Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala
ISSN 2302-0253 pp. 70- 82
13 Pages
EVALUASI KINERJA GEDUNG BETON BERTULANG SISTEM GANDA DENGAN VARIASI GEOMETRI DINDING GESER PADA WILAYAH GEMPA KUAT Suhaimi 1, T. Budi Aulia2, Mochammad Afifuddin2 1) Magister Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala Darussalam Banda Aceh 23111, email:
[email protected] 2) Fakultas Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala Darussalam Banda Aceh 23111 Abstract: Along with the increasing development of high rise buildings in the cities in Indonesia and also most of Indonesia lies in the moderate to high seismic areas, this research was conducted in order to determine the performance of the dual system of reinforced concrete structures with geometrical variations shear walls in buildings located in the region of a strong earthquake. Research was also conducted to assess the use of appropriate shear wall geometry and economical and has good performance in receiving earthquake loads. Planned building is a 20 storey office building with an area of 15000 m2 and building height 83 m. Structural system used in this study is a dual system SRPMK (System Special Moment Frame Bearers) and shear walls. Building performance evaluation is done by using a pushover analysis. This research was carried out using ETABS software v 9.6.0. Building performance evaluation system of double -walled flexural shear wall (FFW), squats wall (FSW) and coupled shear wall (FCSW) will be compared with the performance of building systems bearers of a special moment frame (SRPMK). The results obtained from this study is the performance of all types of structures have LS ( Life Safety ). FFW building structure has the greatest capacity to accept the burden of earthquake and also has a strength to weight ratio (SWR) at large, while the maximum deviation before the small collapse FCSW contained in the structure. Keywords: Evaluation of the performance, dual system, shear wall, pushover analysis. Abstrak : Seiring dengan meningkatnya pembangunan gedung bertingkat tinggi di kota – kota besar di Indonesia dan juga sebagian besar wilayah Indonesia terletak pada wilayah gempa moderat hingga tinggi, maka penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kinerja struktur beton bertulang sistem ganda dengan variasi geometri dinding geser pada bangunan gedung yang terletak di wilayah gempa kuat. Penelitian juga dilakukan untuk mengkaji penggunaan geometri dinding geser yang tepat dan ekonomis serta memiliki kinerja yang baik dalam menerima beban gempa. Bangunan yang direncanakan adalah gedung perkantoran 20 lantai dengan luas 15000 m2 dan tinggi bangunan 83 m. Sistem struktur bangunan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan sistem ganda SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) dan dinding geser. Evaluasi kinerja bangunan dilakukan dengan menggunakan analisa pushover. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan software ETABS v 9.6.0. Evaluasi kinerja bangunan sistem ganda berdinding geser flexural wall (FFW), squat wall (FSW) dan coupled shear wall (FCSW) akan dibandingkan dengan kinerja bangunan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah semua tipe struktur memiliki kinerja LS (Life Safety). Gedung FFW memiliki kapasitas struktur yang paling besar dalam menerima beban, sedangkan simpangan maksimum sebelum runtuh paling kecil terdapat pada struktur FCSW. Kata Kunci: Evaluasi kinerja, sistem ganda, dinding geser, analisa pushover
Volume 3, No. 1, Februari 2014
- 70
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala dengan
PENDAHULUAN
analisa
pushover.
Analisa
yang
Seiring dengan pertumbuhan jumlah
dilakukan hanya struktur atas gedung yang
penduduk di Indonesia yang cukup pesat dan
terdiri dari gedung dengan sistem rangka
meningkatnya arus urbanisasi ke kota – kota
pemikul momen khusus yang selanjutnya
besar, menyebabkan sempitnya lahan yang
disebut SRPMK, gedung sistem ganda SRPMK
tersedia untuk pemukiman dan bangunan. Oleh
dan dinding geser tipe flexural wall yang
karena itu kebutuhan akan gedung – gedung
selanjutnya disebut FFW, gedung sistem ganda
perkantoran atau hunian bertingkat banyak
SRPMK dan dinding geser tipe squat wall yang
semakin meningkat. Permasalahan utama dalam
selanjutnya disebut FSW dan gedung sistem
perencanaan gedung bertingkat banyak di kota
ganda SRPMK dan dinding geser tipe coupled
– kota besar di Indonesia adalah ketahanan
shear wall yang selanjutnya disebut FCSW.
gedung dalam menerima beban lateral. Hal ini
Kinerja gedung tipe FFW, FSW dan FCSW
disebabkan Indonesia terletak pada wilayah
dibandingkan dengan kinerja gedung SRPMK.
gempa moderat hingga tinggi. Berbagai sistem
Bangunan yang dianalisa masing – masing
penahan beban lateral telah digunakan pada
bertingkat 20 dan terletak di kota Banda Aceh.
gedung
Fungsi gedung adalah untuk perkantoran.
-
gedung
tinggi,
namun
untuk
penggunaan sistem penahan beban lateral
Perencanaan
secara tepat dan efektif perlu dilakukan
menggunakan Tata Cara Perencanaan Struktur
perencanaan yang berbasis kinerja, sehingga
Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI-03-2847-
akan
dalam
2002) dan Tata Cara Perencanaan Ketahanan
menerima beban lateral serta perilaku inelastis
Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan
dari struktur.
Non Gedung (SNI 1726:2012).
diketahui
kapasitas
struktur
statis
dilakukan
dengan
Analisa dan
Dalam penelitian ini digunakan analisa
kinerja gedung dilakukan dengan menggunakan
statik nonlinier (pushover) untuk mengevaluasi
software ETABS v 9.6.0. Evaluasi kinerja
kinerja
beton
dilakukan dengan terlebih dahulu menentukan
bertulang berdinding geser (frame - shear wall)
target peralihan. Parameter ini digunakan dalam
akan dibandingkan dengan struktur beton
menentukan kriteria kinerja struktur. Metode
bertulang penahan momen khusus (SRPMK).
yang digunakan dalam penelitian ini metode
Ruang lingkup penelitian ini adalah analisa
capacity spectrum (ATC-40).
struktur.
Kinerja
struktur
pushover untuk mengevaluasi kinerja dan perilaku inelastik gedung beton bertulang
KAJIAN PUSTAKA
sistem ganda dengan variasi geometri dinding
Konsep
geser dan membandingkan dengan kinerja
Gempa
gedung beton bertulang pemikul momen. Perencanaan berbasis kinerja dilakukan 71 -
Volume 3, No. 1, Februari 2014
Perencanaan
Menurut bangunan
tahan
Bangunan
Tahan
(2011),
struktur
harus
memiliki
Budiono gempa
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala kekuatan, kekakuan dan stabilitas yang cukup
maka dari itu akan bisa direncanakan suatu
untuk
stuktur tahan gempa yang ekonomis. Hal
mencegah
bangunan.
terjadinya
Filosofi
dan
keruntuhan
konsep
dasar
perencanaan bangunan tahan gempa adalah : 1.
penting dari perencanaan berbasis kinerja adalah sasaran kinerja bangunan terhadap
Pada saat terjadi gempa ringan, struktur
gempa
bangunan dan fungsi bangunan harus
pemilik, penyewa, asuransi, pemerintah atau
dapat
penyandang
tetap
berjalan
(serviceable)
jelas,
mempunyai
sehingga
kesempatan
untuk menetapkan kondisi apa yang dipilih,
ada
selanjutnya ketetapan tersebut digunakan oleh
kerusakan dan
baik
pada
elemen
elemen
nonstruktural
perencana sebagai pedomannya.
bangunan.
3.
dana
secara
sehingga struktur harus kuat dan tidak
struktural
2.
dinyatakan
Sasaran kinerja terdiri dari kejadian
Pada saat terjadi gempa moderat atau
gempa rencana yang ditentukan (earthquake
medium,
struktur
diperbolehkan
hazard), dan taraf kerusakan yang diizinkan
mengalami
kerusakan
pada
elemen
atau level kinerja (performance level) dari
nonstruktural, tetapi tidak diperbolehkan
bangunan terhadap kejadian gempa tersebut.
terjadi kerusakan pada elemen struktural.
Mengacu pada FEMA-273 (1997) yang menjadi
Pada
acuan klasik bagi perencanaan berbasis kinerja
saat
terjadi
gempa
besar,
diperbolehkan terjadi kerusakan pada elemen
struktural dan nonstruktural,
maka kategori level kinerja struktur, adalah : -
namun tidak boleh sampai menyebabkan bangunan runtuh sehingga tidak ada
Occupancy), -
korban jiwa atau dapat meminimalkan jumlah korban jiwa.
Segera dapat dipakai (IO = Immediate
Keselamatan penghuni terjamin (LS = Life-Safety),
-
Terhindar dari keruntuhan total (CP = Collapse Prevention).
Perencanaan Gempa Berbasis Kinerja Menurut Dewobroto (2005), umumnya bangunan tahan gempa direncanakan dengan prosedur
yang
ditulis
dalam
peraturan
perencanaan bangunan (building codes).
based
design)
merupakan
kombinasi dari aspek tahanan dan aspek layan, sehingga bisa diketahui kemampuan suatu struktur
dalam
menerima
beban
level kinerja (performance levels) FEMA 273 yang digambarkan bersama dengan suatu kurva hubungan gaya-perpindahan yang menunjukkan
Konsep perencanaan berbasis kinerja (performance
Gambar 1 menjelaskan secara kualitatif
gempa
perilaku struktur secara menyeluruh (global) terhadap pembebanan lateral. Kurva tersebut dihasilkan dari analisa statik non-linier khusus yang
dikenal
sebagai
analisa
pushover,
sehingga disebut juga sebagai kurva pushover.
(capacity) dan besarnya beban gempa yang akan diterima oleh struktur tersebut (demand), Volume 3, No. 1, Februari 2014
- 72
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala
Gambar 1. Illustrasi rekayasa gempa berbasis
kinerja ( ATC 58 )
Sumber : Dewobroto (2005)
Berdasarkan Applied Technology Council
melampaui pembebanan yang menyebabkan
(ATC-40) level kinerja struktur terdiri dari 6
terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di
tingkatan seperti ditampilkan pada Tabel 1.
dalam struktur bangunan gedung, kemudian dengan
Tabel 1. Level kinerja menurut ATC-40 No
Tingkat Kinerja
1
SP-1
2
SP-2
3
SP-3
4
SP-4
5
SP-5
6
SP-6
peningkatan
beban
lebih
lanjut
mengalami perubahan bentuk pasca-elastik
Keterangan Immediate Occupancy (segera dapat digunakan ) Damage Control (kontrol kerusakan) Life Safety (pengguna gedung aman) Limited Safety (keamanan terbatas) Structural Stability (stabilitas struktural) Not Considered (tidak diperhitungkan)
yang besar sampai mencapai kondisi plastik. Menurut
Dewobroto
(2005),
tujuan
analisa pushover adalah untuk memperkirakan gaya maksimum dan deformasi yang terjadi serta untuk memperoleh informasi bagian mana saja yang kritis. Selanjutnya dapat diidentifikasi bagian-bagian
yang
memerlukan
perhatian
khusus untuk pendetailan atau stabilitasnya. Performance Point Menurut Anonim (1996), performance
Analisa Pushover Menurut
point adalah titik di mana capacity sama dengan Pranata
(2006),
analisa
demand. Hasil dari analisis pushover adalah
pushover adalah suatu analisis statik nonlinier
kurva kapasitas (capacity curve). Agar kurva
dimana pengaruh gempa rencana terhadap
kapasitas dan kurva kebutuhan ini dapat
struktur bangunan gedung dianggap sebagai
dibandingkan secara langsung, maka kurva
beban-beban statik yang menangkap pada pusat
kapasitas struktur harus digambarkan menjadi
massa masing-masing lantai, yang nilainya
satu dengan kurva kebutuhan dalam format
ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai 73 -
Volume 3, No. 1, Februari 2014
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala Acceleration
(Sa)
and
Displacement
(Sd)
Response Spectrum (ADRS).
gempa rencana. Analisa untuk mendapatkan performance point ditampilkan pada Gambar 2.
Selanjutnya, hasil dari kurva kebutuhan
Setelah performance point diperoleh,
dan kurva kapasitas dalam format ADRS ini
dapat diketahui nilai simpangan antar tingkat
diplotkan ke dalam satu grafik dan perpotongan
dan posisi sendi plastis untuk berbagai periode
antara dua kurva tersebut adalah performance
ulang gempa. Selain itu, dapat ditentukan
point
tingkat kinerja struktur dari simpangan antar
yang
menggambarkan
perpindahan
struktur maksimum yang diharapkan terhadap
tingkat untuk berbagai periode ulang gempa.
demand spectrum dari setiap periode ulang
Gambar 2. Penentuan performance point Sumber : ATC 40 (1996)
b.
Dinding Geser Beton Bertulang
Squat wall, dinding geser yang memiliki
Menurut Anonim (2002), dinding geser
rasio hw/lw ≤ 1 atau 2, dimana desain
adalah komponen struktur untuk meningkatkan
dikontrol oleh perilaku geser sehingga
kekakuan struktur dan menahan gaya – gaya
memiliki rasio perbandingan M/V yang
lateral.
rendah.
Jenis dinding geser biasanya dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu : a.
Flexural
wall,
dinding
c.
Coupled shear wall, dimana momen guling yang terjadi akibat gaya gempa
geser
yang
ditahan oleh sepasang dinding yang
memiliki rasio hw/lw ≥ 2 , dimana desain
dihubungkan
dikontrol oleh perilaku lentur sehingga
perangkai sebagai gaya – gaya tarik dan
memiliki rasio perbandingan M/V yang
tekan yang bekerja pada masing – masing
tinggi.
dasar pasangan dinding tersebut.
oleh
balok
–
Volume 3, No. 1, Februari 2014
balok
- 74
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala -
antar ruang terbuat dari kaca dan
Sistem Ganda Beton Bertulang Menurut
Anonim
Dinding penutup bangunan dan pemisah
(2002),
gabungan
aluminium komposit ringan, sehingga
sistem antara portal dan dinding geser disebut sebagai sistem ganda. Sistem ganda akan
berat dianggap relatif dapat diabaikan. -
Bangunan direncanakan untuk gedung
memberikan bangunan kemampuan menahan
perkantoran yang berlokasi di kota Banda
beban yang lebih baik, terutama terhadap beban
Aceh. Bangunan terdiri dari 20 lantai
gempa.
dengan ketinggian 83 m, tinggi tiap lantai
Berdasarkan SNI 03 – 1726 – 2002 sistem ganda terdiri dari : a.
-
Rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi,
b.
Sistem struktur adalah sistem ganda SRPMK dan dinding geser.
-
Analisa
ragam
spektrum
respons
Pemikul beban lateral berupa dinding
digunakan sebagai simulasi gempa, yaitu
geser atau rangka bresing dengan rangka
memakai
pemikul
pemikul
rencana dari desain spektra Indonesia
secara
untuk wilayah Banda Aceh dengan
momen
c.
4 m dan direncanakan pada tanah sedang.
momen. harus
Rangka
direncanakan
spektrum
respons
terpisah mampu memikul sekurang –
parameter
kurangnya 25 % dari seluruh beban
periode pendek
lateral,
parameter
Kedua sistem harus direncanakan untuk
periode 1 detik S1 = 0,652 g.
percepatan Ss
percepatan
gempa
batuan
dasar
= 1,360 g dan batuan
dasar
memikul secara bersama – sama seluruh
- Rangka gedung dimodelkan dengan frame,
beban lateral dengan memperhatikan
dinding geser dimodelkan dengan area
interaksi / sistem ganda.
shell, plat lantai dimodelkan dengan shell dan bersifat rigid diafragma. Pemodelan
METODE PENELITIAN
3D pada ETABS v 9.6.0 diperlihatkan
Informasi Perencanaan
pada Gambar 3.
Data bangunan terdiri dari : -
-
Gedung yang dianalisa adalah sistem rangka
pemikul
momen
gedung sistem ganda
(SRPMK),
SRPMK
MPa) dan mutu baja (fy = 400 MPa) -
Dimensi dan ukuran penampang yang direncanakan :
dinding geser jenis flexural wall (FFW),
• Kolom
= 80 x 80 cm
sistem ganda SRPMK dan dinding geser
• Balok
= 40 x 60 cm
jenis squat wall (FSW), sistem ganda
• Balok pada core = 70 x 100 cm
SRPMK dan dinding geser jenis coupled
• Balok perangkai
shear wall (FCSW). 75 -
dan
Mutu beton yang digunakan (f’c = 40
Volume 3, No. 1, Februari 2014
gedung FCSW)
= 60 x 140 cm (untuk
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala • Tebal plat lantai •
= 15 cm
Tebal dinding geser
melakukan cek rasio kapasitas balok dan
=
40
cm
kolom serta persentase tulangan yang dibutuhkan. Jika rasio kapasitas balok
Langkah – Langkah Penelitian
dan kolom lebih kecil dari satu maka
Langkah-langkah berikut ini diperlukan untuk
menjalankan
analisa
dengan
menggunakan ETABS v 9.6.0 adalah : 1.
penampang
Perhitungan beban yang bekerja pada 8.
lantai 9.
Memperbaiki
kembali
model
10.
Setelah
kesalahan
struktur
dan
aman
jika
mengulangi
berdasarkan
Beban hidup yang bekerja pada pelat
evaluasi yang telah dilakukan pada
lantai untuk bangunan kantor adalah 250
nomor 6 – 8. Analisa dilanjutkan dengan
sedangkan beban hidup yang
define properti sendi plastis pada elemen
bekerja pada lantai atap adalah 100
balok dan kolom. Dalam penelitian ini
kg/m .
Adapun beban gempa yang
direncanakan respons
dengan
spektra
properti sendi plastis yang digunakan
menggunakan
berdasarkan
untuk kolom dan kaki dinding geser
SNI
adalah tipe PMM (sendi plastis yang
1726:2012.
6.
Melakukan evaluasi simpangan antar
kembali langkah - langkah 3 - 9.
2
5.
alami
model struktur terdiri dari beban mati
kg/m
4.
periode
evaluasi
dijumpai
2
3.
Melakukan
Beban mati yang diperhitungkan dalam
struktural dan beban mati tambahan.
2.
telah
struktur
beban hidup, beban angin dan beban gempa yang akan bekerja pada bangunan.
digunakan
memenuhi. 7.
bangunan, yaitu perhitungan beban mati,
yang
Melakukan
terbentuk akibat interaksi gaya aksial dan perhitungan
kombinasi
momen), dan untuk balok digunakan
pembebanan.
sendi plastis tipe M3 (sendi plastis yang
Melakukan pemodelan bangunan dalam
terbentuk akibat momen yang terjadi
program ETABS v 9.6.0 sesuai dengan
pada arah sumbu kuat). Sendi plastis
fitur dan perintah yang tersedia dalam
ditempatkan pada ujung – ujung elemen
program ETABS v 9.6.0.
balok, kolom dan kaki dinding geser.
Memasukkan input beban yang bekerja
11.
Penentuan
pola
beban lateral
yang
pada struktur di dalam program ETABS v
digunakan untuk analisa beban dorong
9.6.0.
statik. Dalam hal ini digunakan pola
Melakukan analisa struktur pada program
beban lateral mode pertama untuk masing
ETABS v 9.6.0 secara otomatis.
– masing sumbu (first mode).
Melakukan evaluasi struktur berdasarkan gaya – gaya dalam yang bekerja, dan
12.
Pemilihan jenis analisa pushover yang diinginkan. Ada dua kontrol beban Volume 3, No. 1, Februari 2014
- 76
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala dorong
statik
yang
tersedia
dalam
ETABS v 9.6.0, yaitu displacement control
dan
penelitian
force ini
control.
hanya
Dalam
digunakan
displacement control. 13.
Menjalankan analisis pushover.
14.
Melakukan plot kurva pushover dan datadata lain yang diperlukan.
15.
Untuk gedung berdinding geser juga dianalisa dengan cara yang sama dengan melakukan langkah – langkah 1 – 15.
16.
FSW
FCSW
Gambar 3. Tampak pemodelan 3D pada ETABS v 9.60
Membandingkan kinerja gedung beton bertulang
berdinding
geser
terhadap
kinerja gedung beton bertulang pemikul momen.
Berdasarkan SNI 1726:2012 terdapat
bertulang berdinding geser, yaitu gedung
batas minimum dan batas maksimum dan
dengan flexural wall¸ squat wall dan
periode pendekatan. Tabel 2 memperlihatkan
coupled
periode
shear
tipe
gedung
Waktu Getar Alami Gedung
beton
kinerjanya
Ketiga
HASIL DAN PEMBAHASAN
wall
dengan
dibandingkan gedung
bertulang pemikul momen.
beton
pendekatan
dan
periode
yang
didapatkan dan analisa dengan menggunakan software ETABS v.9.6.0. Berdasarkan Tabel 2, waktu getar alami yang didapatkan dari ETABS masuk ke dalam interval batas minimum dan batas maksimum yang telah ditetapkan dalam SNI 1726:2012. Waktu
getar
alami
untuk
gedung
yang
menggunakan dinding geser (FFW, FSW dan FCSW) lebih kecil dibandingkan gedung yang tidak menggunakan dinding geser (SRPMK). Hal ini disebabkan gedung berdinding geser memiliki
kekakuan
yang
lebih
besar
dibandingkan gedung yang tidak menggunakan dinding geser. Waktu getar alami gedung FFW, SRPMK
FFW
FSW dan FCSW untuk sumbu x secara berurut lebih kecil 25.647%, 24.851%, dan 40.682%, sedangkan untuk sumbu y secara berurut lebih
77 -
Volume 3, No. 1, Februari 2014
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala kecil
19.645%,
18.784%
dan
33.514%
dibandingkan waktu getar alami SRPMK. Hal ini
menunjukkan
bahwa
gedung
Simpangan Antar Lantai (Story Drift) Gambar
4 menampilkan perbandingan
FCSW
story drift gedung FFW, FSW dan FCSW
memiliki kekakuan yang paling besar diantara
terhadap story drift gedung SRPMK untuk
ketiga sistem ganda yang terdapat pada
sumbu x. Dari Gambar 3 juga dapat diketahui
penelitian ini.
bahwa simpangan antar lantai (story drift) gedung SRPMK, FFW, FSW dan FCSW tidak
Tabel 2. Waktu getar alami gedung
melewati PeriodeETABS (detik) Sumbu Sumb X uY
Gedung
Batas Minimum (detik)
Batas Maksimum (detik)
SRPMK
2.4860
3.4800
2.2892
2.1609
FFW
1.3420
1.8790
1.7021
1.7364
FSW
1.3420
1.8790
1.7203
1.7550
FCSW
1.3420
1.8790
1.3579
1.4367
batas
simpangan
ultimit
yang
ditetapkan SNI 1726:2012.
Gambar 4. Perbandingan story drift sumbu x
Gambar 5 menampilkan perbandingan
bahwa simpangan antar lantai (story drift)
story drift gedung FFW, FSW dan FCSW
gedung SRPMK, FFW, FSW dan FCSW tidak
terhadap story drift gedung SRPMK untuk
melewati
sumbu y. Dari Gambar 4 juga dapat diketahui
ditetapkan SNI 1726:2012.
batas
simpangan
ultimit
Volume 3, No. 1, Februari 2014
yang
- 78
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala
Gambar 5. Perbandingan story drift sumbu y
perilaku struktur dan linier menjadi non-linier,
Kurva Kapasitas Kurva kapasitas (kurva pushover) adalah
berupa penurunan kekakuan yang diindikasikan
kurva yang menunjukkan hubungan gaya geser
dengan penurunan kemiringan kurva akibat
dasar
terbentuknya sendi plastis pada kolom dan
(base
shear)
terhadap
peralihan
(displacement) yang memperlihatkan perubahan
balok.
Gambar 6. Perbandingan kurva pushover sumbu x
79 -
Volume 3, No. 1, Februari 2014
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala
Gambar 7. Perbandingan kurva pushover sumbu y
Gambar 6 dan 7 menunjukkan bahwa struktur gedung FFW memiliki kapasitas terbesar
dalam
dibandingkan
menerima
gedung
beban
FSW,
kemampuan yang besar dalam menerima beban gempa.
gempa
FCSW
dan
SRPMK, tetapi kemampuan gedung FFW berdeformasi setelah mengalami pelelehan lebih
Evaluasi Kinerja Struktur Berdasarkan Metode Spektrum Kapasitas Metode spektrum kapasitas pada Applied
kecil dibandingkan gedung SRPMK. Gedung
Technology
SRPMK memiliki kemampuan berdeformasi
metode yang telah built-in dalam program
terbesar
y
ETABS. Metode ini mengkonversi kurva
dibandingkan gedung FFW, FSW dan FCSW,
pushover dan kurva respons spektrum yang
namun gedung SRPMK memiliki kapasitas
telah direduksi ke format ADRS sehingga dapat
struktur yang kecil dalam menerima beban
diplotkan pada sumbu yang sama. Data yang
gempa.
dalam
dimasukkan cukup dengan memberikan kurva
menerima beban gempa pada sumbu x dan
Respons Spektrum Rencana, dalam hal ini
sumbu y lebih besar dibandingkan gedung
cukup memasukkan parameter Ca dan Cv,
SRPMK namun lebih kecil dibandingkan
dalam analisa ini digunakan tanah sedang
gedung FCSW. Kurva pushover gedung FFW,
sehingga berdasarkan desain spektra Indonesia
FSW dan FCSW pada sumbu x dan sumbu y
nilai untuk Ca adalah 0,326 dan untuk Cv
menunjukkan
adalah
pelelehan,
pada
sumbu
Kapasitas
dan
gedung
bahwa struktur
x
FSW
setelah masih
sumbu
terjadinya mempunyai
Council
0,652.
(ATC-40)
Hasil
merupakan
evaluasi
kinerja
berdasarkan ATC-40 ditampilkan pada Tabel 3. Volume 3, No. 1, Februari 2014
- 80
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala Tabel 3.
Perbandingan titik (performance point)
kinerja
gedung FSW dan FCSW. Namun jika ditinjau dari kekakuan struktur, sistem ganda FCSW
Performance Point Base shear (ton) Displacement (cm) Sumbu x Sumbu y Sumbu x Sumbu y
memiliki
SRPMK
1363.604
1458.054
41.134
40.129
ini dapat dilihat dari waktu getar alami dan
FFW
2847.952
2668.927
37.419
37.148
rasio terhadap simpangan maksimum SRPMK,
FSW
2784.344
2636.375
37.213
37.164
FCSW
2902.640
2769.007
27.619
28.816
Gedung
kekakuan
yang
lebih
besar
dibandingkan sistem ganda FFW dan FSW, hal
gedung FCSW yang lebih kecil dibandingkan gedung FFW dan FSW. Tabel 4. Rekapitulasi hasil penelitian sumbu x
Berdasarkan
hasil
evaluasi
kinerja
Gedung
menurut metode spektrum kapasitas (ATC-40), kinerja gedung SRPMK, FFW, FSW dan FCSW masih aman pada saat terjadinya gempa kuat
Waktu getar alami
Rasio terhadap base shear maksimum gedung SRPMK
Rasio terhadap simpangan maksimum SRPMK
SRPMK
2.2892
1
1
FFW
1.7021
2.311
0.765
FSW
1.7203
2.207
0.781
FCSW
1.3579
2.209
0.689
karena level kinerjanya berada pada batas LS (Life Safety). Berdasarkan ATC- 40 tingkat kinerja LS menunjukkan keselamatan pengguna gedung masih terjamin saat terjadinya gempa Tabel 5. Rekapitulasi hasil penelitian sumbu y
kuat.
Gedung
Waktu getar alami
Rasio terhadap base shear maksimum gedung SRPMK
Rasio terhadap simpangan maksimum SRPMK
yang telah dilakukan terhadap kinerja gedung
SRPMK
2.1609
1
1
beton bertulang sistem ganda dengan variasi
FFW
1.7364
1.808
0.774
FSW
1.7550
1.752
0.786
FCSW
1.4367
1.764
0.691
Rekapitulasi Hasil Penelitian Berdasarkan hasil penelitian dan evaluasi
geometri dinding geser pada wilayah gempa kuat, maka dapat ditampilkan rekapitulasi hasil penelitian untuk sumbu x pada Tabel 4 dan untuk sumbu y ditampilkan pada Tabel 5. Pada Tabel 4 dan 5 dapat diketahui bahwa kemampuan sistem ganda FFW dalam menerima beban gempa untuk sumbu x dan sumbu y lebih besar dibandingkan sistem ganda FSW dan FCSW, hal ini dapat dilihat dari rasio terhadap base shear maksimum SRPMK gedung FFW yang lebih besar dibandingkan 81 -
Volume 3, No. 1, Februari 2014
KESIMPULAN
1.
Dari hasil analisa beban dorong statik (Pushover)
diketahui
kinerja
diperlihatkan oleh struktur
yang
SRPMK,
FFW, FSW dan FCSW tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety) dan semua struktur tersebut sudah berada dalam kondisi inelastis. Jadi kinerja
Jurnal Teknik Sipil Pascasarjana Universitas Syiah Kuala SRPMK dan sistem ganda FFW, FSW, FCSW dalam arah x dan y dapat diterima. 2.
Gedung FCSW memiliki kinerja yang lebih baik dalam menerima beban gempa dibandingkan gedung FFW dan FSW karena pada titik kinerja (performance point) memiliki nilai base shear yang lebih besar namun memiliki displacement yang lebih kecil, sehingga pada saat terjadinya gempa kuat kerusakan struktur maupun non struktur pada gedung FCSW akan lebih kecil dibandingkan kerusakan pada gedung FFW dan FSW.
Kuncoro, W.T, 2010, Perubahan Nilai Simpangan Horisontal Bangunan Bertingkat Setelah Pemasangan Dinding Geser Pada Tiap Sudutnya, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Pranata, Y.A, 2006, Evaluasi Kinerja Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa Dengan Pushover Analisys (Sesuai ATC-40, FEMA 356, dan FEMA 440), Jurnal Teknik Sipil, vol.3, no.1, pp. 41 – 52. Pranata, Y.A, 2006, Studi Perencanaan Berbasis Kinerja Pada Rangka Beton Bertulang Dengan Metode Direct DisplacementBased Design, Jurnal Teknik Sipil, vol.3, no.2, pp. 67 – 74. Priguna, B.M, 2011, Verifikasi Perilaku dan Kinerja Sistem Struktur Penahan Beban Lateral Kombinasi SRPMK Beton dan Rangka Bresing Baja Prategang, Tesis, Program Studi Pasca Sarjana Teknik Sipil, UI. Tumilar, S, 2012, Prosedur Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Gedung Berdasarkan SNI 03-1726-201X, HAKI, Banda Aceh.
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Anonim, 1983, Peraturan Pembebanan Indonesia Untuk Gedung, Direktorat Penyelidikan Masalah bangunan, LPMB, Bandung. Anonim, 1996, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings Volume 1, Applied Technology Council, California. Anonim, 2000, Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI-28472002, Bandung. Anonim, 2002, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, Departemen KIMPRASWIL, Bandung. Anonim, 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, Badan Standardisasi Nasional, Bandung. Budiono. B, dan Lucky. S, 2011, Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 dan RSNI 03-1726-201x, Penerbit ITB, Bandung. Dewobroto. W, 2006, Evaluasi Kinerja Portal Baja Tahan Gempa Dengan SAP2000, Jurnal Teknik Sipil, vol.3, no.1, pp. 7 – 24. Habibullah. A, 1998, Practical Three Dimensional Nonlinear Static Pushover Analysis, Structure Magazine, Winter. Imran. I, et al, 2008, Aplicability Metoda Desain Kapasitas pada Perancangan Struktur Dinding Geser Beton Bertulang, Seminar HAKI.
Volume 3, No. 1, Februari 2014
- 82
