TEKNIKA VOL. 2 NO

TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 KAPAS ITAS S TRUKTUR BAJA BANGUNAN PENJEMURAN KARET PT. MARDEC S IGER WAYKANAN AKIBAT BEBAN GEMPA S a p t a, S ari Farlianti Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas IBA, Palembang Email : [email protected] ABSTRAK Struktur bangunan penjemuran karet pada PT. Mardec Siger Waykanan terbuat dari struktur Baja Profile Wide Flange (WF) yang merupakan portal terbuka tanpa ada sekat dinding pada setiap lantainya. Dilihat dari letak geografis berdasarkan peta hazard gempa Indonesia 2010, lokasi bangunan tersebut terletak daerah rawan gempa, sedangkan bila dilihat dari historis bangunan tersebut dibangun pada tahun 2008, yang mana peraturan perencanaan bangunan tahan gempa masih mengacu pada SNI 03-1726-2002 yang mengacu pada UBC97, sedangkan pada saat ini perencanaan bangunan tahan gempa mengacu pada SNI 03-1726-2012 yang mengacu pada ASCE-10. Berdasarkan uraian diatas penulis mencoba melakukan kajian atau review design terhadap struktur bangunan tersebut dengan menggunakan standar perencanaan bangunan tahan gempa mengacu pada SNI 03-1726-2012, dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas dan tingkat kinerja dari bangunan tersebut pada saat terjadi gempa kuat yang melampui beban gempa rencana. Dari hasil analisa didapatkan kondisi struktur bangunan mengalami kelebihan tegangan pada penampang (section overstressed) pada kolom dengan Strength Ratio 2,231 > 1 dengan kapasitas nominal beban gempa dasar rencana kurang dari 519,25kN dan drift lantai maksimum 540,08mm > Drift izin 90mm, sehingga perlu diadakan perkuatan Rangka Struktur pada arah melintang (arah y) dan memanjang (arah x). Dari hasil analisa non-linier struktur eksisiting mengalami keruntuhan pada kolom saat beban gempa dasar mencapai 665,766kN dengan perpindahan lantai atas sebesar 438,659mm, bila dilihat dari hasil analisa kondisi linier tingkat kinerja struktur pada saat terjadi gempa adalah Collapse (C). Kata kunci : Kapasitas, Drift, Tingkat Kinerja.

1.

PENDAHULUAN

Pada penelitian ini struktur bangunan penjemuran karet pada PT. Mardec Siger Waykanan terbuat dari struktur Baja Profile Wide Flange (WF), dimana bangunan ini dibangun pada tahun 2008 dan digunakan tahun 2009, dilihat dari historis bangunan yang dibangun pada tahun 2008 berarti perencanaan struktur bangunan penjemuran karet tersebut masih menggunakan standar peraturan perencanaan gempa SNI 02-1726-2002 yamg mengacu pada UBC 97, sedangkan peraturan gempa SNI 03-1726-2012 yang mengacu pada peraturan-peraturan gempa modern seperti ASCE 7-10 dan IBC 2000. Lokasi pabrik karet PT. Mardec Siger Waykanan terletak di Provinsi Lampung Kabupaten Waykanan, bila dilihat dari letak geografis pada peta hazard gempa Indonesia 2010 terletak pada daerah rawan gempa. Berdasarkan dari uraian diatas penulis mencoba mengkaji atau meninjau ulang perencanan bangunan penjemuran karet tersebut dengan menggunakan peraturan gempa yang baru dengan tujuan untuk mengetahui kapasitas struktur bangunan tersebut serta meninjau tingkat kinerjanya apabila terjadi gempa kuat yang melampui beban gempa rencana.

2.

LO KASI PENELITIAN DAN BANGUNAN YANG DITINJAU

Lokasi Penelitian dilakukan pada pabrik karet (Crumb Rubber Factory) PT . Mardec Siger Waykanan yang belokasi di Jln. Lintas Sumatera tepatnya di Desa Gunung Sangkaran

47 JURNALTEKNIK “TEKNIKA” ISSN: 2355-3553

TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Kecamatan Belambangan Umpu Kabupaten Waykanan Provinsi Lampung dapat dilihat pada gambar 1.

Lokasi

Gambar 1. Lokasi Penelitian

Struktur bangunan bangunan penjemur lembaran karet yang ditinjau pada penelitian ini terbuat dari struktur baja profile WF, dengan lebar 22,5m dan panjang 45m, jarak antar kolom 4,5m arah bentang pendek maupun arah bentang panjang, dengan tinggi tingkat pertama 4,5m (pedestal 1m) dan lantai 2, 3 dan 4 tingginya 4,5m. Kapasitas rencana bangunan direncanakan dapat menjemur ±800 ton lembaran karet dalam kondisi basah. Pemodelan struktur pada penelitian ini, struktur dimodelkan sebagai rangka pemikul momen dengan perletakannya diasumsikan sebagai jepit pada base plate.

Gambar 2. Bangunan Penjemuran Karet

Lembaran karet yang berbentuk selendang/handuk setelah melalui proses penimbangan kemudian di jemurkan pada bangunan penjemuran karet dengan cara menggantungkan lembaran karet tersebut pada penggantung kayu/sento berukuran 5cm x 7cm (terlihat pada gambar 3) dengan jarak antar sento 10cm centre to centre sehingga jarak bersih antar sento adalah 5cm. T ebal dari lembaran karet variatif berkisar antara 2-2,5cm sehingga penjemuran hanya dapat dilakukan berkelang dalam satu batang kayu penggantung. Lama penjemuran lembaran karet 10 hari sampai dengan 12 hari.


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015

(a)

(b)

Gambar 3. (a) Lembaran Karet Siap Jemur (b) Konfigurasi Kayu Penggantung pada Bangunan Penjemuran Karet

Penataan ruang bangunan penjemuran karet terbagi dalam beberapa ruangan yaitu ruang jemur karet, jalan lorry untuk distribusi lembaran karet dan ruang elevator untuk mengangkut lembaran karet kemasing-masing lantai. Jumlah kamar ditentukan berdasarkan lembar bentang antar kolom arah melintang dan memanjang, dimana jarak antar kolom 4,5m sehingga satu kamar ukurannya 4,5mx4,5m. Jumlah kayu penggantung untuk satu kamar 43 batang, sehingga lembaran yang dapat dijemur dalam satu kamar berjumlah 172 lembar karet.

3.

METO DE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat dari diagram alir seperti pada gambar 4 sampai dengan gambar 6, sebagai berikut: 1. 2. 3. 4.

Pengumpulan data struktur dan data beban T entukan model struktur yang ditinjau mendekati model sesungguhnya Input data struktur data beban dengan menggunakan program SAP2000 Lakukan Analisa struktur kondisi linier untuk mendapatkan respon struktur berupa gayagaya dalam dan deformasi yang terjadi pada struktur 5. Kontrol kondisi struktur apakah memenuhi persyaratan pada kondisi linier jika ya lanjutkan ke analisa kondisi non-linier, jika tidak lakukan perkuatan pada struktur 6. Kontrol ulang kondisi struktur apakah memenuhi persyaratan pada kondisi linier jika ya lanjutkan ke analisa kondisi non-linier, jika tidak ulangi prosedur 5 sampai memenuhi kondisi linier 7. Lakukan analisa non-linier terhadap struktur eksisting tanpa perkuatan dan struktur yang telah diperkuat 8. Berdasarkan analisa non-linier tentukan perfomance objective struktur 9. Lakukan analisa dan pembahasan 10. Rekomendasi.



Gambar 4. Diagram Alur Perencanaan Komponen Struktur

Gambar 5. Diagram Alur Pushover Analysis



Gambar 6. Diagram Alur Kriteria Penerimaan

3. DATA PEMBEBANAN STRUKTUR

Sebagaimana telah dijelaskan pada uraian sebelumnya struktur yang digunakan pada konstruksi bangunan kamar jemur ini menggunakan struktur baja dengan Sifatsifat mekanis sebagai berikut: -

Modulus elastisitas Modulus geser Nisbah poisson Koefisien pemuaian

: E = 200.000 Mpa : G = 76.923 Mpa : μ = 0,3 : α = 12 x 10-6 /oC

Konfigurasi komponen-komponen struktur tersusun sebagai berikut : - Balok portal melintang (bentang pendek) digunakan WF200.100.5,5.8 pada lantai 1 sd. 4 dengan bentang 4,5m. - Balok portal memanjang (bentang panjang) digunakan WF200.100.5,5.8 pada lantai 1 sd. 4 dengan bentang 4,5m. - Kolom sudut, tepi dan tengah pada lantai dasar digunakan WF250.125.6.9 dengan tinggi kolom antar tingkat 3,5m. - Kolom sudut, tepi dan tengah pada lantai 1 sd. 4 digunakan WF250.125.6.9 dengan tinggi kolom antar tingkat 4,5m.


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 3.1. Pe rmodelan Struktur Melihat dari kondisi fisik struktur bangunan, pada penelitian ini struktur dimodelkan sebagai Rangka Pemikul Momen.

Gambar7. Model Struktur 3 Dimensi

Gambar 8. Model Rangka Struktur Arah y



Gambar 9. Model Rangka Struktur Arah x

Gambar 10. Konfigurasi Balok Lantai 1 sd. 4


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 3.2. Data Be ban Struktur direncanakan untuk menahan beban tetap akibat berat dari komponen-komponen dan beban sementara akbat lembaran karet.

Gambar 11. Konfigurasi Beban Penjemuran Karet

A. Be ban Te tap Beban tetap berupa beban akibat komponen-komponen struktur yaitu balok, kolom dan kayu penggantung (sento 5/7). - Berat Sendiri Kolom IWF250.125.6.9 = 0,29 kN/m’ - Batang arah sumbu-x a. Berat sendiri balok IWF200.100.5,5.8 = 0,21 kN/m’ b. Berat CNP125.20.20 2,3mm = 0,46 kNm’ - Batang arah bentang memanjang a. Berat sendiri balok IWF200.100.5,5.8 = 0,21 kN/m’ b. Berat kayu 5/7 = 0,46 kN/m’ Rekap beban : Untuk berat baja profile IWF dan C-Chanel diinput pada program sehingga secara otomatis beratnya dihitung oleh program. Untuk berat beban kayu diperhitungkan sebagai berikut, - Berat Kayu 5/7= 0,46 kN/m’ + DL = 0,46 kN/m’ (ut. Balok interior) 1/2DL = 0,23 kN/m’ (ut. Balok eksterior) B. Be ban Le mbaran Kare t Perhitungan Beban Rubber Sheet berdasarkan rencana penjemuran: - Berat per sheet = 27 kg (kondisi basah) - Lebar per sheet = 50 cm - T ebal sheet = 2 - 2,5 cm - Lebar Gap = 5 cm (tidak dapat menjemur 2 sheet berhimpitan) - T otal kayu 5/7cm = 42 batang per ruang 4,5 x 4,5m



Gambar 12. Konfigurasi Beban Lembaran Karet

Dari gambar 17 diatas satu kayu 5x7 cm terdapat : ±189 rubber sheets/ruang @27kg (kondisi basah) = 5.103 kg Dalam satu lantai terdapat 50 ruang–2 ruang ut. Lift = 48 ruang Total berat rubber sheet 4 lantai ( kondisi Basah) = 979,776 Ton Dalam satu kamar ada 5.103kg/(4,5mx4,5m) = 252 kg/m2 = 2,47 kN/m2 L = 2,47 kN/m2 x 1,5 m = 3,71 kg/m' (Beams Interior) 1/2.L = 1,85 kN/m' (Beams Exterior)

C. Be ban Ge mpa

Lokasi penelitian berada di Jalan Lintas Tengah Sumatera tepatnya di Desa Gunung Sangkaran Kecamatan Blambangan Umpu Kabupaten Waykanan Propinsi o Lampung. Berdasarkan peta dan satelit terletak pada -4,48454 Lintang Selatan dan 104,4551o Bujur Timur.


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Gambar 13. Peta Satelit Lokasi Penelitian

Kondisi tanah merupakan tanah pasir berbatuan dimana diklasifikasikan sebagai tanah sedang.

Gambar 14. Peta Satelit Bangunan yang ditinjau

Dengan menggunakan Desain Spektra Indonesia di situs www.puskim.pu.go.id didapatkan variable-variable gempa sebagai berikut : (S s) = 0,622 (g) (S 1 ) = 0,292 (g) Fa = 1,302 Fv = 1,817

S MS = 0,810 . g S M1 = 0,530 . g S DS = 0,540 . g S D1 = 0,353 . g

0,622.g

Gambar 15. Peta Zonasi Gempa periode pendek (S S), dengan probilitas keruntuhan 2% dalam kurun waktu 50 Tahun (peta hazard gempa Indonesia)


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 0,292.g

Gambar 16. Peta Zonasi Gempa periode satu detik (S 1 ) ), dengan probilitas keruntuhan 2% dalam kurun waktu 50 Tahun (peta hazard gempa Indonesia)

Tabel 1. Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons Percepatan Gempa periode Pendek Kategori Resiko

Nilai SDS SDS < 0,167 0,167 < SDS < 0,33 0,33 < SDS < 0,5 0,5 ≤ SDS

I atau II atau III A B C D

IV A B C D

Sumber : SNI 03-1726-2012

Tabel 2. Kategori Desain Seismik berdasarkan Parameter Respons Percepatan Gempa periode 1 detik Kategori Resiko

Nilai SD1 SD1 < 0,067 0,067 < SD1 < 0,133 0,133 < SD1 < 0,20 0,20 ≤ SD1

I atau II atau III A B C D

IV A B C D

Sumber : SNI 03-1726-2012

Berdasarkan tabel 1 dan 2 kategori desain seismik (KDS) lokasi yang ditinjau termasuk Kategori Resiko D dengan tingkat resiko seismik tinggi sehingga pilihan sistem struktur adalah SRPM K, dimana Koefisien Desain dan Faktor-faktor Sistem Penahan Gempa SRPM K adalah sebagai berikut: R =8 Ωo = 3 Cd = 5,5



⁄

⁄

Gambar 17. Grafik Respon Spektra Desain Tereduksi • Batasan Periode berdasarkan SNI 03-1726-2012 :

Batas Bawah :

. 0,0724 18 m 0,8 0,731 detik (Batas Bawah)

Batas Atas :

1,4

.

. 0,731

.

1,0235 detik

Dari hasil analisa getar bebas dengan menggunakan program SAP2000 didapatkan hasil data perioda getar bebas pada Tabel 3. Tabel 3. M odal Partisapsi M assa (Output SAP2000) StepNum

Period

SumUX

SumUY

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

4,004 1,899 1,878 1,384 0,903 0,752 0,585 0,580 0,334 0,318 0,313 0,224

0,815 0,815 0,815 0,917 0,963 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000

0,000 0,000 0,785 0,785 0,785 0,785 0,785 0,898 0,898 0,898 0,955 0,955


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Partisipasi massa pada tabel diatas pada step ke-8 telah memenuhi syarat, dimana partisipasi massa > 80% baik arah x maupun arah y. Tabel 4. Perioda Getar Bebas Struktur SRPM K (Output SAP2000) Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Period Sec 4,00 1,90 1,88 1,38 0,90 0,75 0,59 0,58 0,33 0,32 0,31 0,22

Frequency Cyc/sec 0,25 0,53 0,53 0,72 1,11 1,33 1,71 1,73 3,00 3,15 3,19 4,47

•

Nilai periode getar bebas, T = 4,00 detik > detik.

•

Koefisien Geser Dasar Gempa

CircFreq rad/sec 1,57 3,31 3,35 4,54 6,96 8,35 10,73 10,84 18,83 19,78 20,07 28,06

Eigenvalue rad2/sec2 2,46 10,95 11,19 20,61 48,40 69,78 115,18 117,55 354,43 391,41 402,89 787,41

1,0235 detik, gunakan T = 1,0235

Dengan menggunakan Grafik Respon Spektra Desain didapat : 0,353

8 1,0235 1 •

0,0431

Gaya Geser Dasar Gempa (Base Shear)

Untuk peritungan gaya geser dasar gempa digunakan berat beban mati ditambah 25% beban hidup: %

.&

Dari hasil analisa struktur menggunakan SAP2000 didapatkan, Wt = 12.047,645 kN M aka didapat Base Shear sebesar, % 519,25 kN Tabel 5. Base Reaction SRPM K (Output SAP2000) OutputCase Gempa Respon Spektrum, Ex Gempa Respon Spektrum, Ey Gempa Statik, Ex Gempa Statik,Ey

Global FX (kN) 123,13

Global FY (kN) 0

0 519,25 0

245,30 0 519,25


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Dari hasil diatas nilai base reaction respon spektrum, Vdinamik < 0,8 Vstatik bila tetap ingin menggunakan respon spektrum , maka nilai respon spektrum desain perlu dikoreksi agar memenuhi Vdinamik ≥ 0,8 Vstatik , akan tetapi dalam penelitian ini tetap menggunakan gempa statik.

D. KO MBINASI BEBAN

Kombinasi pembebanan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.

1,4D 1,2D + 1,0 L (Rubber Sheet) + 1,6 P (beban hidup pada Atap) 1,2D + 1,0 (L+P) + 1,0 E 0,9D + 1,0 E Berdasarkan SNI 03-1726-2012 kombinasi beban gempa KDS C, D, E, dan F harus dirancang berdasarkan beban seismik sebagai berikut : • Untuk penggunaan pada kombinasi 3, E didefinisikan sebagai E = Eh + Ev Dimana, E h = ρ . QE = 1,3 . QE Ev = 0,2 . SDS . D = 0,108 . D • Untuk penggunaan pada kombinasi 4, E didefinisikan sebagai E = Eh - Ev Sehingga menjadi, 1. 1,2D + 1,0 (L+P) ± 1,0 (1,3 Ex + 0,108 D) ± 0,3 (1,3 Ey + 0,108 D) 2. 1,2D + 1,0 (L+P) ± 0,3 (1,3 Ex + 0,108 D) ± 0,1 (1,3 Ey + 0,108 D) 3. 0,9D ± 1,0 (1,3 Ex - 0,108 D) ± 0,3 (1,3 Ey - 0,108 D) 4. 1,2D ± 0,3 (1,3 Ex - 0,108 D) ± 0,1 (1,3 Ey - 0,108 D)

Kombinasi beban yang digunakan pada studi ini adalah sebagai berikut, 1. 1,4D 2. 1,2D + 1,0 L (Rubber Sheet) + 1,6 P (beban hidup pada Atap) 3. 1,3404 D + 1,0 (L+P) + 1,30 Ex + 0,39 Ey 4. 1,2756 D + 1,0 (L+P) + 1,30 Ex - 0,39 Ey 5. 1,1244D + 1,0 (L+P) - 1,30 Ex + 0,39 Ey 6. 0,7680D + 1,0 (L+P) - 1,30 Ex - 0,39 Ey 7. 1,3404D + 1,0 (L+P) + 0,39 Ex + 1,30 Ey 8. 1,1244D + 1,0 (L+P) + 0,39 Ex - 1,30 Ey 9. 1,2756D + 1,0 (L+P) - 0,39 Ex + 1,30 Ey 10. 0,7680D + 1,0 (L+P) - 0,39 Ex - 1,30 Ey 11. 0,7596D + 1,0 (L+P) + 1,3 Ex + 0,39 Ey 12. 0,8244D + 1,0 (L+P) + 1,3 Ex - 0,39 Ey 13. 0,9756D + 1,0 (L+P) - 1,3 Ex + 0,39 Ey 14. 1,0404D + 1,0 (L+P) - 1,3 Ex - 0,39 Ey 15. 0,7596D + 1,0 (L+P) + 0,39 Ex + 1,30 Ey 16. 0,9756D + 1,0 (L+P) + 0,39 Ex - 1,30 Ey 17. 0,8244D + 1,0 (L+P) - 0,39 Ex + 1,30 Ey 18. 1,0404D + 1,0 (L+P) - 0,39 Ex - 1,30 Ey


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 4.

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisa Kondisi Linier Analisa struktur kondisi linier dilakukan untuk mengetahui rasio demand terhadap Capacity (Mu/∅Mn dan Pu/∅Pn) struktur pada saat menerima beban yang bekerja pada struktur tersebut akibat beban gravitasi maupun kombinasi dari beban gravitasi dan beban lateral akibat gempa yang dimungkinkan akan terjadi dengan probilitas dan kurun waktu tertentu. Struktur dinyatakan terpenuhi kapasitasnya bila rasio dari demand/Capacity atau di dalam Program SAP2000 dinyatakan dalam P-M Interaksi Rasio < 1 begitupun sebaliknya struktur dinyatakan tidak memenuhi syarat kekuatannya, bila P-M Interaksi Rasio > 1, bila ini terjadi lakukan perbaikan terhadap komponen strukturnya dan bila tidak memungkinkan lakukan perkuatan. Apabila ternyata syarat kekuatannya telah terpenuhi, maka selanjutnya lakukan pemeriksaan terhadap depleksi, simpang antar tingkat, stabiltas struktur dan torsi bangunan.

Gambar 18. P-M Interaksi Rasio < 1 Akibat Beban Gravitasi

Gambar 19. P-M Interaksi Rasio > 1 pada Kolom Akibat Beban Gravitasi dan Gempa


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Berdasarkan hasil analisa struktur yang dilakukan pada struktur dengan menggunakan program bantu SAP2000 Ver.14, didapatkan struktur rangka baja yang hanya dibebani dengan beban gravitasi (Kombinasi 1 dan 2) memenuhi persyaratan kekuatan dimana rasio demand tehadap capacity kurang daripada 1 kondisi ini dapat terlihat pada gambar 18, dimana Strength Ratio untuk kolom sebesar 0,887 < 1 dan balok 0,256 < 1. Namun setelah dilakukan pemeriksaan dengan memasukan beban gempa rencana yaitu kombinasi 3 sampai dengan 18 didapatkan hasil yang tidak memenuhi persyaratan kekuatan, dimana rasio demand tehadap capacity > 1 terjadi pada kolom kondisi ini dapat terlihat lihat pada gambar 19, dimana Strength Ratio untuk kolom sebesar 2,231 > 1, sedangkan Strength Ratio pada balok sebesar 0,592 < 1, artinya balok masih mampu menahan beban gempa nominal rencana.

Tabel 6 Defleksi dan Simpangan Antar Lantai SRPM K Arah x Lantai

Atap 3

Tinggi

Tinggi Tingkat (h sx )

δxe

δx

∆x

∆ a /ρ ρ

(mm) 1

(mm) 2

(mm) 3

(mm) 4

(mm) 5

(mm) 6

17.000 12.500

4.500 4.500

267,01 221,61

1468,53 1218,86

249,67 420,62

90 90

No No

4.500 3.500

145,13 49,35

798,24 271,44

526,80 271,44

90 70

No No

2 8.000 1 3.500 Sumber : hasil analisa

Kontrol

∆ x ≤ ∆ a/ρ 7

Tabel 7 Defleksi dan Simpangan Antar Lantai SRPM K Arah y Lantai

Tinggi

Tinggi Tingkat (h sy )

δye

δy

∆y

∆ a /ρ ρ

Kontrol

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

(mm)

∆ x ≤ ∆ a/ρ

2 4.500 4.500 4.500 3.500

3 60,19 48,43 29,96 8,95

4 331,03 266,34 164,76 49,25

5 64,69 101,59 115,51 49,25

6 90 90 90 70

7 Ok No No Ok

1 Atap 17.000 3 12.500 2 8.000 1 3.500 Sumber : hasil analisa

Dari hasil analisa diatas dapat ditarik kesimpulan sementara, struktur yang ditinjau tidak mampu menahan beban gempa nominal, yaitu gempa dengan beban geser dasar elastis dibagi dengan faktor reduksi, sebesar R dan faktor keutamaan, sebesar I e.

4.2. Analisa Non-linier Analisa non-linier dilakukan untuk mengetahui kinerja (perfomance) dari struktur yang ditinjau pada saat terjadi gempa kuat yang mengakibatkan struktur mengalami perlelehan sebagai akibat dari beban gempa besar yang bekerja pada struktur tersebut. Salah satu metode analisa yang dapat digunakan yaitu Capacity Spectrum Method (CSM) yang menggunakan nonlinier static pushover analysis, dimana metode ini dapat dilakukan dengan menggunakan program SAP2000.


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Struktur merupakan Sistem Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) dengan perletakan jepit pada tumpuan kolom pada pedestal.

A.

Tingkat Kinerja Struktur Akibat Gempa Pada Arah y Struktur Eksisting (SRPMK)

PUS

Gambar 20. Distribusi Sendi Plastis Step 6 Kurva Kapasitas arah y

T abel 8. Data Kapasitas dan Distribusi Sendi Plastis arah Portal y

Bila dilihat dari tabel 8 kapasitas struktur mengalami keruntuhan sampai mencapai Kapasitas Geser Dasar sebesar, Vu= 2.257,279 kN dan Perpindahan Lantai Atas sebesar, Du= 413,210mm terjadi pada step 6 (C to D).



Gambar 21 Performance Point Arah y.

Dari gambar 27 terlihat perfomance point terletak pada Vpp = 1.638,020kN dan Dpp = 205,501mm, kemudian bila dilihat dari tabel 5.18 Kinerja Struktur pada perfomance point adalah Live Safety ( IO to LS).

T abel 19. Data Kurva Kapasitas Arah y

Sumber: Output SAP2000 Fema 440

Dari Tabel 19 diatas menunjukan besarnya Gaya Geser Leleh pada kurva kapasitas arah y sebesar, Vy = 1.709,1467kN dan Dy = 206,7132mm.


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 B. Tingkat Kinerja Struktur Akibat Gempa Pada Arah x Struktur Eksisiting (SRPM)

PUS

Gambar 22. Distribusi sendi plastis Step 8 portal arah x

Gambar 23. Kurva Kapasitas Arah x Pada gambar 22 distribusi sendi plastis arah x terjadi pada ujung kolom pada lantai 2 hal ini mengidentifikasi terjadinya soft storey dimana struktur mengalami keruntuhan pada kolom lantai 2. T abel 20. Data Kapasitas dan Distribusi Sendi Plastis arah Portal x


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Bila dilihat dari tabel 20 kapasitas struktur mengalami keruntuhan sampai mencapai Kapasitas Geser Dasar sebesar, Vu = 665,766kN dan Perpindahan Lantai Atas sebesar, Du = 438,659mm pada step 8 (C to D).

Gambar 24 Performance Point Arah x Struktur Eksisting.

Dari gambar 24 terlihat perfomance point terletak pada Vpp = 656,322kN dan Dpp = 394,040mm, bila dilihat dari tabel 5.20 T ingkat Kinerja Struktur pada perfomance point adalah Collapse (C to D).

T abel 20. Data Kurva Kapasitas Arah x

Sumber: Output SAP2000 Fema 440

Dari T abel 20 diatas menunjukan besarnya Gaya Geser Leleh kurva kapasitas, dimana Vy= 661,3119kN dan Dy= 354,1849mm. 5.1 Pe mbahasan Dari hasil analisa struktur baik pada kondisi linier maupun non-linier dengan menggunakan program SAP2000 Ver. 14 diatas dihasilkan data-data Kapasitas, Rasio Simpangan, Kurva Kapasitas dan Perfomance Point.


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Pada kondisi linier akibat beban gravitasi kapasitas struktur bangunan eksisting memenuhi syarat kekuatan, dimana terlihat pada tabel 21 Strength Ratio Maximum terjadi pada kolom yaitu sebesar 0,887 < 1, ini artinya struktur bangunan eksisting mampu menahan beban gravitasi (berat sendiri, beban mati, beban hidup dan lembaran karet), akan tetapi struktur bangunan eksisting tidak mampu menahan beban lateral akibat gempa rencana, hal ini terlihat dari tabel 21 dimana nilai Strength Ratio Maximum terjadi pada kolom yaitu sebesar 2,231 >1 dan Drift lantai maksimum > Drift lantai Izin arah x. T abel 21. Ringkasan Hasil Analisa Kondisi Linier Akibat Beban Akibat Beban Gravitasi Gempa SRPMK 519,250 12.047,645 0,887 2,231 0,256 0,592 278,16 62,80 540,08 118,76

Sistem Struktur Gaya Geser Dasar Cs.Wt

V=

Beban Gravitasi Kolom (WF250.125.6.9) Balok (WF200.100.5,5.8) Perpindahan Lantai Maksimum

Total (kN) Ditahan Bracing Wt (kN) Strength Ratio Max. Strength Ratio Max. δxe (mm) δye (mm) ∆x (mm) ∆y (mm)

Perpindahan Antar Lantai Maksimum Catatan: 1. Perpindahan Lantai Izin = 0,02h = 340mm 2. Perpindahan Antar Lantai Izin = 90mm

Dari hasil analisa pada kondisi linier didapatkan hasil kapasitas struktur dalam menahan beban gravitasi termasuk berat sendiri struktur bangunan eksisiting adalah sebesar 12.047,645kN dan beban lateral kurang dari beban gempa nominal rencana, Vn, sebesar 519,25kN. Untuk mengetahui tingkat kinerja dari struktur apabila terjadi gempa dengan periode ulang 2500 tahun dengan probabilitas 2% dalam kurun waktu 50 tahun, maka pada studi ini dilakukan analisa non-linier dengan metode analisa pushover analysis, dengan data-data hasil analisa terangkum pada T abel 22 dan 23. T abel 22. Perpindahan Lantai Atas VS Geser Dasar Arah x Step

Arah y

0 1 2 3 4

Perpindahan Lantai 0 100,00 200,00 300,00 330,71

Geser Dasar 0 186,67 373,35 560,02 617,34

5 6

339,29 346,16

632,01 637,89

7 8 9

373,48 438,66 443,90

651,97 665,77 666,42

Perpindahan Lantai 0 62,800 100,000 178,219 205,501 317,548 413,210

Geser Dasar 0 519,250 826,820 1.473,548 1.638,020 2.135,029 2.257,279


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 T abel 23. Ringkasan Kondisi Non-Linier Pushover Analysis

Arah x

Sistem Struktur Nominal Leleh Perfomance Point Collapse Pada Bresing Collapse Pada Kolom

Parameter Gempa Tingkat Kinerja Struktur

Vn (kN) Dn (mm) Vy (kN) Dy (mm) Vpp (kN) Dpp (mm) Vu (kN) Du (mm) Vu (kN) Du (mm) R Wo Cd

Arah y

SRPMK 519,25 519,250 278,16 62,800 661,168 1.709,147 354,185 206,700 656,322 1.638,020 394,04 205,501 666,42 2.257,279 444,90 413,210 1,599 1,008 1,256 Collapse

6,580 1,321 1,999 Collapse

•

Pushove r Analysis Arah x Geser Dasar pada Perfomance Point , Vpp = 656,322kN < Vy= 661,1689kN, artinya perilaku struktur masih bersifat elastis, akan tetapi perpindahan lantai yang terjadi sebesar, Dpp= 318,231mm > 0,02h=340mm, dan bila dilihat dari tabel 23 kinerja struktur adalah collapse.

Gambar 25. Kurva Kapasitas Arah x •

Pushove r Analysis Arah y Geser Dasar pada Perfomance Point , Vpp = 1.638,02kN < Vy= 1.717,16kN, artinya perilaku struktur masih bersifat elastis, akan tetapi perpindahan lantai yang terjadi sebesar, Dpp= 205,501mm < 0,02h=340mm, dan bila dilihat dari tabel 23 kinerja struktur adalah Collapse (C).



Gambar 26. Kurva Kapasitas Arah y •

Pe rpindahan Lantai dan Antar Lantai

Gambar 27. Perpindahan Lantai

Gambar 28. Perpindahan Antar Lantai


TEKNIKA VOL. 2 NO. 2 2015 Besar perpindahan lantai atas bangunan eksisting arah x sebesar 1.529,89mm dan arah y sebesar 345,41mm. Artinya pada bangunan eksisting perpindahan lantai atas arah x > arah y, dimana dapat disimpulkan bahwa rangka portal arah y (bentang pendek) lebih kaku daripada arah x (bentang memanjang) dan Interstory Drift arah x dan arah y, melampui syarat batas (lihat gambar 28).

5.

KESIMPULAN DAN SARAN

a. Ke simpulan Dari hasil analisa dan pembahasan diatas, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Struktur bangunan perjemuran karet PT . Mardec Siger Waykanan tidak dapat menahan beban gempa nominal rencana sebesar Vn =519,25kN, ini terlihat dari P-M Interaksi Rasio pada kolom melampui 1, dimana Strength Ratio=2,231 >1, dengan pepindahan lantai atas sebesar δ xe= 278,16mm dan δ ye= 62,80mm dan perpindahan antar tingkat sebesar ∆ x =540,08mm dan ∆ y =118,76mm. 2. Dari hasil analisa non-linier tingkat kinerja struktur bangunan eksisting adalah Collapse (C) dengan kapasitas diambang keruntuhan sebesar Vu= 666,42kN dan Du= 444,90mm (arah x menentukan). b. Saran Dari hasil studi ini dapat diberikan saran sebagai berikut: 1. Khususnya pada pihak perusahaan PT . Mardec Siger Waykanan, untuk memasang skoor berupa bresing konsentrik terhadap struktur bangunan eksisting dengan tujuan untuk menghindari terjadinya keruntuhan struktur bangunan pada saat terjadi gempa, sehingga dapat menghindari terjadinya korban jiwa serta dapat mengurangi biaya perbaikan terhadap struktur bangunan yang rusak akibat terjadinya gempa kuat. 2. Dilakukan penelitian lebih lanjut pada sambungan balok-kolom dan kolom-pedestal.

DAFTAR PUSTAKA Applied T echnology Council. (1996). “Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Building”. AT C-40. Volume 1. Redwood City. ASCE. (2000). “Prestandard and Commentary for seismic Rehabilitation of Building”. FEMA356, Washington DC. Badan Standardarisasi Nasional. (2002). “Tata Cara Perhtiungan Struktur Baja“. SNI-031729-2002. Jakarta. Badan Standardarisasi Nasional. (2012). “Standar Perancanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Gedung “. SNI-03-1726-2012. Jakarta. CSI, (2005),”Analysis Reference Manual”. Computers and Strucutres, Inc., Barkeley, California. Dewobroto, W. (2005), “ Evaluasi Kinerja Struktur Baja Tahan Gempa dengan Analisa Pushover”, Civil Engineering Natioal Confrence, Unika Soegijapranata, Semarang. Moestopo, M. (2014), “Perencanaan Struktur Baja Tahan Gempa”, Short Course HAKI, Hotel Borobudur, Jakarta.


TEKNIKA VOL. 2 NO

Recommend Documents