BAB III METODA PENELITIAN
3.5 Bagan Alir Penelitian
Gambar 3.11 Bagan Alir Penelitian
Mulai
Study Literatur
Perencanaan Struktur Portal Baja
Desain Pemodelan Struktur Portal Baja dengan Bresing dan Tanpa Bresing
Pembebanan :
Beban Mati, Beban Mati Tambahan, dan Beban Hidup
Analisis Struktur :
Analisis statik, Analisis dinamik dan Analisis pushover dengan Sofware ETABS
Analisis Portal
Simpangan Antar Lantai, Gaya Geser Pushover, Skema Distibusi Sendi Plastis,
Dan Optimasi Pemakaian Bahan Baja Desain Percepatan Respons Spektral
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Hasil Analisis Umum Gempa
Sesuai dengan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.9.1, Analisis harus dilakukan untuk menentukan ragam getar alami untuk struktur. Analisis harus menyertakan jumlah ragam yang cukup untuk mendapatkan partisipasi massa ragam terkombinasi sebesar paling sedikit 90 persen dari massa aktual dalam masing-masing arah horisontal ortogonal dari respons yang ditinjau oleh model. Hasil analisis jumlah ragam pada beban statik dan dinamik pada program ETABS diperoleh dari menu modal load participation ratios dapat dilihat pada kolom 2 dan kolom 3 Tabel 4.1, Tabel 4.2, Tabel 4.3, dan Tabel 4.4.
Tabel 4.1 Ratio Partisipasi Massa Portal Baja Tanpa Bresing (PBTB) Acceleration Static Percent Dynamic Percent Mode Shape
UX 99.81 93.43 30
UY 99.94 97.60 30
Tabel 4.2 Ratio Partisipasi Massa Portal Baja dengan Bresing Beraturan Bagian Luar (PBDBBBL)
Acceleration Static Percent Dynamic Percent Mode Shape
UX 99.85 93.40 30
UY 99.87 93.46 30
Tabel 4.3 Ratio Partisipasi Massa Portal Baja dengan Bresing Beraturan Bagian Dalam (PBDBBBD)
Acceleration Static Percent Dynamic Percent Mode Shape
UX 99.77 91.95 30
UY 99.89 93.89 30
Tabel 4.4 Ratio Partisipasi Massa Portal Baja dengan Bresing Tidak Beraturan (PBDBTB)
Acceleration Static Percent Dynamic Percent Mode Shape
UX 99.81 92.65 30
UY 99.87 93.34 30
Pembebanan dinamik yang diberikan pada struktur ialah beban gempa.
Tinjauan pembebanan gempa yaitu gaya geser dasar seismik respons ragam pertama melalui analisis lateral ekivalen (V1) dan tinjauan gaya geser dasar seismik melalui analisis spektrum respons ragam (Vt). Berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.8.1, gaya geser dasar sesimik respons ragam pertama (V1) diperoleh dengan cara mengalikan nilai koefisen dasar seismik (CS) dan jumlah berat seluruh bangunan (Wt). Nilai Wt diperoleh melalui analysis building output pada program ETABS pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Berat Efektif Struktur Portal Baja Perlantai
Lantai PBTB PBDBBBL PBDBBBD PBDBTB
6 6338.07 5256.88 5256.88 5254.52
5 8268.63 7624.78 7610.33 7624.78
4 8373.77 7971.83 7957.38 7942.92
3 8373.77 7971.83 7957.38 7971.83
2 8519.95 8100.99 8086.53 8072.08
1 8798.14 8281.97 8270.70 8283.02
Jumlah (Wt) 48672.35 45208.28 45139.19 45149.15
Nilai Cs diperoleh berdasarkan ketentuan (SNI 03-1726-2012) Pasal 4.1.2.
Nilai Cs tersebut dipengaruhi oleh periode fundamental struktur (Ta), karena nilai Ta akan digunakan sebagai parameter untuk menghitung nilai Cs. Nilai Ta dihitung dengan batasan nilai minimum dan maksimum berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.8.2. Nilai Ta juga dapat diperoleh melalui hasil analisis pemodelan ETABS, dimana nilai Ta pada mode shape 1 untuk arah x dan Ta pada mode shape 2 untuk arah y. Nilai Ta yang diambil harus memenuhi ketentuan syarat bahwa nilai Ta harus lebih dari nilai minimum dan tidak perlu melebihi nilai maksimum pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Nilai Perioda Fundamental Pendekatan (Ta)
Arah x (detik) Arah y (detik)
Ta minimum 0.858 Ta minimum 0.858
Ta maksimum 1.202 Ta maksimum 1.202
Ta mode shape 1 0.536 Ta mode shape 2 0.619 diambil nilai Ta 0.858 diambil nilai Ta 0.858
48
Berdasarkan Tabel 4.6, nilai Ta yang diambil harus terletak diantara interval nilai maksimum dan minimum, sehingga nilai periode yang diambil adalah nilai Ta maksimum arah x sebesar 0.858 detik dan Ta maksimum arah y = 0.858 detik. Nilai Ta tersebut dapat digunakan untuk menghitung nilai Cs. Nilai Cs telah dihitung berdasarkan ketentuan (SNI 03-1726-2012) Pasal 4.1.2 pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Nilai Koefisien Dasar Seismik (CS)
Arah x Arah y
Cs minimum 0.036 Cs minimum 0.036
Cs maksimum 0.150 Cs maksimum 0.150
Cs hitungan 0.101 Cs hitungan 0.101
diambil nilai Cs 0.101 diambil nilai Cs 0.101
Berdasarkan Tabel 4.7, nilai Cs yang diambil harus terletak diantara interval nilai maksimum dan minimum, sehingga nilai Cs yang diambil adalah nilai Cs hitungan dimana Cs arah x dan arah y sama sebesar 0.101. Nilai Wt yang diperoleh melalui analisis output pemodelan ETABS yaitu Wt1 = 48672.35 kN, Wt2 = 45208.28 kN, Wt3 = 45139.19 kN, Wt4 = 45149.15 kN. Data nilai jumlah berat seluruh bangunan dan nilai Cs telah diketahui, maka nilai gaya geser dasar respons ragam pertama (V) dapat dilihat pada Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, dan Tabel 4.11.
Tabel 4.8 Nilai Gaya Geser Dasar Statik Ekivalen (V) PBTB
Arah x Arah y
Cs 0.101 Cs 0.101
Wt (kN) 48672.35 Wt (kN) 48672.35
Vx (kN) 4924.42 Vy (kN) 4924.42
Gaya geser dasar seismik selanjutnya didistribusikan vertikal ke lantai di atasnya, dihitung berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.8.3, dimana nilai k
didapat sebesar 1.201. Hasil distribusi vertikal gaya gempa dapat dilihat pada Tabel 4.12.
Tabel 4.9 Nilai Gaya Geser Dasar Statik Ekivalen (V) PBDBBBL
Arah x Arah y
Cs 0.101 Cs 0.101
Wt (kN) 45208.28 Wt (kN) 45208.28
Vx (kN) 4573.95 Vy (kN) 4573.95
Gaya geser dasar seismik selanjutnya didistribusikan vertikal ke lantai di atasnya, dihitung berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.8.3, dimana nilai k didapat sebesar 1.201. Hasil distribusi vertikal gaya gempa dapat dilihat pada Tabel 4.13.
Tabel 4.10 Nilai Gaya Geser Dasar Statik Ekivalen (V) PBDBBBD
Arah x Arah y
Cs 0.101 Cs 0.101
Wt (kN) 45139.19 Wt (kN) 45139.19
Vx (kN) 4566.96 Vy (kN) 4566.96
Gaya geser dasar seismik selanjutnya didistribusikan vertikal ke lantai di atasnya, dihitung berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.8.3, dimana nilai k didapat sebesar 1.201. Hasil distribusi vertikal gaya gempa dapat dilihat pada Tabel 4.14.
Tabel 4.11 Nilai Gaya Geser Dasar Statik Ekivalen (V) PBDBTB
Arah x Arah y
Cs 0.101 Cs 0.101
Wt (kN) 45149.15 Wt (kN) 45149.15
Vx (kN) 4567.97 Vy (kN) 4567.97
Gaya geser dasar seismik selanjutnya didistribusikan vertikal ke lantai di atasnya, dihitung berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.8.3, dimana nilai k didapat sebesar 1.201. Hasil distribusi vertikal gaya gempa dapat dilihat pada Tabel 4.15.
50
Tabel 4.12 Distribusi Vertikal Gaya Gempa PBTB
Lantai Wi
Tabel 4.13 Distribusi Vertikal Gaya Gempa PBDBBBL
Lantai Wi
Tabel 4.14 Distribusi Vertikal Gaya Gempa PBDBBBD
Lantai Wi
Tabel 4.15 Distribusi Vertikal Gaya Gempa PBDBTB
Gaya geser dasar seismik spektrum respons ragam (Vt) dapat diperoleh dari hasil analisis program ETABS melalui data output story shears. Berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 11.1.4, nilai story shear (Vt) tersebut harus diberikan nilai besaran skala. Nilai tersebut merupakan hasil perkalian antara nilai gravitasi bumi dan nilai Ie/R. Nilai R merupakan koefisien modifikasi respons yang diperoleh berdasarkan (SNI 03-2847-2012) Pasal 7.2.2. Nilai koefisien modifikasi respons (R) yang dipilih yaitu 8 karena sistem struktur penahan gaya seismik yang digunakan Gedung termasuk dalam kategori sebagai SRPMK. Nilai Ie merupakan faktor keutamaan yang diperoleh berdasarkan SNI 03-1726-2012 Pasal 4.1.2. Nilai faktor keutamaan (Ie) yang digunakan yaitu 1,00 karena Gedung termasuk kategori risiko I (perkantoran). Jika nilai Ie dan R sudah diketahui maka dapat dihitung besaran skala, sehingga diperoleh U1 untuk arah sumbu x dan U2 untuk arah sumbu y, keduanya bernilai sama yaitu 1.226 m/s2.
4.1.2 Hasil Analisis Kinerja Batas Ultimit dari Simpangan Antar Lantai Batasan simpangan antar lantai tingkat (story drift) yang diizinkan diperoleh berdasarkan (SNI 03-1726-2012) Pasal 7.12.1. Gedung struktur portal baja dibangun dengan sistem portal baja tanpa bresing dan portal dengan menggunakan bresing, termasuk dalam jenis gedung perkantoran yang memiliki kategori resiko I, sehingga nilai batas simpangan antar tingkat yang diizinkan pada Gedung Perkantoran tersebut yaitu 0.020hsx. Nilai hsx merupakan tinggi lantai
tingkat dibawahnya. Hasil perhitungan nilai story drift yang diperoleh berdasarkan
52
(SNI 03-1726-2012) Pasal 7.9.3 dapat dilihat pada Tabel 4.16, Tabel 4.17, Tabel 4.18, Tabel 4.19, Tabel 4.20, Tabel 4.21, Tabel 4.22, dan Tabel 4.23.
Tabel 4.16 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah x PBTB Lantai Tinggi
Tabel 4.16 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah x. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah x yaitu 59.71 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
Tabel 4.17 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah y PBTB Lantai
Tabel 4.17 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah y. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah y yaitu 85.52 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
Tabel 4.18 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah x PBDBBBL
Tabel 4.18 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah x. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah x yaitu 34.18 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
Tabel 4.19 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah y PBDBBBL Lantai
Tabel 4.19 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah y. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah y yaitu 58.88 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
54
Tabel 4.20 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah x PBDBBBD Lantai Tinggi
Tabel 4.20 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah x. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah x yaitu 39.98 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
Tabel 4.21 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah y PBDBBBD Lantai
Tabel 4.21 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah y. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah y yaitu 76.49 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
Tabel 4.22 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah x PBDBTB
Tabel 4.22 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah x. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah x yaitu 39.25 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
Tabel 4.23 Perhitungan Story Drift dari Kinerja Batas Ultimit Arah y PBDBTB Lantai
Tabel 4.23 menunjukkan nilai story drift dari kinerja batas ultimit pada arah y. Nilai story drift maximum atau simpangan maksimum yang diperoleh dari kinerja batas ultimit pada Gedung untuk arah y yaitu 78.47 mm. Nilai simpangan antar lantai (story drift) pada arah x telah memenuhi persyaratan.
4.1.3 Hasil Analisis Pushover
Analisis pushover dari model struktur menghasilkan kurva kapasitas yang menggambarkan perbandingan antara base shear dengan displacement tiap tahap pembebanan pushover. Hasil data perbandingan base shear dengan displacement
56
arah x dan arah y dapat dilihat pada Tabel 4.24, Tabel 4.25, Tabel 4.26, dan Tabel 4.27.
Tabel 4.24 Data Perbandingan Base Shear dengan Displacement PBTB
Arah x Arah y
440.00 10163.43 440.00 10522.56
Tabel 4.25 Hasil Perbandingan Base Shear dengan Displacement PBDBBBL
Arah x Arah y
132.00 15001.25 132.00 17742.80
176.00 16873.64 176.00 19519.33
220.00 17620.64 220.00 20493.49
264.00 18095.83 264.00 21022.83
308.00 18493.37 308.00 21408.07
352.00 19037.00 352.00 21759.38
396.00 19308.28 396.00 22110.69
440.00 1956.70 440.00 23474.45
Tabel 4.26 Hasil Perbandingan Base Shear dengan Displacement PBDBBBD
132.00 11124.69 132.00 19459.75
176.00 12672.79 176.00 21093.40
220.00 13732.00 220.00 22073.41
264.00 14225.05 264.00 22596.48
308.00 14518.67 308.00 23000.49
352.00 14752.91 352.00 23393.52
396.00 14987.15 396.00 24819.39
440.00 15398.65 440.00 25269.63
Tabel 4.27 Hasil Perbandingan Base Shear dengan Displacement PBDBTB
Arah x Arah y
132.00 14768.12 132.00 16457.43
176.00 16575.24 176.00 18471.04
220.00 17435.32 220.00 19901.85
264.00 18066.50 264.00 20790.86
308.00 18326.38 308.00 21224.68
352.00 18586.27 352.00 21612.30
396.00 18845.19 396.00 21999.92
440.00 19104.10 440.00 22278.42
58
4.2 Pembahasan
4.2.1 Perbandingan Kurva Pushover Struktur Portal Baja dengan Bresing dan Tanpa Bresing Arah x
Dari hasil analisis pushover struktur portal baja dengan bresing dan tanpa bresing arah x dapat dilihat perbandingan kurva pushover pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Perbandingan Kurva Pushover Arah x
Berdasarkan Gambar 4.1, perbandingan kurva pushover arah x pada struktur portal baja tanpa bresing sebesar 10163.43 kN, portal baja dengan menggunakan bresing beraturan bagian luar sebesar 19563.70 kN, portal baja dengan menggunakan bresing beraturan bagian dalam sebesar 15398.65 kN, dan portal baja dengan menggunakan bresing tidak beraturan sebesar 19104.10 kN.
Kurva pushover pada gambar di atas menunjukan bahwa terjadi perbedaan kurva pushover pada struktur portal baja tanpa bresing dan struktur portal baja dengan menggunakan bresing. Gaya geser dasar ultimit (gaya geser dasar sebelum mengalami penurunan kekuatan) yang terjadi pada struktur portal baja dengan menggunakan bresing jauh lebih besar.
0 5000 10000 15000 20000 25000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Base shear (kN)
Displacement (mm)
PBTB PBDBBBL
PBDBBBD PBDBTB
4.2.2 Perbandingan Kurva Pushover Struktur Portal Baja dengan Bresing dan Tanpa Bresing Arah y
Dari hasil analisis pushover struktur portal baja dengan bresing dan tanpa bresing arah y dapat dilihat perbandingan kurva pushover pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Perbandingan Kurva Pushover Arah y
Berdasarkan Gambar 4.2, perbandingan kurva pushover arah y pada struktur portal baja tanpa bresing sebesar 10522.56 kN, portal baja dengan menggunakan bresing beraturan bagian luar sebesar 23474.45 kN, portal baja dengan menggunakan bresing beraturan bagian dalam sebesar 25269.63 kN, dan portal baja dengan menggunakan bresing tidak beraturan sebesar 22278.42 kN, kurva pushover pada gambar di atas menunjukan bahwa terjadi perbedaan kurva pushover pada struktur portal baja tanpa bresing dan struktur portal baja dengan menggunakan bresing. Gaya geser dasar ultimit (gaya geser dasar sebelum mengalami penurunan kekuatan) yang terjadi pada struktur portal baja dengan menggunakan bresing jauh lebih besar.
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Base shear (kN)
Displacement (mm)
PBTB PBDBBBL
PBDBBBD PBDBTB
60
4.2.3 Perbandingan Simpangan Antar Lantai Struktur Portal Baja dengan Bresing dan Tanpa Bresing Arah x
Dari hasil data perhitungan analisis kinerja batas ultimit dari simpangan antar lantai struktur portal baja dengan bresing dan tanpa bresing arah x dapat dilihat perbandingan simpangan antar lantai pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Simpangan Antar Lantai Ijin Struktur Portal Baja Arah x Berdasarkan Gambar 4.3, hasil analisis simpangan antar lantai struktur portal baja tanpa bresing seluruhnya masih memenuhi persyaratan batas ijin simpangan antar lantai demikian pula struktur portal baja dengan menggunakan bresing seluruhnya masih memenuhi persyaratan batas ijin simpangan antar lantai.
Namun nilai simpangan antar lantai struktur portal baja tanpa bresing lebih besar dari struktur portal baja dengan menggunakan bresing. Bila ditinjau dari jauh nilai simpangan antar lantai terhadap batas ijin simpangan antar lantai, maka struktur portal baja dengan menggunakan bresing bagian luar adalah pilihan yang aman digunakan terhadap batas ijin simpangan antar lantai.
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00
Tingkat
Simpangan Antar Lantai (mm)
PBTB PBDBBBL PBDBBBD PBDBTB Δa Batas Ijin
4.2.4 Perbandingan Simpangan Antar Lantai Struktur Portal Baja dengan Bresing dan Tanpa Bresing Arah y
Dari hasil data perhitungan analisis kinerja batas ultimit dari simpangan antar lantai struktur portal baja dengan bresing dan tanpa bresing arah y dapat dilihat perbandingan simpangan antar lantai pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Simpangan Antar Lantai Ijin Struktur Portal Baja Arah y Berdasarkan data Gambar 4.4, hasil analisis simpangan antar lantai struktur portal baja tanpa bresing seluruhnya masih memenuhi persyaratan batas ijin simpangan antar lantai demikian pula struktur portal baja dengan menggunakan bresing seluruhnya masih memenuhi persyaratan batas ijin simpangan antar lantai.
Namun nilai simpangan antar lantai struktur portal baja tanpa bresing lebih besar dari struktur portal baja dengan menggunakan bresing. Bila ditinjau dari jauh nilai simpangan antar lantai terhadap batas ijin simpangan antar lantai, maka struktur portal baja dengan menggunakan bresing bagian luar adalah pilihan yang aman digunakan terhadap batas ijin simpangan antar lantai.
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00
Tingkat
Simpangan Antar Lantai (mm)
PBTBPBDBBBL PBDBBBD PBDBTB ΔaBatas Ijin
62
4.2.5 Perbandingan Simpangan Antar Lantai Struktur Portal Baja Tanpa Bresing dengan Menggunakan Bresing Arah x dan Arah y
Tabel 4.28 Perbandingan Simpangan Antar Lantai Portal Baja Tanpa Bresing dengan Menggunakan Bresing Beratuturan Bagian Luar
Tingkat PBTB PBDBBBL
Arah x Arah y Arah x Arah y
6.00 12.38 8.76 4.58 4.01
5.00 22.75 17.01 8.16 7.29
4.00 36.82 24.82 11.07 9.94
3.00 52.96 39.73 14.88 13.46
2.00 59.71 66.15 23.93 27.43
1.00 57.38 85.52 34.18 58.88
Tabel 4.28 menunjukkan nilai simpangan antar lantai portal baja tanpa bresing dengan menggunakan bresing beraturan bagian luar untuk arah x dengan rata-rata sebesar 62%, dan untuk arah y dengan rata-rata sebesar 55%.
Tabel 4.29 Perbandingan Simpangan Antar Lantai Portal Baja Tanpa Bresing dengan Menggunakan Bresing Beraturan Bagian Dalam
Tingkat PBTB PBDBBBD
Arah x Arah y Arah x Arah y
6.00 12.38 8.76 5.48 2.92
5.00 22.75 17.01 9.69 6.71
4.00 36.82 24.82 13.92 9.85
3.00 52.96 39.73 21.52 16.21
2.00 59.71 66.15 30.41 33.03
1.00 57.38 85.52 39.98 76.49
Tabel 4.29 menunjukkan nilai simpangan antar lantai portal baja tanpa bresing dengan menggunakan bresing beraturan bagian dalam untuk arah x dengan rata-rata sebesar 52%, dan untuk arah y dengan rata-rata sebesar 51%.
Tabel 4.30 Perbandingan Simpangan Antar Lantai Portal Baja Tanpa Bresing dengan Menggunakan Bresing Tidak Beraturan
Tingkat PBTB PBDBTB bresing dengan menggunakan bresing tidak beraturan untuk arah x dengan rata-rata sebesar 56%, dan untuk arah y dengan rata-rata sebesar 42%.
4.2.6 Level Kinerja Struktur
Masing-masing model menghasilkan level kinerja struktur yang beragam.
Level kinerja struktur portal baja dengan menggunakan bresing dan tanpa bresing untuk arah x dan arah y dapat dilihat pada Tabel 4.31, Tabel 4.32, Tabel 4.33, dan Tabel 4.34.
Tabel 4.31 Level Kinerja Struktur Portal Baja Tanpa Bresing Arah x dan Arah y
Model Kategori Arah x Arah y
PBTB
Langkah Pushover i 8 7
Titik kinerja Δi (mm) 352 308
Gaya geser dasar Vi (kN) 9543.83 9102.65
Level kinerja bangunan LS-CP LS-CP
Kinerja rata-rata struktur LS LS
Tabel 4.32 Level Kinerja Struktur Portal Baja dengan Bresing Beraturan Bagian Luar Arah x dan Arah y
Level kinerja bangunan IO-LS IO-LS
Kinerja rata-rata struktur IO IO
64
Tabel 4.33 Level Kinerja Struktur Portal Baja dengan Bresing Beraturan Bagian Dalam Arah x dan Arah y
Model Kategori Arah x Arah y
PBDBBBD
Langkah Pushover i 3 5
Titik kinerja Δi (mm) 132 220
Gaya geser dasar Vi (kN) 11124.69 22073.40
Level kinerja bangunan IO-LS IO-LS
Kinerja rata-rata struktur IO IO
Tabel 4.34 Level Kinerja Struktur Portal Baja dengan Bresing Tidak Beraturan Arah x dan Arah y
Model Kategori Arah x Arah y
PBDBTB
Langkah Pushover i 3 3
Titik kinerja Δi (mm) 132 132
Gaya geser dasar Vi (kN) 14768.11 16457.43
Level kinerja bangunan IO-LS IO-LS
Kinerja rata-rata struktur IO IO
4.2.7 Skema Distribusi Sendi Plastis
Skema distribusi sendi plastis pada analisis pushover dapat dilihat pada Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.12 menunjukkan perilaku struktur yang direncanakan konsep bangunan tahan gempa yaitu strong column - weak beam.
Gambar 4.5 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBTB Arah x
Gambar 4.6 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBTB Arah y
Gambar 4.7 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBDBBBL Arah x
Gambar 4.8 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBDBBBL Arah y
66
Gambar 4.9 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBDBBBD Arah x
Gambar 4.10 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBDBBBD Arah y
Gambar 4.11 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBDBTB Arah x
Gambar 4.12 Skema Distribusi Sendi Plastis Struktur PBDBTB Arah y
4.2.8 Evaluasi Pemakaian Material Baja pada Struktur Portal Baja 4.2.8.1 Berat Elemen Struktur Portal Baja
Berat elemen struktur portal baja didapatkan dari analisis dengan program ETABS yang hasilnya dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Berat Elemen Struktur Portal Baja (kN)
Berdasarkan Gambar 4.13, berat elemen struktur pada portal baja tanpa bresing sebesar 10059.42 kN, portal baja dengan bresing beraturan bagian luar sebesar 7032.70 kN, portal baja dengan bresing beraturan bagian dalam sebesar 6949.15 kN, dan portal baja dengan bresing tidak beraturan sebesar 6949.97 kN.
Pemakaian bahan baja terbesar pada portal baja tanpa bresing sebesar 10059.42 kN, dimana struktur portal baja tanpa bresing lebih besar penggunaan bahan baja
PBTB PBDBBBL PBDBBBD PBDBTB
Balok 4.776,44 3.102,28 3.102,28 3.102,28
Kolom 5.282,99 3.321,62 3.321,62 3.321,62
Bresing - 608,80 525,26 526,08
1.000,00 2.000,00 3.000,00 4.000,00 5.000,00 6.000,00
Berat (kN)
Tipe Portal Baja
68
dengan mendesain profil kolom lebih besar dari profil balok untuk memenuhi konsep strong column weak beam. Pada struktur portal baja dengan menggunakan bresing dievaluasi kembali pemakaian bahan baja pada profil kolom dapat diperkecil dengan struktur portal baja menggunakan bresing, sehingga struktur portal baja dengan menggunakan bresing lebih kecil pemakaian bahan baja. Dari hasil analisis pemakaian bahan baja yang effesien digunakan adalah portal baja dengan bresing beraturan bagian dalam.
4.2.8.2 Panjang Elemen Struktur Portal Baja
Panjang elemen struktur portal baja didapatkan dari analisis dengan program ETABS yang hasilnya dapat dilihat pada Gambar 4.14.
Gambar 4.14 Panjang Elemen Struktur Portal Baja (m)
Berdasarkan Gambar 4.14, total panjang elemen kolom dan balok struktur portal baja tanpa bresing adalah 4746 m, struktur portal baja dengan bresing beraturan bagian luar total panjang elemen kolom, balok dan bresing adalah 6150 m, struktur portal baja dengan bresing beraturan bagian dalam total panjang elemen kolom, balok dan bresing adalah 5949 m, dan portal baja dengan bresing tidak beraturan total panjang elemen kolom, balok dan bresing sebesar 5951 m.
0 1000 2000 3000 4000
PBTB
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisis kinerja struktur portal baja yang didesain berdasarkan batas ijin simpangan antar lantai dengan menggunakan bresing dan tanpa bresing dalam penelitian ini maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Kontrol partisipasi massa untuk gedung tanpa bresing dan menggunakan bresing telah memenuhi persyaratan dengan nilai partisipasi massa melebihi 90%.
2. Perbandingan kurva pushover arah x dan arah y pada struktur portal baja tanpa bresing dengan menggunakan bresing, gaya geser dasar ultimit yang terjadi pada struktur portal baja dengan menggunakan bresing jauh lebih besar dapat dilihat pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1 Perbandingan Kurva Pushover
No. Model Base shear (kN)
Arah x Arah y
1 PBTB 10163.43 10522.56
2 PBDBBBL 19563.70 23474.45
3 PBDBBBD 15398.65 25269.63
4 PBDBTB 19104.10 22278.42
3. Nilai simpangan antar lantai portal baja tanpa bresing untuk arah x dengan rata-rata sebesar 55% dan untuk arah y dengan rata-rata sebesar 53%.
4. Perbandingan nilai simpangan antar lantai portal baja tanpa bresing dengan portal baja menggunakan bresing dapat dilihat pada Tabel 5.2.
Tabel 5.2 Perbandingan Nilai Simpangan Antar Lantai
No. Model Base Shear (kN)
Arah x Arah y
1 PBDBBBL 62% 55%
2 PBDBBBD 52% 51%
3 PBDBTB 56% 42%
5. Portal baja dengan bresing beraturan bagian luar baik digunakan terhadap konsep kinerja struktur portal baja yang didesain berdasarkan batas ijin simpangan antar lantai.
70
6. Taraf kinerja struktur portal baja tanpa bresing ialah LS (Life Safety), kerusakan struktural terjadi setelah adanya gempa, tetapi keruntuhan sebagian maupun seluruh bangunan tidak terjadi. Beberapa elemen dan komponen struktural rusak. Resiko korban jiwa sebagai akibat dari kerusakan struktural diharapkan rendah. Memungkinkan untuk dapat memperbaiki struktur, walaupun secara ekonomis tidak dilaksanakan.
Ketika kerusakan dari struktur tidak mendekati resiko keruntuhan, perlu adanya perbaikan secara hati-hati.
7. Taraf kinerja struktur portal baja dengan menggunakan bresing ialah IO (Immediate Occupancy), kerusakan akibat gempa sangat kecil. Gaya vertikal dan horizontal dari bangunan dapat menahan seluruh kekuatan dari gempa dan kekakuan struktur. Resiko korban jiwa sebagai hasil dari kerusakan struktural sangat rendah, meskipun beberapa perbaikan nonstructural minor masih diperlukan.
8. Pemakaian bahan baja terbesar pada portal baja tanpa bresing sebesar 10059.42 kN dimana struktur portal baja tanpa bresing lebih besar penggunaan bahan baja dengan mendesain profil kolom lebih besar dari profil balok untuk memenuhi konsep strong column weak beam.
5.2 Saran
Untuk penelitian lebih lanjut, penulis menyarankan hal-hal sebagai berikut:
1. Perlu dilakukan perbaikan elemen struktur seperti dimensi kolom, balok dan bresing, disamping itu juga perlu dianalisis sambungan baik antara
1. Perlu dilakukan perbaikan elemen struktur seperti dimensi kolom, balok dan bresing, disamping itu juga perlu dianalisis sambungan baik antara