Cipta Adhi Prakasa dan Sjahril A. Rahim. ABSTRAK

STUDI PERILAKU RANGKA BAJA SISTEM GANDA ANTARA SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN DENGAN SISTEM RANGKA BRESING KONSENTRIS TERHADAP BEBAN GEMPA DENGAN ANALISIS PUSHOVER

Cipta Adhi Prakasa dan Sjahril A. Rahim Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia Email: [email protected]

ABSTRAK Gempa bumi yang terjadi belakangan ini merupakan hal yang wajar dikarenakan Indonesia berada didaerah rawan gempa. Struktur baja sistem ganda merupakan salah satu sistem struktur penahan gempa berdasarkan “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung RSNI 03-1726-201x”. Struktur sistem ganda merupakan gabungan moment frame sebagai penahan beban gravitasi dan moment frame beserta braced frame sebagai penahan beban lateral. Perilaku inelastis berupa kekuatan, kekakuan, dan daktilitas, serta kinerja model struktur saat terjadi gempa diuji dengan metode analisis pushover menggunakan ETABS v9.7.0. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK memiliki kekuatan dan kekakuan yang lebih besar. Sedangkan daktilitas dari struktur SRPMK lebih baik daripada struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK. Kata Kunci: sistem ganda, SRPMK, SRBKK, pushover analysis, kekuatan, kekakuan, daktilitas, sendi plastis ABSTRACT The earthquake that happened recently is normal because Indonesia is a earthquake-prone area. Dual system of steel frame structure is one of earthquake resistant system based on “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung RSNI 031726-201x”. Dual system of steel frame structure is a combination of moment frame as gravity resisting and moment frame with braced frame as lateral load resisting. Inelastic behavior such as strength, stiffness, ductility, and the performance of structures during earthquakes tested by pushover analysis method using ETABS v9.7.0. The results showed that dual system structure has greater strength and stiffness. Whereas the ductility of the moment frame structure better than dual system structure. Keyword : dual system, moment frame, braced frame, pushover analysis, strength, stiffness, ductility, plastic hinge

Studi perilaku…, Cipta Adhi Prakasa, FT UI, 2013

PENDAHULUAN Peristiwa gempa bumi yang terjadi belakangan ini, bukanlah sesuatu yang asing lagi bagi Indonesia dikarenakan memang letak negara ini berada didaerah rawan gempa. Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi dipermukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Berdasarkan hal ini, sudah sepatutnya struktur-struktur bangunan terutama bangunan publik di Indonesia memiliki struktur yang tahan akan gempa. Arti dari tahan gempa adalah struktur bangunan tersebut masih memiliki kekuatan dan kekakuan sebelum mencapai batas keruntuhannya. Berdasarkan “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung RSNI 03-1726-201x” struktur rangka baja penahan gempa salah satunya ialah struktur baja sistem ganda. Sistem ganda yaitu sistem struktur dengan rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap, sedangkan beban lateral yang diakibatkan oleh gempa dipikul oleh sistem rangka pemikul momen (Moment Resisting Frame) dan dinding geser (Shear Wall) ataupun oleh rangka pemikul momen dan rangka bresing (Braced Frame). Sebagai bahan studi akan dilakukan permodelan struktur baja sistem ganda antara rangka baja pemikul momen (SRPM) dengan rangka baja bresing konsentris (SRBK) yang kemudian akan dilihat perilakunya terhadap beban gempa yang dimodelkan dengan analisis statis nonlinier pushover. SRPM memiliki daktilitas yang bagus dan SRBK memiliki kekakuan yang baik, maka dengan menggabungkan masing – masing keunggulan pada sistem tersebut, akan menjadi sistem tahan gempa yang ekonomis. TINJAUAN TEORITIS Struktur Sistem Ganda (Dual System) Sistem ganda atau dual system adalah salah satu sistem struktur yang beban gravitasinya dipikul sepenuhnya oleh moment frame (rangka), sedangkan beban lateralnya dipikul bersama oleh moment frame dan dinding geser atau rangka bresing. Menurut RSNI 03-1726-201x Pasal 7.2.5.1, rangka pemikul momen sekurang-kurangnya harus mampu menahan paling sedikit 25% gaya gempa desain. Tahanan gaya gempa total harus disediakan oleh kombinasi rangka pemikul momen dan dinding geser atau rangka bresing, dengan distribusi yang proporsional terhadap kekakuannya. Karena rangka pemikul momen dengan rangka bresing merupakan satu kesatuan dalam struktur dual system maka diharapkan keduanya dapat mengalami defleksi lateral yang sama atau setidaknya moment frame dapat mengikuti defleksi lateral yang terjadi. Ketika mengalami beban lateral (gempa), bresing berdeformasi seperti sebuah kantilever, sedangkan


rangka pemikul momen berdeformasi geser. Sistem rangka bresing diperkuat oleh portal pada bagian atas bangunan, sedangkan bagian bawah bresing yang merupakan bagian kuat dari struktur bresing yang akan memperkuat portal bagian bawah seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Interaksi Rangka Pemikul Momen dan Rangka Bresing Analisa Beban Dorong Statis (Static Pushover Analysis) Analisa beban dorong statis atau biasa disebut static pushover analysis adalah suatu analisa yang dilakukan untuk mengetahui perilaku inelastis suatu struktur. Dari analisa ini dapat tergambarkan perilaku keruntuhan dan kapasitas dari suatu struktur secara keseluruhan dari kondisi elastis, plastis, sampai struktur mengalami keruntuhan diakibatkan beban lateral (gempa). Analisa beban dorong statik ini dilakukan dengan cara memberikan beban lateral statis pada struktur yang nilainya terus ditingkatkan secara berangsur-angsur hingga melalui pembebanan pada struktur yang menyebabkan terjadi pelelehan pertama sampai pelelehanpelelehan berikutnya. Tujuan dari static pushover analysis ini adalah untuk memperkirakan beban lateral maksimum yang dapat diterima oleh struktur, deformasi yang dialami struktur, dan juga elemen-elemen struktur mana saja yang kritis/rentan terhadap beban yang diterima struktur


Gambar 2. Kurva Hubungan Gaya-Perpindahan serta Karakter Sendi Plastis dan Informasi Level Kerja Bangunan (Kurva Pushover) Sumber: Analysis Reference Manual CSI for ETABS

Kurva diatas menunjukkan hubungan gaya – perpindahan yang bergerak dari titik A – B – C – D – kemudian E. Titik tersebut merepresentasikan karakteristik sendi plastis yang timbul pada elemen struktur. Titik A adalah titik origin, titik B menandakan leleh pertama, C menandakan kapasitas ultimit, D adalah kekuatan sisa (residual strength), dan E menandakan elemen struktur tersebut telah mengalami keruntuhan (failure). Level kinerja bangunan (IO, LS, dan CP) terletak di antara sendi plastis leleh pertama sampai mencapai batas ultimitnya. Dan warna yang tertera pada huruf-huruf tersebut merupakan indikator karakteristik sendi palstis pada program ETABS. Leleh pertama (B) ditandai dengan warna merah muda, dan runtuh ditandai dengan warna merah tua (E). Target Perpindahan Berdasarkan ATC-40 Dalam menentukan target perpindahan terdapat beberapa metode yang digunakan salah satunya yaitu berdasarkan ATC-40 atau disebut juga metode spektrum kapasitas. Dalam Metoda Spektrum Kapasitas proses dimulai dengan menghasilkan kurva hubungan gaya perpindahan yang memperhitungkan kondisi inelastis struktur. Proses tersebut sama dengan Metode Koefisien Perpindahan, kecuali bahwa hasilnya diplotkan dalam format ADRS (acceleration displacement response spectrum).


Gambar 3. Titik Kinerja pada Metode Spektrum Kapasitas Sumber: FEMA 356

Titik kinerja merupakan perpotongan antara spektrum kapasitas dan spektrum demand. Dengan demikian titik kinerja merupakan representasi dari dua kondisi, yaitu: 1). Terletak pada spektrum kapasitas, merupakan representasi kekuatan struktur pada suatu nilai perpindahan tertentu 2). Terletak pada kurva demand, menunjukkan bahwa kekuatan struktur dapat memenuhi demand beban yang diberikan.

METODOLOGI PENELITIAN

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian Sumber: Olahan Sendiri


Permodelan Struktur

Gambar 5. Permodelan Struktur

Gambar 6. Variasi Permodelan Struktur

Sumber: Olahan Sendiri


Dalam penelitian ini, dibuat dua model struktur yaitu struktur sistem ganda antara SRPMK dan SRBKK, dan juga struktur SRPMK tanpa bresing sebagai variasi model. Ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh SRBKK pada struktur. Material baja dalam penelitian ini yaitu baja A36 dengan spesifikasi dibawah ini: •

Modulus Elastisitas (E)

: 29000 ksi

•

Poisson Ratio (µ)

: 0,3

•

Tegangan Leleh (σy)

: 36 ksi

•

Tegangan Putus (fu)

: 58 ksi

•

Berat Jenis (ρ)

: 7850 kg/m3

Untuk pelat lantai, dalam penelitian ini menggunakan beton mutu K-350 dengan spesifikasi dibawah ini: •

Kuat tekan (fc’)

: 29 MPa

•

Modulus Elastisitas (Ec)

: 4700 !"′ : 25310275 MPa

•

Berat Jenis (ρ)

: 2400 kg/m3


Pembebanan a.

Pelat lantai Super Imposed Dead Load

b.

Mortar & penutup lantai

= 1,1 KN/m2

Mechanical Electrical Plumbing

= 0,3 KN/m2

Partisi

= 1 KN/m2

Total

= 2,4 KN/m2

Beban Hidup

= 2,5 KN/m2

Pelat atap Super Imposed Dead Load

c.

Mortar & penutup lantai

= 1,1 KN/m2

Mechanical Electrical Plumbing

= 0,3 KN/m2

Total

= 1,4 KN/m2

Beban Hidup

= 1 KN/m2

Balok Dinding pasangan batako berlubang

= 2 KN/m3

d.

Beban Gempa Lokasi

: DKI Jakarta

Jenis Tanah

: Tanah Lunak (Kelassitus : SE)

Analisis Gempa

: Respons Spektrum (CQC)

Faktor Keutamaan

:1

Kategori Risiko

: II

Koef. Respons (R)

: 7 (Sistem ganda SRPMK dan SRBKK) 8 (SRPMK)

Berdasarkan RSNI 03-1726-201x, didapatkan respons spektrum desain seperti yang terlihat pada gambar 7.


Gambar 7. Desain Respons Spektrum DKI Jakarta Tanah Lunak Sumber: Olahan Sendiri

No. 1 2 3 4 5 6 7 8

Kombinasi Pembebanan 1.4DL 1.2DL + 1.6LL 1.3214DL + LL + 1.3EX + 0.39EY 1.3214DL + LL + 0.39EX + 1.3EY 0.7786DL + 1.3EX + 0.39EY 0.7786DL + 0.39EX + 1.3EY D D + L

Gambar 8. Kombinasi Pembebanan Sumber: Olahan Sendiri

HASIL PENELITIAN Dimensi Tabel 1. Dimensi Struktur SRPMK Dimensi Lantai 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Balok Arah X

Balok Arah Y

Kolom

W 24 x 94 W 24 x 94 W 24 x 94 W 21 x 101 W 21 x 101 W 21 x 101 W 18 x 97 W 18 x 97 W 18 x 97 W 16 x 89 W 16 x 89 W 16 x 89 W 14 x 68 W 14 x 68 W 14 x 68





Tabel 2. Dimensi Struktur Sistem Ganda SRPMK dan SRBKK Dimensi Lantai 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Balok Arah X Balok Arah Y W 24 x 94 W 24 x 94 W 24 x 94 W 21 x 101 W 21 x 101 W 21 x 101 W 18 x 97 W 18 x 97 W 18 x 97 W 16 x 89 W 16 x 89 W 16 x 89 W 14 x 68 W 14 x 68 W 14 x 68


Bresing Arah X (1&6) Arah Y (A&G) W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152 W 12 x 170 W 12 x 170 W 12 x 152 W 12 x 152

Kolom W 14 x 665 W 14 x 605 W 14 x 550 W 14 x 500 W 14 x 500 W 14 x 500 W 14 x 455 W 14 x 455 W 14 x 455 W 14 x 426 W 14 x 426 W 14 x 426 W 14 x 398 W 14 x 398 W 14 x 398


Kontrol Pusat Massa Tabel 3. Besar Massa, Pusat Massa, dan Pusat Kekakuan Lantai Struktur Story Diaphragm STORY15 D1 STORY14 D1 STORY13 D1 STORY12 D1 STORY11 D1 STORY10 D1 STORY9 D1 STORY8 D1 STORY7 D1 STORY6 D1 STORY5 D1 STORY4 D1 STORY3 D1 STORY2 D1 STORY1 D1 TOTAL MASSA

MassX 50.4871 68.234 68.234 69.3405 69.687 69.687 70.3108 70.7007 70.7007 71.6904 72.2536 72.2536 72.6767 74.7767 77.4624 1048.495

MassY 50.4871 68.234 68.234 69.3405 69.687 69.687 70.3108 70.7007 70.7007 71.6904 72.2536 72.2536 72.6767 74.7767 77.4624 1048.495

XCM 9.238 9.297 9.297 9.299 9.302 9.302 9.305 9.308 9.308 9.316 9.321 9.321 9.328 9.346 9.367

SRPMK (TON) YCM CumMassX 14.678 50.4871 14.743 118.7212 14.743 186.9552 14.753 256.2957 14.756 325.9827 14.756 395.6697 14.763 465.9805 14.766 536.6812 14.766 607.3819 14.772 679.0723 14.777 751.3258 14.777 823.5794 14.781 896.2561 14.8 971.0327 14.823 1048.4951

CumMassY 50.4871 118.7212 186.9552 256.2957 325.9827 395.6697 465.9805 536.6812 607.3819 679.0723 751.3258 823.5794 896.2561 971.0327 1048.4951

XCCM 9.238 9.272 9.281 9.286 9.29 9.292 9.294 9.296 9.297 9.299 9.301 9.303 9.305 9.308 9.313

YCCM 14.678 14.715 14.726 14.733 14.738 14.741 14.744 14.747 14.75 14.752 14.754 14.756 14.758 14.762 14.766

XCR 9.99 9.993 9.995 9.997 9.998 9.999 9.999 9.999 9.998 9.998 9.997 9.996 9.994 9.99 9.983

YCR 15.479 15.48 15.481 15.482 15.482 15.483 15.483 15.483 15.482 15.482 15.481 15.479 15.477 15.474 15.469

Story Diaphragm STORY15 D1 STORY14 D1 STORY13 D1 STORY12 D1 STORY11 D1 STORY10 D1 STORY9 D1 STORY8 D1 STORY7 D1 STORY6 D1 STORY5 D1 STORY4 D1 STORY3 D1 STORY2 D1 STORY1 D1 TOTAL MASSA

MassX 51.5312 70.3222 70.3222 71.4287 71.7752 71.7752 72.399 72.7889 72.7889 73.7786 74.3418 74.3418 74.7649 76.8649 79.5872 1078.811

MassY 51.5312 70.3222 70.3222 71.4287 71.7752 71.7752 72.399 72.7889 72.7889 73.7786 74.3418 74.3418 74.7649 76.8649 79.5872 1078.811

XCM 9.267 9.28 9.337 9.282 9.341 9.285 9.343 9.292 9.346 9.299 9.358 9.304 9.364 9.329 9.401

SRPMK + BRESING (TON) YCM CumMassX 14.66 51.5312 14.715 121.8535 14.715 192.1757 14.724 263.6044 14.728 335.3796 14.728 407.1549 14.734 479.5539 14.738 552.3428 14.738 625.1317 14.744 698.9103 14.749 773.2521 14.749 847.5939 14.753 922.3588 14.773 999.2237 14.795 1078.8108

CumMassY 51.5312 121.8535 192.1757 263.6044 335.3796 407.1549 479.5539 552.3428 625.1317 698.9103 773.2521 847.5939 922.3588 999.2237 1078.8108

XCCM 9.267 9.274 9.297 9.293 9.303 9.3 9.307 9.305 9.309 9.308 9.313 9.312 9.317 9.317 9.324

YCCM 14.66 14.692 14.7 14.707 14.711 14.714 14.717 14.72 14.722 14.724 14.727 14.729 14.731 14.734 14.739

XCR 9.711 9.684 9.652 9.612 9.568 9.522 9.476 9.43 9.389 9.352 9.321 9.301 9.295 9.314 9.398

YCR 15.14 15.133 15.122 15.107 15.089 15.071 15.051 15.032 15.013 14.997 14.983 14.98 14.993 15.042 15.157



Kontrol Partisipasi Massa Tabel 4. Partisipasi Massa Struktur SRPMK (KN-‐M) SumUY SumUZ 73.6859 0 73.819 0 74.1869 0 87.093 0 87.121 0 87.1977 0 91.8722 0 91.8837 0 91.9226 0 94.5301 0 94.5414 0 96.2993 0 96.2995 0 97.2904 0 97.2904 0

Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Period 3.322948 2.660093 2.41616 1.179918 0.948066 0.865777 0.683959 0.536354 0.49334 0.460008 0.350576 0.336034 0.324107 0.254386 0.247432

UX 0.0154 63.3178 9.1843 0.0029 11.3928 1.8537 0.0007 4.255 0.8838 0 2.3244 0.0111 0.5907 0.0014 1.4644

UY 73.6859 0.1331 0.3679 12.9062 0.028 0.0767 4.6746 0.0115 0.0389 2.6075 0.0113 1.7579 0.0002 0.9909 0

UZ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SumUX 0.0154 63.3333 72.5176 72.5205 83.9132 85.7669 85.7676 90.0225 90.9063 90.9063 93.2307 93.2418 93.8325 93.8339 95.2983

RX 99.0433 0.1756 0.4795 0.0129 0.0001 0.0002 0.2538 0.0005 0.001 0.0006 0 0.0212 0 0.0007 0

RY 0.0213 86.9999 12.5894 0 0.0891 0.0138 0 0.1918 0.0401 0 0.0106 0.0001 0.0026 0 0.0184

RZ 0.485 9.195 63.2851 0.0944 1.7849 11.1145 0.0424 0.8517 4.1536 0.0375 0.574 0.0001 2.3019 0 0.4707

SumRX 99.0433 99.2188 99.6983 99.7112 99.7113 99.7115 99.9653 99.9657 99.9668 99.9673 99.9674 99.9885 99.9886 99.9893 99.9893

SumRY 0.0213 87.0212 99.6105 99.6106 99.6997 99.7135 99.7135 99.9053 99.9454 99.9454 99.956 99.956 99.9586 99.9586 99.977

SumRZ 0.485 9.68 72.9651 73.0595 74.8444 85.9588 86.0012 86.8529 91.0065 91.044 91.618 91.6182 93.9201 93.9201 94.3908

Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Period 1.975767 1.397609 1.180546 0.610135 0.457152 0.372413 0.310913 0.243401 0.204472 0.193137 0.168632 0.150827 0.130329 0.129456 0.117795

UX 69.8457 0.0009 0.0339 17.6289 0 0.0015 5.4936 0 2.5448 0.0033 0 1.4224 0.0006 0 0.8657

UY 0.0002 73.5359 0.4086 0 16.5601 0.0016 0 4.4384 0 0.0005 2 0 0.0021 1.0705 0

UZ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SRPMK + BRESING (KN-‐M) SumUX SumUY SumUZ RX 69.8457 0.0002 0 0.0004 69.8466 73.5361 0 99.3087 69.8805 73.9447 0 0.4938 87.5094 73.9448 0 0 87.5094 90.5049 0 0.0972 87.5109 90.5065 0 0.0012 93.0046 90.5065 0 0 93.0046 94.9449 0 0.0908 95.5493 94.9449 0 0 95.5526 94.9453 0 0 95.5526 96.9453 0 0 96.975 96.9453 0 0 96.9756 96.9474 0 0 96.9756 98.018 0 0.0055 97.8413 98.018 0 0

RY 99.1479 0.0012 0.042 0.6316 0 0 0.1479 0 0.0121 0 0 0.0098 0 0 0.0021

RZ 0.035 0.35 71.3427 0.0061 0.0191 17.403 0 0.0002 0.0038 5.0765 0.0004 0.0003 2.2669 0.0041 0

SumRX 0.0004 99.3091 99.8029 99.8029 99.9002 99.9013 99.9013 99.9921 99.9921 99.9921 99.9921 99.9921 99.9921 99.9977 99.9977

SumRY 99.1479 99.1491 99.1911 99.8227 99.8227 99.8227 99.9706 99.9706 99.9826 99.9827 99.9827 99.9925 99.9925 99.9925 99.9945

SumRZ 0.035 0.3851 71.7278 71.7339 71.753 89.1559 89.156 89.1562 89.16 94.2365 94.2369 94.2372 96.5042 96.5083 96.5083


Perbandingan Gaya Geser Dinamik, Gaya Geser Dinamik Yang Telah Dikoreksi, dan Gaya Geser Lateral Ekivalen


Kontrol Simpangan Antar Lantai

Kontrol Sistem Ganda

Pola Distribusi Beban Gempa Lateral Ekivalen

Kurva Pushover


Kinerja Struktur Tabel 5. Kinerja Struktur Model

Kategori

Langkah Pushover i Titik Kinerja Δi (m) SRPMK Gaya Geser Dasar Vi (KN) Level Kinerja Bangunan Kinerja Rata-‐Rata Struktur Langkah Pushover i Titik Kinerja Δi (m) SRPMK + SRBKK Gaya Geser Dasar Vi (KN) Level Kinerja Bangunan Kinerja Rata-‐Rata Struktur

Arah X Arah Y Pola 1 Pola 2 Pola 1 Pola 2 5 4 6 6 0.44 0.432 0.554 0.537 12482.61 14145.85 7749.765 9109.658 LS IO C C LS C 8 8 17 15 0.351 0.343 0.211 0.204 17576.46 18362.11 16032.44 17065.56 D D D D D D


Perilaku Inelastis Struktur


PEMBAHASAN Dimensi dari struktur didapatkan berdasarkan hasil stress check ETABS v9.7.0. Melalu trial and error akhirnya didapatkan dimensi yang memenuhi rasio kurang dari satu pada setiap komponen struktur. Dimensi kolom dan balok pada kedua model dalam penelitian ini adalah sama. Yang membedakan hanyalah keberadaan bresing pada model sistem ganda SRPMK dan SRBKK. Dari Tabel 3. didapat massa pada kedua struktur, dimana nilai koordinat antara pusat massa (XCM & YCM) tidak sama dengan nilai koordinat pusat kekakuan (XCR & YCR) yang dapat memungkinkan terjadinya torsi pada struktur. Namun dikarenakan perbedaan pusat massa dan kekakuan tidak terlalu signifikan maka tidak terjadi torsi. Berdasarkan Tabel 4. partisipasi massa pada struktur SRPMK telah mencapai 90% dalam jumlah mode yang tak jauh beda ini berarti struktur cukup beraturan dan tidak ada perubahan massa atau kekakuan yang signifikan pada struktur. Sedangkan struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK mempunyai mode yang lebih banyak yaitu 10 pada rotasi arah Z. Hal ini disebabkan struktur sistem ganda lebih kaku dengan adanya bresing. Story shear akibat beban dinamik dalam penelitian ini harus diperbesar dikarenakan gaya geser dasarnya kurang dari 85% gaya geser dasar lateral ekivalennya. Terlihat setelah diperbesar, gaya geser dasar sudah sama dengan gaya geser dasar lateral ekivalen. Terlihat pula struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK memiliki gaya geser dasar yang lebih besar dikedua arahnya dibandingkan struktur SRPMK. Ini menunjukkan bahwa struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK lebih kuat dibandingkan struktur SRPMK. Simpangan antar lantai desain (Δ) tidak ada yang melebihi dari simpangan antar lantai ijin (Δa), maka simpangan antar lantai desain memenuhi syarat dalam penelitian ini. Pada kontrol sistem ganda dalam penelitian ini, diperoleh bahwa partisipasi dari bresing dalam hal ini SRBKK, dominan dalam menahan gaya geser akibat gempa. Pola distribusi beban lateral gaya geser tingkat akibat gempa dinamik (Pola 2) lebih besar dibandingkan pola distribusi beban gempa lateral ekivalen (Pola 1). Kurva pushover pada gambar diatas menunjukkan bahwa terjadi perbedaan kurva pushover pada struktur SRPMK dan struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK. Gaya geser dasar ultimit (gaya geser dasar sebelum mengalami penurunan kekuatan) yang terjadi pada struktur sistem ganda jauh lebih besar dibandingkan struktur SRPMK. Namun, perpindahan (displacement) dari titik kontrol struktur SRPMK lebih besar dibandingkan struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK. Dapat diamati juga berdasarkan gambar diatas bahwa jika dibandingkan kemiringan awal kurva terhadap sumbu X dari kedua model struktur dalam penelitian ini, struktur sistem


ganda SRPMK dan SRBKK lebih besar dibandingkan struktur SRPMK. Kurva pushover struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK (yang berwarna merah) terlihat mengalami penurunan lalu kembali naik. Ini diakibatkan tekuk yang terjadi pada bresing di arah Y model pada step yang rendah sehingga kurva mengalami penurunan dan kembali naik pada step berikutnya akibat pelelehan lainnya yang terjadi pada elemen bresing dan juga balok. Berdasarkan Tabel 5. terlihat bahwa hanya struktur SRPMK pada arah X yang memenuhi kinerja rata-rata struktur pada Life Safety. Sedangkan pada arah Y kinerja rata-rata struktur mencapai kondisi C yang berarti telah terjadi keruntuhan. Begitu juga pada struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK pada arah X dan Y mencapai kondisi D yang berarti telah terjadi keruntuhan juga. Kekuatan dan kekakuan struktur pada saat inelastis lebih baik dimilikki oleh struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK. Sedangkan daktilitas struktur lebih baik dimilikki oleh struktur SRPMK. KESIMPULAN 1. Struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK memiliki kekuatan berdasarkan gaya geser dasar rata-rata lebih tinggi 1,587 kali dari struktur SRPMK. 2. Struktur SRPMK memiliki daktilitas rata-rata lebih tinggi 3,266 kali dari struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK. Hal ini berarti struktur SRPMK lebih baik dalam menyerap gaya gempa yang terjadi. 3. Struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK memiliki kekakuan rata-rata lebih tinggi 3,268 kali dari struktur SRPMK. Hal ini berarti struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK akan lebih nyaman bagi pengguna struktur saat terjadinya gempa dikarenakan kekakuan yang besar yang memperkecil lendutan struktur. 4. Keberadaan sistem rangka bresing konsentris pada sistem ganda akan meningkatkan besarnya kekakuan sistem struktur secara keseluruhan. 5. Kemunculan sendi plastis pertama pada struktur SRPMK terjadi pada balok yang berarti telah memenuhi mekanisme keruntuhan strong column weak beam. 6. Kemunculan sendi plastis pertama pada struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK terjadi pada balok, yang kemudian dilanjutkan pada bresing, dan terakhir pada kolom. Hal ini berarti bresing cukup mampu mempertahankan elastisitasnya pada saat terjadi gempa sehingga sendi plastis pertama muncul pada balok.


7. Kinerja struktur yang mencapai kondisi Life Safety hanya terjadi pada struktur SRPMK arah X. SRPMK arah Y pada kondisi C, dan sistem ganda SRPMK dan SRBKK pada kedua arahnya mengalami kondisi D. 8. Pada arah X struktur sistem ganda SRPMK dan SRBKK kinerja struktur berada pada kondisi C yang berarti kurang baik. Hal ini dikarenakan dimensi elemen struktur yang belum sesuai dan juga pengaruh kekakuan struktur. 9. Pada arah Y konfigurasi struktur terlihat kurang baik dikarenakan terdapatnya bentang pendek yang mengakibatkan persebaran gaya gempa yang kurang merata dan terfokus pada bentang pendek. Hal ini berakibat pada kinerja struktur yang akan mengalami keruntuhan lebih cepat. SARAN 1. Perlu dilakukan perbaikan elemen struktur seperti dimensi kolom, balok, bresing, dan juga perbaikan konfigurasi struktur dalam penelitian ini seperti bentang pendek pada arah Y yang sangat mempengaruhi persebaran sendi plastis yang tidak merata. 2. Perlu dilakukan studi lebih lanjut mengenai model bresing konsentris lainnya untuk bisa mengetahui model yang lebih baik dalam meningkatkan kekakuan pada struktur sistem ganda. 3. Perlu dilakukan studi lebih lanjut menggunakan metode yang berbeda dalam menentukan target perpindahan. KEPUSTAKAAN 1. American Institute of Steel Construction, Inc. (2005). ANSI/AISC 341-05 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings. Include Supplement No.1.Chicago. 2. American Institute of Steel Construction, Inc. (2005). Specification For Structural Steel Buildings. Chicago. 3. ATC-40 Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Building. (1996). California: Applied Technology Council. 4. Budiono, B., & Supriatna, L. (2011). Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan RSNI 03-1726-201x. Bandung: ITB. 5. Dewobroto, W. (2006). Evaluasi Kinerja Struktur Baja Tahan Gempa Dengan Analisis Pushover.


6. Dewobroto, W. (2011). Prospek dan Kendala Pada Pemakaian Material Baja Untuk Konstruksi Bangunan di Indonesia. 7. Federal Emergency Management Agency. (1997). NEHRP Guidelines For The Seismic Rehabilitation Of Buildings. Washington D.C. 8. Federal Emergency Management Agency. (2000). Prestandard and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings FEMA 356. Washington D.C. 9. Rancangan Standar Nasional Indonesia. Standar Perencanaan Ketahanan Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung RSNI 03-1726-201x. Bandung: Badan Standardisasi Nasional. 10. Roeder, C. (2012). Seismic Behavior of Concentrically Braced Frame. American Society of Civil Engineers . 11. Standar Nasional Indonesia. (1989). Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1727-1989. Departemen Pekerjaan Umum. 12. Standar Nasional Indonesia. (2001). Tata Cara Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. 13. Standar Nasional Indonesia. (2002). Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002. Departemen Pekerjaan Umum.


Cipta Adhi Prakasa dan Sjahril A. Rahim. ABSTRAK

Recommend Documents