PROSEDUR PERENCANAAN BANGUNAN TAHAN GEMPA DENGAN LEAD RUBBER BEARING Pada Kolom

4.6 PROSEDUR PERENCANAAN BANGUNAN TAHAN GEMPA DENGAN LEAD RUBBER BEARING

Prosedur perencanaan bangunan tahan gempa dengan Lead Rubber Bearing adalah: 1 Menentukan faktor reduksi gempa R Faktor reduksi gempa R, menggambarkan sifat kapasitas struktur antara kekuatan lebih dan daktilitas. Daktilitas adalah kemampuan sistem struktur untuk berdeformasi pada daerah plastis sampai patah. Perlakuan daktilitas sangat penting untuk menyerap energi gempa pada saat lelehnya struktur dan dispacement yang terjadi saat gempa tidak membahayakan gedung, artinya masih dibawah displacement izin. 2 Nilai faktor reduksi gempa dalam tugas akhir ini diambil R=8.5 karena bangunan direncanakan bersifat daktail penuh. Semakin besar nilai R maka pengaruh gempanya akan lebih kecil, karena faktor R adalah pembagi terhadap nilai faktor respon gempa. 3 Karena struktur ini menggunakan analisis non-linier, yaitu analisis respons dinamik riwayat waktu, maka nilai C kondisi jenis tanah dan T waktu tidak diperlukan, karena analisis respons telah tersedia di program SAP2000 yaitu gempa El-centro pada tanggal 15 mei 1940. 4 Kemudian ditinjau perpindahan horizontal setiap lantai dimana driff dari setiap lantai harus lebih kecil dari syarat perpindahan yang diizinkan peraturan. 5 Kemudian ditinjau kinerja batas layan dan kinerja batas ultimit, kemudian dibandingkan struktur mana yang memenuhi syarat. 6 Kemudian ditinjau harga momen, lintang dan normal yang terjadi, dan akan dibandingkan dengan struktur tanpa dan menggunakan Lead Rubber Bearing. Universitas Sumatera Utara 4.7 HASIL PERHITUNGAN 4.7.1 K inerja Batas Layan Δs Dan Kinerja Batas Ultimit Δm Tanpa Menggunakan Lead Rubber Bearing

4. 7.1.1 Kinerja Batas Layan Δs

Gambar 4.20 Struktur tanpa LRB Hasil displacement maksimum tanpa menggunakan lead rubber bearing berada pada section Y-Z PLANE X= 0 m. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.4 Hasil displacement maksimum tanpa LRB Kinerja batas layan suatu bangunan ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana,yaitu untuk membatasi pelelehan baja secara berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan non-struktural dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal yang telah dikalikan dengan faktor skala. Analisis struktur yang harus memenuhi syarat kinerja batas layan dari SNI adalah sebagai berikut : Simpangan antar tingkat = 0.03Tinggi Tingkat R atau maksimum 30 mm, bergantung yang mana yang nilainya terkecil . Dimana R adalah faktor reduksi gempa untuk struktur gedung bergantung pada faktor daktalitas struktur tersebut µ . Dari data ditentukan nilai R adalah 5.6 dengan faktor daktalitas µ adalah 3.5 dan bangunan berperilaku daktail parsial dengan tinggi tingkat adalah 4000 mm. Jadi simpangan antar tingkat = 0.0340005.6 = 21.4286 mm LANTAI JOINT U1 mm U2 mm U3 mm 6 84 110.03 135.18 -0.83 5 83 101.86 124.30 -0.79 4 82 87.55 106.19 -0.67 3 81 67.26 80.92 -0.52 2 80 42.32 50.22 -0.35 1 79 16.07 18.57 -0.18 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.5 Drift Antar Tingkat maksimum arah X Δs1 tanpa LRB LANTAI JOINT U1 mm Δs1 mm Δs ijin mm 6 84 110.03 8.17 21.4286 5 83 101.86 14.31 21.4286 4 82 87.55 20.29 21.4286 3 81 67.26 24.94 21.4286 2 80 42.32 26.25 21.4286 1 79 16.07 16.07 21.4286 Tabel 4.6 Drift Antar Tingkat maksimum arah Y Δs2 tanpa LRB LANTAI JOINT U2 mm Δs2 mm Δs ijin mm 6 84 135.18 10.88 21.4286 5 83 124.30 18.11 21.4286 4 82 106.19 25.27 21.4286 3 81 80.92 30.7 21.4286 2 80 50.22 31.65 21.4286 1 79 18.57 18.57 21.4286 Tabel 4.7 Drift Antar Tingkat maksimum arah Z Δs3 tanpa LRB LANTAI JOINT U3 mm Δs3 mm Δs ijin mm 6 84 -0.83 0.04 21.4286 5 83 -0.79 0.12 21.4286 4 82 -0.67 0.15 21.4286 3 81 -0.52 0.17 21.4286 2 80 -0.35 0.17 21.4286 1 79 -0.18 0.18 21.4286 Pada analisa struktur bangunan tanpa Lead Rubber Bearing dengan bantuan program didapat kinerja batas layan Δs maksimum adalah : Untuk arah x : simpangan maksimum , Δs1 = 26.25 mm Untuk arah y : simpangan maksimum , Δs2 = 31.65 mm Untuk arah z : simpangan maksimum , Δs3 = 0.18 mm Universitas Sumatera Utara Jadi pada struktur tanpa LRB ini tidak memenuhi peraturan kinerja batas layan, karena nilai simpangan antar-tingkat maksimum, Δs1 = 26.25 mm Δs yang diijinkan= 21.4286 mm. Maka diperlukan pemasangan bearing pada struktur bangunan untuk memenuhi persyaratan batas layan.

4.7.1.2 Kinerja Batas Ultimit Δm

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar-tingkat maksimum struktur bangunan gedung akibat pengaruh Gempa Rencana, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur bangunan yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur bangunan gedung yang dipisah dengan sela pemisah sela dilatasi. Menurut SNI 03-1726-2003, pasal 8.2.1 kinerja batas ultimit adalah: Struktur gedung beraturan: Δm =0.7xRxΔs Dimana : R = 5.6 Daktail Parsial Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur bangunan gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur bangunan gedung tidak boleh melampaui 0.02 x tinggi tingkat yang bersangkutan. Tabel 4.8 Kinerja batas ultimit maksimum arah X Δm1 tanpa LRB LANTAI JOINT U1 mm Δs1 mm Δm1 mm Δm ijin mm 6 84 110.03 8.17 32.0264 80 5 83 101.86 14.31 56.0952 80 4 82 87.55 20.29 79.5368 80 3 81 67.26 24.94 97.7648 80 2 80 42.32 26.25 102.9 80 1 79 16.07 16.07 62.9944 80 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.9 Kinerja batas ultimit maksimum arah Y Δm2 tanpa LRB LANTAI JOINT U2 mm Δs2 mm Δm2 mm Δm ijin mm 6 84 135.18 10.88 42.6496 80 5 83 124.30 18.11 70.9912 80 4 82 106.19 25.27 99.0584 80 3 81 80.92 30.7 120.344 80 2 80 50.22 31.65 124.068 80 1 79 18.57 18.57 72.7944 80 Tabel 4.10 Kinerja batas ultimit maksimum arah Z Δm3 tanpa LRB LANTAI JOINT U3 mm Δs3 mm Δm3 mm Δm ijin mm 6 84 -0.83 0.04 0.1568 80 5 83 -0.79 0.12 0.4704 80 4 82 -0.67 0.15 0.588 80 3 81 -0.52 0.17 0.6664 80 2 80 -0.35 0.17 0.6664 80 1 79 -0.18 0.18 0.7056 80 Pada analisa struktur bangunan tanpa damper dengan bantuan program didapat kinerja batas ultimit Δm maksimum adalah : Untuk arah x : simpangan maksimum , Δm1 = 102.9 mm Untuk arah y : simpangan maksimum , Δm2 = 124.068 mm Untuk arah z : simpangan maksimum , Δm3 = 0.7056 mm Jadi pada struktur tanpa LRB ini tidak memenuhi peraturan kinerja batas layan, karena nilai simpangan antar- tingkat maksimum,Δs1 = 102.9 mm Δm yang Universitas Sumatera Utara diijinkan= 80 mm. Maka diperlukan pemasangan bearing yaitu LRB pada struktur bangunan untuk memenuhi persyaratan batas ultimit.

4.7.2 Kinerja Batas Layan Δs Dan Kinerja Batas Ultimit Δm Dengan

Menggunakan Lead Rubber Bearing 4.7.2.1 Kinerja Batas layan Δs T = 2.51 Pakai Isolator Gambar 4.20 : Struktur dengan menggunakan Lead Rubber Bearing Universitas Sumatera Utara Hasil displacement maksimum dengan menggunakan lead rubber bearing berada pada section Y-Z PLANE X=0 m. Tabel 4.11 Hasil displacement maksimum menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U1 mm U2 mm U3 mm 6 121 262.804 267.141 -0.834 5 71 260.027 263.549 -0.800 4 67 255.281 257.664 -1.310 3 43 248.356 249.168 -0.572 2 29 239.294 238.268 -0.401 1 15 228.696 225.703 -0.209 GF 1 218.574 213.825 -0.000001891 Kinerja batas layan suatu bangunan ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana,yaitu untuk membatasi pelelehan baja secara berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan non-struktural dan ketidaknyamanan penghuni. Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal yang telah dikalikan dengan faktor skala. Dalam analisanya struktur harus memenuhi syarat kinerja batas layan dari SNI sebagai berikut : Simpangan antar tingkat = 0.03Tinggi Tingkat R atau maksimum 30 mm, bergantung yang mana yang nilainya terkecil. Dari data ditentukan nilai R adalah 5.6 dan tinggi tingkat adalah 4000 mm Jadi simpangan antar tingkat = 0.0340005.6 = 21.4286 mm Universitas Sumatera Utara Tabel 4.12 Drift Antar Tingkat maksimum arah X Δs1 menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U1 mm Δs1 mm Δs ijin mm 6 121 262.804 2.534 21.4286 5 71 260.027 4.746 21.4286 4 67 255.281 6.925 21.4286 3 43 248.356 9.062 21.4286 2 29 239.294 10.598 21.4286 1 15 228.696 10.122 21.4286 GF 1 218.574 - - Tabel 4.13 Drift Antar Tingkat maksimum arah Y Δs2 menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U2 mm Δs2 mm Δs ijin mm 6 121 267.141 3.592 21.4286 5 71 263.549 5.885 21.4286 4 67 257.664 8.496 21.4286 3 43 249.168 10.9 21.4286 2 29 238.268 12.565 21.4286 1 15 225.703 11.878 21.4286 GF 1 213.825 - - Tabel 4.14 Drift Antar Tingkat maksimum arah Z Δs3 menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U3 mm Δs3 mm Δs ijin mm 6 121 -0.834 0.034 21.4286 5 71 -0.800 0.51 21.4286 4 67 -1.310 0.728 21.4286 3 43 -0.572 0.171 21.4286 2 29 -0.401 0.192 21.4286 1 15 -0.209 0.208 21.4286 GF 1 -0.000001891 - - Universitas Sumatera Utara Pada analisa struktur bangunan menggunakan bearing dengan bantuan program didapat kinerja batas layan Δs maksimum adalah : Untuk arah x : simpangan maksimum , Δs1 = 10.598 mm Untuk arah y : simpangan maksimum , Δs2 = 12.565 mm Untuk arah z : simpangan maksimum , Δs3 = 0.728 mm Pada struktur yang menggunakan bearing didapat simpangan antar-tingkat maksimum, Δs1 = 10.598 mm Δs yang diijinkan= 21.4286 mm. Maka struktur yang menggunakan LRB memenuhi persyaratan batas layan.

4.7.2.2 Kinerja Batas Ultimit Δm

Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar-tingkat maksimum struktur bangunan gedung akibat pengaruh Gempa Rencana, yaitu untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur bangunan yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur bangunan gedung yang dipisah dengan sela pemisah sela dilatasi. Menurut SNI 03-1726-2003, pasal 8.2.1 kinerja batas ultimit adalah: Struktur gedung beraturan: Δm =0.7xRxΔs Dimana : R = 5.6 Daktail Parsial Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur bangunan gedung, dalam segala hal simpangan antar-tingkat yang dihitung dari simpangan struktur bangunan gedung tidak boleh melampaui 0.02 x tinggi tingkat yang bersangkutan. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.15 Kinerja batas ultimit maksimum arah X Δm1 menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U1 mm Δs1 mm Δm1 mm Δm ijin mm 6 121 262.804 2.534 9.933 80 5 71 260.027 4.746 18.604 80 4 67 255.281 6.925 27.146 80 3 43 248.356 9.062 35.523 80 2 29 239.294 10.598 41.544 80 1 15 228.696 10.122 39.678 80 GF 1 218.574 - - Tabel 4.16 Kinerja batas ultimit maksimum arah Y Δm2 menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U2 mm Δs2 mm Δm2 mm Δm ijin mm 6 121 267.141 3.592 14.080 80 5 71 263.549 5.885 23.069 80 4 67 257.664 8.496 33.304 80 3 43 249.168 10.9 42.728 80 2 29 238.268 12.565 49.254 80 1 15 225.703 11.878 46.561 80 GF 1 213.825 - - - Universitas Sumatera Utara Tabel 4.17 Kinerja batas ultimit maksimum arah Z Δm3 menggunakan lead rubber bearing LANTAI JOINT U3 mm Δs3 mm Δm3 mm Δm ijin mm 6 121 -0.834 0.034 0.133 80 5 71 -0.800 0.51 1.999 80 4 67 -1.310 0.728 2.853 80 3 43 -0.572 0.171 0.670 80 2 29 -0.401 0.192 0.752 80 1 15 -0.209 0.208 0.815 80 GF 1 -0.000001891 - - - Pada analisa struktur bangunan menggunakan bearing dengan bantuan program didapat kinerja batas ultimit Δm maksimum adalah : Untuk arah x : simpangan maksimum , Δm1 = 39.678 mm Untuk arah y : simpangan maksimum , Δm2 = 49.254 mm Untuk arah z : simpangan maksimum , Δm3 = 2.853 mm Pada struktur yang menggunakan bearing didapat kinerja batas ultimit maksimum, Δm2 = 39.678 mm Δm yang diijinkan= 80 mm. Maka struktur yang menggunakan Lead Rubber Bearing memenuhi persyaratan batas layan. Universitas Sumatera Utara 4.7.3 Momen 4.7.3.1 Output Momen Tanpa Menggunakan Bearing

a. Pada Kolom

Momen maksimum pada kolom tanpa menggunakan lead rubber bearing berada pada section Y-Z PLANE X= 0 m. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.18 Hasil momen maksimum pada kolom tanpa lead rubber bearing LANTAI FRAME Momen Negatif Kg-m Momen Positif Kg-m 1 61 -223437.86 337533.6 2 62 -192391.65 244591.83 3 63 -212799.75 180288.4 4 64 -185288.3 77330.38 5 65 -139976.18 77330.38 6 66 -90969.15 61559.59 Dari data tabel 4.18 diperoleh momen maksimum pada kolom tanpa menggunakan lead rubber bearing : Momen Negatif maksimum M - max = -223437.86 kgm di frame batang 61. Momen Positif maksimum M + max = 337533.6 kgm di frame batang 61.

b. Pada Balok