PEMODELAN DAN ANALISIS PERILAKU PORTAL - DINDING PENGISI BERTULANG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA ABSTRAK

PEMODELAN DAN ANALISIS PERILAKU PORTAL - DINDING PENGISI BERTULANG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA I K. Sudarsana1, D. P. G. Sugupta2, Yohanes Laka Suku3 1

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali Email: [email protected] 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali Email: [email protected] 3 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Flores, NTT Email: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis perilaku model portal satu tingkat dengan satu bentang yang berdinding pengisi penuh dengan tulangan yang dibebani dengan beban lateral yang bersifat monotonik sampai struktur mengalami kegagalan. Adapun perilaku struktur yang ditinjau meliputi hubungan beban-deformasi, kapasitas beban, kekakuan, daktilitas perpindahan, pola retak dan mode keruntuhan yang terjadi. Tipe dinding yang dianalisis dengan perbandingan tinggi (h’) terhadap lebar (l’) dinding, h’/l’=1, dengan variasi rasio tulangan 0,0046; 0,0023; 0,0015; 0,0012 dan 0,00 yang diperoleh dengan memvariasikan jarak antara tulangan dalam arah vertikal dan horizontal dinding. Hasil analisis menunjukan bahwa pemasangan tulangan pada dinding pengisi dapat meningkatkan kekuatan, kekakuan dan daktilitas struktur dibandingkan dengan portal dengan dinding pengisi tanpa tulangan. Pemasangan baja tulangan pada dinding dapat meningkatkan luas bidang dinding yang menerima tekan serta mengubah pola keruntuhan dari shear and corner compression (S & CC) menjadi shear and diagonal compression (S & DC) dengan diagonal strut berbentuk botol. Peningkatan rasio tulangan pada dinding dapat meningkatkan kapasitas beban retak, leleh dan ultimit serta mampu juga meningkatkan kekakuan dan daktilitas struktur. Pemasangan rasio tulangan dinding yang lebih besar daripada 0,004, mampu memberikan daktilitas melebihi portal terbukannya. Kata Kunci : Portal dinding pengisi bertulang, masonry, elemen hingga, beban lateral

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Struktur beton bertulang dengan dinding pasangan telah banyak dibangun untuk bangunan komersial, industri dan rumah tinggal di daerah rawan gempa. Dinding pasangan ini dapat berupa pasangan bata merah atau blok beton yang ditempatkan diantara kolom dan balok rangka beton bertulang. Keberadaan dinding pengisi pada portal-portal bangunan seperti ini tidak dapat dihindari karena disamping sebagai partisi ruangan, juga sebagai cladding/fascade bangunan. Panel-panel ini umumnya tidak diperhitungkan dalam proses desain dan dianggap sebagai komponen non struktur walaupun dinding pasangan ini memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap respon dinamik struktur rangka beton bertulang seperti meningkatkan kekuatan dan kekakuan portal terbuka. Hal ini mungkin disebabkan karena pada saat yang bersamaan juga menunjukan mekanisme keruntuhan getas dari dinding dan interaksi dindingportal. Disamping itu, peningkatan terhadap perilaku seismik yang ditunjukkan oleh dinding pasangan terbatas hanya pada rentang sifat elastis material tersebut namun tidak mampu meningkatkan deformasi inelastic portal-dinding pengisi tersebut. Perilaku elastis ini mungkin sulit ditentukan pada saat terjadinya getaran gempa kuat sehingga akhirnya menghasilkan keruntuhan getas yang dapat mengakibatkan bencana yang lebih besar. Pelajaran dari beberapa kejadian gempa besar yang pernah terjadi seperti gempa Kobe 1995, Turkey 1999, Iran 2002, dan lainnya di belahan dunia ini, menunjukkan bahwa keruntuhan dinding-dinding pengisi menyebabkan terjadinya kehilangan jiwa manusia. Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

S - 443

I K. Sudarsana, D. P. G. Sugupta, Yohanes Laka Suku

Dalam konsep desain struktur tahan gempa, keruntuhan komponen non-struktur seperti dinding diijinkan bila terjadi gempa sedang dan kuat. Untuk mencegah keruntuhan total dinding pasangan, penambahan tulangan mungkin dapat dilakukan. Pemasangan tulangan pada dinding pasangan ini umumnya ditempatkan didalam dinding dalam arah vertikal maupun horizontal. Tulangan ini diangkerkan pada balok dan kolom disekeliling dinding pasangan tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perilaku portal dengan dinding pengisi dengan tulangan yang memiliki rasio h’/l’=1 dengan variasi rasio tulangan . Analisis dilakukan dengan menggunakan metode elemen hingga dengan program Lusas Finite Element Analysis (FEA). Perilaku dinding yang diamati baik dalam kondisi batas layan maupun kondisi batas ultimit.

1.2 Signifikasi Penelitian Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perilaku portal-dinding pengisi bertulang dengan variasi rasio tulangan dinding dan dibebani dengan beban lateral monotonik. Perilaku yang ditinjau meliputi hubungan beban-defleksi, daktalitas struktur, kekakuan struktur dan pola retak dinding pengisi serta kapasitas bebannya. Hal ini sangat penting mengingat keruntuhan yang bersifat getas dari dinding pasangan struktur maupun non-struktur akibat beban lateral seperti gempa dapat mengakibatkan bencana bagi manusia sehingga pemasangan tulangan pada dinding diharapkan mampu mengurangi kegetasan dari mode keruntuhan tersebut.

2. METODE PENELITIAN Penelitian ini merupakan penelitian analisis numerik menggunakan pemodelan elemen hingga terhadap portal dengan dinding pengisi berupa pasangan blok masonry yang diberikan tulangan dalam arah vertikal maupun horizontal. Tinjauan yang dilakukan adalah pengaruh variasi dari rasio tulangan pada dinding terhadap perilaku portal dengan dinding pengisi akibat beban lateral yang meliputi deformasi horizontal, pola retak, kontur tegangan, beban retak, leleh dan ultimit dari portal-dinding pasangan. Pemodelan elemen hingga yang dipergunakan dalam mempelajari pengaruh rasio tulangan dinding terlebih dahulu dilakukan verifikasi untuk mengetahui keakuratan dari pemodelan yang dilakukan dan sifat-sifat material serta kriteria-kriteria keruntuhan yang diperhitungkan. Verifikasi dilakukan menggunakan hasil penelitian laboratorium yang dapat dipercaya. Langkah analisis yang dilakukan sebagai berikut :

2.1 Verifikasi Model Hasil penelitian yang digunakan dalam memverifikasi pemodelan elemen hingga adalah penelitian eksperimental oleh Mehrabi et al (1996) yang secara lengkap diuraikan pada Suku (2007). Verifikasi ini juga dipergunakan pada Sugupta dkk. (2010 in press). Dipilihnya hasil penelitian ini mengingat hasil eksperimen ini sudah banyak diacu oleh peneliti lainnya seperti FEMA (FEMA 306, 1998), Shing et. al (2006), Willam et. al (2006), Billington dan Kyriakides (2006). Adapun data eksperimen Model Mehrabi et al. (1996) sebagai berikut:

D6-64

Detail Kolom

D6-64 Total 4 D 16

Gambar 1. Model Portal-Dinding Pengisi Mehrabi et al (1996) Kolom dianggap terjepit penuh dan untuk mensimulasi beban gravitasi dari lantai diatasnya, diberikan beban vertikal konstan (Pv) sebesar 294 kN. Beban lateral (Ph) dikerjakan secara bertahap monotonik sampai runtuh. Dinding pengisi digunakan masonri dari blok beton ukuran 184 x 92 x 92 mm yang dilekatkan dengan mortar. Adapun sifat bahan (material properties) dari data eksperimental ditampilkan pada Tabel 1. Portal dengan dinding pengisi dari Mehrabi et. al (1996) ini kemudian dimodelkan dengan metode elemen hingga menggunakan program Lusas v13.57.

S - 444

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

Pemodelan Dan Analisis Perilaku Portal - Dinding Pengisi Bertulang Menggunakan Metode Elemen Hingga

Tabel 1. Properti material No 1 2 3 4

5

Material Blok Masonry Mortar Prisma 3 lapis dinding Beton Baja Tulangan φ6 mm Baja tulangan D13 mm Baja tulangan D16 mm

Kuat tarik (Mpa)

Modulus hancur (Mpa)

Tegangan leleh baja,fy, (Mpa)

Tegangan putus baja,fsu, (Mpa) -

Kuat Tekan (Mpa)

Modulus Secant (Mpa)

Regangan

15,57 15,98

-

-

-

-

-

15,09

9515

0,0029

-

-

-

-

29,52

21910

0,0018

3,29

6,75

-

-

-

-

-

367

449

-

-

-

-

-

420

661

-

-

-

-

-

413

661

Pemodelan Dengan Program Lusas v13.57 Dalam pembuatan model elemen hingga program Lusas, material beton, dinding pengisi, dan spesi dimodelkan sebagai elemen 2D (surface), sedangkan untuk baja tulangan dimodelkan sebagai elemen batang (bar). Sifat material beton (concrete model) mengikuti model yang dikembangkan oleh Jefferson (1989) untuk model dengan multi-crack. Model ini memperhitungkan retak akibat tarikan dan kegagalan karena hancur akibat tekan dimana pada program Lusas, masing-masing didefenisikan sebagai Model 82 (multi-crack concrete) dan Model 84 (multicrack concrete with crushing). Sedangkan sifat material baja tulangan dimodelkan sebagai material elastis-plastis dengan memperhitungkan kondisi strain hardening. Kriteria Von Misses digunakan untuk material baja. Adapun langkah-langkah analisis yang dilakukan sebagai berikut a) mendefinisikan geometri model struktur, b) mendifenisikan meshing tiap elemen, c) mendefinisikan elemen geometri, d) mendefinisikan properties material, e) mendefinisikan syarat batas, f) mendefinisikan beban, g) mendefinisikan non linier analisis, h) beban monotonik diberikan secara bertahap dengan penambahan tingkat beban maksimum misalnya sebesar 5 KN, program akan berhenti menghitung (mengiterasi) jika regangan batas salah satu material telah terlewati, h) melakukan analisis (run program), i) Selanjutnya dilakukan interprestasi hasil output.

Hasil Analisis dan Perbandingan dengan Data Eksperimen Perbandingan hasil analisis dengan data pengujian Mehrabi et. al (1996) ditampilkan pada Tabel 2. Berdasarkan perbandingan beban retak dan ultimit menunjukkan bahwa pemodelan elemen hingga portal-dinding pengisi menggunakan Lusas v13.57 menunjukkan hasil yang cukup akurat dengan selisih sebesar -1.36% dan 0.44% masing-masing untuk beban retak pertama dan ultimit. Disamping beban yang ditinjau, kegagalan yang terjadi juga sangat bersesuaian. Sehingga cara pemodelan ini akan dipergunakan untuk portal-dinding pengisi dengan tulangan pada penelitian ini untuk mengetahui pengaruh variasi rasio tulangan dinding terhadap perilaku panel dinding baik pada kondisi batas layan dan ultimit. Tabel 2. Perbandingan beban retak pertama dan ultimit

Mehrabi et. al

Retak pertama dinding Pcr Selisih (kN) (%) 277,68 0,0

PU (kN) 277,68

Selisih (%) 0,0

Lusas v13.57

273,91

278,91

0,44

Cara Analisis

-1,36

Beban Ultimit

2.2 Variasi Model Portal-Dinding Pengisi yang Dianalisa Pada penelitian ini propertis portal dinding pengisi yang digunakan diambil sesuai dengan propertis material pada penelitian eksperimental oleh Mehrabi et al (1996) seperti terlihat pada Tabel 1, namun berbeda dalam hal parameter yang ditinjau yaitu h’/l’ tetap = 1 dan rasio tulangan dinding. Adapun model yang dianalisis meliputi portal terbuka Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta

S - 445


(P), portal dengan dinding pengisi tanpa tulangan (PDNT-1) dan portal dengan dinding pengisi bertulang (PDT). Variabel yang ditinjau adalah rasio tulangan yang terpasang permeter persegi dinding dengan ketebalan dinding 92 mm seperti terlihat pada Tabel 3. Panel dinding memiliki rasio tinggi (h’) dan panjang dinding (l’) tetap sebesar 1,00. Simpangan horizontal ditinjau pada titik ”x” pada Gambar 2(a).

Tabel 3. Konfigurasi Model Kode Model P-1 -

PDNT-1 -

PDT-1 PDT-2 PDT-3 PDT-4

Variasi h’/l’ 1,00 1,00 1,00 1,00

Tulangan fy Rasio (MP Tulangan D10-184 400 0.0046 D10-368 400 0.0023 D10-552 400 0.0015 D10-736 400 0.0012

Gambar 2(a) Portal terbuka, P-1

h’

Gambar 2(b) Portal-dinding tidak bertulang, PNDT

l’

Gambar 2(c) Portal-dinding bertulang, PDT

3. HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN 3.1 Pola Retak dan Mode Keruntuhan Secara umum keruntuhan portal terbuka diakibatkan oleh lentur sedangkan pada dinding retak terjadi akibat tegangan tarik dan tekan. Retak awal dinding merupakan retak geser yang terjadi pada pertemuan antara panel dinding dengan kolom. Kapasitas beban retak awal pada portal-dinding pengisi bertulang (PDT) ditunjukkan pada Tabel 4 dan kecendrung perbandingannya dapat dilihat pada Gambar 3. Penambahan tulangan pada dinding meningkatkan kapsitas beban retak awal dibandingkan dengan portal-dinding pengisi tanpa tulangan dan mampu mengubah mode keruntuhan dari S & CC menjadi S & DC.

Tabel 4. Beban retak dan mode keruntuhan

PDNT -1

0,0000

Beban Retak Deformasi % Mode Pertama Lateral Perbandingan Keruntuhan dinding (Fcr), saat retak, thd PDNT -1 kN mm 181,75 1,32 109,90 S & CC

PDT-1

0,0046

199,74

1,40

108,10

S & DC

PDT-2

0,0023

196,48

1,38

102,55

S & DC

PDT-3

0,0015

186,38

1,33

102,67

PDT-4

0,0012

186,60

1,33

100.00

S & DC S & DC

Catatan: S&CC : Shear (S) and Corner Compression S & DC : Shear (S) and Diagonal Compression S - 446

Beban Retak Pertama, kN

Model

Rasio T ulangan Dinding

205 200

PDT-1 PDT-2

195 190

PDT-3

PDT-4

185

PDNT-1

180 175 170 0.0046

0.0023

0.0015

0.0012

0

Rasio Tulangan Dinding

Gambar 3. Hubungan rasio tulangan dinding dengan beban retak pertama (Pcr)



Kondisi retak semua model pada akhir pembebanan/keruntuhan ditunjukan pada Gambar 4 (a),(b),(c),(d),(e) dan (f) masing-masing untuk portal terbuka, dinding pengisi dengan rasio tulangan 0,0046; 0,0023; 0,0015; 0,0012 dan 0,00. Peningkatan beban lateral memperlebar dan memperpanjang retak awal disepanjang pertemuan panel dinding dengan kolom dan balok bawah portal bahkan menyebabkan timbulnya retak baru pada diagonal dinding, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 4 (a) sampai (f). Akibat pembebanan latral, kolom dari portal terbuka mengalami deformasi double curvature terlihat dari pola retak tarik dan tekan yang terjadi pada kolom (Gambar 4.a). Adanya dinding pengisi pada panel portal tersebut mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk deformasi pada struktur portal menjadi deformasi single curvature dengan pola retak seperti dinding kantilever yang memiliki kolom-kolom sebagai elemen batas (boundary elements).

Tekan Tarik

Retak Tekan Diagonal Retak Geser

Terlepas

Y

Terlepas

Z

X

(a) Portal terbuka, P-1

(b) PDT-1

(c) PDT-2 Retak Sudut

Retak Diagonal Tekan

Retak Tekan Dia. Terlepas

Terlepas

Terlepas

Retak Geser Retak Geser

Retak Sudut

Terlepas

(d) PDT-3

(e) PDT-4

(f) PDNT-1

Gambar 4. Pola retak pada pembebanan ultimit dari semua model yang dianalisa Peningkatan rasio tulangan pada dinding pasangan juga dapat meningkatkan distribusi retak pada dinding. Hal ini diakibatkan adanya efek kekangan yang diberikan oleh baja tulangan terhadap pergerakan dari retak geser yang terjadi.

3.2 Kontur tegangan pada dinding Distribusi tegangan normal (Sx) yang terjadi pada masing-masing model dapat dilihat dari kontur tegangan yang ditampilkan pada Gambar 5. Dari kontur tegangan terlihat bahwa konsentrasi medan tegangan tekan terjadi pada daerah diagonal dinding yang membentuk strut diagonal. Penambahan baja tulangan pada dinding mengubah bentuk strut diagonal dari berbentuk prismatis (pada PDNT) menjadi berbentuk botol (pada PDT). Gambar 5 juga menunjukkan bahwa peningkatan rasio tulangan dinding dapat meningkatkan luas daerah tekan diagonal pada dinding. Hal ini disebabkan oleh baja tulangan mampu mencegah terjadinya pemisahan dini pada daerah dinding yang mengalami tarik dari portal disekelilingnya seperti halnya yang terjadi pada portal-dinding tanpa tulangan (PDNT).


S - 447


(a) PDT-1 (rasio 0,0046)

(b) PDT-2 (rasio 0,0023)

(c) PDT-3 (rasio 0,0015)

PDT-4 (rasio 0,0012)

(e) PDNT-1 (rasio 0,00) Gambar 5. Kontur tegangan normal Sx yang terjadi pada dinding untuk semua model

3.3 Hubungan Beban-Lendutan Lateral Hubungan antara beban dan deformasi lateral dari portal dengan dinding pengisi ditunjukkan pada Gambar 6. Portal terbuka memiliki deformasi yang cukup panjang namun beban leleh dan maksimum yang mampu dipikul jauh lebih kecil dari portal dengan dinding pengisi baik bertulang maupun tidak. Dengan adanya dinding pengisi pada panel portal tersebut, deformasi horizontal yang terjadi baik pada kondisi leleh maupun ultimit jauh lebih kecil dari portal terbuka. Hal ini menunjukan bahwa keruntuhan yang ditunjukan oleh portal dengan dinding pasangan sangat getas. Pengaruh rasio tulangan dinding terhadap deformasi lateral dinding tidak terlalu significant pada kondisi sebelum leleh baja tulangan terjadi. Pada kondisi sebelum leleh, semua kurva P-δ dari portal dengan dinding pengisi hampir berimpit, namun pengaruh rasio baja tulangan baru kelihatan pada kondisi leleh sampai kondisi beban ultimit dimana kurva P-δ mulai mengalami deviasi satu dengan lainnya. Perbedaan dari kurva ini merupakan kontribusi dari rasio tulangan yang terpasang pada dinding.

Tabel 5. Beban dan deformasi saat leleh dan ultimit

400 PDT-1 PDT-2 PDT-3 PDT-4 PDNT-1 P-1

350

Gaya lateral, kN

300 250 200 150

Defleksi,

Beban, F y (kN)

P-1

52,25

28,55

66,38

58,20

PDNT-1

244,25

3,78

244,25

3,78

PDT-1

258,53

2,05

366,90

4,53

PDT-2

256,48

2,36

314,52

3,94

PDT-3

253,88

2,64

311,80

4,07

PDT-4

249,40

2,88

307,61

4,36

∆y (mm)

Beban, F m (kN)

Defleksi,

Model

∆m (mm)

100 50 0 0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

Deformasi Horizontal, mm

Gambar 6. Hubungan beban dan deformasi lateral

S - 448



3.4 Daktilitas Daktilitas struktur dihitung berdasarkan rasio antara simpangan pada beban ultimit dengan simpangan pada beban leleh pertama. Hasil analisis daktilitas struktur portal terbuka dan portal dinding pengisi serta perbandingannya dengan daktilitas portal terbuka ditampilkan pada Tabel 6. Pemasangan tulangan (arah horisontal dan vertikal) pada dinding pengisi dapat meningkatkan nilai daktilitasnya. Peningkatan ini tergantung dari rasio tulangan yang terpasang pada dinding, dimana semakin besar rasio tulangan maka daktilitas semakin tinggi pula. Hubungan rasio tulangan dinding dengan daktilitas ditunjukkan pada Gambar 7. Dari Gambar 7 dapat disampaikan bahwa pemasangan rasio tulangan sampai dengan ~ 0.004, daktilitas portal dinding pengisi masih lebih kecil dari portal terbuka, namun rasio tulangan diatas 0,004, daktilitasnya lebih besar dari daktilitas portal terbuka. Untuk Model PDT-1, daktilitasnya cukup tinggi karena deformasi leleh yang terjadi kecil, sedangkan mampu berdeformasi inelastis yang cukup besar sebelum mengalami kegagalan.

Tabel 6. Kekakuan leleh, ultimit dan daktilitas Koefisien Daktilitas Perpindahan,µ µ

Model


2.5

Koefisien % Daktilitas Perbandingan (µ) daktilitas

P-1

Portal terbuka

2,04

100

PDNT-1

0,0000

1,00

49

PDT-1

0,0046

2,21

108

PDT-2

0,0023

1,67

82

PDT-3

0,0015

1,54

75

PDT-4

0,0012

1,51

74

2.0

1.5

1.0 Portal-Dinding (FEA) 0.5 Portal Terbuka (FEA) 0.0 0.000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005


Gambar 7. Hubungan rasio tulangan dengan faktor daktilitas portal-dinding bertulang

3.5 Kekakuan Struktur Penambahan baja tulangan pada dinding dapat meningkatkan kekakuan leleh dan kekakuan ultimit yang cukup significant seperti terlihat pada Tabel 7. Besarnya peningkatan kekakuan portal dinding pengisi bertulang (PDT) terhadap portal dinding pengisi tanpa tulangan (PDNT-1) pada kondisi leleh berkisar dari 34% sampai 95,2%. Sedangkan pada kondisi ultimit, peningkatan kekakuan berkisar antara 9,2% sampai 25,3% terhadap kekakuan ultimit portal dinding pengisi tanpa tulangan. Dari Gambar 8 dan Tabel 7 juga terlihat bahwa terjadinya degradasi kekakuan ultimit terhadap kekakuan leleh disebabkan oleh terjadinya pelelehan baja tulangan dan retak pada dinding yang cukup banyak.

Tabel 7. Kekakuan leleh dan ultimit

140

Kekakuan, kN/mm

120 100

Model

80 60 Portal-Dinding Ultimit (FEA) Portal Terbuka Ultimit (FEA) Portal-Dinding Leleh (FEA) Portal-Terbuka-Leleh (FEA)

40 20 0 0.000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005


% Kekakuan Kekakuan % Rasio Tulangan Perbandingan leleh (Ky) ultimit (Ku) Perbandingan Dinding kekakuan kN/mm kN/mm Kekakuan Ult. leleh

P-1

Portal terbuka

1,83

PDNT-1

0,0000

64,62

1,14

2,80 100,0

64,62

PDT-1

0,0046

126,11

195,2

80,99

PDT-2 PDT-3 PDT-4

0,0023 0,0015 0,0012

108,68 96,17 86,60

168,2 148,8 134,0

79,83 76,61 70,55

1,80 100,0 125,3 123,5 118,6 109,2

Gambar 8. Hubungan rasio tulangan dengan kekakuan portal-dinding bertulang


S - 449


3.6 Kapasitas Beban Lateral Kapasitas beban lateral untuk portal dengan dinding pengisi bertulang baik kapasitas beban leleh maupun beban ultimit ditampilkan pada Tabel 8. Peningkatan kapasitas beban lateral leleh berkisar antara 2,1% (rasio tulangan 0,0012) sampai 5,85% (rasio tulangan 0,0046) terhadap beban leleh portal dengan dinding pengisi tanpa tulangan. Sedangkan untuk beban ultimit, peningkatan kapasitas beban lateral adalah sebesar 50,2% dengan jarak antara tulangan 184 mm (rasio 0,0046) , 28,8% dengan jarak antara tulangan 368 mm (rasio 0,002), 27,7% dengan jarak antara tulangan 552 mm (rasio 0,0015) dan 25,9% dengan jarak tulangan 736 mm (rasio 0,0012). Peningkatan kapasitas beban ini dikarenakan kontribusi dari tulangan dalam menahan kegagalan/retak akibat geser sehingga portal masih memiliki kekakuan untuk memikul beban yang bekerja.

Tabel 8. Beban lateral dan mode keruntuhan

350

Beban, F y (kN)

P-1

52,25

28,55

66,38

58,20

Lentur

PDNT-1

244,25

3,78

244,25

3,78

S & CC

PDT-1

258,53

2,05

366,90

4,53

S & DC

PDT-2

256,48

2,36

314,52

3,94

S & DC

PDT-3

253,88

2,64

311,80

4,07

S & DC

PDT-4

249,40

2,88

307,61

4,36

S & DC

∆y (mm)

Beban, F m (kN)

Defleksi,

Model

∆m (mm)

Mode Keruntuhan

Beban Lateral , kN

Defleksi,

400

300 250 200

Portal-Dinding Ultimit (FEA)

150

Portal terbuka Ultimit (FEA) Portal-dinding-leleh (FEA)

100 50 0 0.0000

0.0010

0.0020

0.0030

0.0040

0.0050


Gambar 10. Hubungan rasio tulangan dinding dengan beban lateral

4. SIMPULAN DAN SARAN 4.1 Simpulan Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya maka dapat diambil beberapa simpulan sebagai berikut : 1.

Pada portal dengan dinding pengisi bertulang rasio h’/l’=1,0 terlihat bahwa pemasangan tulangan pada dinding pengisi cukup efektif meningkatkan kekuatan, kekakuan dan daktilitas struktur.

2.

Pemasangan baja tulangan pada dinding dapat menghambat terjadinya pemisahan dini antara portal dengan dinding pengisinya dan mampu meningkatkan luas bidang dinding yang menerima tekan serta mengubah pola keruntuhan dari shear and corner compression (S & CC) menjadi shear and diagonal compression (S & DC).

3.

Bentuk daerah tekan diagonal mengalami perubahan dari berbentuk prismatis menjadi berbentuk botol (bottle shape) dengan pemasangan baja tulangan pada dinding.

4.

Peningkatan rasio tulangan pada dinding dapat meningkatkan kapasitas beban retak, leleh dan ultimit. Peningkatan juga terjadi pada kekakuan dan daktilitas struktur dengan bertambahnya rasio tulangan tersebut.

5.

Pemasangan rasio tulangan dinding yang lebih besar daripada 0,004, mampu memberikan daktilitas melebihi portal terbuka.

4.2 Saran Perlu dilakukan analisis dengan memperhitungkan variabel lain seperti tebal dinding, tipe masonry yang digunakan, letak tulangan pada dinding untuk mendapatkan pemahaman yang lebih lengkap dari perilaku portal dengan dinding pengisi bertulang.

DAFTAR PUSTAKA Badan Standardisasi Nasional. (2002). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung. Badan Standarisasi Nasional. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 032847-2002, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung. S - 450



Bale, H.H., Suhendro, B., Triwiyono, A. (1999). “Prosedur Elemen-Hingga Multi Lapis untuk Analisis Linier Elastis Struktur Beton Bertulang”. Teknosains, Vol. 12(2), hal : 191-212. Budiono, B., Hermani. (2003). ”Model Elemen Hingga Non Linier untuk Karakteristik Panel Dinding Bata Pengisi terhadap Gaya Laterak Siklik”. Proceedings ITB Sains & Teknologi, Vol. 35 A, No 2, hal : 129-145. FEMA 306. Evaluation of Raethquake Damaged Concrete and Masonry Wall Buildings- Basic Prosedures Manual. Prepared by ATC. Redwood City, California. FEMA 307. Evaluation of Raethquake Damaged Concrete and Masonry Wall Buildings- Basic Prosedures Manual. Prepared by ATC. Redwood City, California. Lusas Modeller. (2004). User Manual. High Street Kingston-upon-Themes Surrey. Madan, A., Reinhorn, A.M., Mander, J.B., dan Valles, R.E. (1997). ”Modeling of Masonry Infill Panels for Structural Analysis”. J. Struc. Engrs., ASCE, 123(5), p. 604-613. Mehrabi, A.B., Shing, P.B. (1997). “Finnite Element Modeling of Masonry-Infilled RC Frames”. Journal Strct. Engrg., ASCE, 122(5). p. 604-613. Mehrabi, A.B., Shing, P.B., Schuller, M.P., Noland, J.L. (1996). “Experimental Evaluation of Masonry-Infilled RC Frames”. J. Strct. Engrg. ASCE, 122(3). p. 228-237 Paulay, T dan Priestley, M. J. N. (1992). Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Building. Chichester. New York . Brisbane . Toronto : John Wiley & Sons, Inc. Shing, P. B., Restrepo, J, & Stavridis, A. (University of California, San Diego) ; Willam, K., Mettupalayam, S., & Blackard, B. (University of Colorado, Boulder) ; Billington, S., & Kyriakides, M. (Stanford University). (2006). Seismic Performance Assessment and Retrofit of Non Ductile RC Frames with Infill Wall. NEESRSG : Annual Meeting, July 21-23, 2006, Colorado : University of Colorado, Boulder Suku, Y.L. (2007). “Pemodelan dan Analisis Perilaku Portal-Diding Pengisi Menggunakan Metode Elemen Hingga dan Equivalent Diagonal Strut”. Tesis, Program Magister Teknik Sipil, Program Pascasarjana Universitas Udayana, Bali.


S - 451


S - 452


PEMODELAN DAN ANALISIS PERILAKU PORTAL - DINDING PENGISI BERTULANG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA ABSTRAK

Recommend Documents