Perkuatan Seismik Struktur Rangka Terbuka Beton Bertulang dengan Penambahan Dinding Pengisi Berlubang.

Seminar Nasional Sains dan Teknologi (SENASTEK-2015), Kuta, Bali, INDONESIA, 29 – 30 Oktober 2015

P-PNL-234

PERKUATAN SEISMIK STRUKTUR RANGKA
TERBUKA BETON BERTULANG DENGAN
PENAMBAHAN DINDING PENGISI BERLUBANG
M. Sukrawa, I.A.M. Budiwati
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana
e-mail: msukrawa@yahoo.com; idabudiwati@gmail.com
4

PENDAHULUAN

3

0

6m

3.5 m


3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

5700
3534

3100
1500

5700
4560

20%


40%

60%

600

Gambar 1. Model Struktur Rangka dan Variasi Rasio Lubang

400
300

Gempa
Rencana

80

80

70


70

60

Gaya Lateral (kN)

Gaya Lateral (kN)

Model validasi menunjukkan bahwa model shell menghasilkan
diagram beban-simpangan lateral yang lebih mendekati hasil tes
dibandingkan dengan model strut. Juga diperoleh bahwa lintel
menambah kekakuan rangka dan memperkuat dinding di sekitar
lubang. Berdasarkan hasil tersebut, lebar strut dimodifikasi agar
sesuai dengan respon model menggunakan elemen shell dengan lintel
di sekeliling lubang, untuk diterapkan pada model perkuatan.
90

60
50
40

30

RDP
RDPB1
RDPB2
RDPB3
RDPB4
RT

20
10
0
0

5

10

MRDPsh
RDPB1sh

MRDPB2sh
MRDPB3sh
MRDPB4sh
MRT

15
20
25
Perpindahan (mm)

MRDPst
RDPB1st
MRDPB2st
MRDPB3st
MRDPB4st

30
20
10


MRDPB1
MRDPB1L
MRDPB3
MRDPB3L
MRDPB4
MRDPB4L
MRDPB2
MRDPB2L

0
30

Gambar 6. Simpangan
Model 5 Tingkat

0

900

Leleh

Pertama

100
200
Perpindahan (mm)

500
400
300
Gempa
Rencana

100
0
300

0

Leleh
Pertama


700

600

200

Target
Disp.

800

ST400
ST420
ST440
ST460
ST480
RT4

100

200
300
Perpindahan (mm)

600
500
400
300
200

Gempa
Rencana

100
0
400

0

Gambar 8. Kurva

Kapasitas Model 4
Tingkat

ST500
ST520
ST540
ST560
ST580
RT5

100
200
300
Perpindahan (mm)

400

Gambar 9. Kurva
Kapasitas Model 5
Tingkat


KESIMPULAN
1. Hasil validasi menunjukkan model strat diagonal dan elemen
shell mampu menirukan respon model hasil uji laboratorium
2. Dinding pengisi dengan rasio lubang 0% - 40% efektif dalam
meningkatkan kekakuan struktur 3, 4, dan 5 tingkat, sementara
dinding dengan rasio lubang 60% hanya efektif pada struktur
maksimal 3 tingkat saja.

UCAPAN TERIMA KASIH

50
40

0

ST300
ST320
ST340
ST360
ST380
RT3

Gambar 7. Kurva
Kapasitas Model 3
Tingkat

HASIL DAN PEMBAHASAN

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Simpangan (mm)

Target
Disp.

700

500

200

80%

0

Gambar 5. Simpangan
Model 4 Tingkat

800

Leleh
Pertama

100

0%

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80
Simpangan (mm)

60

Target
Disp.

700

5700
4275

3100
2000

5700
2356

3100

5700

2

900

800

3.5 m

RT5
SH580
ST580
SH560
ST560
SH540
ST540
SH520
ST520
SH500
ST500

Berdasarkan perbandingan daktilitas yang didapat dari kurva
kapasitas diketahui bahwa semakin kecil rasio lubang pada dinding
maka semakin kecil pula daktilitas strukturnya.

3.5 m

3100
2480

3.5 m

3

Dari kebutuhan tulangan dapat disimpulkan bahwa metode
perkuatan ini dapat diterapkan dengan pembatasan rasio lubang.
Untuk rangka 3-lantai, penambahan dinding pengisi dengan rasio
lubang 60% atau kurang, cukup memadai untuk menahan beban
gempa yang disyaratkan dalam pedoman baru. Tetapi, untuk rangka
4 dan 5 lantai, diperlukan dinding dengan rasio lubang 40% atau
yang lebih kecil.

3.5 m

3.5 m

2

0

900

3.5 m

RT4
SH480
ST480
SH460
ST460
SH440
ST440
SH420
ST420
SH400
ST400

1

Gaya Lateral (kN)

6m

3.5 m

6m

10 20 30 40 50
Simpangan (mm)

3

Gambar 4. Simpangan
Model 3 Tingkat

Gaya Lateral (kN)

6m

6m

3100

6m

6m

6m

5

Gaya Lateral (kN)

6m

4
Tingkat

RT3
SH380
ST380
SH360
ST360
SH340
ST340
SH320
ST320
SH300
ST300

1

METODE PENELITIAN

Tingkat

2

0

Penelitian diawali dengan membandingkan hasil uji laboratorium
dengan model komputer sebagai validasi, dinding dimodel sebagai
elemen shell dan strat diagonal. Penambahan lintel di sekeliling
lubang juga dilakukan pada model elemen shell. Hasil dari validasi
model kemudian menjadi acuan dalam model struktur rangka terbuka
(RT) bertingkat. Struktur RT 3 bentang 3, 4, 5 tingkat didesain,
kemudian diberi perkuatan dinding pengisi berlubang pada bentang
tengah dengan variasi rasio lubang 0%, 20%, 40%, 60%, dan 80%
dan penambahan lintel pada sekeliling lubang.

6

4
Tingkat

Perkuatan seismik perlu diterapkan pada struktur yang dianggap tidak
memenuhi persyaratan perencanaan gempa terbaru. Terdapat
beberapa metode yang tersedia seperti penguatan komponen dan
penambahan komponen struktur. Penambahan dinding pengisi pada
struktur rangka merupakan salah satu metode perkuatan struktur.

5

35

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Perpindahan (mm)

Gambar 2. Perbandingan Kurva Gaya-Perpindahan
model komputer dengan Hasil Uji Lab.

Gambar 3. Model Elemen Shell
dengan dan Tanpa Lintel

Hasil analisis menunjukkan bahwa, simpangan lateral pada rangka
dengan dinding pengisi jauh berkurang dari simpangan rangka
terbuka. Untuk rangka 3 lantai, pengurangan simpangan masingmasing 65%, 58%, 43%, 22%, dan 5% untuk rasio lubang 0, 20%,
40%, 60%, dan 80%. Persentase pengurangan yang hampir sama
juga terjadi pada rangka 4 dan 5 lantai.

Penelitian ini didanai dari DIPA PNBP Universitas Udayana dengan
nomor kontrak: 2007/UN14.1.31/PN.00.00.00/2015.

DAFTAR PUSTAKA
Asteris, P.G., Giannopoulos, I.P., and Chrysostomou, C.Z. 2012. Modeling of Infilled
Frames with Openings. The Open Construction and Building Technology Journal 2012,
pp. 81-91
Badan Standardisasi Nasional. 2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung-SNI 1726:2012
Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah. 2002. Standar Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung-SNI 1726:2002
Dorji, J. and Thambiratnam, D.P. 2009. Modeling and Analysis of Infilled Frame
Structures Under Seismic Loads. The Open Construction and Building Technology
Journal 2009, pp. 119-126
Federal Emergency Management Agency. 2000. Prestandard and Commentary for
The Seismic Rehabilitation of Buildings,FEMA-356. Washington D.C.
Kakaletsis, D. J. and Karayannis, C.G. 2009. Experimental Investigation of Infilled
Reinforced Concrete Frames with Openings. ACI Structural Journal. Title no. 106-S14,
April 2009