Penelitian Teknik Sipil 2

  • View
    224

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Penelitian Teknik Sipil 2

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    1/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ

    Abstrak

    Belajar dari bencana gempa bumi yang terjadi di berbagai daerah di Indonesia, seperti

    gempa bumi Aceh dan Yogyakarta ada suatu fenomena kegagalan geser pada komponen

    kolom struktur ( shear failure in column) yang diakibatkan oleh kehadiran dinding bahanpengisi (masonry wall) yang tidak diperhitungkan sebelumnya. Dalam perencanaan bangunan

    beton bertulang yang merupakan komponen struktur utama adalah; balok, pelat, kolom, dan

    pondasi. Pemasangan diding bahan pengisi dinding pengisi dilakukan setelah komponen

    struktur utama selesai dikerjakan, sehingga dianggap hanya sebagai beban gravitasi atau

    komponen non-struktural. Pada kenyataanya yang terjadi di lapangan saat terjadi gempa bumi

    yang mengakibatkan gaya lateral yang besar terhadap bangunan, dinding pengisi memberikan

    pengaruh yang besar terkadap kekakuan dan kekuatan struktur, sehingga pengaruh

    keruntuhannya berbeda dengan portal terbuka.

    1. Pendahuluan

    Panel dinding bahan pengisi biasa dipasang pada rangka struktur baja maupun beton

    bertulang. Dinding dapat menutupi tembok bangunan secara keseluruhan dan ada juga

    yang memilikli bukaan seperti untuk pintu dan jendela. Namun dalam perencanaan

    struktur bangunan, dinding bahan pengisi hanya diperlakukan sebagai sekat atau

    partisi tanpa fungsi struktural. Padahal apabila terjadi gempa kuat dinding bahan

    pengisi dapat mempengaruhi kekakuan dan kekuatan struktur yang kadang tidak

    menguntungkan pada struktur bagunan yang dapat menimbulkan kerusakan.

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 1 5/1/2009

    ANALISA PENGARUH DINDING MASONRY TERHADAP KEKUATAN KOLOM

    PADA BANGUNAN SEKOLAH AKIBAT GAYA GEMPA

    (Studi Kasus Perencanaan Bangunan Sekolah Gunung Tarok, Meulaboh)

    Galumbang M. Hutauruk*)Johannes Tarigan**)

    *) Alumni Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU; [email protected]**) Guru Besar dan Ketua Departemen Teknik Sipil USU

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    2/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    Beberapa kendala yang dialami oleh para insinyur bangunan dalam

    mempertimbangkan pengaruh keberadaan dinding bahan pengisi pada struktur portal

    gedung antara lain :

    a. Kerusakan dinding partisi sebab mutu material yang digunakan rendah dan sulit

    berperilaku kaku sebagai elemen bangunan.

    b. Sulitnya memprediksi model keruntuhan pada dinding pengisi karena berkaitan

    erat dengan nilai variabel propertis material dinding masonry yang sangat

    kompleks, sehingga kemungkinan model keruntuhannya sangat variatif.

    c. Kurang detailnya hubungan/koneksi antara dinding pengisi dengan sekeliling

    portal struktur. Sesungguhnya hubungan interaksi dinding pengisi dengan

    sekeliling portal mempunyai pengaruh yang besar terhadap respon struktur yang

    mengalami gaya gempa yang besar.d. Terbatasnya peraturan yang ada mengenai ketahanan bangunan terhadap

    kerusakan akibat gempa bumi.

    2. Latar Belakang

    Apabila bercermin dari beberapa kejadian gempa bumi di Indenesia khususnya gempa

    bumi yang melanda Yogyakarta dan Jawa Tengah pada tanggal 27 Mei 2006 dengan

    kekuatan 6,3 skala ricthter. Banyak bangunan rumah penduduk yang rata dengan tanah

    yang mengakibatka ribuan korban jiwa dan harta benda.

    Dokumentasi kerusakan akibat gempa bumi di Indonesia:

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 2 5/1/2009

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    3/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    Gambar 1. Kerusakan bangunan akibat gempa Yogyakarta dan Jawa Tengah

    Gambar 2. Kerusakan pada kolom bangunan sekolah akibat kehadiran dinding masonry yang mengalami gaya

    gempa

    Gambar 3. Kegagalan geser pada kolom akibat gempa bumi Aceh tahun 2004

    3. Tujuan

    Adapun tujuan pembahasan dari tulian ini adalah untuk :

    1. Membandingkan perilaku struktur portal beton bertulang antara model portal

    kosong (tanpa bahan pengisi) dengan portal yang memiliki bukaan pada dinding,

    yang sama-sama mengalami gaya gempa dengan analisa tiga dimensi.

    2. Mengetahui seberapa besar pengaruh bukaan pada dinding terhadap kekuatan

    struktur portal beton bertulang yang mengalami gaya gempa.

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 3 5/1/2009

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    4/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    3. Mengetahui dampak bukaan pada dinding terhadap efek shear column,dan

    kemungkinan kegagalan yang akan terjadi pada kolom.

    4. Pembatasan Masalah

    Karena pertimbangan keterbatasan bahan dan kemampuan penulis, maka untuk

    memperoleh hasil yang lebih teliti dalam analisa ini dilakukan beberapa pembatasan

    masalah

    Adapun pembatasan masalahnya meliputi :

    a. Struktur portal yang dianalisa adalah Bangunan Struktur Beton Bertulang Tahan

    Gempa dangan satu tingkat (single storey)

    b. Bagunan yang dianalisa merupakan Gedung Sekolah di Gunung Tarok, Meulaboh

    c. Dalam Tugas Akhir ini yang ingin dicari adalah perbandingan displacement dangaya-gaya yang dialami bangunan pada setiap kasus

    d. Anlisa beban gempa yang digunakan adalah analisa statis ekivalen tiga dimensi.

    e. Dalam analisa pengaruh P-delta tidak diperhitungkan.

    5. Metodologi

    Analisa kekuatan bangunan struktur beton bertulang tahan gempa dilakukan dengan

    menggunakan program Computer and Structure, Inc. yaitu progam Extended Three

    Dimensional Analysis of Building Systems ( ETABS ).

    Adapun kasus kasus yang ditinjau adalah adalah sebagai berikut

    1. Kasus I : Analisa gedung dengan pemodelan portal beton bertulang tiga

    dimensi tanpa dinding

    2. Kasus II : Analisa gedung dengan pemodelan portal beton bertulang tiga

    dimensi dengan dinding penuh tanpa bukaan

    3. Kasus III : Analisa gedung dengan pemodelan portal beton bertulang tiga

    dimensi dengan balok anak dan bukaan pada dinding.

    4. Kasus IV : Analisa gedung dengan pemodelan portal beton bertulang tiga

    dimensi dengan dinding dan bukaan jendela dan pintu

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 4 5/1/2009

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    5/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    Proyek Pembangunan Gedung Sekolah Gunung Tarok berada di Kabupaten

    Meulabouh, Provinsi Aceh. Proyek ini merupakan proyek hibah dari Non Goverment

    Organization yaitu Spanish Red Cross.

    Data-data perencanaan Gedung Sekolah Gunung Tarok, Meulaboh adalah sebagai

    berikut;

    Kondisi tanah keras, dengan nilai SPT rata-rata pada kedalaman 5 meter sampai 10

    meter adalah > 50

    Bangunan gedung terletak pada wilayah gempa (WG 5) berdasarkan peta wilayah

    gempa SNI 03 1726 2002.

    Bangunan digunakan sebagai gedung sekolah

    Jenis Struktur Sistim Rangka Pemikul Momen Beton Bertulang Mutu beton adalah fc = 225 kg/cm

    Mutu baja adalah fy = 3200 kg/cm

    Berat isi beton adalah = 2400 kg/m

    Dimensi kolom adalah = 25 x 25 cm

    Dimensi balok adalah = 20 x 20 cm

    Tebal dinding = 15 cm

    Beban hidup atap = 20 kg/m

    Atap terbuat dari genteng

    Dinding tebuat dari pasangan bata

    Data propertis pasangan bata

    Kuat tekan batako = 17 Mpa

    Kuat tarik batako = 2,6 Mpa

    Modulus geser batako = 8000 Mpa

    Modulus elastisitas batako = 17000 Mpa

    Berat jenis batako = 1800 kg/m

    Poissons rasio = 0,25

    Koefisien muai thermal = 6,5 . 107 C

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 5 5/1/2009

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    6/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    5. Pemodelan Struktur

    Gambar 4. Model 1 Bare Fame Gambar 5. Model 2 Frame with Full Wall

    Gambar 6. Model 3 Frame with Lintel Beam Gambar 7. Model4 Frame with Opening

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 6 5/1/2009

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    7/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    6. Beban Beban yang Bekerja

    1. Beban akibat berat plafon

    Berat plafon per meter luas = 18 kg/m

    Model pembebanan akibat berat plafon

    2. Beban akibat gaya gempa statik

    Fx = 4146,438 kg ; Fy = 8292,876 kg

    Model pembebanan akibat gaya gempa

    3. Beban alkibat atap

    GALUMBANG H & Johannes Tarigan Page 7 5/1/2009

    Tabel Data pembebanan pada kolom akibat

    beban atap

    TITK Beban Mati (kg) Beban Hidup (kg)

    1 298,46 + 372,52 119,38 + 149,01

    2 1001,21 400,48

    3 278,40 + 293,14 111,35 + 117,26

    4 1204,52 481,81

    5 1123,55 449,41

    6 1276,68 510,67

    7 - -

    8 1190,86 476,33

    9 1266,96, 506,78

    10 1181,80 472,70

    11 1276,68 510,67

    12 - -

    13 1190,86 476,33

    14 1204,52 481,81

    15 1123,55 449,4116 298,46 + 372,52 119,38 + 149,01

    17 1001,21 400,48

    18 278,40 + 293,14 111,35 + 117,26

  • 8/7/2019 Penelitian Teknik Sipil 2

    8/17

    Analisa Pengaruh Dinding Masonry Terhadap Kekuatan Kolom pada Bangunan Sekolah Akibat Gaya Gempa

    Model pembebanan akibatberat plaf