1

BAB I

PENDAHULUAN

Perencanaan struktur bangunan tahan gempa bertujuan untuk mencegah terjadinya

keruntuhan struktur yang dapat berakibat fatal pada saat terjadi gempa. Kinerja struktur pada

waktu menerima beban gempa dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Akibat gempa ringan, struktur bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada

elemen strukturalnya maupun pada elemen non-strukturalnya.

2. Akibat gempa sedang, elemen struktural bangunan tidak boleh rusak tetapi elemen non-

strukturalnya boleh mengalami kerusakan ringan namun struktur bangunan masih dapat

digunakan.

3. Akibat gempa besar, baik elemen struktural maupun elemen non-struktural bangunan

akan mengalami kerusakan, tetapi struktur bangunan tidak boleh runtuh.

Menurut SEAOC Vision 2000 (Fema 451, 2006), gempa sedang ditetapkan sebagai

gempa dengan kemeungkinan terlampaui sebesar 50 % dalam rentang umur layan bangunan

50 tahun, yaitu gempa dengan periode ulang 75 tahun atau gempa yang kadang-kadang

terjadi. Sedangkan gempa besar ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlampaui

sebesar 10 % dalam rentang umur layan bangunan 50 tahun yaitu gempa dengan periode

ulang 500 tahun atau gempa yang jarang terjadi.

Berdasarkan filosofi desain yang ada (Fema 451, 2006), tingkat kinerja struktur

bangunan akibat gempa rencana adalah life safety yaitu walaupun struktur bangunan dapat

mengalami tingkat kerusakan yang cukup parah namun keselamatan penghuni dapat terjaga

karena struktur bangunan tidak sampai runtuh. Secara umum, respon struktur gedung yang

baik terhadap gempa kuat (gempa yang lebih besar dari gempa rencana) ditetapkan sebagai

kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca elastic yang besar

secara berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa diatas beban gempa yang

mengakibatkan terjadinya pelelehan signifikan pertama. Sambil mempertahankan kekuatan

dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah

berada dalam kondisi di ambang keruntuhan. Untuk dapat mencapai hal ini, elemen-elemen

struktur bangunan yang mengalami respon pasca elastik harus memiliki tingkat daktilitas

perpindahan yang memadai.

Model yang dianalisis adalah gedung Graha Pena Makasar dengan fungsi bangunan

sebagai kampus (ruang kuliah), sedangkan jenis tanah yang di gunakan yaitu tanah lunak.

Pemodelan dan analisis struktur menggunakan software CSI ETABS V.13.1.1.

2

BAB II

SPESIFIKASI TEKNIS DAN PEMODELAN STRUKTUR

2.1. Data Bangunan

Prototipe bangunan yang dianalisis memilik kriteria sebagai berikut :

a. Nama banguan : Graha Pena Makasar

b. Fungsi bangunan : Gedung perkuliahan (kampus)

c. Jenis tanah : Tanah lunak

d. Tinggi bangunan

Lantai 1 : 5,0 m

Lantai 2 – 6 : 4,5 m

Lantai 7 – 17 : 4,0 m

Spesifikasi struktur beton bertulang yang digunakan yaitu sebagai berikut :

a. Beton

Mutu beton (f’c) = 30 MPa

Modulus elastis (Ec) = 4700 √30 = 25743 Mpa

b. Baja tulangan

Baja U 24 untuk besi tulangan P ≤ 12, fy = 240 MPa.

Baja U 40 untuk besi tulangan D > 13, fy = 400 MPa.

2.2. Standar Peraturan Struktur yang Digunakan

Standar peraturan struktur yang digunakan yaitu mengacu pada :

a. Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1987).

b. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung

(SNI 1726-2012).

c. Persyaratan Beton Struktural Untuk Gedung (SNI 2847-2013).

Untuk hal-hal yang tidak diatur dalam peraturan dan standar di atas dapat mengacu pada

peraturan-peraturan dan standar berikut :

a. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-95).

b. Uniform Building Code (UBC).

2.3. Pembebanan

Secara umum, beban direncanakan sesuai dengan Tata Cara Perencanaan

Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1987).

3

Beban mati pada struktur bangunan (kolom, balok, plat lantai, dan dinding geser)

akan dihitung otomatis oleh software CSI ETABS V.13.1, sedangkan beban hidup dan

beban mati tambahan yang direncanakan adalah sebagai berikut :

a. Beban hidup (LL)

Beban hidup yang direncanakan yaitu sebagai berikut :

- Lantai 1 – 16 (ruang perkuliahan) = 250 kg/𝑚2

- Lantai atap = 100 kg/𝑚2

b. Beban mati (DL) tambahan

Beban mati tambahan yang direncanakan sesuai yaitu sebagai berikut :

- Lantai 1 – 16 - Lantai atap

Plester = 53 kg/𝑚2 Plester = 53 kg/𝑚2

Keramik = 24 kg/𝑚2 Beban WP = 5 kg/𝑚2

Plafon dan Ducting AC = 25 kg/𝑚2 Plafon = 25 kg/𝑚2

Beban M/E = 25 kg/𝑚2 + Beban M/E = 25 kg/𝑚2 +

127 kg/𝑚2 108 kg/𝑚2

c. Beban dinding

Beban dinding pada sisi luar bangunan yang direncanakan yaitu sebagai berikut :

- Dinding lantai 1 (5,0 m) = (5,0 – 0,6) x 250 = 1100 kg/𝑚′

- Dinding lantai 2 (4,5 m) = (4,5 – 0,8) x 250 = 925 kg/𝑚′

- Dinding lantai 3-6 (4,5 m) = (4,5 – 0,6) x 250 = 975 kg/𝑚′

- Dinding lantai 7-16 (4,0 m) = (4,0 – 0,6) x 250 = 850 kg/𝑚′

d. Beban tandon air

Beban tendon air yang bekerja pada atap bangunan yaitu sebagai berikut :

- Berat sendiri Tandon air = 62,7 kg/𝑚2

- Plester = 53 kg/𝑚2

- Keramik = 25 kg/𝑚2 +

139,7 kg/𝑚2

e. Beban lift

Beban lift yang bekerja yaitu sebagai berikut :

- Berat sendiri mesin lift P1 = 800 kg

- Beban hidup (maks 10 orang) = 800 kg +

- Beban akibat gaya reaksi lift P = 1600 kg

4

2.4. Pemodelan Struktur Bangunan

Pemodelan dan analisis struktur menggunakan software CSI ETABS V.13.1.1.

Secara umum model rencana yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 1, Gambar 2,

Gambar 3, dan Gambar 4 di bawah ini :

Gambar 1. Denah lantai 1 Gambar 2. Denah lantai atap

Gambar 3. Tampak depan model Gambar 4. Tampak belakang model

5

BAB III

ANALISIS

3.1. Penentuan Parameter Gaya Gempa

Berdasarkan Tabel 9 SNI 1726 : 2012 untuk parameter struktur penahan gaya

gempa Sistem Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen Khusus (SRPMK) diperoleh

R = 8 ; Ω = 3 ; dan Cd = 5,5.

3.2. Penentuan Prosedur Analisis Gaya Lateral

Berdasarkan konsep SNI 1726 : 2012 pasal 6.5., pasal 4.1.2., pasal 7.5.4 dan pasal

7.6 tentang prosedur analisis gaya gempa yang boleh dilakukan dan melihat kategori

desain seismik bahwa 0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain

seismik E.

Struktur yang berkategori risiko IV ( jenis perkuliahan) dengan faktor keutamaan

gempa I = 1,5 yang berlokasi dimana parameter respons spektral percepatan terpetakan

pada perioda 1 detik S1 = 1,1 lebih besar dari 0,75 dan Ss = 1,3 harus ditetapkan sebagai

struktur dengan kategori desain seismik yaitu E. Analisis statik ekivalen (ELF) tidak

dijinkan untuk kategori desain seismik E, maka prosedur analisis yang di ijinkan dan

digunakan untuk analisis gaya gempa lateral yaitu :

a. Analisis Respon Spektrum (RSA), dan

b. Analisis Riwayat Waktu (THA)

3.3. Analisis Parameter Percepatan Desain

- Data gempa yang diperoleh dari soal yang telah ditentukan : Ss = 1,3 ; dan S1 = 1,1.

- Berdasarkan tabel 4 dan tabel 5 SNI 1726 : 2012 diperoleh :

SE (tanah lunak) = Ss > 1,25 diperoleh Fa = 0,9

S1 > 0,50 diperoleh Fv = 2,4

- Berdasarkan SNI 1726 : 2012 halaman 21 persamaan (5) dan persamaan (6), maka :

SMS = Fa x Ss = 0,9 x 1,3 = 1,17

SM1 = Fv x S1 = 2,4 x 1,1 = 2,64

Sds = 2/3 x SMS = 2/3 x 1,17 = 0,78

Sd1 = 2/3 x SM1 = 2/3 x 2,64 = 1,76

6

Adapun grafik respon spektrum gempa rencana berdasarkan hasil perhitungan

yang kemudian di input ke dalam software CSI ETABS V.13.1.1. seperti ditunjukan pada

Gambar 5 dibawah ini :

Gambar 5. Grafik respon spektrum gempa rencana

3.4. Desain Time History Analysis (THA)

Nilai respon spektrum tersebut harus dikalikan dengan suatu faktor skala (FS)

yang besarnya = g x I/R dengan g = percepatan gravitasi (g = 9,81 m/det2).

FS = 9,81 x 1,5/8 = 1,84.

Analisis dinamik dilakukan dengan metode superposisi respon spektrum dengan

mengambil respon maksimum dari 4 arah gempa yaitu 0°, 45°, 90°, dan 135°. Nilai

redaman untuk struktur beton diambil, Damping = 0,05.

Digunakan number eigen NE = 3 dengan mass partisipation factor ≥ 90 % dengan

kombinasi dinamis (modal combination) CQC dan directional combination SRSS.

Dalam analisis ini digunakan rekaman gerakan tanah akibat gempa yang diambil

dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang direkam pada tanggal 15 Mei 1940 dalam

software CSI ETABS V.13.1.1. seperti ditunjukan pada Gambar 6 dibawah ini :

Gambar 6. Grafik Respon Time History El-Centro

7

3.5. Asumsi Dalam Analisis Model Struktur

Pemodelan struktur selanjutnya dilakukan pada ETABS dengan ketentuan sebagai

berikut :

1. Struktur dimodelkan secara 3 Dimensi menggunakan program bantu CSI ETABS

V.13.1.1., dengan menganggap semua lantai adalah diafragma kaku terhadap arah

lateral dan fleksible terhadap arah tegak lurus bidang (flexible out-of-plane).

2. Struktur beton bertulang memperhitungkan penampang inersia retak sehingga

momen inersia kolom sebesar 70%, momen inersia balok 35%, momen inersia pelat

25 %, dan momen inersia dinding geser 70 %.

3. Hubungan balok dan kolom dinggap kaku dengan rigidity factor 0,5.

4. Ujung kolom lantai bawah dimodelkan perletakan jepit sempurnah.

5. Elemen dinding tidak dimodelkan sehingga hanya di asumsikan beban terbagi

merata.

3.6. Waktu Getar Alami Hasil Analisis

Hasil analisis waktu getar alami struktur dan modal partisipasi massa yang

diperoleh dari ETABS selanjutnya di tabelkan sebagai berikut :

Tabel 1. Periode Alami dan Partisipasi Massa dalam arah X dan Y

Penampang Utuh (Full Dimension)

Period Sum UX Sum UY Period Sum UX Sum UY

sec sec

1 1.403 44.91% 0.22% 26 0.09 91.96% 92.17%

2 1.253 45.15% 47.42% 27 0.089 91.96% 92.17%

3 0.963 45.16% 49.85% 28 0.089 91.96% 92.17%

4 0.565 45.42% 54.59% 29 0.089 91.96% 92.17%

5 0.521 47.42% 54.73% 30 0.089 91.96% 92.17%

6 0.497 47.54% 55.24% 31 0.088 91.96% 92.17%

7 0.487 78.47% 55.93% 32 0.088 91.96% 92.17%

8 0.436 78.47% 55.93% 33 0.088 91.96% 92.17%

9 0.435 78.48% 55.94% 34 0.088 91.96% 92.17%

10 0.429 78.90% 80.04% 35 0.087 91.97% 92.18%

11 0.242 80.49% 80.06% 36 0.087 91.97% 92.18%

12 0.236 84.48% 80.16% 37 0.087 91.98% 92.18%

13 0.21 84.61% 85.35% 38 0.087 92.01% 92.18%

14 0.176 84.62% 85.46% 39 0.087 92.02% 92.19%

15 0.135 89.51% 85.78% 40 0.087 92.02% 92.19%

16 0.129 89.85% 89.82% 41 0.087 92.02% 92.19%

17 0.126 89.85% 90.31% 42 0.087 92.02% 92.19%

18 0.1 91.52% 90.45% 43 0.086 92.03% 92.20%

19 0.099 91.53% 90.54% 44 0.086 92.03% 92.20%

20 0.097 91.53% 90.54% 45 0.086 92.03% 92.20%

21 0.097 91.67% 90.66% 46 0.086 92.03% 92.20%

22 0.096 91.67% 90.72% 47 0.086 92.03% 92.20%

23 0.095 91.94% 92.14% 48 0.086 92.04% 92.20%

24 0.092 91.94% 92.14% 49 0.086 92.04% 92.20%

25 0.092 91.95% 92.17% 50 0.086 92.04% 92.20%

Mode%

Mode%

8

Tabel 2. Periode Alami dan Partisipasi Massa dalam arah X dan Y

Penampang Retak (Crack Dimension)

Tabel 3. Perbandingan Periode Alami Penampang Utuh dan Penampang Retak

3.7. Analisis Respon Spektrum (RSA)

Hasil simpangan antar tingkat dari ETABS disajikan dalam tabel dan gambar di

bawah ini :

Gambar 7. Story Displacement arah X

Period Sum UX Sum UY Period Sum UX Sum UY

sec sec

1 1.819 45.81% 0.70% 26 0.106 91.77% 90.99%

2 1.683 46.54% 46.87% 27 0.106 91.81% 92.04%

3 1.208 46.54% 49.20% 28 0.106 91.81% 92.04%

4 0.712 46.79% 53.19% 29 0.106 91.81% 92.04%

5 0.623 56.63% 53.19% 30 0.106 91.81% 92.04%

6 0.604 75.82% 54.22% 31 0.106 91.81% 92.04%

7 0.601 77.93% 54.37% 32 0.106 91.81% 92.04%

8 0.523 78.29% 79.09% 33 0.105 91.81% 92.06%

9 0.437 78.29% 79.09% 34 0.105 91.81% 92.06%

10 0.436 78.29% 79.09% 35 0.105 91.81% 92.06%

11 0.284 83.62% 79.15% 36 0.105 91.88% 92.07%

12 0.278 84.12% 79.28% 37 0.105 91.88% 92.07%

13 0.246 84.24% 85.34% 38 0.105 91.88% 92.07%

14 0.221 84.25% 85.35% 39 0.104 91.88% 92.07%

15 0.16 89.48% 85.53% 40 0.104 91.88% 92.07%

16 0.148 89.63% 90.16% 41 0.104 91.88% 92.07%

17 0.14 89.66% 90.16% 42 0.104 91.88% 92.08%

18 0.123 89.77% 90.44% 43 0.104 91.88% 92.08%

19 0.116 90.33% 90.46% 44 0.104 91.89% 92.14%

20 0.113 91.72% 90.59% 45 0.104 91.89% 92.15%

21 0.112 91.73% 90.63% 46 0.104 91.89% 92.15%

22 0.107 91.74% 90.77% 47 0.103 91.89% 92.17%

23 0.107 91.74% 90.78% 48 0.103 91.89% 92.17%

24 0.107 91.75% 90.80% 49 0.103 91.89% 92.17%

25 0.107 91.75% 90.81% 50 0.103 91.91% 92.21%

Mode Mode% %

Etabs 2013 (penampang Utuh) 1.403

Etabs 2013 (penampang crack) 1.819

Metode Perhitungan Periode

Alami

Periode alami

(mode 1) sec

9

Gambar 8. Story Displacement arah Y

Tabel 4. Hasil perhitungan drift antar tingkat akibat gempa arah X

Tabel 5. Hasil perhitungan drift antar tingkat akibat gempa arah Y

hi Total Drift Stroty Drift Strory Drift * Cd Drift Ratio Syarat

(m) (m) (m) (m) (m) Drift

story 17 4 0.0065 0.0003 0.00165 0.0150 OK

story 16 4 0.0062 0.0011 0.00605 0.0150 OK

story 15 4 0.0051 0.0002 0.0011 0.0150 OK

story 14 4 0.0049 0.0007 0.00385 0.0150 OK

story 13 4 0.0042 0.0008 0.0044 0.0150 OK

story 12 4 0.0034 0.0006 0.0033 0.0150 OK

story 11 4 0.0028 0.0008 0.0044 0.0150 OK

story 10 4 0.002 0.0002 0.0011 0.0150 OK

story 9 4 0.0018 0.0003 0.00165 0.0150 OK

story 8 4 0.0015 0.0005 0.00275 0.0150 OK

story 7 4 0.001 -0.003 -0.0165 0.0150 OK

story 6 4.5 0.004 0.0012 0.0066 0.0169 OK

story 5 4.5 0.0028 0.0017 0.00935 0.0169 OK

story 4 4.5 0.0011 0.0003 0.00165 0.0169 OK

story 3 4.5 0.0008 0.0005 0.00275 0.0169 OK

story 2 4.5 0.0003 0.0002 0.0011 0.0169 OK

story 1 5 0.0001 0.0001 0.00055 0.0188 OK

Lantai

hi Total Drift Stroty Drift Strory Drift * Cd Drift Ratio Syarat

(m) (m) (m) (m) (m) Drift

story 17 4 0.022 0.001 0.0055 0.0150 OK

story 16 4 0.021 0.001 0.0055 0.0150 OK

story 15 4 0.02 0.002 0.011 0.0150 OK

story 14 4 0.018 0.0008 0.0044 0.0150 OK

story 13 4 0.0172 0.0024 0.0132 0.0150 OK

story 12 4 0.0148 0.0008 0.0044 0.0150 OK

story 11 4 0.014 0.0015 0.00825 0.0150 OK

story 10 4 0.0125 0.001 0.0055 0.0150 OK

story 9 4 0.0115 0.0015 0.00825 0.0150 OK

story 8 4 0.01 0.002 0.011 0.0150 OK

story 7 4 0.008 -0.016 -0.088 0.0150 OK

story 6 4.5 0.024 0.011 0.0605 0.0169 NO

story 5 4.5 0.013 0.0035 0.01925 0.0169 NO

story 4 4.5 0.0095 0.0035 0.01925 0.0169 NO

story 3 4.5 0.006 0.002 0.011 0.0169 OK

story 2 4.5 0.004 0.002 0.011 0.0169 OK

story 1 5 0.002 0.002 0.011 0.0188 OK

Lantai

10

3.8. Output Gaya – Gaya Dalam

Hasil analisis gaya – gaya dalam dari software CSI ETABS V.13.1.1. disajikan

dalam tabel di bawah ini :

Tabel 6. Gaya – gaya dalam pada balok

Tabel 7. Gaya – gaya dalam pada kolom

frame Story Beam V2 (sendi) V2 (luar sendi) T (maks) M3 (maks) M3 (min)

N N N-mm N-mm N-mm

LT.6 B1706 Comb4 Max - - - 263,816,692.00 -

LT.6 B1707 Comb4 Min - - - - (204,397,488.00)

LT.7 B2219 Comb3 Min - - (9,125,547.51) - -

LT.6 B1707 Comb4 Min (212,152.40) (202,254.80) - - -

LT.7 B2225 Comb4 Min (210,618.90) (188,747.86) - - -

LT.3 B1974 Comb3 Min - - (8,908,717.55) - -

LT.7 B2225 Comb6 Max - - - 347,952,536.00 -

LT.7 B2225 Comb4 Min - - - - (436,068,820.00)

LT.5 B1976 Comb4 Min (324,177.29) (308,145.91) - - -

LT.6 B2187 Comb3 Min - - (21,226,395.00) - -

LT.5 B1976 Comb4 Max - - - 391,097,169.00 -

LT.5 B2156 Comb4 Min - - - - (492,652,587.00)

LT.11 B2225 Comb4 Min (579,503.30) (556,937.22) - - -

LT.10 B2277 Comb4 Min - - (96,612,631.00) - -

LT.9 B2225 Comb6 Max - - - 1,152,355,238.00 -

LT.11 B2225 Comb4 Min - - - - (1,361,321,179.00)

LT.15 B2232 Comb4 Max 657,481.23 (543,528.28) - - -

LT.16 B2269 Comb4 Max - - 88,748,639.29 - -

LT.15 B2232 SPEX Y Max - - - 1,462,017,923.00 -

LT.15 B2232 Comb4 Min - - - - (1,730,752,514.00)

LT.11 B1725 Comb4 Min (67,120.32) (66,050.83) - - -

LT.6 B1728 Comb3 Max - - 12,876,909.92 - -

LT.10 B1725 SPEX Y Max - - - 104,290,326.00 -

LT.11 B1725 Comb4 Min - - - - (131,421,785.00)

LT.10 B2230 Comb4 Max 88,172.63 (75,044.08) - - -

LT.6 B1729 Comb3 Max - - 19,715,951.50 - -

LT.10 B2230 SPEX Y Max - - - 228,173,340.00 -

LT.10 B2230 Comb4 Min - - - - (276,060,624.00)

frame Story Beam V2 (sendi) V2 (luar sendi) T (maks) M3 (maks) M3 (min)

N N N-mm N-mm N-mm

LT.6 B2063 Comb3 Max 1,382,838.98 1,332,941.78 - - -

LT.6 B2063 Comb4 Min - - (172,407,172.00) - -

LT.6 B2054 Comb3 Max - - - 2,625,147,761.00 -

LT.6 B2054 Comb5 Min - - - - (1,501,721,621.00)

LT.2 B2054 Comb3 Min (787,182.18) (658,929.42) - - -

LT.5 B2055 Comb4 Max - - 195,243,712.00 - -

LT.2 B2054 Comb3 Max - - - 1,615,605,110.00 -

LT.2 B2054 Comb5 Min - - - - (1,147,953,532.00)

LT.7 B2212 Comb4 Min (835,915.13) (803,515.77) - - -

LT.7 B2210 Comb3 Max - - 187,730,718.00 - -

LT.9 B2232 Comb6 Max - - - 1,994,938,976.00 -

LT.9 B2232 Comb4 Min - - - - (2,116,474,477.00)

LT.7 B2229 Comb3 Max 533,191.34 167,631.28 - - -

LT.7 B2229 Comb4 Min - - (347,171,318.00) - -

LT.9 B2233 Comb5 Max - - - 802,667,857.00 -

LT.9 B2233 Comb3 Min - - - - (871,029,744.00)

PC3

PC4

Load

Case/Combo

PC1

PC2

Load

Case/Combo

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

frame Story Beam P (maks) V2 (maks) M2 (maks) M3 (maks)

N N N-mm N-mm

BASEMENTC216 Comb3 Min (9,292,100.51) - - -

LT.6 C216 Comb3 Max - 681,391.81 - -

LT.6 C216 Comb3 Max - - 1,450,116,372.00

BASEMENTC96 Comb4 Min - - (1,152,447,173.00) -

LT.4 C59 Comb4 Min (2,752,587.04) - - -

LT.6 C55 Comb3 Max - 606,105.73 - -

LT.16 C282 Comb4 Max - - 1,079,629,625.00 -

LT.6 C55 Comb3 Max - - - 1,297,374,428.00

frame Story Beam P (maks) V2 (maks) M2 (maks) M3 (maks)

N N N-mm N-mm

LT.7 C291 Comb3 Min (940,328.20) - - -

LT.7 C290 Comb3 Max - 380,698.22 - -

LT.7 C291 Comb4 Min - - (455,695,169.00) -

LT.7 C290 Comb3 Max - - - 880,023,037.00

LT.7 C215 Comb4 Min (9,285,232.70) - - -

LT.9 C17 Comb3 Min - (639,301.06) - -

LT.9 C282 Comb4 Max - - 1,894,429,376.00 -

LT.9 C17 Comb3 Min - - (1,376,944,475.00)

K5

Load

Case/Combo

K1

K2

Load

Case/Combo

K4

11

Tabel 8. Gaya – gaya dalam pada dinding geser

3.9. Perencanaan Struktur

Perencanaan struktur beton bertulang mengacu pada Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726-2012). Mutu

bahan yang digunakan yaitu :

a. Mutu beton (f’c) = 30 MPa.

b. Baja U 24 untuk besi tulangan P ≤ 12, fy = 240 MPa dan Baja U 40 untuk besi

tulangan D > 13, fy = 400 MPa.

Detail perencanaan struktur beton bertulang untuk masing – masing elemen

struktur gedung Graha Pena ditampilkan pada LAMPIRAN IV, sehingga pada masing –

masing sub bab dibawah ini hanya merupakan resume dari hasil perencanaan tersebut.

3.9.1. Perencanaan Plat Lantai

Pada struktur gedung Garaha Pena terdapat 10 tipe pelat lantai sesuai

dengan denah struktur dan dimensinya yang disimbolkan dengan S1, S2, S3, S4,

S5, S6, S7, S8, S9, dan S10. Resume dari hasil perencanaan struktur masing –

masing tipe plat lantai tersebut dapat dilihat pada Tabel 9 dibawah ini :

Tabel 9. Resume hasil perencanaan plat lantai

Tipe

Pelat

Ukuran

(m)

Tebal

(m)

Momen Ultimit (kNm) Penulangan

Mu lx Mu ly Mu tx Mu ty Tul. lx Tul. ly Tul. tx Tul. ty

S1 4 x 4 0,12 2,786 2,786 5,683 5.683 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S2 4 x 4 0,12 2,786 2,786 5,683 5.683 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S3 8 x 8 0,40 24,045 24,045 49,051 49.051 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 75 P 10 – 75

S4 4 x 4 0,50 7,163 7,163 14,613 14.613 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S5 3 x 4 0,15 2,795 1,339 4,932 3.898 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S6 2 x 4 0,20 2,150 0,556 3,040 1,965 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S7 5,5 x 6 0,15 6,986 5,565 13,497 12,432 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S8 4 x 10 0,50 17,765 4,011 23,782 14,613 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S9 4 x 8 0,40 13,946 3,607 19,717 12,744 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

S10 4 x 4 0,12 2,786 2,786 5,683 5.683 P 10 – 150 P 10 – 150 P 10 – 100 P 10 – 100

frame Story Pear P (maks) V2 (maks) M3 (maks)

KN KN KN-m

BASEMENTP11 Comb4 Max (19,541.16) - -

ATAP P23 Comb5 Max - (8,789.81) -

ATAP P23 Comb3 Min - - 21,409.88

SW

Load

Case/Combo

12

3.9.2. Perencanaan Balok

Pada struktur gedung Garaha Pena terdapat 11 tipe balok sesuai dengan denah struktur dan dimensinya yang disimbolkan

dengan B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, PC1, PC2, PC3, dan PC4. Resume dari hasil perencanaan struktur masing – masing tipe balok

tersebut dapat dilihat pada Tabel 10 dibawah ini :

Tabel 10. Resume hasil perencanaan balok

Tipe

Balok

Ukuran

b/h (m)

Gaya – Gaya Dalam Penulangan

Momen lentur (kNm) Gaya geser (kN) Torsi

(kNm)

Lentur Geser

Torsi Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan Tumpuan Lapangan

Mu Mn Mu Mn Vu Vn Vu Vn Atas Bawah Atas Bawah

B1 0,3/0,4 204,39 358,32 263,82 358,32 212,15 316,06 202,26 277,42 9,13 8 D 22 4 D 22 4 D 22 8 D 22 4 P10 - 100 4 P10 - 120 2 D 13

B2 0,25/0,6 436,07 501,66 347,95 501,66 210,62 412,52 188,75 306,97 8,91 8 D 22 4 D 22 4 D 22 8 D 22 4 P10 - 100 4 P10 - 150 2 D 13

B3 0,3/0,7 492,65 601,60 391,09 601,60 324,18 508,78 308,15 384,38 21,23 8 D 22 4 D 22 4 D 22 8 D 22 4 P10 - 100 4 P10 - 150 2 D 13

B4 0,4/0,8 1.361,32 1.555,04 1.152,36 1.555,04 579,50 611,89 556,94 652,68 96,61 18 D 22 10 D 22 10 D 22 18 D 22 4 P10 - 100 4 P10 - 150 4 D 16

B5 0,8/1,0 1.730,75 1.795,26 1.462,02 1.795,26 657,48 797,25 543,53 706,77 88,75 16 D 22 8 D 22 8 D 22 16 D 22 P10 - 100 P10 - 150 4 D 13

B6 0,2/0,4 131,42 156,87 104,29 156,87 67,12 151,08 66,05 117,15 12,87 4 D 22 2 D 22 2 D 22 4 D 22 P10 - 100 P10 - 150 4 D 13

B7 0,15/0,6 276,06 378,14 228,17 378,14 88,17 215,85 75,05 163,07 19,72 6 D 22 4 D 22 4 D 22 6 D 22 P10 - 100 P10 - 150 4 D 13

PC1 0,5/1,0 1.501,72 3.0875,5 2.625,51 3.0875,5 1.082,8 1.110,4 932,94 1.045,4 172,41 28 D 22 14 D 22 14 D 22 28 D 22 4 P12 - 100 4 P12 - 120 4 D 16

PC2 0,6/0,8 1.147,95 1.914,31 1.615,61 1.914,31 787,18 1.002,9 658,93 821,99 195,24 22 D 22 12 D 22 12 D 22 22 D 22 4 P10 - 100 P10 - 150 4 D 13

PC3 0,7/0,8 2.116,48 2.425,37 1.994,94 2.425,37 835,92 983,11 803,52 879,96 187,73 28 D 22 14 D 22 14 D 22 28 D 22 4 P12 - 100 4 P12 - 120 4 D 13

PC4 0,4/0,8 871,03 1.045,84 802,67 1.045,84 533,19 637,91 167,63 351,39 871,03 12 D 22 6 D 22 6 D 22 12 D 22 4 P10 - 100 P10 - 150 4 D 13

13

3.9.3. Perencanaan Kolom

Pada struktur gedung Graha Pena terdapat 4 tipe kolom sesuai dengan denah struktur dan dimensinya yang disimbolkan

dengan K1, K2, K4, dan K5. Resume dari hasil perencanaan struktur masing – masing tipe kolom tersebut dapat dilihat pada Tabel 11

dibawah ini :

Tabel 11. Resume hasil perencanaan kolom

Tipe

kolom

Ukuran

b x h (m)

Gaya – gaya dalam Penulangan

Pu

(kN)

Mu

(kNm)

Vu

(kN)

Nu

(kN) Lentur

Geser

Tumpuan Lapangan

K1 1,2 x 1,2 9.292,10 1.450,12 681,39 -9.292,10 8 D 22 P12 - 100 P12 - 150

K2 0,8 x 0,8 2.752,59 1.297,37 606,11 -2.752,59 8 D 22 4 P12 - 100 4 P12 - 150

K4 0,9 x 0,9 940,33 880,02 380,69 -940,33 8 D 22 P12 - 100 P12 - 150

K5 1,2 x 1,2 9.285,23 1.894,43 693,30 -9.285,23 8 D 22 P12 - 100 P12 - 150

Gambar 9. Diagram iteraksi Kolom K1 Gambar 10. Diagram iteraksi Kolom K2

14

Gambar 11. Diagram iteraksi Kolom K4

Gambar 12. Diagram iteraksi Kolom K5

3.9.4. Perencanaan Dinding Geser

Dinding geser direncanakan untuk menahan geser bidang horizontal dan

vertikal serta momen lentur akibat gempa. Resume dari hasil perencanaan struktur

dinding geser tersebut dapat dilihat pada Tabel 9 dibawah ini :

Tabel 12. Resume hasil perencanaan dinding geser

Dimensi (m) Gaya – Gaya Dalam Penulangan

Tebal P total P badan h total Mu (kNm) Pu (kN) Vu (kN) Horisontal Vertikal

0,45 5 6 76 21.409,88 19.541,16 8.789,81 D22 – 150 D22 – 150

15

BAB IV

PEMBAHASAN

Model yang dianalisis adalah gedung Graha Pena Makasar dengan fungsi bangunan

sebagai kampus (ruang kuliah), sedangkan jenis tanah yang di gunakan yaitu tanah lunak.

Secara umum struktur bangunan tersebut memiliki 17 lantai dan 1 lantai basement dengan

bentuk geometri bangunan tidak beraturan serta manggunakan material beton bertulang

sebagai rangka utama strukturnya. Gedung tersebut direncanakan dan dibangun diatas tanah

lunak dengan fungsi utama bangunan sebagai gedung perkuliahan. Spesifikasi bahan yang

digunakan yaitu mutu beton (f’c) = 30 MPa, sedangkan untuk baja tulangan menggunakan

Baja U 24 untuk besi tulangan P ≤ 12, fy = 240 MPa. Baja U 40 untuk besi tulangan D > 13,

fy = 400 MPa.

Struktur gedung Graha Pena memiliki denah struktur yang tidak beraturan serta

memiliki tingkat lantai yang lebih dari 10 lantai dan berkategori resiko IV ( jenis perkuliahan)

dengan faktor keutamaan gempa I = 1,5 yang berlokasi dimana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik S1 = 1,1 lebih besar dari 0,75 dan Ss = 1,3 harus

ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik yaitu E. Oleh sebab itu, Analisis

statik ekivalen (ELF) tidak dijinkan untuk kategori desain seismik E, maka prosedur analisis

yang diijinkan dan digunakan untuk analisis gaya gempa lateral yaitu analisis dinamik

Response Spectrum Analysis dan Time History Analysis.

Analisis dinamik linier riwayat waktu (time history) sangat cocok digunakan untuk

analisis struktur yang tidak beraturan terhadap pengaruh gempa rencana. Mengingat gerakan

tanah akibat gempa di suatu lokasi sulit diperkirakan dengan tepat, maka sebagai input gempa

dapat didekati dengan gerakan tanah yang disimulasikan. Dalam analisis ini digunakan hasil

rekaman akselerogram gempa sebagai input data percepatan gerakan tanah akibat gempa.

Rekaman gerakan tanah akibat gempa diambil dari akselerogram gempa El-Centro N-S yang

direkam pada tanggal 15 Mei 1940.

Pada gedung-gedung bertingkat, perilaku struktur akibat beban-beban yang bekerja

mengakibatkan terjadinya distribusi gaya. Konsep perancangan konstruksi didasarkan pada

analisis kekuatan batas (ultimate-strength) yang mempunyai daktilitas cukup untuk menyerap

energi gempa sesuai dengan peraturan yang berlaku. Prosedur perhitungan struktur bangunan

diasumsikan bahwa masing – masing elemen struktur tertentu pada bangunan portal memiliki

persamaan gaya – gaya dalam sehingga cara perhitungannya juga sama dengan menggunakan

nilai maksimum gaya – gaya dalam pada masing – masing elemen struktur tersebut.

16

Pemodelan dan analisis struktur menggunakan software CSI ETABS V.13.1.1, sedangkan

untuk perhitungan tulangan menggunakan Microsoft excel 2010 untuk mempermudah

perhitungan.

Hasil dari analisis software CSI ETABS V.13.1.1 menunjukan bahwa struktur telah

mencapai mass partisipation factor ≥ 90 % dengan kombinasi dinamis (modal combination)

CQC dan directional combination SRSS, baik dari penampang utuh (full dimension) maupun

penampang retak (crack dimension). Sedangkan perbandingan periode alami penampang utuh

(full dimension) dan penampang retak (crack dimension) pada modal 1 berturut – turut yaitu

1,403 detik dan 1,819 detik.

Hasil dari analisis struktur menunjukan bahwa pada masing – masing elemen struktur

(plat lantai, balok, kolom, dan dinding geser) membutuhkan dimensi yang cukup besar serta

tulangan yang cukup banyak baik pada tulangan lentur, tulangan geser, maupun tulangan

torsinya (hasil perhitungan dan gambar detail terlampir). Hal ini disebabkan oleh besarnya

beban yang didukung oleh struktur, sebab struktur memiliki dimensi yang cukup besar serta

bentuk denah struktur yang tidak beraturan, yang kemudian menyebabkan beban mati (DL),

beban hidup (LL), beban gempa (E), dan beban angin (W) akan semakin besar pula.

Selain itu, juga dipengaruhi oleh fungsi bangunan yang harus didukung oleh stuktur

yaitu sebagai gedung perkuliahan dengan besar beban hidup (LL) 250 kg/𝑚2 dengan faktor

keutamaan bangunan (I) = 1,5. Hal lain yang kemudian sangat berpengaruh adalah jenis tanah

yang merupakan pendukung utama terhadap struktur yang dibangun diatasnya merupakan

tanah lunak yang kemudian akan menyebabkan energi gempa yang diterima oleh struktur

akan semakin besar pula.

17

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

1. Struktur direncanakan sebagai Sistem Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen

Khusus (SRPMK), sehingga diperoleh R = 8 ; Ω = 3 ; dan Cd = 5,5.

2. Struktur gedung Graha Pena memiliki denah struktur yang tidak beraturan serta

memiliki tingkat lantai yang lebih dari 10 lantai dan berkategori risiko IV ( jenis

perkuliahan) dengan faktor keutamaan gempa I = 1,5 dan ditetapkan sebagai

struktur dengan kategori desain seismik yaitu E. Oleh sebab itu, Analisis statik

ekivalen (ELF) tidak dijinkan untuk kategori desain seismik E, maka prosedur

analisis yang diijinkan dan digunakan untuk analisis gaya gempa lateral yaitu

analisis dinamik Response Spectrum Analysis dan Time History Analysis.

3. Hasil dari analisis software CSI ETABS V.13.1.1 menunjukan bahwa struktur telah

mencapai mass partisipation factor ≥ 90 % dengan kombinasi dinamis (modal

combination) CQC dan directional combination SRSS, baik dari penampang utuh

(full dimension) maupun penampang retak (crack dimension).

4. Periode alami penampang utuh (full dimension) dan penampang retak (crack

dimension) pada modal 1 berturut – turut yaitu 1,403 detik dan 1,819 detik.

5. Oleh karena besarnya beban yang harus didukung, maka pada bentangan balok

yang terlalu panjang (16 m), diperpendek bentangannya dengan cara menambahkan

kolom pada tengah bentangnya.

4.2. Saran

Struktur gedung Graha Pena yang semula dibangun di daerah Makassar

Sulawesi Selatan dengan tingkat resiko gempa yang kecil dan fungsi bangunan sebagai

perkantoran, jika akan dibangun di daerah gempa besar dengan jenis tanah lunak dan

fungsi bangunannya diubah menjadi gedung perkuliahan maka perlu diredisain kembali

denah struktur maupun dimensi strukturnya.

18

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung, SKBI-

1.3.53.1987 , Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Anonim, 2013, Persyaratan Beton Struktural Untuk Gedung SNI 2847-2013, Departemen

Pekerjaan Umum, Jakarta.

Anonim, 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung dan

Non Gedung SNI 1726-2012, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

Dipohusodo, Istimawan, 1994, Struktur Beton Bertulang, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Ilham, M. N, Analisis Struktur Gedung Bertingkat dengan Software ETABS 9.2.0.

Rastandi, J. I (2006), Dampak Pembatasan Waktu Getar Alami pada Gedung Bertingkat

Rendah, Seminar HAKI.

Vis, W.C., Kusuma Gedeon, 1993, Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, Erlangga,

Jakarta.