studi kasus evaluasi kinerja seismik bangunan beton

STUDI KASUS EVALUASI KINERJA SEISMIK BANGUNAN BETON BERTULANG DENGAN MEMPERTIMBANGKAN SOIL

STRUCTURE INTERACTION

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan

memenuhi syarat untuk menjadi Sarjana Teknik

Sipil

Disusun Oleh:

MICHAEL

14 0404 077

BIDANG STUDI STRUKTUR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2018

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya ucapkan kepada Tuhan YME atas kasih dan karunia-Nya

sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul “Studi Kasus

Evaluasi Kinerja Seismik Bangunan Beton Bertulang Dengan

Mempertimbangkan Soil-Structure Interaction”ini dimaksudkan untuk

melengkapi persyaratan dalam menempuh ujian Sarjana Teknik Sipil pada

Fakultas Teknik Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. Dengan rendah hati saya mohon maaf jika dalam penulisan tugas akhir ini

masih terdapat kekurangan dalam penulisan maupun perhitungan. Saya juga

sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca dalam penyempurnaan

tugas akhir ini.

Saya menyadari bahwa dalam menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas

dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya

ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberap

pihak yang berperan penting yaitu :

1. Bapak Ir. Daniel Rumbi Teruna M.T,Ph.D,IP-U, selaku Dosen

Pembimbing II yang telah sabar memberi bimbingan, arahan, dan saran

kepada saya untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Ibu Rahmi Karolina S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II yang juga

telah banyak memberi arahan dan masukan serta bimbingan dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini

3. Bapak Prof. Dr. Ing.Johannes Tarigan, selaku Wakil Dekan 1 Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, ST,MT, selaku ketua Departeman Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. Andy Putra Rambe, MBA, selaku Sekretaris Departeman Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak Ir. Torang Sitorus M.Tdan Ibu Nursyamsi ST,MT, selaku Dosen

Pembanding dan Penguji Departeman Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.


7. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Departeman Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmunya kepada Saya

selama menempuh masa studi di Departeman Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sumatera Utara.

8. Orang tua saya, Bapak Chandra Halim dan Ibu Megahsari Tjuarman yang

selalu menberikan doa, kasih sayang, motivasi dan materi kepada saya

sehingga saya bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini

9. Kepada pegawai administrasi dan pengawai-pegawai Departeman Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara..

10. Hendrik Wijaya, selaku abang kelas stambuk 2011 yang banyak

memberikan bimbingan, materi, arahan dan saran serta ide dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini

11. Seluruh rekan mahasiswa Teknik Sipil USU, termasuk rekan-rekan

angkatan 2014 dan juga abang/kakak stambuk yang telah memberi

dukungan

12. Seluruh pihak yang membantu dan mendukung saya dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu, saya sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari

Bapak dan Ibu Staf Pengajar serta rekan-rekan mahasiswa dalam penyempurnaan

Tugas Akhir ini.

Akhir kata saya mengucapkan terima kasih. Saya berharap semoga laporan

Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Mei2018

14 0404 077

Michael


ABSTRAK

Dalam desain bangunan bertingkat di Indonesia para praktisi masih

jarang mempertimbangkan pengaruh Interaksi Struktur Tanah dalam

merencanakan kapasitas bangunan.Dimana bangunan dianggap berdiri diatas

tanah yang kaku (rigid) tanpa mempertimbangkan sifat maupun jenis tanah.Hal

tersebut dapat menyebabkan keruntuhan bangunan (failure) akibat faktor yang

tidak dipertimbangkan seperti kondisi tanah.

Pada studi ini akan dianalisa kapasitas bangunan dengan metode

nonlinear pushover (NSP) pada 3 jenis model bangunan dengan variasi jumlah

lantai yaitu bangunan 3, 4 dan 5 lantai. Juga akan digunakan dua variasi jenis

tanah yaitu kelas situs tanah SD (tanah sedang) dan kelas situs tanah SE (tanah

lunak) dengan mempertimbangkan interaksi struktur tanah. Hasil analisa tersebut

akan dibandingkan dengan kapasitas bangunan yang tidak mempertimbangkan

interaksi struktur tanah

Dari analisa yang dilakukan didapatkan kesimpulan bahwa pada

bangunan dengan jumlah lantai dibawah 5 , variasi tanah tidak memberikan

pengaruh yang signifikan sehingga interaksi struktur tanah dapat diabaikan. Tetapi

untuk bangunan dengan jumlah lantai diatas 5 variasi tanah mulai berpengaruh

sehingga interaksi struktur tanah perlu dipertimbangkan

Kata kunci : Interaksi Struktur Tanah, Bangunan Beton Bertulang, nonlinear

pushover


DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... ii

LEMBAR KEASLIAN PENULISAN .................................................................... iii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. iv

ABSTRAK ................................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ............................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xiii

DAFTAR NOTASI ................................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN. ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2 Studi Literatur ............................................................................................. 3

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 5

1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................................... 5

1.5 Pembatasan Masalah ................................................................................... 5

1.6 Metodologi Penulisan ................................................................................. 5

1.7Sistematika Penulisan .................................................................................. 6

BAB II STUDI PUSTAKA .................................................................................... 7

2.1 Pengenalan Interaksi Tanah Struktur .......................................................... 7

2.2 Beam Nonlinear Winkler Foundation (BNWF) Model .............................. 11

2.3 Parameter model BNWF ............................................................................ 14

2.3.1.Kapasitas pembebanan ultimit vertikal dan lateral ............................. 16

2.3.2. Kekakuan elastik vertikal dan lateral ( vK dan hK ) .......................... 19

2.3.3. Kapasitas Tarik TP ........................................................................... 21

2.3.4.Jenis Tanah .......................................................................................... 23

2.3.5.Rasio panjang ujung ( eR ) ................................................................... 23

2.3.6 Rasio intensitas kekakuan ( KR ) ........................................................ 27

2.3.7 Jarak antar pegas ( Lle / ) ................................................................... 30


2.3.8 Batas Elastik ( rC ) ............................................................................. 32

2.3.9 Kekakuan non linear ( pk ) ................................................................. 34

2.3.10 Kekakuan unloading ( unlk ) ................................................................ 38

2.4Material Model ............................................................................................ 40

2.4.1 Material Beton .................................................................................... 40

2.4.2Material Tulangan ................................................................................ 40

2.4.3Material Model Pegas Tanah ............................................................... 42

2.4.3.1 QzSimple1 Material .................................................................... 42

2.4.3.2 PySimple1 Material ..................................................................... 45

2.4.3.3 TzSimple1 Material ..................................................................... 46

2.5Model Elemen Balok-Kolom ....................................................................... 48

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 50

3.1 Tahapan Perencanaan ................................................................................. 50

3.1.1 Data Propertis Struktur (Superstructure) ............................................ 43

3.1.2 Data Pondasi (Substructure) ............................................................... 47

3.1.3 Data Propertis Tanah ........................................................................... 52

3.1.4Parameter Kekakuan Tanah ................................................................. 55

3.1.4.1 Kapasitas pembebanan ultimit vertikal dan lateral ..................... 55

3.1.4.2 Distribusi kekakuan pegas (kmid dan kend).................................... 59

3.1.4.3 Kekakuan Tapak Pondasi (Kv dan Kh) ....................................... 62

3.1.4.4 Panjang daerah ujung ( endL ) dan Rasio panjang ujung ( Re ) ......... 68

3.1.4.5 Rasio Intensitas kekakuan ( KR ) ..................................................... 68

3.1.4.6 Jarak Antar Pegas ( Lle / ) ............................................................ 69

3.1 Flow Chart .................................................................................................. 70

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 71

4.1 Umum ......................................................................................................... 71

4.2 Hasil analisa dan pembahasan .................................................................... 71


DAFTAR TABEL

BAB 1

Tidak terdapat tabel

BAB II

Tabel 2.1 Parameter model BNWF ............................................................................ 14

Tabel 2.2 Persamaan untuk menentukan kekakuan pondasi dangkal oleh Gazetas ............ 19

Tabel 2.3Persamaan untuk menentukan kekakuan pondasi dangkal oleh Gazetas ............. 49

BAB III

Tabel 3.1 Dimensi balok dan kolom untuk 3,4 dan 5 lantai ...................................... 51

Tabel 3.2Penulangan Balok ....................................................................................... 51

Tabel 3.3Penulangan Kolom ...................................................................................... 52

Tabel 3.4Dimensi Permodelan Pondasi ..................................................................... 52

Tabel 3.5Klasifikasi kelas situs menurut SNI-1726-2012 ......................................... 53

Tabel 3.6 Korelasi uji penetrasi standar (N-SPT) ...................................................... 54

Tabel 3.7Harga Angka Poisson Ratio ........................................................................ 54

Tabel 3.8Data Tanah .................................................................................................. 55

Tabel 3.9Rangkuman kapasitas ultimit pondasi......................................................... 59

Tabel 3.10 Tabel nilai distribusi kekakuan ................................................................ 63

Tabel 3.11 Nilai kekakuan tapak pondasi .................................................................. 69

BAB IV


BAB V



DAFTAR GAMBAR

BAB I

Tidak terdapat Gambar

BAB II

Gambar 2.1Permodelan dengan menggunakan spring .................................................... 10

Gambar 2.2Model Beam Nonlinear Winkler Foundation ................................................ 11

Gambar 2.3Model pegas Winkler linear elastik pada sistem SDOF ................................. 12

Gambar 2.4 Model Pondasi Winkler dan Hasil Penelitian Nakaki dan Hart ..................... 13

Gambar 2.5 Backbone Curve oleh Allotey dan Naggar .................................................. 14

Gambar2.6 Pengaruh TP terhadap respons pegas ......................................................... 22

Gambar 2.7 Pengaruh variasi TP terhadap respons pondasi: a) grafik momen

vs rotasi b) grafik penurunan vs rotasi ....................................................... 22

Gambar 2.8Pengaruh variasi TP pada : a) normalisasi momen b) normalisasi

penurunan ............................................................................................... 23

Gambar 2.9Model Winkler untuk pondasi persegi empat ............................................... 25

Gambar 2.10 endL versus aspect ratio menurut Haden et al (2005) dan nilai

rekomendasi oleh ATC-40 ....................................................................... 26

Gambar 2.11Pengaruh eR terhadap respons pondasi : a) grafik momen

versus rotasi b) grafik penununan vs rotasi ................................................ 26

Gambar 2.12Sensitivitas eR terhadap demand penurunan .............................................. 27

Gambar 2.13Rasio intensitas kekakuan versus aspect rasio menurut Harden et

al (2005) dibandingkan dengan rekomendasi ATC-40 ................................ 28

Gambar 2.14Pengaruh rasio intensitas kekakuan terhadap respons pondasi: a)

momen versus rotasi b) penurunan versus rotasi ........................................ 29

Gambar 2.15Rasio intensitas kekakuan versus demand penurunan untuk

pondasi persegi ........................................................................................ 30

Gambar 2.16Pengaruh jarak antar pegas terhadap respons pondasi: a)- b)

momen versus rotas c)- d) penurunan versus rotasi .................................... 31


Gambar 2.17Pengaruh jarak antar pegas pada demand penurunan yang

dinormalisasi ........................................................................................... 32

Gambar 2.18pengaruh variasi rC terhadap hubungan gaya-deformasi ............................. 33

Gambar 2.19Pengaruh variasi rC terhadap respons pondasi: a) momen versus

rotasi b) penurunan versus rotasi ............................................................... 34

Gambar 2.20Pengaruh rC terhadap demand penurunan maksimum yang

dinormalisasi ........................................................................................... 34

Gambar 2.21Pengaruh parameter 80α pada backbone curve pegas .................................. 35

Gambar 2.22Pengaruh variasi parameter 80α terhadap respons pondasi: a)

momen versus rotasi b) penurunan versus rotasi ........................................ 37

Gambar 2.23Pengaruh perubahan parameter c terhadap demand penurunan: a)

c versus 80α b) 80α versus demand penurunan yang

dinormalisasi ........................................................................................... 37

Gambar 2.24Pengaruh unlk terhadap hubungan pembebanan deformasi pegas

q-z .......................................................................................................... 39

Gambar 2.25Pengaruh unlk terhadap respons pondasi: a) momen versus rotasi

b) penurunan versus rotasi ........................................................................ 39

Gambar 2.26 Model Material Kent Scott Park........................................................... 40

Gambar 2.27Model Material Giuffre Menegotto Pinto ............................................. 41

Gambar 2.28Model Hysteresis Giuffre Menegotto Pinto .......................................... 41

Gambar 2.30QzSimple1 backbone curve: a) backbone curve yang digunakan pada

model tiang-tanah. b) backbone curve secara umum ................................................. 43

Gambar 2.31Respons siklik QzSimple1 .................................................................... 45

Gambar 2.32 Backbone curve pada PySimple1 ......................................................... 46

Gambar 2.33Respons siklik PySimple1 ..................................................................... 46

Gambar 2.34Bacbone curve TzSimple1 .................................................................... 47

Gambar 2.35Respons siklik TzSimple1 ..................................................................... 47

Gambar3.29Model Material QzSimple1, PySimple1, dan TzSimple1 dengan

elemen zeroLength ..................................................................................................... 48

Gambar 2.36Fiber model balok beton bertulang ........................................................ 48


BAB III

Gambar 3.1Model Bangunan ..................................................................................... 39

BAB IV

Gambar 4.1Perbandingan kapasitas lateral rangka 3 lantai pada kelas situs

tanah D .................................................................................................... 68

Gambar 4.2 Perbandingan kapasitas lateral rangka 3 lantai pada kelas

situs tanah E ............................................................................................ 68


tanah D .................................................................................................... 69


tanah E ..................................................................................................... 69


tanah D .................................................................................................... 70


tanah E ..................................................................................................... 70

Gambar 4.7Perbandingan kapasitas lateral rangka 3 lantai pada variasi

tanah ........................................................................................................ 71


tanah ........................................................................................................ 72


tanah ........................................................................................................ 72

BAB V

Tida terdapat Gambar


DAFTAR NOTASI

ultq adalah daya dukung vertikal ultimit pondasi

ultp adalah tekanan tanah pasif pondasi

ultt adalah tahan gesek pondasi

Wg adalah berat struktur yang ditumpu pondasi

Af adalah luas permukaan pondasi

vK adalah kekakuan elastik vertikal pondasi

hK adalah kekakuan elastik lateral pondasi

TP adalah kapasitas tarik pegas tanah

eR adalah rasio panjang ujung

endL adalah panjang daerah ujung

KR adalah rasio intensitas kekakuan

G adalah modulus geser

E adalah modulus elastisitas

F’c adalah mutu beton

Fy adalah tegangan leleh material baja

rC adalah batas elastik

pk adalah kekakuan non linear

80α adalah rasio kekakuan non linear pada 80% kapasitas pegas

unlk adalah kekakuan unloading

endk adalah kekakuan pegas tanah daerah ujung

midk adalah kekakuan pegas tanah daerah tengah

c adalah kohesi

γ adalah berat jenis tanah

Df adalah kedalaman pondasi

B adalah lebar pondasi

L adalah panjang pondasi


H adalah ketinggian pondasi

φ adalah sudut geser tanah


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

Dalam perencanaan suatu bangunan, tanah merupakan salah satu faktor yang

penting dalam mengevaluasi kekuatan dan performa dari struktur bangunan tersebut.

Apabila tidak direncanakan secara baik, maka bangunan yang berdiri diatas tanah dapat

mengalami penurunan yang mengakibatkan keretakan pada struktur beton. Pada kasus

yang paling buruk akan terjadi keruntuhan (failure) pada bangunan tersebut.

Menurut SNI 1726-2012 mengenai Tata Perencanaan ketahanan untuk struktur

bangunan gedung dan non gedung, tanah diklasifikasikan berdasarkan kecepatan

gelombang geser, tahanan penetrasi standard dan kuat geser niralir. Semakin tinggi

kekakuan tanah maka semakin besar ketiga parameter tersebut. Kelas situs tanah

berpengaruh dalam menentukan besarnya parameter respons spectral percepatan gempa.

Dalam mempelajari perilaku gerakan tanah (ground motion), maka perlu

diketahui tentang karakteristik statik dan dinamik lapisan tanah tempat merambat. Semua

karakter tersebut akan berpengaruh terhadap gerakan tanah dan respon struktur/bangunan

di atas permukaan tanah.

Analisis interaksi tanah-struktur terhadap seismik mengevaluasi kolektif

respons dari struktur bagian atas (superstructure), pondasi (substructure), dan medium

tanah yang ada di sekitar dan dibawah pondasi, yang biasa disebut free field ground

motion(zona gerak bebas tanah). Zona gerak bebas tanah ini merujuk pada gerakan yang

tidak diakibatkan oleh getaran structural maupun getaran hamburan dari pondasi dan

sekitarnya.

Secara konvensional, Interaksi tanah-struktur merupakan efek yang

menguntungkan dan biasa diabaikan untuk desain yang konservatif. Desain dengan

memperhatikan interaksi struktur tanah dapat memperkecil beban geser dasar bangunan.

Dengan mempertimbangkan interaksi tanah-struktur membuat struktur fleksibel yang

meningkatkan periode natural dari struktur tersebut.


Tetapi menurut penelitian Mylonakis dan Gazetas (2000) menunjukkan bahwa

meningkatnya periode natural struktur akibat interaksi struktur tanah tidak selalu

menguntungkan.Sedimen tanah lunak mampu memperpanjang periode gelombang

seismik dan meningkatnya periode natural struktur dapat menyebabkan terjadinya

resonansi dengan periode getar tanah.

Selanjutnya ada penelitian yang menunjukkan bahwa ductility demand dapat

meningkatkan periode natural struktur secara signifikan akibat interaksi tanah-struktur.

Keruntuhan tanah dan Deformasi tetap dapat memperparah respons seismik struktur.

Ketika sebuah struktur mengalami gempa. Terjadi interaksi dengan pondasi dan tanah

yang menyebabkan perubahan gerakan tanah.

Interaksi tanah-struktur secara umum dapat dibedakan menjadi 2:

1. Interaksi inersia

2. Interaksi kinematic

Massa dari struktur bagian atas (superstructure) mengirimkan gaya inersial ke

tanah yang mengakibatkan deformasi pada tanah. Fenomena tersebut yang disebut

Interaksi inersia. Gempa yang menyebabkan deformasi tanah disebut zona gerak bebas

(free field motion). Tetapi pondasi tidak ikut berpindah akibat free field motion tersebut.

Fenomena ini disebut dengan Interaksi Kinematik


1.2 Studi Literatur

Beberapa peneliti telah melakukan berbagai penelitian tentang interaksi

tanah-struktur dan berdasarkan hasil penelitian tersebut, membantu untuk memahami

kinerja bangunan terhadap seismik dengan mempertimbangkan interaksi tanah-struktur..

Berikut hasil penelitiannya:

Menurut Louay Khalil, Marwan Sadek dan Isam Shahrour(2007) pada

penelitian tentang pengaruh interaksi tanah-struktur terhadap periode mendasar bangunan

dilakukan analisis pada variasi jenis tanah dan kondisi struktur menunjukkan bahwa

pengaruh ini bergantung pada kekakuan relatif tanah-struktur itu sendiri, yang dinyatakan

dalam kecepatan gelombang geser (Vs), luas penampang pondasi (A), kekakuan flexure

dari kolom (Ic,Ec), tinggi lantai (H), jumlah lantai serta bays bangunan. Pada kekakuan

relatif tanah yang tinggi pengaruh interaksi tanah-struktur dapat diabaikan, tetapi untuk

kekakuan yang rendah pengaruh interaksi tanah struktur harus dipertimbangkan.

Penelitian oleh Nakhaei dan Ghannad (2008) tentang pengaruh interaksi tanah-

struktur terhadap indeks kerusakan bangunan dengan memodelkan sistem single degree

of freedom (SDOF), mereka mengamati indeks kerusakan bangunan pada bangunan

langsing meningkat pada tanah lunak.

Penelitian dilakukan oleh Alain Pecker dan Charisis T. Chatzigogos (2010)

tentang dampak interaksi tanah-struktur non-linear terhadap respons seismik struktur

yang menunjukkan hasil bahwa pertimbangan interaksi tanah-struktur tidak selalu

menguntungkan. Perhitungan dengan mempertimbangkan tanah struktur dapat

menyebabkan perbesaran translasi dan rotasi pada pondasi

Anand et al (2010) melakukan penelitian tentang perilaku bengunan beton

bertulang terhadap seismic dibawah kondisi tanah yang berbeda menunjukkan bahwa

nilai deformasi geser dasar, gaya aksial, dan momen di kolom meningkat ketika jenis

tanah berubah dari tanah keras menjadi tanah sedang dan dari tanah sedang menjadi tanah

lunak.Hasil ini menunjukkan bahwa pentingnya pertimbangan interaksi tanah-struktur

pada perencanaan frame terhadap gaya seismic

R.M Jenifer Priyanka et al (2012) melakukan penelitian tentang interaksi tanah-

struktur pada gedung bertingkat dengan pondasi kaku dan pondasi fleksibel yang

menunjukkan hasil yang serupa bahwa gaya geser dan momen yang terjadi pada gedung

dengan pondasi kaku lebih kecil daripada gedung dengan pondasi fleksibel. Maka


pemilihan jenis pondasi perlu disesuaikan dengan kekakuan tanah ketika merencanakan

frame.

Menurut Velestos dan Meek (1973) pada penelitian tentang perilaku dinamik

pondasi gedung bahwa ketika kecepatan gelombang geser tanah lebih rendah daripada

600m/s, pengaruh interaksi struktur tanah terhadap respons seismik struktur signifikan

yang mengakibatkan meningkatnya priode natural struktur dan damping sistem, serta

meningkatnya perpindahan lateral struktur. Sedangkan pada penelitian Hamid Reza

Tabatabaiefar dan Behzad Fatahi (2014) tentang idealisasi sistem interaksi tanah-struktur

untuk menentukan respons seismic gedung bertingkat menunjukkan bahwa pada tanah

dengan kecepatan gelombang geser 600m/s pengaruh interaksi tanah-struktur terhadap

respons seismik tidak signifikan.Tetapi menjadi signifikan pada tanah dengan kecepatan

gelombang geser 320m/s dan 150m/s.

M Mekki et al (2016) meneliti tentang perilaku respons seismik bangunan beton

bertulang dengan mempertimbangkan interaksi tanah-struktur dengan variasi tanah

dengan metode N2 yang mempertimbangkan interaksi tanah struktur dari eurocode,

mereka menganalisa indeks kerusakan dengan 2 pendekatan yaitu Park Ang method dan

RISK-UE method. Dimana hasilnya indeks kerusakan RISK-UE lebih tinggi daripada

Park Ang diuji pada beberapa jenis tanah.


1.3 TujuanPenelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui perbandingan kapasitas lateral

bangunan beton bertulang dengan mempertimbangkan interaksi struktur tanah maupun

tidak pada variasi tanah yang berbeda dan pada variasi lantai yang berbeda

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah hasil dari penelitian kinerja respons seismic

bangunan betulang ini dapat menjadi acuan dalam mendesain gedung beton bertulang

kedepannya

1.5 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah yang diambil dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah

sebagai berikut:

1. Digunakan 3 model bangunan yaitu lantai 3,4, dan 5 dengan 2 jenis tanah

2. Digunakan bangunan dengan pondasi tapak

3. Permodelan soil spring dengan Beam Nonlinear Winkler Foundation (BNWF)

4. Perencanaan gaya gempa mengacu pada SNI gempa 2012 dan FEMA356

5. Perhitungan dan permodelan dengan bantuan software OPENSEES

6. Analisa gaya gempa menggunakan metode non linear pushover (NSP)

1.6 Metodologi Penulisan

Metode yang akan digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi

literatur yaitu dengan mengumpulkan data-data keterangan dari literatur serta

pengasumsian dan juga serta masukan-masukan dari dosen pembimbing. Hasil dari

perhitungan yang dihasilkan akan dicantumkan dan diolah sehingga menghasilkan

kesimpulan.


1.7 Sistematika Penulisan

Gambaran garis besar penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I :PENDAHULUAN, terdiri dari latar belakang, studi literatur, tujuan penelitian,

manfaat penelitian, pembatasan masalah, metodologi penulisan, dan sistematika

penulisan.

BAB II:TINJAUAN PUSTAKA, berisi tentang penjelasan umum dan teori-teori yang

mendukung dalam penyusunan tugas akhir beserta aplikasinya di lapangan

BAB III:METODE PENELITIAN, berisi perhitungan analisis yang dilakukan

berdasarkan pada pemodelan yang diilustrasikan

BAB IV:HASIL DAN PEMBAHASAN, berisi hasil yang didapat dari data yang

diperoleh pada tugas akhir

BAB V:KESIMPULAN DAN SARAN, berisi kesimpulan dan saran dalam tugas akhir

ini


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengenalan Interaksi Tanah Struktur

Respons struktur terhadap getaran akibat gempa dipengaruhi oleh interaksi

antara tiga sistem yang terkait satu sama lain yaitu struktur, pondasi, dan tanah yang

berada di bawah dan yang mengelilingi pondasi. Analisis Interaksi tanah struktur ini

memperhitungkan respons ketiga sistem tersebut. Dengan mempertimbangkan

interaksi tanah-struktur, didapat respons struktur yang lebih nyata dibandingkan

dengan respons struktur teoritis (dalam kondisi kaku).Acuan telah dibuat oleh

berbagai badan seperti National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP),

Seismic Design Code (BSSC,1997) dan Uniforn Building Code (ICBO,1997). Acuan

tersebut dibuat akibat besarnya pengaruh situs terhadap gempa besar seperti gempa

Mexico City pada 1985 dan gempa Loma Prieta pada 1989 (Seed et al, 1988 and

1990)

Menurut FEMA P-750 pengaruh dari interaksi tanah-struktur terbagi

menjadi 3 yaitu:

1. Inertial Interaction (Interaksi Inersia)

2. Kinematic Interaction (Interaksi Kinematik)

3. Soil-Foundation Flexibility (Fleksibilitas tanah terhadap pondasi)

Ketiga pengaruh tersebut juga berhubungan dengan:

1. Kekakuan dan Damping Pondasi

Inersia pada struktur yang bergetar mengakibatkan meningkatnya base

shear, momen, dan torsi.Gaya tersebut menghasilkan perpindahan dan rotasi pada

antara pondasi dan tanah. Perpindahan dan Rotasi dapat terjadi akibat fleksibilitas

dari sistem pondasi-tanah , yang memberikan pengaruh besar terhadap fleksibilitas

struktur secara keseluruhan dan meningkatkan periode bangunan. Selain itu,

perpindahan meningkatkan dissipasi energi melalui Hysteretik Damping dan


Radiation Damping, yang mempengaruhi sistem damping secara keseluruhan.Efek in

berhubungan dengan interaksi Inersia karena pengaruh didasari pada inersia struktur

2. Variasi antara gerak pondasi dan zona gerak bebas tanah

Gerak pondasi dan zona gerak bebas tanah berbeda karena interaksi kinematik

dimana elemen pondasi diletakkan pada atau di bawah permukaan tanah yang

mengakibatkan gerak pondasi menyimpang dari zona gerak bebas penyebaran

gelombang dan pengaruh embedment tanpa adanya inersia struktur dan pondasi, serta

perpindahan dan rotasi relatif antara pondasi dan zona tanah bebas terkait dengan

inersia struktur dan pondasi.

3. Deformasi Pondasi

Deformasi aksial ,lentur, dan geser pada elemen struktural pondasi terjadi akibat gaya

dan perpindahan yang diberikan oleh superstruktur dan medium tanah.Hal tersebut

mewakili bagaimana desain kompenen pondasi yang seharusnya dan bersifat

signifinkan.Terutama untuk pondasi fleksibel.

Dalam mengevaluasi ketiga pengaruh tersebut pada studi ini menggunakan

metode pendekatan substruktur. Metode Pendekatan Substruktur yaitu analisis dengan

memodelkan tanah dengan sistem pegas (spring) dan dashpot. Dalam analisis

pendekatan substruktur ini dibutuhkan:

1. Evaluasi zona gerak bebas tanah dan sifat material tanah

2. Evaluasi fungsi transfer untuk mengubah free-field motion menjadi foundation

input motion (FIM)

3. Penggabungan spring dan dashpot untuk merepresentasikan kekakuan dan

damping antar tanah-pondasi

4. Analisis respons gabungan struktur dan sistem spring/dashpot dengan diberikan

Foundation Input Motion (FIM)

Tahapan dalam metode pendekatan substruktur :


1. Spesifikasi Foundation Input Motion (FIM), yaitu gerak dari base slab dengan

memperhitungkan kekakuan dan geometri pondasi . Karena Inersia dihitung secara

terpisah .FIM berlaku untuk kondisi teoritis dimana base slab dan struktur tidak memiliki

massa

2. Karakteristik kekakuan dan damping dari interaksi tanah-pondasi dimodelkan

menggunakan fungsi impedansi sederhana yaitu spring dan dashpot. Penggunaan sistem

spring dan dashpot dapat dilihat pada gambar di bawah.

3. Superstruktur dimodelkan diatas pondasi dengan sistem tereksitasi melalui

pondasi dengan menghilangkan spring dan dashpot dengan komponen rocking dan

translasi dari Foundation Motion Input (FIM). Perlu diketahui bahwa FIM bervariasi

terhadap kedalaman


Gambar 2.1 Permodelan dengan menggunakan spring (NEHRP, 2012)


Pada studi ini dipakai pendekatan substruktur dengan metode Beam Nonlinear

Winkler Foundation. Sketsa model berikut dapat dilihat pada Gambar 2.2. Penjelasan

detail tentang model akan dibahas pada sub bab berikut

Gambar 2.2 Model Beam Nonlinear Winkler Foundation

(Rachowdhury, 2008)

2.2 Beam Nonlinear Winkler Foundation (BNWF) Model

Pada studi ini akan dipakai permodelan pegas dengan beam nonlinear winkler

foundation (BNWF) pada gedung dengan pondasi dangkal. Pendekatan dengan Winkler

menggunakan elemen pegas 1 dimensi, atau elemen pegas 1 dimensi yang

dikombinasikan dengan elemen tanah 2 dimensi atau 3 dimensi untuk merepresentasikan

perilaku keseluruhan dari interaksi struktur tanah. Pendekatan pegas Winkler ini menarik

perhatian karena simpel dan tidak membutuhkan komputasi yang rumit. Dengan dua

pendekatan yaitu model dua pegas dan model pegas Winkler . Nonlinear pada permukaan

pondasi dipertimbangkan oleh tiga mekanisme yaitu viscous damper, pegas elastik-plastis

sempurna dan mekanisme impact yang mendissipasi energi pada impact.Perbandingan

kedua model tersebut dengan menggunakan hasil respons dari gedung perpustakaan

Miliken dan gempa San Fernando pada tahun 1971.


Chopra dan Yim (1985) meneliti respons rocking dari sistem SDOF dengan

mempertimbangkan fenomena uplift pondasi. Pada studi ini, elemen pegas dianggap

linear elastik seperti pada gambar 2.3 . Untuk sistem SDOF, penulis mengembangkan

persamaan yang disimplifikasi untuk menentukan tahanan geser dasar pada struktur

fleksibel yang diperbolehkan mengalami uplift. Hasil menunjukkan bahwa untuk gedung

struktur bertingkat, alaupun fleksibilitas dan uplift memberikan pengaruh yang signifikan

pada mode dasar getaran, tetapi pengaruhnya kecil terhadap mode yang lebih tinggi.

Gambar 2.3 Model pegas Winkler linear elastik pada sistem SDOF

(Chopra dan Yim,1985)

Nakaki dan Hart (1987) menggunakan pegas elastik vertikal dengan viscous

damper pada dasar struktur dinding geser seperti pada gambar 2.4. Pegas Winkler dengan

kapasitas tarik nol dan hanya bersifat tahanan elastik tekan digunakan pada studi ini.

Dinding geser inelastic dimodelkan dengan nonlinear stiffness degrading hysteretic

model. Struktur dengan dasar fleksibel Winkler mempunyai periode yang lebih besar

daripada struktur dasar yang kaku. Uplift pada pondasi menyebabkan besarnya ductility

demand pada struktur


Gambar 2.4 Model Pondasi Winkler dan Hasil Penelitian Nakaki dan Hart (1987)

Fenves (1998) memodelkan pile cap dengan elemen komposit dengan material

elastic perfectly-plastic element pada DRAIN-3DX. Faktor keamanan vertikal ternyata

mempengaruhi secara signifikan pada kapasitas momen dan juga penurunan vertikal.

Nova dan Montrasio (1991), Cremer et al (2001), dan Houlsby dan Cassidy

(2002) melakukan studi numerikal dan teoritis untuk mendapatkan perilaku interaksi

tanah struktur untuk pondasi dangkal dengan menggunakan macro element melalui

empiris.

Harden et al (2005) memngembangkan model elemen hingga tipe Winkler

dalam meneliti perilaku nonlinear pondasi dangkal menerus akibat beban siklik lateral.

Pada studi ini digunakan backbone curve pada pegas nonlinear tiang. Studi ini

menunjukkan bahwa respons dari simulasi numerik dapat dibandingkan dengan baik

dengan percobaan centrifuge pada pondasi dangkan dibebani dengan siklik lambat dan

eksitasi dinamik.Pada studi ini juga diamati bahwa dengan kekakuan unloading

eksperimental memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan kekakuan elastis

tradisional oleh Gazetas (Gazetas, 1991).


Allotey dan Naggar (2007) memodelkan tipe Winkler untuk menganalisa

respons siklik pada pondasi dangkal. Backbone Curve pada gambar 2.5 diambil dari studi

penulis yang sebelumnya (Allotey dan Naggar, 2003). Studi ini menunjukkan bahwa

model ini dapat memprediksi momen-rotasi dan respons penurunan dengan baik. Namun

model ini tidak dapat menganalisa respons geser .

Gambar 2.5 Backbone Curve oleh Allotey dan Naggar (2007)

2.3 Parameter model BNWF

Pada bagian sebelumnya, parameter yang dibutuhkan berhubungan dengan

karakteristik tanah dan pondasi. Pada implementasi OpenSees, parameter tersebut terbagi

dalam 2 garis besar yaitu : User defined parameter dan hard coded parameter, User

defined parameter meliputi kapasitas lateral dan vertikal, kekakuan tanah lateral dan

vertikal, dimensi pondasi ( panjang, lebar, tinggi, dan kedalaman yang tertanam), jenis

tanah (lempung atau tanah), dan kapasitas tarik tanah. Pengguna ada dua pilihan untuk

menginput kapasitas dan kekakuan pondasi. Salah satunya ialah dengan menyediakan

kekakuan dan kapasitas secara langsung (didapat dari eksperimen atau estimasi teoritis),

atau dapat menspesifikasikan karakteristik tanah dan pondasi seperti sudut geser dalam,

kohesi, modulus geser, poisson ratio, berat tanah, dan kapasitas serta kekakuan lateral dan

vertikal yang akan dikalkulasikan dalam kode BNWF. Selain parameter berikut, ada

parameter lain yang tidak berkaitan langsung dengan karakteristik tanah atau pondasi

maupun diturunkan dari teori atau eksperimen. Parameter tersebut berhubungan dengan

mesh elemen hingga dan memiliki pengaruh terhadap respons keseluruhan pondasi


(Harden et al, 2005). Contoh dari parameter tersebut adalah distribusi kekakuan vertikal,

rasio panjang ujung, dan jumlah pegas sepanjang pondasi.

Hard coded parameter di OpenSees meliputi batas elastik, kekakuan non linear,

dan kekakuan unloading. Penggunakan tidak dapat menggunakan parameter tersebut

tanpa memodifikasi kode sumber. Tabel 2.1 menunjukkan daftar dari user defined dan

hard coded parameter

Tabel 2.1 Parameter model BNWF

User defined parameter Hard coded parameter

Kapasitas pondasi (Qult, Pult,, dan Tult) Batas Elastik (Cr)

Kekakuan pondasi (Kv atau Kh) Kekakuan non linear (Kp)

Jenis tanah (lempung atau pasir) Kekakuan unloading (Kunl)

Dimensi pondasi (L,B,H dan Df)

Kapasitas tarik (TP)

Rasio panjang ujung (Re)

Rasio intensitas kekakuan (Rk)

Jarak antar pegas (Ie/L)


2.3.1 Kapasitas pembebanan ultimit vertikal dan lateral

Kapasitas pembebanan merupakan salah satu parameter dalam menentukan

kemampuan pegas, kapasitas pembebanan pondasi membutuhkan parameter seperti

kohesi, sudut geser, dimensi pondasi, dan kedalaman pondasi. Kapasitas pondasi tersebut

kemudian terbagi ke dalam masing-masing pegas yang tersebar merata sepanjang pondasi

Pada studi ini digunakan persamaan daya dukung oleh Meyerhof (1963):

idsqiqdqsqcicdcscult FFFBNFFFDfNFFFNcq γγγγγγ 5.0' ++= (2.1)

Dimana qult = daya dukung vertikal ultimit pondasi per satuan luas, c = kohesi, γ = berat

tanah, Df = Kedalaman, B = lebar pondasi, Nc, Nq, dan Nγ adalah faktor daya dukung, Fcs,

Fqs, dan Fγs adalah faktor bentuk, dan Fcd, Fqd, dan Fγd, adalah faktor kedalaman dan Fci,

Fqi, dan Fγi adalah faktor kemiringan. Persamaan untuk menghitung faktor daya dukung,

bentuk, kedalaman dan kemiringan adalah sebagai berikut:

Faktor daya dukung:

(Reissner, 1924) :

'tan2

2'45tan φπφ eNq

+=

(2.2)

(Prandtl, 1921) :

φcot)1( −= qc NN

(2.3)

(Meyerhof, 1963) :

)4.1tan()1( φγ −= qNN

(2.4)

Faktor bentuk (Meyerhof, 1963) :


Untuk 0=φ

)/(2.01 LBFcs +=

(2.5)

1== sqs FF γ

(2.6)

Untuk 0≥φ

++=

2'45tan)/(2.01 2 φLBFcs

(2.7)

++==

2'45tan)/(1.01 2 φ

γLBFF sqs

(2.8)

Faktor kedalaman (Meyerhof, 1963) :

Untuk 0=φ

)/(2.01 BDF fcd +=

(2.9)

1== dqd FF γ


(2.10)

Untuk 0≥φ

++=

2'45tan)/(2.01 2 φBDF fcd

(2.11)

++==

2'45tan)/(1.01 2 φ

γBDFF fdqd

(2.12)

Faktor kemiringan (Meyerhof, 1963):

2

901

−==

βqici FF

(2.13)

2

1

−=φβ

γiF

(2.14)

Dimana β = sudut kemiringan pembebanan yang terjadi pada pondasi


Pada pondasi yang didesain pada muka air tanah maka persamaan harus

dimodifikasi berdasarkan Salgado (2006) atau Das (2007)

Untuk material PySimple1, daya dukung ultimit lateral berupa total gaya

tahanan pasif yang bekerja pada permukaan pondasi. Gaya tahanan pasif dapat

diasumsikan linear pada distribusi tekanan (dengan asumsi lapisan homogen) yang dapat

dihitung dengan :

25.0 fpult DKp γ= (2.15)

Dimana ultp = Tekanan tanah pasif pondasi per satuan panjang, γ = berat tanah, dan pK

= Koefisien tekanan tanah pasif, pK dapat dihitung menggunakan persamaan Coulumb

(1776), Rankine (1847), atau teori logspiral (seperti Caquot dan Kerisel, 1948). Pengguna

juga dapat memasukkan nilai ultp secara langsung.

Untuk material TzSimple1, kapasitas daya dukung lateral ultimit adalah total

tahanan geser. Tahanan gesekan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan untuk

kekuatan geser pondasi muka tanah setelah mempertimbangkan sudut gesek dasar antara

tanah dan dasar pondasi. Persamaan digunakan untuk menghitung kapasitas geser pondasi

pada tanah tak berkohesi dapat dihitung dengan asumsi kriteria keruntuhan Mohr

Coulumb:

fgult AcWt 'tan += δ (2.16)

Dimana ultt = tahanan gesek pondasi per satuan luas, gW = berat pondasi dari struktur, δ

= sudut gesekan antara tanah dan pondasi (bervariasi antara 1/3 'φ sampai 2/3 'φ ), fA =

Luas permukaan pondasi


2.3.2 Kekakuan elastik vertikal dan lateral ( vK dan hK )

Kekakuan vertikal dan lateral merupakan input parameter untuk QzSimple1 dan

TzSimple1, dan dihitung menggunakan persamaan oleh Gazetas (1991). Kekakuan rotasi

pada pondasi merupakan fungsi distribusi pegas vertikal sepanjang pondasi. Kekakuan

vertikal dan lateral berkaitan erat dengan modulus geser tanah dan dimensi pondasi

seperti panjang, lebar dan kedalaman. Persamaan Gazetas umumnya digunakan dalam

desain dan banyak diadopsi oleh acuan desain seperti ATC-40 (1996) dan FEMA 356

(2000) Tabel 2.2 berisi persamaan untuk menghitung kekakuan pondasi pada mode

vertikal, lateral dan rotasi pada tapak permukaan dan tertanam menurut Gazetas. Untuk

menghitung kekakuan total digunakan persamaan berikut:

iii eKK '= (2.17)

Dimana iK = Kekakuan total pondasi dan ie = faktor kekakuan pondasi tertanam


Tabel 2.2 Persamaan untuk menentukan kekakuan pondasi dangkal oleh Gazetas (1991)


2.3.3 Kapasitas Tarik TP

Kapasitas tarik dari pegas adalah jumlah maksimum gaya suction yang bisa

diterima oleh sebuah pegas. Kapasitas tarik vertikal pondasi dinyatakan dalam pegas

vertikal (material QzSimple1) dan berkisar antara 0-10% dari kapasitas tekan ultq .Untuk

pegas lateral (Material PySimple1 dan TzSimple1) memodelkan tahanan pasif dan geser.

Kapasitas tarik bersifat sama dengan kapasitas tekan karena perilaku hysteretik pegas

tersebut diasumsikan simetris.

Dari percobaan Rachowdury(2008) Gambar 2.6 menunjukkan pngaruh

kapasitas tarik pada pegas vertikal pada kisaran 0 sampai 10% pada respons hysteretic.

Dapat diperhatikan perubahan kapasitas tarik tidak mempengaruhi kekakuan, kapasitas

atau bentuk backbone curve pada sisi tekan. Namun, pada deformasi 18mm, normalisasi

pembebanan pada pegas menjadi nol menunjukkan bahwa terjadi deformasi permanen.

Gambar 2.7 a) menunjukkan momen versus rotasi dan b) menunjukkan

penurunan versus rotasi untuk TP = 0% dan 10%. Dapat dilihat bahwa kurva momen-

rotasi dan penurunan-rotasi sama pada kapasitas tarik yang berbeda. Namun kapasitas

momen bertambah sebesar kira-kira 8% dengan penambahan kapasitas tarik, dan

penurunan berkurang sebesar kira-kira 20%.

Gambar 2.8 a) dan b) menunjukkan normalisasi demand momen dan penurunan

untuk masing-masing variasi kapasitas tarikTP . Kisaran kapasitas tarik antara 0% sampai

10%. Demand momen dan penurunan dinormalisasi pada kasus TP =0%. Dapat dilihat

bahwa demand momen meningkat secara linear seiring meningkatnya TP . Di sisi lain,

demand penurunan berkurang seiring kenaikan TP . Penurunan pada demand penurunan

lebih tinggi untuk awal (TP 0% sampai 5%) kemudian terjadi penurunan yang sangat

sedikit ( TP 5% sampai 10%). Dapat disimpulkan bahwa meningkatnya TP pegas

mengakibatkan meningkatnya kapasitas momen dan kekakuan pondasi.Namun,

penurunan pada bagian tengah pondasi adalah fungsi deformasi pegas individu, dimana

menunjukkan perilaku nonlinear di sisi tekan dan tarik. Maka perubahan TP

mengakibatkan variasi nonlinear pada penurunan.


Gambar 2.6 Pengaruh TP terhadap respons pegas (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.7 Pengaruh variasi TP terhadap respons pondasi: a) grafik momen vs rotasi b)

grafik penurunan vs rotasi (Rachowdhury, 2008)


Gambar 2.8 Pengaruh variasi TP pada : a) normalisasi momen b) normalisasi penurunan

(Rachowdhury, 2008)

2.3.4 Jenis Tanah

Pengguna harus menspesifikasikan apakah jenis tanah termasuk pasir (Type1)

atau lempung (Type 2). Pasir diasumsikan memberikan respons terhadap kondisi

teralirkan dan kekuatannya didefinisikan dengan menggunakan parameter tegangan

efektif ( ',0' φ=c ).Lempung diasumsikan memberikan respons pada kondisi tak

teralirkan dan parameter kekuatannya tegangan total ( 0',' =φc ). Pada input jenis tanah,

backbone curve dibentuk menggunakan parameter tegangan efektif atau tegangan total.

Sebagai tambahan, parameter ncCr ,, juga digunakan dalam membentuk backbone

curve.Ketika parameter kekuatan ditentukan, parameter tersebut digunakan dengan

dimensi pondasi untuk menghitung daya dukung ultimit.


2.3.5 Rasio panjang ujung , eR

Variabel distribusi kekakuan sepanjang pondasi dipakai dalam model untuk

mendistribusikan kekakuan vertikal oleh Gazetas (1991). Parameter eR didefinisikan

sebagai rasio panjang daerah kekakuan yang lebih tinggi terhadap panjang total pondasi:

LLR end

e = (2.18)

ATC-40 (1996) menyarankan bahwa pegas yang lebih kaku sebaiknya

diletakkan di bagian ujung pondasi. Daerah ujung endL didefinisikan sebagai panjang

daerah ujung dimana kekakuan pegas meningkat. ATC40 (1996) menyarankan

6/.BLend = ( B = lebar pondasi) dihitung dari ujung pondasi yang ditunjukkan pada

gambar 2.9. Menurut Harden et al (2005) bahwa endL bervariasi sesuai aspect ratio.

Untuk pondasi persegi (dimana aspect ratio=1) rasio endL dari Harden et al (2005)

menyinggung rasio endL ATC-40 (1996) pada nilai sekitar 16% yang ditunjukkan pada

gambar 2.10.

Untuk menunjukkan pengaruh eR terhadap respons pondasi, Rachowdhury

(2008) melakukan simulasi pada pondasi persegi sepanjang 5m dan menplot grafik

momen dan penurunan terhadap rotasi yang ditunjukkan pada gambar 2.11 a) dan b)

masing-masing untuk eR yang berbeda ( eR =0% dan 16%). Dari gambar 2.12 a) dan b),

dapat dilihat bahwa perubahan eR sebesar 16% mengakibatkan perubahan demand

momen dan penurunan pondasi. Dimana meningkatnya eR mengakibatkan tingginya

intensitas kekakuan di daerah ujung dan menurunnya intensitas di daerah tengah. Maka

variasi eR dapat mengakibatkan variasi respons nonlinear dari pondasi .


Gambar 2.12 menunjukkan sensitivitas eR terhadap demand penurunan.

Demand penurununan dinormalisasi mengingat kasus dimana distribusi pegas uniform

terjadi ( eR =0%). Jarak eR berkisar antara 0% sampai 16% ( eR menurut ATC-40

(1996)). Dapat dilihat bahwa demand penurunan normalisasi bervariasi secara non linear

terhadap eR .


Gambar 2.9 Model Winkler untuk pondasi persegi empat (ATC-40, 1996)


Gambar 2.10 endL versus aspect ratio menurut Haden et al (2005) dan nilai rekomendasi

oleh ATC-40 (1996)

Gambar 2.11 Pengaruh eR terhadap respons pondasi : a) grafik momen versus rotasi

b) grafik penununan vs rotasi (Rachowdury, 2008)


Gambar 2.12 Sensitivitas eR terhadap demand penurunan

(Rachowdhury, 2008)

2.3.6 Rasio intensitas kekakuan KR

Rasio kekakuan KR didefinisikan sebagai rasio intensitas kekakuan di daerah

ujung terhadap intensitas kekakuan di daerah tengah:


mid

endk k

kR =

(2.19)

ATC-40 (1996) menyarankan intensitas kekakuan di daerah ujung dan tengah

dengan persamaan :

BvGkend )1(

8.6−

=

(2.20)

BvGkmid )1(

73.0−

=

(2.21)

Harden et al (2005) mengembangkan persamaan analitik untuk rasio kekakuan

ujung.Menurut penelitiannya, rasio kekakuan bervariasa dengan aspect ratio. Gambar

2.13 menunjukkan plot rasio intensitas kekakuan dengan aspect ratio oleh Harden et al

(2005) dan rekomendasi oleh ATC-40 (1996). Dalam gambar ini dapat dilihat seiring

meningkatnya aspect ratio, rasio intensitas kekakuan juga meningkat. Nilai rasio

intensitas kekakuan oleh Harden et al (2005) selalu dibawah rasio intensitas kekakuan

oleh ATC-40 (1996). Hal ini menunjukkan bahwa rekomendasi ATC-40 (1996) selalu

memberikan kekakuan daerah ujung yang lebih tinggi dibandingkan kekakuan daerah

ujung oleh Harden et al (2005) yang dibuat berdasarkan persamaan kekakuan rotasi

Gazetas (1991). Pada pondasi persegi ( aspect ratio=1) rasio kekakuan ATC-40 (1996)

nilainya hampir dua kali lipat daripada nilai rasio kekakuan oleh Harden et al (2005).


Gambar 2.13 Rasio intensitas kekakuan versus aspect rasio menurut Harden et al (2005)

dibandingkan dengan rekomendasi ATC-40 (1996)

Rachowdhury (2008) melakukan percobaan dengan menggunakan dua jenis

rasio kekakuan yaitu 5 dan 9 pada pondasi persegi. Gambar 2.14 a) dan b) menunjukkan

pengaruh variasi rasio intensitas kekakuan ( KR ) pada grafik momen versus rotasi dan

penurunan versus rotasi pada pondasi persegi sepanjang 5m. Dipakai dua nilai KR yaitu

5 dan 9 sesuai rekomendasi ATC-40 (1996) dan Harden et al (2005) untuk pondasi

persegi untuk menunjukkan pengaruh KR terhadap respons pondasi. Dari gambar 2.14

dapat dilihat walaupan KR tidak mempengaruhi momen dan rotasi secara signifikan, KR

mengurangi penurunan sebesar kira-kira 35%. Hal ini karena meningkatnya KR

mengakibatkan penurunan deformasi pada daerah ujung dan kenaikan deformasi pada

daerah tengah, dimana pembebanan ultimit pada setiap pegas sama. Variasi pada KR

merubah deformasi nonlinear pada masing-masing pegas vertikal pada sisi tekan maupun

tarik yang dilihat pada gambar 2.14 b).


Gambar 2.14 Pengaruh rasio intensitas kekakuan terhadap respons pondasi: a) momen

versus rotasi b) penurunan versus rotasi (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.15 menunjukkan pengaruh KR dalam demand penurunan untuk

pondasi persegi 5m. Dilakukan normalisasi penurunan mempertimbangkan penurunan

yang terjadi ketika distribusi kekakuan bersifat uniform ( KR =1). Dari gambar dapat

dilihat bahwa demand penurunan berkurang ketika intensitas kekakuan daerah ujung

bertambah dari distribusi uniform menjadi 5 kali intensitas kekakuan daerah tengah dan

meningkat ketika nilai KR lebih dari 7. Pada kasus ini, demand penurunan tidak jauh

berubah pada KR 5-7, dimana berkorelasi dengan baik sesuai rekomendasi Harden et al

(2005) untuk nilai KR pada pondasi persegi sebesar 5.Namun, meningkat ketika KR =9

seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.15. Penurunan nonlinear dengan variasi KR

adalah hasil dari deformasi inelastik dari masing-masing pegas vertikal.


Gambar 2.15 Rasio intensitas kekakuan versus demand penurunan untuk pondasi persegi

(Rachowdhury, 2008)

2.3.7Jarak antar pegas Lle /

Jarak antar pegas merupakan salah satu parameter yang penting dalam model

BNWF .Pada implementasi OpenSees, panjang setiap elemen pegas sama, baik di daerah

tengah maupun daerah ujung). Unruk memperoleh intensitas kekakuan yang lebih tinggi

di daerah ujung, kekakuan pegas di daerah ujung ditingkatkan dengan menambah rasio

intensitas kekakuan. Jumlah minimal pegas yang harus dipakai adalah tujuh, dimana akan

terbentuk enam elemen beam. Dua diantara elemen tersebut akan menjadi daerah tengah

dan empat elemen lainnya menjadi daerah ujung (dua di bagian kiri dan dua di bagian

kanan). Pada umumnya, biasanya penggunaan elemen lebih dari enam dan biasanya

digunakan jumlah elemen genap untuk mendapatkan susunan yang simetris.

Rachowdhury (2008) melakukan percobaan dengan 2 jenis jarak antara pegas

yaitu 2% dan 17%. Gambar 2.16 a) – d) menunjukkan pengaruh jarak antar pegas

terhadap respons pondasi, dengan model 60 elemen (dimana panjang elemen kira-kira 2%

dari panjang total) dan 6 elemen (dimana panjang elemen kira-kira 17% dari panjang

total). Dari gambar 2.16 a) dan b), dapat dilihat bahwa model dengan distribusi yang

renggang memiliki respons momen rotasi yang lebih kasar.Gambar 2.16 c) dan d)

menunjukkan jarak antar pegas memilki pengaruh yang besar terhadap respons

penurunan. Pada gambar 2.16 c) dan d) juga menunjukkan bahwa keduanya memberikan


perilaku yang mirip ketika pembebanan awal tetapi setelah mengalami deformasi

nonlinear, terjadi perbedaan perilaku antara kedua model.

Gambar 2.16 Pengaruh jarak antar pegas terhadap respons pondasi: a)- b) momen versus

rotas c)- d) penurunan versus rotasi (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.17 menunjukkan demand penurunan yang dinormalisasi dari pondasi

persegi untuk jarak antar pegas. Sebagai catatan jarak pegas maksimum yang bisa dipakai

pada model ini adalah 17% dari panjang total sesuai dengan jumlah minimum elemen

sebanyak 6 buah. Dari gambar 2.17 dapat dilihat bahwa demand penurunan yang

dinormalisasi tidak menunjukkan perubahan yang berarti ketika panjang elemen lebih

kecil atau sama dengan 6% dari panjang total.Pada penggunaan spasi 17% dari panjang

total mendapatkan nilai penurunan maksimum yang besarnya lebih dari dua kali lipat

nilai penurunan dengan jarak antar pegas 6%.


Gambar 2.17 Pengaruh jarak antar pegas pada demand penurunan yang dinormalisasi (

Rachowdhury,2008)

2.3.8 Batas Elastik rC

rC adalah parameter yang mengontrol batas untuk daerah elastik pada

backbone curve model BNWF. rC adalah rasio pembebanan dimana pegas mulai

berperilaku nonlinear pada beban ultimit yang dapat diterima pegas.Sebagai contoh rC

=0.2 berarti pegas akan memberikan perilaku nonlinear apabila menerima pembebanan

sebesar 20% dari kapasitas ultimit . Meningkatnya rC memperbesar daerah elastik yang

mengurangi penurunan permanen, dan sebaliknya. Jarak rC untuk pegas material

QzSimple1, PySimple1, dan TzSimple1 dapat ditentukan dengan kalibrasi pegas

terhadap percobaan pembebanan pondasi dangkal dengan beban diaplikasikan dalam satu

dof.

Rachowdhury(2008) menggunakan dua nilai rC dalam percobaan. Pengaruh

variasi rC pada hubungan gaya-deformasi pada pegas q-z ditunjukkan pada gambar 2.18

dengan memplot tekanan yang dinormalisasi (= ultqq / ) dengan deformasi pegas.Dari

gambar ini dapat dilihat peningkatan rC dari 0.2 menjadi 0.5 meningkatkan daerah


elastik secara signifikan. Kedua kurva bersinggungan dan bersifat asimtot menunjukkan

peningkatan rC tidak mempengaruhi kapasitas daya dukung ultimit.

Gambar 2.18 Pengaruh variasi rC terhadap hubungan gaya-deformasi

(Rachowdhury, 2008)

Untuk menunjukkan pengaruh variasi rC terhadap respons pondasi, pondasi persegi 5m

dikenakan pembebanan siklik Ditunjukkan dalam gambar 2.19 a) dan b) bahwa variasi

rC dari 0.5 menjadi 0.2 tidak mempengaruhi demand momen, tetapi demand penurunan

meningkat kira-kira 60%.Gambar 2.20 menunjukkan pengaruh variasi rC terhadap

penurunan maksimum yang dinormalisasi. Dari gambar 2.20 terlihat demand penurunan

berkurang secara hampir linear ( 2R =90%) seiring meningkatnya rC .


Gambar 2.19 Pengaruh variasi rC terhadap respons pondasi: a) momen versus rotasi b)

penurunan versus rotasi (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.20 Pengaruh rC terhadap demand penurunan maksimum yang dinormalisasi

(Rachowdhury, 2008)

2.3.9 Kekakuan non linear pk

Kekakuan daerah nonlinear pada backbone curve lateral maupun horizontal

penting untuk membentuk karakteristik respons pondasi keseluruhan. Kekakuan nonlinear

pk untuk pegas vertikal (QzSimple1) dinyatakan dalam persamaan :


+−

−−= + )1(50

50

)()()( n

o

n

oultp zzczczqqnk

(2.22)

Dimana c dan n adalah parameter yang mendeskripsikan bentuk backbone curve. Untuk

material QzSimple1 ditemukan oleh Boulanger (2000). Persamaan serupa dipakai untuk

pegas lateral.

Untuk mengekspresikan kekakuan nonlinear pk secara kuantitatif, digunakan

variabel 80α .Parameter 80α adalah rasio kekakuan nonlinear pada 80% kapasitas daya

dukung ultimit pegas ( ultq ). Semakin tinggi nilai pk maka nilai 80α semakin tinggi

juga.Rachowdhury(2008) menggunakan dua nilai 80α dalam percobaannya. Gambar 2.21

menunjukkan plot tekanan yang dinormalisasi ( ultqq / ) versus deformasi pegas q-z

menunjukkan pengaruh perubahan nilai parameter 80α mempengaruhi kekakuan nonlinear

pada backbone curve. Untuk mengubah 80α dari 0.048 menjadi 0.1, parameter c diubah,

sedangkan parameter yang lain tetap. Dari gambar 2.21 dapat dilihat bahwa kurva 80α =

0.048 dan 80α = 0.1 menyimpang pada nilai beban yang di normalisasi sebesar 0.3,

dimana titik ini juga berupa batas elastik rC , mengindikasi bahwa perubahan c tidak

memberikan pengaruh terhadap kekakuan awal, hanya mengubah kekakuan nonlinear

pegas.Kedua kurva menyinggung secara asistot pada saat deformasi mencapai 10mm.


Gambar 2.21 Pengaruh parameter 80α pada backbone curve pegas

(Rachodhury, 2008)

Gambar 2.22 a) dan b) menunjukkan pengaruh variasi parameter 80α terhadap

respons momen versus rotasi dan penurunan versus rotasi pada pondasi persegi 5m.

parameter 80α mempengaruhi demand penurunan secara signifikan, dimana penurunan

menurun kira-kira 50% ketika 80α meningkat sebesar kira-kira 50%. Dimana perubahan

backbone curve pada gambar 2.22 tidak drastis. Gambar 2.22 b) juga menunjukkan

bahwa penurunan awal tidak jauh menyimpang (pada daerah elastik), namun terjadi

penyimpangan yang semakin besar ketika terjadi pembebanan siklik seiring waktu.

Gambar 2.23 a) menunjukkan relasi antara parameter c dan parameter 80α . Dari

gambar dapat dilihat relasi antara c dan 80α tidak bersifat linear. Seiring bertambahnya c

parameter 80α berkurang. Gambar 2.23 b) menunjukkan pengaruh perubahan 80α pada

demand penurunan yang dinormalisasi. Dari gambar dapat dilihat demand penurunan

berkurang seiring dengan meningkatnya 80α . Namun, relasi antara demand penurunan

dan 80α bersifat nonlinear akibat perilaku nonlinear dari pegas. Kenaikan nilai 80α dari


5% menjadi 10% mengakibatkan berkurangnya demand penurunan sebesar kira-kira

53%.

Gambar 2.22 Pengaruh variasi parameter 80α terhadap respons pondasi: a) momen versus

rotasi b) penurunan versus rotasi (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.23 Pengaruh perubahan parameter c terhadap demand penurunan: a) c versus

80α b) 80α versus demand penurunan yang dinormalisasi

(Rachowdhury, 2008)


2.3.10 Kekakuan unloading unlk

Kekakuan unloading termasuk parameter yang digunakan untuk menentukan

perilaku pegas vertikal dan lateral. Selama pembebanan siklik, kekakuan unloading

mengontrol perilaku pegas.Rachowdhury menggunakan nilai unlk = ink dan unlk =20% ink

Gambar 2.24 menunjukkan plot pembebanan yang dinormalisasi versus deformasi pegas

q-z untuk dua nilai kekakuan unloading yang berbeda ketika dilakukan pembebanan,

pelepasan beban, dan pembebanan kembali pada sisi tarik. Dari gambar ini dapat dilihat

kapasitas pegas sama untuk kedua kekakuan unloading. Namun, juga dapat dilihat bahwa

ketika unloading, perubahan beban yang kecil mengakibatkan perubahan signifikan pada

deformasi pada kurva unlk =20% ink . Pemilihan unlk didasarkan pada hasil penelitian

Gajan et al (2003).

Gambar 2.25 a) dan b) menunjukkan pengaruh perubahan kekakuan unloading

pada respons momen versus rotasi dan penurunan versus rotasi pada pondasi persegi 5m.

Dari gambar 2.25 a) dapat dilihat bahwa kurva momen rotasi hampir sama atau tidak

mengalami perubahan yang berarti.Dari gambar 2.25 b) dapat dilihat bahwa penurunan

menyimpang ketika amplitude rotasi ditambah. Pengurangan kekakuan unloading

menjadi 20% dari kekakuan loading meningkatkan demand penurunan hanya sebesar 9%.

Maka pengaruhi kekakuan unloading pada respons pondasi dapat dianggap tidak

signifikan.


Gambar 2.24 Pengaruh unlk terhadap hubungan pembebanan-deformasi pegas

q-z (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.25 Pengaruh unlk terhadap respons pondasi: a) momen versus rotasi b)

penurunan versus rotasi (Rachowdhury, 2008)


2.4 Material Model

Pada sub bab ini akan dibahas material model yang dipakai dalam studi

ini. Material ini meliputi material beton, tulangan, dan pegas tanah.

2.4.1 Material Beton

Pada studi ini dipakai model material beton kent scott park dengan mutu

25 MPa dan modulus elastisitas 23500 MPa. Tegangan tarik pada model kent

scott park ini diabaikan.. Pada software OPENSEES material ini dikenal dengan

Concrete01. Grafik tegangan regangan untuk model ini dintunjukkan dalam

gambar 2.26

Gambar 2.26 Model Material Kent Scott Park

(Park et al, 1982)

2.4.2 Material Tulangan

Tulangan pada studi ini menggunakan model material Giuffre Menegotto Pinto

dengan tegangan leleh 400 MPa dan modulus elastisitas 200000 MPa. Model ini dapat

menangkap perilaku stiffness degrading dengan baik. Material ini dikenal dengan Steel02


dalam software OPENSEES. Grafik tengangan regangan model ini dapat dilihat dalam

gambar 2.27 dan model hysteresis dalam gambar 2.28

Gambar 2.27 Model Material Giuffre Menegotto Pinto

(Pinto et al, 1973)

Gambar 2.28 Model hysteresis Giuffre Menegotto Pinto

(Hendrik et al, 2017)


2.4,3 Material Model Pegas Tanah

Model pegas tanah pada studi ini menggunakan model yang diusulkan oleh

Boulanger (2000) yang terdiri dari QzSimple1, PySimple1 dan TzSimple1 material yang

akan dibahas lebih lanjut untuk setiap materialnya.

2.4.3.1 QzSimple1 Material

Material QzSimple1 diimplementasikan dalam OpenSees didasarkan pada

formula oleh Boulanger et al (1999). Material QzSimple1 mempunyai respons hysteretik

asimetris, dengan backbone curve didefinisikan oleh beban ultimit pada daerah tekan dan

reduksi kekuatan tarik yang menggambarkan tanah yang lemah terhadap tarik sehingga

sering dipakai dalam permasalahan pondasi dangkal. Material elastik menunjukkan

perilaku “ far field” , sedangkan material plastis menunjukkan perilaku “near field”

deformasi permanen yang ditunjukkan pada gambar 2.29.Komponen gap (yang terdiri

dari pegas drag dan closure secara paralel) ditambahkan dengan komponen plastis untuk

menganalisa perilaku uplift pondasi. Radiation damping dapat digambarkan dengan

dashpot pada komponen elastis far field. Gaya viscous dari dashpot ini proporsional pada

komponen kecepatan yang dikembangkan pada komponen elastis far field material.

Backbone curve kemudian digambarkan secara elastik, kemudian berkembang menjadi

inelastik seperti gambar 2.30.


Gambar 2.30 QzSimple1 backbone curve: a) backbone curve yang digunakan pada model

tiang-tanah. b) backbone curve secara umum (Rachowdhury,2008)

Persamaan yang digunakan untuk mendeskripsikan material QzSimple1 serupa

dengan yang digunakan untuk material PySimple1 oleh Boulanger et al (1999). Seperti

yang disebut oleh Boulanger (2000). Pada daerah elastis, persamaan pada backbone curve

digambarkan oleh:

zkq in= (2.23)

Batas daerah elastik didefinisikan dengan persamaan

ulto Crqq = (2.24)

Dimana kin = kekakuan elastik awal, q = pembebanan instant, z = deformasi instant, qo =

pembebanan pada batas leleh, dan Cr = parameter yang mengontrol batas elastik


Pada daerah nonlinear (post-yield), backbone curve didefinisikan dengan:

n

po

poultultzzcz

czqqqq

−+−−=

50

50)(

(2.25)

Dimana qult = pembebanan ultimit, z50 = deformasi dimana 50% dari pembebanan ultimit

bekerja, qo = pembebanan pada batas leleh, zo = deformasi pada batas leleh, dan c dan n

adalah parameter yang mengontrol bentuk dari daerah nonlinear pada backbone curve.

Komponen gap pada pegas adalah kombinasi paralel dari pegas drag dan closure.

Komponen closure (qc-zg) adalah pegas elastik bilinear, dimana kaku terhadap tekan dan

sangat fleksibel terhadap tarik. Komponen nonlinear drag (qd-zg) pada backbone curve

dikontrol dengan persamaan :

−+−−=

go

gdoultdultdd

zzzzqqCqCq

2)(

50

50

(2.26)

Dimana qd = gaya drag pada komponen closure, doq = qd pada awal pembebanan siklik,

goz = zg pada awal pembebanan siklik dan Cd = rasio gaya drag maksimum . Persamaan

untuk PySimple1 dan TzSimple serupa dengan persamaan (2.1) – (2.4) dengan variasi n,

c, dan cr, yang mengontrol bentuk bacbbone curve (Bounlanger,2000). Untuk material

QzSimple1, backbone curve dimodelkan mengikuti Reese dan ONeill untuk pondasi bor

pile pada lempung dan Vijayvergiya (1977) untuk pondasi tiang pancang pada pasir. Nilai

c, n dan Cr dikalibrasi menjadi c = -.35, n = 1.2, Cr = 0.2 untuk lempung dan c = 12.3, n

= 5.5, dan Cr =0.3 untuk pasir.

Pada implementasi OpenSees sekarang, pengguna menspesifikasikan parameter

: tipe material , lempung (soilType=1) atau pasir (soilType=2) , qult,, z50, suction

(kapasitas tarik), dan rasio viscous damping.Respons siklik material QzSimple1 yang

diimplementasikan di OpneSees untuk model pile dapat dilihat pada Gambar 2.31


Gambar 2.31 Respons siklik QzSimple1 (Boulanger,2000)

2.4.3.2PySimple1 Material

Material PySimple1 awalnya digunakan untuk memodelkan ketahanan pasif

horizontal tanah terhadap tiang pancang. Pada studi ini, model ini digunakan untuk

menganalisa tahanan pasif, potensi gap dari pondasi dangkal tertanam akibat pembebanan

seismik ecara lateral. Material PySimple1 memiliki perilaku hysteretik terjepit, dimana

cocok untuk menganalisa fenomena gapping ketika pengangkatan beban pada sisi

berlawanan pondasi. Nilai c, n dan Cr digunakan mengikuti percobaan Matlock (1970)

dan API (1987) oleh Boulanger (2000) sebesar c = 10, n = 5, dan Cr = 0.35 untuk

lempung halus dan c = 0.5, n = 2, dan Cr = -.2 untuk pasir teralirkan.Pegas P-y umumnya

dipasangkan di beberapa lokasi sepanjang tiang untuk mempertimbangkan variasi

karakteristik tanah terhadap kedalaman. Tetapi pada kasus pondasi dangkal diasumsikan

karakteristik tanah sepanjang pondasi tidak berbeda jauh, sehingga hanya dipakai satu

pegas. Pada OpenSees, input parameter untuk material PySimple1 adalah : pult, y50, Cr dan

jenis tanah (lempung atau pasir).Backbone curve pada material PySimple1 dapat dilihat

pada gambar 2.32. Respons siklik material PySimple1 dapat dilihat pada gambar 2.33.


Gambar 2.32 Backbone curve pada PySimple1(Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.33 Respons siklik PySimple1 (Boulanger, 2000)

2.4.3.3 TzSimple1 Material

Material TzSimple1 awalnya digunakan untuk menganalisa tahanan gesekan

sepanjang tiang pancang. Material TzSimple1 memiliki karakteristik kekakuan awal

yang besar dan broad hysteretik untuk mengantisipasi perilaku gesek terkaut dengan geser

pondasi. Nilai c, n dan Ce mengikuti model Reese dan ONeill dan Mosher (1984) oleh

Boulanger (2000) sebesar c = 0.5, n = 1.5, Ce = 0.708 untuk lempung dan c = 0.6, n =


0.85, Ce =2.05 untuk pasir, dimana Ce = Cr. Untuk pengguna OpenSees, input parameter

untuk material TzSimple1 adalah tult, z50, dan jenis tanah (lempung atau pasir).Backbone

curve untuk TzSimple1 dapat dilihat pada gambar 2.34. Respons siklik pada material

TzSimple1 dapat dilihat pada gambar 2.35.

Gambar 2.34 Bacbone curve TzSimple1 (Rachowdhury, 2008)

Gambar 2.35 Respons siklik TzSimple1 (Boulanger, 2000)


Gambar 2.29 Model Material QzSimple1, PySimple1, dan TzSimple1 dengan elemen

zeroLength (Rachowdhury, 2008)

2.5 Model Elemen Balok-Kolom

Pada studi ini digunakan fiber model force-based element

dimana kekakuan elemen dihitung berdasarkan kenaikan pembebanan. Pada software

OpenSees dilakukan permodelan dengan fiber section. Pada fiber section penampang

dibagi menjadi elemen selimut beton, inti beton, tulangan. Selanjutnya dilakukan meshing

seluruh elemen sehingga menjadi kesatuan. Pada model ini digunakan model distributed-

plasticity element. Dimana daerah plastifikasi terdistribusi sepanjang bentang seperti di

gambar 2.36 . Dan perhitungan numerik yang digunakan dalam studi ini yaitu Gauss-

Lobatto quadrature. Tabulasi untuk point integration dilampirkan pada tabel 2.3

Gambar 2.36 Fiber model balok beton bertulang


Tabel 2.3 Gauss-Lobatto Quadrature

Jumlah titik integrasi Titik, xi Berat,wi

3 0

±1

4/3

1/3

4 ± 5/1

±1

5/6

1/6

5 0

± 7/3

±1

32/45

49/90

1/10

6 ±0.2852315164806451

±0.7650553239294647

±1

0.5548583770354863

0.3784749562978470

0.0666666666666667

7 0

±0.4688487934707142

±0.8302238962785669

±1

0.4876190476190476

0.4317453812098626

0.2768260473615659

0.0476190476190476


BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tahapan Perencanaan

Tahapan perencanaan dimulai dari penentuan data propertis struktur, data

pondasi, data propertis tanah serta parameter kekakuan tanah yang akan dijelaskan pada

sub bab berikut

3.1.1 Data Propertis Struktur (Superstructure)

Pada studi ini dipakai 3 model struktur dengan 4 bays untuk masing-masing

struktur dengan variasi 3 lantai, 4 lantai, dan 5 lantai seperti di gambar. Digunakan beton

bertulang dengan kuat tekan 25 MPa dan tulangan dengan tegangan leleh 400 MPa dan

didesain dalam bentuk 2 dimensi. Perencanaan struktur dilakukan menurut SNI-2847-

2013 (Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung) dan dengan pembebanan

menurut SNI-1727-2013 (Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan

struktur lain). Adapun tahap perencanaan struktur.

1. Penentuan panjang dan tinggi gedung

2. Pradimensi kolom, balok dan pelat

3. Perhitungan beban gravitasi struktur

4. Perhitungan beban seismik struktur

5. Analisa Struktur (dengan bantuan SAP2000)

6. Desain tulangan balok dan kolom

Dimensi kolom dan balok dirangkum dalam tabel 3.1 sedangkan penulangan balok dan

kolom dirangkum pada tabel 3.2 dan 3.3


Gambar 3.1 Model bangunan : a) 3 Lantai b) 4 Lantai c) 5 Lantai

Tabel 3.1 Dimensi balok dan kolom untuk 3,4 dan 5 lantai

Lantai Dimensi Balok

(mm)

Dimensi Kolom

(mm)

3 200x400 350x350

4 250x450 400x400

5 250x500 450x450

Tabel 3.2 Penulangan Balok

Lantai Tulangan Tekan Tulangan Tarik

3 2D-13 5D-13

4 2D-16 5D-16

5 2D-19 5D-19


Tabel 3.3 Penulangan Kolom

Lantai Tulangan

3 8D-16

4 8D-19

5 8D-22

3.1.2Data Pondasi (Substructure)

Dimensi Pondasi dihitung berdasarkan daya dukung tanah dan beban struktur

yang ditumpu pondasi. Rangkuman dimensi pondasi dapat dilihat pada tabel 3.4

Tabel 3.4 Dimensi Permodelan Pondasi

Parameter 3 Lantai

(m)

4 Lantai

(m)

5 Lantai

(m)

B 1.75 2 2.5

L 1.75 2 2.5

H 0.8 0.8 0.8

Df 0.5 0.5 0.5

3.1.3Data Propertis Tanah

Pada studi ini digunakan 2 jenis kelas situs tanah yaitu SD (Tanah sedang) dan

SE (Tanah Lunak). Kelas situs tanah yang digunakan pada studi ini mengacu pada SNI

1726-2012 (Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan

non gedung).Sedangkan untuk parameter lainnya seperti berat jenis, poisson ratio, sudut

geser dan kohesi dipakai acuan berdasarkan buku bowles. Rangkuman data tanah yang

dipakai dilihat pada tabel 3.8


Tabel 3.5 Klasifikasi kelas situs (SNI-1726-2012)

Kelas Situs Vs (m/detik) N atau chN uS (kpa)

SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras) 350 sampai 750 >50 ≥ 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak) >175 <15 <50

Dimana Vs adalah kecepatan gelombang geser, N adalah nilai n-spt, uS adalah kuat

geser niralir dan N/A berarti tidak dapat dipakai

Tabel 3.6 Korelasi uji penetrasi standar (N-SPT)

(Bowles,Sifat-Sifat Fisis dan Geoteknis Tanah,1991)

Tanah tidak kohesif

N 0-10 11-30 31-50 >50

Berat isi γ

( )3/ mkN

12-16 14-18 16-20 18-23

Sudut geser ϕ 25-32 28-36 30-40 >35

Keadaan Lepas Sedang Padat Sangat padat

Tanah Kohesif

N <4 4-6 6-15 16-25 >25

Berat isi γ

( )3/ mkN

14-18 16-18 16-18 16-18 >20

C (kPa) <25 20-50 30-60 40-200 >100

Konsistensi Sangat

Lunak

Lunak Sedang Kenyal Keras


Tabel 3.7 Harga angka Poisson Ratio

(Bowles, Analisis dan Desain Pondasi, 1997)

Jenis Tanah Angka Poisson

Lempung jenuh 0.4-0.5

Lempung tak jenuh 0.1-0.3

Lempung berpasir 0.2-0.3

Lanau 0.3-0.35

Pasir Padat 0.1-1

Batuan 0.1-0.4

Tanah Lus 0.1-0.3

Tabel 3.8 Data tanah

Jenis Tanah SD (Tanah Sedang) SE (Tanah Lunak)

Kohesi (kpa) 30 20

Sudut Geser (°) 35 30

Kecepatan gelombang

geser (m/s) 275 150

Modulus geser (MPa) 80 56

Poisson ratio 0.27 0.3

Berat jenis (kN/m3) 18 17

3.1.4Parameter Kekakuan Tanah

Telah dibahas pada bab 2 parameter kekakuan tanah yang diperlukan dan pada

sub bab ini akan dibahas perhitungan masing-masing parameter tersebut.

3.1.4.1 Kapasitas pembebanan ultimit vertikal dan lateral

Untuk kapasitas ultimit vertikal nilainya dapat dihitung dengan persamaan (2.1)

yang dihitung untuk masing-masing struktur beserta variasi tanahnya.


Rangka 3 lantai (kelas tanah situs D)

idsqiqdqsqcicdcscult FFFBNFFFDfNFFFNcq γγγγγγ 5.0' ++=

=ultq)1)(1)(6.0)(03.48)(75.1)(18)(5.0(

)1)(07.1)(7.1)(3.33)(5.0)(18()1)(072.1)(72.1)(12.46)(30( ++

=ultq 2/174.3550 mkN

Sedangkan untuk tahanan ultimit lateral berdasarkan gaya tahanan pasif dihitung dengan

persamaan (2.19)

25.0 fpult DKp γ=

=ultp 2)5.0)(69.3)(18(5.0

=ultp 2/3025.8 mkN

dan untuk tahanan lateral ultimit berdasarkan tahanan geser dihitung dengan persamaan

(2.20)

fgult AcWt 'tan += δ

=ultt )75.175.1)(30())5.17)(tan(75.217( x+

=ultt kN53.160

Rangka 3 lantai (kelas tanah situs E)


=ultq)1)(1)(6.0)(88.10)(75.1)(17)(5.0(

)1)(088.1)(466.1)(66.10)(5.0)(17()1)(097.1)(51.1)(72.20)(20( ++

=ultq 2/065.928 mkN

25.0 fpult DKp γ=

=ultp 2)5.0)(46.2)(17(5.0


=ultp 2/2275.5 mkN


=ultt )75.175.1)(20())5.12)(tan(75.217( x+

=ultt kN52.109



=ultq)1)(1)(6.0)(03.48)(2)(18)(5.0(

)1)(063.1)(7.1)(3.33)(5.0)(18()1)(064.1)(72.1)(12.46)(30( ++

=ultq 2/41.3592 mkN

25.0 fpult DKp γ=

=ultp 2)5.0)(69.3)(18(5.0

=ultp 2/3025.8 mkN


=ultt )22)(30())5.17)(tan(94.335( x+

=ultt kN92.225



=ultq)1)(1)(6.0)(88.10)(2)(17)(5.0(

)1)(077.1)(466.1)(66.10)(5.0)(17()1)(079.1)(51.1)(72.20)(20( ++

=ultq 2/206.929 mkN

25.0 fpult DKp γ=


=ultp 2)5.0)(46.2)(17(5.0

=ultp 2/2275.5 mkN


=ultt )22)(20())5.12)(tan(94.335( x+

=ultt kN47.154



=ultq)1)(1)(6.0)(03.48)(5.2)(18)(5.0(

)1)(05.1)(7.1)(3.33)(5.0)(18()1)(051.1)(72.1)(12.46)(30( ++

=ultq 2/53.3684 mkN

25.0 fpult DKp γ=

=ultp 2)5.0)(69.3)(18(5.0

=ultp 2/3025.8 mkN


=ultt )5.25.2)(30())5.17)(tan(32.455( x+

=ultt kN06.331



=ultq)1)(1)(6.0)(88.10)(5.2)(17)(5.0(

)1)(062.1)(466.1)(66.10)(5.0)(17()1)(068.1)(51.1)(72.20)(20( ++

=ultq 2/083.948 mkN


25.0 fpult DKp γ=

=ultp 2)5.0)(46.2)(17(5.0

=ultp 2/2275.5 mkN


=ultt )5.25.2)(20())5.12)(tan(32.455( x+

=ultt kN94.225

Dan nilainya dimuat dalam tabel 3.9

Tabel 3.9 Rangkuman kapasitas ultimit pondasi

3.1.4.2 Distribusi kekakuan pegas (kmid dan kend)

Seperti yang telah dijelaskan pada bab II, distribusi pegas vertikal sepanjang

pondasi berbeda-beda dimana di daerah ujung terletak lebih banyak pegas dan di daerah

tengah jarak antara pegas lebih renggang. Nilai kekakuan pegas di ujung dan di tengah

pondasi dapat dihitung dengan persamaan (2.20) dan (2.21)


BvGkend )1(

8.6−

=

Rangka Kelas Tanah ultq ultp ultt

3 Lantai SD 3550.174 8.3025 160.53

3 Lantai SE 928.065 5.2275 109.52

4 Lantai SD 3592.41 8.3025 225.92

4 Lantai SE 929.206 5.2275 154.47

5 Lantai SD 3684.53 8.3025 331.06

5 Lantai SE 948.083 5.2275 225.94


=endk)75.1)(27.01(

)80000(8.6−

=endk mkN /7025.425831

BvGkmid )1(

73.0−

=

=midk)75.1)(27.01(

)80000(73.0−

=midk mkN /28571.45714


BvGkend )1(

8.6−

=

=endk)75.1)(3.01(

)56000(8.6−

=endk mkN /14.310857

BvGkmid )1(

73.0−

=

=midk)75.1)(3.01(

)56000(73.0−

=midk mkN /42.33371


BvGkend )1(

8.6−

=

=endk)2)(27.01(

)80000(8.6−

=endk mkN /73.372602


BvGkmid )1(

73.0−

=

=midk)2)(27.01()80000(73.0

−

=midk mkN /40000


BvGkend )1(

8.6−

=

=endk)2)(3.01()56000(8.6

−

=endk mkN /272000

BvGkmid )1(

73.0−

=

=midk)2)(3.01()56000(73.0

−

=midk mkN /29200


BvGkend )1(

8.6−

=

=endk)5.2)(27.01(

)80000(8.6−

=endk mkN /19.298082

BvGkmid )1(

73.0−

=


=midk)5.2)(27.01(

)80000(73.0−

=midk mkN /32000


BvGkend )1(

8.6−

=

=endk)5.2)(3.01(

)56000(8.6−

=endk mkN /217600

BvGkmid )1(

73.0−

=

=midk)5.2)(3.01()56000(73.0

−

=midk mkN /23360

Dan nilainya dimuat dalam tabel 3.10

Tabel 3.10 Tabel nilai distribusi kekakuan

Rangka Kelas Tanah endk midk

3 Lantai SD 425831.7025 45714.28571

3 Lantai SE 310857.14 33371.42

4 Lantai SD 372602.73 40000

4 Lantai SE 272000 29200

5 Lantai SD 298082.19 32000

5 Lantai SE 217600 23360

3.1.4.3 Kekakuan Tapak Pondasi (Kv dan Kh)

Untuk menghitung kekakuan tapak pondasi digunakan persamaan (2.17) dan tabel (2.2)

Untuk Rangka 3 Lantai (kelas tanah situs D)


+

+

++

+

−=

67.075.0

.222.01.3.11095.01.54.173.01

HLB

BLLB

BDf

LBGLKv

ν

++

++

+

−=

67.0

75.0

)8.0.()75.1)(75.1(

)75.1(2)75.1(22.01.

)75.1()75.1(3.11

)75.1()5.0(095.01.

75.175.154.173.0

23.01)75.1)(80000(Kv

mkNKv /28.588903=

+−+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0 )(16)2

(52.01.15.01.5.22

2 BL

HBLHDf

BDf

LBGLKh

ν

( )( )

+

−

+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0

75.175.1

)8.0)(75.175.1(1628.05.0

52.01.

75.15.015.01.

75.175.15.22

23.02)75.1)(80000(Kh

mkNKh /0867.598245=

Untuk Rangka 3 Lantai (kelas tanah situs E)

+

+

++

+

−=

67.075.0

.222.01.3.11095.01.54.173.01

HLB

BLLB

BDf

LBGLKv

ν

++

++

+

−=

67.0

75.0

)8.0.()75.1)(75.1(

)75.1(2)75.1(22.01.

)75.1()75.1(3.11

)75.1()5.0(095.01.

75.175.154.173.0

3.01)75.1)(56000(Kv


mkNKv /6.437610=

+−+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0 )(16)2

(52.01.15.01.5.22

2 BL

HBLHDf

BDf

LBGLKh

ν

( )( )

+

−

+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0

75.175.1

)8.0)(75.175.1(1628.05.0

52.01.

75.15.015.01.

75.175.15.22

3.02)75.1)(56000(Kh

mkNKh /647.426161=

Untuk Rangka 4 lantai (kelas tanah situs D)

+

+

++

+

−=

67.075.0

.222.01.3.11095.01.54.173.01

HLB

BLLB

BDf

LBGLKv

ν

( )

++

++

+

−=

67.0

75.0

)8.0.()2)(2(

)2(2)2(22.01.

)2(23.11

)2()5.0(095.01.

2254.173.0

23.01)2)(80000(Kv

mkNKv /99.668086=

+−+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0 )(16)2

(52.01.15.01.5.22

2 BL

HBLHDf

BDf

LBGLKh

ν


( )( )

+

−

+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0

22

)8.0)(22(1628.05.0

52.01.

25.015.01.

225.22

23..02)2)(80000(Kh

mkNKh /8249.658229=

Untuk Rangka 4 lantai (kelas tanah situs E)

+

+

++

+

−=

67.075.0

.222.01.3.11095.01.54.173.01

HLB

BLLB

BDf

LBGLKv

ν

++

++

+

−=

67.0

75.0

)8.0.()2)(2(

)2(2)2(22.01.

)2()2(3.11

)2()5.0(095.01.

2254.173.0

3.01)2)(56000(Kv

mkNKv /5072.487703=

+−+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0 )(16)2

(52.01.15.01.5.22

2 BL

HBLHDf

BDf

LBGLKh

ν

( )( )

+

−

+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0

22

)8.0)(22(1628.05.0

52.01.

25.015.01.

225.22

3.02)2)(56000(Kh

mkNKh /95.468891=


Untuk Rangka 5 lantai (kelas tanah situs D)

+

+

++

+

−=

67.075.0

.222.01.3.11095.01.54.173.01

HLB

BLLB

BDf

LBGLKv

ν

( )

++

++

+

−=

67.0

75.0

)8.0.()5.2)(5.2(

)5.2(2)5.2(22.01.

)5.2(5.23.11

)5.2()5.0(095.01.

5.25.254.173.0

23.01)5.2)(80000(Kv

mkNKv /075.801633=

+−+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0 )(16)2

(52.01.15.01.5.22

2 BL

HBLHDf

BDf

LBGLKh

ν

( )( )

+

−

+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0

5.25.2

)8.0)(5.25.2(1628.05.0

52.01.

5.25.015.01.

5.25.25.22

23..02)5.2)(80000(Kh

mkNKh /2023.775728=


Untuk Rangka 5 lantai (kelas situs tanah E)

+

+

++

+

−=

67.075.0

.222.01.3.11095.01.54.173.01

HLB

BLLB

BDf

LBGLKv

ν

++

++

+

−=

67.0

75.0

)8.0.()5.2)(5.2(

)5.2(2)5.2(22.01.

)5.2()5.2(3.11

)5.2()5.0(095.01.

5.25.254.173.0

3.01)2)(56000(Kv

mkNKv /153.585192=

+−+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0 )(16)2

(52.01.15.01.5.22

2 BL

HBLHDf

BDf

LBGLKh

ν

( )( )

+

−

+

+

+

−=

4.0

2

5.085.0

5.25.2

)8.0)(5.25.2(1628.05.0

52.01.

5.25.015.01.

5.25.25.22

3.02)5.2)(56000(Kh

mkNKh /2706.552592=

Dan nilainya disusun dalam tabel 3.11


Tabel 3.11 Nilai kekakuan tapak pondasi

Rangka Tanah kelas Kv Kh

3 Lantai SD 588903.28 598245.0867

3 Lantai SE 437610.6 426161.647

4 Lantai SD 668086.99 658229.8249

4 Lantai SE 487703.5072 468891.95

5 Lantai SD 801633.075 775728.2023

5 Lantai SE 585192.153 552592.2706

3.1.4.4 Panjang daerah ujung ( endL ) dan Rasio panjang ujung ( Re )

Panjang daerah ujung merupakan panjang daerah dimana diletakkan pegas

berintensitas penuh yang nilainya ditentukan sebesar 16% dari panjang tapak pondasi ( L )

dinyatakan oleh ATC-40 (1996)

Untuk Rangka 3 lantai

LLend 61

=

)75.1(61

=endL

mLend 2916.0=


LLend 61

=

)2(61

=endL

mLend 333.0=


LLend 61

=


)5.2(61

=endL

mLend 416.0=

Dan untuk rasio panjang ujung ( Re ) berhubung semua memakai acuan ATC-40 maka

semua rasio panjang ujung untuk semua model sama yaitu 16%

3.1.4.5 Rasio Intensitas kekakuan ( KR )

Rasio intensitas kekakuan dihitung dengan persamaan (2.22). Tetapi karena endk dan midk

dihitung menurut persamaan yang diajukan oleh ATC-40 maka untuk semua model sama

yaitu 9.315.

3.1.4.6 Jarak Antar Pegas ( Lle / )

Pada studi ini digunakan jarak antar pegas sebesar 10% untuk semua model struktur.


3.2 FLOW CHART

START

Perhitungan struktur

Penentuan dimensi pondasi

Penentuan parameter tanah

Hasil dan pembahasan

FINISH

Perhitungan parameter kekakuan

Proses analisis dengan bantuan software OpenSees

Kesimpulan dan Saran


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Umum

Setelah dilakukan perhitungan propertis struktur, dimensi pondasi, data

propertis tanah, serta parameter kekakuan tanah dan kemudiandilakukan analisa

pushover dengan bantuan software OPENSEES dan dilanjutkan dengan

pengolahan output dari OPENSEES dengan menggunakan Microsoft Office Excel

2010 dan diolah dalam bentuk grafik dan dilakukan pembahasan dari hasil yang

didapat. Model dianalisa dengan pembebanan lateral dengan distribusi segitiga atau

sering disebut dengan distribusi massa vertikal untuk mengetahui kapasitas lateral

dari bangunan pada kelas situs tanah yang berbeda beda dengan

mempertimbangkan interaksi struktur tanah maupun tidak. Hasil analisa dapat

dilihat pada sub bab selanjutnya

4.2 Hasil analisa dan pembahasan

Berikut dibawah adalah grafik hasil analisa yang menunjukkan

perbandingan antara model bangunan yang sama dengan mempertimbangkan

interaksi struktur tanah maupun tidak.


Gambar 4.1 Perbandingan kapasitas lateral rangka 3 lantai pada kelas situs tanah D

Gambar 4.2 Perbandingan kapasitas lateral rangka 3 lantai pada kelas situs tanah E


Dapat dilihat dari gambar diatas, bahwa pengaruh interaksi struktur tanah

tidak berpengaruh banyak terhadap kapasitas pada rangka 3 dan 4 lantai pada kelas

tanah situs D dan rangka 3 lantai pada kelas tanah situs D. Sedangkan perbedaan

mulai signifikan terjadi pada rangka 5 lantai pada kelas tanah situs D. Hal ini

menunjukkan bahwa semakin tinggi bangunan maka pengaruh interaksi struktur

tanah membesar. Jadi pada bangunan rendah (low rise) pengaruh interaksi struktur

tanah dapat diabaikan.

Dan berikut dibawah adalah grafik perbandingan antara model bangunan

dengan kelas situs tanah yang berbeda dengan mempertimbangkan pengaruh

interaksi struktur tanah

Gambar 4.7 Perbandingan kapasitas lateral rangka 3 lantai pada variasi tanah


Dari grafik hasil analisa diatas , dilihat bahwa pada rangka 3 lantai variasi

kelas situs tanah hampir tidak memberikan pengaruh sama sekali terhadap

kapasitas lateral bangunan. Tetapi pada rangka 4 dan 5 lantai terjadi perbedaan

yang sangat signifikan. Bangunan mengalami keruntuhan pada kelas situs tanah E

jauh sebelum bangunan pada kelas situs tanah D mengalami keruntuhan. Hal ini

menunjukkan pada bangunan dengan jumlah lantai keatas, variasi tanah

memberikan pengaruh yang semakin besar.

Besarnya Peak strength setiap model dapat dilihat pada tabel 4.1

Tabel 4.1 Rangkuman Peak Strength

Rangka Jenis Tanah Peak Strength (kN)

3 Lantai (SSI) SD (tanah sedang) 84.257

3 Lantai (non SSI) SD (tanah sedang) 88.6986

3 Lantai (SSI) SE (tanah lunak) 83.6811

3 Lantai (non SSI) SE (tanah lunak) 88.6986


4 Lantai (non SSI) SD (tanah sedang) 113,661




5 Lantai (non SSI) SD (tanah sedang) 142.886




BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa nonlinear pushover pada bangunan dengan variasi ketinggian dan kelas situs tanah dapat disimpulkan bahwa:

a. Pada rangka bangunan dengan jumlah lantai 3 dan 4 pengaruh interaksi struktur tanah terhadap kapasitas bangunan sangat kecil, sehingga dalam perencaanaan dapat diabaikan.

b. Pada rangka bangunan dengan jumlah lantai diatas 5 pengaruh interaksi struktur tanah mulai menunjukkan perubahan yang signifikan sehingga dalam perencanaan diperlukan pertimbangan terhadap pengaruh interaksi struktur tanah

c. Variasi tanah merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam pengaruh interaksi struktur tanah. Meskipun tidak memberikan pengaruh yang besar bagi bangunan dengan jumlah lantai dibawah 5, tetapi pada bangunan dengan jumlah lantai diatas 5 variasi tanah memberikan pengaruh yang sangat signifikan sehingga perlu dipertimbangkan dalam desain bangunan.

5.2 Saran

a. Penelitian mengenai pengaruh interaksi struktur tanah pada bangunan dengan ketinggian rendah perlu dilanjutkan dengan menggunakan metode Nonlinear time history untuk mendapatkan hasil yang lebih baik pada pengaruh interaksi struktur tanah terhadap bangunan dengan ketinggian rendah ( low rise building)

b. Pengaruh interaksi struktur tanah perlu disosialisasikan kepada para praktisi di bidang teknik sipil khususnya di Indonesia, mengingat di Indonesia sebagian besar terdiri dari tanah lunak.


DAFTAR PUSTAKA

Veletsos AS, Meek JW. Dynamic behaviour of building–foundation system. Earthq Eng Struct Dyn 1974;3(2):121–38

S.A.Warad dan Raveesh Bhat (2015). “Seismic Evaluation of RC Building Considering Soil-Structure Interaction”.The International Journal of Science & Technoledge. 3(11). 87-89

Prof. Patankar J.P dan Mr. Magade S.B . “Effect of Soil Structure Interaction on the Dynamic Behavior of Buildings” .IOSR-JMCE .10-11

Khalil Luoay et al (2007). “Influence of soil-structure interaction on the fundamental period of building” Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Pp 2445-2453

M Nakhaei dan M A Ghannad (2008). “The effect of soil-structure interaction on damage index of buildings” Engineering Structures 30.pp 1491-1499

A Pecker dan C T Chatzigogos (2010). “ Non Linear soil structure interaction : impact on the seismic response of structures” XIV European Conference on Earthquake Engineering . pp 1-26

R M Jenifer Priyanka et al (2012). “Studies on Soil Structure Interaction of Multi Storeyed Buildings with Rigid and Flexible Foundation”. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering” 2(12). 111-118

H R Tabatabaiefar dan B Fatahi (2014). “Idealisation of soil-structure system to determine inelastic seismic response of mid-rise building frames” Soil Dynamics and Earthquake Engineering 66. Pp 339-351

M Mekki et al (2016). “Seismic behavior of R.C structures including soil-structure interaction and soil variability effects” Engineering Structures 126. Pp 15-26


Psycharis, I. N. (1981).”Dynamic behavior of rocking structures allowed to uplift,” PhD Thesis, California Institute of Technology

Chopra, A. dan Yim, S. C. (1985). “Simplified earthquake analysis of structures with foundation uplift.” ASCE Journal of Structural Engineering, 111(4), 906-930

Nakaki, D. K. and Hart, G. C. (1987), “Uplifting response of structure subjected to earthquake motions.” U.S.-Japan Coordinated Program for Masonry Building Research. Report No. 2.1-3. Ewing, Kariotis, Englekir and Hart.

Fenves, G. L. (1998). “Effects of footing rotation on earthquake behavior of pile supported bridge piers.” Technical Report for Earth Mechanics, Inc.

Cremer, C., Pecker, A., dan Davenne, L. (2001). “Cyclic macro-element for soil-strcuture interaction: Material and geometrical nonlinearities.” International Journal for Numerical and Analytical methods in Geomechanics, 25(12), 1257-1284

Harden, C. W., Hutchinson, T., Martin, G.R., dan Kutter, B, L. (2005). “Numerical modeling of the nonlinear cyclic response of shallow foundations.” Report No. 2005/04, Pacific Earthquake Engineering Research Center, PEER.

Allotey, N. dan Naggar, M. H. E. (2007). “An investigation into the winkler modeling of the cyclic response of rigid footings.” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 28, 44-57.

ATC-40 (1996). Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings. Applied Technology Council (ATC), Redwood City, California.

Boulanger, R. W. (2000a). “The PySimple1 Material, Document for the OpenSees platform. URL: http://opensees.berkeley.edu


http://opensees.berkeley.edu/�

Boulanger, R. W. (2000b). “The QzSimple1 Material, Document for the OpenSees platform. URL: http://opensees.berkeley.edu

Boulanger, R. W. (2000c). “The TzSimple1 Material, Document for the OpenSees platform. URL: http://opensees.berkeley.edu

NEHRP (2000). Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings. Building Seismic Safety Council, Washington, D. C.

OpenSees (2008). “Open System for Earthquake Engineering Simulation : Opensees.” Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), University of California, Berkeley. URL: http://opensees.berkeyley.edu.




http://opensees.berkeyley.edu/�

studi kasus evaluasi kinerja seismik bangunan beton

Documents