107
tanpa pengaku untuk pushover arah x dan 88,5 lebih kecil untuk pushover arah y, dan untuk rangka eksentris 1m, rasio displacement atapnya 77,7 lebih kecil
terhadap rangka tanpa pengaku untuk pushover arah x dan 82,8 lebih kecil untuk pushover arah y.
6. Dari hasil perhitungan terlihat bahwa rangka konsentris memiliki struktur yang paling kaku dari struktur baja lainnya dan semakin besar eksentrisitas maka semakin tidak
kaku semakin daktail pula struktur bangunan tersebut. Dan rangka berbracing tipe V memiliki kekakuan yang lebih besar dibandingkan dengan rangka berbracing tipe
diagonal.
5.2 Saran
Adapun saran penulis setelah melakukan pembahasan-pembahasan pada bab-bab sebelumnya ialah:
1. Dalam mendesain struktur bangunan gedung bertingkat tinggi sebaiknya dilakukan juga analisis nonlinier riwayat waktu terhadap gempa-gempa yang pernah terjadi
sebelumnya di wilayah tempat gedung tersebut akan berdiri agar level kinerja dari gedung dapat diketahui dengan lebih baik.
2. Pemilihan sistem struktur yang sesuai akan memberikan hasil kinerja yang lebih baik dan efisien.
.
12
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Peraturan Pembebanan Gempa Berdasarkan RSNI2 03-1726-201x
Dalam segala pembangunan gedung, semua ahli konstruksi harus harus memperhatikan aspek kegempaan yang ada di daerah tersebut untuk mengantisipasi kerusakan jika terjadi
gempa dan disisi lain untuk menghindari korban jiwa akibat gempa. Aspek kegempaan tersebut dianalisis berdasarkan peraturan yang berlaku di Negara tersebut dan salah
satunya adalah Indonesia. Indonesia adalah Negara yang rawan akan gempa sehingga Indonesia memiliki peraturan sendiri dan peta gempanya. Saat ini di Indonesia peraturan
yang berlaku adalah Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI 03-1726-2002. Dalam peraturan ini Indonesia dibagi dalam 6 wilayah gempa. Saat
ini, SNI 03-1726-2002 akan direvisi menjadi RSNI2 03-1726-201x. Dalam peraturan yang baru ini parameter wilayah gempa sudah tidak digunakan lagi dan diganti
berdasarkan dari nilai parameter respons spektral percepatan gempa pada periode
pendek dan nilai parameter respons spektral percepatan gempa pada periode 1 detik
pada setiap daerah yang ditinjau.
2.1.1 Gempa Rencana dan Faktor Keutamaan
Tata cara ini menentukan pengaruh gempa rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan dan evaluasi struktur bangunan gedung dan non gedung serta berbagai
bagian dan peralatannya secara umum. Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah
sebesar 2 persen. Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai Tabel 2.1 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan
suatu faktor keutamaan menurut Tabel 2.2. Khusus untuk struktur bangunan dengan kategori risiko IV, bila
dibutuhkan pintu masuk untuk operasional dari struktur bangunan yang bersebelahan, maka struktur bangunan yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai dengan
kategori risiko IV.
13
Faktor-faktor keutamaan I, II, III, dan IV ditetapkan menurut tabel 2.1.
Tabel 2.1 Faktor Keutamaan I untuk Berbagai Kategori gedung dan Bangunan RSNI 03-
1726-201x
Jenis pemanfaatan Kategori risiko
Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk,
tapi tidak dibatasi untuk: - Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan
- Fasilitas sementara - Gudang penyimpanan
- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya I
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
- Perumahan - Rumah toko dan rumah kantor
- Pasar - Gedung perkantoran
- Gedung apartemen Rumah susun - Pusat perbelanjaan Mall
- Bangunan industri - Fasilitas manufaktur
- Pabrik II
Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk,
tapi tidak dibatasi untuk: - Bioskop
- Gedung pertemuan - Stadion
- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat
III
14
- Fasilitas penitipan anak - Penjara
- Bangunan untuk orang jompo Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam kategori
risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap
kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
- Pusat pembangkit listrik biasa - Fasilitas penanganan air
- Fasilitas penanganan limbah - Pusat telekomunikasi
Gedung dan struktur lainnya yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk
fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya,
bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak yang mengandung bahan beracun atau
peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan
cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.
Gedung dan struktur lainnya yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk:
- Bangunan-bangunan monumental - Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan
- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat
- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi kendaraan darurat
- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan IV
15
tempat perlindungan darurat lainnya - Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasilitas lainnya untuk tanggap darurat - Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang
dibutuhkan pada saat keadaan darurat - Struktur tambahan termasuk menara telekomunikasi, tangki
penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun
listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau
struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat
keadaan darurat Gedung dan struktur lainnya yang dibutuhkan untuk
mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.
Tabel 2.2 Faktor keutamaan gempa RSNI 03-1726-201x
Kategori risiko Faktor keutamaan gempa,
I atau II 1,0
III 1,25
IV 1,50
2.1.2 Klasifikasi Situs dan Parameter
Prosedur untuk klasifikasi suatu situs untuk memberikan kriteria seimik adalah berupa faktor-faktor amplifikasi pada bangunan. Dalam perumusan criteria seismik suatu
bangunan di permukaan tanah atau penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus
diklasifikasikan terlebih dahulu. Profil tanah di situs harus diklasifikasikan berdasarkan profil tanah lapisan 30 m paling atas. Penetapan kelas situs harus melalui penyelidikan
tanah di lapangan dan di laboratorium, yang dilakukan oleh otoritas yang berwenang atau ahli desain geoteknik bersertifikat.
16
Tabel 2.3 Klasifikasi Situs
Kelas sit us
̅
m det ik at au
̅
kPa
SA batuan keras 1500
NA NA
SB batuan 750 sampai 1500
NA NA
SC tanah keras, sangat padat dan batuan lunak
350 sampai 750 50
≥100 SD tanah sedang
175 sampai 350 15 sampai 50
50 sampai 100 SE tanah lunak
175 15
50 Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m
tanah dengan karateristik sebagai berikut : 1. Indeks plastisitas, PI
20
2. Kadar air, w ≥
40
3. Kuat geser niralir, ̅
25
SF tanah khusus, yang membutuhkan
investigasi geoteknik
spesifik dan
analisis respons spesifik- situs yang mengikuti Pasal
6.10.1 Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau
lebih dari karakteristik berikut: - Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban
gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah
- Lempung sangat organik danatau gambut ketebalan H
3
m - Lempung berplastisitas sangat tinggi ketebalan H
7.5
m dengan Indeks Plasitisitas PI
75
Lapisan lempung lunaksetengah teguh dengan ketebalan H
35
m dengan ̅
50
kPa
Nilai ̅ harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:
̅
=
∑ ∑
2.1 Keterangan:
= tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter; = kecepatan gelombang geser lapisan i dalam satuan mdetik;
17
Nilai
dan
harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:
2.2
dimana dan dalam Persamaan 2 berlaku untuk tanah non-kohesif, tanah kohesif, dan
lapisan batuan.
di mana dan
dalam Persamaan 3 berlaku untuk lapisan tanah non-kohesif saja, dan ,
di mana adalah ketebalan total dari lapisan tanah non-
kohesif di 30 m lapisan paling atas. adalah tahanan penetrasi standar 60 persen energi
yang terukur langsung di lapangan tanpa koreksi, dengan nilai tidak lebih dari 305 pukulanm. Jika ditemukan perlawanan lapisan batuan, maka nilai
tidak boleh diambil lebih dari 305 pukulanm.
2.1.3 Parameter Percepatan Gempa
Parameter percepatan batuan dasar pada perioda pendek dan percepatan batuan
dasar pada perioda 1 detik harus ditetapkan masing-masing dari respons spektral percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik pada Bab 14 dengan
kemungkinan 2 persen terlampaui dalam 50 tahun , 2 persen dalam 50 tahun, dan
dinyatakan dalam bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi. Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa
di permukaan tanah, diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik.
Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek
dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik . Parameter spectrum respons percepatan pada perioda pendek
=
=
30
̅
=
∑ ∑
=
∑
= 1
=
18
dan perioda 1 detik yang 13 disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs, harus
ditentukan dengan perumusan berikut ini: 2.4
2.5
Keterangan: = parameter respons spektral percepatan gempa
terpetakan untuk perioda pendek; = parameter respons spektral percepatan gempa
terpetakan untuk perioda 1,0 detik.
Koefisien situs dan mengikuti Tabel 2.4 dan Tabel 2.5.
Tabel 2.4 Koefisien situs,
Kelas Situs Parameter respons spektral percepatan gempa
terpetakan pada perioda pendek, T = 0,2 detik, ≤
0.25
≤
0.5
≤
0.75
≤
1.0
≤
1.25
SA 0.8
0.8 0.8
0.8 0.8
SB 1.0
1.0 1.0
1.0 1.0
SC 1.2
1.2 1.1
1.0 1.0
SD 1.6
1.4 1.2
1.1 1.0
SE 2.5
1.7 1.2
0.9 0.9
SF
Tabel 2.5
Koefisien situs, Kelas Situs
Parameter respons spektral percepatan gempa terpetakan pada perioda 1 detik,
≤
0.1
≤
0.2
≤
0.3
≤
0.4
≤
0.5
SA 0.8
0.8 0.8
0.8 0.8
SB 1.0
1.0 1.0
1.0 1.0
SC 1.7
1.6 1.5
1.4 1.3
SD 2.4
2 1.8
1.6 1.5
SE 3.5
3.2 2.8
2.4 2.4
SF
=
→
=
2 3
=
→
=
2 3
19
2.1.4 Parameter Percepatan Spektral Desain
Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur gerak tanah dari spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus dikembangkan
dengan mengacu Gambar 2.1 dan mengikuti ketentuan di bawah ini : 1. Untuk perioda yang lebih kecil dari
, spektrum respons percepatan desain, ,
harus diambil dari persamaan; 2.6
2. Untuk perioda lebih besar dari atau sama dengan dan lebih kecil dari atau sama
dengan , spektrum respons percepatan desain, , sama dengan
; 3. Untuk perioda lebih besar dari , spektrum respons percepatan desain,
, diambil berdasarkan persamaan:
2.7
Keterangan: = parameter respons spektral percepatan desain pada perioda pendek;
= parameter respons spektral percepatan desain pada perioda 1 detik;
T = perioda getar fundamental struktur.
Gambar 2.1 Spektrum respons desain
= 0.4 + 0.6
=
= 0.2 =
20
2.1.5 Perioda Fundamental Pendekatan.
Perioda fundamental pendekatan , dalam detik, harus ditentukan dari persamaan
berikut: 2.8
Keterangan: ℎ
adalah ketinggian struktur, dalam m, di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur, dan koefisien
dan x ditentukan dari Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Koefisien
dan x
Tipe Struktur x
Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan
dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:
Rangka baja pemikul momen
0,0724
0,8 Rangka beton pemikul momen
0,0466
0,9 Rangka baja dengan bresing eksentris
0,0731
0,75 Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk
0,0731
0,75 Semua sistem struktur lainnya
0,0488
0,75
2.1.6 Kinerja Struktur Gedung
Kinerja struktur gedung dipengaruhi adanya simpangan antar tingkat, akibat pengaruh gempa rencana. Penentuan simpangan antar lantai tingkat disain Δ harus dihitung
sebagai berbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau. Apabila pusat massa tidak terletak segaris dalam arah vertikal, diijinkan untuk
menghitung defleksi di dasar tingkat berdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tingkat di atasnya.
Defleksi pusat massa di tingkat x,δx[mm] harus ditentukan sesuai dengan persamaan sebagai berikut:
=
ℎ
= ×
21
Keterangan: Cd adalah faktor pembesaran defleksi .
adalah defleksi pada lokasi yang diisyaratkan, yang ditentukan dengan analisis elastic Ie adalah faktor keutamaan Simpangan antar tingkat dapat ditentukan dengan tidak
melebihi simpangan antar lantai ijin Δa.
Tabel 2.7
Simpangan Antar Lantai Ijin Δa Struktur
Kategori Resiko I atau II
III IV
Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4 tingkat atau kurang dengan
dinding interior, partisi, langit-langit dan sistem dinding eksterior yang telah didesain
untuk mengakomodasi simpangan antar lantai
0,025hsx 0,020hsx
0,015hsx
Struktur dinding geser kantilever batu bata 0,010hsx
0,010hsx 0,010hsx
Struktur dinding geser batu bata lainnya 0,007hsx
0,007hsx 0,007hsx
Semua struktur lainnya 0,020hsx
0,015hsx 0,010hsx
Keterangan: hsx adalah tinggi tingkat di bawah tingkat x
2.2 Peraturan Pembebanan Bedasarkan RSNI 03-1727-201x
2.2.1 Beban Mati
Berat sendiri dari bahan-bahan bangunan penting dan dari beberapa komponen gedung diambil dari tabel 2.8:
22
Tabel 2.8 Berat Sendiri Bahan Bangunan dan Komponen Gedung ASCE 7-10
23
CATATAN : 1 Nilai ini berlaku untuk beton pengisi;
2 Untuk beton getar, beton kejut, beton mampat dan beton padat lain sejenis, berat
sendirinya harus ditentukan tersendiri; 3 Nilai ini adalah nilai rata-rata, untuk jenis-jenis kayu tertentu dapat dilihat pada NI 5
Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia.
2.2.2 Beban Hidup
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedun, termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat
berpindah, mesin-mesin, serta peralatan yang bukan bagian tak terpisahkan dari gedung itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap.Khusus pada
atap, beban hidup juga mencakup beban hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh energi kinetik butiran air.
Tabel 2.9 Beban Hidup Pada Lantai Gedung RSNI 03-1727-201x
Hunian atau penggunaan Merata psf
kNm
2
Terpusat lb kN
Apartemen lihat rumah tinggal Sistem lantai akses
Ruang kantor Ruang komputer
50 2.4 100 4.79
2000 8.9 2000 8.9
Gudang persenjataan dan ruang latihan 150 7.18
Ruang pertemuan dan bioskop Kursi tetap terikat di lantai
Lobi Kursi dapat dipindahkan
Panggung pertemuan Lantai podium
60 2.87 100 4.79
100 4.79 100 4.79
150 7.18
Balkon eksterior Rumah untuk satu atau dua keluarga, dan luas tidak melebi
100 ft
2
9.3 m
2
100 4.79 60 2.87
Lintasan bowling, ruang kolam renang, dan tempat rekrea sejenis lainnya
75 3.59 Jalur untuk akses pemeliharaan
40 1.92 300 1.33
Koridor Lantai pertama
Lantai lain, sama seperti pelayanan hunian kecuali disebutka lain
100 4.79 Ruang dansa dan ruang ballroompesta
100 4.79
Dek pekarangan dan atap
24
Sama seperti daerah yang dilayani, atau untuk jenis hunian yang diakomodasi
Ruang makan dan restoran 100 4.79
Hunian lihat rumah tinggal Ruang mesin elevator pada daerah seluas 4 in
2
[2580 mm
2
] 300 1.33
Konstruksi pelat lantai finishing ringan pada luasan 1 in
2
[645 mm
2
] 200 0.89
Jalur penyelamatan terhadap kebakaran Hunian satu keluarga saja
100 4.79 40 1.92
Tangga permanen Lihat pasal 4.4
Garasi mobil penumpang saja Truk dan bus
40 1.92
a,b
Tribun lihat stadion dan arena, tempat duduk di stadion Lantai utama gymnasium dan balkon
100 4.79 Susunan tangga, rel pengaman dan batang pegangan
Lihat pasal 4.4 Rumah sakit :
Ruang operasi, laboratorium Ruang pasien
Koridor diatas lantai pertama 60 2.87
40 1.92 80 3.83
1000 4.45 1000 4.45
1000 4.45 Hotel lihat rumah tangga
Perpustakaan Ruang baca
Ruang penyimpanan Koridor di atas lantai pertama
60 2.87 150 7.18
c
80 3.83 1000 4.45
1000 4.45 1000 4.45
Pabrik Ringan
Berat 125 6.00
250 11.97 2000 8.90
3000 13.40 Kanopi di depan pintu masuk gedung
75 3.59 Gedung perkantoran:
Ruang arsip dan komputer harus dirancang untuk beban yang leb berat berdasarkan pada perkiraan hunian
Lobi dan koridor lantai pertama Kantor
Koridor di atas lantai pertama 100 4.79
50 2.40 80 3.83
2000 8.90 2000 8.90
2000 8.90 Lembaga hukum
Blok sel Koridor
40 1.92 100 4.79
Rumah tinggal Hunian satu keluarga dan dua keluarga
Loteng yang tidak dapat didiami tanpa gudang Loteng yang tidak dapat didiami dengan gudang
Loteng yang dapat didiami dan ruang tidur Semua ruang kecuali tangga dan balkon
Hotel dan rumah susun Ruang pribadi dan koridor yang melayani mereka
Ruang publik dan koridor yang melayani mereka 10 0.48
20 0.96 30 1.44
40 1.92
40 1.92 100 4.79
Stand pemantauan, tribun, dan tempat duduk di stadion 100 4.79
d
Atap
25
Atap datar, pelana, dan lengkung Atap digunakan untuk tempat berjalan
Atap yang digunakan untuk taman atap atau tujuan pertemuan Atap yang digunakan untuk tujuan khusus
Awning dan kanopi Konstruksi struktur yang didukung oleh struktur rangka kaku
ringan Semua konstruksi lainnya
Komponen struktur atap utama, yang terhubung langsung dengan perkerjaan lantai
Titik panel tunggal dari batang bawah ranga atap atau setiap titik sepanjang komponen struktur utama yang mendukung ata
diatas pabrik, gudang, dan perbaikan garasi Semua hunian lainnya
Semua permukaan atap dengan beban pekerja pemeliharaan 20 0.96
h
60 2.87 100 4.79
5 0.24 tidak dapat direduks
20 0.96 I
2000 8.9
300 1.33 300 1.33
Sekolah Ruang kelas
Koridor diatas lantai pertama Koridor lantai pertama
40 1.92 80 3.83
100 4.79 1000 4.5
1000 4.5 1000 4.5
Bak-bakscuttles, rusuk untuk atap kaca dan langit-langit yang dapat diakses
200 0.89 Pinggir jalan untuk pejalan kaki, jalan lintas kendaraan, dan
lahanjalan untuk truk-truk 250 11.97
e
8000 35.6
f
Stadion dan arena Tribun
Tempat duduk tetap terikat di lantai 100 4.79
d
60 2.87
d
Tangga dan jalan keluar Rumah tinggal untuk satu dan dua keluarga saja
100 4.79 40 1.92
g Ruang gudang diatas langit-langit
20 0.96 Gudang penyimpang barang sebelum disalurkan ke pengecer
jika diantisipasi menjadi gudang penyimpanan, maka harus dirancang untuk beban lebih berat
Ringan Berat
125 6.00 250 11.97
Toko Eceran
Lantai pertama Lantai diatasnya
Glosir, di semua lantai 100 4.79
75 3.59 125 6.00
1000 4.45 1000 4.45
1000 4.45
Penghalang kendaraan Susuran jalan dan panggung yang ditinggikan selain jalan
keluar 60 2.87
Pekarangan dan teras, jalur pejalan kaki 100 4.79
26
Beban hidup tersebut sudah termasuk perlengkapan ruang sesuai dengan kegunaan lantai ruang yang bersangkutan dan juga dinding-dinding pemisah dengan berat tidak lebih dari
100 kgm
2
2.3 Struktur Rangka Baja
2.3.1 Rangka Baja Penahan Momen MRF
Struktur rangka baja penahan momen atau moment resisting frames MRF adalah system rangka yang ketahanan terhadap beban lateralnya dipikul hanya oleh kekakuan rangka
batang, sehingga dapat menyebabkan pembengkokkan pada balok dan kolom serta sambungan antara balok dan kolomnya. Rangka baja penahan momen ini, menjadi
sangat digemari dibanyak daerah rawan gempa, dikarenakan beberapa alasan seperti: Pertama, telah banyak bukti penelitian yang menyatakan rangka momen ini memiliki
daktilitas yang tinggi. Kedua, dari segi arsitektur, rangka momen ini tidak terdapat bracing yang menghalangi dinding bangunan dan memberikan keleluasaan terhadap
penggunaan ruang. Tetapi jika dibandingkan dengan rangka baja berpengaku, rangka momen ini membutuhkan ukuran rangka yang lebih besar untuk memikul beban lateral
2.3.2 Rangka Baja Berpengaku Konsentris CBF
Struktur rangka baja berpengaku konsentris atau concentric braced frames CBF adalah system rangka baja dimana komponen struktur berpotongan disatu titik, maupun
beberapa titik dan jarak antara perpotongan komponen struktur eksentrisitas sama dengan atau lebih kecil dari komponen struktur terkecil yang disambung. Meskipun pada
awalnya penggunaan ranka konsentris, para arsitek lebih memilih menggunakan system rangka penahan momen karena memberikan ruang yang lebih besar, tetapi dikarenakan
gempa disekitar tahun 1960-1970, pengaku mulai banyak digunakan didaerah rawan gempa karena menggunakan profil rangka yang lebih kevil dari system rangka penahan
momen dalam menahan gempa dan lebih mudah untuk mendapat batas perpindahan. Selama gempa, CBF diharapkan untuk meleleh dan mendisipasi energy melalui tekuk di
bracing. Untuk penyimpangan 1 arah, ini dicapati dengan tekuknya bracing karena tekanan dan diikuti dengan lelehnya bracing karena tegangan. Oleh karena itu, bracing
27
harus kuat menahan penyimpangan inelastic yang besar tanpa kehilangan kekuatan dan kekakuan.
Gambar 2.1 Skema inelastic CBF
Untuk mendapatkan struktur dengan ketahanan gempa yang sesuai, CBF harus didisain dengan kekuatan dan daktilitas yang sesuai. Bracing harus didisain khusus untuk
menahan deformasi plastis dan energy disipasi yang stabil terhadap tekuk karena tekanan dan leleh karena tegangan. Disain dirancang untuk memastikan deformasi plastis hanya
terjadi di bracing tanpa merusak kolom dan balok sehingga struktur tahan terhadap gempa tanpa kehilangan kekuatan untuk menahan beban gravitasi.
2.3.3 Rangka Baja Berpengaku Eksentris EBF
Diawal tahun 1970, system rangka baja berpengaku eksentris pertama kali diperkenalkan dijepang oleh Fujimoto dkk. 1972, Tanabashi dkk. 1974. Struktur rangka baja
berpengaku eksentris atau eccentric braced frames EBF adalah system rangka baja yang menggabungkan keuntungan dari kekakuan dan daktalitas rangka yang besar. System ini
mendisipasi energy gempa dengan mengontrol leleh geser di sebuah bagian balok yang dinamakan link, dimana link membuat struktur tidak berpotongan disatu titik atau jarak
28
antara perpotongan komponen struktur eksentrisitas,e lebih besar dari komponen struktur terkecil yang disambung. Pengaku bracing yang terhubung dengan link tersebut
harus didisain 1.25 kali lebih kuat dari balok link. Tujuannya untuk memastikan link meleleh tanpa terjadi pembengkokkan bracing dan kolom.
Gambar 2.2 Contoh struktur baja berpengaku eksentris.
1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Umum
Dewasa ini, Indonesia merupakan salah satu Negara yang memiliki perkembangan yang pesat. Hal ini ditandai dengan peningkatan ekonomi Indonesia yang cukup stabil setiap
tahunnya, sehingga menarik minat para investor luar maupun lokal untuk berinvestasi diIndonesia. Sebagai contoh investasi adalah semakin banyaknya pembangunan gedung-
gedung bertingkat untuk dijadikan hotel, apartemen, mal dan perkantoran. Akan tetapi, Indonesia merupakan Negara yang rawan terhadap gempa. Fenomena gempa bumi sering
terjadi di Indonesia. Gempa bumi merupakan pergeseran tiba – tiba dari lapisan tanah di bawah permukaaan bumi. Ketika pergeseran terjadi timbul getaran yang disebut
gelombang seismik. Gelombang ini menjalar menjauhi fokus gempa ke segala arah di dalam bumi. Sehingga ketika gelombang itu mencapai permukaan bumi, getarannya bisa
merusak bangunan, runtuhnya gedung, rumah dan bangunan lainnya, dapat menimbulkan bencana korban jiwa dan kerugian harta benda. Mengingat kerusakan yang timbul akibat
gempa dapat menyebabkan penderitaan, kehilangan nyawa, dan harta benda. Dalam skala yang lebih luas bahkan dapat menyebabkan kesulitan yang sangat serius bagi suatu
Negara, misalnya terjadi kelumpuhan ekonomi. Oleh sebab itu, desain bangunan tahan terhadap gempa merupakan salah satu tantangan
terbesar yang harus dihadapi oleh seorang insinyur bangunan. Salah satu hal yang dilakukan oleh seorang ahli struktur untuk mendapatkan bangunan tahan gempa adalah
dengan perencanaan struktur tahan gempa. Struktur bangunan tahan gempa hendaknya memiliki kekuatan dan kekakuan serta daktilitas yang cukup untuk dapat
mengakomodasikan gempa yang terjadi. Sampai saat ini, terdapat beberapa jenis struktur bangunan yang sudah umum digunakan yaitu struktur baja dan struktur beton bertulang.
Struktur beton bertulang memiliki metode pelaksanaan yang lebih sederhana, namun jenis struktur ini memiliki beberapa kekurangan seperti berat sendiri komponen struktur
yang sangat besar serta juga terdapat masalah keramahan lingkungan karena beton merupakan bahan yang kurang dapat diperbaharui jika dibandingkan dengan material
baja.
2
Sedangkan baja memiliki keunggulan dibandingkan dengan beton yaitu memiliki elastisitas dan kekuatan yang jauh lebih tinggi. Walaupun baja memiliki berat jenis
struktur yang relatif lebih besar jika dibandingkan dengan beton, namun dengan kekuatan yang jauh lebih besar, sekitar sepuluh kali lipat, sistem struktur yang menggunakan
material baja dapat menghasilkan struktur dengan berat sendiri yang lebih ringan daripada beton karena minimnya volume baja yang diperlukan untuk dapat memikul
beban-beban yang timbul pada sistem struktur. Namun, biaya dan metode pelaksanaan yang relatif lebih besar dari jika dibandingkan dengan struktur beton bertulang menjadi
salah satu faktor yang perlu dipertimbangkan untuk menggunakan struktur baja. Oleh sebab itu, tugas akhir ini akan difokuskan kepada struktur baja dalam kaitannya sebagai
struktur penahan beban gempa. Seiring dengan semakin berkembangnya dunia konstruksi bangunan, beberapa metode
telah digunakan dalam mendisain struktur bangunan.Beberapa diantaranya seperti metode tegangan izin working stress design, metode gaya strength desing, metode disain
berdasarkan kapasitas komponen struktur capacity design, metode disain plastis plastic design, dan yang metode disain yang berdasarkan kepada perpindahan struktur
displacement design serta metode disain berdasarkan kinerja bangunan performance based design. Pada saat ini, metode yang sedang berkembang dan mulai banyak
mendapat perhatian dari perencana adalah metode disain berdasarkan kinerja bangunan. Tujuan dari metode disain berdasarkan kinerja bangunan ini adalah untuk memprediksi
dan mensimulasi kinerja struktur dengan memberikan beban gempa, sehingga perencana akan mendapatkan gambaran dan menentukan tingkat kerusakan struktur yang
diharapkan pada saat terjadi bencana berupa gempa. Metode disain berdasarkan kepada kinerja bangunan masih dalam tahap perkembangan, namun beberapa rekomendasi
prosedur untuk melakukan disain dengan menggunakan metode ini telah diterbitkan sejak beberapa tahun yang lalu seperti ATC 40, FEMA 356 dan FEMA 440. FEMA 440
merupakan revisi dari FEMA 356 dengan melakukan beberapa perubahan koefisien dan ATC digunakan didalam analisa struktur nonlinear statik. Namun, prosedur disain masih
mengacu kepada ATC 40 dan FEMA 356. Dalam tugas akhir ini, kedua prosedur analisis yang terdapat dalam ATC 40 dan FEMA 356 akan digunakan untuk menilai kinerja
bangunan yang akan dianalisis. Koefisien yang diperlukan akan diadopsi dari FEMA 440.
3
1.2 Latar Belakang