EVALUASI KINERJA STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN PASHOVER ANALYSIS

Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) Banduno. B-9 Oktober 2013

Vol. 5 Oktober 2013

ISSN: 1858-2559

EVALUASI

KINERJA

STRUKTUR

BETON BERTULANG

DENGAN

PASHOVER

ANALYSIS

Yogi Oktopiantol

Retly Andayanf

1'2Jurusan _{Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipit dan Perencanaan}

Universitas Gunadarma

Jalan Margonda Raya No.I00 Pondok Cina Depok t

yogi _okt apiant o@student. gunadarma. ac. id)

2

r e lly and@s t aff. gunadarm a. ac. id)

Abstrak

Perencanaan gedung tahan gempa

di

Indonesia sangat penting karena sebagian besar

wilayahnya merupakan wilayah gempa yang mempunyai intensitas sedang hingga tinggi.

tJntuk itu dilakukan studi evaluasi kinerja pada struktur gedung beton bertulang. Metode

yang

digunakan adalah

Analisis

Pushover atau analisis beban dorong statik yaitu

analisis yang digunakan untuk mengetahui perilaku keruntuhan struktur terhadap gempa.

Analisis dan evaluasi kinerja dengan menggunakan analisis pushover dilakukan dengan

menggunakan program SAP2000 (Built-in). Titik

kinerjd

evaluasi struktur ditentukan dengan metode Koefisien Perpindahan (FEMA 356). Hasil perencanaan gedung struktur

beton bertulang pada tugas akhir ini menyimpulkan bahwa titik kinerja yang menentukan

adalah metode Koefisien Perpindahan FEMA 356 dengan target perpindahan sebesar

0,200 m kinerja yang diperlihatkan oleh struhur adalah LS Afe safety). Sedangkan SNI

A3-1726-2002 memberi nilai target perpindahan sebesar 0,011 m.

Katu

Kunci

: Beton bertulang, analisis pushover, titik kinerja, perencanaan tahan gempa,

simpangan.

PENDAHULUAN

Fenomena gempa merupakan gejala

alam

yang

sangat berpengaruh terhadap

bangunan, terutama pada bangunan tinggi. Perencanaan

struktur

bangunan

gedung tahan gempa sangat penting

di

Indonesia,

mengingat

sebagian

besar

wilayahnya

terletak dalam wilayah gempa

dengan intensitas sedang hingga

tinggi.

Bangunan

pada daerah rawan gempa

harus

diren-canakan mampu bertahan terhadap gempa.

Trend

perencanaan

yang

terkini

yaitu performance based seismic

design,

yang

memanfaatkan

teknik analisis

non-linier

berbasis komputer

untuk

menganalisa

perilaku inelastis struktur

dari

berbagai macam intensitas gerakan

tanah

(gempa), sehingga dapat diketahui

kinerjanya

pada

kondisi

kritis.

Selanjutnya

dapat

dilaku-kan tindadilaku-kan

bilamana

tidak

memenuhi persyaratan yang

diperlukan

(Dewobroto,

2006).

Analisis

pushover digunakan untuk

mengevaluasi

kinerft

struktur

bangunan

pada saat terjadi gempa

dengan

dire-presentasikan menggunakan

level

kinerja sesuai

aturan,

sehingga perencanaan

ini

biasa disebut

dengan perencanaan tahan

gempa

berbasis

kinerja.

Level

kinerja

akan

memberitahukan

perilaku

kerun-tuhan

bangunan pada saat

terjadi

gempa sesuai dengan kondisi yang ada.

Tujuan

dari

penelitian

ini

yaitu

mengevaluasi

kinerja struktur

beton

bertulang

terhadap gempa.

Metode

yang

digunakan adalah

Analisis

Pushover atau analisis beban dorong

statik yaitu

analisis

yang

digunakan

untuk

mengetahui peri-laku keruntuhan struktur terhadap gempa,

Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipit)

Bandung, 8-9 Oktober 2013

Vol. 5 Oktober 2013 ISSN:1858-2559

dan

untuk _-

memperkirakan

gaya

mak-simum

dan

deformasi

yang

terjadi

serta

untuk

memperoleh

informasi

bagian mana

saja yang

kritis.

Selanjutnya dapat

diiden-tifikasi

bagian-bagian

yang

memerlukan

perhatian

khusus

untuk

pendetailan atau

stabilitasnya.

METODE PENELITIAN

Evaluasi

struktur

gedung

tahan

gempa dengan

menggunakan

analisis

pushover

dengan Metode

Koefisien

Perpindahan

FEMA

356, dan

Kinerja

Batas

Ultimit

menurut SNI 03-1726-2002.

I\zIula.i

Studi

I-iteratur

Perencarraan

Alrzal

Pernodelan dalarn

SAP

2OOO

Erzaluasi

Struktur

1. Batas

laSzan

(As)

2-

Elatas

lJltirnit

(A'rn)

lVlernenukri

As

da.n

Arn

.!la

Erzaluasi

l(inerja

t)engarr

Analisis

Pushower

I(esirnpulant,/ Saran

Selesai

Gambar

l.

Bagan

Alir

Penilitian

Proceeding PESAT (Psikologi, _{Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik}

Sipil)

Vot. S Oktober 2013 Bandung, &9 Oktober

2013

-.r"'

ISSN: 1g5g_255g

HASIL

_{DAN PEMBAHASAN}

Data Penelitian

Jenis Struktur

Material

Utama Struktur

Kategori

Bentuk Bangunan

Fungsi Bangunan

Jumlah Lantai

Tinggi

Bangunan Keseluruhan

Tinggi

Lantai Dasar

Tinggi

Lantai Tipikal

Dimensi

Penampang Tebal Pelat

@-@-_

@-Gambar 2. Denah Bangunan

Gedung _{Struktur Beton Bertulang}

_dengan

_Sistem

Rangka

Pemikul

Momen Khusus

(SRPMK)

Beton Bertulang Berafuran Perkantoran 6 Tingkat 21,5 m 4,00 m 3,50 m 0,12 m m m m

+6.00 m+6.(X) m+6.00 fi+6.00

m-T-66

Proceeding

IESAT (Psikotogi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipit) Bandunq, B-9 Oktober 2013

Vol. 5 Oktober 2013

ISSN:'lB5B-2559

Gambar

3.

Struktur 3 Dimensi

a Geser Dasar Akibat ne Ti

Lantai Zi (m)

wi

(ke)

wi.zi

(kg.m) Fix: Fiy (kg) Atap 5 4 J 2 I 21.5 l8 14.5

lt

7.5 4 403,918.00 503,508.00 503,508.00 503,508.00 503,508.00 585,2s8.00 8,682,097.00 9,063,144.00 7,300,966.00 5,538,599.00 3,776,310.00 2,341,032-00 61,946.99 64,561.35 52,001.75 39,454.16 26,900.56 16,676.35 3,003,108.00 36,702,027.00 261,447.0s

Analisis

Data

Analisis Gempa Statik

Ekuivalen

ditinjau

terhadap

2

arah

yaitu

arah

x

dan

arahy,

karena bangunan simetris dimana

nilai Fx:Fy

maka

untuk

perhitungan hanyaakan meninjau arah x.

Berdasarkan

hasil

perhitungan di

atas maka

didapatkan besarnya

gaya

gempa

untuk analisis

statik ekuivalen

3D

kemudian

dilakukan

pengecekan

_waktu

getar alami fundamental

Rayleigh

dimana

hasilnya menunjukkan

nilai

menyimpang

lebih

dari

20o

Tenpiris

:

_A,73

_detik

sedangkan

waktu

getar bangunan dengan

cara T-Rayleigh

adalah

sebesar

1,102

detik.

Sehingga distribusi gempanya perlu

dihitung

kembali

menggunakan

waktu

getar Rayleigh.

Tabel 1.

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Knerja Struktur... _r-67

-Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) Bandunq. B-9 Oktober 2013 Vol. 5 Oktober 2013 ISSN:1858-2559 1,200,075,676.76 9810x 3,678,625.751 Tabel2.

Distribusi Beban Gempa Berdasarkan Waktu Getar T-Rayleigh

Lantai

Zi

(m)

wi

(kg)

wi.zi

(kg.m) Fix= Fiy (kg) Atap 5 4 J 2 I 21.5 18 14.5 1l 7.5 4 403,818.00 503,508.00 503,508.00 503,508.00 503,508.00 58s2s8.00

8,682,087.00

40,952.67

9,063,144.00

42,750.08

7,300,866.00

34437.56

5,538,588.00

26,125.05

3,776,310.00

17,812.53

2341,A32.00

11,042.45 3,003,108.00

36,702,027.00

173,120.34

Dari

data

distribusi

beban

gempa berdasarkan waktu getar T-Rayleigh pada

Tabel.2 diatas

maka waktu

getar

bangunan dengan cara T-Rayleigh adalah sebagai berikut:

=1.149 detik

Dari

tabel

3

Ax

merupakan

kinerja

batas layan

struktur

pada arah

yang

dintinjau dimana

arah yang

ditinjau

adalah arah

x.

Berdasarkan hasil analisis,

kinerja

batas

layan

yang

diperlihatkan pada setiap

lantai telah

memenuhi syarat

yang harus dipenuhi

yaitu

tidak melebehi

14,12

mm

pada

lantai 1

dan

12,35

mm

pada lantai 2 sampai atap.

T'

=

613 ₌ 6,3

Maka

didapatkan

nilai Tx

:1,149

detik,

(meyimpang

4,26Yo

dari

I,102

detik

OK)

Setelah

analisis

waktu

getar

T-Rayleigh

dilakukan

dan

memenuhi

persyaratan

dalam

SNI

03-1726-2002

yaitu

menyimpang

tidak lebih

dari 20Yo

waktu

getar

sebelumnya,

maka

akan

diperiksa

syarat

kinerja

batas layan (As)

pada struktur gedung. Tabel

3

adalah

tabel analisisi kinerja batas layan.

fr,

o:

i=l

s

f

r,'a,

i=l

Tabel 3.

Analisis Kineria Batas Lavan (As)

Zi

(m) Arah x Lantai Keterangan

fr"-rf

Ax

(mm)

Syarat As (mm) Atap 5 4 J 2 I 21.5

l8

14.5

ll

7.5 4 27.29 25.44 22.02 17.29 11.57 s.35 1.89 3.38 4.73 5.73 6.21 s.35 12.35 12.3s 12.35 12.35 12.35 t4.12 OK OK OK OK OK OK

Proceeding

fESAT (Psikorogi, Ekonomi, sastra, Arsitektur & Teknik

sipil)

_{Vor. 5 oktober 2013}

Bandung, S-9 Oktober

2013

_ISSN:

1858_2559

fa Batas Ultimit (Am

Arah x Lantai Zi ("r) Ax (mm) Am (mm) Am izin (mm) Keterangan Atap 5 4 J 2 I 21.5 18 14.5 l1 7.5 4 1.89 J.J6 4.73 5.73 6.21 5.35 tl.25 20.11 28.14 34.49 36.95 31.83 OK OK OK OK OK OK 70 70 70 70 7A 80

Setelah menentukan

kinerja

batas layan (As), selanjutnya adalah memeriksa

kinerja

batas

ultimit

(Am).

Kinerja

batas

ultimit

struktur

dihitung

berdasarkan

simpangan

_{antar tingkat struktur}

_akibat pembebanan

_{nominal dikalikan}

_dengan

suatu faktor

pengali

(

dan hasilnya dapat

dilihat pada Tabel.4 berikut:

Pada

Tabel.4

diatas

Ax

merupakan simpangan

antar tingkat,

sedangkan Am

merupakan

kinerja

batas

ultimit

struktur.

Untuk

memenuhi

persyaratan, kinerja

batas

ultimit

(Am)

tidak boleh

lebih

besar

dari

0,02

x

h;.

Dimana

h; adalah

tinggi

lantai yang

ditinjau.

Berdasarkan

hasil

analisis,

kinerja

batas

ultimit

yang

diperlihatkan

pada

setiap lantai

telah

memenuhi syarat yang harus

dipenuhi

_{yaitu tidak}

_melebehi

g0

mm pada

lantai

I

dan 70 mm pada lantai

2 sampai atap.

Analisis

Pushover

Untuk

menentukan

target

perpindahan

mengacu

pada

metode

koefisien

perpindahan

_FEMA

_356.

Target perpindahan pada

titik kontrol

62, ditentukan sebagai berikut:

T"

:

1,074

detik

Cs

:

1,42

(Tabel

_3.2

dat'-

FEMA

356

untuk bangunan 6 lantai)

Ts

= 0,73

(Adalah

_waktu

getar

karakteristik dari kurva respons spektrum

Wilayah 6 dengan tanah sedang) C1

:

1,0

untuk

Te > Ts

C2

:

1,0

untuk

prosedurNonlinear

C3

:

1,0

(Kekakuan pasca

leleh

adalah

positip)

S

a:

0,54/Te

:

0,50 (peta

_gempa

Wilayah _{6, dengan tanah sedang)}

Maka

target

perpindahan dapat dihitung, sebagai

berikut

:

6r

_{= co.}

cl.

c2 - _ca

'.(#)'

r

Tabel 4.

=1,42.

1,0. 1,0 . _r,0 -

O,rO(''O'O)'

_n.r,

\2n

)

= 0,2m

Analisis

pushover

menghasilkan

suatu

kurva

yang

menggambarkan

hubungan antara beban

total

(gaya geser dasar) versus perpindahan (displ ac ement).

Kurva

ini

disebut sebagai kurva pushover.

Kurva

ini

menunjukkan

perilaku

struktur

secara

global

terhadap

pembebanan lateral.

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Knerja Struktur... _T-69

-Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil)

Bandunq, B-9 Oktober 2013

Vol. 5 Oktober 2013 ISSN: 1B5B-2559 rE

Besultad Base 5hear vs Monilored Displaeemerrl

r $dhNmiide;i Dai;

-lrffir:l

Fbi

Gambar 4- Kurva Pusover

Tabel 5.

Tabel Kurva Pushover

TABLE: Pushover Curve _- PUSH

Step

Displacement BaseForce

AtoB BtoIO IOtoLS

LStoCP

CPtoC

CtoD DtoE

BeyondE Total

M

Kgf 0 1 2 J 4 5 6 7 0 0 0 0 0 0 0 0

2.76E-17

0

0.010958

88393.12 0.035759 241174.47 0.054826 310348.79

0.162369

504732.32

0.243916

602179.63

0.243926

s8986994

0.243627

s87416j7 780 778 672 618 517 418 417 417 0 2 108 162 225 257 258 258 0 0 0 0 38 80 80 80

0000

0000

0000

0000

0000

24000

20a41

20041

780 780 780 780 780 780 780 780

Kurva diatas menunjukan hubungan

arfiara gaya geser

dasar

terhadap

perpindahan

yang

terjadi

akibat

beban

gempa pada

struktur

bangunan.

Untuk

melihat hasil yang

labih

detail bisa

dilihat

pada Tabel.5.

Dengan target perpidahan 6T

:

0.2

m

terlihat

bahwa

dalam

step

5

dimana perpindahan mencapai 0.243916 m

)

ET,

kinerja

yang diperlihatkan

oleh

struktur

adalah

LS

_Atfe

sqfety),

yang

artinya

menunjukan

bahwa target

perpindahan

telah terpenuhi dan bangunan aman

untuk

dihuni.

Pada

kondisi

tersebut,

terdapat

80

sendi

plastis

di tingkat

Immediate Occupancy

(IO)

,

24

sendi

plastis

di

tingkat

Life

Safety (FS),

dan

0

sendi

plastis di

tingkat

Collapse

Prevention(CP)

yang

artinya

terhindar

dari kereuntuhan.

:t

Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) Bandunq, B-9 Oktober 2013

Vol. 5 Oktober 2013

ISSN: 1B5B-2559

Tabel 6.

Evaluasi Kineria Struktur

(m)

Kriteria

Target

Perpindahan Nilai Batas

0,02 H (m) Koefisien Perpindahan

FEMA 356

Kinerja Batas Ultimit

SNI1726

0,24

0,01I

0,43

Dari

kedua

kreteria

didapatkan

target

perpindahan menurut

FEME

356

yang

lebih

menentukan dengan

nilai

0,20

dibandingkan

dengan

SNI

1726

sebesar

0,011 m.

SIMPULAN DAN

SARAN

Simpulan

1.

Hasil

penelitian

menunjukkan bahwa

metode

Koefisien

Perpindahan

FEMA

356 dan

persyaratan

_Kinerja

Batas

Ultimit

SNI

1726 menghasilkan

nilai

5T yang berbeda.

2.

Hasil

perencanaan

gedung

struktur

beton bertulang

pada

tugas

akhir

ini

menyimpulkan bahwa

titik

kinerja

yang

menentukan

adalah

metode

Koefisien

Perpindahan

FEMA

356, berdasarkan target perpindahan

6T

:

0,200

m

dengan perpindahan sebesar

0.2439 I

6m

kinerja yang diperlihatkan

oleh struktur

adalah

LS

_Afe

safety)

dimana

gedung

hanya

mampu

menahan

gaya

gempa

sebesar

602.179,63kg

.

Sedangkan

SNI

03-1726-2002 memberi

nilai

target

perpindahan sebesar 0,01

lm.

3.

Kesimpulan

_{akhir yang}

dapat

diperoleh dari tulisan

ini

adalah bahwa

perencanaan berbasis

kinerja

dapat

memberikan informasi sejauh

mana

suatu

gempa akan

mempengaruhi

struktur.

Dengan demikian sejak awal

pemilik

bangunan, perencana maupun

pemakai

mendapat

informasi

bagaimana

bangunan

tersebut

berperilaku

bila

ada gempa.

Saran

Perlu

diteliti

kembali

tingkat

kinerja

struktur

berdasarkan metode-metode lain

untuk

mendapatkan hasil

yang lebih

baik

mengenai

prilaku

struktur terhadap gempa.

DAFTAR

PUSTAKA

BSN.

2002.

SNI

03

_-

2847

_-

2002. Tata

Cara

Perhitungan

_Beton

untuk

Struktur

Bangunan

Gedung.

Jakarta:

Badan Standardisasi Nasional.

BSN.

2002.

SNI 03

_-

1726

_-

2002.

Standar

Perencanaan

Ketahanan

Gempa untuk Strulaur

Bangunan

Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi

Nasional.

Dewobroto,

W.

2006.

Evaluasi

Kineria

Bangunan

Baja

Tahan Gempa dengan

5AP2000.

_{Vol 3 ,}

No

l.

Universitas

Pelita Harapan.

Fada,

I.

2011.

Pushover

Analysis Of

Jacket

Structure

With

800

Years

Earthquake.

Institut

Teknologi

Sepuluh Nopember, Surabaya.

Federal

Emergency

Management

Agency

.2000.

Prestandard

And

Commentary

For The

Seismic

Rehabilitation

Of

Buildings

(FEMA 3561. Washington, USA.

Pamungkas,

A.

dan

Erny Harianti.

2009.

Gedung

Beton Bertulang

Tehan Gempa. ITS Press, Surabaya.

Pradika,R.

2012.

Perencanaan

Dqn

Evaluasi

Kinerja

Gedung

A

Rusunawa

Gunungsari Menggunaknn Konstruksi

Baja

Berbasis Konsep

Kinerja

Dengan

Metode

Pushover

Analysis.

Institut

Proceeding

fESAT (Psikorogi, Ekonomi, sastra, Arsitektur & Teknik

sipir)

_{vor. 5 oktober 2013}

Bandung, 8-9 Oktober

2013

_|SSN:

185g_2559

Teknolggi

Sepuluh

Nopember, Surabaya.

Priambodo,

A.

_2012.

_Studi

pengaruh

Kelangsingan

Gedung

Terhadap

Analisis

Pushover

Pada

Gedung

Bertingkat Beton Bertulang.

Institut

Teknologi

Sepuluh

Nopember, Surabaya.

Ridwan. 2011.

Studi

Komparasi

Analisis

Pushover

Portal

Beton

Bertulang

Dinding Pengisi Bata

Menggunaknn

Model

Fema

273

Dan

Saneinejad-Hobbs.

Vol

l0

,

No

l.

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Riau.

Risdanareni,

_{P. 2010 Analisis}

pengaruh

Variasi

Hubungan

Tegangan

Regangan

Beton

Dan

Bentang

Bangunan

Terhadap

_Kinerja

_Struktur

Rangka Tiga Dimensi Dengan Metode

Nonl

inier

Pushover. Institut

Teknologi

Sepuluh Nopember, Surabaya.

Tajunnisa,

Y

2012. Earthquake-Resistant

Design

Of

Building

llith

pushover

Analysis. Institut Teknologi

Sepuluh

Nopember, Surabaya.

T-72