T
EKNIK
S
IPIL
Vol. 19, No. 1, Januari 2015Ketua Penyunting
D.M. Priyantha Wedagama, ST., MT., MSc.Ph.D. Wakil Ketua Penyunting
I Putu Gustave Suryantara P., ST., M.Eng. Penyunting Pelaksana
Prof. Dr. Ir. I Made Alit Karyawan Salain., DEA Prof. Ir. I Nyoman Arya Thanaya, ME., Ph.D.
Ir. Dharma Putra, MCE Penyunting Ahli
Prof. Dr. Ir. I Gusti Putu Raka, DEA Prof. Ir. I Nyoman Norken, SU, Ph.D Prof. Ir. Wayan Redana, MASc, Ph.D
Ir. Made Sukrawa, MSCE, Ph.D Dr. Ir. I Gusti Agung Adnyana Putera, DEA
I Ketut Sudarsana, ST, Ph.D Putu Alit Suthanaya, ST, MEngSc, Ph.D
Tata Usaha I Ketut Suwastika, ST Alamat Penyunting dan Tata Usaha
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana Kampus Bukit Jimbaran, Badung – Bali 80362
Telepon : +62 (361) 703385 Faksimil : +62 (361) 703385 E-mail : [email protected]
JURNAL ILMIAH TEKNIK SIPIL diterbitkan oleh Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana
dua kali setahun pada bulan Januari dan Juli. TAHUN PERTAMA TERBIT : 1997
ISSN : 1411 – 1292
Penyunting menerima tulisan ilmiah dari berbagai kalangan seperti dosen, peneliti dan praktisi Teknik Sipil dari dalam dan luar Fakultas Teknik Universitas Udayana sesuai dengan pedoman penulisan dan pengiriman naskah pada halaman belakang.
PENGANTAR ... iii PENGARUH PENAMBAHAN FIBER TERHADAP PARAMETER DAYA DUKUNG
TANAH LEMPUNG
I Bagus Gede Baskara, I Nyoman Aribudiman, A.A.Ketut Ngurah Tjerita ... 1 PEMILIHAN MODEL HUBUNGAN ANTARA VOLUME, KECEPATAN,
DAN KERAPATAN JALAN DALAM KOTA (Studi kasus: Jalan Ahmad Yani, Denpasar)
I Kadek Edy Wira Suryawan, I. N. Widana Negara , A.A.N.A. Jaya Wikrama ... 9 ANALISIS PENGARUH SISTEM PENAHAN BEBAN LATERAL
TERHADAP KINERJA STRUKTUR RANGKA BAJA GEDUNG BERATURAN
I Ketut Sudarsana, Ida Bagus Dharma Giri, Putu Didik Sulistiana ... 17 ANALISIS SALURAN DRAINASE PRIMER DAN SEKUNDER
PADA SISTEM PEMBUANG UTAMA SUNGAI/TUKAD LOLOAN DI KOTA DENPASAR
Intan Puspita Ardi, I Nyoman Norken, dan Gusti Ngurah Kerta Arsana ... 27 ANALISIS PERILAKU DAN KINERJA STRUKTUR RANGKA BRESING
EKSENTRIS V-TERBALIK DENGAN L/H BERVARIASI
A.A. Ngurah Agung Angga Pradhana, Made Sukrawa, Ida Bagus Dharma Giri ... 34 ANALISIS KEBUTUHAN FASILITAS TERMINAL PENUMPANG DOMESTIK
BANDAR UDARA NGURAH RAI BALI
Putu Yudhya Pratama, I Gusti Raka Purbanto, I Wayan Suweda ... 42 EFISIENSI PERENCANAAN JEMBATAN PILE SLAB
DENGAN BENTANG BERVARIASI
(Studi Kasus: Jalan Tol Nusa Dua-Ngurah Rai-Benoa)
Gede Arya Wibawa, Made Sukrawa, I Nyoman Sutarja ... 50 ANALISIS KINERJA RUAS JALAN AHMAD YANI AKIBAT BANGKITAN
PERGERAKAN DI RUKO WAINGAPU SUMBA TIMUR, NTT
ANALISA KEBUTUHAN MODAL KERJA PADA PEMBANGUNAN
PROYEK PERUMAHAN DENGAN METODE DISCOUNTED CASH FLOW (Studi Kasus : Proyek Perumahan Green Imperial Putra Residence)
Made Adhi Krisnawan, I Putu Dharma Warsika, Mayun Nadiasa ... 62 ANALISIS KARAKTERISTIK CAMPURAN ASPAL PANAS
DENGAN MENGGUNAKAN CAMPURAN ASPAL REJECT
I Wayan Gunawan, I Nyoman Arya Thanaya, I Gusti Raka Purbanto ... 71 PEDOMAN PENULISAN DAN PENGIRIMAN NASKAH ... 78
Keywords: performance, pushover analysis, steel frame, special sway frame, EBF, shear wall system TERHADAP KINERJA STRUKTUR RANGKA BAJA GEDUNG BERATURAN
I Ketut Sudarsana¹, Ida Bagus Dharma Giri¹, Putu Didik Sulistiana ²
¹Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, Denpasar ²Alumni Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana, Denpasar
E-mail: [email protected]
Abstrak: Kinerja suatu struktur terhadap beban gempa tergantung dari system struktur penahan beban lateral yang dipergunakan. Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan kinerja sistem struktur penahan beban lateral pada struktur rangka baja gedung beraturan tingkat rendah dan sedang.
Analisis dilakukan terhadap gedung beraturan dengan empat (4) dan sepuluh (10) tingkat. Masing-masing tingkat ditinjau 3 buah model struktur deangan variasi system struktur pemikul beban lateral yaitu Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), Sistem Rangka Bresing Eksentris (SRBE), dan Sistem Rangka-Dinding Geser (shear wall). Semua Model dibebani dan dirancang mengacu pada Standar Nasional Indonesia SNI 2847:2013, SNI 1729:2002 dan SNI 1726:2012. Analisis kinerja struktur dilakukan dengan Analisis static nonlinear pushover. Struktur akan dianalisa menggunakan beban gravitasi, hujan, angin serta beban gempa yang mengacu pada ketentuan SNI 03-1726-2012 (Gempa).
Dari hasil analisis dan pembahasan dapat diambil kesimpulan, bahwa perbandingan kinerja dengan sistem penahan beban lateral pada struktur rangka baja gedung beraturan adalah sistem dinding geser memiliki gaya geser dasar batas yang paling besar dari model lain. Dengan nilai gaya geser dasar untuk model 4 LT sistem dinding geser 11647,63 KN; SRBE 8402,88 KN; SRPMK 4576,70 KN dan untuk model 10 LT sistem dinding geser 16793,63 KN; SRBE 11122,53 KN; SRPMK 5157,38 KN. Sistem dinding geser memiliki kinerja perpindahan yang paling baik, karena nilai perpindahan dari sistem dinding geser paling kecil dari model lain. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT sistem dinding geser 3,46 mm; SRBE 6,47 mm; dan SRPMK 19,11 mm. Model 10 LT sistem dinding geser 25,54 mm; SRBE 44,64 mm; dan SRPMK 89,49 mm. Untuk beban gempa yang sama mengacu pada model SRPMK. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT SRPMK 458,90 mm; SRBE 91,17 mm; sistem dinding geser 28,76 mm dan untuk model 10 LT SRPMK 851,42 mm; SRBE 235,54 mm; sistem dinding geser 187,56 mm. SRPMK memiliki nilai daktilitas lebih besar dari model lain. Dimana nilai daktilitas untuk model 4 LT SRPMK 4,65; SRBE 3,06; sistem dinding geser 2,67 dan untuk model 10 LT SRPMK 4,77; SRBE 3,25; sistem dinding geser 2,84.
Kata kunci : kinerja, analisis pushover, struktur baja, SRPMK, SRBE, dinding geser. ANALYSIS EFFECT LATERAL LOAD RESISTING SYSTEM TOWARDS PERFORMANCE STEEL FRAME REGULAR BUILDING
Abstract: This research tells about comparison between performances of lateral load resisting structure system at steel frame regular building on SAP2000ver.16 with special sway frame model as reference.
Analysis has been done in three models structure, such as: special sway frame, eccentrically braced frames (EBF), and shear wall. All of this structure models loaded and design base on planning guidance SNI 03-2847-2002 (concrete) and SNI 03-1729-2002 (steel). The structure will analyzed using load gravity, rain, wind, and earthquake load using guidance SNI 03-1726-2012 (earthquake).
The conclusion was summary from the result of analysis and discussion, performance of lateral load resisting structure system at steel frame regular building is shear wall has greatest ultimate force than others. With displacement models building 4-floors: shear wall value 11647,63 KN; EBF 8402,88 KN; and special sway frame 4576,70 KN. Models building 10-floors: shear wall value 16793,63 KN; EBF 11122,53 KN; dan special sway frame 5157,38 KN. Shear wall has the best performance because it has the smallest displacement value than others. Models building 4-floors: shear wall sytem value 3,46 mm; EBF 6,47 mm; and special sway frame 19,11 mm. Models building 10-floors: shear wall sytem value 25,54 mm; EBF 44,64 mm; and special sway frame 89,49 mm. The some earthquake load refers to the special sway frame model. Models building 4-floors: special sway frame value 458,90 mm; EBF 91,17 mm; and shear wall sytem 28,76 mm. Models building 10-floors: special sway frame value 851,42 mm; EBF 235,54 mm; and shear wall sytem 187,56 mm. Special sway frame has ductility value greater than others, ductility models building 4-floors: special sway frame value 4,65; EBF 3,06; and shear wall system 2,67. Models building 10-4-floors: special sway frame value 4,77; EBF 3,25; and shear wall system 2,84.
PENDAHULUAN
Dalam desain struktur tahan gempa, perilaku in-elastis dari struktur sangat diharapkan untuk terjadinya pemencaran energy gempa baik pada saat gempa sedang maupun gempa kuat (Mustopo, 2010). Untuk memperoleh perilaku optimal dari struktur tersebut maka dibutuhkan perhatian khusus atau pendetailan yang baik pada elemen-elemen strukturnya.
struktur gedung pada wilayah dengan resiko gempa tinggi (KDS D, E, F) memerlukan sistem penahan beban lateral. Dalam SNI 1726:2012, ada 8 kelompok sistem struktur penahan beban gempa diantaranya adalah Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM), Sistem Rangka Bresing (SRB) dan Sistem Rangka Dinding Geser (SRDG). Perilaku sistem-sistem struktur tersebut tentu berbeda dalam merespon beban gempa yang terjadi, sehingga kinerja dari sistem struktur tersebut perlu pelajari lebih jauh untuk dapat dijadikan acuan dalam pemilihan sistem struktur dalam mendesain.
Dalam penelitian ini dilakukan analisis kinerja struktur dengan sistem penahan beban lateral yang mengacu pada ketentuan SNI 03-1726-2012, struktur tersebut akan dibandingkan kinerjanya akibat beban gempa dengan bantuan program SAP2000 v15. Manfaat Penelitian
Memahami Kinerja dari Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK), Sistem Rangka Bresing (SRBE) dan Sistem Rangka Dinding Geser (Dual System) pada struktur baja adalah sangat penting terutama dalam mendesain struktur baja pada wilayah dengan resiko gempa tinggi.
METODE ANALISIS
Gambaran Struktur yang Ditinjau
Tiga buah sistem struktur baja dengan denah beraturan ditinjau dalam studi ini yaitu SRPMK, SRBE dan SRDG (dual sistem). Struktur memiliki 3(tiga) bentang dalam arah Sumbu X dan Y dengan panjang 6 m. Masing-masing sistem struktur ditinjau 2(dua) buah struktur yaitu struktur gedung 4 dan 10 tingkat. Adapun tinggi tingkat dari kedua struktur tersebut adalah sama yaitu 3.5m. Struktur dengan 4 tingkat diharapkan mewakili struktur tingkat rendah dimana kekuatan menjadi kontrol dalam desain, sedangkan struktur 10 tingkat mewakili struktur tingkat menengah dan tinggi dimana kekakuan menjadi kontrol dalam desain disamping adanya kontribusi mode-mode getaran yang lebih tinggi dalam responsnya. Gambar 1,2 dan 3 menunjukan denah dan portal dari sistem struktur yang ditinjau serta identifikasi dari join pada atap yang dimonitor simpangannya.
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan system struktur yang paling banyak dipergunakan terutama pada struktur-struktur gedung bertingkat rendah meskipun menurut SNI
1726:2012 sistem ini dapat dipergunakan untuk semua KDS tanpa batas ketinggian. SRPMK memiliki daktilitas yang tinggi dan dapat berdeformasi in-elastik pada saat gempa terjadi (AISC, 2005).
Struktur SRBE bresing K-Split dengan panjang link beam 0,3 meter ditinjau dalam analisis ini. Panjang link beam ini dipilih karena menghasilkan persentase terbesar pada parameter kekuatan dan daktilitas (Mustopo, 2010; Astarika, 2013). Untuk menghasilkan struktur yang tetap berperilaku sebagai struktur beraturan penempatan bresing pada keempat tepi bangunan pada bentang tengah.
Sistem struktur rangka baja dengan dinding struktur beton bertulang (SRDS) dapat memberikan kekakuan struktur yang lebih besar sehingga deformasi horizontal mejadi kecil. Seperti halnya pada SRBE, dinding struktur ditempatkan pada lokasi yang sama dengan bresing seperti terlihat pada Gambar 3. Sistem struktur seperti ini juga dikenal sebagai sistem struktur hybrid.
X Y
Gambar 1. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
Bresing Bresing Br es in g Br esi ng X Y
Gambar 2. Sistem Rangka Bresing Eksentris
Dinding geser Dinding geser Din din g ge se r Di nd in g g ese r X Y
Gambar 3. Sistem struktur rangka dinding geser Joint 5 Joint 5 Joint 5 Joint 5 Joint 5 Joint 5
Data Material Struktur dan Pembebanan
Mutu baja dan beton yang dipakai dalam analisis ini adalah masing-masing BJ 41 (fy 240 MPa) dan f’c 25MPa. Beban gravitasi yang bekerja berupa berat sendiri struktur (D), beban mati tambahan (D+) 104 kg/m2, beban mati tambahan pelat atap (Da+) 80
kg/m2, berat pelat lantai (W
lantai) 642 kg/m2, dan berat
pelat atap (Watap) 440 kg/m2. Beban air hujan (R) 20
kg/m2, beban angin yaitu dipihak angin 216 kg/m dan
dibelakang angin 96 kg/m. Beban gempa berlokasi di Bali dengan Ss= 1,025 dan S1 =1,025, jenis tanah
lunak (SE) dengan Fa = 0,9 dan Fv = 2,4. Untuk kombinasi beban pada model berdasarkan SNI 1726:2012 yaitu: a. 1,4 D (1) b. 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau R) (2) c. 1,2 D + 1,6 L (Lr atau R) + (L atau 0,5W) (3) d. 1,2 D + 1,0 W + L + 0,5 (Lr atau R) (4) e. 1,2 D + 1,0 E + L (5) f. 0,9 D + 1,0 E (6)
Kombinasi beban gempa
g. (1,2 + 0,2 SDS) D + QE + L (7)
h. (0,9 – 0,2 SDS) D + QE + 1,6H (8)
i. (1,2 + 0,2 SDS) D + QE + L (9)
j. (0,9 – 0,2 SDS) D + QE + 1,6H (10) Pemodelan dan Analisis Struktur
Pemodelan dan desain struktur dilakukan dengan bantuan program SAP2000 ver.15. Elemen-elemen struktur dimodelkan sesuai dengan perilakunya dalam memikul beban. Elemen struktur balok, kolom, bresing dan link dimodelkan sebagai elemen garis sedangkan dinding geser dimodelkan sebagai analogi balok-kolom.
Balok dan kolom dianggap mencapai leleh/sendi plastis masing-masing akibat momen terhadap sumbu lokal 3 (sendi plastis M3) pada balok dan interaksi antara gaya aksial dan momen terhadap sumbu lokal 3 dan 2 (sendi plastis PMM). Elemen bresing merupakan elemen pemikul gaya aksial sehingga leleh terjadi akibat perilaku tekuk tekan atau fraktur akibat tarik sehingga diberikan tipe sendi plastis default-P pada lokasi di tengah panjang bresing (0.5l). Sedangkan elemen Link diharapkan terjadi kegagalan akibat momen lentur seperti halnya pada elemen balok sehingga tipe sendi plastis default-M3 dikerjakan pada ujung-ujung link tersebut.
Dinding Geser merupakan elemen struktur bidang dan dapat dimodelkan dengan beberapa cara yaitu sebagai shell element, rangka batang, portal ekivalen dan multi spring (Tolga, 2004 dan Untari, 2005). Dalam penelitian ini dinding geser dimodelkan sebagai portal ekivalen mengacu pada ATC 40 dan Atimtay (2001) untuk menyesuaikan dengan analisis yang dipergunakan. Hubungan balok dan kolom diluar dinding digunakan rigid zone factor 0.5 sedangkan untuk balok pada daerah kaku dinding geser, dingunakan rigid zone factor sebesar 1 (Tolga,
2004 dan Untari, 2005). Kekakuan lentur dari dinding dapat dihitung dengan menggunakan penampang dari dinding (Atimtay, 2001), seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Equivalent Mathematical Model Sumber : Atimtay, 2001
Pada penelitian ini, dinding geser dibatasi dengan balok baja IWF yang sekaligus berfungsi sebagai elemen batas, oleh karena itu kolom ekivalen dimodel sebagai kolom bentuk I dengan dimensi yang didapat dari mengkombinasikan dimensi kolom dan dinding geser seperti terlihat pada Gambar 6. Untuk mengkombinasikan elemen kolom ekivalen digunakan fasilitas section designer pada menu frame
sections dalam SAP 2000 v.15.
Gambar 6. Mathematical Model of a Frame-Wall Structure Sumber : AtÕmtay, 2001
Metode portal ekivalen ini merupakan pendekatan untuk analisis elastis dinding kantilever, metode yang akan memenuhi persyaratan keseimbangan statis mengarah ke distribusi yang memuaskan dari tindakan internal di antara dinding struktur in-elastis (Paulay, 1981). Model portal ekivalen ini sesuai untuk memodel dinding geser dengan H/B > 51 (Tolga, 2004 dan Untari, 2005).
Analisis Statik Nonlinier Pushover
Analisis pushover merupakan analisis statik nonlinear dimana beban-beban bekerja pada struktur secara statis dan ditingkatkan secara terus menerus sampai elemen-elemen struktur mengalami leleh dan akhirnya mengalami keruntuhan. Setelah salah satu lokasi dari struktur mengalami leleh maka akan terjadi perubahan kekakuan struktur tersebut begitu juga halnya dengan respon struktur mengalami kondisi nonlinear. Analisis beban dorong statik (pushover) akan menghasilkan kurva hubungan antara perpindahan (displacement) titik kontrol (į) dan gaya geser dasar (V). Seperti terlihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Kurva hubungan beban – perpindahan Sumber: SNI 1726-2012
Dari kurva pushover dapat ditentukan parameter daktilitas (ȝ), kekakuan, dan kekuatan. Parameter-parameter tersebut mencerminkan perilaku struktur akibat beban lateral (gempa) pada struktur.
Gambar 8. Kurva hubungan gaya – perpindahan serta karakeristik sendi plastis dan informasi level kinerja bangunan Sumber : FEMA 273
Pada Gambar 8 menunjukkan hubungan gaya – perpindahan yang mengikuti kurva dari titik A sampai E. Titik tersebut merepresentasikan kondisi sendi plastis yang timbul pada elemen struktur, dimana A:
Origin Point (titik awal), B: Yield Point (titik leleh),
IO: Immediate Occupancy (segera dapat ditempati), LS: Life Safety (keamanan terhadap jiwa penghuninya), CP: Collapse Prevention (pencegahan keruntuhan), C: Ultimate Point (titik batas), D:
Residual Point (titik sisa), dan E: Failure Point (titik
keruntuhan). Dimensi Struktur
Berdasarkan beban-beban yang bekerja pada semua struktur, maka dilakukan analisis linear dan dilanjutkan dengan pengecekan dimensi strukturnya.
Hasil analisis dan desain elemen struktur yang memenuhi persyaratan SNI 1726-2012 dan SNI 2847:2013 dapat dilihat pada Tabel 1. Semua sistem struktur yang ditinjau (SRPMK, SRBE dan SRDS) pada tingkat gedung yang sama (misal gedung 4 tingkat) memiliki dimensi yang sama. Hal ini untuk memfokuskan pembahasan pada pengaruh keberadaan bresing dan dinding geser, sehingga intervensi dari perbedaan dimensi balok dan kolom dapat dihilangkan.
Tabel 1. Dimensi struktur
4 Lantai 10 Lantai
Kolom Tengah HB 350 x 350 x 12 x 19 HB 400 x 400 x 13 x 21 Kolom Pinggir HB 250 x 250 x 9 x 14 HB 350 x 350 x 12 x 19 Balok Induk IWF 450 x 200 x 9 x 14 IWF 450 x 200 x 9 x 14 Balok Anak IWF 300 x 150 x 6,5 x 9 IWF 300 x 150 x 6,5 x 9 Link IWF 400 x 200 x 8 x 13 IWF 400 x 200 x 8 x 13 Bresing IWF 450 x 200 x 9 x 14 IWF 450 x 200 x 9 x 14
Elemen Dimensi
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis Linear Struktur
Dimensi elemen struktur (balok, kolom dan bresing) yang telah dipilih kemudian dilakukan pengecekan terhadap beban-beban yang bekerja. Hasil desain dimensi baja profil pada SRPMK, SRBE dan SRDS sudah memenuhi persyaratan kekuatan struktur yaitu tidak melebihi nilai stress ratio 0.95. Nilai stress ratio setiap model tersebut ditampilkan pada Tabel 2. Tabel 2. Stress ratio untuk masing-masing elemen struktur.
Kolom Pinggir Kolom Tengah Balok Induk Balok Anak Link Bresing
SRPMK (0,0 - 0,7) (0,0 - 0,9) (0,0 - 0,9) (0,0 - 0,5) - - OK SRBE (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5)(0,0 - 0,5(0,0 - 0,5) OK
Sistem Dinding
Geser (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) - - OK
Model Strength Ratio ( 0,95 ) Keterangan
Kontrol Simpangan pada Analisis Linear
Menurut SNI 1726:2012, simpangan antar tingkat desain (¨) tidak boleh melebihi simpangan antar tingkat ijin (¨a). Berdasarkan hasil analisis diperoleh total simpangan arah X dan Y untuk masing-masing model seperti pada Tabel 3 dan 4. Tabel 3. Simpangan semua sistem struktur untuk gedung 4 LT
a. Akibat beban gempa arah X
X Y X Y X Y
Simpangan
Nominal (mm) 19.11 1E-09 6.47 2E-11 3.46 4.356E-12 Simpangan Ijin
(mm) 160 160 160 160 160 160 Keterangan OK OK OK OK OK OK
b. Akibat beban gempa arah Y
X Y X Y X Y
Simpangan
Nominal (mm) 1EͲ09 19.11 1.9EͲ11 6.47 4.36EͲ12 3.46 Simpangan Ijin
(mm) 160 160 160 160 160 160
Keterangan OK OK OK OK OK OK
Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Tabel 4. Simpangan semua sistem struktur untuk gedung 10 LT
a. Akibat beban gempa arah X
X Y X Y X Y Simpangan Nominal (mm) 89.49 -0.03 44.64 -0.02 25.54 -0.01 Simpangan Ijin (mm) 160 160 160 160 160 160 Keterangan OK OK OK OK OK OK
Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
b. Akibat beban gempa arah Y
X Y X Y X Y Simpangan Nominal (mm) Ͳ0.026 89.49 Ͳ0.018 44.64 Ͳ0.01 25.54 Simpangan Ijin (mm) 160 160 160 160 160 160 Keterangan OK OK OK OK OK OK
Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Dari Tabel 3 dan 4 nilai simpangan maksimum pada struktur 4 tingkat sebesar 19,11 mm dan struktur 10 tingkat sebesar 89,49 mm (SRPMK) akibat beban gempa. Simpangan maksimum ini masih lebih kecil dari persyaratan sehingga struktur memiliki kekakuan yang cukup dan memenuhi kelayakan sesuai standar SNI 1726-2012.
Simpangan tingkat pada masing-masing sistem struktur yang ditinjau ditampilkan pada Tabel 5. Yang kemudian diplot pada Gambar 9 dan 10. Disini jelas terlihat bahwa SRDS menghasilkan simpangan terkecil baik arah sumbu X maupun arah sumbu Y pada kedua gedung yang ditinjau, kemudian diikuti oleh SRBE dan SRPMK.
Tabel 5. Simpangan antar lantai masing-masing model arah X dan Y akibat gaya gempa.
4 LT 4 LT 10 LT 10 LT 4 LT 4 LT 10 LT 10 LT 4 LT 4 LT 10 LT 10 LT 10 - - 89.49 89.52 - - 44.64 44.68 - - 25.54 25.55 9 - - 85.42 85.45 - - 41.44 41.45 - - 24.46 24.48 8 - - 80.33 80.34 - - 38.20 38.53 - - 22.86 22.87 7 - - 73.95 73.98 - - 34.05 34.08 - - 20.95 20.98 6 - - 66.25 66.29 - - 30.21 30.24 - - 18.76 18.80 5 - - 58.45 58.48 - - 25.86 25.88 - - 15.84 15.89 4 19.11 19.12 49.93 49.95 6.47 6.50 21.57 21.60 3.46 3.47 12.74 12.76 3 16.57 16.59 39.29 39.33 5.23 5.28 16.94 16.97 2.41 2.44 9.85 9.89 2 11.70 11.72 27.09 27.24 3.47 3.52 11.60 11.64 1.35 1.38 6.42 6.46 1 5.30 5.32 14.15 14.16 1.55 1.59 6.75 6.77 0.47 0.50 3.74 3.75 Simpangan (mm)
Lantai SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Gambar 9. Simpangan struktur 4 LT
Gambar 10. Simpangan struktur 10 LT Hasil Analisis Pushover
Hasil analisis pushover dapat berupa kurva
pushover, yang menggambarkan perilaku struktur
akibat beban gravitasi dan beban gempa static yang ditingkatkan secara terus-menerus sampai mengalami pola keruntuhan (collapse). Kondisi struktur mencapai collapse diidentifikasikan oleh terbentuknya sendi plastis collapse pada salah satu lokasi struktur. Analisis ini juga menggambarkan mekanisme dan pola keruntuhan yang terjadi selama proses peningkatan beban.
Kurva Pushover
Kurva pushover menunjukan hubungan antara perpindahan pada titik atap yang ditinjau dan gaya geser dasar untuk masing-masing arah gempa yang sama. Gambar 11 dan 12 menunjukan kurva pushover pada titik perpindahan yang ditinjau pada joint 5 seperti Gambar 1, 2 dan 3.
Gambar 11. Perbandingan kurva pushover Struktur 4LT
Gambar 12. Perbandingan kurva pushover struktur 10LT
Gambar 11 dan 12, menunjukkan bahwa model sistem dinding geser memiliki strength atau kekuatan yang lebih besar dalam menahan beban gempa dibandingkan dengan model lain. Tabel 7 dan 8 menunjukkan gaya geser dasar dan perpindahan pada atap masing-masing model pada kondisi leleh dan kondisi batas baik untuk Arah X maupun Arah Y. Tabel 7. Gaya geser dasar masing-masing model
arah X dan Y hasil analisis pushover a. Struktur 4 LT
X Y X Y X Y
Pada kondisi leleh (KN) 1904.51 1960.95 5391.73 5396.47 6514.76 6525.77 Presentase (%) 100 100 283.10 275.20 342.07 332.79 Pada kondisi batas (KN) 4576.70 4592.69 8402.88 8414.65 11647.63 11658.34
Presentase (%) 100 100 183.60 183.22 254.50 254.07
Gaya geser dasar SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
b. Struktur 10 LT
X Y X Y X Y
Pada kondisi leleh (KN) 3143.5 3151.2 6802.69 7010.19 10196.71 11030.91 Presentase (%) 100 100 216.40 222.46 324.37 350.05 Pada kondisi batas (KN) 5157.38 5164.23 11122.53 11923.37 16793.63 16878.93
Presentase (%) 100 100 215.66 230.88 325.62 326.84
Gaya geser dasar SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Tabel 8. Perpindahan atap masing-masing model arah X dan Y hasil analisis pushover
a. Struktur 4 LT
X Y X Y X Y
Pada kondisi leleh (mm) 98.65 98.77 126.4 127.01 86.21 87.15
Presentase (%) 100 100 128.13 128.59 87.39 88.24
Pada kondisi batas (mm) 458.90 465.16 386.60 396.87 230.18 237.29
Presentase (%) 100 100 84.24 85.32 50.16 51.01 Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
b. Struktur 10 LT
X Y X Y X Y
Pada kondisi leleh (mm) 178.4 180.33 222.05 231.34 208.94 213.45
Presentase (%) 100 100 124.47 128.29 117.12 118.37
Pada kondisi batas (mm) 851.42 867.54 722.56 768.53 593.41 631.35
Presentase (%) 100 100 84.87 88.59 69.70 72.77 Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Tabel 9 menunjukan perpindahan arah X dan Y masing-masing model struktur pada kondisi beban gempa yang sama yaitu beban gempa maksimum SRPMK. Simpangan pada SRBE dan SRDS masing-masing sekitar 20% dan 7% simpangan SRPMK untuk struktur 4 tingkat. Sedangkan untuk struktur 10 tingkat, simpangan SRBE dan SRDS masing-masing sekitar 28% dan 22% simpangan SRPMK.
Tabel 9. Perpindahan pada kondisi beban gempa yang sama pada model SRPMK pada kondisi batas
a. Struktur 4 LT X Y X Y X Y 458.90 465.16 91.17 94.61 30.76 32.84 100 100 19.87 20.34 6.70 7.06 Presentase (%) Displascement (mm)
SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser Simpangan b. Struktur 10 LT X Y X Y X Y 851.42 867.54 235.54 245.56 187.56 193.64 100 100 27.66 28.31 22.03 22.32 Presentase (%) Displascement (mm)
SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Simpangan
Performance Point, redaman dan periode arah X
dan Y dari masing-masing model dihitung mengacu pada ketentuan pada FEMA 356 dan ATC 40 dapat dilihat pada Tabel 10. Performance point ditentukan berdasarkan target perpindahan yang dicapai (Gt). Sesuai dengan nilai target perpindahan tersebut, maka semua model termasuk mencapai lifesafety.
Pada saat tercapainya performance point, struktur memiliki periode dan redaman effektifnya seperti ditampilkan pada Tabel 11 dan 12.
Tabel 10. Nilai Performance Point
4 LT 10 LT 4 LT 10 LT 4 LT 10 LT 504.74 524.13 86.84 91.21 51.42 51.57 Vt (KN) 4401.41 4423.14 5501.11 5773.87 7473.77 7498.27 504.01 523.81 86.14 91.02 51.28 51.30 Vt (KN) 4389.95 4405.67 5415.51 5731.47 7457.82 7469.46 ATC-40
SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Metode
FEMA 356 ߜ௧(mm) ߜ௧(mm)
Tabel 11. Redaman dan Periode Masing-Masing Struktur a. Model 4 LT X Y X Y X Y 1.21 1.21 0.58 0.58 0.45 0.45 0.14 0.14 0.10 0.10 0.05 0.05 Telf Beff
SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Performance b. Model 10 LT X Y X Y X Y 1.56 1.56 0.89 0.89 0.63 0.63 0.18 0.18 0.14 0.14 0.07 0.07 Telf Beff
SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser
Performance
Mekanisme Terbentuknya Sendi Plastis
Sendi plastis yang terbentuk pada semua system struktur yang ditinjau ditampilkan dari Gambar 13 sampai dengan 18. Gaya geser dasar dan simpangan pada titik yang ditinjau (titik 5) baik pada kondisi leleh maupun ultimit ditampilkan bersama-sama pada gambar. Portal yang ditampilkan hanya yang bersesuaian dengan kondisi sendi plastis yang terjadi (kondisi leleh atau ultimit).
Berdasarkan Gambar 13 dan 14, sendi plastis dalam kondisi batas pada SRPMK tercapai pada ujung balok baik untuk
model gedung 4LT maupun 10 LT. Pada struktur SRBE sendi plastis kondisi batasnya terjadi pada link sedangkan pada SRDS terjadi pada ujung bawah kolom ekivalen dinding gesernya. Perilaku ini sesuai dengan yang diharapkan terjadi pada system-sistem struktur tersebut. Namun sendi plastis yang terbentuk belum sepenuhnya pada elemen struktur sebelum mengalami keruntuhan.
Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 13. Perilaku keruntuhan struktur SRPMK gedung 4 LT
Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 14. Perilaku keruntuhan struktur SRPMK gedung 10 LT
Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 15. Perilaku keruntuhan struktur SRBE untuk gedung 4LT
Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 16. Perilaku keruntuhan struktur SRBE untuk gedung 10 LT
Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 17. Perilaku keruntuhan struktur SRDS untuk Gedung 4LT
Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 18. Perilaku keruntuhan struktur SRDS untuk gedung 10LT
Jumlah Sendi Plastis
Jumlah sendi plastis pada saat kondisi leleh dan kondisi batas pada model SRPMK, SRBE, dan SRDS terlihat pada Tabel 12 dan 13 untuk gedung 4 tingkat dan 10 tingkat. Dari keseluruhan sendi plastis yang didefinisikan, tidak semuanya terbentuk sebelum struktur mengalami keruntuhan.
Tabel 12. Jumlah sendi plastis struktur 4 LT
Titik leleh 1 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 9 4 50 8 4 2 0 0 Titik leleh 1 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 7 2 36 38 4 6 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 8 12 14 2 4 2 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 6 10 14 0 2 2 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 6 6 4 4 2 2 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 6 2 6 2 2 2 0 0 DtoE BeyondE IOtoLS
BtoIO LStoCP CPtoC CtoD
Y Y X Y SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Step Model Sumbu Kondisi
X
Tabel 13. Jumlah sendi plastis struktur 10 LT
Titik leleh 1 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 9 4 50 8 4 2 0 0 Titik leleh 1 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 7 2 36 38 4 6 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 8 12 14 2 4 2 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 6 10 14 0 2 2 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 6 6 4 4 2 2 0 0 Titik leleh 3 2 0 0 0 0 0 0 Titik batas 6 2 6 2 2 2 0 0 DtoE BeyondE IOtoLS
BtoIO LStoCP CPtoC CtoD
Y Y X Y SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Step Model Sumbu Kondisi
X
Daktilitas Struktur
Faktor daktilitas (P) diperoleh dari rasio antara simpangan saat kondisi batas dibagi dengan simpangan saat kondisi leleh dari analisis pushover. Daktilitas setiap model SRPMK, SRBE, dan SRDS bisa dilihat pada Tabel 14. Faktor daktilitas SRPMK berkisar 4.65-4.81, SRBE berkisar antara 3.06-3.32 dan SRDS berkisar antara 2.67-2.96 untuk arah X dan arah Y.
Tabel 14. Perbandingan daktilitas model struktur
4LT 10LT 4LT 10LT 4LT 10LT X 98.65 178.40 458.90 851.42 4.65 4.77 Y 98.77 180.33 465.16 867.54 4.71 4.81 X 126.40 222.05 386.60 722.56 3.06 3.25 Y 127.01 231.34 396.87 768.53 3.12 3.32 X 86.21 208.94 230.18 593.41 2.67 2.84 Y 87.15 213.45 237.29 631.35 2.72 2.96 Daktilitas SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser Simpangan Le le h (mm) Pushover Model Simpangan Runtuh (mm)
Dari Tabel 14 terlihat bahwa SRPMK memiliki nilai daktilitas lebih besar dari model lain, dimana nilai daktilitas untuk model 4 LT arah X dari SRPMK
4,65 SRBE 3,06; sistem dinding geser 2,67, arah Y: SRPMK 4,71; SRBE 3,12; sistem dinding geser 2,72 dan untuk model 10 LT arah X: SRPMK 4,77; SRBE 3,25; sistem dinding geser 2,84, arah Y: SRPMK 4,81; SRBE 3,32; sistem dinding geser 2,96.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan
Dari hasil analisis dan pembahasan dapat diambil kesimpulan, adalah:
a. Sistem dinding geser memiliki gaya geser dasar batas yang paling besar dari model lain. Dengan nilai gaya geser dasar untuk model 4 LT arah X: sistem dinding geser 11647,63 KN; SRBE 8402,88 KN; SRPMK 4576,70 KN, arah Y: sistem dinding geser 11658,34 KN; SRBE 8414,65 KN; SRPMK 4592,69 KN dan untuk model 10 LT arah X: sistem dinding geser 16793,63 KN; SRBE 11122,53 KN; SRPMK 5157,38 KN, arah Y: sistem dinding geser 16878,93 KN; SRBE 11923,37 KN; SRPMK 5164,23 KN.
b. Sistem dinding geser memiliki kinerja perpindahan yang paling baik, karena nilai perpindahan dari sistem dinding geser paling kecil dari model lain. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT arah X: sistem dinding geser 3,46 mm; SRBE 6,47 mm; SRPMK 19,11 mm, arah Y: sistem dinding geser 3,47 mm; SRBE 6,50 mm; SRPMK 19,12 mm dan untuk model 10 LT arah X: sistem dinding geser 25,54 mm; SRBE 44,64 mm; SRPMK 89,49 mm, arah Y: sistem dinding geser 25,55 mm; SRBE 44,68 mm; SRPMK 89,52 mm.
c. Untuk beban gempa yang sama mengacu pada model SRPMK. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT arah X: SRPMK 458,90 mm; SRBE 91,17 mm; sistem dinding geser 28,76 mm, arah Y: SRPMK 465,16 mm; SRBE 94,61 mm; sistem dinding geser 32,84 mm dan untuk model 10 LT arah X: SRPMK 851,42 mm; SRBE 235,54 mm; sistem dinding geser 187,56 mm, arah Y: SRPMK 867,54 mm; SRBE 245,56 mm; sistem dinding geser 193,64 mm.
d. SRPMK memiliki nilai daktilitas lebih besar dari model SRBE dan sistem dinding geser. Dimana nilai daktilitas untuk model 4 LT arah X: SRPMK 4,65; SRBE 3,06; sistem dinding geser 2,67, arah Y: SRPMK 4,71; SRBE 3,12; sistem dinding geser 2,72 dan untuk model 10 LT arah X: SRPMK 4,77; SRBE 3,25; sistem dinding geser 2,84, arah Y: SRPMK 4,81; SRBE 3,32; sistem dinding geser 2,96.
Saran
1. Dalam memilih sistem gedung yang berprilaku elastik, sistem dinding geser sangat ideal, karena memiliki kekuatan dan kekakuan elastik yang sangat tinggi diantara ketiga model. Sementara itu, dalam hal perilaku in-elastik, SRPMK lebih
unggul, dengan daktilitas dan penyerapan energi yang paling tinggi.
2. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan menghitung volume beton dan baja untuk mendapatkan keekonomisan struktur.
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-Nya Penelitian ini dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Laporan penelitian dengan judul “Analisis Pengaruh Sistem Penahan Beban Lateral Terhadap Kinerja Struktur Rangka Baja Gedung Beraturan”. Ucapan terima kasih disampaikan kepada semua pihak yang selalu memberikan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA
Applied Technology Council, and Department of Homeland Security. 2005. FEMA 440 Improvement
of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures.
June 2005. California, and Washington,D.C.
Atimtay, E., 2001, Design of Reinforced Concrete
Systems with Frames and Shear Walls: Fundamental
Concepts and Calculation Methods, Volume 1&2, 2nd Edition, June 2001, Ankara.
Astarika. (2013). Analisis Pushover Struktur Rangka
Bresing V-Terbalik Eksentrik Dengan Panjang Link
Bervariasi. Laporan Penelitian, Universitas
Udayana : Bali.
Fajfar, P., and Krawinkler, H., 1992, Nonlinear
Seismic Analysis and Design of Reinforced Concrete Buildings, Elsevier Applied Science, New
York, USA.
Hiraishi, H., 1983, Evaluation of Shear and Flexural
Deformations of Flexural Type Shear Walls, Procs.
4th Joint Tech. Coord. Committee, U.S.-Japan Coop. Earth. Research Program, Building Research Institute, Tsukuba, Japan.
Mas Utari. (2005). Perbandingan kinerja Dinding
Geser Dengan Beberapa Teknik Pemodelan.
Laporan Penelitian, Universitas Udayana, Bali. Muslinang Moestopo, Nidiasari. (2010). Kajian
Numerik Perilaku Link Panjang Dengan Pengaku Diagonal Badan Pada Sistem Rangka Baja Berpengaku Eksentris, Seminar dan Pameran HAKI. Standar Nasional Indonesia. (2012). Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung SNI 03-1726-2012 , Badan Standarisasi Nasional : Jakarta.
Tolga. 2004. Lateral Load Analysis Of Shear
Wall-Frame Structures. A Thesis Submitted To The
Graduate School Of Natural And Applied Sciences. The Middle East Technical University.
Pengaruh Sistim Penahan Beban Lateral by Didik Sulistiana From paper (Jurnal)
Processed on 29-Jan-2016 20:17 WIB ID: 625351542 Word Count: 5652 Similarity Index 8% Similarity by Source Internet Sources: 7% Publications: 4% Student Papers: 5%
sources:
1
1% match (student papers from 24-Dec-2013)
Submitted to iGroup on 2013-12-24
2
1% match (student papers from 06-Jan-2016)
Submitted to Udayana University on 2016-01-06
3
1% match (Internet from 04-Apr-2015)
http://www.cmc-steel.com/product-th-0-1278164-%E0%B9%80%E0%B8%AB%E0%B8%A5%E0%B9%87%E0%B8%81%E0%B9%84%E0%B8%A7 %E0%B8%94%E0%B9%8C%E0%B9%81%E0%B8%9F%E0%B8%A3%E0%B8%87%E0%B8%84 %E0%B9%8C+(Wide+Flange).html
4
1% match (Internet from 16-Dec-2015)
http://www.slideshare.net/poetrypertamanyamamaayah/etdfyhjhk
6
1% match (student papers from 03-May-2010)
Submitted to Asian Institute of Technology on 2010-05-03
7
< 1% match (student papers from 15-Dec-2015)
Submitted to UC, San Diego on 2015-12-15
8
< 1% match (Internet from 20-Jan-2016)
http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12615678/index.pdf
9
< 1% match (Internet from 03-Jul-2015)
http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/3/12604713/index.pdf
10
< 1% match (Internet from 02-Feb-2015)
http://ojs.unud.ac.id/index.php/jits/article/download/3585/2615
11
< 1% match (Internet from 16-Sep-2014)
http://www.nehrp.gov/pdf/fema355c.pdf
12
< 1% match (Internet from 07-Dec-2015)
http://www.researchgate.net/publication/269333949_STUDI_PEMBUATAN_PETA_PERCEPATAN_ PUNCAK_DI_PERMUKAAN_TANAH_DAN_PETA_RESIKO_GEMPA_AKIBAT_GEMPA_BENIOFF _DI_DKI_JAKARTA_UNTUK_PENUNJANG_PEMBUATAN_PETA_MIKROZONASI_JAKARTA
13
< 1% match (student papers from 22-Sep-2014)
Submitted to iGroup on 2014-09-22
14
15
< 1% match (Internet from 23-Oct-2015)
http://docslide.us/documents/fema-440-improvement-of-nonlinear-static-seismic-analysis-procedures.html
16
< 1% match (Internet from 21-Jan-2016)
http://www.slideshare.net/rohmatbahrudin/tabel-baja-standard
17
< 1% match (publications)
KIM, JINKOO, HYUNHOON CHOI, and KYUNG-WON MIN. "PERFORMANCE-BASED DESIGN OF ADDED VISCOUS DAMPERS USING CAPACITY SPECTRUM METHOD", Journal of Earthquake
Engineering, 2003.
18
< 1% match (Internet from 08-Jan-2014)
http://ejournal.itp.ac.id/index.php/momentum/article/download/21/19
19
< 1% match (publications)
Negulescu, Caterina, and Pierre Gehl. "Mechanical Methods : Fragility Curves and Pushover
Analysis", Seismic Vulnerability of Structures Gueguen/Seismic Vulnerability of Structures, 2013.
20
< 1% match (publications)
V Azcoiti. "Finite density QCD: a new approach", Journal of High Energy Physics, 12/04/2004
paper text:
ANALISIS PENGARUH SISTEM PENAHAN BEBAN LATERAL TERHADAP KINERJA STRUKTUR RANGKA BAJA GEDUNG BERATURAN I Ketut Sudarsana¹, Ida Bagus Dharma Giri¹, Putu Didik Sulistiana ² ¹Dosen 4
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Udayana,
beban gempa tergantung dari system struktur penahan beban lateral yang dipergunakan. Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan kinerja sistem struktur penahan beban lateral pada struktur rangka baja gedung beraturan tingkat rendah dan sedang. Analisis dilakukan terhadap gedung beraturan dengan empat (4) dan sepuluh (10) tingkat. Masing- masing tingkat ditinjau 3 buah model struktur deangan variasi system struktur pemikul beban lateral yaitu 18Sistem Rangka
Pemikul Momen Khusus (SRPMK), Sistem Rangka
Bresing Eksentris (SRBE), dan Sistem Rangka-Dinding Geser (shear wall). Semua Model dibebani dan dirancang mengacu pada Standar Nasional Indonesia SNI 2847:2013, SNI 1729:2002 dan SNI 1726:2012. Analisis kinerja struktur dilakukan dengan Analisis static nonlinear pushover. Struktur akan dianalisa menggunakan beban gravitasi, hujan, angin serta beban gempa yang mengacu pada ketentuan SNI 03-1726-2012(Gempa). 10Dari hasil analisis dan pembahasan dapat diambil kesimpulan, bahwa
perbandingan kinerja dengan sistem penahan beban lateral pada struktur rangka baja gedung beraturan adalah sistem dinding geser memiliki gaya geser dasar batas yang paling besar dari model lain. Dengan nilai gaya geser dasar untuk model 4 LT sistem dinding geser 11647,63 KN; SRBE 8402,88 KN; SRPMK 4576,70 KN dan untuk model 10 LT sistem dinding geser 16793,63 KN; SRBE 11122,53 KN; SRPMK 5157,38 KN. Sistem dinding geser memiliki kinerja perpindahan yang paling baik, karena nilai perpindahan dari sistem dinding geser paling kecil dari model lain. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT sistem dinding geser 3,46 mm; SRBE 6,47 mm; dan SRPMK 19,11 mm. Model 10 LT sistem dinding geser 25,54 mm; SRBE 44,64 mm; dan SRPMK 89,49 mm. Untuk beban gempa yang sama mengacu pada model SRPMK. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT SRPMK 458,90 mm; SRBE 91,17 mm; sistem dinding geser 28,76 mm dan untuk model 10 LT SRPMK 851,42 mm; SRBE 235,54 mm; sistem dinding geser 187,56 mm. SRPMK memiliki nilai daktilitas lebih besar dari model lain. Dimana nilai daktilitas untuk model 4 LT SRPMK 4,65; SRBE 3,06; sistem dinding geser 2,67 dan untuk model 10 LT SRPMK 4,77; SRBE 3,25; sistem dinding geser 2,84. Kata kunci : kinerja, analisis pushover, struktur baja, SRPMK, SRBE, dinding geser. ANALYSIS EFFECT LATERAL LOAD RESISTING SYSTEM TOWARDS PERFORMANCE STEEL FRAME REGULAR BUILDING Abstract: This research tells about comparison between performances of lateral load resisting structure system at steel frame regular building on SAP2000ver.16 with special sway frame model as reference. Analysis has been done in three models structure, such as: special sway frame, eccentrically braced frames (EBF), and shear wall.
(concrete) and SNI 03-1729-2002 (steel). The structure will analyzed using load gravity, rain, wind, and earthquake load using guidance SNI 03-1726-2012 (earthquake). The conclusion was summary from the result of analysis and discussion, performance of lateral load resisting structure system at steel frame regular building is shear wall has greatest ultimate force than others. With displacement models building 4-floors: shear wall value 11647,63 KN; EBF 8402,88 KN; and special sway frame 4576,70 KN. Models building 10-floors: shear wall value 16793,63 KN; EBF 11122,53 KN; dan special sway frame 5157,38 KN. Shear wall has the best performance because it has the smallest displacement value than others. Models building 4-floors: shear wall sytem value 3,46 mm; EBF 6,47 mm; and special sway frame 19,11 mm. Models building 10-floors: shear wall sytem value 25,54 mm; EBF 44,64 mm; and special sway frame 89,49 mm. The some earthquake load refers to the special sway frame model. Models building 4-floors: special sway frame value 458,90 mm; EBF 91,17 mm; and shear wall sytem 28,76 mm. Models building 10-floors: special sway frame value 851,42 mm; EBF 235,54 mm; and shear wall sytem 187,56 mm. Special sway frame has ductility value greater than others, ductility models building 4- floors: special sway frame value 4,65; EBF 3,06; and shear wall system 2,67. Models building 10-floors: special sway frame value 4,77; EBF 3,25; and shear wall system 2,84. Keywords: performance, pushover analysis, steel frame, special sway frame, EBF, shear wall system PENDAHULUAN Dalam desain struktur tahan gempa, perilaku in- elastis dari struktur sangat diharapkan untuk terjadinya pemencaran energy gempa baik pada saat gempa sedang maupun gempa kuat (Mustopo, 2010). Untuk memperoleh perilaku optimal dari struktur tersebut maka dibutuhkan perhatian khusus atau pendetailan yang baik pada elemen-elemen strukturnya. struktur gedung pada wilayah dengan resiko gempa tinggi (KDS D, E, F) memerlukan sistem penahan beban lateral. Dalam SNI 1726:2012, ada 8 kelompok sistem struktur penahan beban gempa diantaranya adalah Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM), Sistem Rangka Bresing (SRB) dan Sistem Rangka Dinding Geser (SRDG). Perilaku sistem- sistem struktur tersebut tentu berbeda dalam merespon beban gempa yang terjadi, sehingga kinerja dari sistem struktur tersebut perlu pelajari lebih jauh untuk dapat dijadikan acuan dalam pemilihan sistem struktur dalam mendesain. Dalam penelitian ini dilakukan analisis kinerja struktur dengan sistem penahan beban lateral yang mengacu pada ketentuan SNI 03-1726-2012, struktur tersebut akan dibandingkan kinerjanya akibat beban gempa dengan bantuan program SAP2000 v15. Manfaat
Penelitian Memahami Kinerja 2
dari Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus
(SRPMK), Sistem Rangka Bresing (SRBE)
dan Sistem Rangka Dinding Geser (Dual System) pada struktur baja adalah sangat penting terutama dalam mendesain struktur baja padabuah sistem struktur baja dengan denah beraturan ditinjau dalam studi ini yaitu SRPMK, SRBE dan SRDG (dual sistem). Struktur memiliki 3(tiga) bentang dalam arah Sumbu X dan Y dengan panjang 6 m. Masing-masing sistem struktur ditinjau 2(dua) buah struktur yaitu struktur gedung 4 dan 10 tingkat. Adapun tinggi tingkat dari kedua struktur tersebut adalah sama yaitu 3.5m. Struktur dengan 4 tingkat diharapkan mewakili struktur tingkat rendah dimana kekuatan menjadi kontrol dalam desain, sedangkan struktur 10 tingkat mewakili struktur tingkat menengah dan tinggi dimana kekakuan menjadi kontrol dalam desain disamping adanya kontribusi mode-mode getaran yang lebih tinggi dalam responsnya. Gambar 1,2 dan 3 menunjukan denah dan portal dari sistem struktur yang ditinjau serta identifikasi dari join pada atap yang dimonitor simpangannya. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) merupakan system struktur yang paling banyak dipergunakan terutama pada struktur-struktur gedung bertingkat rendah meskipun menurut SNI 1726:2012 sistem ini dapat dipergunakan untuk semua KDS tanpa batas ketinggian. SRPMK memiliki daktilitas yang tinggi dan dapat berdeformasi in- elastik pada saat gempa terjadi (AISC, 2005). Struktur SRBE bresing K-Split dengan panjang link beam 0,3 meter ditinjau dalam analisis ini. Panjang link beam ini dipilih karena menghasilkan persentase terbesar pada parameter kekuatan dan daktilitas (Mustopo, 2010; Astarika, 2013). Untuk menghasilkan struktur yang tetap berperilaku sebagai struktur
beraturan penempatan bresing pada keempat tepi bangunan pada bentang tengah. Sistem struktur rangka baja dengan dinding struktur beton bertulang (SRDS) dapat memberikan kekakuan struktur yang lebih besar sehingga deformasi horizontal mejadi kecil. Seperti halnya pada SRBE, dinding struktur ditempatkan pada lokasi yang sama dengan bresing seperti terlihat pada Gambar 3. Sistem struktur seperti ini juga dikenal sebagai sistem struktur hybrid. Joint 5 Joint 5 Y X Gambar 1. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus Bresing Joint 5 Bresing Bresing Joint 5 Y X Bresing Gambar 2. Sistem Rangka Bresing Eksentris Dinding geser Joint 5 Dinding geser Dinding geser Joint 5 Y X Dinding geser Gambar 3. Sistem struktur rangka dinding geser Data Material Struktur dan
Pembebanan Mutu baja dan beton yang dipakai dalam analisis ini adalah masing-masing BJ 41 (fy 240 MPa) dan f’c 25MPa. Beban gravitasi yang bekerja berupa berat sendiri struktur (D), beban mati tambahan (D+) 104 kg/m2, beban mati tambahan pelat atap (Da+) 80 kg/m2, berat pelat lantai (Wlantai) 642 kg/m2, dan berat pelat atap (Watap) 440 kg/m2. Beban air hujan (R) 20 kg/m2, beban angin yaitu dipihak angin 216 kg/m dan dibelakang angin 96 kg/m. Beban gempa berlokasi di Bali dengan Ss= 1,025 dan S1 =1,025, jenis tanah lunak (SE) dengan Fa = 0,9 dan Fv = 2,4. Untuk kombinasi beban pada model berdasarkan SNI 1726:2012 yaitu: a. 5
1,4 D
(1) b.1,2 D + 1,6
gempa g. (1 7
,2 + 0,2 SDS) D
+ QE +L
(7) h.(0,9 – 0,2 SDS) D + QE
+ 1,6H (8) i. (17
,2 + 0,2 SDS) D
+ QE +L
(9) j.(0,9 – 0,2 SDS) D + QE
+ 1,6H (10) Pemodelan dan Analisis Struktur Pemodelan dan desain struktur dilakukan dengan bantuan program SAP2000 ver.15. Elemen- elemen struktur dimodelkan sesuai dengan perilakunya dalam memikul beban. Elemen struktur balok, kolom, bresing dan link dimodelkan sebagai elemen garis sedangkan dinding geser dimodelkan sebagai analogi balok-kolom. Balok dan kolom dianggap mencapai leleh/sendi plastis masing-masing akibat momen terhadap sumbu lokal 3 (sendi plastis M3) pada balok dan interaksi antara gaya aksial dan momen terhadap sumbu lokal 3 dan 2 (sendi plastis PMM). Elemen bresing merupakan elemen pemikul gaya aksial sehingga leleh terjadi akibat perilaku tekuk tekan atau fraktur akibat tarik sehingga diberikan tipe sendi plastis default-P pada lokasi di tengah panjang bresing (0.5l). Sedangkan elemen Link diharapkan terjadi kegagalan akibat momen lentur seperti halnya pada elemen balok sehingga tipe sendi plastis default- M3 dikerjakan pada ujung-ujung link tersebut. Dinding Geser merupakan elemen struktur bidang dan dapat dimodelkan dengan beberapa cara yaitu sebagai shell element, rangka batang, portal ekivalen dan multi spring (Tolga, 2004 dan Untari, 2005). Dalam penelitian ini dinding geser dimodelkan sebagai portal ekivalen mengacu pada ATC 40 dan Atimtay (2001) untuk menyesuaikan dengan analisis yang dipergunakan. Hubungan balok dan kolom diluar dinding digunakan rigid zone factor 0.5 sedangkan untuk balok pada daerah kaku dinding geser, dingunakan rigid zone factor sebesar 1 (Tolga, 2004 dan Untari, 2005).Kekakuan lentur dari dinding dapat dihitung dengan menggunakan penampang dari dinding (Atimtay, 2001), seperti pada Gambar 5. Gambar 5. Equivalent Mathematical Model Sumber : Atimtay, 2001 Pada penelitian ini, dinding geser dibatasi dengan balok baja IWF yang sekaligus berfungsi sebagai elemen batas, oleh karena itu kolom ekivalen dimodel sebagai kolom bentuk I dengan dimensi yang didapat dari mengkombinasikan dimensi kolom dan dinding geser seperti terlihat pada Gambar 6. Untuk mengkombinasikan elemen kolom ekivalen digunakan fasilitas section designer pada menu frame sections dalam SAP 2000 v.15. Gambar 6. Mathematical Model of a Frame-Wall Structure Sumber : At?mtay, 2001 Metode portal ekivalen ini merupakan
pendekatan untuk analisis elastis dinding kantilever, metode yang akan memenuhi persyaratan keseimbangan statis mengarah ke distribusi yang memuaskan dari tindakan internal di antara dinding struktur in-elastis (Paulay, 1981). Model portal ekivalen ini sesuai untuk memodel dinding geser dengan H/B > 51 (Tolga, 2004 dan Untari, 2005). Analisis Statik Nonlinier Pushover Analisis pushover merupakan analisis statik nonlinear dimana beban-beban bekerja pada struktur secara
akhirnya mengalami keruntuhan. Setelah salah satu lokasi dari struktur mengalami leleh maka akan terjadi perubahan kekakuan struktur tersebut begitu juga halnya dengan respon struktur mengalami kondisi nonlinear. Analisis beban dorong statik (pushover) akan menghasilkan kurva hubungan antara perpindahan (displacement) titik kontrol (?) dan gaya geser dasar (V). Seperti terlihat pada Gambar 7. Gambar 7. Kurva hubungan beban – perpindahan Sumber: SNI 1726-2012 Dari kurva pushover dapat ditentukan parameter daktilitas (?), kekakuan, dan kekuatan. Parameter-parameter tersebut mencerminkan perilaku struktur akibat beban lateral (gempa) pada struktur. Gambar 8. Kurva hubungan gaya – perpindahan serta karakeristik sendi plastis dan informasi level kinerja bangunan Sumber : FEMA 273 Pada Gambar 8 menunjukkan hubungan gaya – perpindahan yang mengikuti kurva dari titik A sampai E. Titik tersebut merepresentasikan kondisi sendi plastis yang timbul pada elemen struktur, dimana A: Origin Point (titik awal), B: Yield Point (titik leleh), IO: Immediate Occupancy (segera dapat ditempati), LS: Life Safety (keamanan terhadap jiwa
penghuninya), CP: Collapse Prevention (pencegahan keruntuhan), C: Ultimate Point (titik batas), D: Residual Point (titik sisa), dan E: Failure Point (titik keruntuhan). Dimensi Struktur Berdasarkan beban-beban yang bekerja pada semua struktur, maka dilakukan analisis linear dan dilanjutkan dengan pengecekan dimensi strukturnya. Hasil analisis dan desain elemen struktur yang memenuhi persyaratan SNI 1726-2012 dan SNI 2847:2013 dapat dilihat pada Tabel 1. Semua sistem struktur yang ditinjau (SRPMK, SRBE dan SRDS) pada tingkat gedung yang sama (misal gedung 4 tingkat) memiliki dimensi yang sama. Hal ini untuk memfokuskan pembahasan pada pengaruh keberadaan bresing dan dinding geser, sehingga intervensi dari perbedaan dimensi balok dan kolom dapat dihilangkan. Tabel 1. Dimensi struktur Elemen Kolom Tengah Kolom Pinggir Balok Induk Balok Anak Link Bresing Dimensi 4 Lantai 10 Lantai HB 350 17
x 350 x 12 x 19
HB 400x
400x
13x
21HB 250 3
x 250 x 9 x 14
HB 350x
350x
12x
19 IWF 450x 200 x
9x
14 IWF 450x
200x
9x
14 16IWF 300 x 150 x 6,5 x 9 IWF
3300 x 150 x 6,5 x 9
IWF 400x
200x
8x
13IWF 400
x 200 x 8 x
13 IWF 450x
200x
9x
14 IWF 450x
200x
9x
14 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis Linear Struktur Dimensi elemen struktur (balok, kolom dan bresing) yang telah dipilih kemudian dilakukan pengecekan terhadap beban-beban yang bekerja. Hasil desain dimensi baja profil pada SRPMK, SRBE dan SRDS sudah memenuhi persyaratan kekuatan struktur yaitu tidak melebihi nilai stress ratio 0.95. Nilai stress ratio setiap model tersebut ditampilkan pada Tabel 2. Tabel 2. Stress ratio untuk masing-masing elemen struktur. Model Strength Ratio ( ?SRBE Sistem Dinding Geser (0,0 - 0,7) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5)(0,0 - 0,5(0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) (0,0 - 0,5) - - (0,0 - 0,9) (0,0 - 0,9) (0,0 - 0,5) - - OK OK OK Kontrol Simpangan pada Analisis Linear Menurut SNI 1726:2012, simpangan antar tingkat desain (?) tidak boleh melebihi simpangan antar tingkat ijin (?a). Berdasarkan hasil analisis diperoleh total
simpangan arah X dan Y untuk masing-masing model seperti pada Tabel 3 dan 4. Tabel 3. Simpangan semua sistem struktur untuk gedung 4 LT a. Akibat beban gempa arah X Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Simpangan Nominal (mm) 19.11 1E-09
Simpangan Ijin (mm) 160 160 6.47 160 2E-11 3.46 4.356E-12 160 160 160 Keterangan OK OK OK OK OK OK b. Akibat beban gempa arah Y Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Simpangan Nominal (mm) Simpangan Ijin (mm) 1E?09 160 19.11 1.9E?11 6.47 4.36E?12 160 160 160 160 3.46 160 Keterangan OK OK OK OK OK OK Tabel 4. Simpangan semua sistem struktur untuk gedung 10 LT a. Akibat beban gempa arah X Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Simpangan Nominal (mm) Simpangan Ijin (mm) 89.49 -0.03 160 160 44.64 -0.02 160 160 25.54 160 -0.01 160 Keterangan OK OK OK OK OK OK b. Akibat beban gempa arah Y Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Simpangan ?0.026 89.49 Nominal (mm) Simpangan Ijin (mm) 160 Keterangan OK ?0.018 160 160 OK OK 44.64 ?0.01 160 160 OK OK 25.54 160 OK Dari Tabel 3 dan 4 nilai simpangan maksimum pada struktur 4 tingkat sebesar 19,11 mm dan struktur 10 tingkat sebesar 89,49 mm (SRPMK) akibat beban gempa. Simpangan maksimum ini masih lebih kecil dari persyaratan sehingga struktur memiliki kekakuan yang cukup dan memenuhi kelayakan sesuai standar SNI 1726-2012. Simpangan tingkat pada masing-masing sistem struktur yang ditinjau ditampilkan pada Tabel 5. Yang kemudian diplot pada Gambar 9 dan 10. Disini jelas terlihat bahwa SRDS menghasilkan simpangan terkecil baik arah sumbu X maupun arah sumbu Y pada kedua gedung yang ditinjau, kemudian diikuti oleh SRBE dan SRPMK. Tabel 5. Simpangan antar lantai masing-masing model arah X dan Y akibat gaya gempa. Simpangan (mm) Lantai SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser 4 14
LT 4 LT
10LT
10LT
4LT
4
LT
10LT 10 LT
4LT
4LT
10 LT 10 LT 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 - - 89.49 89.52 - - 44.64 44.68 - - 25.54 25.55 - - 85.42 85.45 - - 41.44 41.45 - - 24.46 24.48 - - 80.33 80.34 - - 38.20 38.53 - - 22.86 22.87 - - 73.95 73.98 - - 34.05 34.08 - - 20.95 20.98 - - 66.25 66.29 - - 30.21 30.24 - - 18.76 18.80 - - 58.45 58.48 - - 25.86 25.88 - - 15.84 15.89 19.11 19.12 49.93 49.95 6.47 6.50 21.57 21.60 3.46 3.47 12.74 12.76 16.57 16.59 39.29 39.33 5.23 5.28 16.94 16.97 2.41 2.44 9.85 9.89 11.70 11.72 27.09 27.24 3.47 3.52 11.60 11.64 1.35 1.38 6.42 6.46 5.30 5.32 14.15 14.16 1.55 1.59 6.75 6.77 0.47 0.50 3.74 3.75 Gambar 9. Simpangan struktur 4 LT Gambar 10. Simpangan struktur 10 LT Hasilperilaku struktur akibat beban gravitasi dan beban gempa static yang ditingkatkan secara terus-menerus sampai mengalami pola keruntuhan (collapse). Kondisi struktur mencapai collapse
diidentifikasikan oleh terbentuknya sendi plastis collapse pada salah satu lokasi struktur. Analisis ini juga menggambarkan mekanisme dan pola keruntuhan yang terjadi selama proses peningkatan beban. Kurva Pushover Kurva pushover menunjukan hubungan antara perpindahan pada titik atap yang ditinjau dan gaya geser dasar untuk masing-masing arah gempa yang sama. Gambar 11 dan 12 menunjukan kurva pushover pada titik perpindahan yang ditinjau pada joint 5 seperti Gambar 1, 2 dan 3. Gambar 11. Perbandingan kurva pushover Struktur 4LT Gambar 12. Perbandingan kurva pushover struktur 10LT Gambar 11 dan 12, menunjukkan bahwa model sistem dinding geser memiliki strength atau kekuatan yang lebih besar dalam menahan beban gempa dibandingkan dengan model lain. Tabel 7 dan 8 menunjukkan gaya geser dasar dan perpindahan pada atap masing-masing model pada kondisi leleh dan kondisi batas baik untuk Arah X maupun Arah Y. Tabel 7. Gaya geser dasar masing-masing model arah X dan Y hasil analisis pushover a. Struktur 4 LT Gaya geser dasar SRPMK SRBE SistemDinding Geser X Y X Y X Y Pada kondisi leleh (KN) 1904.51 1960.95 5391.73 5396.47 6514.76 6525.77 Presentase (%) 100 100 283.10 275.20 342.07 332.79 Pada kondisi batas (KN) 4576.70 4592.69 8402.88 8414.65 11647.63 11658.34 Presentase (%) 100 100 183.60 183.22 254.50 254.07 b. Struktur 10 LT Gaya geser dasar SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Pada kondisi leleh (KN) 3143.5 3151.2 6802.69 7010.19
10196.71 11030.91 Presentase (%) 100 100 216.40 222.46 324.37 350.05 Pada kondisi batas (KN) 5157.38 5164.23 11122.53 11923.37 16793.63 16878.93 Presentase (%) 100 100 215.66 230.88 325.62 326.84 Tabel 8. Perpindahan atap masing-masing model arah X dan Y hasil analisis
pushover a. Struktur 4 LT Simpangan SRPMK X Y Pada kondisi leleh (mm) 98.65 98.77 Presentase (%) 100 100 Pada kondisi batas (mm) 458.90 465.16 Presentase (%) 100 100 SRBE X Y 126.4 127.01 128.13 128.59 386.60 396.87 84.24 85.32 SistemDinding Geser X Y 86.21 87.15 87.39 88.24 230.18 237.29 50.16 51.01 b. Struktur 10 LT Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Pada kondisi leleh (mm) Presentase (%) 178.4 100 180.33 100 222.05 124.47 231.34 128.29 208.94 117.12 213.45 118.37 Pada kondisi batas (mm) Presentase (%) 851.42 100 867.54 100 722.56 84.87 768.53 88.59 593.41 69.70 631.35 72.77 Tabel 9 menunjukan
perpindahan arah X dan Y masing-masing model struktur pada kondisi beban gempa yang sama yaitu beban gempa maksimum SRPMK. Simpangan pada SRBE dan SRDS masing- masing sekitar 20% dan 7% simpangan SRPMK untuk struktur 4 tingkat. Sedangkan untuk struktur 10 tingkat, simpangan SRBE dan SRDS masing-masing sekitar 28% dan 22% simpangan SRPMK. Tabel 9. Perpindahan pada kondisi beban gempa yang sama pada model SRPMK pada kondisi batas a. Struktur 4 LT Simpangan SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Displascement (mm) 458.90 465.16 91.17 94.61 30.76 32.84 100 100 19.87 20.34 6.70 7.06 b. Struktur 10 LT Presentase
867.54 235.54 245.56 187.56 193.64 Presentase (%) 100 100 27.66 28.31 22.03 22.32 Performance Point, redaman dan periode arah X dan Y dari masing-masing model dihitung mengacu pada ketentuan pada FEMA 356 dan ATC 40 dapat dilihat pada Tabel 10. Performance point ditentukan berdasarkan target perpindahan yang dicapai (?t). Sesuai dengan nilai target perpindahan tersebut, maka semua model termasuk mencapai lifesafety. Pada saat tercapainya performance point, struktur Tabel 11. Redaman dan Periode Masing-Masing Struktur memiliki periode dan redaman effektifnya seperti a. Model 4 LT ditampilkan pada Tabel 11 dan 12.
Performance SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser X Y X Y X Y Tabel 10. Nilai Performance Point Telf 1.21 1.21 0.58 0.58 0.45 0.45 SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser Beff 0.14 0.14 0.10 0.10 0.05 0.05 Metode 4 LT 10 20
LT 4 LT
10LT
4LT
10LT
b. Model 10 LT ?? (mm) 504.74 524.13 86.84 91.21 51.42 51.57 Performance SRPMK SRBE Sistem Dinding Geser FEMA 356 Vt (KN) 4401.41 4423.14 5501.11 5773.87 7473.77 7498.27 X Y X Y X Y ?? (mm) 504.01 523.81 86.14 91.02 51.28 51.30 Telf 1.56 1.56 0.89 0.89 0.63 0.63 ATC-40 Vt (KN) 4389.95 4405.67 5415.51 5731.47 7457.82 7469.46 Beff 0.18 0.18 0.14 0.14 0.07 0.07 Mekanisme Terbentuknya Sendi Plastis Sendi plastis yang terbentuk pada semua system struktur model gedung 4LT maupun 10 LT. Pada struktur SRBE yang ditinjau ditampilkan dari Gambar 13 sampai dengan sendi plastis kondisi batasnya terjadi pada link sedangkan 18. Gaya geser dasar dan simpangan pada titik yang ditinjau pada SRDS terjadi pada ujung bawah kolom ekivalen (titik 5) baik pada kondisi leleh maupun ultimit ditampilkan dinding gesernya. Perilaku ini sesuai dengan yang bersama-sama pada gambar. Portal yang ditampilkan hanya diharapkan terjadi pada system-sistem struktur tersebut. yang bersesuaian dengan kondisi sendi plastis yang terjadi Namun sendi plastis yang terbentuk belum sepenuhnya pada (kondisi leleh atau ultimit). elemen struktur sebelum mengalami keruntuhan. Berdasarkan Gambar 13 dan 14, sendi plastis dalam kondisi batas pada SRPMK tercapai pada ujung balok baik untuk Arah X (push-X) ????? Arah Y (push-Y) Gambar 13. Perilaku keruntuhan struktur SRPMK gedung 4 LT Arah X (push-X) ???? Arah Y (push-Y) Gambar 14. Perilaku keruntuhan struktur SRPMK gedung 10 LT Arah X (push-X) ???? Arah Y (push-Y) Gambar 15. Perilaku keruntuhan struktur SRBE untuk gedung 4LT Arah X (push-X) Arah Y (push-Y) Gambar 16. Perilaku keruntuhan struktur SRBE untuk gedung 10 LT Arah X (push-X) ??????? Arah Y (push-Y) ? Gambar 17.Perilaku keruntuhan struktur SRDS untuk Gedung 4LT Arah X (push-X) ? Arah Y (push-Y) Gambar 18. Perilaku keruntuhan struktur SRDS untuk gedung 10LT Jumlah Sendi Plastis Jumlah sendi plastis pada saat kondisi leleh dan kondisi batas pada model SRPMK, SRBE, dan SRDS terlihat pada Tabel 12 dan 13 untuk gedung 4 tingkat dan 10 tingkat. Dari keseluruhan sendi plastis yang didefinisikan, tidak semuanya terbentuk sebelum struktur mengalami keruntuhan. Tabel 12. Jumlah
BeyondE SRPMK SRBE X Y X Y Titik leleh Titik batas Titik leleh Titik batas Titik leleh Titik batas Titik leleh Titik batas 1 9 1 7 3 8 3 6 2 4 2 2 2 12 2 10 0 50 0 36 0 14 0 14 0 8 0 38 0 2 0 0 0 4 0 4 0 4 0 2 0 2 0 6 0 2 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Sistem Dinding Geser X Y Titik leleh Titik batas Titik leleh Titik batas 3 6 3 6 2 6 2 2 0 4 0 6 0 4 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 Tabel 13. Jumlah sendi plastis struktur 10 LT Model Sumbu Kondisi Step BtoIO IOtoLS LStoCP CPtoC CtoD DtoE BeyondE X SRPMK Y Titik leleh 1 2 0 0 Titik batas 9 4 50 8 Titik leleh 1 2 0 0 Titik batas 7 2 36 38 0 0 4 2 0 0 4 6 0 0 0 0 0 0 0 0 X SRBE Y Titik leleh 3 2 0 0 Titik batas 8 12 14 2 Titik leleh 3 2 0 0 Titik batas 6 10 14 0 Sistem Dinding Geser X Y Titik leleh Titik batas Titik leleh Titik batas 3 6 3 6 2 6 2 2 0 4 0 6 0 4 0 2 0 0 4 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Daktilitas Struktur Faktor daktilitas (?) diperoleh dari rasio antara simpangan saat kondisi batas dibagi dengan simpangan saat kondisi leleh dari analisis pushover. Daktilitas setiap model SRPMK, SRBE, dan SRDS bisa dilihat pada Tabel 14. Faktor daktilitas SRPMK berkisar 4.65-4.81, SRBE berkisar antara 3.06-3.32 dan SRDS berkisar antara 2.67-2.96 untuk arah X dan arah Y. Tabel 14. Perbandingan daktilitas model struktur Simpangan Simpangan Model Pushover Leleh (mm) Runtuh (mm) Daktilitas 4LT 10LT 4LT 10LT 4LT 10LT SRPMK X Y SRBE X Y Sistem X Dinding Geser Y 98.65 178.40 458.90 851.42 4.65 4.77 98.77 180.33 465.16 867.54 4.71 4.81 126.40 222.05 386.60 722.56 3.06 3.25 127.01 231.34 396.87 768.53 3.12 3.32 86.21 208.94 230.18 593.41 2.67 2.84 87.15 213.45 237.29 631.35 2.72 2.96 Dari Tabel 14 terlihat bahwa SRPMK memiliki nilai daktilitas lebih besar dari model lain, dimana nilai daktilitas untuk model 4 LT arah X dari SRPMK 4,65 SRBE 3,06; sistem dinding geser 2,67, arah Y: SRPMK 4,71; SRBE 3,12; sistem dinding geser 2,72 dan untuk model 10 LT arah X: SRPMK 4,77; SRBE 3,25; sistem dinding geser 2,84, arah Y: SRPMK 4,81; SRBE 3,32;
sistem dinding geser 2,96. 10SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Dari hasil analisis
dan pembahasan dapat diambil kesimpulan,
adalah: a. Sistem dinding geser memiliki gaya geser dasar batas yang paling besar dari model lain. Dengan nilai gaya geser dasar untuk model 4 LT arah X: sistem dinding geser 11647,63 KN; SRBE 8402,88 KN; SRPMK 4576,70 KN, arah Y: sistem dinding geser 11658,34 KN; SRBE 8414,65 KN; SRPMK 4592,69 KN dan untuk model 10 LT arah X: sistem dinding geser 16793,63 KN; SRBE 11122,53 KN; SRPMK 5157,38 KN, arah Y: sistem dinding geser 16878,93 KN; SRBE 11923,37 KN; SRPMK 5164,23 KN. b. Sistem dinding geser memiliki kinerja perpindahan yang paling baik, karena nilai perpindahan dari sistem dinding geser paling kecil dari model lain. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT arah X: sistem dinding geser 3,46 mm; SRBE 6,47 mm; SRPMK 19,11 mm, arah Y: sistem dinding geser 3,47 mm; SRBE 6,50 mm; SRPMK 19,12 mm dan untuk model 10 LT arah X: sistem dinding geser44,68 mm; SRPMK 89,52 mm. c. Untuk beban gempa yang sama mengacu pada model SRPMK. Dengan nilai perpindahan untuk model 4 LT arah X: SRPMK 458,90 mm; SRBE 91,17 mm; sistem dinding geser 28,76 mm, arah Y: SRPMK 465,16 mm; SRBE 94,61 mm; sistem dinding geser 32,84 mm dan untuk model 10 LT arah X: SRPMK 851,42 mm; SRBE 235,54 mm; sistem dinding geser 187,56 mm, arah Y: SRPMK 867,54 mm; SRBE 245,56 mm; sistem dinding geser 193,64 mm. d. SRPMK memiliki nilai daktilitas lebih besar dari model SRBE dan sistem dinding geser. Dimana nilai daktilitas untuk model 4 LT arah X: SRPMK 4,65; SRBE 3,06; sistem dinding geser 2,67, arah Y: SRPMK 4,71; SRBE 3,12; sistem dinding geser 2,72 dan untuk model 10 LT arah X: SRPMK 4,77; SRBE 3,25; sistem dinding geser 2,84, arah Y: SRPMK 4,81; SRBE 3,32; sistem dinding geser 2,96. Saran 1. Dalam memilih sistem gedung yang berprilaku elastik, sistem dinding geser sangat ideal, karena memiliki kekuatan dan kekakuan elastik yang sangat tinggi diantara ketiga model.
Sementara itu, dalam hal perilaku in-elastik, SRPMK lebih unggul, dengan daktilitas dan penyerapan energi yang paling tinggi. 2. Penelitian ini dapat dikembangkan lagi dengan menghitung volume beton dan baja untuk mendapatkan keekonomisan struktur. 13
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan
karunia-Nya
Penelitian inidapat
terselesaikan tepat pada waktunya. Laporan penelitian dengan judul “Analisis Pengaruh Sistem Penahan Beban Lateral Terhadap Kinerja Struktur Rangka Baja Gedung Beraturan”. Ucapan terima kasih disampaikan kepada 4semua pihak yang selalu
memberikan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung dalam
penyelesaian
penelitianini. DAFTAR PUSTAKA
19Applied Technology Council, andDepartment of Homeland Security.
2005. 15FEMA 440 Improvement of
Nonlinear Static Seismic Analysis Procedures. June 2005.
California, andVolume 1&2,
2ndEdition, June 2001, Ankara.
Astarika. 2(2013). Analisis
Pushover Struktur Rangka Bresing V-Terbalik Eksentrik Dengan Panjang Link
Bervariasi. Laporan Penelitian,
Universitas Udayana : Bali. 11Fajfar, P., and
Krawinkler, H., 1992, Nonlinear Seismic Analysis and Design of Reinforced
Concrete Buildings, Elsevier Applied Science, New York,
USA. 6Hiraishi, H.,
1983, Evaluation of Shear and Flexural Deformations of Flexural Type Shear
Walls, Procs. 4th Joint Tech. Coord. Committee, U.S.-Japan Coop.
Earth.Research Program, Building Research Institute, Tsukuba, Japan.
Mas Utari. (2005).Perbandingan kinerja Dinding Geser Dengan Beberapa Teknik Pemodelan. Laporan Penelitian, Universitas Udayana, Bali. Muslinang Moestopo, 2
Nidiasari. (2010). Kajian Numerik
Perilaku Link Panjang Dengan Pengaku Diagonal Badan Pada Sistem Rangka
Baja Berpengaku
Eksentris,Seminar dan Pameran HAKI.
12Standar Nasional
Indonesia. (2012). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk
StrukturBangunan Gedung dan Non Gedung SNI
03-1726- 2012 ,Badan Standarisasi
Nasional
: Jakarta. Tolga. 2004. 9Lateral Load Analysis Of Shear Wall- Frame
SCIENTIFIC JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING • Vol. 19 No. 1 • Januari 2015 ISSN : 1411 – 1292 Perbandingan Perilaku Struktur Rangka Baja Dengan dan Tanpa DInding Pengisi
…………(Nawangsari, Giri, Deskarta) JURNAL ILMIAH TEKNIK SIPIL • A SCIENTIFIC JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING • Vol. 19 No. 1 • Januari 2015 ISSN : 1411 – 1292 Perbandingan Perilaku Struktur Rangka Baja Dengan dan Tanpa DInding Pengisi …………(Nawangsari, Giri, Deskarta) JURNAL ILMIAH TEKNIK SIPIL • A SCIENTIFIC JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING • Vol. 19 No. 1 • Januari 2015 ISSN : 1411 – 1292 Perbandingan Perilaku Struktur Rangka Baja Dengan dan Tanpa DInding Pengisi …………(Nawangsari, Giri, Deskarta) JURNAL ILMIAH TEKNIK SIPIL • A SCIENTIFIC JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING • Vol. 19 No. 1 • Januari 2015 ISSN : 1411 – 1292 Perbandingan Perilaku Struktur Rangka Baja Dengan dan Tanpa DInding Pengisi
…………(Nawangsari, Giri, Deskarta) JURNAL ILMIAH TEKNIK SIPIL • A SCIENTIFIC JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING • Vol. 19 No. 1 • Januari 2015 ISSN : 1411 – 1292 1Jurusan
Teknik Sipil • Fakultas Teknik• Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran – Bali• 17
18 • Jurusan Teknik Sipil • Fakultas Teknik • Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran – Bali 1Jurusan Teknik Sipil • Fakultas Teknik• Universitas Udayana,Kampus Bukit Jimbaran – Bali• 19 20 • Jurusan Teknik Sipil • Fakultas Teknik •
Universitas
Udayana, Kampus Bukit Jimbaran – Bali 1Jurusan Teknik Sipil •Fakultas Teknik• Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran – Bali• 21 22 • Jurusan
Teknik Sipil • Fakultas Teknik • Universitas
Udayana, Kampus Bukit Jimbaran – Bali1Jurusan Teknik Sipil • Fakultas Teknik• Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran – Bali• 23 24 • Jurusan Teknik Sipil • Fakultas Teknik • Universitas Udayana, Kampus
Kampus Bukit Jimbaran – Bali• 25 26 • Jurusan Teknik Sipil • Fakultas Teknik •