Menurut jenis analisis yang dapat dilakukan dalam melakukan perhitungan beban gempa, terdapat dua jenis analisis, yaitu statik dan dinamis. Analisis statik yang sering dikenal dengan nama analisis statik ekuivalen dapat digunakan pada gedung yang beraturan. Beban gempa nominal statik ekuivalen yang bekerja merupakan beban geser dasar nominal statik ekuivalen yang terjadi di tingkat dasar (Budiono dan Supriatna 2011). Ketiga metode ini digunakan dalam proses analisis.
Analisis dinamik terdiri dari analisis respon spektrum (respon spectrum), dan riwayat waktu (time history). Pada analisis ragam respon spektrum nilai dinamik total struktur gedung didapat sebagai superposisi dari respon dinamik maksimum masing-masing ragamnya yang didapat melalui respon spektrum gempa rencana. Sedangkan pada analisis dinamik riwayat waktu, nilai respon dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metode integrasi bertahap.
Komponen struktur seperti balok, kolom, pelat lantai, dan shear wall pada gambar shop drawing dimodelkan dengan menggunakan software ETABS 9.7.2. Material yang digunakan untuk diinput pada software yaitu beton dengan mutu K-300 untuk balok dan dan pelat, K-350 untuk dinding geser dan kolom, dan K-400 untuk kolom lantai basement, sedangkan tulangan betonnya menggunakan baja dengan mutu BJTD-40 untuk tulangan dengan diameter lebih besar dari D10, dan mutu BJTP-24 untuk tulangan dengan diameter lebih kecil dari D10. Hasil pemodelan berupa gambar tiga dimensi yang terdiri dari 19 lantai dari lantai
basement hingga top floor +54 dengan total ketinggian 54 meter, luas setiap lantai untuk basement hingga roof yaitu sebesar 12.7 m x 85.8 m, lantai +51.7 dengan luas 5.4 m x 10 m dan 6 m x 3.45 m, sedangkan lantai +54 dengan luas 5.4 m x 10 m. Hasil pemodelan secara tiga dimensi dapat dilihat pada Lampiran 22 dan 23 dengan warna orange untuk balok, ungu untuk kolom, biru transparan untuk pelat lantai, dan merah untuk dinding geser. Sedangkan denah struktur hasil pemodelan dapat pula dilihat pada Lampiran 24 sampai 31.
Berdasarkan hasil pengeplotan lokasi terhadap Peta Gempa Indonesia 2010 yang terlihat pada Lampiran 20 dan 21, didapatkan nilai S1 berada pada interval
15
Gambar 4
0.25-0.3 g, sedangkan nilai Ss berada pada interval 0.6-0.7 g. Nilai Ss dan S1 kemudian ditentukan dengan mengambil satu nilai yang masih masuk ke dalam interval tersebut, yaitu 0.679 g untuk Ss, dan nilai S1 sebesar 0.295 g.
Nilai S1 dan Ss tersebut kemudian digunakan kembali untuk menentukan spektrum gempa rencana. Pada prosedur penentuan gaya lateral ekuivalen berdasarkan RSNI 03-1726-201X, terlebih dahulu ditentukan nilai periode struktur. Nilai periode struktur hasil dari analisis program ETABS 9.7.2 yaitu sebesar 2.4490 detik. Periode hasil ETABS tersebut kemudian dibandingkan dengan periode minimum dan maksimum hasil perhitungan manual. Nilai periode minimum yang dihasilkan yaitu sebesar 1.689 detik, sedangkan periode maksimumnya yaitu 2.3646 detik. Berdasarkan nilai periode maksimum dan minimum tersebut dapat diketahui bahwa nilai periode hasil ETABS terlalu besar, sehingga nilai periode yang dapat digunakan yaitu periode maksimum sebesar 2.3646 detik.
Pada metode analisis time history, grafik yang digunakan untuk analisis yaitu grafik El Centro 1940 yang sudah tersedia pada program ETABS 9.7.2. Grafik El Centro ini merupakan grafik besarnya percepatan gempa yang terjadi pada suatu periode yang biasanya tercatat oleh alat seismograf. Jenis grafik El Centro 1940 dipilih karena merupakan grafik dari gempa terkuat yang pernah terjadi di muka bumi. Grafik El Centro tersebut dapat dilihat pada Gambar 4 berikut ini.
Grafik gempa El Centro analisis time history
Nilai periode fundamental yang telah ditentukan kemudian digunakan untuk menentukan distribusi gaya geser untuk gaya lateral ekuivalen. Berdasarkan RSNI 03-1726-201X, simpangan antar lantai hanya ada pada kondisi kerja batas ultimit saja. Penentuan simpangan antar lantai dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau. Pada Gambar 5 dan Gambar 6 ini disajikan diagram simpangan antar lantai (story drift) terhadap ketinggian lantai.
16 Gambar 5 Gambar 6 D i a g r a m s t o r y
drift arah x terhadap ketinggian bangunan
Diagram story drift arah y terhadap ketinggian bangunan
Dilihat dari diagram story drift arah x pada Gambar 5, dapat diketahui bahwa story drift gedung dengan semua metode analisis gempa masih dalam batas aman karena kurang dari nilai story drift izin. Namun jika dibandingkan nilai
story drift yang dihasilkan dari setiap metode analisis gempa, dapat diketahui bahwa nilai story drift gedung Grand Center Point Apartement dengan menggunakan metode respon spektrum merupakan nilai yang paling besar disusul dengan metode time history dan statik ekuivalen. Begitu pula pada arah y (Gambar 6), nilai story drift maksimum ditunjukan oleh metode analisis respon spektrum diikuti time history dan statik ekuivalen. Nilai story drift pada semua metode analisis gempa pada arah y masih aman karena masih kurang dari batas
17
Gambar 8 Gambar 8
Gambar 7 Grafik gaya geser lantai arah x
Grafik gaya geser lantai arah y
Berdasarkan Gambar 7, dapat diketahui bahwa nilai gaya geser lantai dengan metode analisis respon spectrum memiliki nilai terbesar dibandingkan dengan metode lainnya. Nilai gaya geser lantai maksimum selanjutnya yaitu pada metode time history, disusul dengan metode statik ekuivalen. Sedangkan jika dilihat dari Gambar 8, nilai gaya geser lantai terbesar ada pada metode respon spectrum disusul oleh statik ekuivalen dan time history.
Pengaruh P-delta pada RSNI 03-1726-201X ditentukan berdasarkan nilai dari koefisien stabilitas (θ). Jika nilai θ <1, pengaruh P-delta dapat diabaikan (Budiono dan Supriatna 2011). Hasil perhitungan P-delta arah X dan Y pada Tabel 1 dan Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai stabilitas ratio (θ) untuk masing-masing arah baik X dan Y masih kurang dari 1, sehingga pengaruh P-delta pada struktur dapat diabaikan. Pengecekan nilai stability ratio ditunjukkan oleh Tabel 2 dan 3 berikut.
18 Tabel 2
Tabel 3
Kontrol nilai stability ratio arah x
Kontrol nilai stability ratio arah y
Besarnya kebutuhan tulangan lentur balok ditentukan dengan besarnya momen yang bekerja pada suatu struktur. Semakin besar momen yang bekerja pada struktur maka kebutuhan tulangan lentur akan semakin besar (Surya 2012). Berdasarkan hasil analisis struktur yang dilakukan, pada kondisi tanpa beban gempa, hampir semua tipe balok sudah memiliki jumlah tulangan yang sesuai dengan jumlah tulangan struktur hasil analisis kecuali untuk balok BA2 yang jumlah tulangan tarik eksisting pada daerah tumpuannya lebih sedikit dibandingkan tulangan hasil analisis (2D16<3D16). Pada kondisi tanpa gempa ini,
19 balok-balok struktur aman dalam menerima beban kecuali balok BA2.
Pada kondisi yang sudah terkena pengaruh beban gempa, masih terdapat tipe balok yang dapat dikatakan tidak aman dalam menahan beban pada analisis gempa tertentu. Tipe balok yang tidak aman menahan beban gempa yaitu BA2 pada analisis statik dan dinamik, serta BC5 pada jenis analisis gempa dinamik. Tipe balok tersebut dikatakan tidak aman terhadap beban gempa karena jumlah tulangan eksisting kurang dari jumlah tulangan hasil analisis. Pada balok BA2 jumlah tulangan tarik eksisting pada daerah tumpuan (2D16) lebih kecil dibandingkan tulangan hasil analisis, baik pada analisis respon spectrum (3D16), riwayat waktu (3D16), maupun statik ekuivalen (3D16). Sedangkan pada balok BC5, tulangan tekan eksisting pada daerah tumpuan dianggap tidak mampu menahan beban gempa karena jumlah tulangan eksistingnya (5D16) lebih kecil dibandingkan tulangan hasil analisis dengan analisis gempa respon spektrum (6D16).
Pemakaian tulangan geser diperlukan apabila kuat geser nominal yang disediakan balok tidak dapat menahan besarnya tegangan geser ultimit pada struktur (Surya 2012). Tujuan dari pemasangan sengkang atau tulangan geser adalah untuk meminimasi ukuran retak tarik diagonal atau untuk memikul tegangan tarik diagonal dari satu sisi retak ke sisi retak lainnya (McCormac 2004). Berdasarkan hasil analisis penulangan balok, tulangan geser semua tipe balok pada struktur baik pada daerah tumpuan maupun lapangan sudah sesuai perencaaan dengan peraturan SNI 03-2847-2002.
Batang beton bertulang yang menerima gaya torsi besar akan runtuh secara mendadak jika tidak diberikan tulangan torsi. Tulangan torsi yang digunakan tidak mengubah besar torsi yang akan menyebabkan retak tarik diagonal, melainkan mencegah batang tersebut terpisah (McCormac 2004). Hasil di lapangan pada balok struktur gedung Grand Center Point Apartement menunjukkan bahwa tidak semua tipe balok menggunakan tulangan torsi. Tipe balok yang tidak menggunakan tulangan torsi tersebut yaitu BA1, BA2, dan BC1. Tipe-tipe balok tersebut kemungkinan diabaikan pengaruh torsinya melihat gaya torsi yang terjadi pada tipe-tipe tersebut tidak sebesar tipe-tipe balok lainnya. Namun kondisi eksisting pada tipe balok BA1, BA2, dan BC1 tersebut tidak sesuai dengan hasil analisis yang telah dilakukan sehingga dapat diragukan balok tersebut aman menahan beban. Hasil analisis penulangan lentur, geser, dan torsi pada balok dapat dilihat pada Lampiran 4, sedangkan balok yang dianggap tidak aman karena jumlah tulangannya ditunjukkan oleh lingkaran hijau pada Lampiran 26 sampai Lampiran 31.
Besar kebutuhan tulangan lentur kolom ditentukan dengan besar rasio tulangan (ρ). Semakin besar rasio tulangannya, maka semakin besar pula luas tulangan yang dibutuhkan sehingga akan semakin besar pula diameter tulangan yang dibutuhkan. Nilai rasio tulangan ini didapatkan dari hasil pengeplotan momen nominal (Mn) dan beban aksial (Pn)pada diagram interaksi.
Berdasarkan hasil perhitungan tulangan yang telah dilakukan, untuk analisis tulangan lentur beberapa tipe kolom memiliki jumlah tulangan eksisting yang kurang dari hasil analisis. Tipe kolom tersebut yaitu KA (eksisting 8D16<10D16), KC02-1 (eksisting 12D19<14D19), KC02-2 (eksisting 12D19<14D19), KC06-1BS (eksisting 16D22<18D22), dan KC10-1BS (16D19<20D19) pada analisis gempa respon spectrum, KC03-1 pada analisis
20
Tabel 4
riwayat waktu (eksisting 12D19<14D19), KC07-1 (eksisting 12D16) pada analisis gempa respon spectrum (16D16) dan riwayat waktu (18D16), serta KC09-1 (eksisting 14D19) dan KC10-1 (eksisting 16D19) yang tidak aman pada analisis gempa statik (analisis KC09-1 16D19, KC10-1 16D19) maupun dinamik (analisis respon spektrum KC09-1 18D19, KC10-1 20D19; analisis riwayat waktu KC09-1 18D19, KC10-1 20D19). Hasil penulangan geser menunjukkan kondisi yang sebaliknya. Penulangan geser eksisting pada semua tipe kolom sudah sesuai dengan hasil analisis. Hasil analisis penulangan kolom dapat dilihat pada Lampiran 5, sedangkan kolom yang dianggap tidak aman karena jumlah tulangannya ditunjukkan oleh lingkaran ungu pada Lampiran 26 sampai Lampiran 31.
Analisis pelat pada apartemen Grand Center Point Apartement ini dilakukan dengan menggunakan metode koefisien momen dengan analisis dua arah, yaitu arah sumbu x dan sumbu y. Berdasarkan hasil perhitungan, penulangan pelat lantai eksisting sudah sesuai dengan penulangan pelat hasil analisis, sehingga pelat aman dalam menerima beban. Hasil analisis penulangan pelat lantai ditunjukkan oleh Tabel 4.
Hasil analisis penulangan pelat lantai
Dinding geser harus mempunyai tulangan geser horizontal dan vertikal. Menurut penjelasan ACI (R11.10.9) pada dinding geser yang tinggi, tulangan geser horizontal lebih efektif bila dibandingkan dengan tulangan geser vertikal. Tulangan tersebut ditempatkan mengelilingi semua bukaan untuk mencegah retak tarik diagonal yang cenderung berkembang dari pojok bukaan (McCormac 2004). Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan, semua tipe dinding geser sudah memiliki tulangan eksisting geser vertikal yang sesuai dengan hasil analisis. Pada analisis tulangan geser horizontal, beberapa tipe dinding geser memiliki tulangan eksisting geser vertikal kurang sesuai dengan hasil analisis baik pada kondisi statik maupun dinamik. Tipe dinding tersebut diantaranya SW1A (eksisting D10-150>analisis D10-100), SW1B (eksisting D10-D10-150>analisis D10-100), SWC1A (eksisting D10-150>analisis D10-100), dan SWC1B (eksisting D12-150>analisis D12-100). Sedangkan untuk penulangan lentur pada analisis statik dan dinamik, tipe dinding geser SW1A memiliki jumlah tulangan eksisting (14D13) yang lebih sedikit dibandingkan hasil analisis (16D13), begitu juga tipe kolom SWC1A yang memiliki tulangan eksisting (14D13) yang lebih kecil dibandingkan dengan hasil
21 analisis (16D13). Kondisi ini menunjukkan bahwa pada kedua tipe ini dinding geser kurang kuat menahan beban. Hasil analisis penulangan dinding geser ditunjukkan oleh Lampiran 6, sedangkan dinding geser yang dianggap tidak aman karena jumlah tulangannya ditunjukkan oleh lingkaran merah pada Lampiran 26 sampai Lampiran 31.
.