ANALISIS KINERJA SEISMIK STRUKTUR BETON DENGAN METODE PUSHOVER MENGGUNAKAN PROGRAM SAP2000 V.14 PDF

Preview

Summary

ANALISIS KINERJA SEISMIK STRUKTUR BETON DENGAN METODE PUSHOVER MENGGUNAKAN PROGRAM SAP2000 V.14 Studi Kasus: Gedung Hotel Golden Tulip Mataram Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S – 1 Jurusan Teknik Sipil Oleh: Ramli Ahmad F1A012120 JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS...

Description

ANALISIS KINERJA SEISMIK STRUKTUR BETON DENGAN METODE PUSHOVER MENGGUNAKAN PROGRAM SAP2000 V.14 Studi Kasus: Gedung Hotel Golden Tulip Mataram Tugas Akhir Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S – 1 Jurusan Teknik Sipil

Oleh: Ramli Ahmad F1A012120

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MATARAM 2016

TUGAS AKHIR

ANALISIS KINERJA SEISMIK STRUKTUR BETON DENGAN METODE PUSHOVER MENGGUNAKAN PROGRAM SAP 2000 v.14 Studi Kasus: Gedung Hotel Golden Tulip Mataram

Oleh: Ramli Ahmad F1A012120 Telah diperiksa dan disetujui oleh: 1. Pembimbing Utama

Hariyadi, ST., MSc. (Eng)., Dr. Eng. NIP. 19731027 199802 1 001

Tanggal:

September, 2016

Tanggal:

September, 2016

2. Pembimbing Pendamping

Suparjo, ST., MT. NIP. 19670814 199412 1 001

Mengetaui Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram

Jauhar Fajrin, ST., M.Sc (Eng)., Ph.D. NIP. 19740607 199802 1 001

ii

PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT. Tuhan Yang Maha Esa, atas limpahan rahmat dan petunjuk-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Didalam penyusunan tugas akhir ini, tidak sedikit penulis dihadapkan pada masalah baik dari segi materi maupun teknik penulisan namun berkat bantuan dan kerja keras dari semua pihak, penulis dapat menyelesaian tugas akhir ini sebagaimana mestinya. Tugas akhir ini mengambil judul “Analisis Kinerja Seismik Struktur Beton dengan Metode Pushover Menggunakan Program SAP 2000 V.14” dengan mengambil studi kasus gedung hotel Golden Tulip Mataram, yang berlokasi di jalan Jendral Sudirman No. 40 Rembiga Kota Mataram. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja struktur bangunan tersebut, sebagai parameter penilaian suatu bangunan terhadap kemampuannya menahan beban gempa yang selama ini menjadi masalah dalam dunia konstruksi. Selain itu tugas akhir ini juga merupakan salah satu persyaratan kelulusan guna mencapai gelar keserjanaan di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Mataram. Penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, menyadari akan hal tersebut, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak guna menyempurnakan hasil tugas akhir ini. Akhir kata semoga karya ini bisa bermanfaat bagi pembacanya.

Mataram,

September 2016

Penulis

iii

UCAPAN TERIMAKASIH

Didalam penyusuanan tugas akhir ini, tidak sedikit penulis dibantu oleh berbagai pihak baik berupa moril maupun materil. Menyadari akan hal tersebut kami mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak Yusron Saadi, ST., MSc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Mataram. 2. Bapak Jauhar Fajrin, ST., MSc. (Eng)., Ph.D., selaku ketua jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram. 3. Bapak Hariyadi, ST., MSc. (Eng)., Dr. Eng., selaku dosen pembimbing utama tugas akhir. 4. Bapak Suparjo, ST., MT., selaku dosen pembimbing pendamping tugas akhir. 5. Ibu Ni Nyoman Kencana Wati, ST., MT., Ph.D., selaku dosen penguji 1 dalam penyusunan tugas akhir ini. 6. Ibu Fatmah Mahmud, ST., MT., selaku dosen penguji 2 dalam penyusunan tugas akhir ini. 7. Kedua Orang Tua penulis atas segala dukungannya, baik moril maupun materi, serta do’anya yang terus menyertai langkah-langkah ku. 8. Bapak Ardiansyah, ST., MT., selaku direktur CV. Astrindo Engineering yang senantiasa memberikan pencerahan dan bimbingan pada saat proses penyusunan. 9. Ibu Wasti Dwi Hariyani, ST., selaku guru pembimbing yang senantiasa memberikan dukungan dan semangat selama proses penyusunan tugas akhir. 10. Sahabat terbaik ku, Ulul Azmi, yang selalu siap membantu kapanpun dibutuhkan. 11. Teman-teman teknik sipil angkatan 2012 dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam penyusunan hingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Semoga atas bantuan dan dukungan dari semua pihak, penulis mampu mendedikasikan ilmu yang diperoleh dengan baik, dan Tuhan Yang Maha Esa, senantiasa memudahkan langkah kita dan memberikan ganjaran yang setimpal untuk semua pihak yang telah membantu penulis.

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..............................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................

ii

PRAKATA ...........................................................................................

iii

UCAPAN TERIMAKASIH....................................................................

iv

DAFTAR ISI .........................................................................................

v

DAFTAR TABEL .................................................................................

viii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................

x

DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................

xiii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ........................................................

xiv

INTISARI .............................................................................................

xvi

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

1

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

1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................

4

1.3 Batasan Masalah ..............................................................................

5

1.4 Tujuan Penelitian ..............................................................................

5

1.5 Manfaat Penelitian.............................................................................

6

BAB II DASAR TEORI ........................................................................

7

2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................

7

2.2 Landasan Teori ................................................................................

8

2.2.1 Konsep Dasar Mekanisme Gempa ..........................................

8

2.2.2 Risiko Gempa di Indonesia .....................................................

10

2.2.3 Prinsip Beban Gempa Pada Struktur Bangunan......................

12

2.2.4 Prosedur Analisis Beban Gempa ............................................

17

2.2.5 Prosedur Gaya Lateral Pada Struktur Bangunan.....................

29

2.2.6 Gaya Gravitasi Pada Struktur Bangunan .................................

32

v

2.2.7 Analisis Ragam Respon Spektrum .........................................

35

2.2.8 Perencanaan Kapasitas (Capacity Design) .............................

36

2.2.9 Pemodelan Sendi Plastis ........................................................

38

2.2.10 Analisis Pushover dengan Metode Kapasitas .......................

40

2.2.11 Simpangan Antar Lantai Tingkat Ijin .....................................

46

2.2.12 Kriteria Bangunan Tahan Gempa Berbasis Kinerja ...............

47

BAB III METODE PENELITIAN ..........................................................

51

3.1 Data Struktur Bangunan ....................................................................

51

3.1.1 Lokasi dan Deskripsi Gedung...................................................

51

3.1.2 Spesifikasi Bahan.....................................................................

51

3.1.3 Gambar Kerja dan Desain Gedung ..........................................

52

3.2 Tahapan Analisis ...............................................................................

55

3.2.1 Studi Literatur...........................................................................

55

3.2.2 Pengumpulan Data ..................................................................

55

3.2.3 Pemodelan Tiga Dimensi (3D) .................................................

56

3.2.4 Perhitunagan Pembebanan ......................................................

58

3.2.5 Analisis Respon Spektrum .......................................................

58

3.2.6 Penentuan Sendi Plastis ..........................................................

59

3.2.7 Analisis Pembebanan Non Linier Pushover..............................

59

3.2.8 Analisis Kinerja Struktur dari Hasil Analisis Pushover ..............

60

3.3 Parameter Kontrol Hasil Analisis Pushover .......................................

60

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ............................................

63

4.1 Data Struktur Bangunan ....................................................................

63

4.1.1 Data Gambar ...........................................................................

63

4.1.2 Data Material dan Fungsi Banguanan ......................................

65

4.1.3 Data Seismik Bangunan ...........................................................

65

4.2 Analisis Struktur Bangunan ...............................................................

66

4.2.1 Model Struktur ..........................................................................

66

4.2.2 Pembebanan Struktur ..............................................................

68

4.2.3 Pengaruh Beban Gempa (Seismik) ..........................................

81

vi

4.2.4 Berat Struktur dan Letak Pusat Massa Lantai ..........................

87

4.2.5 Analisis Respon Spectrum .......................................................

91

4.2.6 Analisis Pushover.....................................................................

92

4.3 Pembahasan Hasil Analisis Pushover ...............................................

109

4.3.1 Evaluasi Kinerja Struktur ..........................................................

109

4.3.2 Kriteria Kinerja Struktur ............................................................

112

4.3.3 Mekanisme Sendi Plastis .........................................................

113

4.3.4 Kapasitas dan Target Perpindahan Struktur .............................

118

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................... 120 5.1 Kesimpulan .......................................................................................

120

5.2 Saran ................................................................................................

121

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... xvii LAMPIRAN

vii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kategori risiko bangunan gedung untuk beban gempa ..................

18

Tabel 2.2 Faktor Keutamaan Gempa .............................................................

20

Tabel 2.3 Klasifikasi Situs ..............................................................................

22

Tabel 2.4 Klasifikasi Situs Fa .........................................................................

23

Tabel 2.5 Klasifikasi Situs Fv..........................................................................

24

Tabel 2.6 Kategori desain seismik percepatan perioda pendek ......................

26

Tabel 2.7 Kategori desain seismik percepatan perioda 1 detik ......................

25

Tabel 2.8 Faktor R, Cd, dan Ω0, untuk sistem penahan gaya gempa .............

27

Tabel 2.9 Nilai parameter perioda pendekatan Ct dan x ................................

30

Tabel 2.10 Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung ...............

31

Tabel 2.11 Berat sendiri bahan bangunan ......................................................

32

Tabel 2.12 Berat sendiri komponen gedung ..................................................

33

Tabel 2.13 Beban hidup pada lantai gedung .................................................

34

Tabel 2.14 Simpangan antar lantai ijin Δa .....................................................

46

Tabel 2.15 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40 .....................................

50

Tabel 2.16 Batasan Tipe bangunan pada Capacity Spectrum Method ..........

50

Tabel 4.1 Penentuan jumlah anak tangga .....................................................

75

Tabel 4.2 Hasil running pembebanan tangga ................................................

77

Tabel 4.3 Spesifikasi Lift Produksi Hyundai Elevator Co. Ltd. ........................

78

Tabel 4.4 Percepatan batuan dasar terpetakan .............................................

82

Tabel 4.5 Nilai Fa untuk masing-masing klasifikasi situs ...............................

83

Tabel 4.6 Nilai Fv untuk masing-masing klasifikasi situs ...............................

83

Tabel 4.7 Hasil perhitungan nilai Sa ..............................................................

85

Tabel 4.8 Hasil running SAP 2000 V.14 ........................................................

90

Tabel 4.9 Berat gedung dan posisi titik berat masing-masing lantai ..............

90

Tabel 4.10 Fungsi respon spectrum untuk gedung hotel Golden Tulip ..........

97

Tabel 4.11 Perhitungan massa masing-masing lantai ................................... 102 Tabel 4.12 Nilai performance point dari hasil SAP 2000 V.14 ................. 109 Tabel 4.13 Nilai simpangan hasil analisis pushover ................................. 111 Tabel 4.14 Batasan rasio drift atap menurut ATC-40 ..................................... 112

viii

Tabel 4.15 Hasil drift dari analisis pushover .................................................. 113 Tabel 4.16 Mekanisme sendi plastis .............................................................. 117

ix

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Kerusakan gempa Yogyakarta Tahun 2006. ...............................

2

Gambar 1.2 Hotel Ambacang pasca gempa September 2009........................

3

Gambar 2.1 Skema pergerakan permukaan tanah .........................................

8

Gambar 2.2 Skema pergeseran/benturan antar plat tektonik .........................

9

Gambar 2.3 Beban gempa pada struktur bangunan .......................................

15

Gambar 2.4 Model getaran struktur ...............................................................

16

Gambar 2.5 Contoh peta parameter Ss .........................................................

21

Gambar 2.6 Contoh peta parameter S1 .........................................................

21

Gambar 2.7 Spektrum respon desain .............................................................

25

Gambar 2.8 Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa ......................................

28

Gambar 2.9 Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah ...............................

28

Gambar 2.10 Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus ..................................

29

Gambar 2.11 Respon struktur ........................................................................

35

Gambar 2.12 Mekanisme leleh pada struktur gedung ....................................

36

Gambar 2.13 Terbentuknya sendi plastis pada kolom ....................................

37

Gambar 2.14 Posisi Sumbu lokal Balok Struktur pada Program SAP 2000 ....

38

Gambar 2.15 Posisi Sumbu lokal Kolom Struktur pada Program SAP 2000 ...

39

Gambar 2.16 Sendi plastis yang terjadi pada balok dan kolom ......................

40

Gambar 2.17 Titik Kinerja menurut Metode Spektrum Kapasitas ...................

44

Gambar 2.18 Ilustrasi Pushover dan Capacity Curve .....................................

45

Gambar 2.19 Penentuan Performance Point ..................................................

46

Gambar 2.20 Ilustrasi keruntuhan gedung .....................................................

48

Gambar 2.21 Kurva kriteria kinerja .................................................................

49

Gambar 3.1 Denah lantai bangunan ..............................................................

52

Gambar 3.2 Denah balok ...............................................................................

53

Gambar 3.3 Data penampang kolom dan balok .............................................

54

Gambar 3.4 Koordinat yang digunakan dalam program SAP 2000 V.14 ........

57

Gambar 3.5 Bagan alir analisis pushover .......................................................

62

Gambar 4.1 Denah lantai basement ...............................................................

63

Gambar 4.2 Tampak depan hotel ...................................................................

64

Gambar 4.3 Potongan memanjang hotel ........................................................

64

x

Gambar 4.4 Denah model struktur .................................................................

66

Gambar 4.5 Portal struktur (X-Z) ....................................................................

66

Gambar 4.6 Portal struktur (Y-Z) ....................................................................

67

Gambar 4.7 Portal struktur (X-Y) ....................................................................

67

Gambar 4.8 Denah tangga .............................................................................

75

Gambar 4.9 Model beban tangga ...................................................................

76

Gambar 4.10 Hasil running pembebanan tangga ...........................................

77