Klasifikasi Deformation Limit Design Response Spectrum Analisis Beban Dorong

49 Penjelasan khusus mengenai kondisi balok dan kolom pada berbagai kategori taraf kinerja dapat dilihat pada Tabel 3.6.

3.8 Klasifikasi Deformation Limit

Nilai displacement yang dihasilkan dari setiap prosedur baik menggunakan Capacity Spectrum maupun Displacement Coefficient Method, digunakan untuk mendapatkan nilai drift. Nilai drift ini digunakan sebagai indicator kinerja dari struktur yang sedang dianalisis. Pada Tabel 3.6 memperlihatkan klasifikasi dari deformation limituntuk berbagai macam tingkat kinerja. Dimana Maximum Total drift didefinisikan sebagai rasio antar tingkat drift pada nilai target displacement. Sementara maximum Inelastic Drift didefinisikan sebagai bagian dari Maximum Total Drift di luar titik leleh efektif. Tabel 3.6Deformation Limit untuk berbagai Tingkat Kinerja ATC-40 Perform ance Level Int erst ory drift Lim it Im m ediat e Occupancy Dam age cont rol Life safet y St ruct ural St abilit y M axim um Tot al Drift Xm ax H 0.01 0.01-0.02 0.02 0.33V i P i M axim um Inelast ic Drift Lim it 0.005 0.005-0.015 No Lim it No Lim it V i P i H dri ft 50

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Permodelan Struktur

4.1.1 Data Struktur

Struktur bangunan berupa struktur gedung baja 3 dimensi portal sederhana, dan dengan yang menggunakan pengaku konsentris Concentric Brace Frames serta dengan yang menggunakan pengaku eksentris Eccentric Brace Frames. Struktur bangunan merupakan gedung 12 lantai dengan jarak tiap lantai 3.5 m dan terletak di Medan dengan fungsi bangunan untuk perkantoran. Bangunan berada di atas tanah sedang dengan Situs SD. Ukuran bangunan arah x dan y adalah 24 dan 48 m. Adapun gambar permodelan dapat dilihat pada Gambar berikut. Data bangunan adalah sebagai berikut: 1. Fungsi bangunan : Gedung Perkantoran 2. Letak bangunan : Medan 3. Jenis tanah dasar : Tanah Sedang Situs SD 4. Jumlah lantai : 12 lantai 5. Tinggi total gedung : 42 m 6. Tinggi antar lantai : 3.5 m tipikal ditiap lantai 7. Panjang bangunan arah x : 24 m 8. Panjang bangunan arah y : 48 m 9. Faktor keutamaan, I : 1 51

4.1.2 Permodelan di SAP

4.1.2.1 Sistem Struktur Rangka Penahan Momen MRF

Gambar 4.1 Pemodelan gedung 3D 52 Gambar 4.2 Denah gedung 53 Gambar 4.3 Permodelan Struktur arah XZ 54 Gambar 4.4 Permodelan Struktur arah YZ 55

4.1.2.2 Sistem Struktur Rangka Konsentris CBF

 Tipe Diagonal Braced Gambar 4.5 Pemodelan gedung 3D 56 Gambar 4.6 Denah gedung 57 Gambar 4.7 Permodelan Struktur arah XZ 58 Gambar 4.8 Permodelan Struktur arah YZ 59  Tipe V-Braced Gambar 4.9 Pemodelan gedung 3D 60 Gambar 4.10 Denah gedung 61 Gambar 4.11 Permodelan Struktur arah XZ 62 Gambar 4.12 Permodelan Struktur arah YZ 63

4.1.2.3 Sistem Struktur Rangka Eksentris EBF

 Tipe Diagonal Braced e=0.5m Gambar 4.13 Pemodelan gedung 3D 64 Gambar 4.14 Denah gedung 65 Gambar 4.15 Permodelan Struktur arah XZ 66 Gambar 4.16 Permodelan Struktur arah YZ 67  Tipe Diagonal Braced e=1m Gambar 4.17 Pemodelan gedung 3D 68 Gambar 4.18 Denah gedung 69 Gambar 4.19 Permodelan Struktur arah XZ 70 Gambar 4.20 Permodelan Struktur arah YZ 71  Tipe V-Braced e=0.5m Gambar 4.21 Pemodelan gedung 3D 72 Gambar 4.22 Denah gedung 73 Gambar 4.23 Permodelan Struktur arah XZ 74 Gambar 4.24 Permodelan Struktur arah YZ 75  Tipe V-Braced e=1m Gambar 4.25 Pemodelan gedung 3D 76 Gambar 4.26 Denah gedung 77 Gambar 4.27 Permodelan Struktur arah XZ 78 Gambar 4.28 Permodelan Struktur arah YZ 79

4.1.3 Data Material

Mutu material yang digunakan untuk struktur bangunan ini yaitu:

4.1.3.1 Baja

Berat jenis baja γs = 78.5 kN m 2 Mutu Baja BJ41, Fy = 345 Mpa Fu = 448 MPa Modulus elastisitas baja Es = 200000 MPa

4.1.3.2 Beton

Berat jenis beton γs = 24 kN m 2 Mutu Beton, fc’ = 30 MPa Poisson’s Ratio, μ = 0,2 Modulus Elastisitas Beton Ec = 4700.fc`0.5= 4700.300.5MPa Ec = 25742.9602 MPa

4.1.4 Pembebanan Struktur

Beban-beban yang bekerja pada struktur bangunan ini yakni sebagai berikut:

4.1.4.1 Berat sendiri

Berat sendiri adalah beban mati yang diperoleh dari material. Dalam studi ini material yang digunakan adalah beton dengan berat jenis 24 kNm 3

4.1.4.2 Beban Mati Tambahan Superimposed Dead Load

Beban lantai : a. Beban adukan dari semen = 0.21 kNm 2 cm Tebal 3 cm Beban acian = 3 x 0.21 = 0.63 kNm 2 b. Beban keramik plesteran = 0.24 kNm 2 c. Beban plafon = 0.18 kNm 2 80 d. Beban mechanical electrical = 0.30 kNm 2 Total beban mati tambahan = 1.35 kNm 2 Beban mati tambahan yang digunakan untuk desain 1.4 kNm 2 Beban atap : a. Beban adukan dari semen = 0.21 kNm 2 cm Tebal 3 cm Beban acian = 3 x 0.21 = 0.63 kNm 2 b. Beban keramik plesteran = 0.24 kNm 2 c. Beban plafon = 0.18 kNm 2 d. Beban mechanical electrical = 0.30 kNm 2 Total beban mati tambahan = 1.35 kNm 2 Beban mati tambahan yang digunakan untuk desain 1.40 kNm 2

4.1.4.3 Beban Hidup

a. Beban hidup lantai kantor = 2.5 kNm 2 b. Beban hidup atap = 1.0 kNm 2

4.1.5 Dimensi dan Penampang Struktur

4.1.5.1 Dimensi Balok

BALOK H Beam BALOK INDUK HB 200x200x8x12 mm 81 BALOK ANAK HB 100x100x6x9 mm

4.1.5.2 Dimensi Kolom

KOLOM H Beam KOLOM HB 400x400x9x16 mm

4.1.5.3 Dimensi Bracing

BRACING H Beam BRACING HB 175x175x7x11 mm 82

4.1.5.4 Dimensi Pelat

180 2 b a x t   Dengan t = tebal pelat mm a = Panjang pelat mm b = Lebar pelat mm mm x t 333 . 133 180 8000 4000 2    , diambil t = 150 mm Jadi, tebal pelat yang digunakan adalah 150 mm

4.2 Pembahasan dan Diskusi Analisis Beban Dorong

Prosedur analisis beban dorong yang dilakukan menggunakan bantuan program SAP 2000. Distribusi vertical dari beban gempa yang diduplikasi pada masing-masing permodelan dalam studi ini adalah sebagai berikut: PUSHOVER-X :adalah distribusi vertical beban gempa akibat gempa arah X. PUSHOVER-Y :adalah distribusi vertical beban gempa akibat gempa arah Y. Hasil dari analisis beban dorong akan menunjukkan Displacement kinerja struktur rangka baja eksentris akan lebih besar dibandingkan dengan rangka baja penahan momen dan akan lebih kecil dari rangka baja konsentris , hal ini disebabkan karena pada struktur rangka eksentris terdapat elemen balok link yang dapat menambah sifat daktail dari struktur tersebut.

4.2.1 Penyebaran Sendi Plastis

Secara keseluruhan pada setiap analisis Pushover berdasarkan distribusi vertical dari beban gempa yang ditetapkan, pada struktur rangka baja penahan momen, struktur rangka baja konsentris dan struktur rangka baja eksentris, letak penyebaran sendi plastis terjadi pada balok, hal ini menunjukkan bahwa perencanaan sesuai dengan konsep Strong Column Weak Beam terpenuhi. Hasil dari Pushover tersebut juga menghasilkan mode yang sesuai dengan filosofi perencanaan struktur dimana mode yang terjadi seharusnya memiliki 36 mode karena struktur tersebut merupakan struktur tiga dimensi dimana terdapat mode arah x, y dan z. Berikut ini adalah gambar-gambar penyebaran sendi plastis pada permodelan tiga dimensi dari setiap PUSHOVER. 83

4.2.1.1 Sistem Struktur Rangka Penahan Momen MRF

Gambar 4.29 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur MRF, kondisi Step 6 Gambar 4.30 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur MRF, kondisi Step 11 84 Gambar 4.31 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur MRF, kondisi Step 7 Gambar 4.32 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur MRF, kondisi Step 11 85

4.2.1.2 Sistem Struktur Rangka Konsentris CBF

 Tipe Diagonal Braced Gambar 4.33 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 12 Gambar 4.34 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 24 86 Gambar 4.35 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 1 Gambar 4.36 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 34 87  Tipe V-Braced Gambar 4.37 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 1 Gambar 4.38 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 29 88 Gambar 4.39 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 1 Gambar 4.40 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 14 89

4.2.1.3 Sistem Struktur Rangka Eksentris EBF

 Tipe Diagonal Braced e=0.5m Gambar 4.41 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 12 Gambar 4.42 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 23 90 Gambar 4.43 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 2 Gambar 4.44 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 32 91  Tipe Diagonal Braced e=1m Gambar 4.45 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 12 Gambar 4.46 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 22 92 Gambar 4.47 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 4 Gambar 4.48 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 23 93  Tipe V-Braced e=0.5m Gambar 4.49 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 1 Gambar 4.50 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 27 94 Gambar 4.51 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 1 Gambar 4.52 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 9 95  Tipe V-Braced e=1m Gambar 4.53 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 2 Gambar 4.54 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 26 96 Gambar 4.55 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 2 Gambar 4.56 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 12 97

4.3 Design Response Spectrum

Letak gedung pada situs kelas D dengan S s = 0.5 dan S 1 = 0.3. Koefisien situs : F a = 1.4 untuk S s = 0.5 pada situs kelas D F v = 1.8 untuk S 1 = 0.3 pada situs kelas D Parameter percepatan spectrum respons pada perioda pendek S MS dan perioda 1 detik S M1 : S MS =F a S s =1.40.5 = 0.7 S M1 =F v S 1 =1.80.3 = 0.54 Parameter desain respons spectrum: 767 . 47 . 36 . 153 . 47 . 36 . 2 . 2 . 36 . 54 . 3 2 3 2 47 . 7 . 3 2 3 2 1 1 1 1             DS D S DS D M D MS DS S S T S S T S S S S Desain Respons Spectrum: Untuk T ≤ T 188 . 843 . 1 4 . 6 .     T S T T S S DS DS a Untuk T ≤ T≤ T S 47 .   DS a S S Untuk T T S T T S S D a 36 . 1   98

4.4 Analisis Beban Dorong

Analisis Beban Dorong atau Pushover Analisis didapat dengan menggunakan program SAP2000. Dimana grafik pushover curve dari gempa arah x dan y pada system struktur rangka penahan momen MRF dapat dilihat pada Gambar 4.15. Grafik 4.2 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja penahan momen M RF. 0.00 5000.00 10000.00 15000.00 20000.00 25000.00 30000.00 35000.00 40000.00 45000.00 50000.00 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y S DS = 0.47 S D1 =0.36 Grafik 4.1 Kurva Design Response Spect rum unt uk kelas sit us D S s = 0.5 ; S 1 = 0.3 T s =0.75 T =0.2 99 Sedangkan grafik dan tabel pushover curve dari gempa arah x dan y pada struktur yang yang berpengaku dapat dilihat pada grafik dibawah. Grafik 4.3 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku konsent ris CBF bert ipe diagonal braced. Grafik 4.4 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku konsent ris CBF bert ipe v-braced. 0.00 50000.00 100000.00 150000.00 200000.00 250000.00 300000.00 350000.00 400000.00 450000.00 500000.00 58 67 71 73 122 235 259 351 400 413 420 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y 0.00 20000.00 40000.00 60000.00 80000.00 100000.00 120000.00 140000.00 160000.00 69 77 142 142 191 191 247 247 352 352 377 377 442 494 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y 100 Grafik 4.5 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris EBF bert ipe diagonal brace dengan panjang e=0.5m . Grafik 4.6 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris EBF bert ipe diagonal brace dengan panjang e=1m . 0.00 50000.00 100000.00 150000.00 200000.00 250000.00 300000.00 350000.00 400000.00 450000.00 500000.00 47 79 79 83 83 93 93 107 107 134 134 268 275 432 432 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y 0.00 50000.00 100000.00 150000.00 200000.00 250000.00 300000.00 350000.00 400000.00 450000.00 101 128 128 136 136 160 160 283 283 369 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y 101 Grafik 4.7 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris EBF bert ipe v-brace dengan panjang e=0.5m . Grafik 4.8 Pushover Curve Kurva Kapasitas gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris EBF bert ipe v-brace dengan panjang e=1m . Pada hasil grafik Pushover diatas, dapat dilihat bahwa struktur bangunan ketika menerima gempa arah y lebih daktail jika dibandingkan dengan kondisi ketika struktur menerima gempa arah x. Hal ini menunjukkan bahwa sumbu x pada struktur tersebut lebih lemah jika dibandingkan dengan sumbu y 0.00 20000.00 40000.00 60000.00 80000.00 100000.00 120000.00 140000.00 160000.00 180000.00 200000.00 123 138 138 161 161 284 284 444 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y 0.00 50000.00 100000.00 150000.00 200000.00 250000.00 168 232 251 251 321 321 442 442 493 493 B a s e S h e a r K N Displacement mm Pushover X Pushover Y 102

4.5 Hasil Analisis Beban Dorong