HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendimensian Elemen Kolom Dan Balok
Pada perencanaan ini didapatkan dimensi kolom dan balok dengan tulangan minimum yang dibutuhkan untuk menahan gaya dalam yang timbul dari hasil analisa menggunakan program ETABS. Perhitungan pendimensian kolom dan balok dan penulangan minimum yang dibutuhkan untuk menahan gaya dalam yang timbul dapat dilihat pada Lampiran C.3.10 sampai Lampiran C.3.11 halaman 116 sampai halaman 125.
Berdasarkan hasil perhitungan digunakan kolom ukuran (40x60) cm 2 pada As A, As B, As G dan As H, Kolom ukuran (40x40) cm 2 pada As C, As D, As E
dan As F, dimensi kolom yang digunakan sama untuk setiap lantai. Balok-balok yang digunakan pada perencanaan ini untuk bangunan induk berukuran (25x40)
cm 2 untuk ringbalk, (30x45) cm untuk balok As memanjang dan (30x60) cm untuk balok As melintang. Dimensi yang digunakan untuk bangunan penghubung
2 berukuran (25x40) cm 2 untuk ringbalk dan (30x45) cm untuk balok induk.
4.2 Hasil Analisis Struktur dan Pembahasan
Hasil analisis struktur akibat penggunaan dilatasi dan tanpa dilatasi dengan analisis dinamik tiga dimensi terdiri atas perpindahan nodal, pusat massa dan pusat kekakuan, momen, gaya lintang, gaya aksial dan reaksi tumpuan. Output pusat massa dan pusat kekakuan dapat dilihat pada Lampiran C.3.6 halaman 103. Gaya-gaya dalam berfungsi untuk menentukan dimensi dan jumlah tulangan yang
diperlukan sedangkan perpindahan nodal berfungsi untuk menentukan nilai simpangan (drift) lateral yang timbul. Perhitungan analisa varian dapat dilihat pada Lampiran C.3.11 halaman 126. Penomoran elemen dapat dilihat pada Lampiran A.3.19 sampai Lampiran A.3.22 pada halaman 66 sampai halaman 69.
4.2.1 Perbandingan Gaya Dalam Ultimit Pada Balok
Perbandingan gaya dalam ini dilakukan pada momen dan gaya geser ultimit yang timbul pada TD dan DD, perbandingan ini dilakukan pada balok yang jauh dari pusat kekakuan dan yang dekat dari pusat kekakuan, balok yang dibandingkan adalah balok lantai 2 pada as 1 dan as 8 . Perbandingan momen dan gaya geser ultimit dapat dilihat pada Tabel dan Gambar berikut.
Tabel 4.1 Gaya dalam yang timbul pada balok
DD
TD
As Dimensi
ton.m ton As 1 (A-B) 30x60
ton.m ton
B40 27,20 17,42 As 1 (B-C) 30x60 2,4
8 B99
B18 20,88 19,16 As 8 (A-B) 30x60
B77
B40 25,01 14,48 As 8 (B-C) 30x60 2,4
Gambar 4.1 Grafik momen yang timbul pada balok
Pada Gambar 4.1 dapat dilihat dilatasi menyebabkan menurunnya momen yang timbul pada balok, momen yang timbul pada as 1 lebih besar dari as 8, ini terjadi karena bangunan mengalami defleksi torsional sehingga as 1 yang terletak jauh dari pusat kekakuan mengalami defleksi lateral yang lebih besar.
Gambar 4.2 Grafik gaya geser yang timbul pada balok
Pada Gambar 4.2 dapat dilihat dilatasi menyebabkan menurunnya gaya geser yang timbul pada balok, gaya geser yang timbul pada as 1 lebih besar dari as
8, ini terjadi karena bangunan mengalami defleksi torsional sehingga as 1 yang terletak jauh dari pusat kekakuan mengalami defleksi lateral yang lebih besar.
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan gaya dalam balok TD terhadap DD
Pada Gambar 4.3 dapat dilihat dilatasi menyebabkan menurunnya momen dan gaya geser yang timbul pada balok, dilatasi memberikan pengaruh yang lebih besar pada as 8 dibandingkan dengan as 1. Ini menunjukkan dilatasi memberikan pengaruh yang lebih besar pada balok yang dekat dengan pusat kekakuan dibandingkan dengan balok yang jauh dari pusat kekakuan. Hal ini disebabkan karena defleksi torsional yang timbul pada TD lebih kecil dari DD, sehingga pengaruh dilatasi pada balok yang jauh dari pusat kekakuan lebih kecil.
Tabel 4.2 Analisis Varian Pengaruh Dilatasi Terhadap Momen Balok Sumber
F 0 F tabel varian
kuadrat kebebasan kuadrat Perlakuan
Tabel 4.3 Analisis Varian Pengaruh Dilatasi Terhadap Gaya Geser Balok Sumber
F 0 F tabel varian
kuadrat kebebasan kuadrat Perlakuan
Perhitungan analisis varian yang dilakukan terhadap momen dan gaya geser balok menunjukkan bahwa F 0 hitung lebih kecil dari F 0 tabel, seperti yang diperlihatkan pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 diatas. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan dilatasi memberikan pengaruh yang kurang signifikan terhadap gaya dalam yang timbul pada balok, ini disebabkan karena perbedaan eksentrisitas antara pusat massa dan pusat kekakuan bangunan antara TD dan DD memiliki nilai yang kecil, sehingga defleksi torsional pada bangunan menjadi kecil. Sesuai dengan pendapat dari Schodek (1998:530) “struktur simetris tidak mengalami gaya torsi besar sehingga jenis struktur ini lebih dikehendaki dibandingkan struktur tidak simetris ”.
4.2.2 Perbandingan Gaya Dalam Ultimit Pada Kolom
Perbandingan gaya dalam ini didasarkan pada momen, gaya geser dan gaya aksial ultimit yang timbul pada TD dan DD, yang jauh dari pusat kekakuan dan yang dekat dari pusat kekakuan. Kolom yang dibandingkan adalah kolom A1, B1, C1, A8, B8 dan C8 lantai 1. Perbandingan momen, gaya geser dan gaya aksial ultimit pada kolom antara TD dan DD dapat dilihat pada Tabel dan Gambar berikut.
Tabel 4.4 Gaya dalam yang timbul pada kolom
DD As Dimensi
TD
Mu Vu Pu Elemen
ton.m ton ton A1 60x60
ton.m ton
ton
25,08 9,53 64,54 B1 60x60
29,76 13,09 107,70 C1 40x40
C1 9,51 4,33 58,46 A8 60x60
22,53 8,92 89,35 B8 60x60
26,58 11,67 119,88 C8 40x40
Gambar 4.7 Grafik perbandingan momen kolom
Pada Gambar 4.7 dapat dilihat dilatasi menyebabkan menurunnya momen yang timbul pada kolom, momen yang timbul pada as 1 lebih besar dari as 8, ini
terjadi karena bangunan mengalami defleksi torsional sehingga as 1 yang terletak jauh dari pusat kekakuan mengalami defleksi lateral yang lebih besar.
Gambar 4.8 Grafik perbandingan gaya geser kolom
Pada Gambar 4.8 dapat dilihat dilatasi menyebabkan menurunnya gaya geser yang timbul pada kolom, gaya geser yang timbul pada as 1 lebih besar dari as 8, ini terjadi karena bangunan mengalami defleksi torsional sehingga as 1 yang terletak jauh dari pusat kekakuan mengalami defleksi lateral yang lebih besar.
Gambar 4.9 Grafik perbandingan gaya aksial
Pada Gambar 4.9 dapat dilihat dilatasi tidak menyebabkan penurunan gaya aksial yang signifikan pada kolom, gaya aksial yang timbul pada as 1 lebih kecil dari as 8, ini terjadi karena as 1 terletak pada ujung bangunan sehingga pelimpahan beban dari balok lebih kecil dari kolom pada as 8.
Gambar 4.10 Grafik perbandingan gaya dalam kolom TD terhadap DD
Pada Gambar 4.10 dapat dilihat dilatasi menyebabkan menurunnya momen dan gaya geser yang timbul pada kolom, dilatasi memberikan pengaruh yang lebih besar pada as 8 dibandingkan dengan as 1. Ini menunjukkan dilatasi memberikan pengaruh yang lebih besar pada balok yang dekat dengan pusat kekakuan dibandingkan dengan balok yang jauh dari pusat kekakuan. Hal ini disebabkan karena defleksi torsional yang timbul pada TD lebih kecil dari DD, sehingga pengaruh dilatasi pada balok yang jauh dari pusat kekakuan lebih kecil.
Dilihat memberikan pengaruh yang lebih besar terhadap momen dan gaya geser yang timbul pada kolom dibandingkan dengan pengaruh dilatasi terhadap gaya aksial. Gaya aksial yang timbul pada kolom tidak terjadi penurunan yang signifikan, ini terjadi karena gaya gempa bekerja dalam arah lateral, sedangkan
gaya aksial bekerja dalam arah gravitasi, sehingga gaya aksial yang timbul pada kolom tidak terpengaruh secara signifikan.
Tabel 4.5 Analisis Varian Pengaruh Dilatasi Terhadap Momen Kolom Sumber
F 0 F tabel varian
Tabel 4.6 Analisis Varian Pengaruh Dilatasi Terhadap Gaya Geser Kolom Sumber
F 0 F tabel varian
Tabel 4.7 Analisis Varian Pengaruh Dilatasi Terhadap Gaya Aksial Kolom Sumber
F 0 F tabel varian
Perhitungan analisis varian yang dilakukan terhadap momen, gaya geser dan gaya aksial kolom menunjukkan bahwa F 0 hitung lebih kecil dari F 0 tabel. Ini menunjukkan bahwa dilatasi memberikan pengaruh yang kurang signifikan untuk mengurangi gaya dalam yang timbul pada bangunan, ini terjadi karena perbedaan eksentrisitas antara pusat massa dan pusat kekakuan bangunan memiliki nilai yang kecil, sehingga perbedaan torsional pada bangunan menjadi kecil.
4.3 Pusat Massa Dan Pusat Kekakuan
Pusat massa dan pusat kekakuan untuk TD dan DD pada tiap lantai dapat dilihat pada tabel 4.8 sampai tabel 4.9 berikut.
Tabel 4.8 Massa, pusat massa dan pusat kekakuan TD
Koordinat
Eksentrisitas
Pusat kekakuan Lantai
Massa
Pusat massa
Diafragma
(kg.dt²/m)
Lantai 2 D1 123602,63 22,11 17,40
Lantai 3 D2 123602,63 22,11 17,40
Lantai 4 D3 140701,89 22,39 17,40
Tabel 4.9 Massa, pusat massa dan pusat kekakuan DD
Pusat kekakuan Lantai
Pusat massa
Diafragma
X Y eX eY
(kg.dt²/m)
Lantai 2 D1 55465,36 22,19 5,38
Lantai 3 D2 55465,36 22,19 5,38
Lantai 4 D3 63644,85 22,57 5,80
Dari tabel 4.8 dan 4.9 dapat diketahui pusat massa dan pusat kekakuan TD memiliki nilai eksentrisitas yang lebih besar dari DD pada arah X dan lebih kecil pada arah Y.
4.4 Simpangan (Drift)
Perhitungan drift dapat dilihat pada Lampiran C.3.5 halaman 102. Simpangan (drift) lateral maksimum atau dapat juga disebut dengan Δ s maksimum yang timbul pada struktur yang menggunakan dilatasi dan tanpa dilatasi dibatasi berdasarkan Δ m pada persamaan 2.3. Pembatasan simpangan ini dilakukan untuk membatasi kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar-gedung atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela dilatasi). Perhitungan simpangan lateral dan Δ m struktur gedung dapat dilihat pada tabel 4.10 dan tabel 4.11 berikut;
Tabel 4.10 Drift maksimum dan rata-rata
δmax/δrerata
δmax δrerata δmax δrerata δx δy (m) (m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
Lantai Gedung B L
Pada Tabel 4.10 dapat dilihat nilai drift maksimum dibagi drift rata-rata pada TD menghasilkan nilai yang lebih kecil dari DD, ini menunjukkan bahwa dilatasi tidak mengurangi efek torsional pada bangunan. TD dan DD tidak mengalami ketidak beraturan torsi, sesuai dengan pernyataan (Wight dan Macgregor 2012:1034) tidak beraturan torsi terjadi ketika drift maksimum antar tingkat pada salah satu ujung bangunan, lebih dari 1,2 kali dari drift rata-rata pada lantai yang sama.
Tabel 4.11 Simpangan lateral dan drift maksimum Δs
drift Δs drift Δm 0,03.hi/R 0,02hi Gedung (mm) (mm)
Δm
(mm) TD
DD blok 1 23,98 142,68
80,00 DD blok 2 27,32 162,53
DD blok 3 23,98 142,68
Dari tabel 4.11 dapat diperhitungkan jarak dilatasi yang dibutuhkan dengan menjumlahkan Δs DD blok 1 dan Δs DD blok 2 didapatkan hasil sebesar
40
51,30 mm, jarak dilatasi harus memenuhi syarat-syarat 0,025 tinggi gedung sebesar 400 mm, dan jarak Dilatasi tidak boleh kurang dari 75 mm, dari perhitungan didapatkan jarak Dilatasi yang dibutuhkan sebesar 400 mm.