Perbandingan Simpangan Antar Lantai Struktur Portal

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.2 Pembahasan

4.2.3. Perbandingan Simpangan Antar Lantai Struktur Portal

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.

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

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

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

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

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.

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 balok dengan bresing, kolom dengan bresing dan balok dengan kolom pada struktur gedung tersebut.

2. Perlu dilakukan studi lebih lanjut mengenai model bresing konsentris lainnya untuk mengetahui model yang lebih baik dalam meningkatkan kekauan pada struktur portal baja.

3. Perlu dilakukan studi lebih lanjut menggunakan metode yang berbeda dalam menentukan target perpindahan dan dilakukan pada struktur yang memiliki konfigurasi yang tidak simetris untuk bangunan tingkat tinggi.

ASTM A992. (2015), “Standard specification for steel for structural shapes for use in building framing. This specification covers rolled shapes for use in building framing or bridges, or for general structural purposes”.

ASCE. (2005), “Minimum design loads for buildings and other structures.

American Society of Civil Engineers”, ASCE/SEI, Reston, Virginia.

(ASCE 7-05).

Applied Technology Council. (1996), “Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings”, Volume 1. California. (ATC 40).

Andrianto. (2007), “Program ETABS merupakan program analisis struktur yang dikembangkan oleh perusahaan Software Computers and Structures, Incorporated (CSI)” yang berlokasi di Barckley, California, Amerika Serikat.

Alreja, J., Parab, S., Mathur, S., dan Samui, P. (2015), “Estimating hysteretic energy demand in steel moment resisting frames using Multivariate Adaptive Regression Spline and Least Square Support Vector Machine”.

ASEJ Journal, 6, 449-455.

Badan Standarisasi Nasional. (2012), “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. SNI 1726-2012.

Indonesia”.

Departemen Pekerjaan Umum. (1987), “Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan gedung”. SKBI-1.3.53.1987. Indonesia.

Desain Spektra Indonesia, Peta Wilayah Gempa Indonesia kota Banda Aceh”

http://puskim.pu.go.id/aplikasi/desain_spektra _Indonesia, [20 Agustus 2018].

Elfath, H. A., Ramadan, M., Meshaly, M., dan Fdiel, H. A. (2017), “Seismic Performance of Steel Frames Designed Using Different Allowable Story Drift Limits”. Alexandria Engineering Journal, 56, 241-249.

Federal Emergency Management Agency. (2000), “Prestandard and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings”. American Society of Civil Engineers (ASCE), Washington, D.C. (FEMA 356).

Irheem, M. M., dan Attia, W. A. (2017), “Investigating effects of boundary conditions on the evaluation of R-factor of un-braced steel frames”.

HBRC Journal, 13, 123-132.

LRFD. (1996), “Manual of Steel Construction, Load and Resistance Factor Design”, AISC, Chicago.

Lotfollahi, M., Alinia, M. M., dan Taciroglu, E. (2016), “Nonlinear Performance Evaluation of Diagonally and X-Braced Moment Resisting Frame Systems: Buckling and Post-Buckling Responses”. ELSEVIER, 145, 1193-1200.

Malekpour, S., Ghaffarzadeh, H., dan Dashti, F. (2011), “Direct displacement Base Design of Regular Steel Moment Resisting Frames”. ELSEVIER, 14, 3354-3361.

Serror, M. H., dan Abdelmoneam, M. N. (2016), “Seismic performance evaluation of Egyptian code-designed steel moment resisting frames”. HBRC Journal, xx, xxx-xxx.

Tehranizadeh, M., dan Moshref, A. (2011), “Performance-based optimization of steel moment resisting frames”. Scientia Iranica A, 18 (2), 198-204.

Tehranizadeh, M., dan Yakhchalian, M. (2011), “Displacement based and consolidated force/displacement based methods for seismic assessment of steel moment resisting frames”. Scientia Iranica A, 18 (5), 1054-1060.

Tomeoa, R., Bilottaa, A., Pitilakisb, D., dan Nigroa, E. (2017), “Soil-Structure Interaction Effects on The Seismic Performances of Reinforced Concrete Moment Resisting Frames”. ELSEVIER, 199, 230-235.

Yahmia, D., Brancia, T., Bouchaïrb, A., dan Fournelyb, E. (2017), “Evaluation of Behaviour Factors of Steel Moment-Resisting Frames Using Standard Pushover Method”. ELSEVIER, 199, 397-403.

Dalam dokumen ANALISIS KINERJA STRUKTUR PORTAL BAJA YANG DIDESAIN BERDASARAKAN BATAS IJIN SIMPANGAN ANTAR LANTAI DENGAN MENGGUNAKAN BRESING TESIS (Halaman 78-0)