. Struktur akan beresonansi memberikan gaya-gaya dalam. Apabila gaya gempa lebih kecil dari gaya dalam struktur, maka struktur akan kuat dan aman menahan beban gempa. Sebaliknya bila gaya gempa lebih besar dari gaya dalam struktur, maka struktur tidak kuat dan tidak aman menahan beban gempa selanjutnya terjadi keruntuhan struktur. commit to user perpustakaan.uns.ac.id 11 digilib.uns.ac.id 2.1.2 Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa. 2.1.2.1. Faktor Keutamaan Untuk berbagai kategori gedung bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung yang diharapkan. Pengaruh gempa rencana terhadap struktur gedung harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan I Tabel 2.1 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban gempa Kategori Jenis Pemanfaatan Resiko Gedung dan struktur lainnyan yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk tidak dibatasi untuk : - Fasilitas Pertanian. I - Fasilitas sementara tertentu - Fasilitas gedung yang kecil Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori resiko I,II,IV II Gedung dan struktur lainnyan yang memiliki resiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk tidak dibatasi untuk : - Gedung dan stuktur lainnya dimana terdapat lebih dari 300 orang yang menghuninya. - Gedung dan stuktur lainnya day care berkapasitas lebih dari 150 orang. III - Gedung dan struktur lainnya dengan fasilitas sekolah dasar atau sekolah menengah berkapasitas lebih besar dari 250 orang Gedung dan struktur lainnya dengan kapasitas lebih 500 orang untuk gedung perguruan tinggi atau fasilitas commit to user pendidikan untuk orang dewasa. Dilanjutan perpustakaan.uns.ac.id 12 digilib.uns.ac.id Lanjutan - Fasilitas kesehatan dengan kapasitas 50 atau lebih pasien inap, tetapi tidak memiliki fasilitas badah dan unit gawat darurat. - Penjara atau rumah tahanan. Gedung dan struktur lainnyan, tidak termasuk kedalam kategori resiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan /atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk tetapi tidak dibatasi untuk : - Pusat Pembangkit Energi. - Fasilitas Pengolahan Air Bersih. - Fasilitas Pengolahan Air Kotor dan Limbah. - Pusat Telekomunikasi. Gedung dan struktur lainnyan, tidak termasuk kedalam kategori resiko IV, (termasuk tetapi tidak dibatasi untuk fsilitas manufaktur,proses penanganan penyimpsnsn, Penggunaan atau tempat penyimpanan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak), yang mengandung bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran. Gedung dan struktur lain yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, tetapi tidak dibatasi untuk : - Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat. - Fasilitas pemadam kebakaran, ambulance dan kantor polisi serta kendaraan darurat. IV - Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya. - Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya untuk tanggap darurat. commit to user Dilanjutan Dilanjutan 13 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Lanjutan - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat. - Struktur tambahan ( termasuk tidak dibatasi untuk, tower telekomunikasi, tangki penyimpan bahan bakar, tower pendingin, struktur stasiun listrik,tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran) diisyaratkan dalam kategori resiko IV untuk operasi pada saat keadaan darurat - Tower. - Fasilitas penampung air dan struktur pompa yang dibutuhkan untuk meningkatkan tekanan air pada saat memadamkan kebakaran - Gedung dan struktur lainnya yang memiliki fungsi yang penting terhadap sistem pertahanan nasional. Gedung dan struktur lainnya (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan , penyimpanan, penggunaan atau tempat penyimpanan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya) yang mengandung bahan yang sangat beracun dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyarakan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi nasyarakat bila terjadi kebocoran. Gedung dan struktur lainnya yang mengandung bahan yang beracun, sangat beracun atau mudah meledak dapat dimasukkan dalam kategori resiko yang lebih rendah bilamana dapat dibuktikan dengan memuaskan dan berkekuatan hukum melalui kajian bahaya bahwa kebocoran bahan beracun dan mudah meledak tersebut tidak akan mengancam kehidupan masyarakat. Penurunan kategori resiko ini tidak diijinkan jika gedung atau struktur lainnya tersebut juga merupakan fasilitas yang penting. Gedung dan struktur lainnya commityang to userdibutuhkan untuk Dilanjutan 14 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Lanjutan mempertahankan struktur bangunan lain yang masuk kedalam kategori resiko IV Fasilitas pembangkit energi yang tidak memasok energi untuk kebutuhan nasional dapat dimasukkan kedalam kategori resiko II Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 Tabel 2.2 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori Gedung dan Bangunan Kategori Resiko Banguan I atau II III IV Ie 1,0 1,25 1,50 Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 2.1.2.2. Koefisien Modifikasi Respon. Koefisien modifikasi respon, rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung daktail, bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut, faktor reduksi gempa representatif struktur gedung tidak beratutan. Tabel 2.3 Parameter daktilitas struktur gedung Sistim Penahan - Gaya Gempa Koefisien Modifikasi Respon (R) C. Sistem Rangka Penahan Momen 1. Rangka momen baja khusus 8 2. Rangka momen rangka batang baja khusus 7 3. Rangka momen baja menengah 4,5 4. Rangka momen baja biasa 3,5 5. Rangka momen beton bertulang khusus 8 6. Rangka momen beton bertulang menengah 5 7. Rangka momen beton bertulang biasa 3 8. Rangka momen baja dan beton komposit khusus commit to user 8 Dilanjutan 15 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Lanjutan 9. Rangka momen komposit menengah 5 10. Rangka momen terkekang posisi komposit 6 11. Rangka momen komposit biasa 3 12. Rangka momen Cold Form khusus dengan baut 3,5 Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 Nilai faktor daktilitas struktur gedung μ di dalam perencanaan struktur gedung dapat dipilih menurut kebutuhan, tetapi tidak boleh diambil lebih besar dari nilai factor daktilitas maksimum μm yang dapat dikerahkan oleh masing-masing sistem atau subsistem struktur gedung. 2.1.2.3. Wilayah Gempa Menurut RSNI Gempa 2010 wilayah Indonesia meliputi peta percepatan puncak (PGA) dan respon spektra percepatan di batuan dasar (SB) untuk perioda pendek 0.2 detik (Ss) dan untuk periode 1.0 detik (S1) dengan redaman 5% mewakili tiga level hazard gempa yaitu 500, 1000 dan 2500 tahun atau memiliki kemungkinan terlampaui 10% dalam 50 tahun, 10% dalam 100 tahun, dan 2% dalam 50 tahun. Definisi batuan dasar SB adalah lapisan batuan di bawah permukaan tanah yang memiliki memiliki kecepatan rambat gelombang geser (Vs) mencapai 750 m/detik dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnya yang memiliki nilai kecepatan rambat gelombang geser yang kurang dari itu. Pada Pererncanaan Gedung Solo Center Point digunakan wilayah gempa yang disusun berdasarkan peta respon spektrum percepatanuntuk periode pendek 0,2 detik di batuan dasar SB untuk probabilitas terlampaui commit to user 16 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Gambar 2.3 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk S1 Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 Gambar 2.4 Pembagian wilayah gempa di Indonesia untuk SS Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 commit to user 17 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id S1 adalah parameter respon spektra percepatan pada periode 1 detik, sedangkan Ss adalah parameter respon spektra percepatan pada periode pendek. Untuk menentukan nilai Ss dan S1 dapat dilihat ditabel berikut ini Tabel 2.4 Kooefisien Lokasi (Fv) Untuk Menentukan Nilai S1 Kelas lokasi A B C D E F Parameter respon spektra gempa tertimbang maksimum untuk periode 1,0 detik, S1 S1 ≤0.1 S1 = 0.2 S1 = 0.2 S1 = 0.4 S1 ≥ 0.5 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 1 1 1 1 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 2.4 2 1.8 1.6 1.5 3.5 3.2 2.8 2.4 2.4 Pasal 11.4.7 (ASCE 7-10) Catatan : Gunakan Interolasi linier untuk menentukan nilai antara S1 Tabel 2.5 Kooefisien Lokasi (Fa) Untuk Menentukan Nilai Ss Kelas lokasi A B C D E F Parameter respon spektra gempa tertimbang maksimum untuk periode pendek,Ss Ss ≤0.25 Ss = 0.5 Ss = 0.75 Ss = 1 Ss ≥ 1.25 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 1 1 1 1 1.2 1.2 1.1 1 1 1.6 1.4 1.2 1.1 1 2.5 1.7 1.2 0.9 0.9 Pasal 11.4.7 (ASCE 7-10) Catatan : Gunakan Interolasi linier untuk menentukan nilai antara Ss commit to user 18 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Gambar 2.5 Desain Respon Spektrum Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 Keterangan: SS = Parameter respon spektra percepatan pada perioda pendek, yang didapat dari Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk SS. S1 = Parameter respon spektra percepatan pada perioda 1-detik, yang didapat dari Peta Wilayah gempa di Indonesia untuk S1. Fa = Parameter respon spektra percepatan untuk gempa maksimum yang ditinjau, bergantung pada kelas lokasi dan nilai SS. Fv = Parameter respon spektra percepatan untuk gempa maksimum yang ditinjau, bergantung pada kelas lokasi dan nilai S1. SDS= Parameter respon spektra percepatan desain. (2/3.Fa.SS) SD1= Parameter respon spektra percepatan desain. (2/3.Fv.S1) T = Perioda 2.1.2.4. Jenis Tanah Setempat Perambatan gelombang Percepatan Puncak Efektif Batuan Dasar (PPEBD) melalui lapisan tanah di bawah bangunan diketahui dapat memperbesar gempa rencana di muka tanah tergantung pada jenis lapisan tanah. Pengaruh gempa rencana di muka tanah harus ditentukan dari hasil analisis perambatan gelombang commit to user gempa dari kedalaman batuan dasar ke muka tanah dengan menggunakan gerakan 19 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id gempa masukan dengan percepatan puncak untuk batuan dasar (SNI 1726). RSNI Gempa 2010 menetapkan jenis-jenis tanah menjadi 4 kategori, yaitu Tanah Keras, Tanah Sedang, Tanah Lunak, dan Tanah Khusus yang identik dengan Jenis Tanah versi UBC berturut-turut SC, SD, SE, dan SF. Tabel 2.6 Jenis-Jenis Tanah Berdasar RSNI 1726-2010 Kelas Profil Tanah Lokasi (deskrpsi umum) A B Sifat tanah rata-rata untuk 30 m teratas Kecepatan N SPT rambat Kuat geser (cohesionles gelombang niralir (KPa) soil layers) (m/s) >1500 Diasumsikan tidak ada di Indonesia 760 – 1500 Hard Rock Rock Very Dense Soil and 360 – 760 Soft Rock (≥ 350) (Tanah Keras) Stiff Soil Profile 180-360 (Tanah Sedang) (175-350) Soft Soil Profile < 180 (Tanah Lunak) (<175) Membutuhkan evaluasi khusus (Tanah Khusus) C D E F > 50 > 100 15 - 50 50 100 < 15 < 50 Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 2.1.2.5. Kategori Desain Gempa (KDG). Pengklasifikasian ini dikenakan pada struktur berdasar Kategori Resiko Banguan (KRB) dan tngkat kekuatan gerakan tanah akibat gempa yang diantisipasi dilokasi struktur banguan. KDG : A B C D Resiko gempa meningkat. Persyaratan desain dan detailing gempa meningkat. E F commit to user 20 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Kategori desain gempa dievaluasi berdasarkan parameter respon percepatan periode pendek dan berdasarkan parameter respon percepatan periode 1,0 detik. Tabel 2.7 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda Pendek. Nilai SDS Kategori Resiko Bangunan (KRB) I atau II III IV SDS < 0,167 A A A 0,167 < SDS < 0,33 B B B 0,330 < SDS < 0,50 C C C 0,500 < SDS D D D Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 Tabel 2.8 Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda 1,0 detik. Nilai SD1 Kategori Resiko Bangunan (KRB) I atau II III IV SD1 < 0,067 A A A 0,067 < SD1 < 0,133 B B B 0,133 < SD1 < 0,20 C C C 0,20 < SD1 D D D Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 Tabel 2.9 Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan. Kode RSNI 1726-10 Tingkat Resiko Kegempaan Rendah Menengah Tinggi KDG KDG KDG A,B C D,E,F SRPMB/mM/K SRPMM/K SRPMK Sumber : Prosedur Analisis Struktur Beton akibat Gempa menurut RSNI 1726-2010 commit to user 21 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.1.2.6. Waktu Getar Alami Perhitungan waktu getar alami diatur dalam SNI 1726 dengan ketentuan sebagai berikut: a. Nilai waktu getar alami fundamental struktur gedung untuk penentuan faktor respons gempa ditentukan dengan rumus-rumus empirik. b. Nilai waktu getar alami harus lebih kecil dari .n untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel. Waktu getar alami struktur gedung dapat dihitung dengan rumus-rumus pendekatan menurut PPKGURG 1987 sebagai berikut : a. Untuk struktur-struktur gedung berupa portal-portal tanpa unsur pengaku yang dapat membatasi simpangan : b. T = 0.085 x H0.75 untuk portal baja (2.1) T = 0.060 x H0.75 untuk portal beton (2.2) Untuk struktur gedung yang lain : T = 0.090 x H. B(-0.5) (2.3) dimana : T : waktu getar gedung pada arah yang ditinjau, dt B : panjang gedung pada arah gempa yang ditinjau, m H : tinggi puncak bagian utama struktur, m Waktu getar alami struktur gedung dapat dihitung dengan rumus-rumus menurut Federal Emergency Management Agency -356 ( FEMA-356) sebagai berikut : T = ( Ct. Hn. ) β Dimana T (2.4) = Waktu Getar Alami Fundamental Ct = 0.035 untuk sistem bangunan baja. = 0.018 untuk sistem bangunan beton. = 0.030 untuk sistem bracing bangunan baja. = 0.060 untuk sistem bangunan kayu. = 0.020 untuk semua sistem bangunan selain bangunan di atas (selain bangunan beton, baja ,bracing baja dan kayu). commit to user 22 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id β = 0.80 untuk sistem bangunan baja. = 0.90 untuk sistem bangunan beton. = 0.075 untuk semua sistem bangunan selain bangunan diatas (selain banguan beton dan baja). Hn = Tinggi puncak bagian utama struktur Pembatasan waktu getar alami fundamental adalah sebagai berikut : T1 < ζ n , dimana n adalah jumlah tingkatnya (2.5) Tabel 2.10 Koefisien ζ Yang Membatasi Waktu Getar Alami Fundamental Struktur Gedung. Wilayah gempa 1 2 3 4 5 6 ζ 0.20 0.19 0.18 0.17 0.16 0.15 Sumber : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 031726,2002.hal.26) 2.1.2.7. Arah Pembebanan Gempa Dalam perencanaan struktur gedung, arah utama pengaruh gempa rencana harus ditentukan sedemikian rupa, sehingga memberi pengaruh terbesar terhadap unsurunsur subsistem dan sistem struktur gedung secara keseluruhan. Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, pengaruh pembebanan 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 efektifitas hanya 30%. commit to user 23 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.2 Gaya Statik 2.2.1 Analisis Gaya Menurut Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung (SNI 01-1726-2002), dalam perencanaan struktur gedung arah pembebanan gempa harus ditentukan sedemikian rupa agar memberikan pengaruh terhadap struktur gedung secara keseluruahan. Pengaruh pembebanan gempa harus efektif 100% pada arah sumbu utama dan bersamaan dengan arah tegak lurus sumbu utama sebesar 30%. Struktur harus dirancang agar mampu menahan gaya geser dasar akibat gempa sesuai SNI 03-1726-2002 pasal 7.1.3, dengan rumus : C1 .I Wt R V (2.6) Dimana : V : Gaya geser dasar nominal C1 : Faktor respons gempa dari spektrum respons I : Faktor keutamaan R : Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang bersangkutan Wt : Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai Beban geser dasar nominal V menurut persamaan 2.1 harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan : Fi Wi .Z i V n W .Z i 1 Dimana : i (2.7) i Wi : Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai Zi : Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral n : Nomor lantai tingkat paling atas V : Gaya geser dasar nominal commit to user 24 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.2.2 Analisis Gaya Gravitasi 1. Beban Mati Beban mati adalah berat dari semua bagian suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan-peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahakan dari gedung itu. Tabel 2.11 Berat Sendiri Bahan Bangunan No Bahan bangunan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Baja Batu alam Batu belah, batu bulat, batu gunug ( berat tumpuk ) Batu karang ( berat tumpuk ) Batu pecah Besi tuang Beton ( 1 ) Beton bertulang ( 2 ) Kayu ( kelas 1 ) ( 3 ) Kerikil, koral (kering udara sampai lembab, tanpa diayak) Pasangan bata merah Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung Pasangan batu cetak Pasangan batu karang Pasir ( kering udara sampai lembab ) Pasir ( jenuh air ) Pasir kerikil, koral ( kering udara sampai lembab ) Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembab) Tanah, lempung dan lanau ( basah ) Timah hitam ( timbel ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Beb an 7850 2600 1500 700 1450 7250 2200 2400 1000 Satuan Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 1650 Kg/m3 1700 2200 2200 1450 1600 1800 1850 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 1700 Kg/m3 2000 1140 Kg/m3 Kg/m3 Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11) Tabel 2.12 Berat Sendiri Komponen Gedung No Komponen gedung 1 Adukan, per cm tebal : Dari semen Dari kapur, semen merah atau tras 2 Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal commit to user 3 Dinding pasangan bata merah : Beban Satuan 21 17 14 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Dilanjutan perpustakaan.uns.ac.id 25 digilib.uns.ac.id Lanjutan 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Satu batu Setengah batu Dinding pasangan batako : Berlubang : Tebal dinding 20 cm ( HB 20 ) Tebal dinding 10 cm ( HB 10 ) Tanpa lubang Tebal dinding 15 cm Tebal dinding 10 cm Langit-langit dan dinding ( termasuk rusuk-rusuknya, tanpa penggantung langit-langit atau pengaku ), terpadu dari : Semen asbes ( eternity dan bahan lain sejenis ), dengan tebal maksimum 4mm. Kaca, dengan tebal 3-4 mm. Penggantung langit-langit ( dari kayu ), dengan bentang maksimum 5 m dan jarak s.k.s. minimum 0,80 m. Penutup atap genting dengan reng dan usuk / kaso per m2 bidang atap. Penutup atap sirap dengan reng dan usuk / kaso, per m2 bidang atap. Penutup atap seng gelombang ( BWG 24 ) tanpa gording Penutup lantai dari ubin semen Portland, teraso dan beton, tanpa adukan, per cm tebal. Semen asbes gelombang ( tebal 5 mm ) Ducting AC dan penerangan 450 250 Kg/m2 Kg/m2 200 120 Kg/m2 Kg/m2 300 200 Kg/m2 Kg/m2 11 10 Kg/m2 Kg/m2 40 Kg/m2 50 Kg/m2 40 10 Kg/m2 Kg/m2 21 11 30,6 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11-12) 2. Beban Hidup Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan gedung dan di dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah sehingga dapat mengakibatkat perubahan dalam pembebanan lantai atau atap. Tabel 2.13 Beban Hidup Pada Lantai Gedung No Lantai gedung 1. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang disebut dalam no 2. 2. Lantai tangga rumah tinggal sederhana dan gudanggudang tidak penting yang bukan untuk took, pabrik atau bengkel. 3. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, took, toserba, restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit. commit to user 4. Lantai ruang olah raga. Beban 200 Satuan Kg/m2 125 Kg/m2 250 Kg/m2 400 Kg/m2 Dilanjutan perpustakaan.uns.ac.id 26 digilib.uns.ac.id Lanjutan 5. Lantai dansa. 500 Kg/m2 6. Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain dari yang disebut dalam no 1 s/d 5, seperti masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton dengan tempat duduk tetap. 400 Kg/m2 Panggung penonton dengan tempat duduk tidak tetap atau untuk penonton berdiri. 8. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam no 3. 9. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut dalam no 4,5,6 dan 7. 10. Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam no 3,4,5,6 dan 7. 11. Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, took buku, took besi, ruang alat-alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri dengan minimum. 500 Kg/m2 300 Kg/m2 500 Kg/m2 250 Kg/m2 400 Kg/m2 800 400 300 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 7. 12. Lantai gedung parkir bertingkat : Untuk lantai bawah Untuk lantai tinggkat lainnya 13. Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai yang berbatasan dengan minimum. Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11) 2.3 Analisis Respon Struktur Struktur gedung saat menerima beban gempa, maka akan memikul base shear. Base shear tiap lantai merupakan fungsi dari massa (m) dan kekakuan (k) dari tiap lantai tersebut. Base shear mengakibatkan tiap lantai bergeser / displacement dari kedudukan semula. Apabila sifat geometri struktur simetris maka simpangan yang terjadi hanya pada satu bidang (2-dimensi) yaitu simpangan suatu massa pada setiap saat hanya mempunyai posisi / ordinat tunggal sehingga dapat dianggap sebagai satu kesatuan Single Degree of Freedom (SDOF) dengan parameter displacement yang diukur adalah pada atap. Saat gaya gempa bekerja, maka gedung akan merespon beban gempa tersebut dengan memberikan gaya-gaya commit to user 27 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id dalam. Apabila gaya-gaya dalam tersebut melebihi kemampuan / kapasitas gedung, maka gedung akan berperilaku in-elastis apabila sifat struktur cukup daktail tetapi langsung hancur apabila kurang daktail. Gambar 2.6 Respons struktur Sumber : Jurnal tentang Evaluasi Kinerja Bangunan Baja Tahan Gempa dengan SAP 2000, Wiryanto Dewobroto. 2.3.1 Sendi Plastis Struktur gedung apabila menerima beban gempa pada tingkatan / kondisi tertentu, akan terjadi sendi plastis (hinge) pada balok pada gedung tersebut (Gambar 2.7). Sendi plastis merupakan bentuk ketidakmampuan elemen struktur (balok dan kolom) menahan gaya dalam. Perencanaan suatu bangunan harus sesuai dengan konsep desain kolom kuat balok lemah. Apabila terjadi suatu keruntuhan struktur, maka yang runtuh adalah baloknya dahulu. Apabila kolomnya runtuh dahulu, maka struktur langsung hancur. 1. Hinge propertis balok Data hinge properties dimasukkan pada penampang daerah tumpuan balok yaitu lokasi dimana sendi plastis diharapkan terjadi. Masing-masing penampang balok dimodelkan dengan pilihan model moment M3, yang artinya sendi plastis hanya terjadi karena momen searah sumbu lokal 3. Posisi sumbu lokal 3 dapat dilihat pada gambar 2.7 Sumbu Lokal 2 Sumbu Lokal 3 Sumbu Lokal 1 Gambar 2.7 Posisi sumbu lokal balok struktur pada program ETABS V 9.50 commit to user Wiryanto Dewobroto. Sumber : Aplikasi Rekayasa Konstruksi, 28 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2. Hinge Propertis Kolom Data hinge properties untuk kolom adalah Model P-M2-M3, yang mempunyai arti bahwa sendi plastis terjadi karena interaksi gaya aksial (P) dan momen (M) Sumbu lokal 2 dan sumbu lokal 3. Dalam studi ini setiap kolom pada bangunan yang ditinjau memiliki momen sumbu lokal 2 yang sama dengan kapasitas momen sumbu lokal 3, hal ini disebabkan karena dimensi kolom berbentuk persegi dan tulangan kolom yang ada tersebar pada keempat sisinya secara merata. Posisi sumbu lokal 2 dan sumbu lokal 3 pada kolom struktur dapat dilihat pada gambar 2.8 Sumbu Lokal 1 Sumbu Lokal 3 Sumbu Lokal 2 Gambar 2.8 Posisi sumbu lokal kolom struktur pada program ETABS V 9.50 Sumber : Aplikasi Rekayasa Konstruksi, Wiryanto Dewobroto. 3. Penentuan letak sendi plastis Setelah pendefinisian data hinge propertis balok dan kolom adalah penentuan latak tarjadinya sendi plastis yang diinginkan. Posisi 0 menyatakan posisi awal dari panjang bersih balok, sedangkan posisi 1 menyatakan posisi akhir dari panjang bersih balok. Kedua ini terletak dimuka kolom. Sama halnya dengan kolom, posisi 0 menyatakan posisi awal dari panjang bersih kolom, sedangkan posisi 1 menyatakan posisi akhir dari panjang bersih kolom. Kedua posisi ini terletak pada tepi muka balok. commit to user 29 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Gambar 2.9 Sendi plastis yang terjadi pada balok dan kolom Sumber : Jurnal tentang Evaluasi Kinerja Bangunan Baja Tahan Gempa, Wiryanto Dewobroto. 2.4 Pushover Analysis Dengan Metode Capacity Spectrum Capacity Spectrum Method (CSM) merupakan salah satu cara untuk mengetahui kinerja suatu struktur. Konsep dasar dari analisis statis pushover nonlinier adalah memberikan pola pembebanan statis tertentu dalam arah lateral yang ditingkatkan secara bertahap ( incremental ). Penambahan beban statis ini dihentikan sampai struktur tersebut mencapai simpangan target atau beban tertentu. Dari analisis statis pushover nonlinier ini didapatkan kurva kapasitas yang kemudian diolah lebih lanjut dengan metode tertentu, salah satunya adalah Capacity Spectrum Method ( CSM ) [ ATC-40, 1996;ATC-55,2005 ]. Berikut ini adalah teori yang digunakan dalam studi ini. 2.4.1 Kurva Kapasitas Hasil analisis statis pushover nonlinier adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara gaya geser dasar ( Base Shear ) dan simpangan atap ( Roof Displacement ) seperti ditujukkan pada gambar 2.9. Hubungan tersebut kemudian dipetakan menjadi suatu kurva yang dinamakan kurva kapasitas struktur. commit to user 30 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Gambar 2.10 Ilustrasi Pushover dan Capacity Curve Sumber : Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings, Report ATC-40, (Redwood City: ATC,1996). Metode ini sederhana namun informasi yang dihasilkan sangat berguna karena mampu menggambarkan respons inelastic bangunan. Analisis ini memang bukan cara yang terbaik untuk mendapatkan jawaban terhadap masalah analisis dan desain, tetapi relative sederhana untuk mendapatkan respons nonlinier struktur. Capacity curve hasil pushover diubah menjadi capacity spectrum seperti gambar 2.11 melalui persamaan 2.3 sampai 2.6 ( ATC-40,1996). Sa = (2.8) Sd = (2.9) PF= (2.10) α1= (2.11) commit to user 31 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Dimana : Sa = Spectral acceleration Sd = Spectral displacement PF1 = modal participation untuk modal pertama α1 = modal mass coefficient untuk modal pertama ∅i1 = amplitude of first untuk level i V = gaya geser dasar W = berat mati bangunan di tambah beban hidup ∆roof = roof displacement wi ⁄g = massa pada level i KURVA KAPASITAS SPEKTRUM KAPASITAS a. Capacity Curve ( format standar ) b.Capacity Spectrum (format ADRS) Gambar 2.11 Modifikasi Capacity Curve menjadi Capacity Spectrum. Sumber : Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings, Report ATC-40, (Redwood City: ATC,1996), p.8-12 2.4.2 Demand Spectrum Respons spectrum elastic adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara koefisien gempa ( C ) dengan waktu getar struktur ( T ) yang nilainya ditentukan oleh koefisien Ca ( percepatan tanah puncak , peak ground acceleration ) dan Cv (nilai koefisien gempa pada waktu periode struktur tanah adalah 1 detik ). Nilai Ca dan Cv ini berbeda-beda untuk masing-masing jenis tanah. Agar dapat dibandingkan dengan kurva kapasitas, maka respons spectrum perlu dirubah formatnya menjadi Acceleration Displacement Response Spectrum (ADRS) melalui persamaan Sd = commit to user (2.12) 32 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Di mana T adalah waktu getar alami dari struktur bangunan. Perubahan format ini dapat dilihat pada gambar 2.13. T1 T2 T3 T2 Sa (m/det2) Spektral percepatan, Sa (m/det2) Spektral percepatan, T1 T3 Spektral perpindahan, Sd (m) Periode, T (detik) Spektrum tradisional Spektrum ADRS (Sa vs T) (Sa vs Sd) a. Response Spectrum ( Format Standart ) b. Response Spectrum (Format ADRS) Gambar 2.12 Perubahan format respons percepatan menjadi ADRS Sumber : Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings, Report ATC-40, (Redwood City: ATC,1996), p.8-12 Karena pada saat gempa besar telah terjadi plastifikasi di banyak tempat, maka perlu dibuat spektrum demand dengan memperhatikan redaman (damping) yang terjadi karena plastifikasi tersebut. Gambar 2.13 memberikan penjelasan mengapa terjadi reduksi pada respon inelastis. Titik 1 menunjukkan demand elastis. Jika terjadi reduksi kekuatan struktur akibat perilaku inelastis, periode efektif struktur menjadi semakin besar seperti pada titik 2. Pada kondisi ini, perpindahan bertambah sebesar ”a” dan percepatan berkurang sebesar ”b”. Jika struktur berperilaku inelastis (nonlinier), pada periode yang sama dengan titik 2, demand berkurang menjadi spektrum respon inelastis pada titik 3. Jadi, kembali terjadi pengurangan percepatan sebesar ”c” dan pengurangan perpindahan sebesar ”d”. Total pengurangan percepatan sebesar ”b+c” dan perpindahan perlu dimodifikasi sebesar ”a-d”. Jika besarnya ”a” diperkirakan sama dengan ”d”, maka perpindahan inelastis sama dengan perpindahan elastis (Gambar 2.124a). Jika ”a” lebih besar daripada ”d” maka perpindahan inelastis menjadi lebih kecil daripada perpindahan elastis (Gambar 2.14b). commit to user 33 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id a elasti 1 s inelastis 3 b 2 c d Spektral perpindahan, Sd Spektral percepatan, Sa Spektral percepatan, Sa a 1 2 c 3 d Spektral perpindahan, Sd a. Reduksi spektrum respon b. Reduksi spektrum respon (Kecepatan konstan, periode yang besar) (Percepatan konstan, periode yang kecil) Gambar 2.13 Reduksi Respon Spektrum Sumber : Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings, Report ATC-40, (Redwood City: ATC,1996), p.8-14 Respons spectrum dalam format ADRS ini mempunyai tingkat redaman (damping) sebesar 5%. Setelah struktur leleh, nilai redaman ini perlu direduksi dengan konstanta agar sesuai dengan effective viscous damping dari struktur. (gambar 2.15) Gambar 2.14 Reduksi Respon Spectrum Elastic menjadi Demand Spectrum. Sumber : Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood City;ATC,1996),Figure 8-14,p.8-16 Untuk respons spectrum dengan percepatan yang konstan direduksi dengan SRA , sedangakan untuk respons spectrum dengan kecepatan yang konstan direduksi dengan SRV dimana SRA = (2.13) commit to user 34 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id SRV = (2.14) atau dapat ditulis dalam bentuk yang lebih sederhana : SRA = (2.15) SRV = (2.16) Dimana : ay , d y = Koordinat titik leleh efektif dari kurva kapasitas api, dpi = Koordinat percobaan titik perfoma K = Faktor modifikasi redaman βeff = Rasio redaman efektif akibat perubahan kekakuan struktur setelah terjadi sendi plastis(dalam %) Tabel 2.14 Value For Damping Modification Factor K. Struktur Behavior Type Βo K Type A ≤ 16.25 1.0 > 16.25 Type B ≤ 25 > 25 Type C 1.13 – 0.67 0.845 – Any value 0.33 Sumber :Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Table 8-1,p.8-17 Tabel 2.15 Minimum Allowable SRA and SRV Value. Struktur Behavior Type SRA SRV Type A 0.33 0.50 Type B 0.44 0.56 Type C 0.56 0.67 Sumber :Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood commit to user City:ATC,1996),Table 8-2,p.8-17 35 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 2.4.3 Performance Point Perfomance point adalah titik dimana capacity curve berpotongan dengan response sprectrum curve seperti yang dipergunakan dalam capacity spectrum method ( ATC-40,1996). Untuk memperoleh gambaran lebih jelas, dapat dilihat pada gambar 2.16. Pada performance point dapat diperoleh informasi mengenai periode bangunan dan redaman efektif akibat perubahan kekakuan struktur setelah terjadi sendi plastis. Berdasarkan informasi tersebut respons-respons struktur lainnya seperti nilai simpangan tingkat dan posisi sendi plastis dapat diketahui. Gambar 2.15 Penentuan Performance Point. Sumber : Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Figure 8-28,p.8-12 Untuk mengetahui informasi yang didapatkan dari performance point, diperlukan beberapa prosedur yaitu prosedur A, prosedur B, dan prosedur C. Salah satu langkah prosedur dengan menggunakan prosedur A dengan langkah – langkah sebagai berikut : 1. Buat persamaan elastic demand spectrum dengan 5% damping (βeq). 2. Buat capacity spectrum dari capacity curve hasil pushover analisis. 3. Hitung (dpi,api) untuk iterasi pertama gunakan equal displacement method atau titik potong antara demand spectrum dan capacity spectrum. commit to user 4. Hitung βeq, SRA, SRV. 36 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 5. Hitung demand spectrum baru menggunakan data dari step 4. 6. Hitung dpi baru dari perpotongan antara capacity spectrum dan demand spectrum baru dari step 5. 7. Hitung api baru dari capacity spectrum. 8. Cek konvergensi. 9. Ulangi step 4 jika tidak konvergen, gunakan (api, dpi) yang didapat dari step 6 dan step 7. 2.5 Kriteria Struktur Tahan Gempa Menurut ATC-40, kriteria-kriteria struktur tahan gempa adalah sebagai berikut : 1. Immediate Occupancy (IO) Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa tersebut, struktur tidak mengalami kerusakan struktural dan tidak mengalami kerusakan non struktural. Sehingga dapat langsung dipakai. 2. Life Safety (LS) Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa, dengan sedikit kerusakan struktural, manusia yang tinggal / berada pada bangunan tersebut terjaga keselamatannya dari gempa bumi. 3. Collapse Pervention (CP) Bila gempa terjadi, struktur mengalami kerusakan struktural yang sangat berat, tetapi belum runtuh. Gambar 2.16 Kurva kriteria kinerja. Sumber : Jurnal tentang Evaluasi Kinerja Bangunan Baja Tahan Gempa, Wiryanto Dewobroto. commit to user 37 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Bila struktur mengalami gempa atau gaya geser dasar (Vb), dengan kondisi gempa tersebut < gempa rencana (Vn), maka komponen struktur masih dalam keadaan elastik (A-B). Titik B menunjukkan keadaan leleh pertama. ketika Vb > Vy, struktur dalam keadaan plastis (B-C). Titik C merupakan batasan maksimum struktur dalam menahan gempa (Vb). Vb terus meningkat, maka terjadi degradasi pada struktur (C-D). Titik D menandakan bahwa struktur tidak mampu menahan gempa (Vb), tetapi masih mampu menahan beban gravitasi. Bila beban ditingkatkan, struktur akan runtuh (Gambar 2.18). Gambar 2.17 Ilustrasi keruntuhan gedung. Sumber : Jurnal tentang Evaluasi Kinerja Bangunan Baja Tahan Gempa, Wiryanto Dewobroto. Menurut ATC-40, batasan rasio drift adalah sebagai berikut : Tabel 2.16 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40. Perfomance Level Parameter Maksimum Total Drift Maksimum Total Inelastik Drift IO Damage Control LS Structural Stability 0.01 0.01 s.d 0.02 0.02 0.33 0.005 0.005 s.d 0.015 No limit No limit Sumber :Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Table 8-4,p.8-19 commit to user 38 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Tabel 2.17 Batasan Tipe bangunan pada Capacity Spectrum Method. Shaking Essentially new Average exiting Poor exiting duration building building building Short A B C long B C C Sumber :Applied Technology Council, Seismic Evaluation and Retrofit Of Concrete Buildings,Report ATC-40,(Redwood City:ATC,1996),Table 8-4,p.8-19 Wiryanto Dewobroto (2006) menyatakan Analisis pushover dapat digunakan sebagai alat bantu perencanaan tahan gempa, asalkan menyesuaikan dengan keterbatasan yang ada, yaitu : 1. Hasil analisis pushover masih berupa suatu pendekatan, karena bagaimanapun perilaku gempa yang sebenarnya adalah bersifat bolak-balik melalui suatu siklus tertentu, sedangkan sifat pembebanan pada analisis pushover adalah statik monotonik. 2. Pemilihan pola beban lateral yang digunakan dalam analisis adalah sangat penting. 3. Untuk membuat model analisis nonlinier akan lebih rumit dibanding model analisis linier. Analisis nonlinier harus memperhitungkan karakteristik inelastik beban-deformasi dari elemen-elemen yang penting dan efek P-Δ. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Data Struktur Gedung Pada penelitian ini dilakukan pada Solo Center Point yang berada di kota Surakarta. Struktur gedung beton bertulang dengan ketinggian 19 lantai. Bangunan tersebut berdiri di atas basement sedalam dua lapis. Fungsi utama bangunan adalah sebagai apartemen, hotel, dan mall dilengkapi dengan fasilitasfasilitas pendukungnya yaitu. Lokasi gedung di daerah kota Surakarta dengan wilayah gempa 3 (SNI 03-1726-2002) yang berdiri pada kondisi tanah sedang. Tabel 3.1. Deskripsi Gedung Solo Center Point Dual System Sistem Struktur Wall-frame beton bertulang Fungsi gedung Apartemen, hotel, dan mall Jumlah Lantai 19 Tinggi lantai tipikal 3,5 m Tinggi Maksimum gedung 81,15 m Jumlah lantai basemen 2 Tinggi lantai tipikal basemen 3m Kedalaman basemen 6,2 m Luas total gedung termasuk besmen 178.050 m2 Sumber : PT. Mukti Adhi Sejahtera (2011) commit to user 39 40 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Tampak Solo Center Point dapat dilihat pada gambar dibawah ini Gambar 3.1 Tampak Solo Center Point Sumber : Laporan Kerja Praktek Mahasiswa Teknik Sipil UNS 2012 Denah gedung dapat dilihat pada gambar dibawah ini Gambar 3.2commit DenahtoSolo userCenter Point Sumber : http://www.google.com/solo-center-point-modern-and-cultural.html 41 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 3.2 Tahapan Analisis Metode penelitian ini menggunakan analisis nonlinier pushover. Analisis menggunakan program ETABS V 9.5.0 Untuk mewujudkan uraian diatas maka langkah analisis yang hendak dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan. 3.2.1 Studi Literatur Studi literatur dari jurnal dan buku yang terkait dalam analisis nonlinier pushover. Mempelajari semua yang berhubungan dengan analisis nonlinier pushover. Buku acuan yang dipakai antara lain RSNI 1726-2010, SNI 03-1726-2002, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Gedung, Peraturan pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung SNI 031727-1989, Applied Technology Council for Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings volume-1(ATC-40), Federal Emergency Management Agency for Prestandard And Commentary For The Seismic Rehabilitation Of Buildings ( FEMA-356), Uniform Building Code for Earthquake Design volume- 2(UBC,1997) dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan analisis pushover. 3.2.2 Pengumpulan Data Pengumpulan data dan informasi bangunan Solo Center Point yang diteliti, baik data sekunder maupun data primer. Data yang didapat adalah Shop Drawing Solo Center Point. Data ini digunakan untuk pemodelan struktur 3D yang selanjutnya dianalisis dengan bantuan ETABS V 9.50. Data tanah yang digunakan berdasarkan data tanah yang sudah ada. (Tugas KP Mahasiswa UNS di Solo Center Point). Shop Drawing digunakan untuk tahapan pemodelan yang sesuai dengan gambar yang ada sehingga analisis ini tidak menyimpang dari gambar yang ada. Semua struktur yang dimodelkan harus sesuai dengan Shop Drawing, untuk bangunan commit to user perpustakaan.uns.ac.id 42 digilib.uns.ac.id non striktural tidak dimodelkan karena tidak mempunyai pengaruh yang signifikan dalam pemodelan 3D ini. Data tanah digunakan untuk menentukan besarnya gaya tanah yang menekan dinding basement. Besarnya gaya tekan tanah mempengaruhi struktur bagunan yang akan dianalisis, oleh sebab itu besarnya gaya tekan tanah ini perlu diperhatikan dalam pemodelan 3D. 3.2.3 Pemodelan 3D Pembuatan model struktur bangunan dengan pemodelan 3D sesuai dengan data dan informasi dari shop drawing gedung solo center point. ETABS V 9.50 mengasumsikan bahwa sumbu global Z selalu merupakan sumbu vertikal, dimana sumbu global +Z merupakan sumbu vertikal yang memiliki arah ke atas. Bidang X-Y merupakan suatu bidang horizontal. 3.2.4 Perhitungan Pembebanan Menghitung beban-beban yang bekerja pada struktur berupa beban mati, beban hidup. Beban mati yang dihitung berdasar pemodelan yang ada dimana beban sendiri didalam Program ETABS V 9.50 dimasukkan dalam load case DEAD, sedangkan berat sendiri tambahan yang tidak dapat dimodelkan dalam program ETABS V 9.50 dalam load case Super Dead. Perhitungan berat sendiri ini dalam program ETABS V 9.50 yang untuk dead adalah 1, sedangkan super dead adalah 0, dimana beban untuk dead telah dihitung secara otomatis oleh program ETABS V 9.50, sedangkan untuk beban Super dead bebannya perlu dimasukkan secara manual sesuai dengan data yang ada. Beban hidup yang dimasukkan dalam program ETABS V 9.50 dinotasikan dalam live. Beban hidup ini mendapatkan reduksi beban gempa. Beban hidup disesuaikan dengan peraturan yang ada. Perhitungan beban hidup ini dalam program ETABS V 9.50 yang untuk live adalah 0, di mana beban hidup perlu commit to user dimasukkan secara manual sesuai dengan data yang ada. 43 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 3.2.5 Analisa Respon Spektrum Menganalisis Model struktur dengan Respon Spektrum untuk mendapat kurva respon spectrum sesuai wilayah gempa yang dianalisis dengan bantuan program ETABS V 9.50. Data yang dibutuhkan dalam analisa respon spectrum adalah nilai Ca dan nilai Cv. Dimana nilai Ca ( Peak Ground Acceleration ) didapat dari percepatan muka tanah maksimum pada suatu wilayah. Am = 2.5 Ao Untuk waktu getar alami sudut Tc (tanah sedang : 0.6) faktor respons gempa C ditentukan dengan persamaan berikut : Untuk T < Tc maka C = Am 3.2.6 Perhitungan Beban Gempa Dalam menganalisis elemen struktur bangunan yang ditinjau, beban gempa dianggap sebagai beban statik ekuivalen pada tiap lantainya. Dalam subbab ini diuraikan mengenai prosedur statis ekuivalen untuk mendapatkan distribusi gaya lateral gempa tiap lantainya. 1. Perhitungan waktu getar alami struktur ( T ). Perhitungan waktu getar struktur ini dihitung secara empiris dengan rumus : T = Ct . (Hn )β Dimana Ct = 0.018 untuk struktur beton bertulang. Hn = tinggi puncak bagian utama struktur ( m ) . β = 0.90 untuk bangunan beton. 2. Pembatasan waktu getar alami fundamental ( T1 ). commit to user 44 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Untuk mencegah penggunaan struktur yang fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental dari struktur gedung harus dibatasi bergantung pada koefisien ζ untuk wilayah gempa tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya ( n ) dirumuskan sebagai : T1 < ζ n Dimana T1 = waktu getar alami fundamental dari struktur gedung. ζ = koefisien untuk wilayah gempa tempat struktur gedung = 0.18 ( wilayah 3) n = 16, 3, dan 10 ( jumlah tingkat). 3. Distribusi gaya geser dasar horizontal Struktur harus dirancang agar mampu menahan gaya geser dasar akibat gempa yang dihitung dengan rumus : V Dimana : C1 .I Wt R V : Gaya geser dasar nominal C1 : C (Faktor respons gempa dari spektrum respons) I : Faktor keutamaan ( 1.0 untuk bangunan hunian) R : Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang bersangkutan senilai 8.5 karena bangunan daktail penuh. Wt : Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai. Gaya geser dasar horizontal akibat gempa ( V ) harus dibagikan kesepanjang gedung menjadi beban-beban horizontal yang bekerja pada masing-masing tingkat dengan rumus : Fi Wi .Z i W .Z i 1 Dimana : V n i i Wi : Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai Zi : Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral n : Nomor lantai tingkat paling atas V : Gaya geser dasar commit nominalto user perpustakaan.uns.ac.id 3.2.7 45 digilib.uns.ac.id Penentuan Sendi Plastis Pemasukan data sendi plastis pada model struktur bangunan sesuai dengan penentuan tempat terjadinya sendi plastis. Sendi plastis diharapkan terjadi pada balok utama dan kolom. Untuk balok dikenakan beban momen arah sumbu lokal 3 ( M3 ), sedangkan pada kolom dikenakan beban gaya aksial (P) dan momen (M) Sumbu lokal 2 dan sumbu lokal 3 (PM2M3). 3.2.8 Analisis Pembebanan Nonlinier Pushover Pada static pushover case dibuat dua macam pembebanan, dimana yang pertama adalah pembebanan akibat beban gravitasi. Dalam analisis ini beban gravitasi yang digunakan adalah beban mati dengan koefisien 1 dan beban hidup dengan koefisien 1 (dianggap analisis tanpa dipengaruhi koefisien apapun). Setelah kondisi pertama selesai dijalankan, pembebanan bangunan dilanjutkan dengan kondisi kedua yakni akibat beban lateral. Pola beban lateral yang mewakili gaya inersia akibat gempa pada tiap lantai, yang diperoleh dari pembebanan dengan pola beban mengikuti mode pertama struktur. Arah pembebanan lateral dilakukan searah dengan sumbu utama bangunan. Pada static pushover case untuk beban gravitasi, dipilih push to load level defined by pattern, karena beban gravitasi yang bekerja sudah diketahui besarnya melalui perhitungan. Pada analisis ini pushover case untuk beban gravitasi diberi nama GRAV. Untuk beban lateral digunakan push to displacement magnitude yang artinya proses pushover dilakukan hingga target displacement tercapai. Pola pembebanan yang diberikan secara berangsur-angsur adalah sesuai dengan mode pertama struktur. Keadaan awal untuk kondisi pembebanan ini diambil dari kondisi pushover sebelumnya yaitu pushover case GRAV. Hasil pushover disimpan secara multiple states dengan jumlah minimum 5 steps dan maksimum 1001 steps. Pada penelitian ini pushover case untuk beban lateral akibat gempa diberi nama PUSH. commit to user 46 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id 3.2.9 Analisis Kinerja Struktur Dari Hasil Analisis Pushover Pada program ETABS V 9.50, hasil analisis didapat Pushover Kurva kapasitas yang menunjukkan perilaku struktur saat dikenai gaya geser pada level tertentu, kurva respon spektrum yang sesuai dengan wilayah gempa yang ada, diagram leleh sendi plastis pada balok dan kolom. Respon spektrum dalam format ADRS yang diplotkan dengan kurva kapasitas didapatkan Performance point. Proses konversi dilakukan sepenuhnya oleh program ETABS V 9.50. 3.2.10 Pembahasan Hasil Analisis Pushover Dari Program ETABS V 9.50 Dari performance point didapatkan nilai displacement efektif, gaya geser dasar, waktu getar efektif dan damping efektif. Dari nilai displacement akan diketahui kriteria kinerja seismik struktur berdasarkan ATC-40. Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan, maka dapat dibuat kesimpulan yang sesuai dengan tujuan penelitian. commit to user 47 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id Mulai Pengumpulan data dan Pengumpulan data dan informasi informasi struktur berupa Shop truktur berupa Shop Drawing, data Drawing, data tanah tanah Membuat model geometri sruktur 3D sesuai data yang ada Perhitungan Pembebanan : 1. Beban gravitasi berupa beben mati dan beban hidup 2. Beban gempa statik lateral Analisis struktur dengan program ETABS Hasil analisis struktur drift/displacement, kurva kapasitas, kurva spectrum respon, performance point momen gaya geser, dan gaya aksial pada struktur portal Menganalisis kapasitas kurva dari hasil out put ETABS untuk mengetahui perfoma point. B commit to user 48 digilib.uns.ac.id perpustakaan.uns.ac.id B Mengubah capacity curve dari hasil etabs (V dan d menjadi Sa dan Sd) Membuat persamaan garis capacity spektrum Membuat demand spektrum dari wilayah gempa dan menggubahnya dalam satuan yang sama dengan capacity spektrum Menggabungkan capacity spektrum dan demand spektrum dalam format ADRS Menarik garis lurus untuk mendapatkan nilai api dan dpi, selain itu nilai api dan dpi dapat diketahui dengan menggabungkan antara persamaan kapasitas spektrum dan demand spektrum. Menggembangkan garis billinear untuk menentukan garis ay dan dy Hitung βeq, SRA, dan SRV Menghitung demand spektrum baru (dengan memasukan SRA untuk garis linier dan SRV untuk garis lengkung pada demand spektrum, sehingga diperoleh grafik demand spektrum yang baru). Menentukan nilai perpotongan antara kapasitas spektrum dengan demand spektrum yang baru sehingga diperoleh nilai performa poin. Struktur Aman Gambar 3.4 Diagram alir analisis Pushover commit to user
