BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada masa kini , seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan , perkembangan pada bidang konstruksi menjadi sangat pesat yang dimana disebabkan oleh peningkatan kebutuhan manusia dan tingkat pertumbuhan manusia yang semakin tinggi.Oleh karena itu, untuk mengimbangi hal tersebut harus diikuti perkembangan pada bidang konstruksi yang sejalan agar mampu memenuhi kebutuhan manusia kedepannya.Kenaikan jumlah penduduk yang terus menerus tidak sebanding dengan luas lahan yang tersedia yang dimana bersifat konstan sehingga berakibat terhadap lahan yang semakin sempit.Berdasarkan hal tersebut, maka diperlukan cara untuk mengatasi keterbatasan lahan tersebut untuk menghindari konflik yang lebih besar kedepannya.
Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini , pembangunan gedung-gedung bertingkat tinggi seperti apartemen banyak dilakukan di indonesia untuk menanggulangi permasalahan keterbatasan lahan.Pembangunan gedung-gedung bertingkat tinggi tersebut sangat efisien dimana konsepnya adalah pemanfaatan lahan secara maksimal dan mampu dihuni oleh banyak manusia yang dimana memiliki elevasi bangunan yang cukup tinggi dan berat struktur yang besar sehingga dalam proses desain harus memperhitungkan kemampuan tanah dalam menahan struktur tersebut dan juga ketahanan struktur tersebut apabila terjadi gempa.
namun cara ini kurang efektif karena dapat memperbesar gaya gempa yang terjadi pada bangunan saat gempa terjadi.
Beberapa tahun terakhir,Para ilmuwan telah mengembangkan cara yang lebih efektif untuk mengatasi masalah gaya gempa yang terjadi pada struktur yaitu dengan menambahkan suatu alat peredam pada sistem struktur sehingga energi gempa yang masuk kedalam struktur dapat terdissipasi dan mampu mengurangi akibat gempa terhadap struktur.Alat peredam gempa yang ditambahkan pada struktur ini dinamakan
Seismic Devices.Alat ini meredam gaya gempa yang masuk kedalam struktur dengan cara
menyalurkan energi gempa terhadap lokasi dimana energi gempa tersebut akan direduksi sehingga deformasi yang terjadi pada daerah sendi plastis tidak akan mengalami kerusakan dan kerusakan cenderung terjadi pada daerah yang mudah untuk diperbaiki saat terjadi gempa besar.
Seismic devices dipasang pada suatu struktur bertujuan untuk mendissipasi energi gempa yang masuk kedalam struktur dengan menambah massa struktur dan mengubah kekakuannya sehingga bangunan dapat dikontrol dan direncanakan dalam kondisi elastis saat terjadi gempa.
Seismic devices dapat digolongkan menjadi 3 yaitu : 1. Base Isolator System
2. Active Control System 3. Passive Control System
Base Isolator system terbuat dari bantalan karet berkekuatan tinggi yang dipasanag diantara kolom dan pondasi dan merupakan sistem untuk meminimalisir ataupun mencegah kerusakan pada struktur dengan cara mengisolasi struktur terhadap tanah sehingga saat terjadi gempa,gerakan tanah yang terjadi tidak langsung berdampak terhadap struktur melainkan melalui isolator terlebih dahulu sehingga pergerakan atau deformasi pada struktur menjadi lebih kecil.Base isolator bekerja hampir sama seperti suspensi pada mobil dimana mengizinkan mobil melalui medan yang kasar tanpa menyebabkan pengemudi terlempar dari kendaraan.Penggunaan Base Isolator hanya pada tanah keras dan bukan tanah lunak.
sesuai dengan gaya gempa yang terjadi namun dikarenakan menggunakan teknologi tinggi menyebabkan biaya maintenance dan pemasangannya sangatlah mahal.
Passive Control System merupakan sistem yang bekerja saat gaya gempa sudah masuk ke struktur sehingga tidak memerlukan sumber energi untuk melawan gempa seperti halnya sistem kontrol aktif.Sistem ini bekerja dengan menyerap sebagian energi gempa yang masuk melalui media yang bernama damper dimana saat terjadi gempa,maka damper akan mengalami deformasi inelastis terlebih dahulu saat menerima gaya gempa baru kemudian masuk ke struktur dengan gaya gempa yang sudah direduksi oleh damper tergantung terhadap jenis dampernya seperti Metallic Yielding Damper.
Metallic yielding Damper merupakan material baja yang digunakan sebagai media untuk mendissipasi energi gempa yang masuk kedalam struktur yaitu dengan mengalami deformasi inelastis dimana dipasang pada struktur dengan menyambungkan elemen truss pada struktur.Jenis damper ini lebih murah dibandingkan yang lain disebabkan oleh cara pemasangan yang relatif mudah dan harga alat ini sendiri lebih murah.Damper ini memiliki nilai kekakuan sendiri begitu juga dengan frame tempat pemasangan damper.Dalam mendesain struktur bangunan yang menggunakan damper,ada ditinjau stiffness ratio yang merupakan perbandingan kekakuan antara frame dengan damper dimana umumnya nilainya berkisar diantara 2-4.Agar dapat mereduksi gaya gempa,damper harus mengalami leleh terlebih dahulu dibandingkan frame,oleh karena itu muncul suatu ide untuk meneliti lebih lanjut pengaruh nilai stiffness ratio tersebut terhadap keefektifan desain bangunan bertingkat yang menggunakan damper dengan maksud tujuan untuk mendapatkan penggunaan damper yang efektif terhadap perencanaan bangunan bertingkat.
1.2. STUDI LITERATUR
Beberapa penelitian tentang damper telah dilakukan oleh peneliti-peneliti di seluruh dunia dan berdasarkan hasil penelitian tersebut,membantu untuk memahami perilaku dan kekuatan metallic steel damper dalam menyerap dan meredam energi gempa.Berikut hasil penelitiannya :
Saman Bagheri (2011) dalam penelitiannya tentang Distribusi ketinggian dari Stiffness Ratio dalam Mendesain Rangka Baja dengan Metallic Yielding Damper yang Optimum dengan meninjau 2 model bangunan yakni 5 tingkat dan 10 tingkat menghasilkan kesimpulan bahwa nilai SR lebih dari 2 diperlukan untuk lantai yang lebih tinggi sedangkan nilai SR yang lebih rendah dari 2 diperlukan untuk lantai yang lebih rendah dalam mendissipasi energi gempa secara optimum.
Penelitian oleh Daniel R.Teruna (2013) tentang Peningkatan Kemampuan Bangunan dengan Hysteretik Steel Damper pada Beberapa eksitasi dengan melakukan analisa non-linier time history analisis terhadap bangunan 7 tingkat dengan variasi Stiffness Ratio dari 2 sampai 5 dan juga nilai SR yang berbeda-beda pada setiap tingkatan memberikan hasil simpangan pada puncak bangunan lebih rendah dengan nilai SR = 3 dan juga indeks kerusakan yang terjadi pada struktur lebih efektif.
Pada penelitian tentang Studi dan Permodelan Perilaku Dinamis dari Struktur dengan Sistem Dissipasi Energi dengan Tipe ADAS meneliti tentang pengaruh kekakuan damper pada bangunan dengan waktu getar pendek dan menhasilkan kesimpulan bahwa penggunaan elemen ADAS akan lebih efektif dengan kekakuan yang lebih tinggi ketika struktur menghadapi gempa tinggi atau menengah.(S.Rais , 2013)
Gambar 1.1. Perbandingan struktur konvensional dengan struktur dengan seismic devices Pada implementasi metallic steel damper terhadap struktur,damper biasanya dipasang pada bagian tengah balok diantara 2 buah kolom yang dihubungkan dengan bracing seperti yang terlihat pada gambar 1.2.
Gambar 1.2. Contoh pemasangan metallic yielding damper di lapangan
Metallic yielding damper
Bracing
1.3. PERUMUSAN MASALAH
Pemasangan dan instalasi damper pada struktur perlu perencanaan yang matang dan akurat untuk mendapatkan jenis dan ukuran damper yang efektif dalam meredam energi gempa yang masuk kedalam struktur.Menurut Tsai,et al (1993) nilai SR yang direkomendasikan adalah berkisar 2-4 untuk periode getar pendek,medium sampai dengan panjang.Untuk itu perlu dilakukan penelitian tentang bagaimana nilai SR yang efektif terhadap variasi bangunan bertingkat dalam meredam energi gempa.Dengan permodelan variasi tingkatan bangunan seperti gambar ,perumusan masalah pada tugas akhir ini adalah mencari tahu pengaruh nilai stiffness ratio terhadap struktur dan analisis dibantu dengan program SAP 2000.
Gambar 1.3.Model bangunan yang ditinjau (a)bangunan 3 lantai , (b) bangunan 6 lantai ,(c) bangunan 9 lantai
1.4. MAKSUD DAN TUJUAN
1.5. PEMBATASAN MASALAH
Pembatasan masalah yang diambil dari pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Bangunan yang ditinjau hanya 3 model yakni lantai 5,7,dan 9. 2. Hasil pembahasan yang ditinjau yaitu deformasi bangunan. 3. Perencanaan gaya gempa dengan SNI gempa 2012
4. Nilai stiffnes ratio yang di analisis digunakan 3 nilai yaitu 2,3, dan 4 5. Menggunakan program Microsoft Excell 2010 dalam analisis. 6. Jenis damper yang digunakan yaitu metallic steel damper. 7. Menggunakan analisa statik linier.
1.6 METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini adalah metode literatur dimana data-data yang diperlukan diasumsikan berdasarkan kondisi dilapangan dan hasil-hasil penelitian terdahulu juga masukan informasi dari dosen pembimbing.
1.7 SISTEMATIKA PENULISAN
Gambaran garis besar penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang,studi literatur,perumusan masalah,maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tentang penjelasan umum,teori-teori yang berkaitan dan mendukung penelitian tentang tugas akhir dan juga aplikasi lapangan.
BAB 3 : METODE PENELITIAN
Berisi tata cara perhitungan dan analisa yang dilakukan di penelitian ini.
BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang hasil analisa dan perhitungan lalu perbandingan hasil penelitian tugas akhir.
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
