STUDI PERILAKU MODEL PANEL DINDING BATA PENGISI PADA STRUKTUR BETON BERTULANG

1

Nama : Rany Rakitta Dewi

NRP : 3107 100 083

Jurusan : Teknik Sipil FTSP - ITS Dosen Pembimbing : Data Iranata ST., MT., Ph.D

Tavio ST., MT., Ph.D ABSTRAK

Kerusakan terbanyak akibat gempa yang terjadi di Indonesia adalah pada bangunan sederhana dengan dinding pengisi batu bata. Hal ini disebabkan bangunan sederhana termasuk sebagai non engineering building. Penetapan dinding bata sebagai komponen non-struktural dalam SNI juga menyebabkan kekuatan dan kekakuan yang dimiliki dinding bata tidak diperhitungkan dalam perencanaan. Namun kenyataannya, dinding bata memiliki nilai kekuatan dan kekakuan yang berpengaruh secara signifikan untuk bangunan sederhana.

Dalam studi ini dibuat 3 buah model panel struktur beton bertulang yaitu dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m, terdiri dari satu tingkat, berfungsi sebagai hunian, berada di zona gempa 6 tanah lunak, dan direncanakan menggunakan analisa struktur berbasis gaya (Force Based Design). Konfigurasi balok dan kolom yang didapatkan, selanjutnya dianalisa dengan dinding yang divariasi susunan dan pembatasnya. ketebalan dinding diasumsikan sebagai susunan satu bata dan setengah bata dengan tiga dan empat pembatas. Pada analisa struktur, dinding bata pengisi dimodelkan sebagai bracing tekan. Sehingga jumlah total model yang dianalisa adalah sejumlah 12 buah.

Hasil studi menunjukan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki nilai daktilitas yang lebih baik dan kapasitas base share yang lebih besar bila dibandingkan dengan struktur open frame. Dari evaluasi kinerjanya, struktur dengan dinding pengisi batu bata mampu mencapai range Life Safety-Collapse Prevention sedangkan struktur open frame hanya mampu berada pada daerah Immediate Occupancy. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki perilaku yang lebih baik bila dibandingkan dengan struktur open frame. Karenanya kekuatan dan kekakuan dinding bata pengisi perlu diperhatikan dalam proses desain bangunan rumah sederhana.

Kata Kunci : dinding bata, pushover analysis, rumah sederhana

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang sangat rawan terjadi gempa. Hal ini tentu menimbulkan kerugian materi dan korban jiwa yang tidak sedikit.

Kerusakan terbanyak akibat gempa di Indonesia terjadi pada bangunan sederhana, dikarenakan bangunan sederhana di Indonesia pada umumnya dibangun tanpa bantuan seorang ahli bangunan dan struktur, atau hanya dibuat berdasarkan pengalaman para tukang lokal atau setempat. Sehingga rumah tersebut tidak memiliki kinerja yang

Dari segi struktur, rumah sederhana atau non engineering building terdiri dari kolom praktis, balok, dan dinding bata. Namun fungsi dinding bata sebagai komponen

non-struktural dalam peraturan tingkat Nasional (SNI 03-2847 2002) mengakibatkan pengaruh kekuatan dan kekakuan dinding bata sering tidak diperhitungkan dalam perencanaan suatu bangunan.

Pada kenyataannya, dinding bata tersusun oleh material batu bata dan mortar yang memiliki nilai kekuatan dan kekakuan. Pengaruh kekuatan dan kekakuan dinding bata pada bangunan bertingkat rendah cukup signifikan.

Perilaku portal dengan dinding bata terhadap pembebanan lateral telah lama diselidiki, misalnya Holmes (1961), Stafford dan Smith (1962,1966,1967), Mainstone dan Week (1970), Dawe dan Sheah (1989), Flanagan et al.

(1992), Mander et al. (1993), Saneinejad dan Hobbs (1995) dan lainnya (Wiryanto 2005). Dari beberapa penelitian yang ada, pemodelan dinding bata sebagai bracing tekan yang diteliti oleh Saneinejad dan Hobbs (1995) dinilai paling sederhana namun representatif. Untuk lebih mudah menganalisa perilaku non – liniernya, diusulkan penggunaan Analisa Beban Dorong Statik (static pushover analysis). Karena beberapa program komputer seperti SAP 2000 dan ETABS telah mempunyai kemampuan untuk melakukan

static pushover analysis tersebut. (Lumantarna 2008). Dari latar belakang tersebut, dalam tugas akhir ini akan dianalisa bagaimana perilaku dinding bata pada struktur beton bertulang dengan mengasumsikannya sebagai bracing tekan. Bracing tekan tersebut merupakan representasi dari luasan dinding bata yang akan dianalisa, baik dinding bata dengan 4 pembatas maupun 3 pembatas. Dinding dengan 4 pembatas memiliki arti dinding yang dibatasi oleh 2 kolom dan 2 balok atau tidak terdapat bukaan. Sedangkan dinding dengan 3 pembatas adalah dinding yang dibatasi oleh 2 kolom dan 1 balok atau terdapat bukaan seperti jendela.

Sebelumnya akan didesain struktur beton bertulang dengan tinggi 3,2 m dan lebar bervariasi mulai dari 2 m, 3 m sampai 4 m. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan desain struktur yang mewakili desain rumah sederhana pada umumnya di Indonesia. Umumnya susunan yang sering digunakan di Indonesia adalah susunan dinding setengah bata, namun tidak menutup kemungkinan digunakan juga susunan dinding satu bata. Karena kedua jenis susunan dinding ini memiliki kekuatan yang berbeda maka kedua jenis susunan dinding tersebut akan dianalisa juga perilakunya pada penelitian ini.

Parameter yang ditinjau adalah kapasitas dan daktilitas struktur menggunakan evaluasi kinerja dengan pushover analysis. Software bantu untuk menghitung pushover analysis menggunakan SAP2000. Untuk nilai kuat tekan batu bata (fbc) dan mortar (fmc), juga nilai modulus elastisitas (E) dari mortar akan dilakukan penelitian di laboratorium terlebih dahulu dari beberapa sampel yang diambil di tempat penelitian berlangsung yaitu di Surabaya.

1.2 Perumusan Masalah

1. Berapa nilai kuat tekan dan modulus elastisitas dari batu bata dan mortar yang digunakan pada perencanaan ?

2. Bagaimana nilai daktilitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m ?

3. Bagaimanakah nilai kapasitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m ?

4. Bagaimana perbedaan perilaku struktur portal dengan dinding bata sebagai bracing tekan dibandingkan dengan perilaku struktur portal rangka terbuka ?

1.3 Tujuan

1. Mendapatkan nilai kuat tekan dan modulus elastisitas dari batu bata dan mortar yang digunakan pada perencanaan.

2. Mendapatkan nilai daktilitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m.

3. Mendapatkan nilai kapasitas struktur portal dengan dinding bata pada lebar 4 m, 3 m dan 2 m.

4. Mengetahui perbedaan antara perilaku struktur portal dengan dinding bata sebagai bracing tekan dibandingkan dengan perilaku struktur portal rangka terbuka.

1.4 Batasan Masalah

1. Untuk desain elemen – elemen struktur digunakan peraturan perencanaan SNI 03-2847-2002.

2. Untuk desain pembebanan gempa menggunakan SNI 1726-2002.

3. Peraturan yang dipakai untuk penentuan tingkatan kinerja gedung memakai Federal Emergency Management Agency (FEMA-273/356/440).

4. Analisa pushover menggunakan software bantu SAP2000.

5. Lebar portal dengan dinding bata bervariasi, yaitu 2 m, 3 m, dan 4 m.

6. Menggunakan dinding bata standart dengan dimensi 230 x 110 x 50 mm menurut Standar Bata Merah di Indonesia yaitu Y.D.N.I. (Yayasan Dana Normalisasi Indonesia) nomor NI-10.

7. Pembebanan gempa yaitu pada zona 6, dan jenis tanah lunak.

8. Susunan dinding adalah satu bata dan setengah bata. 9. Dinding bata dimisalkan sebagai bracing tekan yang

merupakan representasi luasan dinding 4 pembatas dan 3 pembatas.

1.5 Manfaat

1. Untuk mengetahui bagaimana perilaku dinding bata pada struktur beton bertulang.

2. Dapat digunakan sebagai referensi dalam merencanakan bangunan gedung bertingkat rendah dengan dinding bata yang tahan terhadap gempa

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Non-Engineering Building

Boen (2007) menyatakan bahwa perencanaan rumah sederhana sebagai bangunan non-engineered pada umumnya berdasarkan pada:

1. Mempelajari kerusakan bangunan dari gempa masa lalu.

2. Menggunakan engineering judgment yang terlatih. 3. Dengan kemajuan bidang perangkat keras dan

lunak, sejak beberapa tahun terakhir telah dicoba untuk engineering non-engineered buildings. Tersedianya perangkat keras dan perangkat lunak seperti SAP2000 (2008) dan Perform3D (2006) telah mempermudah pekerjaan para ahli struktur untuk melakukan rekayasa bangunan dengan cepat dan efisien. Pada akhirnya dengan menggunakan teknologi yang semakin canggih diharapkan dapat diperoleh suatu desain bangunan, terutama rumah sederhana, yang lebih aman dan tahan terhadap gempa.

Fr Fy Fu

Δy Δu Δr Δf Elastik Inelastik Strength loss

Gambar 1 Kurva hubungan gaya dan deformasi (ATC-40 1996)

2.2 Dinding Bata Dimensi dinding bata

Representasi wilayah seluas dinding bata dinotasikan dengan Ad dan ditentukan oleh persamaan berikut:





_cos

d 2b d

T

L

A



... (2.1) Δ V _V Δu n Ad Ø (a) (b)

Gambar 4 Simulasi Dinding Bata : (a) Beban lateral dan deformasi dari dinding bata, (b) Beban lateral dan deformasi

dari dinding bata sebagai bracing tekan (Chen 2003) 2 2 b b d W H L   ... (2.2)         b b W H 1 tan  ... (2.3) 3 3 2 3 2 4 7 2 2 3 4 5 b b b b b b W H W H H W _                            ... (2.4)

dimana Ld adalah panjang dari dinding bata (mm), Tb adalah ketebalan dinding bata (mm), ν diambil sebagai 0,15, Hb adalah tinggi dinding bata (mm), dan Wb adalah lebar dinding bata (mm), yaitu _{0.5 2.0}

      b b W H _.

Kekuatan dan Deformasi Dinding Bata

Kegagalan strut diagonal dinding bata, θ, dipengaruhi oleh jenis susunan dinding bata (Gambar 5 dan Gam,bar 6). Nilai θ untuk jenis susunan tersebut dapat dilihat pada persamaan berikut. (Chen 2003)

Setengah bata :





v g l h g h   2 tan ... (2.5) Satu bata :





v g l w h g h 2 2 tan      ... (2.6) dimana l, w, dan h adalah panjang, lebar, dan tinggi batu bata, masing-masing (mm); gh dan gv adalah tebal horizontal dan vertical mortar (mm).

Gambar 6 Susunan dinding bata tipe satu bata Kekuatan utama dari dinding bata dibedakan antara dinding dengan 4 pembatas dengan dinding dengan 3 pembatas seperti dijelaskan oleh persamaan berikut.

1. Dinding batu bata dengan 4 pembatas

Dinding bata dengan 4 pembatas adalah dinding yang dibatasi oleh 2 kolom dan 2 balok.

bila b Wb H   tan ,maka

V

_n



T

_b



W

_b





_f



H

_b







f

_mbt



sedangkan untuk

b

W

b

H





tan

, maka











W_{b f} H f_mbt H_b H f_mbt f_bt



b T n V    ₁ 0.5 '  ₁  

2. Dinding batu bata dengan 3 pembatas

Dinding bata dengan 3 pembatas memiliki arti dinding yang hanya dibatasi oleh 2 kolom dan 2 balok. Dinding tersebut memiliki bukaan (Gambar 2.11).



b f mbt



b n

T

W

H

f

V









₂







... (2.9) dimana:

)

,

min(

' b b b

H

W

H



_{... (2.10)}



tan 1 Wb H  _{... (2.11)} b b H W H2 0.5 tan  _{... (2.12)}

 





d mc mc f 0.0258 f 0.885 0.6540.00515f _AN  ... (2.13)

 

0.338

232

.

0

mc mbt

f

f



... (2.14) bc bt f f 0.22 ... (2.15)

α and β adalah koefisien kekuatan, keduanya diambil sebesar 0.45

fmbt adalah kekuatan tarik dinding batu bata (Mpa) fbt adalah kekuatan tarik batu bata (Mpa)

fmc adalah kekuatan tekan mortar (Mpa) fbc adalah kekuatan tekan bata (Mpa) N adalah beban aksial compressive brace

Perpindahan ultimate (the ultimate displacement) dari dinding bata ditentukan oleh persamaan berikut,

b u u





_E

N

_T



... (2.16) dimana:  u

E modulus elastisitas dinding bata (Mpa) (2.17)

Karena komponen dinding bata memiliki dua titik kritis, yaitu titik ultimate dan titik sisa. Maka kekuatan residu dari dinding bata dapat dihitung dengan rumus berikut : b b f r

T

W

V











0

.

6

V

_n

Table 2.1 Gaya aksial sendi plastis untuk dinding bata (Chen 2003)

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0 B a 0 C 1 1 D n r

V

V

1.1 E n r

V

V

10 2.3 Pushover Analysis

static pushover analysis) adalah dimana struktur didorong secara bertahap ditingkatkan dengan faktor pengali hingga beberapa komponen struktur mengalami leleh dan berdeformasi inelastis dan satu target perpindahan lateral dari suatu titik acuan tercapai (Lumantarna 2008).

Pada dasarnya dalam analisa kinerja ini dilakukan perbandingan antara kapasitas (Capacity) dengan kebutuhan (Demand). Bila kapasitas struktur lebih besar dari kebutuhan, maka kinerja yang disyaratkan dapat dicapai. Grafik yang menyatakan hubungan antara beban total (gaya geser dasar, base shear) dengan Displacement pada puncak bangunan dinamakan kurva kapasitas (capacity curve) (Lumantarna 2008).

Dalam proses membandingkan kapasitas dan kebutuhan, ada beberapa cara yang dapat digunakan, tetapi saat ini yang banyak digunakan adalah cara yang dinamakan

Capacity Spectrum Method (CSM). Seluruh proses evaluasi ini dapat dilakukan secara otomatis dengan program SAP 2000.

Mengevaluasi level kinerja struktur ketika titik kontrol tepat berada pada target perpindahan : merupakan hal utama dari perencanaan barbasis kinerja. Komponen struktur dan aksi perilakunya dapat dianggap memuaskan jika memenuhi kriteria yang dari awal sudah ditetapkan, baik terhadap persyaratan deformasi maupun kekuatan.

(Lumantarna 2008)

(a) (b)

(a) Kurva kapasitas menjadi spectrum kapasitas (b) Format standar menjadi format ADRS Gambar 8 Pembuatan Spektrum Kapasitas

BAB III METODOLOGI 3.1 Bagan Alir Tugas Akhir

Bagan alur berikut menjelaskan metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

Gambar 9 Flowchart Studi Analisa

BAB IV

PEMBEBANAN DAN PERMODELAN STRUKTUR BETON BERTULANG PADA SAP2000 4.1 Preliminary desain

Data – data material untuk permodelan dirangkum dalam Tabel 4.1 berikut :

Tabel 4.1 Data material model

Material

tipe Parameter Symbol Nilai

Beton Kuat Tekan ' c f 20 MPa Modulus Elastisitas

E

c 21019 MPa Poisson’s

rasio



c _{(Park & Pauley)} 0.17

Tulangan Baja Tegangan leleh fy 320 MPa Modulus Elastisitas

E

s 2 x 105 MPa Poisson’s ratio



s 0.3 Dinding bata Kuat Tekan Mortar

f

mc 10 MPa Kuat Tekan

Batu Bata

f

bc 7 MPa

Modulus

Elastisitas

E

b

2237 Mpa (Essy dalam Yohannes,

2010) Poisson’s

ratio



b _{(Chen 2003)} 0.15

4.1.1 Hasil Tes Kuat Tekan Batu Bata

Batu bata yang digunakan pada perencanaan adalah merupakan batu bata setempat. Terdapat 2 jenis batu bata yang akan diuji kuat tekannya, yaitu batu bata produksi pabrik dan batu bata konvensional. Dimensi kedua jenis batu bata tersebut adalah 230 x 110 x 50.

Setelah semua benda uji dites kuat tekan, tercatat beban maksimum untuk batu bata produksi pabrik adalah sebesar 7900 kg, sedangkan untuk batu bata konvensional adalah sebesar 3100 kg. Bila dibagi dengan luas permukaan, maka didapatkan fbc = 7 Mpa (batu bata produksi pabrik) dan fbc = 3 Mpa (batu bata konvensional). Batu bata yang akan digunakan pada perencanaan adalah batu bata buatan pabrik dengan nilai fbc = 7 Mpa.

Gambar 10 Batu bata setelah dites kuat tekan Sedangkan nilai modulus elastisitas batu bata untuk perencanaan mengacu pada penelitian di Indonesia (Laboratorium Bahan Universitas Indonesia) yaitu sebesar 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010).

4. 1.2 Hasil Tes Kuat Tekan dan Modulus Elastisitas Mortar

Metode pengujian kuat tekan mortar tidak jauh berbeda dengan beton. Dipersiapkan 3 benda uji silinder dengan Start Study Literatur Struktur Portal Lebar 2 m Pembuatan Model Sruktur Portal Beton

Bertulang

Struktur Portal

Lebar 3 m Struktur Portal Lebar 4 m Preliminary Design Beban Gravitasi : 1. Beban Mati 2. Beban Hidup Pembebanan Lateral Pembebanan

Analisa struktur dengan SAP2000 untuk mendapatkan gaya dalam balok dan kolom

Finish Kesimpulan Pemodelan dan analisa statik nonlinier pushover

struktur YES Desain Kebutuhan tulangan lentur dan geser balok dan kolom

Cek daktilitas dan kapasitas struktur NO

diameter 15 cm dan tinggi 30 cm yang dibuat dari bahan yang sama dengan benda uji untuk tes modulus elastisitas yaitu perbandingan 1:5. Setelah di curing selama 28 hari, benda uji mortar siap untuk dites kuat tekan.

Dari ketiga benda uji yang telah di uji kuat tekannya, tercatat kuat tekan maksimum mortar adalah 18.000 kg, bila dibagi dengan luas permukaan, maka fmc = 10 Mpa.

Sedangkan untuk nilai modulus elastisitas mortar dapat diketahui dengan menggunakan alat kompresometer. Hasil pengujian akan dimasukkan dalam perhitungan modulus elastisitas menurut rumus

000050 , 0 2 1 2     S S E dimana :

E = modulus elastisitas, dalam Mpa

S2 = kuat tekan pada saat 40% dari beban maksimum (Mpa)

S1 = kuat tekan pada saat regangan mencapai 50 per juta (Mpa)

ε2 = regangan longitudinal yang dihasilkan pada saat S2 Dimensi benda uji :

D = 150 mm H = 300 mm A = 3,14152 176,625 2 2 1 2 2 1 cm D   

Dari hasil uji kuat tekan diketahui kuat tekan maksimum sebesar 18.000 kg, maka 40% dari kuat tekan maksimum adalah 7.200 kg. Tercatat terjadi deformasi sebesar 0,16 mm pada saat beban 40%.

00073 , 0 220 16 , 0 2 deformasi_H    Mpa cm kg A P S 40,76 ₂ 4,076 625 , 176 7200 2    

Benda uji mengalami deformasi sebesar 45 perjuta mm, ketika beban mencapai 560 kg, maka pada saat deformasi sebesar 50 perjuta bebannya sebesar 616 kg.

Mpa cm kg A P S 3,488 ₂ 0,3488 625 , 176 1  616  

Maka dapat dicari nilai modulus elastisitas mortar dengan rumus Mpa S S E 5504 00005 , 0 00073 , 0 3488 , 0 076 , 4 000050 , 0 2 1 2 _       

Gambar 11 Tes modulus elastisitas mortar

4.2 Pemodelan Struktur Beton Bertulang

Perencanaan struktur beton bertulang dilakukan sebelum menganalisa lebih jauh mengenai perilaku dinding

batanya. Adapun data-data perencanaan struktur beton bertulang adalah sebagai berikut:

1. Mutu beton : 20 MPa

2. Mutu baja tulangan : 320 MPa 3. Jumlah lantai : 1 lantai 4. Tinggi tiap lantai : 3.2 m

6. Luas bangunan : 4 m x 3 m , 3 m x 3 m,

dan 2 m x 3 m

7. Dimensi kolom : 20 cm x 20 cm 8. Dimensi balok : 25 cm x 15 cm 9. Wilayah gempa : zona 6, tanah lunak 10. Berat jenis beton : 2400 kg/m3

11. Berat jenis dinding : 450 kg/m2 _{(satu bata)}

250 kg/m2 _{(1/2 bata)}

Perencanaan struktur beton betulang ini dimodelkan sebagai Building Open Frame System, yaitu suatu struktur yang dengan asumsi bahwa frame akan memikul beban mati dan beban hidup atau beban gravitasi.

Terdapat 3 model struktur portal yang akan di studi perilaku dinding batanya, yaitu rangka struktur portal dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m dengan data–data dan denah sebagai berikut :

 Struktur portal lebar 4 m Lebar bangunan : 4 m Panjang bangunan : 3 m Tinggi bangunan : 3,2 m

Gambar 12 Denah Struktur Portal lebar 4 m

Gambar 13 Pemodelan struktur portal lebar 4m di SAP2000

 Struktur portal lebar 3 m Lebar bangunan : 3 m Panjang bangunan : 3 m Tinggi bangunan : 3,2 m 4000 3000 mm mm A A

Gambar 14 Denah Struktur Portal lebar 3 m

Gambar 15 pemodelan struktur portal lebar 3 m di SAP2000

 Struktur portal lebar 2 m Lebar bangunan : 2 m Panjang bangunan : 3 m Tinggi bangunan : 3,2 m

Gambar 16 Denah Struktur Portal lebar 2 m

Gambar 17 Pemodelan struktur portal lebar 2 m di SAP2000

4.4 Perhitungan Pembebanan 4.4.1 Perhitungan Beban Gravitasi

4.4.1.1 Pembebanan pada struktur lebar 4 m

 Beban Mati (DL)

Beban mati balok terdiri dari berat sendiri balok ditambah beban mati plat. Beban mati plat berupa beban ekuivalen terdiri dari berat plafon, penggantung plafon, finishing dan tegel. Beban ekuivalen adalah transformasi beban trapesium dan beban segitiga dari beban plat menjadi beban merata di balok.

- Berat sendiri plat = 0,12 x 24 = 2,88 kN/m2 - Berat plafon + rangka = 0,11 + 0,07 = 0,18 kN/m2 - Berat finishing (2cm) = 2 x 0,21 = 0,42 kN/m2 - Berat tegel = 1 x 0,24 = 0,24 kN/m2 qD = 3,72 kN/m2 m kN segitiga plat mati berat 3,72 3 3,72 / 3 1_{  }   m kN trapesium plat mati berat 4,53 / 2 4 3 3 1 1 3 72 , 3 2 1_{   }   _                     m kN balok sendiri berat 0,250,15240,9 /  Beban Hidup (LL) qL = 2 kN/m2 m kN segitiga plat hidup beban 2 3 2 / 3 1_{  }   m kN trapesium plat hidup beban 2,44 / 2 4 3 3 1 1 3 2 2 1_{   }                        

Permodelan beban mati dan hidup struktur pada permodelan SAP2000 dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan Gambar 4.12.

Gambar 18 Pemodelan beban mati struktur 4 m pada SAP2000

Gambar 19 Pemodelan beban hidup struktur 4 m pada SAP2000

Hasil perhitungan bembebanan yang lain dapat ditabelkan sebagai berikut :

3000 3000 mm mm A A 2000 3000 mm mm A A 4000 3000 mm mm = Lx = Ly

Tabel 4.2 Rekapitulasi beban gravitasi

Struktur Beban mati segitiga Beban Hidup segitiga Beban mati trapesium Beban Hidup trapesium Lebar _{4.62 2.00 5.43 2.44} 4 m Lebar _{4.62 2.00 - -} 3 m Lebar _{3.38 1.33 4.07 1.70} 2 m

4.4.2 Perhitungan Beban Gempa

4.4.2.1 Pembebanan gempa pada struktur 4 m

 Perhitungan Berat Total Tiap Lantai (Wt)

Sehingga berat total bangunan rumah lantai 1 (Wt) adalah :

Wt = DL + 0,3 LL

Wt = 76 + 0,3  24 = 84 kg

Menghitung Waktu Getar Alami Struktur (T) dan Koefisien

C

 Waktu getar alami struktur (T) berdasarkan UBC 1997: Untuk rumah 2 lantai, tinggi total bangunan (H) adalah 6,4 m

T = Ct H3/4

T = 0,0731  (6,4)3/4 _{= 0,294 detik}

 Waktu getar alami struktur (T) maksimum berdasarkan SNI 1726 :

T1 =  n

T1 = 0,15  2 = 0,3 detik

Sehingga digunakan T = 0,294 detik.

Dengan melihat grafik respon spektrum pada gambar. 2 SNI – 03 – 1726 – 2002, didapat nilai C = 0,83

Menghitung Gaya Geser Gempa Dasar :

R = 8,5 untuk rangka terbuka beton bertulang.

kN

V

8

,

17

5

,

8

84

1

83

,

0





_



Menghitung Gaya Geser Tiap Lantai :

Tabel 4.2 Gaya Geser pada portal lebar 4 m arah x

(100%) (30%) arah y

Lantai _(m) hn wi(kN) wi*hi Fi x(kN) _(kN) Fi y

I 3.2 84 268,8 8,17 2,45

Jumlah 84 268,8

4.4.2.4 Rekapitulasi pembebanan gempa

Tabel 4.5 Distribusi gaya gempa pada rumah 1 lantai arah x

(100%) arah y (30%)

Struktur hn _{(m) wi(kN) wi*hi x(kN)} Fi _(kN) Fi y

Lebar 4 m 3.2 84 268,8 8,17 2,45 Lebar 3 m 3.2 69 220,8 6,73 2,02 Lebar 2 m 3.2 63 201.6 6,13 1,84

Gambar input beban gempa pada struktur dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m disajikan pada gambar berikut.

Gambar 20 Pemodelan beban gempa struktur 4 m pada SAP2000

BAB V

DESAIN BALOK dan KOLOM 5.1 Umum.

Setelah pembebanan menggunakan SAP2000, didapatkan gaya dalam pada balok yang ditampilkan pada Tabel 5.1. Gaya – gaya dalam tersebut digunakan untuk mendesain penampang dan tulangan lentur maupun geser dari balok :

Tabel 5.1 Rekapitulasi gaya dalam maksimum balok hasil analisa SAP2000

5.2 Desain Tulangan Balok

Berikut akan ditampilkan contoh perhitungan desain tulangan balok untuk struktur portal dengan luasan terbesar, yaitu lebar 4 m. untuk hasil perhitungan lainnya disajikan pada tabel.

5.2.1. Desain tulangan lentur balok

5.2.1.1. Perhitungan kebutuhan tulangan lentur balok

Contoh perhitungan tulangan lentur balok diambil dari balok lapangan pada struktur lebar 4 m.

Dari hasil analisa SAP 2000 didapat gaya dalam momen ultimate adalah :

Struktur Mn Tumpuan _(Nmm) Lapangan Mn (Nmm) P tekan (N) V (N) Portal 4 m 8,938,187 10,854,482 1131.61 20875.34 Portal 3 m 5,062,185 6,108,730 643.88 13921.08 Portal 2 m 2,430,011 2,590,232 290.71 7439.58

Mu = 10.854.482 Nmm φ = 0,8 13568102 8 , 0 10.854.482_  



Mu Mn Nmm Data balok : b = 150 mm sengkang = 8 mm h = 250 mm D tul. utama= 13 mm ' c f = 20 MPa εcu = 0,003 β1 = 0,85 Es = 2 x 105 MPa fy = 320 MPa Cc = 20 mm

d = h-Cc-sengkang-0,5D tul. utama = 250-20-8-0,513 = 215,5 mm 0016 , 0 200000 320 _   s E y f s



Perhitungan ρ min :

Berdasarkan SNI 2847-2002 pasal 12.5, nilai ρmin tidak boleh diambil kurang dari :

y fc f . 4 ' min  320 4 20 x  = 0,003494

dan tidak lebih kecil dari

y f 4 ,1 min  = 320 4 , 1 = 0.004375 Perhitungan ρ max :

85

,

0

1





 untuk beton ' c f < 30 MPa y y c b

_f

_f

f









600

600

'

85

,

0

.

1





0.029 = 320 600 600 320 20 85 , 0 . 85 . 0    

022

,

0

029

,

0

75

,

0

75

.

0

max







_b









Cek apakah balok perlu didesain dengan menggunakan tulangan tunggal atau rangkap :

Gambar 21 Diagram regangan beton dan baja Berdasarkan gambar 5.1, maka letak garis netral pada posisi berimbang adalah : 54 , 140 5 , 215 0016 , 0 003 , 0 003 , 0 _{ }     d s cu cu b x    _mm

41

,

105

54

,

140

75

,

0

75

,

0

max





x

_b







x

mm

60

,

89

41

,

105

85

,

0

max

1

max





x







a



mm

Gaya akibat beton tertekan adalah :

85 , 0 20 150 6 , 89 85 , 0 ' max max a b fc     C 99 , 228470 max C Nmm

Momen nominal balok pada saat As maksimum adalah











 





2

max max max

C

d

a

Mn

Nmm Mn 39000401,86 2 5 , 215 99 , 228470 max  _ 89,6_ 86 , 39000401 max Mn Nmm >Mn_perlu13568101,96 Nmm

 Analisa beton bertulangan tunggal Perhitungan ρ perlu : ' * 85 . 0 f_c y f m 20 * 85 . 0 320  = 18,82 2 *d b Mn Rn ₂ 1,95 5 , 215 * 150 13.568.102 _ 













   ' * 85 , 0 . 2 1 1 . m 1 c f Rn  00648 , 0 20 * 85 , 0 95 , 1 * 2 1 1 . 82 , 8 1    

_











00437

,

0

min





<



_perlu 0,00648 < 022 , 0 max 



(OK)

sehingga, dipakai :



_perlu 0,00648 Perhitungan As perlu : 5 , 215 150 00648 , 0       b d Asperlu



= 209,54 mm2

Perhitungan jumlah tulangan (n) :

2 . * * 4 1 utama dtul perlu As tul n



 = 1,579 2 13 * * 4 1

54

,

209

_



2 buah sehingga : 2 . 4 1 utama tul D n terpasang As    33 , 265 2 13 4 1 2      terpasang As mm2

Perhitungan jarak spasi antar tulangan longitudinal : 1 . 2 2         n utama tul D n Cc sengkang w b s  68 1 2 13 2 20 2 8 2 150 _         s mm > 25 mm (OK)

5.3 Desain Kapasitas Kolom

Kapasitas kolom harus memenuhi diagram interaksi Aksial-Momen. Diagram ini adalah salah satu parameter penting dalam mengontrol kemampuan kolom terhadap gaya-gaya dominan yang terjadi padanya, yaitu aksial dan momen. Apabila gaya-gaya yang terjadi berada di luar diagram ini, maka desain kolom dianggap tidak mencukupi sehingga perlu didesain ulang.

X

b εcu= 0,003

ε

s d

Gambar 22 Kapasitas kolom berukuran 200 x 200 mm2 dengan 8D10

Gambar 5.3 menunjukkan bahwa kapasitas kolom berukuran 200 x 200 mm dengan 8D10 sudah cukup memenuhi syarat kekuatan untuk kolom struktur lebar 4 m. Namun tetap harus dilakukan pengecekan terhadap syarat Strong Column Weak Beam, seperti berikut :

Data balok yang tersambung pada kolom tengah bawah: b = 150 mm

h = 250 mm

dc = 20 mm (tebal selimut beton)

d = h – dc – dia. sengkang – ½ dia. tul. utama bawah = 250 – 20 – 8 – ½ .13 = 215,5 mm

d’ = h – dc – dia. sengkang – ½ dia. tul. utama atas = 200 – 20 – 8 – ½ .10 = 217 mm

As = 2 x (0.25 x π x 132_{) = 265.46 mm}2 As’ = 2 x (0.25 x π x 102_{) = 157.08 mm}2 Menghitung momen nominal tulangan bawah:

mm 31 , 33 150 20 85 0 320 46 , 265 = 85 0 =  x x . x ' b c f . y f s bawah A a             2 33,31 -215,5 320 x 265,46 = 2 a -d fy atas s A = atas n M = 16891481 Nmm = 16,89 kNm Menghitung momen nominal tulangan atas:

mm 71 , 19 150 20 85 0 320 08 . 157 = 85 0 =  x x . x ' b c f . y f s bawah A a             2 19,71 -217 320 x 157.08 = 2 a -d fy bawah s A = bawah n M = 10412194 Nmm = 10,41 kNm Sehingga,



16,89 10,41



5 6 5 6 5 6_{   }      ₌ bawah n M atas n M = g M = 32,76 kNm

Untuk memenuhi syarat ini, maka direncanakan kolom berukuran 200 x 200 mm2 _{dengan tulangan 8D10, seperti} yang ditunjukkan oleh Gambar 5.4. Dari gambar tersebut dapat kita lihat bahwa setelah gaya dalam diplot, beban aksial terfaktor yang paling kecil kemudian ditarik garis untuk mencari nilai momennya. Dari bacaan diperoleh: M = 26 kNm, sehingga:

Σ Me = 26/0.65 = 40 kNm > 6/5 Σ Mg (Strong column weak beam OK)

Gambar 23 Bacaan kuat rencana diagram interaksi kolom tengah bawah

Kontrol HBK juga perlu diperhatikan selain syarat strong column weak beam.

kN 106,19 = N 106.185,83 = 320 x 265.46 x 1.25 = y f bawah s A 1.25 = 1 T kN 62,83 = N 62.831,85 = 320 x 157.08 x 1.25 = y f atas s A 1.25 = 2 T 33,31/2) -320(215,5 x 265.46 x 1.25 = a/2) -(d fy bawah s A 1.25 = -pr M = 21114352 Nmm = 21,11 kNm

_

_

_

_

25,26/2 -217 x320 157.08 x 1.25 = a/2 -d fy atas s A 1.25 = pr M = 13015243 Nmm = 13,02 kNm kNm 17,06 = 2 02 , 3 1 11 ,1 2 = 2 pr M -pr M = u M













   kN 11,38 = 0.2) -(3.2 06 , 17 x 2 = n 2 = h V l u M Maka, kN 157,64 = 11,38 -62,83 + 106,19 = h V -2 T + 1 T = xx V

Dimana, SNI 2847-02 dalam Pasal 23.5.3(1) mengatur tentang kemampuan HBK untuk kolom yang terkekang pada keempat sisinya: ' ) kolom h balok (b 1.7 x 0.75 = c V    f_c



=0.751.7( 150250 ) 20 = 213.824 N = 213,82 kN > Vxx (HBK memenuhi syarat) BAB VI

EVALUASI KINERJA STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN DINDING BATA 6.1 Umum

Dari beberapa penelitian mengenai perilaku dinding bata terhadap beban lateral, metode bracing tekan yang diajukan Saneinejad dan Hobbs (1995) dapat digunakan karena dinilai paling sederhana dan representatif. Metode inilah yang akan digunakan untuk mengevaluasi struktur beton bertulang dengan dinding pengisi yang telah direncanakan konfigurasinya pada bab 4 dan 5.

Terdapat beberapa variasi dinding bata dengan 2 variabel yang diubah – ubah untuk ketiga struktur bangunan beton bertulang yang telah direncanakan. Hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dinding bata pada struktur portal beton bertulang, variabel tersebut antara lain

1. Variabel tipe pembatas

Dinding bata divariasi menjadi 2 tipe pembatas, yaitu dinding dengan 4 pembatas (Gambar 3.9)

dan dinding bata dengan 3 pembatas. Dinding bata dengan 3 pembatas direncanakan memiliki bukaan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.11. Dinding bata dimodelkan sebagai bracing tekan yang merepresentasikan luasan dinding bata tersebut. Pemodelan dari kedua jenis pembatas dapat dilihat pada Gambar 3.10 dan Gambar 3.12.

Gambar 24 Dinding bata dengan 4 pembatas

Gambar 25 Pemodelan dinding bata dengan 4 pembatas

Gambar 26 Dinding bata dengan 3 pembatas

Gambar 27 Pemodelan dinding dengan 3 pembatas 2. Variabel jenis susunan dinding bata

Terdapat 2 jenis susunan dinding bata yang digunakan yaitu susunan 1 bata dan setengah bata. Hal ini harus dibedakan karena kedua tipe susunan tersebut memiliki nilai kekuatan dan kekakuan yang berbeda.

Gambar 28 Dinding dengan susunan setengah bata

Gambar 29 Dinding dengan susunan satu bata

Tabel 6.1 Rekapitulasi 12 macam pemodelan dinding bata

Model Lebar Portal

(m) Tipe Bukaan

Susunan Dinding Bata

M 1 4 4 pembatas satu bata

M 2 4 4 pembatas ½ bata

M 3 4 3 pembatas satu bata

M 4 4 3 pembatas ½ bata

M 5 3 4 pembatas satu bata

M 6 3 4 pembatas ½ bata

M 7 3 3 pembatas satu bata

M 8 3 3 pembatas ½ bata

M 9 2 4 pembatas satu bata

M 10 2 4 pembatas ½ bata

M 11 2 3 pembatas satu bata

M 12 2 3 pembatas ½ bata

6.2 Pemodelan Struktur Beton dengan Dinding Bata

Pemodelan struktur beton bertulang dengan dinding bata sebagai komponen yang ikut menerima beban lateral pada SAP2000 cukup dilakukan secara 2D dengan Static Pushover Analysis, yaitu portal diberi beban gempa secara monotonik. Sedangkan pemodelan yang akan dilakukan pada penelitian ini, dinding bata dimodelkan sebagai bracing tekan dengan bentuk bulat solid yang memiliki karakteristik material beton dengan berat jenis sebesar 19,56 kN/m3 _(satu bata), dan sebesar 22,72 kN/m3 _{(setengah bata), f’c = 7 Mpa} (dinding bata), E = 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010), dan poisson ratio’s = 0,15 (Chen 2003) (Gambar 6.3).

(a) dinding satu bata (b) dinding setengah bata Gambar 30 Input properti material dinding bata pada

SAP2000

Komponen bracing tekan harus didefinisikan dengan tepat pada SAP2000 untuk merepresentasikan dinding bata sesuai keadaan sebenarnya

6.2.1 Menentukan Dimensi Bracing

Tiap model memiliki representasi wilayah dinding bata yg berbeda – beda. Kemudian dari nilai Ad tersebut dapat dicari dimensi bracing tekan yang direncanakan berbentuk bulat solid. Untuk hasil perhitungan variable yang lain, akan ditabelkan.

Dinding dengan 4 pembatas

3 3 2 3 2 4 7 2 2 3 4 5 b b b b b b W H W H H W _                       









3 3 4000 3200 15 , 0 2 3 2 4000 3200 15 , 0 4 7 2 3200 4000 15 , 0 2 3 4 5 _                        

79

,

4





3200 mm 4000 3200 mm mm 3200 mm 1600 mm 4000 3200 mm mm 3200 mm 3200 mm 3200 mm 3200 mm

o Wb Hb _38,66 4000 3200 tan tan 1 _ 1 _    



Wb Hb

 



mm Ld_ 2_ 2 _ 40002_32002 _5122,49  Dinding dengan susunan satu bata (M1)

66 , 38 cos 79 , 4 230 49 , 5122 2   Ad 2 2 _0,40 18 , 403135 mm m Ad  maka, m b0,72

 Dinding dengan susunan setengah bata (M2) 66 , 38 cos 79 , 4 110 49 , 5122 2   Ad 2 2 _0,19 192804 mm m Ad   maka, m b0,50

Pemodelkan dinding bata dengan 4 pembatas pada SAP 2000 ditunjukan oleh gambar berikut :

(a) dinding dengan 4 pembatas (b) bracing tekan setinggi portal

Gambar 31 Pemodelan dinding bata dengan 4 pembatas Hasil perhitungan direkap dalam Tabel 6.2 berikut.

Tabel 6.2 Dimensi bracing tekan

Model _(mmAd 2_{) (mm)} D M 1 403135 720 M 2 192804 500 M 3 242753 560 M 4 116099 380 M 5 331983 650 M 6 158774 450 M 7 233057 540 M 8 111462 380 M 9 226269 540 M 10 108216 370 M 11 201568 510 M 12 96402 350

6.2.2 Kekuatan dan Deformasi Dinding Bata

Berikut akan dipaparkan contoh perhitungan untuk nilai kekuatan utama dari dinding bata dengan data material dinding bata yang telah didapatkan dari penelitian di

laboratorium (bab 4). Nilai kuat tekan batu bata,

Mpa bc

f 7 , kuat tekan mortar, f_mc10Mpa, Modulus elastisitas dinding bata 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010).

Untuk mengetahui kekuatan dan deformasi dari dinding bata, harus diketahui besarnya gaya aksial yang terjadi pada bracing, yaitu N. Berikut disajikan tabel yang merangkum gaya aksial.

Tabel 6.3 Gaya Aksial pada bracing akibat beban gempa

Model _(newton) N M 1 2513 M 2 2469 M 3 2808 M 4 2493 M 5 2487 M 6 2423 M 7 2548 M 8 2427 M 9 2659 M 10 2511 M 11 2414 M 12 2278

Kekuatan Strut bracing tekan





_

_

             setengahbata v g l h g h 87 , 0 35 230 65 50 2 2 tan





_

_

               satu bata v g l w h g h 85 , 0 235 230 110 125 50 2 2 2 tan Pemodelan M1 α and β = 0,45

 

f

 

Mpa fmbt 0.232 mc 0.3380.23210 0.3380,51 Mpa f fbt 0.22 bc 0.2271,54 Tb = 230 mm Wb = 4.000 mm Hb = 3.200 mm mm W H1  b tan



40000,853414,6 Hb mm W H2 0.5 _b tan



0.540000,851707,3 

 

0,202 403135 2513 0051517 . 0 654 . 0 885 . 0 10 0258 . 0           f 



tan

8

,

0

4000

/

3200

/

W

_b







b

H

Maka, 4000 3200 mm mm 4000 3200









N f H W T Vn b b f b mbt 8 , 353518 51 , 0 45 , 0 7 , 3471 202 , 0 4000 230             n b b f r V N T W V 6 , 0 1 , 186187 230 4000 202 , 0        

6.2.3 Sendi plastis balok, kolom dan dinding bata

Tabel 6.5 Parameter model dan kriteria penerimaan untuk prosedur nonlinier balok beton bertulang

Sumber : FEMA 356 2000

Tabel 6.6 Parameter model dan kriteria penerimaan untuk prosedur nonlinier balok beton bertulang (FEMA-356 2000)

Sedangkan untuk dinding bata akan diinput parameter – parameter non linier non-default hinge properties di SAP 2000. Sendi plastis akibat beban aksial pada dinding bata dengan empat pembatas mengikuti Tabel 6.7 – 6.12. Khusus untuk dinding bata dengan 3 pembatas memiliki nilai properti sendi plastis yang sama seperti disajikan pada tabel 6.13. Properti sendi plastis untuk dinding bata diberikan pada tengah – tengah bracing tekan.

Tabel 6.7 Gaya aksial sendi plastis dinding M1

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0

B 0.8 0

C 1 1

D 0,527 1.1

E 0,527 10

Tabel 6.8 Gaya aksial sendi plastis dinding M2

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0

B 0.88 0

C 1 1

D 0,532 1.1

E 0,532 10

Tabel 6.9 Gaya aksial sendi plastis dinding M5

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0

B 0.8 0

C 1 1

D 0.410 1.1

E 0.410 10

Tabel 6.10 Gaya aksial sendi plastis dinding M6

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0

B 0.88 0

C 1 1

D 0.420 1.1

E 0.420 10

Tabel 6.11 Gaya aksial sendi plastis dinding M 9

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0

B 0.8 0

C 1 1

D 0.277 1.1

E 0.277 10

Points Force/SF Displacement/SF A 0 0 B 0.88 0 C 1 1 D 0.286 1.1 E 0.286 10

Tabel 6.13 Gaya aksial sendi plastis dinding untuk model dengan 3 pembatas

Points Force/SF Displacement/SF

A 0 0

B 0.8 0

C 1 1

D 1 1.1

E 1 10

6.3 Contoh Analisis Nonlinier Statik Pushover

Pada subbab ini akan dijelaskan mengenai langkah – langkah yang perlu diperhatikan dalam analisa pushover pada program SAP 2000, mulai dari pembuatan model, cara memasukkan parameter – parameter yang perlu dilakukan, running program serta hasil analisa pushover dan daktilitas

displacement struktur. Dipilih untuk menganalisa model M1 sebagai contoh pengerjaan.

Langkah – langkah analisis pushover pada program SAP2000 adalah sebagai berikut :

Langkah 1 : Gambar model struktur portal 2D frames

Langkah 2 : Input data –data pemodelan

Number of stories = 1. Number of bays, X = 1. Story Height = 3.2 m. Bay width, X = 4 m. Kemudian add new properties balok dan juga kolom seperti pada konfigurasi yang telah direncanakan pada Bab 4 dan Bab 5.

Langkah 3 : Membuat bracing tekan yang merupakan representasi dari dinding satu bata dengan 4 pembatas (M1)

Klik Define >> Section Properties >> Frame Properties >> Add new Properties kemudian pilih property type other kemudian klik section designer. Input data – data bracing sesuai Gambar 6.9.

Gambar 32 Input pembuatan properti bracing tekan Langkah 4 : Memberikan pembebanan seperti pada Bab 4 Beban gravitasi juga beban horisontal yang sudah dihitung pada Bab 4, dimasukan ke dalam pemodelan panel dinding. Beban gravitasi dikenakan pada balok, dan beban horisontal pada joint seperti ditunjukkan gambar berikut.

Langkah 5 : Mendefinisikan case beban pushover

Load caseDead, Live dan Quake didefinisikan sebagai beban linier. Khusus untuk input pushover case, diisi sesuai Gambar 6.19 dan Gambar 6.10.

Gambar 6.9 Input Cases Pushover (1)

Gambar 33 Input Cases Pushover (2) Langkah 6 : Mendefinisikan sendi plastis (hinges) Sendi plastis pada balok :

Terlebih dahulu pilih balok yang akan didefinisikan sendi plastisnya, kemudian klik Assign >> Frame >> Hinges untuk mendefinisikan dan menset sendi plastisnya. Untuk balok, pada hinge property dipilih M3 (karena gaya dalam tersebut yang dominan/yang paling besar terjadi pada balok) dan relative distance 0 (untuk ujung kiri balok) dan 1 (untuk ujung kanan balok) (lihat Gambar 6.15 dan Gambar 6.16).

Gambar 34 Input default sendi plastis balok

Gambar 35Definisi hinge properties untuk balok Sendi plastis pada kolom :

Terlebih dahulu pilih kolom yang akan didefinisikan sendi plastisnya, kemudian klik Assign >> Frame >> Hinges. Untuk kolom, pada hinge property dipilih M3 (karena analisa 2D) dan relative distance 0 (untuk ujung bawah kolom) dan 1 (untuk ujung atas kolom) (lihat gambar 6.17 dan 6.18).

Gambar 36 Input default sendi plastis kolom

Gambar 37 Definisi hinge properties untuk kolom Sendi plastis pada bracing tekan:

Pertama – tama harus diinput non-default hinges properties dari bracing tekan dengan klik Define >> Hinge Properties >> Add new property. Pilih hinge tipe

Deformation control dan modify tabel Displacement Control Parameter berdasarkan tabel yang telah dihitung pada subbab sebelumnya.

Gambar 38 Modify non-default hinge properties bracing M1 Kemudian pilih bracing tekan yang akan didefinisikan, klik Assign >> Frame >> Hinges. Untuk bracing, pada

hinge property dipilih FHI dan relative distance 0,5 (untuk tengah – tengah bracing) (lihat Gambar 6.20)

Gambar 39 Input hinge properties untuk bracing

Gambar 40 Sendi plastis pada elemen struktur Langkah 7 : Running program

Analisis beban dorong pertama tama di run adalah beban mati dan hidup, juga gempa (Gambar 6.22). Setelah itu, kapasitas elemen struktur di cek dengan menggunakan

Check design structure untuk mengetahui apakah struktur mampu menahan beban – beban tersebut. Jika hasil cek struktur sudah OK, baru dilakukan run ke dua yaitu beban pushovernya saja (Gambar 6.23).

Gambar 41 Running pertama

Gambar 42 Running ke dua Langkah 8 : Melihat kurva kapasitas hasil pushover

Setelah running complete, hasil kurva pushover dapat dilihat dengan mengklik Display >> Show static pushover curve. Dari hasil running pushover dapat diketahui nilai daktilitas Displacement struktur yang diperoleh dari perbandingan antara Displacement saat runtuh (ultimate) terhadap Displacement saat leleh (ditunjukkan pada gambar 6.24). Sedangkan dari gambar 6.25 dapat diketahui

performance point.

Gambar 43 Kurva Pushover

Gambar 44 Kurva Spectrum Kapasitas

Mengganti nilai Ca dan Cv

Performance point

Tabel 6.14 Hasil Analisa Pushover

BAB VII PENUTUP 7.1 KESIMPULAN

Dari hasil perencanaan dan analisa pada bab-bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa :

1 Dari hasil tes di laboratorium, nilai kuat tekan batu bata adalah fbc = 7 Mpa dan untuk nilai kuat tekan mortar didapatkan fmc = 10 Mpa . Nilai modulus elastisitas mortar didapatkan sebesar 5600 Mpa. Sedangkan nilai modulus elastisitas batu bata untuk perencanaan mengacu pada penelitian di Indonesia (Laboratorium Bahan Universitas Indonesia) yaitu sebesar 2237 Mpa (Essy dalam Yohannes, 2010) hal ini dikarenakan keterbatasan alat yang tersedia di laboratorium.

2 Berdasarkan hasil pushover, nilai daktilitas semua model baik portal dengan lebar 4 m, 3 m, dan 2 m, memenuhi syarat. Dari hasil perbandingan variasi dinding bata yang ada, dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai daktilitas suatu struktur dipengaruhi oleh luasan dan tebal dinding bata. Semakin besar dan tebal sebuah dinding semakin besar pula nilai kekakuan dan kekuatannya mempengaruhi sebuah struktur beton bertulang.

3 Evaluasi kapasitas model struktur dengan bracing tekan menunjukkan hasil yang telah memenuhi syarat, hal ini dapat dilihat dari kinerja struktur ketika mencapai performance point, keseluruhan model mencapai range IO to LS (Immediate Occupancy to Life Safety).

4 Hasil studi menunjukan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki nilai daktilitas yang lebih baik dan kapasitas base share yang lebih besar bila dibandingkan dengan struktur open frame. Dari evaluasi kinerjanya, struktur dengan dinding pengisi batu bata mampu mencapai range Life Safety-Collapse Prevention sedangkan struktur open frame hanya mampu berada pada daerah Immediate Occupancy. Berdasarkan hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa struktur dengan dinding pengisi batu bata memiliki perilaku yang lebih baik bila dibandingkan dengan struktur open frame.

7.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan sesuai dengan tugas akhir ini adalah:

1 Kekuatan dan kekakuan dinding bata pengisi perlu diperhatikan dalam proses desain bangunan rumah sederhana.

2 Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh kinerja panel dinding pengisi bata pada struktur bertingkat rendah dan struktur bertingkat tinggi.

Penelitian ini masih menganalisa perilaku dinding bata pengisi pada struktur portal tunggal (single frmae). Untuk selanjutnya dapat dilakukan studi untuk meneliti kinerja dari bangunan rumah atau gedung dengan dinding pengisi batu bata.

Type

struktur Model No. Portal (m)Lebar PembatasJumlah Susunan Dinding Δy (m) Δu (m) μΔ δt (m)

Base Share (kN) Kategori Step Akhir M04 4 - - 1.35330E-02 7.61530E-02 5.62721 0.0035 5.100 B to IO 16 M03 3 - - 1.30510E-02 7.69250E-02 5.89418 0.0027 4.196 B to IO 17 M02 2 - - 1.35380E-02 7.61910E-02 5.62794 0.0020 3.355 B to IO 20

M1 satu bata 1.27320E-02 7.6696E-02 6.02388 0.0160 13.962 CP to C 18

M2 ½ bata 1.27320E-02 7.6696E-02 6.02388 0.0093 12.626 IO to LS 18

M3 satu bata 1.35620E-02 7.7093E-02 5.68449 0.0069 10.216 IO to LS 16

M4 ½ bata 1.34220E-02 7.7127E-02 5.74631 0.0058 8.686 B to IO 16

M5 satu bata 1.37370E-02 7.7486E-02 5.64068 0.0140 10.975 CP to C 22

M6 ½ bata 1.37380E-02 7.7485E-02 5.64020 0.0069 7.943 IO to LS 22

M7 satu bata 1.37890E-02 7.5966E-02 5.50917 0.0048 6.636 IO to LS 17

M8 ½ bata 1.37800E-02 7.5983E-02 5.51401 0.0035 5.439 B to IO 17

M9 satu bata 1.49380E-02 7.3945E-02 4.95013 0.0150 9.034 CP to C 23

M10 ½ bata 1.49390E-02 7.3951E-02 4.95020 0.0050 4.074 IO to LS 23

M11 satu bata 1.43020E-02 7.5294E-02 5.26458 0.0032 4.480 IO to LS 21

M12 ½ bata 1.42880E-02 7.5315E-02 5.27121 0.0022 3.979 B to IO 21

Struktur Open Frame Struktur dengan Bracing Tekan 3 2 4 pembatas 3 pembatas 4 pembatas 3 pembatas 4 pembatas 3 pembatas 4