4.4.1 Metallic Damper Bentuk X Dengan Stiffness Ratio Sr = 2,18 97
4.4.2
Metallic Damper Bentuk Segiempat Dengan Stiffness Ratio Sr = 2,23
104
4.4.3 Metallic Yieding Damper Dengan Stiffness Ratio Sr = 1,15
106 4.5 Kesimpulan Perencanaan
108 4.6 Prosedur Analisa Struktur Dengan Menggunakan Sap2000 V14.
109 4.6.1 Input Data Untuk Yielding Damper
117 4.7 Analisa Hasil Perhitungan Struktur Bangunan.
121 4.7.1 Analisa Hasil Perhitungan Sistem Rangka Pemikul Momen
121 4.7.2 Analisa Hasil Perhitungan Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik
127 4.7.3
Analisa Hasil Perhitungan Bangunan Dengan Yielding Damper Bentuk X
134 4.7.4
Analisa Hasil Perhitungan Bangunan Dengan Yielding Damper Bentuk Segiempat
. 141
4.7.5 Analisa Hasil Perhitungan Bangunan Dengan Yielding Damper Bentuk X Dengan Stiffness Ratio = 1,15.
147 4.8. Grafik respon bangunan terhadap gempa.
154 4.8.1 Sistem Rangka Pemikul Momen
154 4.8.2 Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik
156 4.8.3 Bangunan Dengan Damper Bentuk X
158 4.8.4 Bangunan Dengan Damper Bentuk Segiempat
160 4.8.5
Bangunan Dengan Damper Bentuk X Dengan Stiffness Ratio SR= 1,15
162 4.8.6 Perbandingan Respon Bangunan
164 4.9 Kesimpulan Pembahasan
170
BAB V. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
172
5.2
Saran
. 172
Daftar pustaka 173
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 2.1: Rasio Redaman berdasarkan Jenis dan Kondisi Struktur
16 Tabel 2.2. Faktor Keutamaan Gedung
43
Tabel 2.3. Klasifikasi site didasarkan atas korelasi penyelidikan tanah lapangan dan
laboratorium SNI-2002, UBC-97, IBC-2009, ASCE 7-10, 43
Tabel 2.4: Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah
berdasarkan Peta Gempa Indonesia 2010 44
Tabel 3.1 klasifikasi sistem struktur, sistem pemikul beban gempa, faktor modifikasi
respons, R, dan faktor kuat cadang struktur, Ω 52
Tabel 4.1 Kinerja Batas Layan ∆s SRPMK 123
Tabel 4.2 Kinerja Batas Ultimate ∆M SRPMK 124
Tabel 4.3 Gaya – gaya maksimum pada balok pada Struktur SRPMK. 125
Tabel 4.4 Gaya – gaya maksimum pada kolom pada Struktur SRPMK. 126
Tabel 4.5. Kinerja Batas Layan Struktur SRBKK 129
Tabel 4.6. Kinerja Batas Ultimate Struktur SRBKK 129
Tabel 4.7. Gaya – gaya maksimum pada balok struktur SRBKK 130
Tabel 4.8. Gaya – gaya maksimum pada kolom struktur SRBKK 131
Tabel 4.9. Gaya – gaya maksimum pada bresing struktur SRBKK 132
Tabel 4.10. Kinerja Batas Layan Struktur dengan Yielding Damper X 135
Tabel 4.11. Kinerja Batas Ultimate Struktur dengan Yielding Damper X 136
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12.
Gaya – gaya maksimum pada balok struktur dengan Yielding Damper X 136
Tabel 4.13.
Gaya – gaya maksimum pada kolom struktur dengan Yielding Damper X 137
Tabel 4.14.
Gaya–gaya maksimum pada bracing struktur dengan Yielding Damper
138
Tabel 4.15. Gaya–gaya maksimum pada Yielding Damper X 138
Tabel 4.16. Deformasi ∆ pada Yielding Damper X 139
Tabel 4.17
Kinerja Batas Layan Struktur dengan Yielding Damper Segiempat
142
Tabel 4.18
Kinerja Batas Ultimate Struktur dengan Yielding Damper Segiempat 143
Tabel 4.19 Gaya – gaya maksimum pada balok pada struktur menggunakan damper
segiempat 143
Tabel 4.20 Gaya – gaya maksimum pada kolom pada struktur menggunakan damper
segiempat 144
Tabel 4.20 Gaya – gaya maksimum pada kolom pada struktur menggunakan damper
segiempat 144
Tabel 4.22 Gaya – gaya maksimum pada damper bentuk segiempat 145
Tabel 4.23 Deformasi ∆ pada damper bentuk segiempat 145
Tabel 4.24 Kinerja Batas Layan pada Struktur Menggunakan Damper dengan
SR =1,15 148
Tabel 4.25 Kinerja Batas Ultimate pada Struktur Menggunakan Damper dengan
SR =1,15 149
Tabel 4.26 Gaya – gaya maksimum pada balok pada Struktur dengan Damper
dengan SR =1,15 150
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.27.Gaya -gaya maksimum pada kolom pada Struktur dengan Damper
dengan SR =1,15 150
Tabel 4.28.Gaya-gaya maksimum Bresing pada Struktur dengan Damper dengan
SR =1,15 151
Tabel 4.29.Gaya-gaya maksimum pada yielding Damper dengan SR =1,15 151
Tabel 4.30.Deformasi maksimum pada yielding damper dengan SR = 1,15 152
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar. 1.1.Sistem Rangka Pemikul Momen
8
Gambar. 1.2 Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik 8
Gambar. 1.3 Bangunan menggunakan Yielding Damper 8
Gambar 2.1 Struktur dengan bresing 20
Gambar 2.2 Model matematis untuk sistem berderajat – kebebasan – satu. 22
Gambar 2.3 Beberapa bentuk alternative dari model matematis sistem berderajat-
kebebasan-satu 22
Gambar 2.4 Hubungan gaya dan perpindahan a pegas kuat, b pegas linier, c
pegas lemah 23
Gambar 2.5 Model struktur sistem derajat kebebasan tunggal teredam 24
Gambar 2.6 Respon getar bebas dengan redaman kritis 28
Gambar 2.7 Grafik simpangan terhadap waktu dari getaran kritis,super kritis,dan
sub kritis 31
Gambar 2.8 Struktur 3-DOF, Model Matematik dan Free Body Diagram 32
Gambar 2.9 . Peta percepatan puncak PGA di batuan dasar S
B
untuk probabilitas 10 dalam 50 tahun
46
Gambar 2.10. Peta percepatan puncak PGA di batuan dasarS
B
untuk probabilitas 10 dalam 100 tahun.
47
Gambar 2.11. Peta percepatan puncak PGA di batuan dasar S
B
untuk probabilitas 2 dalam 50 tahun
48
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1. Struktur Rangka Pemikul Momen 5
Gambar 3.2 Model Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik 52
Gambar 3.3 Getaran bebas tanpa damping dan dengan damping 54
Gambar 3.4 Faktor Dinamis Getaran 55
Gambar 3.5 ADAS pada Struktur 56
Gambar 3.6 Bentuk Hysterestic loop pada metallic yielding damper 67
Gambar 3.7 Deformasi plastis pada struktur bertingkat satu 59
Gambar 3.8 Hubungan tegangan – regangan baja 60
Gambar 3.9 Pelat Damper Bentuk X 60
Gambar 3.10 Pelat damper bentuk segi-empat 63
Gambar 3.11. Tegangan dan regangan pada damper segiempat 64
Gambar 3.12 Faktor panjang tekuk untuk beberapa kondisi perletakan 75
Gambar 4.1 Pemodelan Struktur 81
Gambar 4.2. Rekaman percepatan permukaan tanah gempa El-centro. 86
Gambar 4.3 Fungsi Time History pada Sap2000 v14.sumber:SAP2000 v14
Function 112
Gambar 4.4 Load Case Data untuk fungsi analisa riwayat waktu 113
Gambar 4.5 Load Case Data untuk fungsi modal pada struktur 114
Gambar 4.6 Fungsi Gravitasi untuk analisa riwayat waktu. 115
Gambar 4.7. Kombinasi pembebanan pada Sap2000.sumber :Sap2000 116
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8. Menjalankan Program Sap2000sumber :Sap2000v14 117
Gambar 4.9 Menu Linksupport property data. sumber : Sap2000v14 119
Gambar 4.10. Data property untuk Yielding Damper bentuk Xs:Sap2000v14
120
Gambar 4.11. Data property untuk Yielding Damper bentuk segi4s:Sap2000v14
120
Gambar 4.12.Data property untuk Yielding Damper bentuk X tanpa memperhatikan
Stiffness Ratios:Sap2000v14 121
Gambar 4.13. Sistem Rangka Pemikul Momen 122
Gambar 4.14. Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik 128
Gambar 4.15. Struktur yang menggunankan
Sistem Yielding Damper bentuk X................................................135
Gambar 4.16. Struktur yang menggunakan Sistem Yielding Damper bentuk
Segiempat 141
Gambar 4.17. Struktur yang menggunakan Sistem Yielding Damper bentuk X
dengan SR = 1,15 148
Gambar 4.18.
Grafik perpindahan terhadap waktu pada joint 24 lantai 5 pada SRPM 154
Gambar 4.19. Grafik percepatan pada joitn 24 lantai5 terhadap waktu pada
struktur SRPM 154
Gambar 4.20. Grafik Base Shear arah X terhadap waktu pada SRPM 155
Gambar 4.21. Perpindahan maksimum tiap tingkat struktur SRPM 155
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.22. Grafik perpindahan terhadap waktu pada joint 24 lantai 5 pada
struktur SRBK 156
Gambar 4.23. Grafik percepatan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 pada
struktur SRBK 156
Gambar 4.24. Grafik Base Shear arah X terhadap waktu pada struktur SRBK 157
Gambar 4.25. Perpindahan maksimum tiap tingkat struktur SRBK 157
Gambar 4.26. . Grafik perpindahan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 pada
struktur dengan Damper X 158
Gambar 4.27. . Grafik percepatan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 pada
Struktur dengan Damper X 158
Gambar 4.28. Grafik Base Shear arah X terhadap waktu pada Struktur dengan
Damper X 159
Gambar 4.29. Perpindahan maksimum tiap tingkat struktur dengan Damper X 159 Gambar 4.30. . Grafik perpindahan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 Damper
segiempat 160
Gambar 4.31. . Grafik percepatan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 Damper
segiempat 160
Gambar 4.32. Grafik Base Shear arah X terhadap waktu pada bangunan dengan
Damper segiempat 161
Gambar 4.33. Perpindahan maksimum tiap tingkat struktur dengan Damper
Segiempat 161
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.34. . Grafik perpindahan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 pada
bangunan dengan Damper X dengan SR = 1,15 162
Gambar 4. 35. Grafik percepatan pada joint 24 terhadap waktu lantai 5 pada
bangunan dengan Damper X dengan SR = 1,15 162
Gambar 4.36. Grafik Base Shear arah X terhadap waktu. pada bangunan dengan
Damper X dengan SR = 1,15 163
Gambar 4.37 Perpindahan maksimum tiap tingkat struktur dengan Damper X
dengan SR = 1,15. 163
Gambar 4.38. Perbandingan perpindahan maksimum tiap lantai pada masing-
masing struktur 164
Gambar 4.39. Perbandingan grafik perpindahan terhadap waktu pada joint 24
lantai5 pada masing-masing struktur 164
Gambar 4.40. Perbandingan grafik perpindahan terhadap waktu pada joint 24
lantai5 pada masing-masing bangunan dengan damper yang berbeda. 165
Gambar 4.41. Perbandingan grafik pecepatan terhadap waktu pada joint 24 lantai5
pada masing-masing bangunan dengan damper yang berbeda 165
Gambar 4.42. Perbandingan grafik pecepatan terhadap waktu pada joint 24 lantai5
pada masing-masing bangunan. 166
Gambar 4.43. Perbandingan grafik base shear 166
Gambar 4.44. Perbandingan grafik momen tumpuan pada balok KNm. 167
Gambar 4.45. Perbandingan grafik momen lapangan pada balok KNm. 167
Gambar 4.46. Perbandingan grafik gaya normal pada kolom KN. 168
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.47. Perbandingan grafik momen pada kolom KNm. 168
Gambar 4.48. Perbandingan grafik gaya normal pada bresing KN. 169
Gambar 4.49. Perbandingan grafik gaya geser pada Yielding Damper KN. 169
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Dengan kondisi daerah indonesia yang terletak di daerah rawan gempa, maka perlu direncanakan struktur bangunan tahan gempa. Metode perencanaan struktur
tahan gempa dibagi menjadi dua, yaitu perencanaan konvensional yang berdasarkan konsep bagaimana meningkatkan kapasitas tahanan struktur terhadap gaya gempa
yang bekerja padanya. Konsekwensinya adalah pada bangunan dimana kekakuan lateralnya cukup besar akan mengalami percepatan lantai yang besar, sedangkan
pada bangunan fleksibel akan mengalami perpindahan lateral yang cukup besar. Kemudian metode yang kedua yaitu dengan pendekatan teknologi dengan
menambahkan alat-alat seismic devices ke struktur. Pada tugas akhir ini dibahas alat seismic devices, yaitu metallic yielding
damper. Tujuannya adalah membandingkan struktur yang menggunakan metallic yielding damper dan dengan struktur rangka pemikul momen serta dengan struktur
rangka berpengaku konsentrik. Di dalam tugas akhir ini, struktur bangunan yang dimodelkan adalah gedung
perkantoran 5 lantai yang terletak di indonesia khususnya nias. Struktur bangunan tersebut dimodelkan dengan bantuan program Sap v14. Kemudian beban gempa
direncanakan dengan analisa non-linier, yaitu gempa el-centro n-s yang direkam pada tanggal 15 mei 1940 di california yang diskalakan sesuai dengan percepatan
permukaan tanah di daerah Nias sesuai dengan peta hazard gempa Indonesia 2010. Berdasarkan hasil analisis dan hitungan disimpulkan bahwa struktur yang
menggunakan metallic yielding damper mampu mereduksi displacement, momen, gaya lintang, dan gaya normal. Bangunan dengan metallic yielding damper dapat
mereduksi percepatan gempa sebesar 60,9 terhadap sistem rangka pemikul momen dan sebesar 68 terhadap sistem rangka berpengaku konsentrik.
Universitas Sumatera Utara
BAB I PENDAHULUAN
