memadai dalam menahan beban gempa atau disebut non engineering building. Dari segi struktur, rumah sederhana atau non engineering building terdiri dari kolom praktis, balok, dan dinding bata. Namun fungsi dinding bata sebagai komponen non-struktural dalam peraturan tingkat Nasional (SNI 032847 2002) mengakibatkan pengaruh kekuatan dan kekakuan dinding bata sering tidak diperhitungkan dalam perencanaan suatu bangunan. Pada kenyataannya, dinding bata tersusun oleh material batu bata dan mortar yang memiliki nilai kekuatan dan kekakuan. Pengaruh kekuatan dan kekakuan dinding bata pada bangunan bertingkat rendah cukup signifikan. Perilaku portal dengan dinding bata terhadap pembebanan lateral telah lama diselidiki, misalnya Holmes (1961), Stafford dan Smith (1962,1966,1967), Mainstone dan Week (1970), Dawe dan Sheah (1989), Flanagan et al. (1992), Mander et al. (1993), Saneinejad dan Hobbs (1995) dan lainnya (Wiryanto 2005). Dari beberapa penelitian yang ada, pemodelan dinding bata sebagai bracing tekan yang diteliti oleh Saneinejad dan Hobbs (1995) dinilai paling sederhana namun representatif. Untuk lebih mudah menganalisa perilaku non – liniernya, diusulkan penggunaan Analisa Beban Dorong Statik (static pushover analysis). Karena beberapa program komputer seperti SAP 2000 dan ETABS telah mempunyai kemampuan untuk melakukan static pushover analysis tersebut. (Lumantarna 2008). Dari latar belakang tersebut, dalam tugas akhir ini akan dianalisa bagaimana perilaku dinding bata pada struktur beton bertulang dengan mengasumsikannya sebagai bracing tekan. Bracing tekan tersebut merupakan representasi dari luasan dinding bata yang akan dianalisa, baik dinding bata dengan 4 pembatas maupun 3 pembatas. Dinding dengan 4 pembatas memiliki arti dinding yang dibatasi oleh 2 kolom dan 2 balok atau tidak terdapat bukaan. Sedangkan dinding dengan 3 pembatas adalah dinding yang dibatasi oleh 2 kolom dan 1 balok atau terdapat bukaan seperti jendela. Sebelumnya akan didesain struktur beton bertulang dengan tinggi 3,2 m dan lebar bervariasi mulai dari 2 m, 3 m sampai 4 m. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan desain struktur yang mewakili desain rumah sederhana pada umumnya di Indonesia. Umumnya susunan yang sering digunakan di Indonesia adalah susunan dinding setengah bata, namun tidak menutup kemungkinan digunakan juga susunan dinding satu bata. Karena kedua jenis susunan dinding ini memiliki kekuatan yang berbeda maka kedua jenis susunan dinding tersebut akan dianalisa juga perilakunya pada penelitian ini. Parameter yang ditinjau adalah kapasitas dan daktilitas struktur menggunakan evaluasi kinerja dengan pushover analysis. Software bantu untuk menghitung pushover analysis menggunakan SAP2000. Untuk nilai kuat tekan batu bata (fbc) dan mortar (fmc), juga nilai modulus elastisitas (E) dari mortar akan dilakukan penelitian di laboratorium terlebih dahulu dari beberapa sampel yang diambil di tempat penelitian berlangsung yaitu di Surabaya. 1.2 Perumusan Masalah 1. Berapa nilai kuat tekan dan modulus elastisitas dari batu bata dan mortar yang digunakan pada perencanaan ? 2. Bagaimana nilai daktilitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m ? 3. Bagaimanakah nilai kapasitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m ?
STUDI PERILAKU MODEL PANEL DINDING BATA PENGISI PADA STRUKTUR BETON BERTULANG Nama NRP Jurusan Dosen Pembimbing
: Rany Rakitta Dewi : 3107 100 083 : Teknik Sipil FTSP - ITS : Data Iranata ST., MT., Ph.D Tavio ST., MT., Ph.D
ABSTRAK Kerusakan terbanyak akibat gempa yang terjadi di Indonesia adalah pada bangunan sederhana dengan dinding pengisi batu bata. Hal ini disebabkan bangunan sederhana termasuk sebagai non engineering building. Penetapan dinding bata sebagai komponen non-struktural dalam SNI juga menyebabkan kekuatan dan kekakuan yang dimiliki dinding bata tidak diperhitungkan dalam perencanaan. Namun kenyataannya, dinding bata memiliki nilai kekuatan dan kekakuan yang berpengaruh secara signifikan untuk bangunan sederhana. Dalam studi ini dibuat 3 buah model panel struktur beton bertulang yaitu dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m, terdiri dari satu tingkat, berfungsi sebagai hunian, berada di zona gempa 6 tanah lunak, dan direncanakan menggunakan analisa struktur berbasis gaya (Force Based Design). Konfigurasi balok dan kolom yang didapatkan, selanjutnya dianalisa dengan dinding yang divariasi susunan dan pembatasnya. ketebalan dinding diasumsikan sebagai susunan satu bata dan setengah bata dengan tiga dan empat pembatas. Pada analisa struktur, dinding bata pengisi dimodelkan sebagai bracing tekan. Sehingga jumlah total model yang dianalisa adalah sejumlah 12 buah. Hasil studi menunjukan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki nilai daktilitas yang lebih baik dan kapasitas base share yang lebih besar bila dibandingkan dengan struktur open frame. Dari evaluasi kinerjanya, struktur dengan dinding pengisi batu bata mampu mencapai range Life Safety-Collapse Prevention sedangkan struktur open frame hanya mampu berada pada daerah Immediate Occupancy. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki perilaku yang lebih baik bila dibandingkan dengan struktur open frame. Karenanya kekuatan dan kekakuan dinding bata pengisi perlu diperhatikan dalam proses desain bangunan rumah sederhana. Kata Kunci : dinding bata, pushover analysis, rumah sederhana BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu negara yang sangat rawan terjadi gempa. Hal ini tentu menimbulkan kerugian materi dan korban jiwa yang tidak sedikit. Kerusakan terbanyak akibat gempa di Indonesia terjadi pada bangunan sederhana, dikarenakan bangunan sederhana di Indonesia pada umumnya dibangun tanpa bantuan seorang ahli bangunan dan struktur, atau hanya dibuat berdasarkan pengalaman para tukang lokal atau setempat. Sehingga rumah tersebut tidak memiliki kinerja yang
1
2 4.
Bagaimana perbedaan perilaku struktur portal dengan dinding bata sebagai bracing tekan dibandingkan dengan perilaku struktur portal rangka terbuka ? 1.3 Tujuan 1. Mendapatkan nilai kuat tekan dan modulus elastisitas dari batu bata dan mortar yang digunakan pada perencanaan. 2. Mendapatkan nilai daktilitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m. 3. Mendapatkan nilai kapasitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m. 4. Mengetahui perbedaan antara perilaku struktur portal dengan dinding bata sebagai bracing tekan dibandingkan dengan perilaku struktur portal rangka terbuka. 1.4 Batasan Masalah 1. Untuk desain elemen – elemen struktur digunakan peraturan perencanaan SNI 03-2847-2002. 2. Untuk desain pembebanan gempa menggunakan SNI 1726-2002. 3. Peraturan yang dipakai untuk penentuan tingkatan kinerja gedung memakai Federal Emergency Management Agency (FEMA-273/356/440). 4. Analisa pushover menggunakan software bantu SAP2000. 5. Lebar portal dengan dinding bata bervariasi, yaitu 2 m, 3 m, dan 4 m. 6. Menggunakan dinding bata standart dengan dimensi 230 x 110 x 50 mm menurut Standar Bata Merah di Indonesia yaitu Y.D.N.I. (Yayasan Dana Normalisasi Indonesia) nomor NI-10. 7. Pembebanan gempa yaitu pada zona 6, dan jenis tanah lunak. 8. Susunan dinding adalah satu bata dan setengah bata. 9. Dinding bata dimisalkan sebagai bracing tekan yang merupakan representasi luasan dinding 4 pembatas dan 3 pembatas. 1.5 Manfaat 1. Untuk mengetahui bagaimana perilaku dinding bata pada struktur beton bertulang. 2. Dapat digunakan sebagai referensi dalam merencanakan bangunan gedung bertingkat rendah dengan dinding bata yang tahan terhadap gempa BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Non-Engineering Building Boen (2007) menyatakan bahwa perencanaan rumah sederhana sebagai bangunan non-engineered pada umumnya berdasarkan pada: 1. Mempelajari kerusakan bangunan dari gempa masa lalu. 2. Menggunakan engineering judgment yang terlatih. 3. Dengan kemajuan bidang perangkat keras dan lunak, sejak beberapa tahun terakhir telah dicoba untuk engineering non-engineered buildings. Tersedianya perangkat keras dan perangkat lunak seperti SAP2000 (2008) dan Perform3D (2006) telah mempermudah pekerjaan para ahli struktur untuk melakukan rekayasa bangunan dengan cepat dan efisien. Pada akhirnya dengan menggunakan teknologi yang semakin canggih diharapkan dapat diperoleh suatu desain bangunan, terutama rumah sederhana, yang lebih aman dan tahan terhadap gempa.
Elastik
Inelastik
Strength loss
Fu Fy
Fr
Δy
Δu
Δr
Δf
Gambar 1 Kurva hubungan gaya dan deformasi (ATC-40 1996) 2.2 Dinding Bata Dimensi dinding bata Representasi wilayah seluas dinding bata dinotasikan dengan Ad dan ditentukan oleh persamaan berikut:
Ad
Ld Tb cos 2
(2.1) .......................................... Δ
V
Δu
Vn
Ad Ø
(a) (b) Gambar 4 Simulasi Dinding Bata : (a) Beban lateral dan deformasi dari dinding bata, (b) Beban lateral dan deformasi dari dinding bata sebagai bracing tekan (Chen 2003) 2
Ld Wb H b Hb Wb
tan 1 5 4
2
.......................................
(2.2)
............................................... (2.3) 3
3 Wb 7 H 3 H 2 b 2 b3 2 Hb 4 Wb 2 Wb
....... (2.4) dimana Ld adalah panjang dari dinding bata (mm), Tb adalah ketebalan dinding bata (mm), ν diambil sebagai 0,15, Hb adalah tinggi dinding bata (mm), dan Wb adalah lebar dinding bata (mm), yaitu 0.5 H b 2.0 . W b Kekuatan dan Deformasi Dinding Bata Kegagalan strut diagonal dinding bata, θ, dipengaruhi oleh jenis susunan dinding bata (Gambar 5 dan Gam,bar 6). Nilai θ untuk jenis susunan tersebut dapat dilihat pada persamaan berikut. (Chen 2003) 2 h gh Setengah bata : tan l gv ..................... (2.5) 2 h gh Satu bata : tan ......................... (2.6) w l 2g v dimana l, w, dan h adalah panjang, lebar, dan tinggi batu bata, masing-masing (mm); gh dan gv adalah tebal horizontal dan vertical mortar (mm).
Gambar 5 Susunan dinding bata tipe setengah bata
3 Table 2.1 Gaya aksial sendi plastis untuk dinding bata (Chen 2003) Points Force/SF Displacement/SF A 0 0 B a 0 C 1 1
Gambar 6 Susunan dinding bata tipe satu bata Kekuatan utama dari dinding bata dibedakan antara dinding dengan 4 pembatas dengan dinding dengan 3 pembatas seperti dijelaskan oleh persamaan berikut. 1. Dinding batu bata dengan 4 pembatas Dinding bata dengan 4 pembatas adalah dinding yang dibatasi oleh 2 kolom dan 2 balok. H bila tan b ,maka Vn Tb Wb f H b f mbt Wb
sedangkan untuk tan
Hb
Wb
, maka
2. Dinding batu bata dengan 3 pembatas Dinding bata dengan 3 pembatas memiliki arti dinding yang hanya dibatasi oleh 2 kolom dan 2 balok. Dinding tersebut memiliki bukaan (Gambar 2.11). Vn Tb Wb f H 2 f mbt (2.9) ......... dimana:
H b' min( H b ,Wb ) ................................. (2.10)
H 1 Wb tan .......................................... (2.11) (2.12) H 2 0.5 Wb tan H b ........................ N ... (2.13) 0.0258 f 0.885 0.654 0.00515 f f
mc
mc
f mbt 0.232 f mc
0.338
Ad
.............................. (2.14)
f bt 0.22 f bc ............................................ (2.15) α and β adalah koefisien kekuatan, keduanya diambil sebesar 0.45 fmbt adalah kekuatan tarik dinding batu bata (Mpa) fbt adalah kekuatan tarik batu bata (Mpa) fmc adalah kekuatan tekan mortar (Mpa) fbc adalah kekuatan tekan bata (Mpa) N adalah beban aksial compressive brace Perpindahan ultimate (the ultimate displacement) dari dinding bata ditentukan oleh persamaan berikut,
u
E
' Vn Tb Wb f H1 f mbt 0.5 H b H1 f mbt f bt
D
Vr Vn Vr Vn
1.1 10
2.3 Pushover Analysis static pushover analysis) adalah dimana struktur didorong secara bertahap ditingkatkan dengan faktor pengali hingga beberapa komponen struktur mengalami leleh dan berdeformasi inelastis dan satu target perpindahan lateral dari suatu titik acuan tercapai (Lumantarna 2008). Pada dasarnya dalam analisa kinerja ini dilakukan perbandingan antara kapasitas (Capacity) dengan kebutuhan (Demand). Bila kapasitas struktur lebih besar dari kebutuhan, maka kinerja yang disyaratkan dapat dicapai. Grafik yang menyatakan hubungan antara beban total (gaya geser dasar, base shear) dengan Displacement pada puncak bangunan dinamakan kurva kapasitas (capacity curve) (Lumantarna 2008). Dalam proses membandingkan kapasitas dan kebutuhan, ada beberapa cara yang dapat digunakan, tetapi saat ini yang banyak digunakan adalah cara yang dinamakan Capacity Spectrum Method (CSM). Seluruh proses evaluasi ini dapat dilakukan secara otomatis dengan program SAP 2000. Mengevaluasi level kinerja struktur ketika titik kontrol tepat berada pada target perpindahan : merupakan hal utama dari perencanaan barbasis kinerja. Komponen struktur dan aksi perilakunya dapat dianggap memuaskan jika memenuhi kriteria yang dari awal sudah ditetapkan, baik terhadap persyaratan deformasi maupun kekuatan.
N ............................................ (2.16) Eu Tb
dimana: Eu modulus elastisitas dinding bata (Mpa) (2.17) Karena komponen dinding bata memiliki dua titik kritis, yaitu titik ultimate dan titik sisa. Maka kekuatan residu dari dinding bata dapat dihitung dengan rumus berikut :
Vr f Tb Wb 0.6Vn
Gambar 7 Prosedur Analisa Kinerja
4 (Lumantarna 2008)
BAB IV PEMBEBANAN DAN PERMODELAN STRUKTUR BETON BERTULANG PADA SAP2000 4.1 Preliminary desain Data – data material untuk permodelan dirangkum dalam Tabel 4.1 berikut : Tabel 4.1 Data material model Material tipe
Beton
(a) (b) (a) Kurva kapasitas menjadi spectrum kapasitas (b) Format standar menjadi format ADRS Gambar 8 Pembuatan Spektrum Kapasitas BAB III METODOLOGI 3.1 Bagan Alir Tugas Akhir Bagan alur berikut menjelaskan metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan tugas akhir ini. Start Study Literatur Preliminary Design Pembuatan Model Sruktur Portal Beton Bertulang
Struktur Portal Lebar 3 m
Struktur Portal Lebar 2 m
Struktur Portal Lebar 4 m
Pembebanan Beban Gravitasi : 1. Beban Mati 2. Beban Hidup
Pembebanan Lateral
Analisa struktur dengan SAP2000 untuk mendapatkan gaya dalam balok dan kolom
Tulangan Baja
Dinding bata
Parameter
Symbol
Nilai
Kuat Tekan
f c'
20 MPa
Modulus Elastisitas
Ec
21019 MPa
Poisson’s rasio
c
0.17 (Park & Pauley)
Tegangan leleh
fy
320 MPa
Modulus Elastisitas
Es
2 x 105 MPa
Poisson’s ratio
s
0.3
Kuat Tekan Mortar
f mc
10 MPa
Kuat Tekan Batu Bata
f bc
7 MPa
Modulus Elastisitas
Eb
Poisson’s ratio
b
2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010) 0.15 (Chen 2003)
4.1.1 Hasil Tes Kuat Tekan Batu Bata Batu bata yang digunakan pada perencanaan adalah merupakan batu bata setempat. Terdapat 2 jenis batu bata yang akan diuji kuat tekannya, yaitu batu bata produksi pabrik dan batu bata konvensional. Dimensi kedua jenis batu bata tersebut adalah 230 x 110 x 50. Setelah semua benda uji dites kuat tekan, tercatat beban maksimum untuk batu bata produksi pabrik adalah sebesar 7900 kg, sedangkan untuk batu bata konvensional adalah sebesar 3100 kg. Bila dibagi dengan luas permukaan, maka didapatkan fbc = 7 Mpa (batu bata produksi pabrik) dan fbc = 3 Mpa (batu bata konvensional). Batu bata yang akan digunakan pada perencanaan adalah batu bata buatan pabrik dengan nilai fbc = 7 Mpa.
Desain Kebutuhan tulangan lentur dan geser balok dan kolom
NO
Pemodelan dan analisa statik nonlinier pushover struktur YES
Cek daktilitas dan kapasitas struktur
Kesimpulan
Finish
Gambar 9 Flowchart Studi Analisa
Gambar 10 Batu bata setelah dites kuat tekan Sedangkan nilai modulus elastisitas batu bata untuk perencanaan mengacu pada penelitian di Indonesia (Laboratorium Bahan Universitas Indonesia) yaitu sebesar 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010). 4. 1.2 Hasil Tes Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Mortar Metode pengujian kuat tekan mortar tidak jauh berbeda dengan beton. Dipersiapkan 3 benda uji silinder dengan
5 diameter 15 cm dan tinggi 30 cm yang dibuat dari bahan yang sama dengan benda uji untuk tes modulus elastisitas yaitu perbandingan 1:5. Setelah di curing selama 28 hari, benda uji mortar siap untuk dites kuat tekan. Dari ketiga benda uji yang telah di uji kuat tekannya, tercatat kuat tekan maksimum mortar adalah 18.000 kg, bila dibagi dengan luas permukaan, maka fmc = 10 Mpa. Sedangkan untuk nilai modulus elastisitas mortar dapat diketahui dengan menggunakan alat kompresometer. Hasil pengujian akan dimasukkan dalam perhitungan modulus elastisitas menurut rumus E
S 2 S1 2 0,000050
dimana : E = modulus elastisitas, dalam Mpa S2 = kuat tekan pada saat 40% dari beban maksimum (Mpa) S1 = kuat tekan pada saat regangan mencapai 50 per juta (Mpa) ε2 = regangan longitudinal yang dihasilkan pada saat S2 Dimensi benda uji : D = 150 mm H = 300 mm 1 1 A = D 2 3,14 152 176,625 cm 2 2 2 Dari hasil uji kuat tekan diketahui kuat tekan maksimum sebesar 18.000 kg, maka 40% dari kuat tekan maksimum adalah 7.200 kg. Tercatat terjadi deformasi sebesar 0,16 mm pada saat beban 40%. deformasi 0,16 2 0,00073 H 220 S2
P
A
7200
176,625
40,76 kg
cm 2
4,076 Mpa
Benda uji mengalami deformasi sebesar 45 perjuta mm, ketika beban mencapai 560 kg, maka pada saat deformasi sebesar 50 perjuta bebannya sebesar 616 kg. P 616 S 3,488 kg 2 0,3488 Mpa 1 A 176,625 cm Maka dapat dicari nilai modulus elastisitas mortar dengan rumus E
S 2 S1
4,076 0,3488
2 0,000050 0,00073 0,00005
batanya. Adapun data-data perencanaan struktur beton bertulang adalah sebagai berikut: 1. Mutu beton : 20 MPa 2. Mutu baja tulangan : 320 MPa 3. Jumlah lantai : 1 lantai 4. Tinggi tiap lantai : 3.2 m 6. Luas bangunan : 4 m x 3 m , 3 m x 3 m, dan 2 m x 3 m 7. Dimensi kolom : 20 cm x 20 cm 8. Dimensi balok : 25 cm x 15 cm 9. Wilayah gempa : zona 6, tanah lunak 10. Berat jenis beton : 2400 kg/m3 11. Berat jenis dinding : 450 kg/m2 (satu bata) 250 kg/m2 (1/2 bata) Perencanaan struktur beton betulang ini dimodelkan sebagai Building Open Frame System, yaitu suatu struktur yang dengan asumsi bahwa frame akan memikul beban mati dan beban hidup atau beban gravitasi. Terdapat 3 model struktur portal yang akan di studi perilaku dinding batanya, yaitu rangka struktur portal dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m dengan data–data dan denah sebagai berikut : Struktur portal lebar 4 m Lebar bangunan :4m Panjang bangunan : 3 m Tinggi bangunan : 3,2 m
3000 mm
A
A 4000 mm
Gambar 12 Denah Struktur Portal lebar 4 m
5504 Mpa
Gambar 13 Pemodelan struktur portal lebar 4m di SAP2000 Struktur portal lebar 3 m Lebar bangunan :3m Panjang bangunan : 3 m Tinggi bangunan : 3,2 m
Gambar 11 Tes modulus elastisitas mortar 4.2 Pemodelan Struktur Beton Bertulang Perencanaan struktur beton bertulang dilakukan sebelum menganalisa lebih jauh mengenai perilaku dinding
6
3000 mm
3000 mm
A
A 3000 mm
Gambar 14 Denah Struktur Portal lebar 3 m
= Lx
= Ly
4000 mm
-
Berat sendiri plat = 0,12 x 24 = 2,88 kN/m2 Berat plafon + rangka = 0,11 + 0,07 = 0,18 kN/m2 Berat finishing (2cm) = 2 x 0,21 = 0,42 kN/m2 Berat tegel = 1 x 0,24 = 0,24 kN/m2 qD = 3,72 kN/m2 1 berat mati plat 3,72 3 3,72 kN / m segitiga 3
1 1 3 berat mati plattrapesium 3,72 31 2 3 4
2
4,53 kN / m
berat sendiri balok 0,25 0,15 24 0,9 kN / m Gambar 15 pemodelan struktur portal lebar 3 m di SAP2000 Struktur portal lebar 2 m Lebar bangunan :2m Panjang bangunan : 3 m Tinggi bangunan : 3,2 m
Beban Hidup (LL) qL = 2 kN/m2 beban hidup plat
segitiga
A
1 3
2 3 2 kN / m
1 1 3 beban hidup plattrapesium 2 31 2 3 4
3000 mm
2
2,44 kN / m
Permodelan beban mati dan hidup struktur pada permodelan SAP2000 dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12.
A 2000 mm
Gambar 16 Denah Struktur Portal lebar 2 m
Gambar 18 Pemodelan beban mati struktur 4 m pada SAP2000
Gambar 17 Pemodelan struktur portal lebar 2 m di SAP2000 4.4 Perhitungan Pembebanan 4.4.1 Perhitungan Beban Gravitasi 4.4.1.1 Pembebanan pada struktur lebar 4 m Beban Mati (DL) Beban mati balok terdiri dari berat sendiri balok ditambah beban mati plat. Beban mati plat berupa beban ekuivalen terdiri dari berat plafon, penggantung plafon, finishing dan tegel. Beban ekuivalen adalah transformasi beban trapesium dan beban segitiga dari beban plat menjadi beban merata di balok.
Gambar 19 Pemodelan beban hidup struktur 4 m pada SAP2000 Hasil perhitungan bembebanan yang lain dapat ditabelkan sebagai berikut :
7 Tabel 4.2 Rekapitulasi beban gravitasi Beban Beban Beban Beban Struktur mati Hidup mati Hidup segitiga segitiga trapesium trapesium Lebar 4.62 2.00 5.43 2.44 4m Lebar 4.62 2.00 3m Lebar 3.38 1.33 4.07 1.70 2m 4.4.2 Perhitungan Beban Gempa 4.4.2.1 Pembebanan gempa pada struktur 4 m Perhitungan Berat Total Tiap Lantai (Wt)
4.4.2.4 Rekapitulasi pembebanan gempa Tabel 4.5 Distribusi gaya gempa pada rumah 1 lantai arah x arah y (100%) (30%) hn Fi Fi y Struktur wi(kN) wi*hi (m) x(kN) (kN) Lebar 3.2 84 268,8 8,17 2,45 4m Lebar 3.2 69 220,8 6,73 2,02 3m Lebar 3.2 63 201.6 6,13 1,84 2m Gambar input beban gempa pada struktur dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m disajikan pada gambar berikut.
Gambar 20 Pemodelan beban gempa struktur 4 m pada SAP2000 Sehingga berat total bangunan rumah lantai 1 (Wt) adalah : Wt = DL + 0,3 LL Wt = 76 + 0,3 24 = 84 kg Menghitung Waktu Getar Alami Struktur (T) dan Koefisien C Waktu getar alami struktur (T) berdasarkan UBC 1997: Untuk rumah 2 lantai, tinggi total bangunan (H) adalah 6,4 m T = Ct H3/4 T = 0,0731 (6,4)3/4 = 0,294 detik Waktu getar alami struktur (T) maksimum berdasarkan SNI 1726 : T1 =n T1 = 0,15 2 = 0,3 detik Sehingga digunakan T = 0,294 detik. Dengan melihat grafik respon spektrum pada gambar. 2 SNI – 03 – 1726 – 2002, didapat nilai C = 0,83 Menghitung Gaya Geser Gempa Dasar : R = 8,5 untuk rangka terbuka beton bertulang.
0,83 1 84 V 8,17 kN 8,5
Menghitung Gaya Geser Tiap Lantai : Tabel 4.2 Gaya Geser pada portal lebar 4 m arah x (100%) Lantai I
hn (m) 3.2
Jumlah
wi(kN)
wi*hi
Fi x(kN)
84
268,8
8,17
84
268,8
arah y (30%) Fi y (kN) 2,45
BAB V DESAIN BALOK dan KOLOM 5.1 Umum. Setelah pembebanan menggunakan SAP2000, didapatkan gaya dalam pada balok yang ditampilkan pada Tabel 5.1. Gaya – gaya dalam tersebut digunakan untuk mendesain penampang dan tulangan lentur maupun geser dari balok : Tabel 5.1 Rekapitulasi gaya dalam maksimum balok hasil analisa SAP2000 Struktur
Mn Mn Tumpuan Lapangan (Nmm) (Nmm)
P tekan (N)
V (N)
Portal 4 m
8,938,187
10,854,482
1131.61
20875.34
Portal 3 m
5,062,185
6,108,730
643.88
13921.08
Portal 2 m
2,430,011
2,590,232
290.71
7439.58
5.2 Desain Tulangan Balok Berikut akan ditampilkan contoh perhitungan desain tulangan balok untuk struktur portal dengan luasan terbesar, yaitu lebar 4 m. untuk hasil perhitungan lainnya disajikan pada tabel. 5.2.1. Desain tulangan lentur balok 5.2.1.1. Perhitungan kebutuhan tulangan lentur balok Contoh perhitungan tulangan lentur balok diambil dari balok lapangan pada struktur lebar 4 m. Dari hasil analisa SAP 2000 didapat gaya dalam momen ultimate adalah :
8 Mu φ
Mn
= 10.854.482 Nmm = 0,8
Mu
10.854.482 0,8
13568102 Nmm
Data balok : b = 150 mm sengkang = 8 mm = 250 mm D tul. utama= 13 mm h ' = 20 MPa εcu = 0,003 fc β1 = 0,85 Es = 2 x 105 MPa fy = 320 MPa Cc = 20 mm d = h-Cc- sengkang-0,5 D tul. utama = 250-20-8-0,513 = 215,5 mm
s
fy Es
320 200000
dan tidak lebih kecil dari
1,4 fy
=
1,4
320
= 0.004375
Perhitungan ρ max : 1 0,85 untuk beton f c' < 30 MPa
0,85 f c ' 600 b 1 . fy 600 f y 0.85.
0,85 20 320
89,6 39000401,86 Nmm 2 Mnmax 39000401,86 Nmm > Mn perlu 13568101,96 Nmm Analisa beton bertulangan tunggal Perhitungan ρ perlu : Mn max 228470,99 215,5
m
600 600 320
= 0.029
max 0.75 b 0,75 0,029 0,022
Cek apakah balok perlu didesain dengan menggunakan tulangan tunggal atau rangkap : εcu = 0,003
fy 0.85 * f c '
Rn
0,0016
Perhitungan ρ min : Berdasarkan SNI 2847-2002 pasal 12.5, nilai ρmin tidak boleh diambil kurang dari : 20 f ' = 0,003494 min c 4 x320 4. f y
min
a Mnmax C max d max 2
Mn
b*d2
320
13.568.102 1,95 150 * 215,5 2
1 2.Rn .1 1 m 0,85 * f c '
18,82.1 1
2 * 1,95
0,00648
0,85 * 20
min 0,00437 < perlu 0,00648 < max 0,022 (OK) sehingga, dipakai : perlu 0,00648 Perhitungan As perlu :
As perlu b d 0,00648 150 215,5 = 209,54
mm2 Perhitungan jumlah tulangan (n) :
ntul 1 4
As perlu
* * dtul.utama2
=
buah sehingga :
209,54 1 4
* * 132
1,579
2
1 2 Asterpasang n Dtul .utama 4 Asterpasang 2
1
2 132 265,33 mm
4 Perhitungan jarak spasi antar tulangan longitudinal :
X b
= 18,82
0.85 * 20
d
ε
Gambar 21 Diagram regangan beton dan baja s Berdasarkan gambar 5.1, maka letak garis netral pada posisi berimbang adalah : cu 0,003 d 215,5 140,54 mm xb cu s 0,003 0,0016
xmax 0,75 xb 0,75 140,54 105,41 mm
amax 1 xmax 0,85 105,41 89,60 mm
Gaya akibat beton tertekan adalah :
Cmax amax b f c' 0,85 89,6 150 20 0,85 C max 228470,99 Nmm
Momen nominal balok pada saat As maksimum adalah
s
bw 2 sengkang 2 Cc n Dtul.utama n 1
150 2 8 2 20 2 13
68 mm > 25 mm (OK) 2 1 5.3 Desain Kapasitas Kolom Kapasitas kolom harus memenuhi diagram interaksi Aksial-Momen. Diagram ini adalah salah satu parameter penting dalam mengontrol kemampuan kolom terhadap gaya-gaya dominan yang terjadi padanya, yaitu aksial dan momen. Apabila gaya-gaya yang terjadi berada di luar diagram ini, maka desain kolom dianggap tidak mencukupi sehingga perlu didesain ulang. s
9
Gambar 22 Kapasitas kolom berukuran 200 x 200 mm2 dengan 8D10 Gambar 5.3 menunjukkan bahwa kapasitas kolom berukuran 200 x 200 mm dengan 8D10 sudah cukup memenuhi syarat kekuatan untuk kolom struktur lebar 4 m. Namun tetap harus dilakukan pengecekan terhadap syarat Strong Column Weak Beam, seperti berikut : Data balok yang tersambung pada kolom tengah bawah: b = 150 mm h = 250 mm dc = 20 mm (tebal selimut beton) d = h – dc – dia. sengkang – ½ dia. tul. utama bawah = 250 – 20 – 8 – ½ .13 = 215,5 mm d’ = h – dc – dia. sengkang – ½ dia. tul. utama atas = 200 – 20 – 8 – ½ .10 = 217 mm As = 2 x (0.25 x π x 132) = 265.46 mm2 As’ = 2 x (0.25 x π x 102) = 157.08 mm2 Menghitung momen nominal tulangan bawah: A fy 265,46 x 320 = 33,31 mm a = s bawah 0.85 f c' b 0.85 x 20 x 150
33,31 a M n atas = A s atas fy d - = 265,46x 320 215,5 2 2
= 16891481 Nmm = 16,89 kNm
Menghitung momen nominal tulangan atas:
A fy 157.08 x 320 = 19,71 mm a = s bawah 0.85 f c' b 0.85 x 20 x 150
19,71 a M n bawah = A s bawah fy d - = 157.08x 320 217 2 2
Sehingga, 6 5
M g=
kNm
= 10412194 Nmm = 10,41 kNm
6
6 M n atas M n bawah = 16,89 10,41 = 32,76 5 5
Untuk memenuhi syarat ini, maka direncanakan kolom berukuran 200 x 200 mm2 dengan tulangan 8D10, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 5.4. Dari gambar tersebut dapat kita lihat bahwa setelah gaya dalam diplot, beban aksial terfaktor yang paling kecil kemudian ditarik garis untuk mencari nilai momennya. Dari bacaan diperoleh: M = 26 kNm, sehingga: Σ Me = 26/0.65 = 40 kNm > 6/5 Σ Mg (Strong column weak beam OK)
Gambar 23 Bacaan kuat rencana diagram interaksi kolom tengah bawah Kontrol HBK juga perlu diperhatikan selain syarat strong column weak beam. T1 = 1.25 A s bawah f y = 1.25 x 265.46x 320 = 106.185,83N = 106,19 kN
T2 = 1.25 A s atas f y = 1.25 x 157.08x 320 = 62.831,85N = 62,83kN M -pr = 1.25 A s bawah fy (d - a/2) = 1.25 x 265.46x 320(215,5- 33,31/2)
= 21114352 Nmm = 21,11 kNm M pr = 1.25 A s atas fy d - a/2 = 1.25 x 157.08x320217 - 25,26/2 = 13015243 Nmm = 13,02 kNm
Mu = Vh =
Maka,
M -pr M pr 2
2 Mu ln
=
21,11 13,02 = 17,06kNm 2
=
2 x 17,06 (3.2 - 0.2)
= 11,38kN
Vxx = T1 + T2 - Vh = 106,19+ 62,83- 11,38 = 157,64 kN Dimana, SNI 2847-02 dalam Pasal 23.5.3(1) mengatur tentang kemampuan HBK untuk kolom yang terkekang pada keempat sisinya:
Vc = 0.75 x 1.7 (bbalok h kolom) f c ' = 0.75 1.7 (150 250) 20 = 213.824 N = 213,82 kN > Vxx (HBK memenuhi syarat) BAB VI EVALUASI KINERJA STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN DINDING BATA 6.1 Umum Dari beberapa penelitian mengenai perilaku dinding bata terhadap beban lateral, metode bracing tekan yang diajukan Saneinejad dan Hobbs (1995) dapat digunakan karena dinilai paling sederhana dan representatif. Metode inilah yang akan digunakan untuk mengevaluasi struktur beton bertulang dengan dinding pengisi yang telah direncanakan konfigurasinya pada bab 4 dan 5. Terdapat beberapa variasi dinding bata dengan 2 variabel yang diubah – ubah untuk ketiga struktur bangunan beton bertulang yang telah direncanakan. Hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dinding bata pada struktur portal beton bertulang, variabel tersebut antara lain 1. Variabel tipe pembatas Dinding bata divariasi menjadi 2 tipe pembatas, yaitu dinding dengan 4 pembatas (Gambar 3.9)
10 dan dinding bata dengan 3 pembatas. Dinding bata dengan 3 pembatas direncanakan memiliki bukaan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.11. Dinding bata dimodelkan sebagai bracing tekan yang merepresentasikan luasan dinding bata tersebut. Pemodelan dari kedua jenis pembatas dapat dilihat pada Gambar 3.10 dan Gambar 3.12.
3200 mm
Gambar 24 Dinding bata dengan 4 pembatas
3200 mm
4000 mm Gambar 25 Pemodelan dinding bata dengan 4 pembatas
3200 mm 1600 mm
Gambar 26 Dinding bata dengan 3 pembatas
Tabel 6.1 Rekapitulasi 12 macam pemodelan dinding bata Lebar Susunan Model Portal Tipe Bukaan Dinding (m) Bata M1 4 4 pembatas satu bata M2 4 4 pembatas ½ bata M3 4 3 pembatas satu bata M4 4 3 pembatas ½ bata M5 3 4 pembatas satu bata M6 3 4 pembatas ½ bata M7 3 3 pembatas satu bata M8 3 3 pembatas ½ bata M9 2 4 pembatas satu bata M 10 2 4 pembatas ½ bata M 11 2 3 pembatas satu bata M 12 2 3 pembatas ½ bata 6.2 Pemodelan Struktur Beton dengan Dinding Bata Pemodelan struktur beton bertulang dengan dinding bata sebagai komponen yang ikut menerima beban lateral pada SAP2000 cukup dilakukan secara 2D dengan Static Pushover Analysis, yaitu portal diberi beban gempa secara monotonik. Sedangkan pemodelan yang akan dilakukan pada penelitian ini, dinding bata dimodelkan sebagai bracing tekan dengan bentuk bulat solid yang memiliki karakteristik material beton dengan berat jenis sebesar 19,56 kN/m3 (satu bata), dan sebesar 22,72 kN/m3 (setengah bata), f’c = 7 Mpa (dinding bata), E = 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010), dan poisson ratio’s = 0,15 (Chen 2003) (Gambar 6.3).
3200 mm
mm Gambar 27 Pemodelan 4000 dinding dengan 3 pembatas 2. Variabel jenis susunan dinding bata Terdapat 2 jenis susunan dinding bata yang digunakan yaitu susunan 1 bata dan setengah bata. Hal ini harus dibedakan karena kedua tipe susunan tersebut memiliki nilai kekuatan dan kekakuan yang berbeda.
3200 mm
Gambar 28 Dinding dengan susunan setengah bata
3200 mm
3200 mm
Gambar 29 Dinding dengan susunan satu bata
(a) dinding satu bata (b) dinding setengah bata Gambar 30 Input properti material dinding bata pada SAP2000 Komponen bracing tekan harus didefinisikan dengan tepat pada SAP2000 untuk merepresentasikan dinding bata mm sesuai3200keadaan sebenarnya 6.2.1 Menentukan Dimensi Bracing Tiap model memiliki representasi wilayah dinding bata yg berbeda – beda. Kemudian dari nilai Ad tersebut dapat dicari dimensi bracing tekan yang direncanakan berbentuk bulat solid. Untuk hasil perhitungan variable yang lain, akan ditabelkan. Dinding dengan 4 pembatas 3 7 H 3 H 5 3 W b 2 b 2 b3 4 Wb 2 Wb 4 2 Hb
5 4
3 2
3 7 3 4000 3200 3200 2 0,15 2 0,15 3 4 2 3200 4000 4000
0,15
4,79
11 tan 1 Ld
laboratorium (bab 4). Nilai kuat tekan batu bata, f bc 7 Mpa , kuat tekan mortar, f mc 10Mpa , Modulus elastisitas dinding bata 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010). Untuk mengetahui kekuatan dan deformasi dari dinding bata, harus diketahui besarnya gaya aksial yang terjadi pada bracing, yaitu N. Berikut disajikan tabel yang merangkum gaya aksial.
Hb 3200 tan 1 38,66 o Wb 4000
Wb
2
Hb 2
4000
2
3200 2 5122,49 mm
Dinding dengan susunan satu bata (M1) 5122,49 230 Ad 4,79 cos 2 38,66 Ad 403135,18 mm2 0,40 m 2
Tabel 6.3 Gaya Aksial pada bracing akibat beban gempa
maka,
b 0,72 m
Model
Dinding dengan susunan setengah bata (M2) 5122,49 110 Ad 4,79 cos 2 38,66
Ad 192804 mm2 0,19 m 2 maka,
b 0,50 m
Pemodelkan dinding bata dengan 4 pembatas pada SAP 2000 ditunjukan oleh gambar berikut :
3200 mm
3200
4000 mm
4000
(a) dinding dengan 4 pembatas (b) bracing tekan setinggi portal Gambar 31 Pemodelan dinding bata dengan 4 pembatas Hasil perhitungan direkap dalam Tabel 6.2 berikut. Tabel 6.2 Dimensi bracing tekan
N (newton)
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M 10 M 11 M 12 Kekuatan Strut bracing tekan tan tan
2 h gh
l gv
250 65 230 35
2513 2469 2808 2493 2487 2423 2548 2427 2659 2511 2414 2278 0,87 setengah bata
2 h gh 250 125 0,85 satu bata w l 2 g v 110 230 235
Pemodelan M1 α and β = 0,45 0.338 0.338 f mbt 0.232 f mc 0.23210 0,51 Mpa
Model
Ad (mm2)
D (mm)
M1
403135
720
M2
192804
500
M3
242753
560
M4
116099
380
M5
331983
650
H 2 0.5 Wb tan 0.5 4000 0,85 1707,3 mm H
M6
158774
450
M7
233057
540
f 0.025810
M8
111462
380
H b / Wb 3200/ 4000 0,8 tan
M9
226269
540
Maka,
M 10
108216
370
M 11
201568
510
M 12 96402 350 6.2.2 Kekuatan dan Deformasi Dinding Bata Berikut akan dipaparkan contoh perhitungan untuk nilai kekuatan utama dari dinding bata dengan data material dinding bata yang telah didapatkan dari penelitian di
f bt 0.22 f bc 0.22 7 1,54Mpa
Tb = 230 mm Wb = 4.000 mm Hb = 3.200 mm
H 1 Wb tan 4000 0,85 3414,6 mm 2513 0.885 0.654 0.0051517 0,202 403135
12
Vn Tb Wb f H b f mbt
230 4000 0,202 3471,7 0,45 0,51 353518,8 N
Vr f Wb Tb 0,202 4000 230 186187,1 N 0,6 Vn
6.2.3 Sendi plastis balok, kolom dan dinding bata Tabel 6.5 Parameter model dan kriteria penerimaan untuk prosedur nonlinier balok beton bertulang
Sedangkan untuk dinding bata akan diinput parameter – parameter non linier non-default hinge properties di SAP 2000. Sendi plastis akibat beban aksial pada dinding bata dengan empat pembatas mengikuti Tabel 6.7 – 6.12. Khusus untuk dinding bata dengan 3 pembatas memiliki nilai properti sendi plastis yang sama seperti disajikan pada tabel 6.13. Properti sendi plastis untuk dinding bata diberikan pada tengah – tengah bracing tekan. Tabel 6.7 Gaya aksial sendi plastis dinding M1 Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.8
0
C
1
1
D
0,527
1.1
E 0,527 10 Tabel 6.8 Gaya aksial sendi plastis dinding M2 Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.88
0
C
1
1
D
0,532
1.1
E
0,532
10
Tabel 6.9 Gaya aksial sendi plastis dinding M5
Sumber : FEMA 356 2000 Tabel 6.6 Parameter model dan kriteria penerimaan untuk prosedur nonlinier balok beton bertulang (FEMA-356 2000)
Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.8
0
C
1
1
D
0.410
1.1
E 0.410 10 Tabel 6.10 Gaya aksial sendi plastis dinding M6 Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.88
0
C
1
1
D
0.420
1.1
E 0.420 10 Tabel 6.11 Gaya aksial sendi plastis dinding M 9 Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.8
0
C
1
1
D
0.277
1.1
E 0.277 10 Tabel 6.12 Gaya aksial sendi plastis dinding M10
13 Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.88
0
C
1
1
D
0.286
1.1
E 0.286 10 Tabel 6.13 Gaya aksial sendi plastis dinding untuk model dengan 3 pembatas Points
Force/SF
Displacement/SF
A
0
0
B
0.8
0
C
1
1
D
1
1.1
E
1
10
6.3 Contoh Analisis Nonlinier Statik Pushover Pada subbab ini akan dijelaskan mengenai langkah – langkah yang perlu diperhatikan dalam analisa pushover pada program SAP 2000, mulai dari pembuatan model, cara memasukkan parameter – parameter yang perlu dilakukan, running program serta hasil analisa pushover dan daktilitas displacement struktur. Dipilih untuk menganalisa model M1 sebagai contoh pengerjaan. Langkah – langkah analisis pushover pada program SAP2000 adalah sebagai berikut : Langkah 1 : Gambar model struktur portal 2D frames Langkah 2 : Input data –data pemodelan Number of stories = 1. Number of bays, X = 1. Story Height = 3.2 m. Bay width, X = 4 m. Kemudian add new properties balok dan juga kolom seperti pada konfigurasi yang telah direncanakan pada Bab 4 dan Bab 5. Langkah 3 : Membuat bracing tekan yang merupakan representasi dari dinding satu bata dengan 4 pembatas (M1) Klik Define >> Section Properties >> Frame Properties >> Add new Properties kemudian pilih property type other kemudian klik section designer. Input data – data bracing sesuai Gambar 6.9.
Gambar 32 Input pembuatan properti bracing tekan Langkah 4 : Memberikan pembebanan seperti pada Bab 4 Beban gravitasi juga beban horisontal yang sudah dihitung pada Bab 4, dimasukan ke dalam pemodelan panel dinding. Beban gravitasi dikenakan pada balok, dan beban horisontal pada joint seperti ditunjukkan gambar berikut. Langkah 5 : Mendefinisikan case beban pushover
Load case Dead, Live dan Quake didefinisikan sebagai beban linier. Khusus untuk input pushover case, diisi sesuai Gambar 6.19 dan Gambar 6.10.
Gambar 6.9 Input Cases Pushover (1)
Gambar 33 Input Cases Pushover (2) Langkah 6 : Mendefinisikan sendi plastis (hinges) Sendi plastis pada balok : Terlebih dahulu pilih balok yang akan didefinisikan sendi plastisnya, kemudian klik Assign >> Frame >> Hinges untuk mendefinisikan dan menset sendi plastisnya. Untuk balok, pada hinge property dipilih M3 (karena gaya dalam tersebut yang dominan/yang paling besar terjadi pada balok) dan relative distance 0 (untuk ujung kiri balok) dan 1 (untuk ujung kanan balok) (lihat Gambar 6.15 dan Gambar 6.16).
Gambar 34 Input default sendi plastis balok
Gambar 35Definisi hinge properties untuk balok Sendi plastis pada kolom : Terlebih dahulu pilih kolom yang akan didefinisikan sendi plastisnya, kemudian klik Assign >> Frame >> Hinges. Untuk kolom, pada hinge property dipilih M3 (karena analisa 2D) dan relative distance 0 (untuk ujung bawah kolom) dan 1 (untuk ujung atas kolom) (lihat gambar 6.17 dan 6.18).
14
Gambar 36 Input default sendi plastis kolom
Gambar 37 Definisi hinge properties untuk kolom Sendi plastis pada bracing tekan: Pertama – tama harus diinput non-default hinges properties dari bracing tekan dengan klik Define >> Hinge Properties >> Add new property. Pilih hinge tipe Deformation control dan modify tabel Displacement Control Parameter berdasarkan tabel yang telah dihitung pada subbab sebelumnya.
Gambar 38 Modify non-default hinge properties bracing M1 Kemudian pilih bracing tekan yang akan didefinisikan, klik Assign >> Frame >> Hinges. Untuk bracing, pada hinge property dipilih FHI dan relative distance 0,5 (untuk tengah – tengah bracing) (lihat Gambar 6.20)
Gambar 40 Sendi plastis pada elemen struktur Langkah 7 : Running program Analisis beban dorong pertama tama di run adalah beban mati dan hidup, juga gempa (Gambar 6.22). Setelah itu, kapasitas elemen struktur di cek dengan menggunakan Check design structure untuk mengetahui apakah struktur mampu menahan beban – beban tersebut. Jika hasil cek struktur sudah OK, baru dilakukan run ke dua yaitu beban pushovernya saja (Gambar 6.23).
Gambar 41 Running pertama
Gambar 42 Running ke dua Langkah 8 : Melihat kurva kapasitas hasil pushover Setelah running complete, hasil kurva pushover dapat dilihat dengan mengklik Display >> Show static pushover curve. Dari hasil running pushover dapat diketahui nilai daktilitas Displacement struktur yang diperoleh dari perbandingan antara Displacement saat runtuh (ultimate) terhadap Displacement saat leleh (ditunjukkan pada gambar 6.24). Sedangkan dari gambar 6.25 dapat diketahui performance point.
Gambar 43 Kurva Pushover
Mengganti nilai Ca dan Cv
Gambar 39 Input hinge properties untuk bracing Performance point
Gambar 44 Kurva Spectrum Kapasitas
15 Tabel 6.14 Hasil Analisa Pushover Type struktur Struktur Open Frame
Struktur dengan Bracing Tekan
Model Lebar Jumlah No. Portal (m) Pembatas M04 M03 M02 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12
4 3 2 4
3
2
4 pembatas 3 pembatas 4 pembatas 3 pembatas 4 pembatas 3 pembatas
Susunan Dinding satu bata ½ bata satu bata ½ bata satu bata ½ bata satu bata ½ bata satu bata ½ bata satu bata ½ bata
Δy (m)
Δu (m)
μΔ
δt (m)
Base Share (kN)
Kategori
Step Akhir
1.35330E-02 1.30510E-02 1.35380E-02 1.27320E-02 1.27320E-02 1.35620E-02 1.34220E-02 1.37370E-02 1.37380E-02 1.37890E-02 1.37800E-02 1.49380E-02 1.49390E-02 1.43020E-02 1.42880E-02
7.61530E-02 7.69250E-02 7.61910E-02 7.6696E-02 7.6696E-02 7.7093E-02 7.7127E-02 7.7486E-02 7.7485E-02 7.5966E-02 7.5983E-02 7.3945E-02 7.3951E-02 7.5294E-02 7.5315E-02
5.62721 5.89418 5.62794 6.02388 6.02388 5.68449 5.74631 5.64068 5.64020 5.50917 5.51401 4.95013 4.95020 5.26458 5.27121
0.0035 0.0027 0.0020 0.0160 0.0093 0.0069 0.0058 0.0140 0.0069 0.0048 0.0035 0.0150 0.0050 0.0032 0.0022
5.100 4.196 3.355 13.962 12.626 10.216 8.686 10.975 7.943 6.636 5.439 9.034 4.074 4.480 3.979
B to IO B to IO B to IO CP to C IO to LS IO to LS B to IO CP to C IO to LS IO to LS B to IO CP to C IO to LS IO to LS B to IO
16 17 20 18 18 16 16 22 22 17 17 23 23 21 21
BAB VII PENUTUP 7.1 KESIMPULAN Dari hasil perencanaan dan analisa pada bab-bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa : 1 Dari hasil tes di laboratorium, nilai kuat tekan batu bata adalah fbc = 7 Mpa dan untuk nilai kuat tekan mortar didapatkan fmc = 10 Mpa . Nilai modulus elastisitas mortar didapatkan sebesar 5600 Mpa. Sedangkan nilai modulus elastisitas batu bata untuk perencanaan mengacu pada penelitian di Indonesia (Laboratorium Bahan Universitas Indonesia) yaitu sebesar 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010) hal ini dikarenakan keterbatasan alat yang tersedia di laboratorium. 2 Berdasarkan hasil pushover, nilai daktilitas semua model baik portal dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m, memenuhi syarat. Dari hasil perbandingan variasi dinding bata yang ada, dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai daktilitas suatu struktur dipengaruhi oleh luasan dan tebal dinding bata. Semakin besar dan tebal sebuah dinding semakin besar pula nilai kekakuan dan kekuatannya mempengaruhi sebuah struktur beton bertulang. 3 Evaluasi kapasitas model struktur dengan bracing tekan menunjukkan hasil yang telah memenuhi syarat, hal ini dapat dilihat dari kinerja struktur ketika mencapai performance point, keseluruhan model mencapai range IO to LS (Immediate Occupancy to Life Safety). 4 Hasil studi menunjukan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki nilai daktilitas yang lebih baik dan kapasitas base share yang lebih besar bila dibandingkan dengan struktur open frame. Dari evaluasi kinerjanya, struktur dengan dinding pengisi batu bata mampu mencapai range Life Safety-Collapse Prevention sedangkan struktur open frame hanya mampu berada pada daerah Immediate Occupancy. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki perilaku yang lebih baik bila dibandingkan dengan struktur open frame.
7.2 SARAN Saran yang dapat diberikan sesuai dengan tugas akhir ini adalah: 1 Kekuatan dan kekakuan dinding bata pengisi perlu diperhatikan dalam proses desain bangunan rumah sederhana. 2 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh kinerja panel dinding pengisi bata pada struktur bertingkat rendah dan struktur bertingkat tinggi. Penelitian ini masih menganalisa perilaku dinding bata pengisi pada struktur portal tunggal (single frmae). Untuk selanjutnya dapat dilakukan studi untuk meneliti kinerja dari bangunan rumah atau gedung dengan dinding pengisi batu bata.
