4. HASIL DAN PEMBAHASAN

(1)

91

Universitas Kristen Petra

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penggunaan Profil Bangunan

Dalam penelitian ini, desain bangunan Rangka Terbreis Eksentris (RTE) tipe V dan Y terbalik memiliki profil bangunan yang berbeda, baik bangunan dengan ketinggian 12 dan 18 lantai. Pada bangunan dengan tipe breising V, link dan outerlink merupakan penampang yang sama. Sedangkan pada breising tipe Y terbalik link dan balok outerlink merupakan penampang yang berbeda. Penggunaan profil akan disajikan dalam bentuk tabel untuk masing-masing bangunan, yaitu Tabel 4.1 hingga Tabel 4.4. Desain kapasitas dilakukan hanya untuk elemen struktur breising, balok outerlink, dan kolom eksterior sehingga ada perbedaan profil sebelum dan sesudah dirancang berdasarkan desain kapasitas. Sedangkan untuk struktur lainnya tetap berdasarkan konsep desain kekuatan dan tidak mengalami perubahan baik sebelum dan sesudah desain kapasitas.

Tabel 4.1. Profil Bangunan 31J12-V

31J12 - V

Elemen Lantai Penampang Profil

Balok Link (BL)

(1 - 2) J 600.300.195 (A36) (3 - 5) WF 600.300.151 (A36) (6 - 8) WF 450.300.124 (A36) (9 - 11) WF 300.300.106 (A36)

Balok Induk Eksterior (BIE)

(1 - 2) WF 500.300.114 (A36) (3 - 8) WF 500.200.103 (A36) (9 -10) WF 450.300.106 (A36) (11 - 12) WF 500.200.103 (A36)

Balok Induk Interior (BII)

(1 - 4) WF 500.200.103 (A36) (5 - 7) WF 500.300.114 (A36) (8) WF 500.300.128 (A36) (9) WF 500.300.114 (A36) (10-12) WF 500.200.103 (A36) Balok Anak (BA) (1 - 12) W 12.8.74,41 (A36)

Kolom Interior (CI)

(1 - 3) J 300.300.263 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 300.300.232 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 300.300.184 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.112 (A992 Gr. 50)

(2)

92

Tabel 4.2. Profil Bangunan 31J12-V (lanj.)

31J12 - V

Kolom Sudut (CC)

31J12 - V Sebelum Desain Kapasitas Sesudah Desain Kapasitas Elemen Lantai Penampang Profil Penampang Profil

Breising (B)

(1 - 3) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) J 400.400.415 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 200.200.78 (A992 Gr. 50) J 300.300.201 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 200.200.68,2 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 200.200.68,2 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) Kolom

Eksterior (CE)

(1 - 3) J 400.400.415 (A992 Gr. 50) WF 608.472.1170 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 400.400.284 (A992 Gr. 50) J 500.500.647 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 300.300.217 (A992 Gr. 50) J 400.400.415 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) J 300.300.232 (A992 Gr. 50)

Tabel 4.2. Profil Bangunan 31J18-V

31J18 - V

Balok Link (BL)

(1 - 2) J 600.300.195 (A36) (3 - 5) J 600.300.170 (A36) (6 - 8) WF 600.300.151 (A36) (9 - 11) WF 500.300.128 (A36) (12 - 14) WF 450.300.124 (A36) (15 - 17) WF 300.300.106 (A36)

(1 - 3) WF 500.300.128 (A36) (4 - 6) WF 500.300.114 (A36) (7 - 9) J 500.300.147 (A36) (10 - 12) J 500.300.147 (A36) (13 - 15) WF 500.300.128 (A36) (16 - 18) WF 500.200.103 (A36)

(1 - 3) WF 500.200.103 (A36) (4 - 6) WF 500.300.128 (A36) (7 - 9) J 500.300.147 (A36) (10 - 12) J 500.300.147 (A36) (13 - 15) J 500.300.147 (A36) (16 - 18) WF 500.300.114 (A36) Balok Anak (BA) (1 - 18) W 12.8.74,41 (A36)

(3)

93

31J18 - V

Kolom Interior (CI)

(1 - 3) J 400.400.365 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 400.400.315 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 400.400.283 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.263 (A992 Gr. 50) (13 - 15) J 300.300.201 (A992 Gr. 50) (16 - 18) J 300.300.156 (A992 Gr. 50)

Kolom Sudut (CC)

31J18 - V Sebelum Desain Kapasitas Sesudah Desain Kapasitas Elemen Lantai Penampang Profil Penampang Profil

Breising (BR)

(1 - 3) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) J 400.400.365 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) J 300.300.232 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) (13 - 15) J 200.200.78 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) (16 - 18) J 200.200.73,1 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50)

Kolom Eksterior

(CE)

(1 - 3) J 400.400.624 (A992 Gr. 50) WF 608.472.1170 (A913 Gr. 65) (4 - 6) J 400.400.448 (A992 Gr. 50) J 500.500.786 (A913 Gr. 65) (7 - 9) J 400.400.365 (A992 Gr. 50) J 500.500.762 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.287 (A992 Gr. 50) J 400.400.565 (A992 Gr. 50) (13 - 15) J 300.300.263 (A992 Gr. 50) J 400.400.448 (A992 Gr. 50) (16 - 18) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) J 300.300.232 (A992 Gr. 50)

Tabel 4.3. Profil Bangunan 31J12 - IY

31J12 - IY

Balok Link (BL)

(1 - 3) J 300.300.263 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 300.300.232 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 300.300.163 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) Balok Induk

Eksterior (BIE) (1 - 12) WF 500.200.103 (A36) Balok Induk

Interior (BII) (1 - 12) WF 500.200.103 (A36)

(4)

94

Tabel 4.3. Profil Bangunan 31J12 – IY (lanj.)

31J12 - IY

Elemen Lantai Penampang Profil Balok Anak

(BA) (1 - 12) W 12.8.74,41 (A36)

Kolom Interior (CI)

Kolom Sudut (CC)

31J12 - IY Sebelum Desain Kapasitas Sesudah Desain Kapasitas Elemen Lantai Penampang Profil Penampang Profil

Breising (BR)

(1 - 3) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) J 300.300.201 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 200.200.78 (A992 Gr. 50) J 300.300.186 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 200.200.68,2 (A992 Gr. 50) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 200.200.68,2 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) Kolom

Eksterior (CE)

(1 - 3) J 400.400.415 (A992 Gr. 50) J 500.500.810 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 400.400.284 (A992 Gr. 50) J 500.500.762 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 300.300.217 (A992 Gr. 50) J 400.400.565 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) J 400.400.433 (A992 Gr. 50)

Balok Outerlink

(1 - 3) WF 600.200.134 (A36) WF 700.300.215 (A36) (4 - 6) WF 500.300.128 (A36) WF 700.300.215 (A36) (7 - 9) WF 500.200.103 (A36) WF 600.300.151 (A36) (10 - 12) WF 450.200.76 (A36) WF 600.300.151 (A36)

Tabel 4.4. Profil Bangunan 31J18 - IY

31J18 - IY

Balok Link (BL)

(1 - 7) WF 500.200.103 (A36) (8 - 9) WF 500.300.114 (A36) (10 - 12) WF 500.300.128 (A36) (13 - 15) WF 500.300.114 (A36) (16 - 18) WF 500.200.103 (A36)

(5)

95

31J18 – IY

(1 – 6) WF 500.200.103 (A36) (7 – 8) WF 500.300.114 (A36) (9 – 10) WF 500.300.128 (A36) 11 WF 600.300.137 (A36) 12 WF 600.200.134 (A36) (13 – 15) WF 500.300.128 (A36) (16 – 17) WF 500.300.114 (A36) 18 WF 500.200.103 (A36) Balok Anak (BA) (1 – 18) W 12.8.74,41 (A36)

Kolom Interior (CI)

(1 – 3) J 400.400.382 (A992 Gr. 50) (4 – 6) J 400.400.315 (A992 Gr. 50) (7 – 9) J 300.300.287 (A992 Gr. 50) (10 – 12) J 300.300.263 (A992 Gr. 50) (13 – 15) J 300.300.217 (A992 Gr. 50) (16 – 18) J 300.300.112 (A992 Gr. 50)

Kolom Sudut (CC)

Breising (BR)

(1 - 3) J 300.300.126 (A992 Gr. 50) J 400.400.284 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) J 300.300.201 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) J 300.300.141 (A992 Gr. 50) (13 - 15) J 200.200.78 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50) (16 - 18) J 200.200.78 (A992 Gr. 50) J 300.300.112 (A992 Gr. 50)

Kolom Eksterior

(CE)

(1 - 3) J 500.500.563 (A992 Gr. 50) J 700.500.933 (A992 Gr. 50) (4 - 6) J 400.400.382 (A992 Gr. 50) J 500.500.882 (A992 Gr. 50) (7 - 9) J 400.400.315 (A992 Gr. 50) J 500.500.647 (A992 Gr. 50) (10 - 12) J 300.300.279 (A992 Gr. 50) J 500.500.586 (A992 Gr. 50) (13 - 15) J 300.300.217 (A992 Gr. 50) J 400.400.448 (A992 Gr. 50) (16 - 18) J 300.300.156 (A992 Gr. 50) J 400.400.415 (A992 Gr. 50)

(6)

96

Balok Outerlink

(1 - 3) WF 600.300.151 (A36) J 30.15.257 (A36) (4 - 6) WF 600.300.151 (A36) WF 700.300.215 (A36) (7 - 9) WF 500.200.103 (A36) WF 700.300.215 (A36) (10 - 12) WF 500.200.103 (A36) WF 700.300.215 (A36) (13 - 15) WF 500.200.103 (A36) WF 600.300.151 (A36) (16 - 18) WF 500.200.103 (A36) WF 600.300.151 (A36)

4.2 Base Shear dan Distribusi Gaya Lateral pada Bangunan

Setelah semua bangunan didesain dan direncanakan sesuai dengan konsep desain kekuatan dan kapasitas diperoleh data gaya lateral yang terjadi pada bangunan. Data ini akan disajikan dalam bentuk tabel yakni pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Base Shear dan Persentase Gaya Lateral pada Bangunan

Tipe Breising

Jenis Bangunan

Base

Shear Distribusi Gaya (kN) Eksterior Interior

V 31J12 - V 3823.93 95.43% 4.57%

31J18 - V 3534.25 94.20% 5.80%

Y Terbalik 31J12 - IY 3497.98 88.90% 11.10%

31J18 - IY 3524.49 90.79% 9.21%

4.3 Berat Struktur

Berat struktur merupakan berat struktur baja (balok, kolom dan breising) yang digunakan pada masing-masing bangunan. Pengukuran berat struktur ini bertujuan untuk membandingkan berat struktur secara keseluruhan dari pemakaian baja.

Karena beragam jenis mutu baja yang digunakan, maka dalam memperhitungkan berat struktur perlu dilakukan penyetaraan berdasarkan mutu baja yang paling rendah (ASTM A36). Sehingga untuk baja dengan mutu yang melebihi ASTM A36, akan dikonversikan menjadi mutu ASTM A36 dengan cara mengalikan berat baja tersebut dengan suatu nilai konversi yang merupakan perbandingan dari tegangan leleh baja tersebut. Maka, untuk baja dengan mutu ASTM A992 Gr. 50 (Fy = 345 MPa) akan dikalikan beratnya dengan faktor sebesar 1,38 (=345 MPa/250 Mpa) dan baja dengan mutu ASTM A913 Gr. 65 (Fy = 450 MPa) akan dikalikan beratnya

(7)

97

dengan faktor sebesar 1,8 (=450 MPa/250 MPa). Maka hasil dari berat struktur ini akan dalam konversi mutu yang setara dan dapat dibandingkan efisiensinya.

Tabel 4.6. Berat Struktur

Bangunan

Berat Baja A36

Berat Baja Konversi A36

(ton) (ton) (ton) (ton)

31J12 - V 366.24 405.16 0.00 925.37

31J12 - IY 378.68 389.95 0.00 916.81

31J18 - V 619.68 456.53 183.23 1579.51

31J18 - IY 607.29 628.65 0.00 1474.82

4.4 Nilai Interaksi Gaya pada Bangunan

Nilai interaksi ini didasarkan pada hasil desain kapasitas dari SAP 2000 v.20 dengan menggunakan steel check design yang relatif mirip nilainya dengan perhitungan manual yang dilakukan pada desain kekuatan. Hasil steel check design terdiri dari 2 jenis yaitu hasil steel check design sebelum dan sesudah dilakukan desain kapasitas pada struktur RTE dari setiap masing-masing bangunan dapat dilihat pada Gambar 4.1. hingga Gambar 4.8.

Gambar 4.1. Hasil steel check design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian eksterior bangunan 31J12 - V

(8)

98

Gambar 4.2. Hasil steel check design design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian interior bangunan 31J12 - V

Gambar 4.3. Hasil steel check design design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan)

desain kapasitas bagian eksterior bangunan 31J12 - IY

(9)

99

Gambar 4.4. Hasil steel check design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian interior bangunan 31J12 - IY

(10)

100

Gambar 4.5. Hasil steel check design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian eksterior bangunan 31J18 - V

(11)

101

Gambar 4.6. Hasil steel check design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian interior bangunan 31J18 – V

(12)

102

Gambar 4.7. Hasil steel check design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian eksterior bangunan 31J18 – IY

(13)

103

Gambar 4.8. Hasil steel check design sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) desain kapasitas bagian interior bangunan 31J18 – IY

4.5 Displacement dan Drift Ratio Gempa 2500 Tahun

Simpangan (displacement) dan drift ratio maksimum yang terjadi pada bangunan dari perhitungan nonlinear time history beserta persentase perbandingannya dapat dilihat pada Tabel 4.7. hingga Tabel 4.8.

Tabel 4.7. Displacement Maksimum Gempa Periode Ulang 2500 Tahun

Bangunan Displacement Maksimum (mm)

31J12 - V 485.07

31J12 - IY 663.15

31J18 - V 1085.96

31J18 - IY 1129.72

(14)

104

Tabel 4.8. Drift Ratio Maksimum Gempa Periode Ulang 2500 Tahun Bangunan Drift ratio Maksimum

(%) 31J12 - V 1.48625 31J12 - IY 1.7647

31J18 - V 2.204325 31J18 - IY 2.168525

Berikut adalah grafik displacement dan drift ratio untuk masing-masing lantai pada seluruh bangunan. Grafik dapat dilihat pada Gambar 4.7 hingga Gambar 4.18.

Gambar 4.9. Grafik displacement bangunan 12 lantai

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

Lantai ke-

Displacement (mm)

Displacement Bangunan 12 Lantai akibat Gempa Periode 2500 tahun

31J12 - V 31J12 - IY

(15)

105

Gambar 4.10. Grafik drift ratio bangunan 12 lantai

Gambar 4.11. Grafik displacement bangunan 18 lantai

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

Lantai ke -

Drift Ratio (%)

Drift Ratio Bangunan 12 Lantai akibat Gempa Periode 2500 tahun

31J12 - V 31J12 - IY

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

Lantai ke -

Displacement (mm)

Displacement Bangunan 18 Lantai akibat Gempa Periode 2500 tahun

31J18 - V 31J18 - IY

(16)

106

Gambar 4.12. Grafik drift ratio bangunan 18 lantai

Dari grafik displacement pada Gambar 4.7. dan Gambar 4.9. dapat dilihat bahwa nilai displacement pada bangunan baik 12 maupun 18 lantai terus meningkat seiring bertambahnya jumlah lantai. Pada bangunan dengan tipe breising V baik 12 lantai maupun 18 lantai memberikan nilai displacement yang lebih kecil jika dibandingkan dengan tipe breising IY. Selain itu, nilai drift ratio terbesar terjadi pada bangunan dengan breising tipe IY baik pada bangunan 12 maupun 18 lantai.

Namun, pada ketinggian 72 meter (18 lantai) kedua tipe breising menghasilkan performa yang kurang baik yaitu melebih batas nilai dari drift ratio yang diijinkan oleh FEMA 356-2000 yaitu sebesar 2% untuk struktur steel braced frame. Melalui hal ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan kedua tipe bresing perlu dipertimbangkan untuk bangunan ketinggian 18 lantai (72 meter) khususnya untuk 3 bentang.

Hasil drift ratio maksimum akan diklasifikasikan berdasarkan ketentuan FEMA 356-2000 yang mengelompokan berdasarkan tingkat kerusakan untuk kelompok steel braced frame, yang dapat dilihat pada Tabel 4.9.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4

Lantai ke-

Drift Ratio (%)

Drift Ratio Bangunan 18 Lantai akibat Gempa Periode 2500 tahun

31J18 - V 31J18 - IY

(17)

107

Tabel 4.9. Klasifikasi Kerusakan Bangunan Steel Braced Frame berdasarkan FEMA 356-2000

Bangunan

Immediate Occupancy

(IO)

Life Safety

(LS)

Collapse Prevention

(CP)

Unacceptable (U)

31J12 - V - 1.48625 - -

31J12 - IY - - 1.7647 -

31J18 - V - - - 2.204325

31J18 - IY - - - 2.168525

Max Drift ratio (%) > 0.5 0.5 - 1.5 1.5 - 2.0 > 2.0

4.6 Lokasi Sendi Plastis pada Bangunan

Pada sub bab ini akan dijelaskan mengenai letak sendi plastis pada bangunan 31J12 – V, 31J12 – IY, 31J18 – V dan 31J18 - IY pada sistem rangka bangunan (single sistem) akibat gempa dengan periode ulang 2500 tahun dengan asumsi portal pada arah sumbu X akan menerima 100% gaya gempa dan portal arah sumbu Y akan menerima 30% gaya gempa sesuai dengan yang disyaratkan oleh SNI 1726:2012. Pada SAP2000 v20 diterapkan gempa selama 30 detik dengan jumlah time steps sebesar 3000. Hasil dari analisi time history pada bangunan 12 dan 18 lantai berupa kerusakan dan letak sendi plastis yang terjadi. Letak sendi plastis dapat dilihat pada Gambar 4.13 hingga Gambar 4.24. Tingkat kerusakan yang terjadi pada sendi plastis akan ditunjukkan dengan perbedaan warna pada sendi plastis. Keterangan mengenai pola kerusakan dan warna sendi plastis beserta akan dijelaskan pada Tabel 4.10.

(18)

108

Tabel 4.10. Tingkat Kerusakan Struktur Akibat Terjadinya Sendi Plastis

Sumber: Wijaya dan Ongkowidjoyo (2018, p.102)

Lokasi sendi plastis yang ditampilkan adalah sendi plastis yang terjadi pada portal eksterior dan interior pada arah sumbu X dikarenakan portal pada arah sumbu X dan sumbu Y adalah simetris. Letak sendi plastis yang ditunjukan adalah pada awal terbentuknya sendi plastis pertama pada elemen struktur RTE (breising, kolom balok dan link) serta pada detik ke-30 dimana merupakan hasil terakhir dari gempa periode 2500 tahun yang diterapkan. Rekapitulasi letak sendi plastis pada struktur RTE kemudian akan dirangkum pada Tabel 4.11. Lokasi terletaknya sendi plastis ini, akan memperlihatkan seberapa baik konsep desain kapasitas pada struktur RTE yang diterapkan dan menilai performa struktur RTE dari tingkat kerusakan sendi plastis yang terjadi.

(19)

109

Gambar 4.13. Letak sendi plastis pertama elemen link detik ke – 1,06 pada struktur 31J12 – V

Gambar 4.14. Letak kegagalan pertama elemen link detik ke – 1,43 pada struktur 31J12 – V

(20)

110

Gambar 4.15. Letak sendi plastis pada kondisi akhir (detik ke- 30) gempa 2500 tahun pada struktur 31J12 – V

Gambar 4.16. Letak sendi plastis pertama elemen link detik ke- 1,04 pada struktur 31J12 – IY

(21)

111

Gambar 4.17. Letak sendi plastis pertama balok outerlink detik ke- 2,81 pada struktur 31J12 – IY.

Gambar 4.18. Letak sendi plastis pertama kolom eksterior detik ke- 2,91 pada struktur 31J12 – IY

(22)

112

Gambar 4.19. Letak kegagalan pertama elemen link detik ke- 5,52 pada struktur 31J12 – IY

Gambar 4.20. Letak sendi plastis pada kondisi akhir (detik ke- 30) gempa 2500 tahun pada struktur 31J12 – IY

(23)

113

Gambar 4.21. Letak sendi plastis pertama elemen link detik ke- 1,03 pada struktur 31J18 – V

(24)

114

Gambar 4.22. Letak kegagalan pertama elemen link detik ke- 1,59 pada struktur 31J18 – V

(25)

115

Gambar 4.23. Letak sendi plastis pertama breising detik ke- 2,92 pada struktur 31J18 – V

(26)

116

Gambar 4.24. Letak sendi plastis pada kondisi akhir (detik ke- 30) gempa 2500 tahun struktur 31J18 – V

(27)

117

Gambar 4.25. Letak sendi plastis pertama elemen link detik ke- 0,98 pada struktur 31J18 – IY

(28)

118

Gambar 4.26. Letak sendi plastis pertama kolom eksterior detik ke- 2,66 pada struktur 31J18 – IY

(29)

119

Gambar 4.27. Letak sendi plastis pertama balok outerlink detik ke- 2,76 pada struktur 31J18 – IY

(30)

120

Gambar 4.28. Letak kegagalan pertama elemen link detik ke- 2,84 pada struktur 31J18 – IY

(31)

121

Gambar 4.29. Letak sendi plastis pada kondisi akhir (detik ke- 30) gempa 2500 tahun pada struktur 31J18 – IY

(32)

122

Tabel 4.11. Rekapitulasi Tingkat Kerusakan Sendi Plastis

Bangunan

Lokasi Sendi Plastis

Eksterior Interior

Elemen Tingkat

Kerusakan Elemen Tingkat Kerusakan

31J12 - V

Link E

Balok Induk B

Balok IO

Kolom -

Kolom B

Breising -

31J12 - IY

Link E

Balok Induk B

Balok IO

Kolom IO

Breising -

31J18 - V

Link E

Balok Induk B

Balok IO

Kolom -

Kolom IO

Breising -

31J18 - IY

Link E

Balok Induk B

Balok IO

Kolom C

Kolom IO

Breising -

Hasil menunjukkan letak sendi plastis sesuai dengan konsep desain kapasitas yang diharapkan pada struktur RTE yaitu terjadi pada link. Selain itu, tujuan dari desain kapasitas untuk mempertahankan elemen struktur pada RTE yaitu kolom, balok dan breising agar tetap elastis meskipun link dalam kondisi plastis juga tercapai. Hal ini memperlihatkan bahwa desain kapasitas pada struktur RTE terhadap beban seismik perlu diperhatikan agar elemen struktur tetap mempertahankan kondisi elastisnya.

4.7 Pembahasan Hasil Penelitian

Berdasarkan konsep desain kapasitas terhadap beban seismik, maka dapat dilihat bahwa struktur memiliki perbedaan jenis penampang profil sebelum dan sesudah dilakukannya desain kapasitas pada elemen struktur RTE (kolom eksterior, balok outerlink dan breising). Dapat dilihat pada Tabel 4.1. hingga 4.4. pada struktur yang sudah dirancang berdasarkan konsep desain kapasitas, mengalami pembesar penampang profil yang cukup signifikan untuk kolom, balok dan breising

(33)

123

pada struktur RTE. Pembesaran penampang profil pada struktur RTE ini, akan memberikan dampak yaitu gaya lateral yang akan diterima oleh struktur akan dominan diterima oleh struktur pada bagian eksterior. Hal ini, dapat membantu kinerja sistem rangka bangunan (single system) menjadi lebih baik. Dapat dilihat pada Tabel 4.5. bahwa distribusi gaya lateral yang diterima struktur eksterior lebih besar dibandingkan dengan struktur interiornya. Sehingga membuktikan bahwa kinerja sistem rangka bangunan (single system) dapat tercapai.

Selain itu, dapat dilihat pada Gambar 4.1. hingga 4.8. bahwa nilai interaksi sebelum dilakukan desain kapasitas dan sesudah desain kapasitas memberikan pengaruh yaitu pada portal bagian interior mengalami penurunan interaksi terutama pada bagian kolom. Sehingga, struktur RTE pada bagian eksterior bangunan dapat bekerja lebih maksimal setelah dilakukannya desain kapasitas. Oleh karena itu, penting bagi struktur RTE untuk meninjau desain kapasitas terhadap beban seismik selain konsep desain kekuatan berdasarkan metode LRFD.

Pada penelitian ini, jika dinilai dari berat struktur baja pada Tabel 4.6. maka dapat dilihat berat struktur bangunan dengan tipe breising V lebih berat jika dibandingkan dengan struktur tipe breising IY setelah dilakukan desain kapasitas.

Dampak dari perbedaan berat struktur ini dapat mempengaruhi nilai base shear dari masing-masing struktur. Jika struktur makin berat, maka base shear dari struktur itu sendiri akan meningkat. Jika dilihat pada Tabel 4.7., maka struktur dengan breising tipe V memiliki nilai base shear yang lebih tinggi dari struktur dengan breising tipe IY. Tetapi jika dilihat dari persentase distribusi gaya lateral dari masing-masing struktur, struktur dengan breising tipe V memiliki persentase distribusi gaya lateral relatif lebih besar jika dibandingkan dengan tipe IY pada bagian portal eksteriornya baik pada ketinggian 12 maupun 18 lantai. Hal ini membuat efisiensi dari struktur dengan breising tipe V menjadi lebih baik jika dibandingkan dengan struktur dengan breising tipe IY karena gaya lateral strukturnya paling banyak diterima oleh struktur RTE pada bagian portal eksterior.

Selain berat struktur, nilai displacement maksimum dan drift ratio merupakan salah satu pertimbangan dalam menilai kinerja struktur RTE. Secara keseluruhan jika dilihat, bangunan dengan ketinggian 12 lantai memiliki nilai displacement dan drift ratio yang lebih baik jika dibandingkan dengan bangunan ketinggian 18 lantai.

(34)

124

Dapat dilihat pada Tabel 4.7. pada bangunan 12 lantai, nilai displacement maksimum antara breising tipe V dan IY memiliki perbedaan yang cukup signifikan dimana breising tipe V memiliki nilai displacement maksimum yang lebih kecil dibandingkan tipe IY. Selain itu pada bangunan 18 lantai, struktur dengan breising tipe V juga memiliki nilai displacement maksimum yang lebih kecil dari tipe IY namun perbedaannya tidak terlalu signifikan. Nilai drift ratio yang dihasilkan juga mirip, dapat dilihat pada Tabel 4.8. dimana pada bangunan 12 lantai dengan breising tipe V memiliki nilai drift ratio yang lebih kecil jika dibandingkan dengan breising tipe IY. Namun nilai drift ratio untuk kedua tipe breising masih dalam batas aman yang diizinkan oleh FEMA 356-2000 yaitu sebesar kurang dari 2%

(Collapse Prevention). Bahkan pada bangunan dengan ketinggian 12 lantai, struktur dengan breising tipe V memiliki performa yang lebih baik yaitu dengan nilai drift ratio kurang dari 1,5% (Life Safety).

Pada bangunan 18 lantai, nilai drift ratio untuk kedua tipe breising menunjukkan perbedaan yang tidak terlalu signifikan dan menunjukkan performa yang kurang baik dengan nilai kedua bangunan tersebut melebihi 2% sesuai yang diizinkan oleh FEMA 356-2000. Sehingga dapat dilihat bahwa bangunan dengan 3 bentang pada ketinggian 18 lantai (72 meter) memiliki performa yang kurang baik untuk kedua tipe breising. Tetapi perlu dipertimbangkan bahwa batasan 2% yang ditetapkan oleh FEMA 356-2000 merupakan batasan untuk struktur steel braced frame. Dimana secara eksplisit tertulis dalam FEMA 356-2000, bahwa kerusakan komponen primer yang terjadi adalah leleh dan tekuk pada breising serta kerusakan pada sambungan (FEMA 356, 2000). Jenis kerusakan ini lebih sesuai digunakan untuk struktur Rangka Terbreis Konsentris (RTK) dimana elemen fuse pada struktur RTK merupakan breising sedangkan pada struktur RTE jenis kerusakan pada elemen breising tidak terjadi dan hanya terjadi pada elemen link. Sehingga, nilai acceptance criteria pada FEMA 356-2000 untuk struktur steel braced frame dinilai masih kurang tepat diterapkan pada struktur RTE. Menurut Chao dan Goel (2005), nilai batasan drift ratio yang diizinkan untuk struktur RTE terhadap gempa 2500 tahun adalah maksimum sebesar 3%. Jika digunakan nilai batasan ini, maka nilai drift ratio untuk struktur RTE baik 12 maupun 18 lantai keduanya telah

(35)

125

memenuhi batasan drift ratio maksimum yaitu dengan nilai drift ratio kurang dari 3%.

Selain itu, lokasi dan banyaknya sendi plastis yang terjadi juga dapat dipertimbangkan sebagai salah satu indikator performa bangunan dengan struktur RTE. Jika melihat secara keseluruhan, awal terbentuknya sendi plastis pada seluruh bangunan memiliki kesamaan yaitu pertama kali terbentuk pada elemen link sesuai dengan harapan struktur RTE. Namun, jika diteliti lebih lanjut tahapan terbentuknya sendi plastis pada bangunan dengan breising tipe V dan IY memiliki perbedaan. Jika dilihat pada Gambar 4.13. hingga 4.29., baik pada bangunan 12 maupun 18 lantai dengan breising tipe V sendi plastis pertama terbentuk pada link kemudian rusak sedangkan pada elemen struktur lainnya masih dalam batas elastis dan aman. Sedangkan pada bangunan dengan breising tipe IY, sendi plastis pertama terbentuk pada elemen link namun masih belum gagal, kemudian selanjutnya terbentuk pada balok outerlink, kemudian kolom dan pada akhirnya elemen link mengalami kegagalan. Jika dibandingkan pada kondisi akhir pada Gambar 4.30 hingga 4.33, struktur RTE dengan tipe V pada bagian eksterior, elemen link telah gagal tetapi pada portal interior sendi plastis yang terbentuk hanya pada balok dan kolom pada sumbuh lemahnya serta jumlahnya lebih sedikit jika dibandingkan dengan bangunan dengan breising tipe IY. Lokasi dan banyaknya sendi plastis ini karena pada struktur RTE dengan breising tipe V distribusi gaya lateral yang diterima lebih banyak oleh bagian eksteriornya jika dibandingkan dengan breising tipe IY. Sehingga pada struktur RTE dengan breising tipe V pada bagiannya interiornya hanya menerima lebih sendikit gaya lateral dan sendi plastis yang terbentuk juga tidak sebanyak pada struktur dengan breising tipe IY.

Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah mengenai tingkat kerusakan sendi plastis. Jika dilihat pada Tabel 4.11., secara keseluruhan tingkat kerusakaan terburuk (E) terjadi pada elemen link. Tetapi bagian struktur lainnya bisa dikatakan masih dalam batas aman. Pada bangunan dengan breising tipe V, menunjukkan tingkat kerusakan sendi plastis yang lebih baik jika dibandingkan dengan bangunan dengan tipe IY. Pada bangunan 18 lantai dengan breising tipe V, pada bagian eksterior seluruh elemen strukturnya masih dalam batas aman (IO) sedangkan pada

(36)

126

bangunan dengan breising tipe IY pada bagian eksterior salah satu elemen strukturnya yaitu kolom telah mencapai tingkat kerusakan yang diizinkan (CP).

Gambar 4.30. Perbandingan lokasi dan tingkat kerusakan sendi plastis bangunan 12 lantai pada bagian eksterior

Gambar 4.31. Perbandingan lokasi dan tingkat kerusakan sendi plastis bangunan 12 lantai pada bagian interior

(37)

127

Gambar 4.32. Perbandingan lokasi dan tingkat kerusakan sendi plastis bangunan 18 lantai pada bagian eksterior

(38)

128

Gambar 4.33. Perbandingan lokasi dan tingkat kerusakan sendi plastis bangunan 18 lantai pada bagian interior