BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1. Hasil Desain
Bagian ini menampilkan hasil desain untuk masing-masing varian yang dimensi baloknya diprediksi dari beban gravitasi dan 1/12 kali bentang, sedangkan dimensi kolom diprediksi 0.13-0.17 kali kokoh tekan beton seperti ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Dimensi Balok dan Kolom Varian Balok (mm) Kolom (mm) 2 - 6 - 6 300 x 500* 800 x 800 2 - 6 -8 350 x 650** 1100 x 1100 2 - 10 - 6 300 x 500* 1000 x 1000 2 - 10 - 8 350 x 650** 1200 x 1200 6 - 6 - 6 300 x 500* 800 x 800 6 - 6 - 8 350 x 650** 1100 x 1100 6 - 10 - 6 300 x 500* 1000 x 1000 6 - 10 - 8 350 x 650** 1200 x 1200 Keterangan :
* Estimasi dimensi balok dari 1/12 kali bentang balok
** Estimasi dimensi balok dari beban gravitasi 4.1.1 Parameter DDBD
Pada Tabel 4.2 di bawah ini ditampilkan parameter semua varian menurut metode DDBD.
Tabel 4.2 Parameter DDBD Untuk Semua Varian
Varian me (kN) ξeq Te (detik) Δd (m) Ke (kN/m) Vbase (kN) 2 - 6 - 6 20853.950 0.088 2.798 0.279 10518.109 2939.383 2 - 6 -8 36937.390 0.085 2.759 0.281 19156.190 5374.124 2 - 10 - 6 38644.722 0.087 4.456 0.449 7683.782 3446.491 2 - 10 - 8 63103.537 0.083 4.386 0.449 12953.032 5821.607 6 - 6 - 6 22436.406 0.112 1.626 0.280 33501.827 9369.242 6 - 6 - 8 41919.497 0.112 1.632 0.281 62168.086 17454.056 6 - 10 - 6 41210.498 0.110 2.595 0.449 24154.273 10838.384
4.1.2 Distribusi Shear Force (Fi)
Pada Tabel 4.3 dan 4.4 di bawah ini disajikan nilai distribusi Fi pada tiap storey menurut metode DDBD pada wilayah -2 dan -6.
Tabel 4.3 Distribusi Shear Force (Fi) pada Wilayah 2 DDBD (kN) Lantai 2 - 6 - 6 2 - 6 -8 2 - 10 - 6 2 - 10 - 8
10 813.50 1398.08
9 484.89 814.63
8 444.91 747.47
7 401.47 674.48
6 925.66 1733.85 354.54 595.64 5 627.23 1133.86 304.14 510.97 4 528.19 954.82 250.26 420.45 3 415.95 751.92 192.91 324.10 2 290.50 525.15 132.08 221.91
1 151.85 274.51 67.78 113.87
Tabel 4.4 Distribusi Shear Force (Fi) pada Wilayah 6 DDBD (kN) Lantai 6 - 6 - 6 6 - 6 - 8 6 - 10 - 6 6 - 10 - 8
10 2566.91 4507.23
9 1523.26 2612.21
8 1397.69 2396.86
7 1261.19 2162.80
6 2964.15 5657.73 1113.78 1910.00 5 1995.03 3674.26 955.45 1638.48 4 1680.02 3094.12 786.20 1348.24 3 1323.02 2436.62 606.03 1039.27 2 924.01 1701.76 414.94 711.57 1 483.01 889.56 212.93 365.15
Tabel 4.5 menunjukkan jumlah tulangan balok dan kolom pada semua varian yang diteliti. Detail tulangan lebih lanjut dapat dilihat pada Lampiran 1
Tabel 4.5 Range Tulangan Balok dan Kolom (Dimensi Awal)
Varian ρ Balok ρ Kolom
2 - 6 - 6 0.01 – 0.03 0.01 – 0.045 2 - 6 -8 0.011 – 0.026 0.011 – 0.027 2 - 10 - 6 0.013 – 0.033 0.013 – 0.035 2 - 10 - 8 0.011 – 0.03 0.011 – 0.027 6 - 6 – 6 0.02 – 0.047 0.01 – 0.025
6 - 6 - 8 0.015 – 0.037 0.011 6 - 10 - 6 0.013 – 0.054 0.013 – 0.026 6 - 10 - 8 0.011 – 0.04 0.011 – 0.02
Untuk mengetahui efektivitas dari penggunaan dimensi balok dan kolom yang diprediksi dari beban gravitasi atau 1/12 kali bentang dan 0.13-0.17 kali kuat tekan beton, maka dicoba terlebih dahulu pada 4 varian yang terletak di wilayah 2.
Beban gempa yang terjadi di wilayah 6 jauh lebih besar daripada yang terjadi di wilayah 2, sehingga lebih baik meninjau dimensi yang dapat digunakan di wilayah 2 terlebih dahulu. Setelah mendapat dimensi yang sesuai untuk wilayah 2, dimensi tersebut dapat digunakan sebagai dimensi awal pada varian di wilayah 6.
4.2 Hasil Analisis Time History dan Verifikasi Metode DDBD dan FBD 4.2.1 Displacement dan Drift Ratio
Output dari analisis time history SeismoStruct V.6 salah satunya adalah displacement pada tiap-tiap kolom. Dari nilai displacement ini, dapat dihitung drift ratio dari kolom-kolom tersebut dengan Persamaan 4.1.
( ) ( )
d mana Δi adalah displacement terjadi pada storey ke- , Δi-1 adalah displacement terjadi pada storey sebelum storey ke-i, dan Hc adalah tinggi kolom. Drift yang dihasilkan oleh analisis Time History dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan 4.2.
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00
0,00 1,00 2,00 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Wilayah 2 Bangunan 6 Lantai
Design TH 2-6-6 Design TH 2-6-8 Drift Design Limit Drift
Gambar 4.1 Drift Ratio dan Drift Design pada Bangunan 6-lantai Wilayah 2
Gambar 4.2 Drift Ratio dan Drift Design pada Bangunan 10-lantai Wilayah 2
Pada Gambar 4.1 dan 4.2 dapat dilihat bahwa drift yang dihasilkan masih melebihi limit drift yang diijinkan. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa parameter awal penentuan dimensi elemen struktur yang berdasarkan beban gravitasi maupun terhadap parameter 1/12 kali bentang bangunan masih kurang tepat. Maka langkah yang dilakukan selanjutnya adalah mencoba kemungkinan parameter lain. Dalam
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
0,00 1,00 2,00 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Wilayah 2 Bangunan 10 Lantai
Design TH 2-10-6 Design TH 2-10-8 Drift Design Limit Drift
penelitian ini, dipakai parameter pemilihan dimensi balok sebesar 1/11 dan 1/10 kali bentang balok. Sedangkan untuk dimensi serta tulangan kolom tidak dilakukan perubahan karena dianggap sudah cukup kuat (Tabel 4.1 dan 4.5). Hasil dimensi dan tulangan balok dapat dilihat pada Tabel 4.6
Tabel 4.6 Tulangan dan Dimensi Balok
Varian Balok
Dimensi ρ tulangan 2 - 6 - 6 400 x 600 0.006 - 0.013 2 - 6 - 8 550 x 800 0.007 - 0.01 2 - 10 - 6 400 x 550 0.007 - 0.021 2 - 10 - 8 550 x 800 0.007 - 0.011 6 - 6 - 6 400 x 600 0.02 - 0.047 6 - 6 - 8 550 x 800 0.015 - 0.037 6 - 10 - 6 400 x 600 0.013 - 0.054 6 - 10 - 8 550 x 800 0.011 - 0.04
Gambar 4.3 sampai dengan Gambar 4.6 menunjukkan displacement rata- rata semua kolom dan drift ratio pada bangunan 6 dan 10 lantai (masing-masing bentang 6- dan 8- meter) dengan metode DDBD pada wilayah 2 dan 6 serta perbandingannya terhadap displacement target dan drift ratio target. Displacement target dari DDBD adalah displacement yang telah diperoleh dari perhitungan metode DDBD (Tabel 3.5 kolom (5) untuk bangunan 6 lantai dengan bentang 6 meter di wilayah 2). Drift ratio target dari DDBD adalah drift ratio yang terjadi akibat displacement yang telah diperoleh dari perhitungan metode DDBD (Tabel 3.5 kolom (5)). Perlu diketahui bahwa penentuan parameter dimensi balok pada wilayah gempa 6 dimulai dari 1/10 dari bentang balok. Hal ini dikarenakan melihat beberapa hasil parameter dimensi balok dengan 1/11 dari bentang balok pada wilayah 2 masih kurang terlalu baik, oleh karena itu bangunan ada wilayah gempa 6 menggunakan parameter awal dimensi balok dengan 1/10 bentang balok
Gambar 4.3 Average Displacement dan Displacement Target pada Bangunan 6-lantai (Wilayah-2 dan -6)
Gambar 4.4 Average Displacement dan Displacement Target pada Bangunan 10-lantai (Wilayah-2 dan -6)
0 1 2 3 4 5 6 7
0 100 200 300 400 500
Story
Displacement (mm)
Average Displacement Bangunan 6 Lantai Pada Wilayah 2 dan 6
L/12 (2-6-6) L/11 (2-6-6) L/10 (2-6-6)
Beban Gravitasi (2-6-8) L/11 (2-6-8)
L/10 (2-6-8) L/10 (6-6-6) L/10 (6-6-8) Design
0 2 4 6 8 10 12
0 200 400 600 800
Story
Displacement (mm)
Average Displacement Bangunan 10 Lantai Pada Wilayah 2 dan 6
L/12 (2-10-6) L/11 (2-10-6) L/10 (2-10-6)
Beban Gravitasi (2-10-8) L/11 (2-10-8)
L/10 (2-10-8) L/10 (6-10-8) L/10 (6-10-6) Design
Gambar 4.5 Drift Ratio dan Drift Design pada Bangunan 6-lantai (Wilayah-2 dan -6)
0 1 2 3 4 5 6 7
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 6 Lantai Pada Wilayah 2 dan 6
Design Drift Limit Drift L/12 (2-6-6) L/11 (2-6-6) L/10 (2-6-6)
Beban Gravitasi (2-6-8) L/11 (2-6-8)
L/10 (2-6-8) L/10 (6-6-6) L/10 (6-6-8)
Gambar 4.6 Drift Ratio dan Drift Design Pada Bangunan 10-lantai (Wilayah -2 dan -6)
Dari gambar-gambar di atas dapat dilihat bahwa hampir semua konfigurasi bangunan baik 6 maupun 10 lantai (bentang 6- dan 8- m) pada wilayah -2 dan -6 sudah menghasilkan displacement yang lebih kecil dari target design awal. Selain daripada itu dapat dilihat efek dari perubahan dimensi balok berpengaruh baik terhadap drift yang dihasilkan, dengan kata lain drift yang dihasilkan semakin kecil dan mendekati drift design. Hasil secara keseluruhan untuk bangunan 6 dan 10 lantai baik untuk wilayah gempa 2 dan 6 dengan menggunakan parameter dimensi balok baik dengan 1/11 sampai dengan 1/10 kali bentang balok sudah menghasilkan drift yang cukup baik. Namun untuk konfigurasi bangunan yang masih belum memenuhi target displacement adalah bangunan 6 lantai baik dengan bentang 6- dan 8- meter pada wilayah 6. Terlihat pada gambar di atas bahwa bangunan 6 lantai pada wilayah 6 memiliki karakteristik khusus yang berbeda apabila dibandingkan dengan konfigurasi bangunan lain.
0 2 4 6 8 10 12
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 10 Lantai Pada Wilayah 2 dan 6
Design Drift Limit Drift L/12 (2-10-6) L/11 (2-10-6)
Beban Gravitasi (2-10-8) L/11 (2-10-8)
L/10 (2-10-8) L/10 (6-10-6) L/10 (6-10-8)
0 2 4 6 8
0 2000 4000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8
0 2000 4000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8
0 5000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
Dari hasil grafik drift ratio, juga didapatkan bahwa untuk DDBD sebagian besar drift ratio yang terjadi lebih besar dari target design awal, namun masih belum melebihi limit drift ratio 2%. Beberapa titik yang melewati batas masih dianggap layak karena hanya sedikit lebih besar daripada batas yang sudah ditentukan. Dari grafik diatas (Gambar 4.1-4.4) terlihat dengan jelas bahwa, pemakaian dimensi balok yang semakin besar secara umum akan sangat berpengaruh dalam mengurangi besar drift yang terjadi.
4.2.2 Moment dan Shear Force Kolom
Hasil analisis yang dilakukan terhadap momen dan gaya geser pada kolom menunjukkan hasil yang cukup baik, hal ini terlihat pada besarnya momen maupun gaya geser yang mendekati desain awal. Gambar 4.7 sampai 4.14 menunjukkan rata- rata gaya geser dan momen yang diterima semua kolom pada saat drift menunjukkan hasil yang baik.
Gambar 4.7 Momen Kolom (Varian 2-6-6)
0 2 4 6 8 10 12
0 2000 4000 6000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal 0
2 4 6 8 10 12
0 2000 4000 6000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal 0
1 2 3 4 5 6 7
0 500 1000
Story
Shear (kN) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 500 1000
Story
Shear (kN) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 500 1000
Story
Shear (kN) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
Gambar 4.8 Gaya Geser Kolom (Varian 2-6-6)
Gambar 4.9 Momen Kolom (Varian 2-10-6)
0 2 4 6 8 10 12
0 500 1000 1500
Storey
Moment (kNm) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000 3000
Storey
Moment (kNm) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000 3000
Storey
Moment (kNm) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000 6000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000 6000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
0 1 2 3 4 5 6 7
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
Gambar 4.10 Gaya Geser Kolom (Varian 2-10-6)
Gambar 4.11 Momen Kolom (Varian 2-6-8)
0 1 2 3 4 5 6 7
0 500 1000 1500
Story
Shear (kN) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 500 1000 1500
Story
Shear (kN) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 10000 20000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
Gambar 4.12 Gaya Geser Kolom (Varian 2-6-8)
Gambar 4.13 Momen Kolom (Varian 2-10-8)
0 1 2 3 4 5 6 7
0 1000 2000
Story
Shear (kN) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000
Story
Shear (kN) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000
Story
Shear (kN) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000
Story
Shear (kN) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 1 2 3 4 5 6 7
0 5000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 1 2 3 4 5 6 7
0 5000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
Gambar 4.14 Gaya Geser Kolom (Varian 2-10-8)
0 2 4 6 8 10 12
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 2000 4000 6000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal 0
1 2 3 4 5 6 7
0 1000 2000
Story
Shear (kN) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design 0
1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000
Story
Shear (kN) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000
Story
Shear (kN) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
Gambar 4.16 Gaya Geser Kolom (Varian 6-6-6)
Gambar 4.17 Momen Kolom (Varian 6-10-6)
0 2 4 6 8 10 12
0 500 1000 1500
Storey
Moment (kNm) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000 3000
Storey
Moment (kNm) Average Shear Side
Corner
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 1000 2000 3000
Storey
Moment (kNm) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
0 1 2 3 4 5 6 7
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
0 1 2 3 4 5 6 7
0 5000 10000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Result Moment Design Moment Nominal
Gambar 4.18 Gaya Geser Kolom (Varian 6-10-6)
Gambar 4.19 Momen Kolom (Varian 6-6-8)
0 1 2 3 4 5 6 7
0 1000 2000 3000
Story
Shear (kN) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000 6000
Story
Shear (kN) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2000 4000 6000
Story
Shear (kN) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 5000 10000 15000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Corner
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 10000 20000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Side
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
0 2 4 6 8 10 12
0 10000 20000
Storey
Moment (kNm) Average Moment Center
Column
Moment Design Moment Result Moment Nominal
Gambar 4.20 Gaya Geser Kolom (Varian 6-6-8)
Gambar 4.21 Momen Kolom (Varian 6-10-8)
0 2 4 6 8 10 12
0 5000
Story
Shear (kN) Average Shear Corner
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 5000
Story
Shear (kN) Average Shear Side
Column
Shear Result Shear Design
0 2 4 6 8 10 12
0 5000
Story
Shear (kN) Average Shear Center
Column
Shear Result Shear Design
Gambar 4.22 Gaya Geser Kolom (Varian 6-10-8)
4.2.3 Damage Index
Matriks performance based design menunjukkan level kinerja struktur saat beban gempa bekerja pada struktur dengan berbagai macam tingkat intensitas gempa.
Salah satu kriteria untuk menunjukkan level kinerja struktur ini adalah damage index.
Nilai damage index pada setiap komponen struktur bisa ditinjau salah satunya dengan melihat rotation terjadi hasil time history, yield rotation dan ultimate rotation. Secara matematis, nilai damage index didapatkan melalui Persamaan (4.3).
( )
( u ) d mana TH adalah rotation terjadi hasil time history, y adalah yield rotation, dan u
adalah ultimate rotation. Untuk kriteria damage index berdasarkan standard ACMC, dapat dilihat dari Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Kriteria Damage Index Nilai Damage Index Kondisi Batas
<0.1 First Yield
0.1 - 0.25 Servicability 0.25 - 0.4 Damage Control
Perencanaan yang dilakukan pada berbagai macam varian ini didasarkan pada Damage Control. Elemen balok dapat leleh dan boleh mencapai damage control, sedangkan elemen kolom boleh mengalami pelelehan asalkan tetap dijaga kondisi Strong Column Weak Beam dan menghindari soft story. Tidak seluruh balok diperiksa, karena denah yang simetris maka hanya perlu dipilih beberapa balok yang dianggap dapat mewakili balok lainnya. Sedangkan untuk kolom diperiksa semua jenis kolom dimulai dari kolom lantai 1 atas dan bawah, sampai kolom lantai 2.
Besar Damage Index maksimum balok maupun kolom yang terjadi pada delapan varian yang diteliti, ditunjukkan pada Tabel 4.8.
Tabel 4.8 Damage Index Maksimum
Varian Balok Ujung Bawah Kolom
Ujung Atas
Kolom Mekanisme
2 - 6 - 6 0.132 0.111 0.05
Semua varian menunjukkan soft storey pada lantai 1,
dalam kondisi first yield kecuali beberapa
ujung bawah kolom dalam kondisi
serviceability
2 - 6 - 8 0.119 0.134 0.064
2 - 10 - 6 0.118 0.064 0.03
2 - 10 - 8 0.175 0.141 0.075
6 - 6 - 6 0.117 0.16 0.05
6 - 6 - 8 0.155 0.234 0.087
6 - 10 - 6 0.064 0.167 0.061
6 - 10 - 8 0.107 0.215 0.068
Mekanisme keruntuhan yang aman terjadi pada suatu bangunan adalah Beam Side Sway Mechanism, dimana pelelehan hanya boleh terjadi pada balok serta kolom lantai 1 bagian bawah (Gambar 4.15 (a)). Apabila salah satu kolom lantai 1 bagian atas mengalami pelelehan, maka harus diselediki terlebih dahulu apakah balok yang merangkai kolom memiliki Damage Index (DI) yang lebih besar dari kolom atau tidak (Gambar 4.15 (b)). Jika DI balok masih lebih besar daripada kolom, keruntuhan yang terjadi masih dianggap cukup aman (Strong Column Weak Beam). Keruntuhan yang tidak boleh terjadi adalah Column Mechanism atau yang lebih dikenal dengan Soft Storey. Keruntuhan seperti ini terjadi apabila semua kolom pada lantai yang sama leleh pada bagian atas dan bawah (Gambar 4.15 (c)).
Gambar 4.23 Mekanisme Keruntuhan
Kejadian soft storey lantai 1 pada semua varian di atas akan dijelaskan sebagai berikut, dengan mengambil contoh varian 2-6-6. Damage Index maksimum yang terjadi pada kolom lantai 1 atas (DIc) adalah 0.05, dimana terjadi pada K9 (Gambar 4.16). DI maksimum yang terjadi pada balok B15 adalah 0.093. Dari nilai DI maksimum yang terjadi pada balok dan kolom, terlihat bahwa balok B15 memiliki nilai DI yang lebih besar dari K9 sehingga kondisi Strong Column Weak Beam masih terjaga. Hal ini juga terlihat dari momen yang terjadi pada B15 lebih besar daripada momen yang terjadi pada K9, membuktikan bahwa walaupun kolom lantai 1 atas mengalami first yield, namun tetap lebih kuat dibandingkan balok.
4.2.4 Hal Menarik yang Ditemukan 4.2.4.1 Penambahan Dimensi Balok
Berdasarkan hasil analisis yang sudah dilakukan, terlihat bahwa perubahan dimensi balok menjadi lebih besar tidak memberikan jaminan bahwa hasil kinerja bangunan yang terjadi akan lebih baik. Hal ini terlihat pada hampir semua varian, dimana ketika dimensi balok diperbesar maka nilai Damage Index yang terjadi pada balok pun menjadi semakin besar. Besarnya nilai Damage Index yang dihasilkan oleh berbagai macam dimensi balok pada masing-masing varian dapat dilihat pada Lampiran 3. Gambar 4.17 (a) menunjukkan grafik moment-curvature pada varian 2- 10-6 dengan dimensi balok sebesar 1/12 kali bentang balok, sedangkan Gambar 4.17 (b) menunjukkan saat dimensi balok diperbesar menjadi 1/11 kali bentang balok.
Gambar 4.25 Grafik Moment-Curvature
Dari grafik di atas terlihat bahwa ketika dimensi balok masih 1/12 kali bentang balok, curvature yield dan ultimate lebih besar dibanding ketika dimensi balok menjadi 1/11 kali bentang. Oleh karena itu rotasi yield maupun ultimate yang terjadi juga lebih besar. Sehingga walaupun rotasi yang terjadi pada dimensi 1/11 kali bentang lebih kecil, namun kapasitas yield yang dimiliki juga lebih kecil. Hal ini dapat menyebabkan balok mengalami kerusakan yang lebih parah dibandingkan dengan ketika dimensinya masih 1/12 kali bentang.
Selain itu pada varian 2-10-8, ketika ukuran balok bertambah besar, keruntuhan yang terjadi pada kolom semakin buruk. Kolom yang semestinya hanya mengalami first yield, namun ketika dimensi balok berubah kolom tersebut menjadi lebih parah dan mengalami serviceability. Hal ini dapat terjadi karena kemungkinan ketika dimensi balok menjadi bertambah besar, kapasitas yang dimiliki kolom tidak cukup besar untuk menahan balok tersebut.
(a) (b)
0 1 2 3 4 5 6 7
0,00 1,00 2,00 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 6 Lantai 6 Meter (6-6-6)
Drift T.H.
Drift Design Drift Limit
4.2.4.2 Bangunan 6 Lantai pada Wilayah 6
Dari hasil yang sudah didapat setelah memeriksa desain semua konfigurasi yang ada, ternyata ditemukan masalah pada bangunan 6 lantai baik dengan bentang 6 ataupun 8 meter yang terletak pada wilayah 6. Ketika menggunakan dimensi awal (L/10), hasil drift yang terjadi ternyata jauh melebihi batas maksimum seperti yang terlihat pada Gambar 4.18 dan Gambar 4.19.
Gambar 4.26 Drift Pada Bangunan 6 lantai (bentang 6 meter) dengan menggunakan dimensi awal (L/10)
0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 6 Lantai 8 Meter (6-6-8)
Drift T.H.
Drift Design Drift Limit
Untuk mengatasi permasalahan yang terjadi, maka dicoba mengubah dimensi balok (tinggi balok) menjadi 1/9 bentang. Perubahan parameter terhadap dimensi balok ini diterapkan hanya kepada bangunan 6 lantai dengan bentang 6 meter karena dianggap kinerja bangunan paling buruk diantara yang lain. Namun ternyata solusi ini masih belum cukup efektif untuk mengatasi besarnya drift yang terjadi. Berikut adalah Gambar 4.20 untuk memperjelas hal ini.
Gambar 4.28 Drift Pada Bangunan 6 lantai (bentang 6 meter) dengan menggunakan dimensi (L/9)
Kemudian dicoba solusi lain yaitu dengan menambahkan tulangan pada kolom. Beberapa lonjor tulangan ditambahkan untuk memberi kekuatan tambahan pada kolom. Hasil yang didapatkan masih juga belum memenuhi persyaratan minimum drift dan lebih buruk daripada hasil yang didapat ketika mengubah dimensi balok (Gambar 4.21). Sehingga penambahan jumlah tulangan kolom tidak berpengaruh secara signifikan dalam menperkecil drift yang terjadi.
0 1 2 3 4 5 6 7
0,00 1,00 2,00 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 6 Lantai 6 Meter (6-6-6)
Drift T.H.
Drift Design Drift Limit
Gambar 4.29 Drift Pada Bangunan 6 lantai (bentang 6 meter) dengan menggunakan dimensi (L/9) dan Penambahan Tulangan Kolom
Dikarenakan penambahan tulangan kolom saja masih belum efektif, maka solusi lain yang dapat dicoba adalah dengan menambahkan tulangan balok. Namun, penambahan tulangan balok tanpa menambah tulangan kolom dapat membuat desain bangunan menjadi tidak strong column-weak beam seperti yang sudah direncanakan sebelumnya. Hal ini dapat terjadi karena balok mendapat tambahan kekuatan dari tulangan, sedangkan kolom tidak mendapatkan tambahan kekuatan. Oleh karena itu solusi yang lebih cocok untuk diterapkan adalah dengan menambah tulangan pada balok maupun kolom. Hasil dari penambahan tulangan balok dan kolom menunjukkan trend yang cukup baik (Gambar 4.22).
0 1 2 3 4 5 6 7
0,00 1,00 2,00 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 6 Lantai 6 Meter (6-6-6)
Drift T.H.
Drift Design Drift Limit
Gambar 4.30 Drift Pada Bangunan 6 lantai (bentang 6 meter) dengan menggunakan dimensi (L/9) dan Penambahan Tulangan Kolom dan Balok
Dari semua solusi yang sudah coba untuk dilakukan, maka didapat kesimpulan bahwa penambahan tulangan balok dan kolom merupakan cara yang paling efektif untuk mengurangi besarnya drift yang terjadi. Walaupun hasil yang ada menunjukkan masih ada beberapa lantai yang drift nya lebih besar dari limit maksimum. Solusi yang benar-benar tepat untuk mengatasi masalah ini masih belum dapat ditemukan karena hasil drift yang didapat bervariasi.
0 1 2 3 4 5 6 7
0,00 1,00 2,00 3,00
Storey
Drift (%)
Drift Bangunan 6 Lantai 6 Meter (6-6-6)
Drift T.H.
Drift Design Drift Limit