STUDI PENGARUH KELANGSINGAN GEDUNG TERHADAP ANALISIS PUSHOVER PADA GEDUNG BERTINGKAT BETON BERTULANG

  

STUDI PENGARUH KELANGSINGAN GEDUNG TERHADAP

ANALISIS PUSHOVER

PADA GEDUNG BERTINGKAT BETON BERTULANG

  1

  2 YUDIT AGUS PRIAMBODO , TAVIO

1 Mahasiswa Program S2 Struktur, Jurusan Teknik Sipil, ITS Surabaya, Telp 081-331100309,

  email

2 Dosen Jurusan Teknik Sipil FTSP, ITS, Kampus ITS Sukolilo Surabaya,

  email

Abstrak — Akurasi prediksi dari analisis pushover mempunyai keterbatasan yaitu

memiliki kontribusi mode satu yang dominan dan untuk gedung rendah dan menengah.

  

Pada batasan kedua tidak ada kejelasan tentang kriteria gedung yang dimaksud seperti

berapa tinggi gedung serta panjangnya. Dalam studi ini mengambil kajian tentang kelangsingan gedung untuk menjawab permasalahan tersebut. Kelangsingan gedung yang

dimaksud adalah perbandingan antara tinggi gedung dengan panjang denah yang searah

beban gempa. Dari hasil analisis yang diperoleh dapat diambil kesimpulan bahwa tinjauan kelangsingan gedung terhadap hasil perpindahan dan rasio drift tidak selalu memberikan

hasil yang memuaskan untuk memprediksi keakuratan analisis pushover. Hal ini

dikarenakan hasil analisis pushover masih cukup konservatif untuk ketiga kelangsingan

gedung.

  Kata kunci — kelangsingan gedung, pushover

1. PENDAHULUAN hubungan antara gaya geser dasar dan perpindahan.

  

Analisis pushover merupakan prosedur Prediksi memuaskan untuk kebutuhan

analisis untuk mengetahui perilaku keruntuhan seismik dengan analisis pushover lebih sesuai

suatu bangunan terhadap gempa. Analisis ini untuk struktur gedung rendah dan menengah

dijelaskan oleh ATC-40, FEMA 356, dan dimana mode yang lebih tinggi tidak memiliki

FEMA 440 dalam mengevaluasi kinerja suatu kontribusi dalam menentukan respon struktur

struktur gedung. Analisis dilakukan dengan [1]. Analisis pushover lebih sesuai untuk

cara menaikkan besarnya gaya geser statik struktur gedung rendah dan memiliki periode

secara monotonik yang mengikuti pola getar pendek [2]. Analisis pushover umumnya

distribusi tinggi struktur sampai target akurat untuk gedung yang memiliki periode

perpindahan lateral dari suatu titik acuan getar alami sampai dengan satu detik dengan

tercapai. Titik acuan tersebut adalah titik pada asumsi mode pertama dari struktur yang

atap, atau lebih tepat lagi adalah pusat massa dominan[3].

atap. Analisis pushover menghasilkan kurva Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa

kapasitas, yaitu kurva yang menggambarkan akurasi prediksi dari analsis pushover mempunyai keterbatasan yaitu memiliki

  

Manajemen dan Rekayasa Struktur C-61 kontribusi mode satu yang dominan dan hanya untuk gedung rendah dan menengah. Dalam penelitian ini akan membahas masalah batasan yang kedua karena tidak ada kejelasan tentang kriteria gedung yang dimaksud seperti berapa tinggi gedung serta panjang dan lebar gedung. Hal ini karena setiap peneliti mempunyai model gedung sendiri yang dianggap mewakili kriteria gedung rendah atau menengah.

  Studi ini mengusulkan kelangsingan gedung sebagai kriteria dari gedung pada permasalahan di atas. Hasil analisis pushover akan dibandingkan dengan analisis riwayat waktu

  Gempa rencana yang digunakan ada gempa Northridge ( nonlinier (NLTHA) sebagai analisis yang dianggap paling teliti sampai saat ini.

  Sifat nonlinier yang digunakan adalah material dan geometri. Kelangsingan gedung yang dimaksud adalah perbandingan antara tinggi gedung dengan panjang denah yang searah beban gempa. Hasil analisis yang akan dikaji adalah perpindahan dan rasio drift.

  2. METODOLOGI Kelangsingan gedung yang ditinjau pada penelitian ini adalah 1, 2 dan 3 (Tabel 1). Model struktur 3D, menggunakan material beton bertulang dengan mutu beton f’c = 30 MPa dan mutu tulangan fy = 400 MPa. Tebal pelat lantai 12 cm. Jenis sistem struktur adalah struktur rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Jumlah bentang yang digunakan adalah empat dengan panjang tiap bentang 5 m. Tinggi tiap tingkat adalah 4 meter. Bentuk denah adalah bujursangkar. Penampang yang digunakan sesuai tabel 2.

  1994) Penentuan titik kinerja untuk analisis pushover menggunakan metode FEMA 440 liniearization. Hal ini karena metode tersebut sudah dikalibrasikan dengan analisis dinamis [6]. Analisis riwayat waktu nonlinier dilakukan dengan bantuan program PERFORM 3D dengan respon struktur diambil ketika simpangan atap mencapai nilai maksimum.

  3. HASIL Hasil analisis untuk perpindahan akibat beban gempa Northridge pada tipe 1, 2, dan 3 menunjukan bahwa analisis pushover masih cukup konservatif dibanding analisis riwayat waktu. Hal ini terlihat pada Gambar 2, 4, dan 6, perpindahan analisis pushover selalu lebih besar dari NLTHA. Untuk selisih perpindahan atap antara kedua analisis mulai dari tipe 1, 2, 3 masing-masing 1.07, 0.82, 0.71. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar rasio kelangsingan gedung maka selisihnya semakin kecil (Tabel 2,3 dan 4).

  Sedangkan hasil analisis untuk rasio drift, selisih terbesar dari tipe 1, 2, 3 masing-masing adalah 1.30, 1.13, 1.13. Analisis pushover juga masih cukup konservatif untuk memprediksi rasio drift jika dibandingkan NLTHA pada semua model gedung (Gambar 3,5 dan 7).

  4. PEMBAHASAN . Penentuan skala gempa rencana didasarkan pada intensitas spektrumnya [2] yang diskalakan pada wilayah gempa 5 jenis tanah lunak [4] (Gambar 1) dengan rentang waktu yang diskalakan adalah

  0.2T1 – 1.5T1 [5]. Percepatan gempa ditinjau satu arah karena gedung yang digunakan simetris.

  Hasil analisis perpindahan dan rasio drift akibat beban gempa Northridge pada analisis pushover masih cukup konservatif untuk ketiga tipe gedung. Perlu diketahui bahwa periode getar alami gedung tipe 1, 2 dan 3 adalah 0.6352, 1.064, dan 1.439 detik. Melihat hal tersebut maka batasan yang direkomendasikan ATC 40 sudah tidak akurat lagi. Hal ini dikarenakan penentuan titik

  

kinerja untuk analisis pushover menggunakan Applied Technology Council, Redwood

metode FEMA 440 liniearization. City, CA.

  Jika ditinjau dari selisih dari kedua metode [4] SNI 03-1726-2002 (2002), Standar

analisis pada semua model gedung, maka Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

dapat diprediksi untuk periode getar alami Struktur Bangunan Gedung , Badan

gedung yang lebih besar maka hasil analisis Standarisasi Nasional, Jakarta. pushover akan berada dalam posisi [5] FEMA (2001), FEMA 368 : NEHRP underestimate untuk perpindahan dan rasio Recommended Provisions for Seismic driftnya.

  Regulations for New Buildings and Other Structures , Building Seismic Safety

5. KESIMPULAN Council, Washington, D.C.

  [6] CSI (2006), PERFORM 3D Nonlinear

Dari hasil analisis yang diperoleh dapat Analysis and Performance Assessment for

diambil kesimpulan bahwa tinjauan

  3D Structures : User Guide , Computers kelangsingan gedung terhadap hasil and Structures Inc., Berkeley, CA. perpindahan dan rasio drift tidak selalu memberikan hasil yang memuaskan untuk Tabel 1: Model gedung

  Panjang memprediksi keakuratan analisis pushover. Tinggi Panjang Tipe tiap Jumlah gedung gedung

  Hal ini dikarenakan hasil analisis pushover model bentang tingkat (m) (m) masih cukup konservatif untuk ketiga (m) kelangsingan gedung. Perlu kajian lebih

  1

  20

  20

  5

  5

  mendalam lagi terhadap kelangsingan gedung

  2

  40

  20

  5

  10

  tertentu dengan periode getar alami kurang

  3

  60

  20

  5

  15

  lebih dua detik untuk keakuratan terhadap analisis pushover. Tabel 1: Penampang balok dan kolom

  Tipe Balok Lantai Kolom Lantai

  1 DAFTAR PUSTAKA 30x50 1 s/d 5 60x60 1 s/d 5

  2 40x60 1 s/d 5 70x70 1 s/d 5

  [1]

Gupta, A. dan Krawinkler, H. (1999), 30x50 6 s/d 10 60x60 6 s/d 10

  3

  “Seismic demands for performance

  40x60 1 s/d 15 90x90 1 s/d 8

  evaluation of steel moment resisting frame

  80x80 9 s/d 15 structures” , (SAC Task 5.4.3) Report No.

  132, John A. Blume Earthquake Engineering Center, Stanford University, California. [2] Mwafy, A.M. dan Elnashai, A.S. (2001),

  “Static Pushover Versus Dynamic Collapse Analysis of RC Buildings” , Engineering Structures, Vol.23, hal. 407– 424. [3] ATC (1996), ATC 40 : Recommended

  Retrofit of Existing Concrete Buildings , Gambar 1: Spektrum gempa rencana dan wilayah gempa 5 SNI 1726-2002 untuk tanah lunak Tabel 2: Perpindahan Tipe 1 untuk gempa Northridge

  Lantai Perpindahan/Tinggi (%) Selisih

  1.02

  0.55

  8

  1.45

  0.70

  0.75

  7

  1.77

  0.90

  0.88

  6

  1.91

  0.89

  5

  0.96

  1.90

  0.77

  1.12

  4

  1.85

  0.72

  1.13

  3

  1.71

  0.66

  1.05

  2

  1.46

  0.41

  9

  0.92

  1.30

  Lantai Rasio Drift (%) Selisih

  Pushover NLTHA Pushover

  5

  0.98

  0.15

  0.83

  4

  1.52

  0.39

  1.13

  3

  1.95

  0.65

  2

  0.07

  1.99

  0.76

  1.23

  1

  1.51

  0.66

  0.85 Tabel 6: Rasio drift Tipe 2 untuk gempa

  Northridge

  Lantai Rasio Drift (%) Selisih

  Pushover NLTHA Pushover

  10

  0.24

  0.17

  0.54

  1

  0.05 Tabel 5: Rasio drift Tipe 1 untuk gempa

  5

  0.86

  8

  1.63

  0.62

  1.01

  7

  1.72

  0.63

  1.09

  6

  1.77

  0.64

  1.13

  1.76

  1.49

  0.63

  1.13

  4

  1.67

  0.58

  1.09

  3

  1.51

  0.50

  1.01

  1

  0.90

  0.17

  0.62

  9

  1.08

  13

  0.36

  0.72 Tabel 7: Rasio drift Tipe 3 untuk gempa

  Northridge

  Lantai Rasio Drift (%) Selisih

  Pushover NLTHA Pushover

  15

  0.09

  0.07

  0.02

  14

  0.21

  0.14

  0.07

  0.42

  0.67

  0.26

  0.16

  12

  0.69

  0.39

  0.31

  11

  0.98

  0.51

  0.48

  10

  1.26

  0.59

  Northridge

  0.01

  Pushover NLTHA Pushover

  0.80

  1.31

  0.55

  0.76

  7

  1.17

  0.48

  0.68

  6

  0.99

  0.40

  0.60

  5

  0.31

  0.81

  0.49

  4

  0.61

  0.23

  0.38

  3

  0.43

  0.16

  0.27

  2

  0.25

  0.09

  0.16

  8

  0.60

  0.11

  0.70

  5

  1.59

  0.52

  1.07

  4

  1.39

  0.49

  0.90

  3

  1.09

  0.41

  0.67

  2

  0.29

  1.41

  0.41

  1

  0.30

  0.13

  0.17 Tabel 3: Perpindahan Tipe 2 untuk gempa

  Northridge

  Lantai Perpindahan/Tinggi (%) Selisih

  Pushover NLTHA Pushover

  10

  1.43

  0.61

  0.82

  9

  1

  0.04

  0.06

  0.15

  0.81

  0.28

  0.54

  7

  0.71

  0.23

  0.47

  6

  0.59

  0.19

  0.40

  5

  0.47

  0.32

  0.60

  4

  0.36

  0.11

  0.25

  3

  0.24

  0.07

  0.18

  2

  0.14

  0.04

  0.11

  1

  8

  0.32

  0.07 Tabel 4: Perpindahan Tipe 3 untuk gempa

  0.43

  Northridge

  Lantai Perpindahan/Tinggi (%) Selisih

  Pushover NLTHA Pushover

  15

  1.16

  0.45

  0.71

  14

  1.15

  0.44

  0.71

  13

  1.14

  0.70

  0.91

  12

  1.11

  0.42

  0.69

  11

  1.06

  0.39

  0.67

  10

  1.00

  0.36

  0.64

  9

  0.72

  

Gambar 2: Hasil analisis Tipe 1 untuk Gambar 5: Hasil analisis Tipe 2 rasio drift (%)

perpindahan/tinggi (%) Gambar 3: Hasil analisis Tipe 1 rasio drift (%) Gambar 6: Hasil analisis Tipe 3 untuk perpindahan/tinggi (%)

  Gambar 4: Hasil analisis Tipe 2 untuk Gambar 7: Hasil analisis Tipe 3 rasio drift (%) perpindahan/tinggi (%) Tabel 8: Periode getar alami fundamental

  Tipe T (detik)

  1

  1 0.6352 2 1.0643 3 1.4394