Analisa Portal yang Memperhitungkan Kekakuan Dinding Bata dari Beberapa Negara Pada Bangunan Bertingkat Dengan Pushover Chapter III V
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Metodologi Penelitian
Pemodelan suatu bentuk struktur bangunan yang dilakukan merupakan bentuk
keadaan sebenarnya di lapangan. Bab ini secara garis besar akan menjelaskan tentang
prosedur dalam melakukan studi yang menjadi topik pembahasan. Hal-hal yang akan
dibahas antara lain adalah mengenai pembahasan mengenai pemodelan portal
gawang apabila tanpa dinding (tanpa strut) dengan menggunakan dinding (dengan
strut), penentuan parameter yang ada, pemodelan bangunan dengan 3 lantai dengan 2
variasi dengan menggunakan parameter yang telah ditetapkan, dan analisis pushover
setelah pemodelan selesai dilakukan.
Metodologi ini diperlukan untuk mencapai tujuan yang diharapkan, terutama
dalam hal pemodelan struktur bangunan karena dibutuhkan waktu dan tenaga yang
banyak dalam perancangan model bangunan dan analisisnya.
Sebelum melakukan analisis terhadap model sederhana portal gawang,
identifikasi masalah serta perumusan masalah merupakan hal yang harus dilakukan.
Identifikasi masalah dilakukan dengan mengambil fokus terhadap keruntuhan soft
storey
yang pada
suatu lantai
bangunan
yang diakibatkan masih tidak
diperhitungkannya dinding pengisi (masonry) terhadap kekuatan suatu struktur
bangunan dan masih dianggap sebagai elemen non-struktural.
Setelah melakukan identifikasi masalah penulis melakukan uji eksperimen pada
benda uji batu bata dari beberapa sampel yang diperoleh dari Bakaran Batu, Lubuk
52
Universitas Sumatera Utara
53
Pakam, Sumatera Utara dan mengambil data berupa data modulus elastisitas batu bata
yang terendah dari negara lain yaitu Australia , Eropa dan India, mengolah data dari
studi literatur untuk mengumpulkan informasi tertulis mengenai segala sesuatu yang
berhubungan dengan dinding pengisi, baik informasi mengenai segala sesuatu yang
berhubungan dengan keruntuhan akibat dinding pengisi serta definisi dinding pengisi
dan pengaruhnya terhadap bangunan sehingga mendapat gambaran mengenai
pengaruh dinding pengisi terhadap kekuatan struktur yang pada kenyataannya dalam
perhitungannya tetap harus dianggap sebagai satu kesatuan.
Studi literatur ini lebih diarahkan terhadap tinjauan makalah, jurnal, artikel,
peraturan-peraturan hukum mengenai beton, gempa,bangunan yang ada di Indonesia,
text book, dan juga media lainnya.
Langkah selanjutnya adalah pemodelan portal gawang yang dianggap sebagai
suatu portal terbuka dan diberi gaya pushover sampai batas yang telah ditetapkan.
Setelah melakukan analisis pushover terhadap portal terbuka selanjutnya yang harus
dilakukan adalah melakukan pemodelan strut terhadap portal gawang tersebut.
Pemodelan strut ini merupakan pemodelan dari dinding pengisi dan harus memiliki
karakteristik bahan yang sama. Pemodelan strut dikenal dengan diagonal tekan
ekivalen karena berfungsi dalam menerima tekan dan tidak mengalami tarik.
Analisa pushover juga dilakukan terhadap portal terbuka yang diberikan
diagonal tekan ekivalen atau dinding pengisi dengan menggunakan software ETABS
v9.2.0. Setelah analisis pushover dilakukan terhadap kedua pemodelan, hal yang
perlu dilakukan adalah membandingkan kapasitas dan stabilitas antara portal terbuka
Universitas Sumatera Utara
54
dengan portal isi untuk menentukan parameter strut yang dibutuhkan untuk
pemodelan struktur berikutnya.
Parameter strut yang telah didapat dari perbandingan analisis antara code dan
menggunakan program ETABS v9.20. Dari parameter model strut yang telah
ditetapkan, model strut dipergunakan untuk tindak lanjut ke pemodelan berikutnya.
Pemodelan merupakan studi kasus yang menyerupai bangunan yang nyata di
kehidupan sehari-hari. Studi kasus ini merupakan pemodelan bangunan 3 lantai
dengan ketinggian kurang lebih meter.
Bangunan ini didesain dalam wilayah gempa zona 3 dimana wilayah daerah kota
Medan yang merupakan daerah kota metropolitan yang sangat cukup rentan terhadap
gempa karena banyak bangunan tinggi. Apabila tidak didesain dengan baik dan benar,
maka bangunan tinggi tersebut akan sangat rentan terhadap gempa.
Setelah melakukan analisis, penulis mampu membuat kesimpulan berdasarkan
hal itu. Hal mengenai parameter dinding pengisi serta konfigurasi dinding pengisi
terhadap bangunan yang rentan gempa di wilayah Medan merupakan kesimpulan
yang bisa dihasilkan dari penulis untuk proyek konstruksi di Indonesia secara
keseluruhan.
Dari kesimpulan yang diambil ini, penulis kemudian memberikan saran baik
untuk penerapan konsfigurasi strut agar suatu konstruksi bangunan mencapai hasil
yang optimal, sehingga dalam wilayah tertentu keruntuhan soft story dapat dicegah.
Secara lebih singkat, tahapan-tahapan dalam metodologi penelitian sebagai berikut:
1. Identifikasi
masalah
dengan
mengambil
fokus
pada
masih
tidak
diperhitungkannya dinding pengisi sebagai elemen struktural tetapi sebagai
Universitas Sumatera Utara
55
elemen non-struktural dan menyebabkan keruntuhan soft story
apabila
mendapat gaya lateral yang besar.
2. Melakukan studi literatur untuk mengumpulkan informasi tertulis mengenai
dinding pengisi.
3. Melakukan pemodelan portal berdinding dan portal terbuka dengan bantuan
program ETABS v9.2.0 dan memberikan strut pada portal terbuka .
4. Menentukan parameter strut dengan menggunakan data eksperimen dan
memodifikasi code untuk mencari parameter strut sehingga menjadi lebih
realistis pada kasus yang ada.
5. Melakukan studi kasus dengan menerapkan pemodelan strut yang ada dengan
membuat model bangunan 3 lantai.
6. Melakukan analisis pushover terhadap pemodelan bangunan 3 lantai dengan
tanpa konfigurasi dinding pengisi, serta melakukan analisis terhadap
bangunan
yang telah
diberikan
konsfigurasi
dinding pengisi
serta
membandingkan kekakuan dan kapasititasnya.
7. Mengambil kesimpulan dari hasil analisis yang diperoleh dan memberikan
saran yang baik untuk penerapan model strut terhadap bangunan-bangunan
tinggi sehingga penerapan keruntuhan model strut tersebut untuk mencegah
terjadinya keruntuhan soft story yang tinggi akibat gaya lateral yang besar.
Secara umum, metodologi pembuatan tugas
akhir topik ini dapat dilihat
bagan alir yang terdapat pada Gambar 3.1. Skema tersebut menjelaskan mengenai
gambaran secara menyeluruh terhadap urutan pengerjaan tugas akhir ini yang
dilakukan secara teratur dan sistematis.
Universitas Sumatera Utara
56
3.2 Bagan Alir Penelitian
Mulai
Studi literatur
Metodologi penelitian
Uji eksperimen
Uji parameter
(pengujian kuat tekan batu bata)
(pengelolaan data dengan ETABS)
Pembuatan Struktur 2 model
portal dengan 6 variasi
4 variasi dan 6 variasi
Analisa statik pushover nonlinear
Analisa diagonal tekan ekivalen
(Strut) dinding (4 variasi)
Analisa diagonal tekan ekivalen
(tanpa Strut) dengan 2 variasi
Keluaran
Menghasilkan nilai gaya geser dasar, simpangan target
Menghasilkan nilai Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
Universitas Sumatera Utara
57
3.3
Pemodelan Struktur
Pada penelitian ini pada struktur bangunan yang dimodelkan sebagai portal 2
dimensi dan terdiri dari 6 grid model tapi yang dianalisa hanya pada 2 grid model
yaitu pada model portal berdinding dan model portal terbuka , semua model struktur
terdiri dari 3 lantai dan 3 bentang termasuk struktur portal berdinding, portal terbuka
(Gambar 3.2 ). Tinggi pada lantai pertama 4 m untuk semua model, sedangkan pada
lantai yang lain 3 m. Masing-masing panjang bentang 5 m. Perletakan diasumsikan
jepit. Dinding bata memperhitungkan kuat tekan batu bata dan modulus elastisitas
batu bata dengan 3 tipe batu bata. Struktur diasumsikan terletak di atas tanah sedang
dan berada di zona gempa sedang atau zona 3. Peruntukan bangunan diasumsikan
sebagai pertokoan. Untuk preliminary design ditetapkan dimensi balok 40x60 cm,
kolom 60x60 cm, dan tebal plat lantai/atap 12 cm. Dengan kuat tekan
fc’ = 20 Mpa
untuk kolom dan balok, fy = 300 Mpa. Mutu tulangan balok dan kolom dengan
diameter Tulangan = 13 mm
Dari kondisi pemodelan pada Gambar 3.3 diatas untuk grid 1,2,5,6 adalah
model portal berdinding (fully-infilled wall frame), untuk grid 3,4 adalah model
portal terbuka
(open frame) , karena kondisi pemodelan ada yang sama maka
diambil salah satu sampel yaitu dari grid 1 dan grid 3 yang mewakili dari 6 grid jadi
untuk grid adalah mewakili portal berdinding dan untuk grid 3 adalah mewakili portal
terbuka, karena lebar dan tinggi bentang adalah sama maka sampel pemodelan
struktur yang diambil adalah:
Universitas Sumatera Utara
58
Gambar 3.2 Denah Struktur Bangunan Berdasarkan Grid Portal
Gambar 3.3 Pemodelan Struktur dengan Kondisi Portal Berdinding dan
Portal Terbuka
Pemodelan yang di ambil dari jurnal diatas ada 6 Grid dengan kondisi portal
berdinding penuh (fully-infilled wall frame) dan portal berdinding terbuka (open
frame) dari kondisi diatas diambil salah satu sampel yaitu dari Grid 1 dan Grid 3
yang mewakili dari 6 Grid karena lebar dan tinggi bentang adalah sama maka sampel
pemodelan strukut yang diambil adalah:
Universitas Sumatera Utara
59
Gambar 3.4 Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan
3 Lantai yangBerdinding Penuh
Gambar 3.5
Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan 3 Lantai
yang Berdinding Terbuka di Tengah Bentang
Universitas Sumatera Utara
60
3.4
Analisa Pengujian Propertis Batu Bata
Dalam studi ini digunakan bata merah sebagai material dinding pengisi.
Karakteristik dinding bata yang akan digunakan dalam studi ini didasarkan pada
karakteristik dinding bata hasil pengujian laboratorium di Laboratorium Beton Fakultas
Teknik Sipil USU dengan standart SNI 03-4164-2008 tentang cara uji modulus elastisitas
batu bata dengan tekanan sumbu tunggal , benda uji batu bata menggunakan 10 sampel
batu bata dari daerah Bakaran Batu, Deli Serdang, Sumatera Utara.
Langkah-langkah pengujian untuk uji kuat tekan batu bata sebagai berikut:
1. Pengukuran batu bata dengan jangka sorong untuk mengukur panjang dan
lebar batu bata untuk memperoleh luasan ukuran batu bata.
2. Batu bata diletakkan didalam alat uji kuat tekan.
3. Plat baja diatur secara perlahan hingga menyentuh permukaan ujung bata uji
secara merata.
4. Jarum penunjuk pada manometer pengukuran tekanan diatur dan dilakukan
pembacaan awal.
5. Tekanan ditingkatkan sampai kondisi benda uji retak sampai pecah.
6. Hasil pembacaan manometer pada saat terjadi retakan bata uji dicatat dan
dibuat sketsa bidang retak bata uji setelah mengalami retakan sampai pecah.
Berdasarkan Eksperimen diperoleh data sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
61
Dari Hasil Pengujian Eksperimen Kuat tekan Batu Bata diperoleh seperti di
dalam Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Batu Bata
DATA HASIL UJI KUAT TEKAN BATU BATA
UKURAN BATU BATA
NO.BENDA UJI
BEBAN YANG DITERIMA (KN)
P (cm) L (cm) A (cm²)
TIPE 1
1
19.6
9.7
190.12
580
2
19.7
9.7
191.09
590
3
19.7
9.5
187.15
575
TIPE 2
4
5
6
7
19.6
19.4
19.5
19.3
9.5
9.6
9.6
9.5
186.2
186.24
187.2
183.35
460
378
377
368
19.4
19.6
19.6
9.5
9.6
9.7
184.3
188.16
190.12
355
350
350
TIPE 3
8
9
10
3.5
Tahapan Penelitian
Dalam menulis tesis ini, beberapa tahapan dilaksanakan sehingga tercapai
maksud dan tujuan dari penelitian. Untuk mencapai tujuan tersebut maka dilakukan
tahapan-tahapan yaitu:
1.
Tahap pertama
Kegiatan yang dilakukan adalah memodelkan struktur dengan pemodelan
sendiri dan menentukan data-data teknis yang digunakan dalam analisis.
2.
Tahap kedua
Tahap ini dilakukan perhitungan pembebanan struktur terdiri dari beban
gravitasi (beban mati dan beban hidup) dan beban gempa. Beban gravitasi
didapat berdasarkan PPPIUG 1987, sedangkan beban gempa berdasarkan SNI
Universitas Sumatera Utara
62
03-1726-2002. Adapun analisa struktur yang dilakukan berdasarkan asumsi
empat jenis kombinasi koefisien pembebanan, yaitu:
a.
Kombinasi 1 = 1.4 DL
b.
Kombinasi 2 = 1.2 DL + 1.6 LL
c.
Kombinasi 3 = 1.2 DL + 1.0 LL ± 1.0 E
d.
Kombinasi 4 = 0.9 DL ± 1.0 E
dimana DL adalah akibat beban mati, LL adalah akibat beban hidup dan E
adalah akibat beban gempa.
Karakteristik dinding bata yang akan digunakan dalam studi ini didasarkan
pada karakteristik dinding bata dari hasil pengujian laboratorium yang dilakukan
penulis (2016). Berdasarkan eksperimen dipeoleh data sebagai berikut:
a. Parameter individu bata:
1) Kuat tekan unit tipe 1 bata 3,07 Mpa
2) Kuat tekan unit tipe 2 bata 2,13 Mpa
3) Kuat tekan unit tipe 3 bata 1,88 Mpa
b. Patameter dinding pengisi (pasangan bata):
1) Kuat tekan rata-rata pasangan bata (f’m) 1,65 Mpa
2) Modulus elastisitas dinding pengisi tipe 1 bata 1556,75 Mpa
3) Modulus elastisitas dinding pengisi tipe 2 bata 1140,97 Mpa
4) Modulus elastisitas dinding pengisi tipe 1 bata 1024,54 Mpa
Tabel 3.2 dan Gambar 3.6 menunjukkan propertis fisik bata yang digunakan.
Universitas Sumatera Utara
63
Tabel 3.2 Rata-Rata Propertis Fisik Bata Merah
Propertis
Panjang
Tinggi
Tebal
Berat Jenis
Bata Merah
195.23
52.28
95.29
1373.55
Satuan
Mm
Mm
Mm
kg/m³
Gambar 3.6 Propertis Batu Bata Ukuran Batu Bata
3.
Tahap ketiga
Tahap ini dilakukan untuk menentukan beban horizontal akibat gempa
diperlukan waktu getar banguan. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Pasal 5.6,
pembatasan maksimum waktu getar alami fundamental :
T < ζ n; dimana n = jumlah tingkat dan ζ = 0.17 untuk zona 3 (tabel 8 SNI 031726-2002)
Dimana periode bangunan diambil sebesar:
T = 0.0731H3/4; dimana H = tinggi total bangunan (m)
Untuk bangunan di tanah sedang pada zona 3, maka koefisien dasar gempa C
(Gambar 3.6) adalah:
C
0.33
T
Universitas Sumatera Utara
64
Gambar 3.7 Spektrum Respon Gempa Zona Gempa 3
Dalam perhitungan beban gempa ditentukan faktor keutamaan struktur, I =
1 sesuai dengan fungsi bangunan perhotelan. Berdasarkan penelitian ini, sistem
bangunan dianggap bangunan portal beton bertulang. Untuk prilaku struktur
bangunan gedung bersifat daktail parsial, R = 4.8 untuk zona gempa 3 (sedang)
(Tabel 2.4).
Selanjutnya diperoleh beban statik ekivalen dan diperoleh beban geser
nominalnya untuk mendapatkan beban horizontal akibat gempa yang bekerja
sepanjang lantai bangunan tinggi yang dihitung secara manual.
4.
Tahap keempat
Tahap ini dilakukan untuk menentukan terjadinya sendi plastis pada balok,
kolom dan dinding bata. Pada model ini kerusakan struktur dianggap masih dapat
dibatasi (PR) pada kondisi rotasi leleh θy, kondisi rusak berat (RB) berada di 0.75
θu, kondisi hampir rubuh (HR) berada di θu, dan rubuh total berada di 3 θu seperti
pada Gambar 3.7. Haselton et al (2007) membatasi nilai θ p = 0.035-0.085; θpc =
Universitas Sumatera Utara
65
0.015-0.1; dan Mc/My = 1.17-1.21. Sedangkan Zareian Krawinkler (2009)
memberikan 3 nilai θp = 0.02; 0.04; 0.06.
Properti material nonlinear pada studi ini seperti kapasitas rotasi pasca elastis
(rotasi plastis) untuk zona gempa 4, θp = 0.04 dan untuk zona gempa 6, θp = 0.06;
kapasitas rotasi pasca kondisi plastis θpc = 0.06 dan rotasi leleh θy dihitung
dengan θy = My/K0. Nilai rasio antara momen maksimum dengan momen leleh
adalah Mc/My = 1.19.
RB
Mmax
My
H
MOME
PR
RT
0.2M
θy
0.75
ROTASI
θ
θu
3θu
Gambar 3.8 Hubungan Momen-Rotasi pada Ujung-Ujung Elemen
(Rozman dan Fajfar, 2009)
Kurva kapasitas yang dihasilkan oleh analisis pushover menggambarkan
tahapan terbentuknya sendi plastis, dimana menunjukkan awal terjadinya
pelelehan pertama atau kondisi elastis dan akhir struktur tersebut mengalami
keruntuhan. Gambar 3.8 menunjukkan hubungan antara deformasi dengan
gaya lateral, dimana titik A adalah titik original, titik B menandakan leleh
pertama (elastis), C menandakan kapasitas ultimit, D menandakan kekuatan
Universitas Sumatera Utara
66
sisa (residual strength), dan E menandakan elemen struktur tersebut telah
mengalami kerusakan (failure). Diantara sendi plastis leleh pertama (B)
sampai mencapai batas ultimit (C) terdapat IO (immediate occupancy), LS
(life safety) dan CP (collapse prevention). Adapun IO, LS dan CP merupakan
kriteria level kinerja dari struktur tersebut.
Force
C
CP
B
LS
IO
D
A
E
Deformati
Gambar 3.9 Kurva Kapasitas dari Analisis Pushover
5.
Tahap kelima
Pada tahap ini melakukan prosedur perhitungan analisa pushover telah
dijelaskan pada bab 2. Penelitian ini menggunakan program computer ETABS
sebagai alat perhitungan numerik yang disarankan untuk menganalisa struktur
yang dimodelkan.
6. Tahap keenam
Pada tahap ini didapat hasil keluaran analisa pushover yaitu kurva kapasitas
yang menunjukkan hubungan gaya geser dasar terhadap simpangan, yang
memperlihatkan perubahan perilaku struktur dari linier menjadi nonlinier, berupa
Universitas Sumatera Utara
67
penurunan kekakuan yang diindikasikan dengan penurunan kemiringan kurva
terbentuknya sendi plastis pada kolom dan balok. Selanjutnya diatas kurva
pushover dapat digambarkan secara kualitatif kondisi kerusakan yang terjadi
pada level kinerja yang ditetapkan agar mempunyai bayangan seberapa besar
kerusakan itu terjadi.
3.6
Parameter yang Ditinjau
Adapun parameter yang ditinjau dalam penelitian ini adalah kekakuan yang
diperoleh dari kurva kapasitas pushover dapat dilihat pada Gambar 3.9.
D
Force
C
A
B
Deformation
Gambar 3.10 Kurva Kapasitas Akibat Adanya Dinding dari Analisis Pushover
Berdasarkan Gambar 3.10 diatas dapat dilihat nilai kekakuan elastis
dihasilkan dari tinggi AB dibagi lebar AB, nilai kekakuan dinding pasca elastis
dihasilkan dari tinggi BC dibagi lebar BC dan untuk nilai kekakuan pasca elastis
diambil dari tinggi CD dibagi lebar CD. Nilai daktilitas struktur dihasilkan saat terjadi
deformasi pasca elastis yaitu nilai D dibagi B.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN
Hasil analisis diperoleh berdasarkan dari data-data eksperimen uji kuat tekan
batu bata didapatkan nilai modulus elastisitas (E) batu bata dan dimodelkan dengan
program ETABS dari data-data spesifikasi dari struktur yang meliputi beban yang
bekerja, wilayah gempa dan literature lainnya yang dibutuhkan menurut peraturan
yang berlaku untuk struktur gedung. Analisa terhadap model struktur ditinjau
berdasarkan portal terbuka, portal berdinding, Hasil analisa ini dilakukan melalui
analisis pushover
untuk melihat seberapa besar kapasitas, kekakuan elastis dan
kekakuan pasca elastis dari struktur yang ditinjau. Adapun kontrol displacement yang
digunakan dalam studi ini sebesar 0,1 m dan efek P-Delta diabaikan.
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Method atau Metoda Spektrum Kapasitas (ATC-40). Capacity
Spectrum Method ini telah built-in dalam program seperti ETABS, proses konversi
kurva pushover ke format ADRS dan kurva respon spektrum yang direduksi
dikerjakan otomatis dalam program. Data yang dimasukkan cukup dengan
memberikan kurva respon spektrum rencana, dalam hal ini cukup memasukkan
respon spektrum SNI 1726-2002. Berikut ini akan diuraikan hasil analisa dan
pembahasan.
68
Universitas Sumatera Utara
69
4.1 Uji Kuat Tekan Batu Bata
Dalam penelitian tesis ini dilakukan Uji Laboratorium dengan mengambil 10
sampel batu bata dari beberapa panglong pembuatan batu bata di daerah Bakaran
Batu, Lubuk Pakam, Kabupaten Deli Serdang.
Adapun dari Hasil Uji Laboratorium Kuat Tekan Batu Bata diperoleh datadata seperti pada Tabel 3.1. Dari hasil uji laboratorium kuat tekan batu bata bata
maka diperoleh nilai kuat tekan batu bata dalam MPa seperti yang di dalam Tabel 4.1
dibawah ini.
Tabel 4.1 Hasil Nilai Kuat Tekan Batu Bata dalam Mpa
DATA NILAI KUAT TEKAN BATU BATA
KUAT TEKAN
KUAT TEKAN
(Kg/cm²)
( Mpa)
1
30.5
3.050
2
30.9
3.090
3
30.7
3.070
NO.BENDA UJI
TIPE 1
RATA-RATA
3.070
TIPE 2
4
24.7
2.470
5
20.3
2.030
6
20.1
2.010
7
20.1
2.010
2.130
RATA-RATA
TIPE 3
8
19.3
1.930
9
18.6
1.860
10
18.4
1.840
RATA-RATA
1.877
Universitas Sumatera Utara
70
Dari hasil uji laboratorium kuat tekan batu bata dengan 10 sampel maka
diperoleh hasil nilai kuat tekan rata-rata batu bata seperti dalam Tabel 4.1.
Dari hasil nilai kuat tekan rata-rata batu bata ( fm) maka diperoleh nilai Modulus
Elastisitas batu bata (Em).
Hasil nilai Modulus Elastisitas dimasukkan kedalam Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata
Mencari Modulus Elastisitas batu bata :
fm' adalah 0.8 fm^0.85
Em adalah 750 fm'
(Mpa)
TIPE 1
Em
adalah
1556.75
TIPE 2
Em
adalah
1140.97
TIPE 3
Em
adalah
1024.54
Kesimpulan dari eksperimen uji kuat tekan batu bata di laboratorium beton
maka diperoleh:
a. Dari Tabel 4.1 diperoleh nilai kuat tekan batu bata Tipe 1 yaitu 3,07 Mpa,
memiliki nilai lebih besar daripada batu bata tipe 2 yaitu 2,13 Mpa dan batu
bata tipe 2 lebih besar daripada batu bata tipe 3 yaitu 1,88 Mpa.
b. Dari Tabel 4.2 diperolehnilai modulus elastisitas batu bata Tipe 1yaitu
1556,75 MPa,memiliki nilai lebih besar daripada batu bata tipe 2 yaitu
1140,97 Mpa dan batu bata tipe 2 lebih besar daripada batu bata tipe 3 yaitu
1024,54 Mpa.
Universitas Sumatera Utara
71
4.2 Analisa Statik Non Linier Pushover
Analisis pushover dilakukan untuk melihat seberapa besar kapasitas dan
kekakuan, simpangan target, gaya geser dasar. Ada 2 model yang akan dibandingkan
pada studi ini dengan 3 tipe batu bata yang ada di Lubuk Pakam dan batu bata dari
Negara lain yaitu Australia, Eropa dan India.
Tipe analisis pushover yang digunakan dalam studi ini adalah kontrol
displacement dimana struktur didorong sampai mencapai displacement
yang
diinginkan dan atau sampai struktur yang ditinjau runtuh. Selanjutnya hasil analisis
pushover untuk masing-masing model dapat dilihat urainnya di bawah ini.
4.2.1
Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame)
4.2.1.1 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu BataTipe 1
Untuk Portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) diperoleh kurva kapasitas
seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1. Untuk mendapatkan titik kinerja (performance
point) pada studi ini digunakan Capasity Spectrum Method atau Metode Spektrum
Kapasitas (ATC-40).Capasity Spectrum Method ini telah bult-in dalam program
ETABS, dengan memasukkan data-data pemodelan dan data teknis seperti dimensi
balok, kolom, tulangan beton, data zona gempa dan jenis tanah kemudian untuk
struktur bangunan proses konversi kurva pushover ke format ADRS dan kurva respon
spectrum yang direduksi dikerjakan otomatis dalam program. Data yang perlu
dimasukkan cukup memberikan kurva respons spektrum rencana. Untuk portal
berdinding dari pemodelan bangunan diberi simbol Grid 1( G1).
Universitas Sumatera Utara
Gaya Geser Dasar (kN)
72
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Target (m)
0,08
0,1
Gambar 4.1 Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 1
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.1
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 267,20 kN dan target perpindahan
adalah 0,1m.
Perpindahan sebesar 0,1 m terlihat pada Tabel 4.1 terjadi di antara step 1 dan
step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang paling
parah yaitu pada step 2.
Kesimpulan untuk Portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) pada batu
bata tipe 1 adalah:
a. Analisis berhenti pada step 6 dan diperoleh performance pont, gaya geser
dasar adalah 267,2 kN dan target perpindahan 0,01 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah0,01 m, terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety) sehingga
kinerja secara keseluruhan baik.
Universitas Sumatera Utara
73
Tabel 4.3 Tabel Pushover Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 1
M1-G1-B1 ( Model 1 untuk Grid 1 dengan batu bata tipe 1 )
Displacement
Step
(m)
Base Force
(KN)
A
–
B
B- IO- LS- CP- C- DTotal
IO LS CP C
D E
0
1
2
3
4
5
0
0.011
0.073
0.074
0.079
0.080
0
283.739
1494.867
1486.547
1606.300
1604.684
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
42
42
42
42
42
42
6
0.089
1800.690
0
0
0
0
0
0
0
42
4.2.1.2 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu Bata Tipe 2
UntukPortal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) diperoleh kurva kapasitas
seperti ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity
Spectrum Method ini telah bult-in dalam program ETABS, proses konversi kurva
pushover ke format ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan
otomatis dalam program dengan memasukkan data-data pemodelan dan data teknis
seperti dimensi balok, kolom, tulangan beton, data zona gempa dan jenis tanah
kemudian untuk staruktur bangunan. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan
kurva respons spektrum rencana. Setelah respon spectrum SNI 1726-2002
dimasukkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2 dengan data kurva kapasitas
pada portal berdinding pada batu bata tipe 2.
Universitas Sumatera Utara
74
1600
Gaya geser dasar (kN)
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Target (m)
0,08
0,1
Gambar 4.2 Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 2
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.2
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 267,20 kN dan target perpindahan
adalah 0,1m.
Dari Gambar 4.2 menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 265,35 kN,
target perpindahan adalah 0,013 m.
Tabel 4.4 Tabel Pushover untuk Portal Berdinding Batu Bata Tipe 2
M1-G1-B2( Model 1 Untuk Grid 1 Dengan Batu Bata Tipe 2 )
Displacement
Base Force
A–
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
(m)
(KN)
B
IO
LS
CP
C
D
E
0
0
0
41
1
0
0
0
0
0
42
1
0.0117
244.3507
21
7
5
0
0
0
0
42
2
0.0831
1336.7223
21
7
5
0
1
1
0
42
3
0.0755
1179.9861
42
0
0
0
0
0
0
42
Step
Total
Universitas Sumatera Utara
75
Perpindahan sebesar 0,01 m terlihat pada Tabel 4.4 terjadi di antara step 1 dan
step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang paling
parah yaitu pada step 2.
Kesimpulan untuk Portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) pada batu bata tipe 2
adalah:
a. Analisis berhenti pada step 6 dan diperoleh performance pont, gaya geser
dasar adalah 265,35 kN dan target perpindahan 0,013 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah 0,013 m, terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) tidak ada yang
melewati batas LS (Life Safety) sehingga kinerja secara keseluruhan baik.
4.2.1.3 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu Bata Tipe 3
UntukPortal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu Bata Tipe
3diperoleh kurva kapasitas seperti ditunjukkan pada Gambar 4.3. Untuk mendapatkan
titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan Capasity Spectrum
Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity Spectrum Method ini
telah bult-in dalam program ETABS, dengan memasukkan data-data pemodelan dan
data teknis seperti dimensi balok, kolom, tulangan beton, data zona gempa dan jenis
tanah kemudian untuk staruktur bangunan proses konversi kurva pushover ke format
ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan otomatis dalam
program. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan kurva respons spektrum
rencana, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 dengan data kurva kapasitas pada
portal berdinding pada batu bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
76
1400
Gaya Geser Dasar (kN)
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Atap (m)
0,08
0,1
Gambar 4.3 Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 3
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.3
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 263,16 kN, target perpindahan adalah
0,014 m.
Tabel 4.5 Tabel Pushover untuk Grid 1 dengan Batu Bata Tipe 3
M1-G1-B3( Model 1 untuk Grid 1 dengan batu bata tipe 3 )
A
Displacement
Base Force
(m)
(KN)
Step
–
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
IO
LS
CP
C
D
E
Total
B
0
0
0
41
1
0
0
0
0
0
42
1
0.0119
231.9721
20
8
6
0
1
0
0
42
2
0.0844
1248.498
20
8
5
0
1
1
0
42
3
0.0845
1240.0402
20
8
4
0
2
1
0
42
4
0.0864
1267.7504
42
0
0
0
0
0
0
42
Universitas Sumatera Utara
77
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.5 terjadi di antara step 1
dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Kesimpulan untuk struktur berdinding penuh ( Fully Infilled Wall Frame)
pada batu bata tipe 3 adalah:
a. Analisis berhenti pada step 4 dan diperoleh performance point, gaya geser
dasar adalah 200,86 kN dan target perpindahan 0,016 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah 0,016 m, terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety) sehingga
kinerja portal berdinding secara keseluruhan baik.
Berikut ini akan diuraikan beberapa kurva kapasitas dari hubungan antara
struktur berdinding penuh dari beberapa tipe batu bata yaitu tipe 1, tipe 2 dan tipe 3
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Dari Gambar 4.4 menunjukkan dan membandingkan bahwa dari ketiga model
Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) pada Grid 1 untuk beberapa tipe batu
bata, Portal Berdinding (Fully Infilled Wall) dari Gambar 4.4 menunjukkan nilai gaya
geser dasar dan simpangan atap yang memiliki kapasitas terbesar dalam menerima
beban gempa atau gaya lateral ada pada batu bata tipe 1 (M1-G1-B1) selanjutnya
Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) batu bata tipe 2 (M1-G1-B2) dan Portal
Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) batu bata tipe 3 (M1-G1-B3), maksud dari
M1 adalah model 1 portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) , G1 adalah pada
grid 1 dan B1 adalah batu bata tipe 1, B2 adalah batu bata tipe 2 dan B3 adalah batu
bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
Gaya Geser Dasar (KN)
78
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0,000
M1_G1_B1
M1_G1_B2
M1_G1_B3
0,020
0,040
0,060
0,080
Simpangan Atap (m)
0,100
Gambar 4.4 Perbandingan Kurva Kapasitas pada Grid 1 dengan Gabungan
Beberapa Tipe Batu Bata (Tipe 1, 2, 3)
4.2.2. Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame)
4.2.2.1 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame) pada
Batu BataTipe 1
Untuk Struktur Bangunan Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open
Frame) pada Batu Bata Tipe 1 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity
Spectrum Method ini telah bult-in dalam program ETABS, proses konversi kurva
pushover ke format ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan
otomatis dalam program. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan kurva
respons spektrum rencana.
Universitas Sumatera Utara
79
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.5
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 208,62 kN, target perpindahan adalah
0,012 m.
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.5 terjadi di antara step 1
dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Gaya geser dasar (kN)
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,05
0,1
Simpangan Atap(m)
0,15
0,2
Gambar 4.5 Kurva Kapasitas Portal Terbuka pada Bentang Tengah pada
Batu Bata Tipe 1
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.5
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 208,62 kN, target perpindahan adalah
0,012 m.
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.5 terjadi di antara step 1
dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Universitas Sumatera Utara
80
Kesimpulan untuk portal berdinding pada batu bata tipe 1 adalah:
1. Analisis berhenti pada step 4 dan diperoleh performance point, gaya geser
dasar adalah 208,62 kN dan target perpindahan 0,012 m.
2. Dengan target perpindahan
adalah 0,012 m, terlihat bahwa step kinerja
yang diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety)
sehingga kinerja portal berdinding secara keseluruhan baik.
Tabel 4.6 Tabel Pushover untuk Grid 3 dengan Batu Bata Tipe 1
M2-G3-B1( Model 2 untuk Grid 3 dengan batu bata tipe 1 )
Displacement
Base Force
(m)
(KN)
0
0
0
1
0.011
2
A
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
IO
LS
CP
C
D
E
41
1
0
0
0
0
0
42
197.095
20
10
7
0
1
0
0
42
0.075
981.835
20
10
7
0
0
0
0
42
3
0.075
971.420
16
12
7
0
0
1
0
42
4
0.084
1091.694
16
12
7
0
0
1
0
42
5
0.085
1101.694
15
9
9
0
0
0
0
42
6
0.104
1118.671
15
9
9
0
0
0
0
42
7
0.104
1102.645
15
9
9
0
1
1
0
42
8
0.107
1122.577
15
9
9
0
0
2
0
42
9
0.107
1119.707
15
9
8
0
1
2
0
42
10
0.109
1132.478
15
9
8
0
0
2
0
42
11
0.110
1118.167
14
10
8
0
0
5
0
42
12
0.113
1120.409
14
9
9
0
0
5
0
42
13
0.140
1130.611
14
9
9
0
0
5
0
42
14
0.140
1104.485
13
10
8
0
1
5
0
42
15
0.142
1117.948
13
10
8
0
1
5
0
42
16
0.142
1118.118
13
10
7
0
2
5
0
42
17
0.146
1122.013
0
0
0
0
0
0
0
42
Step
–
B
Total
Universitas Sumatera Utara
81
4.2.2.2 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame) pada Batu
BataTipe 2
Untuk portal terbuka di bentang tengah (Open Frame) pada Batu Bata Tipe 2
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6
900
800
Gaya Geser Dasar (kN)
700
600
500
400
300
200
100
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Atap (m)
0,08
0,1
Gambar 4.6 Kurva Kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada
Batu Bata Tipe 2
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity
Spectrum Method ini telah bult-in dalam program ETABS, proses konversi kurva
pushover ke format ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan
otomatis dalam program. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan kurva
respons spektrum rencana. Dari Tabel 4.7 menunjukkan nilai Displacement dan Base
Force
Universitas Sumatera Utara
82
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.6
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 202,93 kN, target perpindahan adalah
0,015 m.
Tabel 4.7 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 dengan Batu Bata Tipe 2
M2-G3-B2( Model 2 untuk Grid 3 dengan batu bata tipe 2 )
Displacement
Base Force
(m)
(KN)
0
0
0
1
0.0115
2
3
Step
A
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
IO
LS
CP
C
D
E
41
1
0
0
0
0
0
42
173.3691
17
11
6
0
1
0
0
42
0.0809
848.3875
17
11
5
0
2
0
0
42
0.0722
719.3809
42
0
0
0
0
0
0
42
–
B
Total
4.2.2.3 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame) pada Batu
BataTipe 3
Untuk Struktur Bangunan Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open
Frame) pada Batu Bata Tipe 3 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.7.
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.8 menunkkan nilai
simpangan ( Displacement) dan gaya geser dasar (Base Force) terjadi di antara step
1 dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Universitas Sumatera Utara
83
900
Gaya Geser Dasar (kN)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Atap (m)
0,08
0,1
Gambar 4.7 Kurva Kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada
Batu Bata Tipe 3
Kesimpulan untuk Kurva Kapasitas portal terbuka di bentang tengah pada batu
bata tipe 3 adalah:
a. Analisis berhenti pada step 4 dan diperoleh performance point, gaya geser
dasar adalah 202,93 kN dan target perpindahan 0,015 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah 0,015 m, terlihat bahwa step kinerja
yang diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS ( Life Safety )
sehingga kinerja portal terbuka di bentang tengah secara keseluruhan baik.
Tabel 4.8 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 dengan Batu Bata Tipe 3
M2-G3-B3( Model 2 untuk Grid 3 dengan tipe batu bata 3 )
Step
Displacement
(m)
Base Force
(KN)
A
-B
BIO
IOLS
LSCP
CPC
CD
DE
Total
0
1
2
3
0
0.012
0.082
0.075
0
165.903
799.621
701.161
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
42
42
42
42
Universitas Sumatera Utara
84
Berikut ini akan diuraikan beberapa kurva kapasitas dari hubungan antara
struktur berdinding penuh dari beberapa tipe batu bata yaitu tipe 1, tipe 2 dan tipe 3
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8.
Gaya Geser Dasar (KN)
1200,000
M1_G3_B1
1000,000
M1_G3_B2
800,000
M1_G3_B3
600,000
400,000
200,000
0,000
0,000
0,050
0,100
0,150
Simpanga Atap (m)
0,200
Gambar 4.8 Kurva Kapasitas pada Grid 3 dengan Gabungan Beberapa Tipe
Batu Bata (Tipe 1, 2, 3)
Dari Gambar 4.8 menunjukkan bahwa dari ketiga model portal terbuka (open
frame) pada Grid 3 ( G3) untuk beberapa tipe batu bata yang memiliki kapasitas
terbesar dalam menerima beban gempa atau gaya lateral ada pada portal terbuka
(open frame) batu bata tipe 1 (M1-G1-B1) selanjutnya portal terbuka (open frame)
batu bata tipe 2(M1-G1-B2) dan struktur bangunan dinding terbuka (open frame)
batu bata tipe 3, namun memiliki kemampuan berdeformasi pasca leleh lebih kecil
dibanding struktur.
Perbandingan kurva kapasitas untuk portal berdinding dibandingkan dengan
portal terbuka seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.9.
Universitas Sumatera Utara
85
2000
1800
1600
1400
M1-G1-B1
1200
M1-G1-B2
1000
M1-G1-B3
M1-G3-B1
800
M1-G3-B2
600
M1-G3-B3
400
200
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
Gambar 4.9 Perbandingan Kurva Kapasitas untuk Portal Berdinding dengan Portal
Terbuka pada Batu Bata untuk Tipe 1,Tipe 2, Tipe 3
4.3
Perbandingan Batu Bata dengan Analisa Pushover dari Beberapa Negara
Dari nilai Modulus Elastisitas (E) Batu bata diperoleh yaitu:
Eropa
adalah 3500 – 34000 Mpa
Australia
adalah 7000 – 12000 Mpa
India
adalah 300 – 16000 Mpa
Dalam penulisan ini diambil nilai modulus elastisitas terendah jadi:
Eropa
adalah 3500 Mpa
Australia
adalah 7000 Mpa
India
adalah
300 Mpa
Lubuk Pakam adalah 1024.54 Mpa ( batu bata tipe 3 )
Universitas Sumatera Utara
86
Sifat komponen batu bata yang penting dalam analisis struktur batu. Pekerjaan
ini meneliti literatur tentang kemampuan sifat dari batu bata dari beberapa negara
seperti negara Australia, Eropa dan India untuk mendapatkan persamaan dari nilainilai kekuatan yang tersedia. Batu bata merah (masonry) salah satu bahan bangunan
tertua, batu bata menggunakan mortar telah terbukti sebagai teknik succsesful karena
kesederhanaan dan daya tahan konstruksi. Struktur tersebut sangat lemah dalam
lentur dan geser akibat beban lateral. Kerusakan akibat gempa dan meningkat.
Penguatan struktur batu bata
dengan kurva pushover
sangat penting jadi dalam penulisan ini dianalisis
dan membandingkan dengan penelitian yang dilakukan
penulis dan bisa dilihat dalam Gambar 4.10.
6000
Gaya Geser dasar(kN)
5000
4000
M1-G1-Australia
3000
M1-G1-Eropa
M1-G1-India
2000
M1-G1-Lubuk Pakam
1000
0
0
0,05
0,1
SImpangan atap (m)
0,15
Gambar 4.10 Kurva Kapasitas pada batu bata dari 4 Negara yaitu (Australia,
Eropa, India dan Indonesia khususnya Lubuk Pakam) pada Grid
1 portal berdinding penuh (M1-G1)
Universitas Sumatera Utara
87
Untuk Portal berdinding (fully infilled wall frame) pada beberapa Negara
yaitu Australia, Eropa, India dan Indonesia khususnya Lubuk Pakam, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4.10. Pada gambar 4.28 kurva pushover ini dapat dilihat
bahwa Pushover pada Negara Australia lebih tinggi dibandingkan Negara Eropa dan
India, dan untuk Indonesia khususnya data batu bata di Lubuk Pakam lebih tinggi
nilai pushover dibandingkan dari India.
Tabel 4.9 Perbandingan Pushover pada Portal Berdinding untuk Negara Australia,
Eropa dan India
Step
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
M1-G1-Australia
M1-G1-Eropa
M1-G1-India
D
BF
D
BF
D
BF
0
0.0064
0.0363
0.0363
0.0499
0.0500
0.0588
0.0589
0.1008
0.1009
0.1036
0.1037
0.1149
0.1207
0.1208
0.1268
0.1269
0.1327
0.1328
0.1398
0.1406
0
555.0821
2702.344
2696.0566
3743.1438
3737.7310
4131.9067
4087.9546
4472.7910
4440.8848
4550.4893
4519.3442
4876.4814
4952.0552
4909.8115
5102.8008
5091.7251
5100.6592
5054.6377
5089.5112
5090.7549
0
0.0086
0.0523
0.0524
0.0861
0.0862
0.0908
0.0909
0.1036
0.1037
0.1109
0.1110
0.1116
0.1117
0.1374
0.1375
0.1385
0.1129
0
424.2249
2186.5005
2154.0369
3277.8696
3267.4419
3391.2283
3348.0211
3674.1077
3673.0117
3843.4775
3835.9382
3845.2336
3843.5747
4205.0493
4198.8551
4203.8906
4041.1681
0
0.0133
0.0897
0.0898
0.0909
0.0911
0.0974
0.0975
0.0889
0
121
476.0595
461.7312
467.2649
457.6371
492.3185
480.7869
410.1036
Universitas Sumatera Utara
88
Pada Tabel 4.9 menunjukkan terjadi Perpindahan ( Displacement) dan gaya
geser dasar ( Base Force ) pada struktur dinding penuh ( Fully Infilled Wall Frame )
untuk Negara Australia, Eropa dan India yang diambil nilai modulus elastisitas
terendah atau batu bata tipe 3 dari Lubuk Pakam, Sumatera Utara, Indonesia.
Kesimpulan untuk portal berdinding pada batu bata tipe 3 (nilai modulus
elastisitas terendah) pada beberapa negara adalah:
1. Australia, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 264,81
kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,0031 m.
2. Eropa, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 266,62 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,0054 m.
3. India, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 205,15 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,031 m.
4. Lubuk Pakam Indonesia , diperoleh performance point, gaya geser dasar (v)
adalah 263,16 kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,014 m.
5. Dengan target perpindahan pada batu bata di Australia
batu bata di Eropa
adalah 0,0054 m , batu bata di India
adalah 0,0031 m,
adalah 0,031 m
dan batu bata di Lubuk Pakam Indonesia dengan batu bata tipe terendah
(tipe 3)
adalah 0,014 terlihat bahwa step kinerja yang diperlihatkan
struktur tidak ada yang melewati batas LS ( Life Safety ) sehingga kinerja
struktur dinding penuh ( Fully Infilled Wall Frame) secara keseluruhan baik.
Universitas Sumatera Utara
89
2500
Gaya Geser (kN)
2000
1500
M1-G3-Australia
M1-G3-Eropa
1000
M1-G3-India
M1-G3-Lubuk Pakam
500
0
0
0,05
0,1
Perpindahan (m)
0,15
Gambar 4.11 Kurva Pushover pada Batu Bata dari 4 Negara yaitu ( Australia,
Eropa, India dan Indonesia Khususnya Lubuk Pakam ) pada Grid 3
( portal terbuka )
Pada gambar 4.11 kurva pushover ini dapat dilihat bahwa Pushover pada
Negara Australia lebih tinggi dibandingkan Negara Eropa dan India, dan untuk
Indonesia khususnya data batu bata di Lubuk Pakam lebih tinggi nilai pushover
dibandingkan batu bata dari India untuk modulus elastisitas terendah.
Pada Tabel 4.10 menunjukkan terjadi Perpindahan dan gaya geser dasar pada
struktur dinding penuh ( Fuly Infilled Wall Frame ) untuk Negara Australia, Eropa
dan India yang diambil nilai modulus elastisitas terendah dan Indonesia pada modulus
elastisitas batu bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
90
Tabel 4.10 Perbandingan Pushover pada Portal Terbuka untuk Negara Australia
Eropa dan India
Step
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M1-G3-Australia
D
BF
0
0
0.0068
356.7952
0.0431
1743.8932
0.0431
1735.6367
0.0457
1826.2540
0.0946
1945.1184
0.0947
1885.2422
0.0985
2061.7292
0.0986
1981.2416
0.1031
2083.0095
0.0807
1366.1234
M1-G3-Eropa
D
BF
0
0
0.0087
281.3203
0.0566
1403.4056
0.0537
1311.7507
M1-G3-India
D
BF
0
0
0.0131
99.5201
0.0871
339.9686
0.0871
329.1984
0.0888
335.6569
0.0889
330.9187
0.0943
351.0243
0.0944
334.9188
0.0957
340.2942
0.0912
309.1739
Kesimpulan untuk portal terbuka pada batu bata tipe 3 (nilai modulus
elastisitas terendah) pada berapa negara adalah:
a. Australia, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 290,63
kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,0039 m.
b. Eropa, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 212,01 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,0066 m.
c. India, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 156,78 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,031 m.
d. Lubuk Pakam Indonesia , diperoleh performance point, gaya geser dasar (v)
adalah 200,86 kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,016 m.
e. Dengan target perpindahan pada batu bata di Australia
m,batu bata di Eropa
adalah 0,0031
adalah 0,0054 m , batu bata di India
adalah
Universitas Sumatera Utara
91
0,031 m dan batu bata di Lubuk Pakam Indonesia dengan batu bata tipe
terendah (tipe 3)
adalah 0,014 terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety)
sehingga kinerja struktur
Fully Infilled Wall Frame ( Dinding Penuh)
secara keseluruhan baik.
4.4
Kekakuan
4.4.1
Kekakuan Portal Berdinding Batu Bata pada Tipe 1,2,3
Berikut ini grafik perbandingan kekakuan elastis, kekakuan pasca elastis.
Kekakuan elastis dihitung berdasarkan gaya geser dasar yang menyebabkan leleh
pertama pada elemen struktur dengan perpindahan atap saat terjadi leleh pertama
pada elemen struktur.
Berdasarkan Gambar 4.12 dapat dianalisis bahwa:
1. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan elastis lebih
besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
2. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 24,43 % lebih kecil terhadap Portal
berdinding batu bata pada tipe 1.
3. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan pasca elastis
lebih besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
4. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 28,57 % lebih kecil terhadapPortal
berdinding batu bata pada tipe 1.
Universitas Sumatera Utara
92
Kekakuan elastis
Kekakuan pascaelastis
25794,455
20884,675
19629,3
19493,454
15299,322
14021,047
Bata tipe 1
Bata tipe 2
Bata tipe 3
Gambar 4.12 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal
Berdinding ( Grid 1 ).
4.4.2 Kekakuan Portal Terbuka untuk Batu Bata pada Tipe 1,2,3
Pada Gambar 4.13 memperlihatkan perbandingan kekakuan elastic dan
kekakuan pasca elastic untuk batu bata tipe 1, tipe 2 dan tipe 3.
Berikut ini grafik perbandingan kekakuan elastis, kekakuan pasca elastis.
Kekakuan elastis dihitung berdasarkan gaya geser dasar yang menyebabkan leleh
pertama pada elemen struktur dengan perpindahan atap saat terjadi leleh pertama
pada elemen struktur pada Gambar 4.13.
Universitas Sumatera Utara
93
Kekakuan elastis
Kekakuan pascaelastis
18082,092
15317,234
15075,574
14179,735
9.726
Bata tipe 1
Bata tipe 2
9001,678
Bata tipe 3
Gambar 4.13 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal
Terbuka (Grid 3).
Berdasarkan Gambar 4.13 dapat dianalisis bahwa:
1. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan elastis lebih
besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
2. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 21,25 % lebih kecil terhadap Portal
berdinding batu bata pada tipe 1.
3. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan pasca elastis
lebih besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
94
4. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 41,57 % lebih kecil terhadapPortal
T2-PB
9001,234
15347,234
14179,735
9726,490
1 Elastis
Kekakuan
T1-PB
15075,574
18082,574
14021,047
15299,322
19629,300
19493,454
20884,675
25794,455
berdinding batu bata pada tipe 1.
Kekakuan2Pasca Elastis
T3-PB
T1-PT
T2-PT
T3-PT
Series7
Gambar 4.14 Perbandingan Diagram Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis
pada Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe
Batu Bata.
Dalam Gambar 4.14 menunjukkan hasil nilai perbandingan kekakuan elastis
dan kekakuan pasca elastis pada portal berdinding dan portal terbuka dengan
beberapa tipe batu bata dapat diambil kesimpulan:
1. Struktur portal berdinding memiliki kekakuan elastis lebih besar dibandingkan
rangka terbuka.
Universitas Sumatera Utara
95
2. Analisis untuk kekakuan elastis pada mutu batu bata tipe 1adalah 18082,092
kN/m lebih tinggi dibandingkan mutu batu bata tipe 2 dan 3.
3. Struktur portal berdinding memiliki kekakuan pasca elastis lebih besar
dibandingkan pada portal terbuka (open frame) seperti pada Gambar 4.15.
4. Persentase terbesar perbedaan kekakuan pasca elastis struktur lebih besar
terhadap portal berdinding.
Gaya geser dasar (kN)
DIAGRAM KEKAKUAN BATA
100000,00
90000,00
80000,00
70000,00
60000,00
50000,00
40000,00
30000,00
20000,00
10000,00
0,00
Kekakuan
Elastis
Portal
Berdinding
Kekakuan
Pascaelastis
Portal
Berdinding
Kekakuan
Elastis
Portal
Terbuka
Kekakuan
Pascaelastis
Portal
Terbuka
Bata Australia
86731,58
71814,78
52469,85
38317,63
Bata Eropa
49328,48
40326,67
32335,67
23425,58
Bata India
9133,30
4641,19
3907,69
0,00
Bata 1
25794,45
19629,30
18082,09
15317,23
Bata 2
20884,68
15299,32
15075,57
9726,49
Bata 3
19493,45
14021,05
14179,74
9001,68
Gambar 4.15 Diagram Perbandingan Kekakuan Bata dari Kekakuan Pasca Elastis
pada Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe
Batu Bata yang Diuji dan Bata dari Negara Australia, Eropa dan India.
Universitas Sumatera Utara
96
4.5
Simpangan Target
Simpangan target atau titik kinerja merupakan nilai yang diperoleh dari
hasil kurva pushover yang dipengaruhi akibat adanya pembebanan yang bekerja
secara lateral. Secara keseluruhan pada gempa zona 3 (sedang)
model portal
berdinding ( fully infilled wall frame ), nilai simpangan target lebih kecil dari model
portal terbuka ( open frame ). Hal ini menunjukkan bahwa portal terbuka ( open
frame ) dapat berdeformasi lebih baik dari pada struktur dengan dinding bata maupun
struktur dengan tingkat lunak, seperti terlihat pada Gambar 4.16.
Kesimpulan dari hasil Gambar 4.16 dapat dilihat persentase perubahan
simpangan target antara model portal berdinding dengan portal terbuka ditinjau
beberapa tipe batu bata:
1. Pada portal terbuka ( open frame) pers
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Metodologi Penelitian
Pemodelan suatu bentuk struktur bangunan yang dilakukan merupakan bentuk
keadaan sebenarnya di lapangan. Bab ini secara garis besar akan menjelaskan tentang
prosedur dalam melakukan studi yang menjadi topik pembahasan. Hal-hal yang akan
dibahas antara lain adalah mengenai pembahasan mengenai pemodelan portal
gawang apabila tanpa dinding (tanpa strut) dengan menggunakan dinding (dengan
strut), penentuan parameter yang ada, pemodelan bangunan dengan 3 lantai dengan 2
variasi dengan menggunakan parameter yang telah ditetapkan, dan analisis pushover
setelah pemodelan selesai dilakukan.
Metodologi ini diperlukan untuk mencapai tujuan yang diharapkan, terutama
dalam hal pemodelan struktur bangunan karena dibutuhkan waktu dan tenaga yang
banyak dalam perancangan model bangunan dan analisisnya.
Sebelum melakukan analisis terhadap model sederhana portal gawang,
identifikasi masalah serta perumusan masalah merupakan hal yang harus dilakukan.
Identifikasi masalah dilakukan dengan mengambil fokus terhadap keruntuhan soft
storey
yang pada
suatu lantai
bangunan
yang diakibatkan masih tidak
diperhitungkannya dinding pengisi (masonry) terhadap kekuatan suatu struktur
bangunan dan masih dianggap sebagai elemen non-struktural.
Setelah melakukan identifikasi masalah penulis melakukan uji eksperimen pada
benda uji batu bata dari beberapa sampel yang diperoleh dari Bakaran Batu, Lubuk
52
Universitas Sumatera Utara
53
Pakam, Sumatera Utara dan mengambil data berupa data modulus elastisitas batu bata
yang terendah dari negara lain yaitu Australia , Eropa dan India, mengolah data dari
studi literatur untuk mengumpulkan informasi tertulis mengenai segala sesuatu yang
berhubungan dengan dinding pengisi, baik informasi mengenai segala sesuatu yang
berhubungan dengan keruntuhan akibat dinding pengisi serta definisi dinding pengisi
dan pengaruhnya terhadap bangunan sehingga mendapat gambaran mengenai
pengaruh dinding pengisi terhadap kekuatan struktur yang pada kenyataannya dalam
perhitungannya tetap harus dianggap sebagai satu kesatuan.
Studi literatur ini lebih diarahkan terhadap tinjauan makalah, jurnal, artikel,
peraturan-peraturan hukum mengenai beton, gempa,bangunan yang ada di Indonesia,
text book, dan juga media lainnya.
Langkah selanjutnya adalah pemodelan portal gawang yang dianggap sebagai
suatu portal terbuka dan diberi gaya pushover sampai batas yang telah ditetapkan.
Setelah melakukan analisis pushover terhadap portal terbuka selanjutnya yang harus
dilakukan adalah melakukan pemodelan strut terhadap portal gawang tersebut.
Pemodelan strut ini merupakan pemodelan dari dinding pengisi dan harus memiliki
karakteristik bahan yang sama. Pemodelan strut dikenal dengan diagonal tekan
ekivalen karena berfungsi dalam menerima tekan dan tidak mengalami tarik.
Analisa pushover juga dilakukan terhadap portal terbuka yang diberikan
diagonal tekan ekivalen atau dinding pengisi dengan menggunakan software ETABS
v9.2.0. Setelah analisis pushover dilakukan terhadap kedua pemodelan, hal yang
perlu dilakukan adalah membandingkan kapasitas dan stabilitas antara portal terbuka
Universitas Sumatera Utara
54
dengan portal isi untuk menentukan parameter strut yang dibutuhkan untuk
pemodelan struktur berikutnya.
Parameter strut yang telah didapat dari perbandingan analisis antara code dan
menggunakan program ETABS v9.20. Dari parameter model strut yang telah
ditetapkan, model strut dipergunakan untuk tindak lanjut ke pemodelan berikutnya.
Pemodelan merupakan studi kasus yang menyerupai bangunan yang nyata di
kehidupan sehari-hari. Studi kasus ini merupakan pemodelan bangunan 3 lantai
dengan ketinggian kurang lebih meter.
Bangunan ini didesain dalam wilayah gempa zona 3 dimana wilayah daerah kota
Medan yang merupakan daerah kota metropolitan yang sangat cukup rentan terhadap
gempa karena banyak bangunan tinggi. Apabila tidak didesain dengan baik dan benar,
maka bangunan tinggi tersebut akan sangat rentan terhadap gempa.
Setelah melakukan analisis, penulis mampu membuat kesimpulan berdasarkan
hal itu. Hal mengenai parameter dinding pengisi serta konfigurasi dinding pengisi
terhadap bangunan yang rentan gempa di wilayah Medan merupakan kesimpulan
yang bisa dihasilkan dari penulis untuk proyek konstruksi di Indonesia secara
keseluruhan.
Dari kesimpulan yang diambil ini, penulis kemudian memberikan saran baik
untuk penerapan konsfigurasi strut agar suatu konstruksi bangunan mencapai hasil
yang optimal, sehingga dalam wilayah tertentu keruntuhan soft story dapat dicegah.
Secara lebih singkat, tahapan-tahapan dalam metodologi penelitian sebagai berikut:
1. Identifikasi
masalah
dengan
mengambil
fokus
pada
masih
tidak
diperhitungkannya dinding pengisi sebagai elemen struktural tetapi sebagai
Universitas Sumatera Utara
55
elemen non-struktural dan menyebabkan keruntuhan soft story
apabila
mendapat gaya lateral yang besar.
2. Melakukan studi literatur untuk mengumpulkan informasi tertulis mengenai
dinding pengisi.
3. Melakukan pemodelan portal berdinding dan portal terbuka dengan bantuan
program ETABS v9.2.0 dan memberikan strut pada portal terbuka .
4. Menentukan parameter strut dengan menggunakan data eksperimen dan
memodifikasi code untuk mencari parameter strut sehingga menjadi lebih
realistis pada kasus yang ada.
5. Melakukan studi kasus dengan menerapkan pemodelan strut yang ada dengan
membuat model bangunan 3 lantai.
6. Melakukan analisis pushover terhadap pemodelan bangunan 3 lantai dengan
tanpa konfigurasi dinding pengisi, serta melakukan analisis terhadap
bangunan
yang telah
diberikan
konsfigurasi
dinding pengisi
serta
membandingkan kekakuan dan kapasititasnya.
7. Mengambil kesimpulan dari hasil analisis yang diperoleh dan memberikan
saran yang baik untuk penerapan model strut terhadap bangunan-bangunan
tinggi sehingga penerapan keruntuhan model strut tersebut untuk mencegah
terjadinya keruntuhan soft story yang tinggi akibat gaya lateral yang besar.
Secara umum, metodologi pembuatan tugas
akhir topik ini dapat dilihat
bagan alir yang terdapat pada Gambar 3.1. Skema tersebut menjelaskan mengenai
gambaran secara menyeluruh terhadap urutan pengerjaan tugas akhir ini yang
dilakukan secara teratur dan sistematis.
Universitas Sumatera Utara
56
3.2 Bagan Alir Penelitian
Mulai
Studi literatur
Metodologi penelitian
Uji eksperimen
Uji parameter
(pengujian kuat tekan batu bata)
(pengelolaan data dengan ETABS)
Pembuatan Struktur 2 model
portal dengan 6 variasi
4 variasi dan 6 variasi
Analisa statik pushover nonlinear
Analisa diagonal tekan ekivalen
(Strut) dinding (4 variasi)
Analisa diagonal tekan ekivalen
(tanpa Strut) dengan 2 variasi
Keluaran
Menghasilkan nilai gaya geser dasar, simpangan target
Menghasilkan nilai Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian
Universitas Sumatera Utara
57
3.3
Pemodelan Struktur
Pada penelitian ini pada struktur bangunan yang dimodelkan sebagai portal 2
dimensi dan terdiri dari 6 grid model tapi yang dianalisa hanya pada 2 grid model
yaitu pada model portal berdinding dan model portal terbuka , semua model struktur
terdiri dari 3 lantai dan 3 bentang termasuk struktur portal berdinding, portal terbuka
(Gambar 3.2 ). Tinggi pada lantai pertama 4 m untuk semua model, sedangkan pada
lantai yang lain 3 m. Masing-masing panjang bentang 5 m. Perletakan diasumsikan
jepit. Dinding bata memperhitungkan kuat tekan batu bata dan modulus elastisitas
batu bata dengan 3 tipe batu bata. Struktur diasumsikan terletak di atas tanah sedang
dan berada di zona gempa sedang atau zona 3. Peruntukan bangunan diasumsikan
sebagai pertokoan. Untuk preliminary design ditetapkan dimensi balok 40x60 cm,
kolom 60x60 cm, dan tebal plat lantai/atap 12 cm. Dengan kuat tekan
fc’ = 20 Mpa
untuk kolom dan balok, fy = 300 Mpa. Mutu tulangan balok dan kolom dengan
diameter Tulangan = 13 mm
Dari kondisi pemodelan pada Gambar 3.3 diatas untuk grid 1,2,5,6 adalah
model portal berdinding (fully-infilled wall frame), untuk grid 3,4 adalah model
portal terbuka
(open frame) , karena kondisi pemodelan ada yang sama maka
diambil salah satu sampel yaitu dari grid 1 dan grid 3 yang mewakili dari 6 grid jadi
untuk grid adalah mewakili portal berdinding dan untuk grid 3 adalah mewakili portal
terbuka, karena lebar dan tinggi bentang adalah sama maka sampel pemodelan
struktur yang diambil adalah:
Universitas Sumatera Utara
58
Gambar 3.2 Denah Struktur Bangunan Berdasarkan Grid Portal
Gambar 3.3 Pemodelan Struktur dengan Kondisi Portal Berdinding dan
Portal Terbuka
Pemodelan yang di ambil dari jurnal diatas ada 6 Grid dengan kondisi portal
berdinding penuh (fully-infilled wall frame) dan portal berdinding terbuka (open
frame) dari kondisi diatas diambil salah satu sampel yaitu dari Grid 1 dan Grid 3
yang mewakili dari 6 Grid karena lebar dan tinggi bentang adalah sama maka sampel
pemodelan strukut yang diambil adalah:
Universitas Sumatera Utara
59
Gambar 3.4 Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan
3 Lantai yangBerdinding Penuh
Gambar 3.5
Pemodelan Struktur dengan Portal 3 Bentang dan 3 Lantai
yang Berdinding Terbuka di Tengah Bentang
Universitas Sumatera Utara
60
3.4
Analisa Pengujian Propertis Batu Bata
Dalam studi ini digunakan bata merah sebagai material dinding pengisi.
Karakteristik dinding bata yang akan digunakan dalam studi ini didasarkan pada
karakteristik dinding bata hasil pengujian laboratorium di Laboratorium Beton Fakultas
Teknik Sipil USU dengan standart SNI 03-4164-2008 tentang cara uji modulus elastisitas
batu bata dengan tekanan sumbu tunggal , benda uji batu bata menggunakan 10 sampel
batu bata dari daerah Bakaran Batu, Deli Serdang, Sumatera Utara.
Langkah-langkah pengujian untuk uji kuat tekan batu bata sebagai berikut:
1. Pengukuran batu bata dengan jangka sorong untuk mengukur panjang dan
lebar batu bata untuk memperoleh luasan ukuran batu bata.
2. Batu bata diletakkan didalam alat uji kuat tekan.
3. Plat baja diatur secara perlahan hingga menyentuh permukaan ujung bata uji
secara merata.
4. Jarum penunjuk pada manometer pengukuran tekanan diatur dan dilakukan
pembacaan awal.
5. Tekanan ditingkatkan sampai kondisi benda uji retak sampai pecah.
6. Hasil pembacaan manometer pada saat terjadi retakan bata uji dicatat dan
dibuat sketsa bidang retak bata uji setelah mengalami retakan sampai pecah.
Berdasarkan Eksperimen diperoleh data sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
61
Dari Hasil Pengujian Eksperimen Kuat tekan Batu Bata diperoleh seperti di
dalam Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Hasil Uji Kuat Tekan Batu Bata
DATA HASIL UJI KUAT TEKAN BATU BATA
UKURAN BATU BATA
NO.BENDA UJI
BEBAN YANG DITERIMA (KN)
P (cm) L (cm) A (cm²)
TIPE 1
1
19.6
9.7
190.12
580
2
19.7
9.7
191.09
590
3
19.7
9.5
187.15
575
TIPE 2
4
5
6
7
19.6
19.4
19.5
19.3
9.5
9.6
9.6
9.5
186.2
186.24
187.2
183.35
460
378
377
368
19.4
19.6
19.6
9.5
9.6
9.7
184.3
188.16
190.12
355
350
350
TIPE 3
8
9
10
3.5
Tahapan Penelitian
Dalam menulis tesis ini, beberapa tahapan dilaksanakan sehingga tercapai
maksud dan tujuan dari penelitian. Untuk mencapai tujuan tersebut maka dilakukan
tahapan-tahapan yaitu:
1.
Tahap pertama
Kegiatan yang dilakukan adalah memodelkan struktur dengan pemodelan
sendiri dan menentukan data-data teknis yang digunakan dalam analisis.
2.
Tahap kedua
Tahap ini dilakukan perhitungan pembebanan struktur terdiri dari beban
gravitasi (beban mati dan beban hidup) dan beban gempa. Beban gravitasi
didapat berdasarkan PPPIUG 1987, sedangkan beban gempa berdasarkan SNI
Universitas Sumatera Utara
62
03-1726-2002. Adapun analisa struktur yang dilakukan berdasarkan asumsi
empat jenis kombinasi koefisien pembebanan, yaitu:
a.
Kombinasi 1 = 1.4 DL
b.
Kombinasi 2 = 1.2 DL + 1.6 LL
c.
Kombinasi 3 = 1.2 DL + 1.0 LL ± 1.0 E
d.
Kombinasi 4 = 0.9 DL ± 1.0 E
dimana DL adalah akibat beban mati, LL adalah akibat beban hidup dan E
adalah akibat beban gempa.
Karakteristik dinding bata yang akan digunakan dalam studi ini didasarkan
pada karakteristik dinding bata dari hasil pengujian laboratorium yang dilakukan
penulis (2016). Berdasarkan eksperimen dipeoleh data sebagai berikut:
a. Parameter individu bata:
1) Kuat tekan unit tipe 1 bata 3,07 Mpa
2) Kuat tekan unit tipe 2 bata 2,13 Mpa
3) Kuat tekan unit tipe 3 bata 1,88 Mpa
b. Patameter dinding pengisi (pasangan bata):
1) Kuat tekan rata-rata pasangan bata (f’m) 1,65 Mpa
2) Modulus elastisitas dinding pengisi tipe 1 bata 1556,75 Mpa
3) Modulus elastisitas dinding pengisi tipe 2 bata 1140,97 Mpa
4) Modulus elastisitas dinding pengisi tipe 1 bata 1024,54 Mpa
Tabel 3.2 dan Gambar 3.6 menunjukkan propertis fisik bata yang digunakan.
Universitas Sumatera Utara
63
Tabel 3.2 Rata-Rata Propertis Fisik Bata Merah
Propertis
Panjang
Tinggi
Tebal
Berat Jenis
Bata Merah
195.23
52.28
95.29
1373.55
Satuan
Mm
Mm
Mm
kg/m³
Gambar 3.6 Propertis Batu Bata Ukuran Batu Bata
3.
Tahap ketiga
Tahap ini dilakukan untuk menentukan beban horizontal akibat gempa
diperlukan waktu getar banguan. Berdasarkan SNI 03-1726-2002 Pasal 5.6,
pembatasan maksimum waktu getar alami fundamental :
T < ζ n; dimana n = jumlah tingkat dan ζ = 0.17 untuk zona 3 (tabel 8 SNI 031726-2002)
Dimana periode bangunan diambil sebesar:
T = 0.0731H3/4; dimana H = tinggi total bangunan (m)
Untuk bangunan di tanah sedang pada zona 3, maka koefisien dasar gempa C
(Gambar 3.6) adalah:
C
0.33
T
Universitas Sumatera Utara
64
Gambar 3.7 Spektrum Respon Gempa Zona Gempa 3
Dalam perhitungan beban gempa ditentukan faktor keutamaan struktur, I =
1 sesuai dengan fungsi bangunan perhotelan. Berdasarkan penelitian ini, sistem
bangunan dianggap bangunan portal beton bertulang. Untuk prilaku struktur
bangunan gedung bersifat daktail parsial, R = 4.8 untuk zona gempa 3 (sedang)
(Tabel 2.4).
Selanjutnya diperoleh beban statik ekivalen dan diperoleh beban geser
nominalnya untuk mendapatkan beban horizontal akibat gempa yang bekerja
sepanjang lantai bangunan tinggi yang dihitung secara manual.
4.
Tahap keempat
Tahap ini dilakukan untuk menentukan terjadinya sendi plastis pada balok,
kolom dan dinding bata. Pada model ini kerusakan struktur dianggap masih dapat
dibatasi (PR) pada kondisi rotasi leleh θy, kondisi rusak berat (RB) berada di 0.75
θu, kondisi hampir rubuh (HR) berada di θu, dan rubuh total berada di 3 θu seperti
pada Gambar 3.7. Haselton et al (2007) membatasi nilai θ p = 0.035-0.085; θpc =
Universitas Sumatera Utara
65
0.015-0.1; dan Mc/My = 1.17-1.21. Sedangkan Zareian Krawinkler (2009)
memberikan 3 nilai θp = 0.02; 0.04; 0.06.
Properti material nonlinear pada studi ini seperti kapasitas rotasi pasca elastis
(rotasi plastis) untuk zona gempa 4, θp = 0.04 dan untuk zona gempa 6, θp = 0.06;
kapasitas rotasi pasca kondisi plastis θpc = 0.06 dan rotasi leleh θy dihitung
dengan θy = My/K0. Nilai rasio antara momen maksimum dengan momen leleh
adalah Mc/My = 1.19.
RB
Mmax
My
H
MOME
PR
RT
0.2M
θy
0.75
ROTASI
θ
θu
3θu
Gambar 3.8 Hubungan Momen-Rotasi pada Ujung-Ujung Elemen
(Rozman dan Fajfar, 2009)
Kurva kapasitas yang dihasilkan oleh analisis pushover menggambarkan
tahapan terbentuknya sendi plastis, dimana menunjukkan awal terjadinya
pelelehan pertama atau kondisi elastis dan akhir struktur tersebut mengalami
keruntuhan. Gambar 3.8 menunjukkan hubungan antara deformasi dengan
gaya lateral, dimana titik A adalah titik original, titik B menandakan leleh
pertama (elastis), C menandakan kapasitas ultimit, D menandakan kekuatan
Universitas Sumatera Utara
66
sisa (residual strength), dan E menandakan elemen struktur tersebut telah
mengalami kerusakan (failure). Diantara sendi plastis leleh pertama (B)
sampai mencapai batas ultimit (C) terdapat IO (immediate occupancy), LS
(life safety) dan CP (collapse prevention). Adapun IO, LS dan CP merupakan
kriteria level kinerja dari struktur tersebut.
Force
C
CP
B
LS
IO
D
A
E
Deformati
Gambar 3.9 Kurva Kapasitas dari Analisis Pushover
5.
Tahap kelima
Pada tahap ini melakukan prosedur perhitungan analisa pushover telah
dijelaskan pada bab 2. Penelitian ini menggunakan program computer ETABS
sebagai alat perhitungan numerik yang disarankan untuk menganalisa struktur
yang dimodelkan.
6. Tahap keenam
Pada tahap ini didapat hasil keluaran analisa pushover yaitu kurva kapasitas
yang menunjukkan hubungan gaya geser dasar terhadap simpangan, yang
memperlihatkan perubahan perilaku struktur dari linier menjadi nonlinier, berupa
Universitas Sumatera Utara
67
penurunan kekakuan yang diindikasikan dengan penurunan kemiringan kurva
terbentuknya sendi plastis pada kolom dan balok. Selanjutnya diatas kurva
pushover dapat digambarkan secara kualitatif kondisi kerusakan yang terjadi
pada level kinerja yang ditetapkan agar mempunyai bayangan seberapa besar
kerusakan itu terjadi.
3.6
Parameter yang Ditinjau
Adapun parameter yang ditinjau dalam penelitian ini adalah kekakuan yang
diperoleh dari kurva kapasitas pushover dapat dilihat pada Gambar 3.9.
D
Force
C
A
B
Deformation
Gambar 3.10 Kurva Kapasitas Akibat Adanya Dinding dari Analisis Pushover
Berdasarkan Gambar 3.10 diatas dapat dilihat nilai kekakuan elastis
dihasilkan dari tinggi AB dibagi lebar AB, nilai kekakuan dinding pasca elastis
dihasilkan dari tinggi BC dibagi lebar BC dan untuk nilai kekakuan pasca elastis
diambil dari tinggi CD dibagi lebar CD. Nilai daktilitas struktur dihasilkan saat terjadi
deformasi pasca elastis yaitu nilai D dibagi B.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN
Hasil analisis diperoleh berdasarkan dari data-data eksperimen uji kuat tekan
batu bata didapatkan nilai modulus elastisitas (E) batu bata dan dimodelkan dengan
program ETABS dari data-data spesifikasi dari struktur yang meliputi beban yang
bekerja, wilayah gempa dan literature lainnya yang dibutuhkan menurut peraturan
yang berlaku untuk struktur gedung. Analisa terhadap model struktur ditinjau
berdasarkan portal terbuka, portal berdinding, Hasil analisa ini dilakukan melalui
analisis pushover
untuk melihat seberapa besar kapasitas, kekakuan elastis dan
kekakuan pasca elastis dari struktur yang ditinjau. Adapun kontrol displacement yang
digunakan dalam studi ini sebesar 0,1 m dan efek P-Delta diabaikan.
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Method atau Metoda Spektrum Kapasitas (ATC-40). Capacity
Spectrum Method ini telah built-in dalam program seperti ETABS, proses konversi
kurva pushover ke format ADRS dan kurva respon spektrum yang direduksi
dikerjakan otomatis dalam program. Data yang dimasukkan cukup dengan
memberikan kurva respon spektrum rencana, dalam hal ini cukup memasukkan
respon spektrum SNI 1726-2002. Berikut ini akan diuraikan hasil analisa dan
pembahasan.
68
Universitas Sumatera Utara
69
4.1 Uji Kuat Tekan Batu Bata
Dalam penelitian tesis ini dilakukan Uji Laboratorium dengan mengambil 10
sampel batu bata dari beberapa panglong pembuatan batu bata di daerah Bakaran
Batu, Lubuk Pakam, Kabupaten Deli Serdang.
Adapun dari Hasil Uji Laboratorium Kuat Tekan Batu Bata diperoleh datadata seperti pada Tabel 3.1. Dari hasil uji laboratorium kuat tekan batu bata bata
maka diperoleh nilai kuat tekan batu bata dalam MPa seperti yang di dalam Tabel 4.1
dibawah ini.
Tabel 4.1 Hasil Nilai Kuat Tekan Batu Bata dalam Mpa
DATA NILAI KUAT TEKAN BATU BATA
KUAT TEKAN
KUAT TEKAN
(Kg/cm²)
( Mpa)
1
30.5
3.050
2
30.9
3.090
3
30.7
3.070
NO.BENDA UJI
TIPE 1
RATA-RATA
3.070
TIPE 2
4
24.7
2.470
5
20.3
2.030
6
20.1
2.010
7
20.1
2.010
2.130
RATA-RATA
TIPE 3
8
19.3
1.930
9
18.6
1.860
10
18.4
1.840
RATA-RATA
1.877
Universitas Sumatera Utara
70
Dari hasil uji laboratorium kuat tekan batu bata dengan 10 sampel maka
diperoleh hasil nilai kuat tekan rata-rata batu bata seperti dalam Tabel 4.1.
Dari hasil nilai kuat tekan rata-rata batu bata ( fm) maka diperoleh nilai Modulus
Elastisitas batu bata (Em).
Hasil nilai Modulus Elastisitas dimasukkan kedalam Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Nilai Modulus Elastisitas Batu Bata
Mencari Modulus Elastisitas batu bata :
fm' adalah 0.8 fm^0.85
Em adalah 750 fm'
(Mpa)
TIPE 1
Em
adalah
1556.75
TIPE 2
Em
adalah
1140.97
TIPE 3
Em
adalah
1024.54
Kesimpulan dari eksperimen uji kuat tekan batu bata di laboratorium beton
maka diperoleh:
a. Dari Tabel 4.1 diperoleh nilai kuat tekan batu bata Tipe 1 yaitu 3,07 Mpa,
memiliki nilai lebih besar daripada batu bata tipe 2 yaitu 2,13 Mpa dan batu
bata tipe 2 lebih besar daripada batu bata tipe 3 yaitu 1,88 Mpa.
b. Dari Tabel 4.2 diperolehnilai modulus elastisitas batu bata Tipe 1yaitu
1556,75 MPa,memiliki nilai lebih besar daripada batu bata tipe 2 yaitu
1140,97 Mpa dan batu bata tipe 2 lebih besar daripada batu bata tipe 3 yaitu
1024,54 Mpa.
Universitas Sumatera Utara
71
4.2 Analisa Statik Non Linier Pushover
Analisis pushover dilakukan untuk melihat seberapa besar kapasitas dan
kekakuan, simpangan target, gaya geser dasar. Ada 2 model yang akan dibandingkan
pada studi ini dengan 3 tipe batu bata yang ada di Lubuk Pakam dan batu bata dari
Negara lain yaitu Australia, Eropa dan India.
Tipe analisis pushover yang digunakan dalam studi ini adalah kontrol
displacement dimana struktur didorong sampai mencapai displacement
yang
diinginkan dan atau sampai struktur yang ditinjau runtuh. Selanjutnya hasil analisis
pushover untuk masing-masing model dapat dilihat urainnya di bawah ini.
4.2.1
Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame)
4.2.1.1 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu BataTipe 1
Untuk Portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) diperoleh kurva kapasitas
seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1. Untuk mendapatkan titik kinerja (performance
point) pada studi ini digunakan Capasity Spectrum Method atau Metode Spektrum
Kapasitas (ATC-40).Capasity Spectrum Method ini telah bult-in dalam program
ETABS, dengan memasukkan data-data pemodelan dan data teknis seperti dimensi
balok, kolom, tulangan beton, data zona gempa dan jenis tanah kemudian untuk
struktur bangunan proses konversi kurva pushover ke format ADRS dan kurva respon
spectrum yang direduksi dikerjakan otomatis dalam program. Data yang perlu
dimasukkan cukup memberikan kurva respons spektrum rencana. Untuk portal
berdinding dari pemodelan bangunan diberi simbol Grid 1( G1).
Universitas Sumatera Utara
Gaya Geser Dasar (kN)
72
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Target (m)
0,08
0,1
Gambar 4.1 Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 1
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.1
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 267,20 kN dan target perpindahan
adalah 0,1m.
Perpindahan sebesar 0,1 m terlihat pada Tabel 4.1 terjadi di antara step 1 dan
step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang paling
parah yaitu pada step 2.
Kesimpulan untuk Portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) pada batu
bata tipe 1 adalah:
a. Analisis berhenti pada step 6 dan diperoleh performance pont, gaya geser
dasar adalah 267,2 kN dan target perpindahan 0,01 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah0,01 m, terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety) sehingga
kinerja secara keseluruhan baik.
Universitas Sumatera Utara
73
Tabel 4.3 Tabel Pushover Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 1
M1-G1-B1 ( Model 1 untuk Grid 1 dengan batu bata tipe 1 )
Displacement
Step
(m)
Base Force
(KN)
A
–
B
B- IO- LS- CP- C- DTotal
IO LS CP C
D E
0
1
2
3
4
5
0
0.011
0.073
0.074
0.079
0.080
0
283.739
1494.867
1486.547
1606.300
1604.684
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
42
42
42
42
42
42
6
0.089
1800.690
0
0
0
0
0
0
0
42
4.2.1.2 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu Bata Tipe 2
UntukPortal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) diperoleh kurva kapasitas
seperti ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity
Spectrum Method ini telah bult-in dalam program ETABS, proses konversi kurva
pushover ke format ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan
otomatis dalam program dengan memasukkan data-data pemodelan dan data teknis
seperti dimensi balok, kolom, tulangan beton, data zona gempa dan jenis tanah
kemudian untuk staruktur bangunan. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan
kurva respons spektrum rencana. Setelah respon spectrum SNI 1726-2002
dimasukkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2 dengan data kurva kapasitas
pada portal berdinding pada batu bata tipe 2.
Universitas Sumatera Utara
74
1600
Gaya geser dasar (kN)
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Target (m)
0,08
0,1
Gambar 4.2 Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 2
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.2
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 267,20 kN dan target perpindahan
adalah 0,1m.
Dari Gambar 4.2 menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 265,35 kN,
target perpindahan adalah 0,013 m.
Tabel 4.4 Tabel Pushover untuk Portal Berdinding Batu Bata Tipe 2
M1-G1-B2( Model 1 Untuk Grid 1 Dengan Batu Bata Tipe 2 )
Displacement
Base Force
A–
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
(m)
(KN)
B
IO
LS
CP
C
D
E
0
0
0
41
1
0
0
0
0
0
42
1
0.0117
244.3507
21
7
5
0
0
0
0
42
2
0.0831
1336.7223
21
7
5
0
1
1
0
42
3
0.0755
1179.9861
42
0
0
0
0
0
0
42
Step
Total
Universitas Sumatera Utara
75
Perpindahan sebesar 0,01 m terlihat pada Tabel 4.4 terjadi di antara step 1 dan
step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang paling
parah yaitu pada step 2.
Kesimpulan untuk Portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) pada batu bata tipe 2
adalah:
a. Analisis berhenti pada step 6 dan diperoleh performance pont, gaya geser
dasar adalah 265,35 kN dan target perpindahan 0,013 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah 0,013 m, terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) tidak ada yang
melewati batas LS (Life Safety) sehingga kinerja secara keseluruhan baik.
4.2.1.3 Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu Bata Tipe 3
UntukPortal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) untuk Batu Bata Tipe
3diperoleh kurva kapasitas seperti ditunjukkan pada Gambar 4.3. Untuk mendapatkan
titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan Capasity Spectrum
Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity Spectrum Method ini
telah bult-in dalam program ETABS, dengan memasukkan data-data pemodelan dan
data teknis seperti dimensi balok, kolom, tulangan beton, data zona gempa dan jenis
tanah kemudian untuk staruktur bangunan proses konversi kurva pushover ke format
ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan otomatis dalam
program. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan kurva respons spektrum
rencana, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 dengan data kurva kapasitas pada
portal berdinding pada batu bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
76
1400
Gaya Geser Dasar (kN)
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Atap (m)
0,08
0,1
Gambar 4.3 Kurva Kapasitas Portal Berdinding pada Batu Bata Tipe 3
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.3
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 263,16 kN, target perpindahan adalah
0,014 m.
Tabel 4.5 Tabel Pushover untuk Grid 1 dengan Batu Bata Tipe 3
M1-G1-B3( Model 1 untuk Grid 1 dengan batu bata tipe 3 )
A
Displacement
Base Force
(m)
(KN)
Step
–
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
IO
LS
CP
C
D
E
Total
B
0
0
0
41
1
0
0
0
0
0
42
1
0.0119
231.9721
20
8
6
0
1
0
0
42
2
0.0844
1248.498
20
8
5
0
1
1
0
42
3
0.0845
1240.0402
20
8
4
0
2
1
0
42
4
0.0864
1267.7504
42
0
0
0
0
0
0
42
Universitas Sumatera Utara
77
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.5 terjadi di antara step 1
dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Kesimpulan untuk struktur berdinding penuh ( Fully Infilled Wall Frame)
pada batu bata tipe 3 adalah:
a. Analisis berhenti pada step 4 dan diperoleh performance point, gaya geser
dasar adalah 200,86 kN dan target perpindahan 0,016 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah 0,016 m, terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety) sehingga
kinerja portal berdinding secara keseluruhan baik.
Berikut ini akan diuraikan beberapa kurva kapasitas dari hubungan antara
struktur berdinding penuh dari beberapa tipe batu bata yaitu tipe 1, tipe 2 dan tipe 3
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4.
Dari Gambar 4.4 menunjukkan dan membandingkan bahwa dari ketiga model
Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) pada Grid 1 untuk beberapa tipe batu
bata, Portal Berdinding (Fully Infilled Wall) dari Gambar 4.4 menunjukkan nilai gaya
geser dasar dan simpangan atap yang memiliki kapasitas terbesar dalam menerima
beban gempa atau gaya lateral ada pada batu bata tipe 1 (M1-G1-B1) selanjutnya
Portal Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) batu bata tipe 2 (M1-G1-B2) dan Portal
Berdinding (Fully Infilled Wall Frame) batu bata tipe 3 (M1-G1-B3), maksud dari
M1 adalah model 1 portal berdinding (Fully Infilled Wall Frame) , G1 adalah pada
grid 1 dan B1 adalah batu bata tipe 1, B2 adalah batu bata tipe 2 dan B3 adalah batu
bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
Gaya Geser Dasar (KN)
78
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0,000
M1_G1_B1
M1_G1_B2
M1_G1_B3
0,020
0,040
0,060
0,080
Simpangan Atap (m)
0,100
Gambar 4.4 Perbandingan Kurva Kapasitas pada Grid 1 dengan Gabungan
Beberapa Tipe Batu Bata (Tipe 1, 2, 3)
4.2.2. Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame)
4.2.2.1 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame) pada
Batu BataTipe 1
Untuk Struktur Bangunan Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open
Frame) pada Batu Bata Tipe 1 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity
Spectrum Method ini telah bult-in dalam program ETABS, proses konversi kurva
pushover ke format ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan
otomatis dalam program. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan kurva
respons spektrum rencana.
Universitas Sumatera Utara
79
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.5
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 208,62 kN, target perpindahan adalah
0,012 m.
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.5 terjadi di antara step 1
dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Gaya geser dasar (kN)
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0,05
0,1
Simpangan Atap(m)
0,15
0,2
Gambar 4.5 Kurva Kapasitas Portal Terbuka pada Bentang Tengah pada
Batu Bata Tipe 1
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.5
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 208,62 kN, target perpindahan adalah
0,012 m.
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.5 terjadi di antara step 1
dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Universitas Sumatera Utara
80
Kesimpulan untuk portal berdinding pada batu bata tipe 1 adalah:
1. Analisis berhenti pada step 4 dan diperoleh performance point, gaya geser
dasar adalah 208,62 kN dan target perpindahan 0,012 m.
2. Dengan target perpindahan
adalah 0,012 m, terlihat bahwa step kinerja
yang diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety)
sehingga kinerja portal berdinding secara keseluruhan baik.
Tabel 4.6 Tabel Pushover untuk Grid 3 dengan Batu Bata Tipe 1
M2-G3-B1( Model 2 untuk Grid 3 dengan batu bata tipe 1 )
Displacement
Base Force
(m)
(KN)
0
0
0
1
0.011
2
A
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
IO
LS
CP
C
D
E
41
1
0
0
0
0
0
42
197.095
20
10
7
0
1
0
0
42
0.075
981.835
20
10
7
0
0
0
0
42
3
0.075
971.420
16
12
7
0
0
1
0
42
4
0.084
1091.694
16
12
7
0
0
1
0
42
5
0.085
1101.694
15
9
9
0
0
0
0
42
6
0.104
1118.671
15
9
9
0
0
0
0
42
7
0.104
1102.645
15
9
9
0
1
1
0
42
8
0.107
1122.577
15
9
9
0
0
2
0
42
9
0.107
1119.707
15
9
8
0
1
2
0
42
10
0.109
1132.478
15
9
8
0
0
2
0
42
11
0.110
1118.167
14
10
8
0
0
5
0
42
12
0.113
1120.409
14
9
9
0
0
5
0
42
13
0.140
1130.611
14
9
9
0
0
5
0
42
14
0.140
1104.485
13
10
8
0
1
5
0
42
15
0.142
1117.948
13
10
8
0
1
5
0
42
16
0.142
1118.118
13
10
7
0
2
5
0
42
17
0.146
1122.013
0
0
0
0
0
0
0
42
Step
–
B
Total
Universitas Sumatera Utara
81
4.2.2.2 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame) pada Batu
BataTipe 2
Untuk portal terbuka di bentang tengah (Open Frame) pada Batu Bata Tipe 2
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6
900
800
Gaya Geser Dasar (kN)
700
600
500
400
300
200
100
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Atap (m)
0,08
0,1
Gambar 4.6 Kurva Kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada
Batu Bata Tipe 2
Untuk mendapatkan titik kinerja (performance point) pada studi ini digunakan
Capasity Spectrum Methodatau Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40. Capasity
Spectrum Method ini telah bult-in dalam program ETABS, proses konversi kurva
pushover ke format ADRS dan kurva respon spectrum yang direduksi dikerjakan
otomatis dalam program. Data yang perlu dimasukkan cukup memberikan kurva
respons spektrum rencana. Dari Tabel 4.7 menunjukkan nilai Displacement dan Base
Force
Universitas Sumatera Utara
82
Setelah respon spectrum SNI 1726-2002 dimasukkan, dari Gambar 4.6
menunjukkan data nilai gaya geser dasar adalah 202,93 kN, target perpindahan adalah
0,015 m.
Tabel 4.7 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 dengan Batu Bata Tipe 2
M2-G3-B2( Model 2 untuk Grid 3 dengan batu bata tipe 2 )
Displacement
Base Force
(m)
(KN)
0
0
0
1
0.0115
2
3
Step
A
B-
IO-
LS-
CP-
C-
D-
IO
LS
CP
C
D
E
41
1
0
0
0
0
0
42
173.3691
17
11
6
0
1
0
0
42
0.0809
848.3875
17
11
5
0
2
0
0
42
0.0722
719.3809
42
0
0
0
0
0
0
42
–
B
Total
4.2.2.3 Portal Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open Frame) pada Batu
BataTipe 3
Untuk Struktur Bangunan Terbuka pada Dinding Bentang Tengah (Open
Frame) pada Batu Bata Tipe 3 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.7.
Perpindahan sebesar 0,016 m terlihat pada Tabel 4.8 menunkkan nilai
simpangan ( Displacement) dan gaya geser dasar (Base Force) terjadi di antara step
1 dan step 2. Untuk menganalisa sendi plastis yang terjadi dilihat pada kondisi yang
paling parah yaitu pada step 2.
Universitas Sumatera Utara
83
900
Gaya Geser Dasar (kN)
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0
0,02
0,04
0,06
Simpangan Atap (m)
0,08
0,1
Gambar 4.7 Kurva Kapasitas Portal Terbuka di Bentang Tengah pada
Batu Bata Tipe 3
Kesimpulan untuk Kurva Kapasitas portal terbuka di bentang tengah pada batu
bata tipe 3 adalah:
a. Analisis berhenti pada step 4 dan diperoleh performance point, gaya geser
dasar adalah 202,93 kN dan target perpindahan 0,015 m.
b. Dengan target perpindahan
adalah 0,015 m, terlihat bahwa step kinerja
yang diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS ( Life Safety )
sehingga kinerja portal terbuka di bentang tengah secara keseluruhan baik.
Tabel 4.8 Tabel Pushover Open Frame untuk Grid 3 dengan Batu Bata Tipe 3
M2-G3-B3( Model 2 untuk Grid 3 dengan tipe batu bata 3 )
Step
Displacement
(m)
Base Force
(KN)
A
-B
BIO
IOLS
LSCP
CPC
CD
DE
Total
0
1
2
3
0
0.012
0.082
0.075
0
165.903
799.621
701.161
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
42
42
42
42
Universitas Sumatera Utara
84
Berikut ini akan diuraikan beberapa kurva kapasitas dari hubungan antara
struktur berdinding penuh dari beberapa tipe batu bata yaitu tipe 1, tipe 2 dan tipe 3
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8.
Gaya Geser Dasar (KN)
1200,000
M1_G3_B1
1000,000
M1_G3_B2
800,000
M1_G3_B3
600,000
400,000
200,000
0,000
0,000
0,050
0,100
0,150
Simpanga Atap (m)
0,200
Gambar 4.8 Kurva Kapasitas pada Grid 3 dengan Gabungan Beberapa Tipe
Batu Bata (Tipe 1, 2, 3)
Dari Gambar 4.8 menunjukkan bahwa dari ketiga model portal terbuka (open
frame) pada Grid 3 ( G3) untuk beberapa tipe batu bata yang memiliki kapasitas
terbesar dalam menerima beban gempa atau gaya lateral ada pada portal terbuka
(open frame) batu bata tipe 1 (M1-G1-B1) selanjutnya portal terbuka (open frame)
batu bata tipe 2(M1-G1-B2) dan struktur bangunan dinding terbuka (open frame)
batu bata tipe 3, namun memiliki kemampuan berdeformasi pasca leleh lebih kecil
dibanding struktur.
Perbandingan kurva kapasitas untuk portal berdinding dibandingkan dengan
portal terbuka seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.9.
Universitas Sumatera Utara
85
2000
1800
1600
1400
M1-G1-B1
1200
M1-G1-B2
1000
M1-G1-B3
M1-G3-B1
800
M1-G3-B2
600
M1-G3-B3
400
200
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
Gambar 4.9 Perbandingan Kurva Kapasitas untuk Portal Berdinding dengan Portal
Terbuka pada Batu Bata untuk Tipe 1,Tipe 2, Tipe 3
4.3
Perbandingan Batu Bata dengan Analisa Pushover dari Beberapa Negara
Dari nilai Modulus Elastisitas (E) Batu bata diperoleh yaitu:
Eropa
adalah 3500 – 34000 Mpa
Australia
adalah 7000 – 12000 Mpa
India
adalah 300 – 16000 Mpa
Dalam penulisan ini diambil nilai modulus elastisitas terendah jadi:
Eropa
adalah 3500 Mpa
Australia
adalah 7000 Mpa
India
adalah
300 Mpa
Lubuk Pakam adalah 1024.54 Mpa ( batu bata tipe 3 )
Universitas Sumatera Utara
86
Sifat komponen batu bata yang penting dalam analisis struktur batu. Pekerjaan
ini meneliti literatur tentang kemampuan sifat dari batu bata dari beberapa negara
seperti negara Australia, Eropa dan India untuk mendapatkan persamaan dari nilainilai kekuatan yang tersedia. Batu bata merah (masonry) salah satu bahan bangunan
tertua, batu bata menggunakan mortar telah terbukti sebagai teknik succsesful karena
kesederhanaan dan daya tahan konstruksi. Struktur tersebut sangat lemah dalam
lentur dan geser akibat beban lateral. Kerusakan akibat gempa dan meningkat.
Penguatan struktur batu bata
dengan kurva pushover
sangat penting jadi dalam penulisan ini dianalisis
dan membandingkan dengan penelitian yang dilakukan
penulis dan bisa dilihat dalam Gambar 4.10.
6000
Gaya Geser dasar(kN)
5000
4000
M1-G1-Australia
3000
M1-G1-Eropa
M1-G1-India
2000
M1-G1-Lubuk Pakam
1000
0
0
0,05
0,1
SImpangan atap (m)
0,15
Gambar 4.10 Kurva Kapasitas pada batu bata dari 4 Negara yaitu (Australia,
Eropa, India dan Indonesia khususnya Lubuk Pakam) pada Grid
1 portal berdinding penuh (M1-G1)
Universitas Sumatera Utara
87
Untuk Portal berdinding (fully infilled wall frame) pada beberapa Negara
yaitu Australia, Eropa, India dan Indonesia khususnya Lubuk Pakam, seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 4.10. Pada gambar 4.28 kurva pushover ini dapat dilihat
bahwa Pushover pada Negara Australia lebih tinggi dibandingkan Negara Eropa dan
India, dan untuk Indonesia khususnya data batu bata di Lubuk Pakam lebih tinggi
nilai pushover dibandingkan dari India.
Tabel 4.9 Perbandingan Pushover pada Portal Berdinding untuk Negara Australia,
Eropa dan India
Step
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
M1-G1-Australia
M1-G1-Eropa
M1-G1-India
D
BF
D
BF
D
BF
0
0.0064
0.0363
0.0363
0.0499
0.0500
0.0588
0.0589
0.1008
0.1009
0.1036
0.1037
0.1149
0.1207
0.1208
0.1268
0.1269
0.1327
0.1328
0.1398
0.1406
0
555.0821
2702.344
2696.0566
3743.1438
3737.7310
4131.9067
4087.9546
4472.7910
4440.8848
4550.4893
4519.3442
4876.4814
4952.0552
4909.8115
5102.8008
5091.7251
5100.6592
5054.6377
5089.5112
5090.7549
0
0.0086
0.0523
0.0524
0.0861
0.0862
0.0908
0.0909
0.1036
0.1037
0.1109
0.1110
0.1116
0.1117
0.1374
0.1375
0.1385
0.1129
0
424.2249
2186.5005
2154.0369
3277.8696
3267.4419
3391.2283
3348.0211
3674.1077
3673.0117
3843.4775
3835.9382
3845.2336
3843.5747
4205.0493
4198.8551
4203.8906
4041.1681
0
0.0133
0.0897
0.0898
0.0909
0.0911
0.0974
0.0975
0.0889
0
121
476.0595
461.7312
467.2649
457.6371
492.3185
480.7869
410.1036
Universitas Sumatera Utara
88
Pada Tabel 4.9 menunjukkan terjadi Perpindahan ( Displacement) dan gaya
geser dasar ( Base Force ) pada struktur dinding penuh ( Fully Infilled Wall Frame )
untuk Negara Australia, Eropa dan India yang diambil nilai modulus elastisitas
terendah atau batu bata tipe 3 dari Lubuk Pakam, Sumatera Utara, Indonesia.
Kesimpulan untuk portal berdinding pada batu bata tipe 3 (nilai modulus
elastisitas terendah) pada beberapa negara adalah:
1. Australia, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 264,81
kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,0031 m.
2. Eropa, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 266,62 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,0054 m.
3. India, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 205,15 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,031 m.
4. Lubuk Pakam Indonesia , diperoleh performance point, gaya geser dasar (v)
adalah 263,16 kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,014 m.
5. Dengan target perpindahan pada batu bata di Australia
batu bata di Eropa
adalah 0,0054 m , batu bata di India
adalah 0,0031 m,
adalah 0,031 m
dan batu bata di Lubuk Pakam Indonesia dengan batu bata tipe terendah
(tipe 3)
adalah 0,014 terlihat bahwa step kinerja yang diperlihatkan
struktur tidak ada yang melewati batas LS ( Life Safety ) sehingga kinerja
struktur dinding penuh ( Fully Infilled Wall Frame) secara keseluruhan baik.
Universitas Sumatera Utara
89
2500
Gaya Geser (kN)
2000
1500
M1-G3-Australia
M1-G3-Eropa
1000
M1-G3-India
M1-G3-Lubuk Pakam
500
0
0
0,05
0,1
Perpindahan (m)
0,15
Gambar 4.11 Kurva Pushover pada Batu Bata dari 4 Negara yaitu ( Australia,
Eropa, India dan Indonesia Khususnya Lubuk Pakam ) pada Grid 3
( portal terbuka )
Pada gambar 4.11 kurva pushover ini dapat dilihat bahwa Pushover pada
Negara Australia lebih tinggi dibandingkan Negara Eropa dan India, dan untuk
Indonesia khususnya data batu bata di Lubuk Pakam lebih tinggi nilai pushover
dibandingkan batu bata dari India untuk modulus elastisitas terendah.
Pada Tabel 4.10 menunjukkan terjadi Perpindahan dan gaya geser dasar pada
struktur dinding penuh ( Fuly Infilled Wall Frame ) untuk Negara Australia, Eropa
dan India yang diambil nilai modulus elastisitas terendah dan Indonesia pada modulus
elastisitas batu bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
90
Tabel 4.10 Perbandingan Pushover pada Portal Terbuka untuk Negara Australia
Eropa dan India
Step
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M1-G3-Australia
D
BF
0
0
0.0068
356.7952
0.0431
1743.8932
0.0431
1735.6367
0.0457
1826.2540
0.0946
1945.1184
0.0947
1885.2422
0.0985
2061.7292
0.0986
1981.2416
0.1031
2083.0095
0.0807
1366.1234
M1-G3-Eropa
D
BF
0
0
0.0087
281.3203
0.0566
1403.4056
0.0537
1311.7507
M1-G3-India
D
BF
0
0
0.0131
99.5201
0.0871
339.9686
0.0871
329.1984
0.0888
335.6569
0.0889
330.9187
0.0943
351.0243
0.0944
334.9188
0.0957
340.2942
0.0912
309.1739
Kesimpulan untuk portal terbuka pada batu bata tipe 3 (nilai modulus
elastisitas terendah) pada berapa negara adalah:
a. Australia, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 290,63
kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,0039 m.
b. Eropa, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 212,01 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,0066 m.
c. India, diperoleh performance point, gaya geser dasar (v) adalah 156,78 kN
dan target perpindahan (δ) adalah 0,031 m.
d. Lubuk Pakam Indonesia , diperoleh performance point, gaya geser dasar (v)
adalah 200,86 kN dan target perpindahan (δ) adalah 0,016 m.
e. Dengan target perpindahan pada batu bata di Australia
m,batu bata di Eropa
adalah 0,0031
adalah 0,0054 m , batu bata di India
adalah
Universitas Sumatera Utara
91
0,031 m dan batu bata di Lubuk Pakam Indonesia dengan batu bata tipe
terendah (tipe 3)
adalah 0,014 terlihat bahwa step kinerja yang
diperlihatkan struktur tidak ada yang melewati batas LS (Life Safety)
sehingga kinerja struktur
Fully Infilled Wall Frame ( Dinding Penuh)
secara keseluruhan baik.
4.4
Kekakuan
4.4.1
Kekakuan Portal Berdinding Batu Bata pada Tipe 1,2,3
Berikut ini grafik perbandingan kekakuan elastis, kekakuan pasca elastis.
Kekakuan elastis dihitung berdasarkan gaya geser dasar yang menyebabkan leleh
pertama pada elemen struktur dengan perpindahan atap saat terjadi leleh pertama
pada elemen struktur.
Berdasarkan Gambar 4.12 dapat dianalisis bahwa:
1. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan elastis lebih
besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
2. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 24,43 % lebih kecil terhadap Portal
berdinding batu bata pada tipe 1.
3. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan pasca elastis
lebih besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
4. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 28,57 % lebih kecil terhadapPortal
berdinding batu bata pada tipe 1.
Universitas Sumatera Utara
92
Kekakuan elastis
Kekakuan pascaelastis
25794,455
20884,675
19629,3
19493,454
15299,322
14021,047
Bata tipe 1
Bata tipe 2
Bata tipe 3
Gambar 4.12 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal
Berdinding ( Grid 1 ).
4.4.2 Kekakuan Portal Terbuka untuk Batu Bata pada Tipe 1,2,3
Pada Gambar 4.13 memperlihatkan perbandingan kekakuan elastic dan
kekakuan pasca elastic untuk batu bata tipe 1, tipe 2 dan tipe 3.
Berikut ini grafik perbandingan kekakuan elastis, kekakuan pasca elastis.
Kekakuan elastis dihitung berdasarkan gaya geser dasar yang menyebabkan leleh
pertama pada elemen struktur dengan perpindahan atap saat terjadi leleh pertama
pada elemen struktur pada Gambar 4.13.
Universitas Sumatera Utara
93
Kekakuan elastis
Kekakuan pascaelastis
18082,092
15317,234
15075,574
14179,735
9.726
Bata tipe 1
Bata tipe 2
9001,678
Bata tipe 3
Gambar 4.13 Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis pada Portal
Terbuka (Grid 3).
Berdasarkan Gambar 4.13 dapat dianalisis bahwa:
1. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan elastis lebih
besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
2. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 21,25 % lebih kecil terhadap Portal
berdinding batu bata pada tipe 1.
3. Pada Portal berdindingbatu bata pada tipe 1 memiliki kekakuan pasca elastis
lebih besar dibandingkan pada batu bata tipe 2 dan batu bata tipe 3.
Universitas Sumatera Utara
94
4. Persentase terbesar perbedaan kekakuan elastis Pada Portal berdinding batu
bata pada tipe 3 adalah mencapai 41,57 % lebih kecil terhadapPortal
T2-PB
9001,234
15347,234
14179,735
9726,490
1 Elastis
Kekakuan
T1-PB
15075,574
18082,574
14021,047
15299,322
19629,300
19493,454
20884,675
25794,455
berdinding batu bata pada tipe 1.
Kekakuan2Pasca Elastis
T3-PB
T1-PT
T2-PT
T3-PT
Series7
Gambar 4.14 Perbandingan Diagram Kekakuan Elastis dan Kekakuan Pasca Elastis
pada Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe
Batu Bata.
Dalam Gambar 4.14 menunjukkan hasil nilai perbandingan kekakuan elastis
dan kekakuan pasca elastis pada portal berdinding dan portal terbuka dengan
beberapa tipe batu bata dapat diambil kesimpulan:
1. Struktur portal berdinding memiliki kekakuan elastis lebih besar dibandingkan
rangka terbuka.
Universitas Sumatera Utara
95
2. Analisis untuk kekakuan elastis pada mutu batu bata tipe 1adalah 18082,092
kN/m lebih tinggi dibandingkan mutu batu bata tipe 2 dan 3.
3. Struktur portal berdinding memiliki kekakuan pasca elastis lebih besar
dibandingkan pada portal terbuka (open frame) seperti pada Gambar 4.15.
4. Persentase terbesar perbedaan kekakuan pasca elastis struktur lebih besar
terhadap portal berdinding.
Gaya geser dasar (kN)
DIAGRAM KEKAKUAN BATA
100000,00
90000,00
80000,00
70000,00
60000,00
50000,00
40000,00
30000,00
20000,00
10000,00
0,00
Kekakuan
Elastis
Portal
Berdinding
Kekakuan
Pascaelastis
Portal
Berdinding
Kekakuan
Elastis
Portal
Terbuka
Kekakuan
Pascaelastis
Portal
Terbuka
Bata Australia
86731,58
71814,78
52469,85
38317,63
Bata Eropa
49328,48
40326,67
32335,67
23425,58
Bata India
9133,30
4641,19
3907,69
0,00
Bata 1
25794,45
19629,30
18082,09
15317,23
Bata 2
20884,68
15299,32
15075,57
9726,49
Bata 3
19493,45
14021,05
14179,74
9001,68
Gambar 4.15 Diagram Perbandingan Kekakuan Bata dari Kekakuan Pasca Elastis
pada Portal Berdinding dan Portal Terbuka dengan Beberapa Tipe
Batu Bata yang Diuji dan Bata dari Negara Australia, Eropa dan India.
Universitas Sumatera Utara
96
4.5
Simpangan Target
Simpangan target atau titik kinerja merupakan nilai yang diperoleh dari
hasil kurva pushover yang dipengaruhi akibat adanya pembebanan yang bekerja
secara lateral. Secara keseluruhan pada gempa zona 3 (sedang)
model portal
berdinding ( fully infilled wall frame ), nilai simpangan target lebih kecil dari model
portal terbuka ( open frame ). Hal ini menunjukkan bahwa portal terbuka ( open
frame ) dapat berdeformasi lebih baik dari pada struktur dengan dinding bata maupun
struktur dengan tingkat lunak, seperti terlihat pada Gambar 4.16.
Kesimpulan dari hasil Gambar 4.16 dapat dilihat persentase perubahan
simpangan target antara model portal berdinding dengan portal terbuka ditinjau
beberapa tipe batu bata:
1. Pada portal terbuka ( open frame) pers