STUDI PENGARUH KELANGSINGAN GEDUNG TERHADAP ANALISIS PUSHOVER PADA GEDUNG BERTINGKAT BETON BERTULANG

(1)

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-61

STUDI PENGARUH KELANGSINGAN GEDUNG TERHADAP

ANALISIS PUSHOVER

PADA GEDUNG BERTINGKAT BETON BERTULANG

YUDIT AGUS PRIAMBODO1, TAVIO2

1

Mahasiswa Program S2 Struktur, Jurusan Teknik Sipil, ITS Surabaya, Telp 081-331100309,

email

2

email

Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP, ITS, Kampus ITS Sukolilo Surabaya,

Abstrak— Akurasi prediksi dari analisis pushover mempunyai keterbatasan yaitu memiliki kontribusi mode satu yang dominan dan untuk gedung rendah dan menengah. Pada batasan kedua tidak ada kejelasan tentang kriteria gedung yang dimaksud seperti berapa tinggi gedung serta panjangnya. Dalam studi ini mengambil kajian tentang kelangsingan gedung untuk menjawab permasalahan tersebut. Kelangsingan gedung yang dimaksud adalah perbandingan antara tinggi gedung dengan panjang denah yang searah beban gempa. Dari hasil analisis yang diperoleh dapat diambil kesimpulan bahwa tinjauan kelangsingan gedung terhadap hasil perpindahan dan rasio drift tidak selalu memberikan hasil yang memuaskan untuk memprediksi keakuratan analisis pushover. Hal ini dikarenakan hasil analisis pushover masih cukup konservatif untuk ketiga kelangsingan gedung.

Kata kunci— kelangsingan gedung, pushover

1. PENDAHULUAN

Analisis pushover merupakan prosedur analisis untuk mengetahui perilaku keruntuhan suatu bangunan terhadap gempa. Analisis ini dijelaskan oleh ATC-40, FEMA 356, dan FEMA 440 dalam mengevaluasi kinerja suatu struktur gedung. Analisis dilakukan dengan cara menaikkan besarnya gaya geser statik secara monotonik yang mengikuti pola distribusi tinggi struktur sampai target perpindahan lateral dari suatu titik acuan tercapai. Titik acuan tersebut adalah titik pada atap, atau lebih tepat lagi adalah pusat massa atap. Analisis pushover menghasilkan kurva kapasitas, yaitu kurva yang menggambarkan

hubungan antara gaya geser dasar dan perpindahan.

Prediksi memuaskan untuk kebutuhan seismik dengan analisis pushover lebih sesuai untuk struktur gedung rendah dan menengah dimana mode yang lebih tinggi tidak memiliki kontribusi dalam menentukan respon struktur [1]. Analisis pushover lebih sesuai untuk struktur gedung rendah dan memiliki periode getar pendek [2]. Analisis pushover umumnya akurat untuk gedung yang memiliki periode getar alami sampai dengan satu detik dengan asumsi mode pertama dari struktur yang dominan[3].

(2)

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-62 kontribusi mode satu yang dominan dan

hanya untuk gedung rendah dan menengah. Dalam penelitian ini akan membahas masalah batasan yang kedua karena tidak ada kejelasan tentang kriteria gedung yang dimaksud seperti berapa tinggi gedung serta panjang dan lebar gedung. Hal ini karena setiap peneliti mempunyai model gedung sendiri yang dianggap mewakili kriteria gedung rendah atau menengah.

Studi ini mengusulkan kelangsingan gedung sebagai kriteria dari gedung pada permasalahan di atas. Hasil analisis pushover akan dibandingkan dengan analisis riwayat waktu

Gempa rencana yang digunakan ada gempa Northridge (

nonlinier (NLTHA) sebagai analisis yang dianggap paling teliti sampai saat ini. Sifat nonlinier yang digunakan adalah material dan geometri. Kelangsingan gedung yang dimaksud adalah perbandingan antara tinggi gedung dengan panjang denah yang searah beban gempa. Hasil analisis yang akan dikaji adalah perpindahan dan rasio drift.

2. METODOLOGI

Kelangsingan gedung yang ditinjau pada penelitian ini adalah 1, 2 dan 3 (Tabel 1). Model struktur 3D, menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 30 MPa dan mutu tulangan fy = 400 MPa. Tebal pelat lantai 12 cm. Jenis sistem struktur adalah struktur rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Jumlah bentang yang digunakan adalah empat dengan panjang tiap bentang 5 m. Tinggi tiap tingkat adalah 4 meter. Bentuk denah adalah bujursangkar. Penampang yang digunakan sesuai tabel 2.

1994)

Penentuan titik kinerja untuk analisis pushover menggunakan metode FEMA 440 liniearization. Hal ini karena metode tersebut sudah dikalibrasikan dengan analisis dinamis [6]. Analisis riwayat waktu nonlinier dilakukan dengan bantuan program PERFORM 3D dengan respon struktur diambil ketika simpangan atap mencapai nilai maksimum.

3. HASIL

Hasil analisis untuk perpindahan akibat beban gempa Northridge pada tipe 1, 2, dan 3 menunjukan bahwa analisis pushover masih cukup konservatif dibanding analisis riwayat waktu. Hal ini terlihat pada Gambar 2, 4, dan 6, perpindahan analisis pushover selalu lebih besar dari NLTHA. Untuk selisih perpindahan atap antara kedua analisis mulai dari tipe 1, 2, 3 masing-masing 1.07, 0.82, 0.71. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar rasio kelangsingan gedung maka selisihnya semakin kecil (Tabel 2,3 dan 4).

Sedangkan hasil analisis untuk rasio drift, selisih terbesar dari tipe 1, 2, 3 masing-masing adalah 1.30, 1.13, 1.13. Analisis pushover juga masih cukup konservatif untuk memprediksi rasio drift jika dibandingkan NLTHA pada semua model gedung (Gambar 3,5 dan 7).

4. PEMBAHASAN

. Penentuan skala gempa rencana didasarkan pada intensitas spektrumnya [2] yang diskalakan pada wilayah gempa 5 jenis tanah lunak [4] (Gambar 1) dengan rentang waktu yang diskalakan adalah 0.2T1 – 1.5T1 [5]. Percepatan gempa ditinjau

satu arah karena gedung yang digunakan simetris.

(3)

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-63 kinerja untuk analisis pushover menggunakan

metode FEMA 440 liniearization.

Jika ditinjau dari selisih dari kedua metode analisis pada semua model gedung, maka dapat diprediksi untuk periode getar alami gedung yang lebih besar maka hasil analisis pushover akan berada dalam posisi underestimate untuk perpindahan dan rasio driftnya.

5. KESIMPULAN

Dari hasil analisis yang diperoleh dapat diambil kesimpulan bahwa tinjauan kelangsingan gedung terhadap hasil perpindahan dan rasio drift tidak selalu memberikan hasil yang memuaskan untuk memprediksi keakuratan analisis pushover. Hal ini dikarenakan hasil analisis pushover masih cukup konservatif untuk ketiga kelangsingan gedung. Perlu kajian lebih mendalam lagi terhadap kelangsingan gedung tertentu dengan periode getar alami kurang lebih dua detik untuk keakuratan terhadap analisis pushover.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Gupta, A. dan Krawinkler, H. (1999), “Seismic demands for performance evaluation of steel moment resisting frame structures”, (SAC Task 5.4.3) Report No. 132, John A. Blume Earthquake Engineering Center, Stanford University, California.

[2] Mwafy, A.M. dan Elnashai, A.S. (2001), “Static Pushover Versus Dynamic Collapse Analysis of RC Buildings”, Engineering Structures, Vol.23, hal. 407– 424.

[3] ATC (1996), ATC 40 : Recommended Methodology for Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Concrete Buildings,

Applied Technology Council, Redwood City, CA.

[4] SNI 03-1726-2002 (2002), Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung, Badan

Standarisasi Nasional, Jakarta.

[5] FEMA (2001), FEMA 368 : NEHRP

Recommended Provisions for Seismic Regulations for New Buildings and Other Structures, Building Seismic Safety Council, Washington, D.C.

[6] CSI (2006), PERFORM 3D Nonlinear Analysis and Performance Assessment for 3D Structures : User Guide, Computers and Structures Inc., Berkeley, CA.

Tabel 1: Model gedung

Tipe

Tabel 1: Penampang balok dan kolom

Tipe Balok Lantai Kolom Lantai

(4)

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-64 dan wilayah gempa 5 SNI 1726-2002 untuk

tanah lunak

Tabel 2: Perpindahan Tipe 1 untuk gempa Northridge

Lantai Perpindahan/Tinggi (%) Selisih Pushover NLTHA Pushover

5 1.59 0.52 1.07

4 1.39 0.49 0.90

3 1.09 0.41 0.67

2 0.70 0.29 0.41

1 0.30 0.13 0.17

Lantai Perpindahan/Tinggi (%) Selisih

Pushover NLTHA Pushover

10 1.43 0.61 0.82

Lantai Perpindahan/Tinggi (%) Selisih Pushover NLTHA Pushover

15 1.16 0.45 0.71 Pushover NLTHA Pushover

(5)

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-65 Gambar 2: Hasil analisis Tipe 1 untuk

perpindahan/tinggi (%)

Gambar 3: Hasil analisis Tipe 1 rasio drift (%)

Gambar 4: Hasil analisis Tipe 2 untuk perpindahan/tinggi (%)

Gambar 5: Hasil analisis Tipe 2 rasio drift (%)

Gambar 6: Hasil analisis Tipe 3 untuk perpindahan/tinggi (%)

(6)

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-66 Tabel 8: Periode getar alami fundamental

Tipe T1 (detik)

1 0.6352

2 1.0643