bab iii.docx
TRANSCRIPT
BAB III
METODE PENELITIAN
Pada bab ini diuraikan secara singkat mengenai penyajian prosedur penelitian
terhadap evaluasi perilaku struktur bangunan beton bertulang akibat gempa.
Penelitian ini dibagi menjadi dua, yaitu secara manual dan komputasi. Prosedur
bagan alir penelitian dan skema secara lengkap diperlihatkan pada Lampiran A
Gambar A.3.1 halaman 60.
3.1 Studi Literatur
Literatur-literatur yang digunakan pada penelitian ini berasal dari jurnal dan
buku-buku yang terkait dalam analisis gempa nonlinear yang termasuk dalam
analisis dinamis riwayat waktu. Acuan yang akan dipakai antara lain SNI-1726-2012
Tata Cara Perencanaan Ketahan Gempa untuk Stuktur Gedung dan Non-gedung,
SNI-03-1727-1989 Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Rumah dan Gedung.
3.2 Pengumpulan Data
Data yang diperlukan untuk pemodelan struktur gedung dengan STERA ver.
5.8 berupa data sekunder. Data sekunder yaitu data yang diperoleh secara tidak
langsung. Adapun yang menjadi data sekunder yaitu, shop drawing gedung baru
Dewan Perwakilan Rakyat Kota (DPRK) Banda Aceh, data akselerogram gempa El-
Centro, gempa Kobe, gempa Chi-Chi, dan gempa Irpinia.
3.3 Mutu bahan
Gedung ini dibangun menggunakan rangka beton bertulang sebagai elemen
struktural utama, dengan mutu bahan sebagai berikut:
a) Tegangan leleh baja (fy) = 400 MPa
b) Mutu beton = K-250
22
4620
3840
Y
XA B C D E F G H I J
1
2
3
4
5
6
7
8
600
720
720
600
660
720
600
600 300 300 360 720 360 300 300 600
23
3.4 Pemodelan Struktur
Gedung yang ditinjau ialah gedung baru DPRK Banda Aceh yang terletak di
Jln. Tgk. Abu Lam U, Banda Aceh, lokasi gedung dapat dilihat pada Lampiran A
Gambar A.3.3 halaman 62. Gedung ini terdiri 6 lantai dengan tinggi 27,4 m. Tinggi
lantai 1 adalah 3,2 m; tinggi lantai 2 sampai 5 adalah 4,5 m; dan tinggi lantai 6 adalah
6,2 m. Denah gedung yang dimodelkan dapat dilihat pada Lampiran A Gambar A.3.4
sampai Gambar A.3.10 pada halaman 63 sampai 69. Sistem struktur yang
dimodelkan ke dalam STERA 3D yaitu kolom, balok, pelat lantai, dan dinding geser,
elemen non-struktural tidak dimodelkan. Gambar denah lantai 1 gedung baru DPRK
Banda Aceh dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut:
Gambar 3.1 denah lantai 1 gedung baru DPRK Banda AcehSumber: PT. Utoh Internasional
24
3.4.1 Pemodelan grid bangunan
Pemodelan grid bangunan berfungsi untuk menentukan jumlah tingkat
bangunan, tinggi bangunan, lebar, panjang, serta jarak antar bentang. Pemodelannya
berdasarkan shop drawing gedung baru DPRK Banda Aceh. Gambar pemodelan grid
bangunan dapat dilihat pada Gambar 3.2 halaman 25.
3.4.2 Pemodelan kolom
Dimensi kolom yang dimodelkan mengikuti kolom pada bangunan eksisting
dengan bahan beton bertulang. Kolom yang diteliti hanya kolom struktural, terdapat
3 tipe yaitu K1, K2 dan K3, dengan dimensi 800 x 800; 600 x 600; dan 400 x 600.
Gambar pemodelan kolom dapat dilihat pada Gambar 3.3 halaman 25.
3.4.3 Pemodelan balok
Balok yang dimodelkan terdiri dari 2 tipe dengan dimensi 400 x 800 dan 350
x 750. Pemodelan balok hanya dilakukan pada balok utama saja. Gambar pemodelan
balok dapat dilihat pada Gambar 3.4 halaman 26.
3.4.4 Pemodelan pelat lantai
Sama seperti halnya kolom dan balok, pemodelan pelat juga mengikuti
dimensi bangunan eksisting dengan tebal plat 12 cm untuk semua tipe lantai.
Pemodelan pelat lantai dilakukan bersamaan dengan pemodelan balok.
3.4.5 Pemodelan dinding geser
Dinding geser pada bangunan digunakan untuk menahan beban lateral.
Pemodelan dinding geser mengikuti datail dan dimensi gedung baru DPRK Banda
Aceh. Gambar pemodelan dinding geser dapat dilihat pada Gambar 3.5 halaman 26.
25
Gambar 3.2 : Pemodelan grid bangunan pada STERA 3D
Gambar 3.3 : Pemodelan kolom pada STERA 3D
26
Gambar 3.4 : Pemodelan balok pada STERA 3D
Gambar 3.5 : Pemodelan dinding geser pada STERA 3D
27
3.5 Pembebanan
Beban-beban yang dihitung terdiri dari beban mati dan beban hidup yang
merupakan beban gravitasi, dan beban gempa. Beban mati dan beban hidup dihitung
secara manual dengan menggunakan berat jenis dan koefisien berdasarkan SNI-1727-
1989 tentang Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung.
3.5.1 Beban mati
Beban mati adalah beban struktur itu sendiri dan beban perangkat gedung
yang permanen. Nilainya dapat dilihat pada Lampiran B Tabel B.2.2 halaman 72.
3.5.2 Beban hidup
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau
penggunaan suatu gedung pada lantai yang berasal dari barang yang dapat berpindah.
Nilainya dapat dilihat pada Lampiran B.2.3 halaman 72.
3.5.3 Beban gempa
Beban gempa dihitung secara dinamis dengan metode analisis riwayat waktu.
Beban gempa berupa rekaman percepatan tanah untuk gempa tertentu. Gambar
pemberian beban gempa seperti Gambar 3.6 halaman 28.
Gambar rekaman beban gempa yang di gunakan untuk masing-masing adalah
sebagai berikut:
a) Gempa El-centro terjadi di California dengan magnitude 6,4 SR. Gambar
rekaman gempa El-centro seperti pada Gambar 3.7 halaman 28;
b) Gempa Kobe terjadi di Jepang dengan magnitude 6,9 SR. Gambar rekaman
gempa Kobe seperti Gambar 3.8 halaman 28;
c) Gempa Chi-Chi terjadi di Taiwan dengan magnitude 7,3 SR. Gambar rekaman
gempa Chi-Chi seperti pada Gambar 3.9 halaman 29;
28
d) Gempa Irpinia terjadi di Italia dengan magnitude 6,9 SR. Gambar rekaman
gempa Irpinia seperti pada Gambar 3.10 halaman 29.
Gambar 3.8: Rekaman gempa Kobe
Gambar 3.6: Pemberian beban rekaman gempa pada Stera
Gambar 3.7: Rekaman gempa El-Centro
29
Data spektra gempa untuk mengevaluasi perilaku bangunan diperoleh dari
program yang dibuat oleh Kementerian Pekerjaan Umum. Data spektra untuk
wilayah Banda Aceh, Jln. Abu Lam U sesuai dengan lokasi bangunan yang ditinjau
dengan asumsi tanah dasar adalah tanah sedang dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut:
Tabel 3.1 Data Spektra Jln. Abu Lam U Kawasan TamanSari Banda Aceh
No. Data Koefisien
1 PGA (g) 0,6362 SS (g) 1,3633 S1 (g) 0,6544 CRS 0,9765 CR1 0,9476 FPGA 17 FA 18 FV 1,59 PSA (g) 0,636
Gambar 3.9 : Gambar rekaman gempa Irpinia
Gambar 3.9: Gambar rekaman gempa Chi-Chi
30
No. Data Koefisien
10 SMS (g) 1,36311 SM1 (g) 0,98112 SDS (g) 0,90813 SD1 (g) 0,65414 T0 (detik) 0,14415 TS (detik) 0,720
Sumber: http://puskim.pi.go.id/Aplikasi_spekra_indonesia_2011
3.6 Evaluasi Struktur
Pada tahap ini keseluruhan dari perhitungan dilakukan secara komputasi
menggunakan bantuan program rekayasa komputer STERA 3D. Data-data yang
ditetapkan diawal dimasukkan baik itu data mutu bahan, tipe, dimensi elemen
struktural, data akselerogram gempa, beban-beban yang bekerja serta data-data lain
yang diperlukan pada saat perhitungan. Bangunan beton bertulang dilimpahkan
beban gempa berupa data rekaman riwayat gempa yang terdiri dari gempa El-centro,
gempa Kobe, gempa Chi-Chi, dan gempa Irpinia.
Setelah itu, dilihat perilaku gedung setelah dibebani gaya gempa, untuk
mengetahui perilaku dari gedung agar dapat dilakukan evaluasi perilaku struktur
gedung DPRK Banda Aceh. Dari ke empat gempa tersebut dilihat gempa apa yang
memberikan pengaruh besar pada bangunan beton bertulang. Hasil output yang
diperoleh setelah dibebani gaya gempa berupa story drift, story shear, dan top
displacement yang digunakan untuk mengevalusi perilakau struktur.
3.7 Skala Intensitas Gempa
Evalusi struktur gedung dengan metode analisis nonlinear time history
(riwayat waktu nonlinier) terhadap pengaruh gempa, maka percepatan muka tanah
asli dari gempa masukan harus diskalakan sehingga nilai percepatan puncak menjadi
sama dengan A0I. Perhitungan skala intensitas gempa menggunakan persamaan 2.22
dan 2.21 halaman 18. Contoh perhitungan terhadap gempa EL-Centro dengan Peak
31
Ground Acceleration (PGA = 0,342 g), Faktor keutamaan gedung sesuai dengan
Lampiran B. Tabel B.2.6 halaman 75, maka digunakan nilai Ie = 1,25, PGA lokasi
bangunan = 0,636 dan FPGA = 1, maka percepatan puncak tanah akibat gempa El-
Centro di lokasi bangunan adalah:
PGAM = FPGA X SPGA
= 1,0 x 0,636 = 0,636 g
Maka skala gempa = 0 ,6360 ,342
x 1,25 = 2,325