121
Ketiga data gempa artifisial dimasukkan ke dalam Program SAP 2000 dalam bentuk Function Time History dengan pilihan interval waktu untuk 0,06 s . Dalam kasus program
untuk loading cases, dipilih non linear dengan tipe direct integration method dan untuk metode Newmark Beta dimasukkan faktor
= 0,25. Jumlah data percepatan sebanyak 1000 buah.
4.2 Hasil Analisa
4.2.1. Analisa modal dan fundamental period T Dalam analisa 3 dimensi terdapat mode akibat translasi dan rotasi. Berikut ini
akan ditampilkan contoh mode setelah dimasukkan ke dalam program SAP 2000.
a. Model BF
Gambar 128 : Mode 1 T = 1,122 s ;
ω= 5,6 rad s Gambar 129 :
Mode 2 T = 0,912 s ; ω= 6,889 rads
Gambar 130 : Mode 3 T = 0,893 s ;
ω= 7,036 rads Gambar 131 :
Mode 4 T = 0,816 s ; ω= 7,7 rad s
Universitas Sumatera Utara
122
Gambar 132 : Mode 5 T = 0,723 s ;
ω= 8,69 rad s Gambar 133 :
Mode 6 T = 0,701 s ; ω=8,963 rad s
Gambar 134 : Mode 7 T = 0,685 s ;
ω=9,173 rad s Gambar 135 :
Mode 8 T = 0,598 s ; ω=10,507 rad s
Gambar 136 : Mode 9 T = 0,514 s ;
ω=12,224 rad s Gambar 137 :
Mode 10 T = 0,491 s ; ω=12,797 rad s
Universitas Sumatera Utara
123
b. Model CBF
Gambar 138 : Mode 1 T = 1,034 s ;
ω=6,077 rad s Gambar 139 :
Mode 2 T = 0,88 s ; ω=7,14 rad s
Gambar 140 : Mode 3 T = 0,835 s ;
ω=7,525 rad s Gambar 141 :
Mode 4 T = 0,790 s ; ω=7,953 rad s
Gambar 142 : Mode 5 T = 0,698 s ;
ω=9,002 rad s Gambar 143 :
Mode 6 T = 0,602 s ; ω=10,437 rad s
Universitas Sumatera Utara
124
c. Model DRF
Gambar 144 : Mode 7 T = 0,587 s ;
ω=10,704 rad s Gambar 145 :
Mode 8 T = 0,493 s ; ω=12,745 rad s
Gambar 146 : Mode 9 T = 0,402 s ;
ω=15,630 rad s Gambar 147 :
Mode 10 T = 0,378 s ; ω=16,622 rad s
Gambar 148 : Mode 1 T = 0,932 s ;
ω=6,742 rad s Gambar 149 :
Mode 2 T = 0,845 s ; ω=7,436 rad s
Universitas Sumatera Utara
125
Gambar 150 : Mode 3 T = 0,747 s ;
ω=8,411 rad s Gambar 151 :
Mode 4 T = 0,701 s ; ω=8,963 rad s
Gambar 152 : Mode 5 T = 0,659 s ;
ω=9,534 rad s Gambar 153 :
Mode 6 T = 0,590 s ; ω=10,649 rad s
Gambar 154 : Mode 7 T = 0,498 s ;
ω=12,617 rad s Gambar 155 :
Mode 8 T = 0,421 s ; ω=14,924 rad s
Universitas Sumatera Utara
126
Tabel Perbandingan Fundamental period s dan Frekuensi natural rad s
Gambar 156 : Mode 9 T = 0,389 s ;
ω=16,152 rad s Gambar 157 :
Mode 10 T = 0,305 s ; ω=20,601 rad s
Tabel 47 : Data perbandingan periode dan frekuensi natural untuk ketiga model
Universitas Sumatera Utara
127
4. 2.2 . Analisa Perpindahan 4.2.2.1 . Perpindahan Sumbu X
Analisa perpindahan dilakukan untuk mengetahui peranan bracing dan damper dalam struktur. Berikut ini akan ditampilkan contoh hasil perbandingan untuk lantai 4 dan 8 akibat gempa di sumbu x .
Gambar 158 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 4 untuk sumbu x gempa artifisial 1
Model BF Model CBF
Model DRF
Universitas Sumatera Utara
128
Gambar 159 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 4 untuk sumbu x gempa artifisial 2
Model BF Model CBF
Model DRF
Universitas Sumatera Utara
129
Gambar 160 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 4 untuk sumbu x gempa artifisial 3
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
130
Gambar 161 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 8 untuk sumbu x gempa artifisial 1
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
131
Gambar 162 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 8 untuk sumbu x gempa artifisial 2
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
132
Gambar 163 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 8 untuk sumbu x gempa artifisial 3
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
133
4.2.2.2. Perpindahan Sumbu Z
Analisa perpindahan dilakukan untuk mengetahui peranan bracing dan damper dalam struktur. Berikut ini akan ditampilkan contoh hasil perbandingan untuk lantai 4 dan 8 akibat gempa di sumbu z .
Gambar 164 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 4 untuk sumbu z gempa artifisial 1
Model DRF Model CBF
Model BF
Universitas Sumatera Utara
134
Gambar 165 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 4 untuk sumbu z gempa artifisial 2
Model DRF Model CBF
Model BF
Universitas Sumatera Utara
135
Gambar 166 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 4 untuk sumbu z gempa artifisial 3
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
136
Gambar 167 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 8 untuk sumbu z gempa artifisial 1
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
137
Gambar 168 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 8 untuk sumbu z gempa artifisial 2
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
138
Gambar 169 : Hasil perbandingan perpindahan lantai 8 untuk sumbu z gempa artifisial 3
Model BF Model DRF
Model CBF
Universitas Sumatera Utara
139
4.2.3 Interstory drift
Gambar 170 : Interstory drift akibat gempa artifisial 1 Gambar 171 : Interstory drift akibat gempa artifisial 2
Gempa 172 : Interstory drift akibat gempa artifisial 3
Universitas Sumatera Utara
140
4.2.4 Perbandingan Antara Ketiga Model
4.2.4.1 Analisa perpindahan Hasil analisa perpindahan dibuat dalam bentuk rasio perbandingan selisih
antara deformasi yang terjadi antara ketiga model untuk 3 gempa artifisial. Karena deformasi berubah menurut waktu, maka diambil maksimum dari semua hasil
respons terhadap waktu dari struktur. Hasil respons maksimum keseluruhan 3 gempa artifisial terhadap waktu ditampilkan dalam tabel berikut :
Lantai Respons perpindahan
maksimum untuk model BF model 3
Respons perpindahan maksimum untuk
model CBF model 1 Respons perpindahan
maksimum untuk model DRF model 2
1 0,020 m
0,014 m 0,011 m
2 0,028 m
0,022 m 0,018 m
3 0,034 m
0,021 m 0,020 m
4 0,035 m
0,029 m 0,016 m
5 0,039 m
0,033 m 0,021 m
6 0,047 m
0,039 m 0,031 m
7 0,058 m
0,047 m 0,038 m
8 0,062 m
0,049 m 0,041 m
Tabel 48 : Hasil deformasi maksimum untuk sumbu X
Universitas Sumatera Utara
141
Hasil dari rasio gabungan rata - rata keseluruhan eksitasi ketiga gaya gempa tersebut adalah : Lantai
Respons perpindahan maksimum untuk
model BF model 3 Respons perpindahan
maksimum untuk model CBF model 1
Respons perpindahan maksimum untuk
model DRF model 2 1
0,022 m 0,019 m
0,010 m 2
0,028 m 0,022 m
0,019 m 3
0,033 m 0,028 m
0,023 m 4
0,034 m 0,031 m
0,026 m 5
0,043 m 0,035 m
0,034 m 6
0,044 m 0,038 m
0,036 m 7
0,051 m 0,048 m
0,041 m 8
0,056 m 0,052 m
0,047 m
Keterangan Rasio model
BF CBF Rasio model
CBF DRF Rasio model
BF DRF Gempa sumbu X
1,3 1,3
1,7
Gempa sumbu Z
1,2 1,3
1,6
Rata - rata
1,25 1,3
1,65
Tabel 49 : Hasil deformasi maksimum untuk sumbu Z
Tabel 50 : Hasil rasio perpindahan dari ketiga model
Universitas Sumatera Utara
142
Sehingga hasil akhir analisa adalah : a. Penambahan damper pada bracing memberikan faktor reduksi sebesar 0,77.
b. Pengaruh penambahan bracing terhadap sturuktur frame utama adalah faktor reduksi sebesar 0,80.
c. Pengaruh penambahan damper dan bracing memberikan faktor reduksi sebesar 0,61.
Keterangan CBF BF
DRF CBF DRF BF
Faktor reduksi
0,80 0,77
0,61
Tabel 51 : Faktor reduksi perpindahan untuk rasio ketiga model
Universitas Sumatera Utara
143
Gambar 173 : Diagram perbandingan perpindahan untuk ketiga model pada sumbu x
Gambar 174 : Diagram perbandingan perpindahan untuk ketiga model akibat sumbu z
0.0000 0.0050
0.0100 0.0150
0.0200 0.0250
0.0300 0.0350
0.0400
BF CBF
DRF 0.0355
0.0318 0.0276
Pe rp
ind ahan
m
Pemodelan struktur
Hasil respons maksimum perpindahan sumbu x
Perpindahan maksimum
0.0000 0.0050
0.0100 0.0150
0.0200 0.0250
0.0300
BF CBF
DRF 0.0293
0.0261 0.0233
Pe rp
ind ahan
m
Pemodelan struktur
Hasil respons maksimum perpindahan sumbu z
Perpindahan maksimum
Universitas Sumatera Utara
144
4.2.4.2 Perbandingan besar gaya geser pada reaksi dasar base reaction
Pada analisa untuk ketiga model dapat diambil data mengenai base reaction pada perletakan dasar dari program SAP 2000. Berikut akan dijelaskan mengenai base shear
pada bangunan :
Total base reaction reaksi dasar adalah = F
a
+ F
b
+ F
c
+ F
d
+ F
e
+ F
f
. Analisa gaya geser total berlaku untuk ketiga model dalam kondisi perlakuan 3 gempa
artifisial. Secara time history hasil base shear tiap waktu dijumlahkan secara superposisi untuk semua reaksi pada dasar perletakan.
Fa Fb
Fc Fd
Fe Ff
Gambar 175 : Besar reaksi gaya geser dasar total adalah penjumlahan dari reaksi masing
– masing gaya pada perletakan secara superposisi.
Universitas Sumatera Utara
145
Berikut akan ditampilkan hasil superposisi total gaya reaksi dasar dengan pengambilan nilai maksimum untuk ketiga model :
Dari tabel hasil analisa perbedaan gaya dasar base shear dapat dilihat pengaruh penambahan bracing dan damper yaitu sebagai berikut :
a. Penambahan damper pada bracing memberikan pengaruh faktor reduksi sebesar 0,96.
b. Pengaruh penambahan bracing terhadap sturuktur frame utama adalah reduksi sebesar 0,96.
c. Perbedaan gaya dasar antara struktur bracing dan damper dengan struktur frame utama adalah reduksi sebesar 0,92.
Keterangan Gaya geser dasar
untuk model BF Gaya geser dasar
untuk model CBF Gaya geser dasar
untuk model DRF Gempa artifisial 1
2401,412 kN 2229,98 kN
2032,755 kN Gempa artifisial 2
3405,792 kN 3322,255 kN
3249,568 kN Gempa artifisial 3
2573,956 kN 2465,661 kN
2389,437 kN Rata
– rata 2793,72 kN
2672,632 kN 2557,253 kN
Keterangan CBF BF
DRF CBF DRF BF
Faktor reduksi
0,96 0,96
0,92
Tabel 52 : Perbandingan gaya geser dasar
Tabel 53 : Faktor reduksi gaya geser dasar dari rasio ketiga model
Universitas Sumatera Utara
146
Gambar 176 : Diagram perbandingan base shear untuk ketiga model akibat gempa artifisial 1
Gambar 177 : Diagram perbandingan base shear untuk ketiga model akibat gempa artifisial 2
1800 1900
2000 2100
2200 2300
2400 2500
BF CBF
DRF 2401.412
2229.98
2032.755 Gay
a d
asa r
k N
Pemodelan struktur
Hasil respons maksimum gaya dasar base shear akibat gempa artifisial 1
Base shear maksimum
3150 3200
3250 3300
3350 3400
3450
BF CBF
DRF 3405.792
3322.255 3249.568
Gay a
d asa
r k
N
Pemodelan struktur
Hasil respons maksimum gaya dasar base shear akibat gempa artifisial 2
Base shear maksimum
Universitas Sumatera Utara
147
Gambar 178 : Diagram perbandingan base shear untuk ketiga model akibat gempa artifisial 3
4.2.4.3 Total Input energi dari respons struktur
2250 2300
2350 2400
2450 2500
2550 2600
BF CBF
DRF 2573.956
2465.661 2389.437
Gay a
d asa
r k
N
Pemodelan struktur
Hasil respons maksimum gaya dasar base shear akibat gempa artifisial 3
Base shear maksimum
Gambar 179 : Diagram perbandingan input energi untuk ketiga model akibat gempa artifisial 1
Universitas Sumatera Utara
148
Gambar 180 : Diagram perbandingan input energi untuk ketiga model akibat gempa artifisial 2
Gambar 181 : Diagram perbandingan input energi untuk ketiga model akibat gempa artifisial 3
Universitas Sumatera Utara
149
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
