Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Baja dengan Menggunakan Pengaku Eksentris (EBF)

Gratis

10
78
124
2 years ago
Preview
Full text
DAFTAR PUSTAKA Agus Setiawan, Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 031729-2002), 2008, Penerbit Erlangga. Anonim, 2010, Tata Cara Perencanaan Ketahan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, RSNI3 03-1726-201x, Badan Standarisasi Indonesia, Jakarta, Indonesia. American Institute of Steel Construction (AISC) (2010), Specification for structural steel buildings, Chicago. FEMA-356. (2000). Prestandard and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings. American Society of Civil Engineers, Reston. Virginia. FEMA-440.(2005). Improvement of Nonlinear Static Seismic Analysis Procedure. Applied Technology Council (ATC-55), California. Kazuhiko Kasai, Egor P Popov, Seismic Design of Eccentrically Braced Steel Frames. Mahendra D. Saputra, 2013, Evaluation of Steel Structure Portal Design Mechanism with Semi Rigid Connections, Universitas Katolik Parahyangan. Michael Bruneau, Chia-Ming Uang, Rafael Sabelli, Ductile Design Of Steel Structures(Second Edition),1998. RSNI3 03-1726-201x,(2010), Tata Cara Perencanaan Ketahan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, Jakarta, Indonesia. Shih-Ho Chao, Subhash C. Goel, Performance-Based Seismic Design of EBF Using Target Drift and Yield Mechanism as Performace Criteria, American Institute of Steel Construction, March 2005. SNI 03-1729-2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung. William T Segui, LRFD Steel Design (Third Edition), 2003, Thomson Brooks/Cole xv BAB III ANALISIS BEBAN DORONG (NONLINEAR STATIC PUSHOVER) 3.1 Pengertian Analisis Beban Dorong Analisis nonlinear static pushover (beban dorong) merupakan penyerdehanaan dari analisis nonlinear dynamic time history (riwayat waktu).Analisis beban dorong ini menerapkan beban dimana besar beban meningkat terus menerus sampai kondisi yang diinginkan. Dalam analisis ini, beban gempa terdistribusi vertikal dan diasumsikan sebagai beban static yang bekerja pada titik pusat massa disetiap lantai. Beban gempa inilah yang akan ditingkatkan secara bertahap sampai terjadi sendi plastis. 3.2 Analisis Beban Dorong Berdasarkan ATC-40 (Capacity-Spectrum Method) Capacity-spectrum method merupakan analisis statis nonlinier yang memberikan hasil berupa grafik dari kurva global force-displacement capacity dengan respone spectra.Hasil tersebut memberikan gambaran yang jelas tentang bagaimana bangunan merespon gerakan gempa.Prinsip metode ini adalah mencari titik temu antara pada spectrum kapasitas dengan respon spectrum sesuai dengan permintaan (demand). 3.2.1 Kapasitas (Capacity) Kurva kapasitas dibuat untuk mewakili respons dari struktur pada mode pertama, dengan asumsi mode pertama ini adalah mode yang dominan yang bekerja pada struktur.Hal ini umumnya berlaku untuk bangunan dengan periode getaran sampai dengan 1 detik. Kurva kapasitas merupakan kurva yang memperlihatkan hubungan antara peralihan lantai atap dengan gaya geser dasar (base shear) akibat dari pemberian beban laterak secara bertahap pada struktur. Kurva kapasitas ditunjukkan pada Gambar 3.1. Gambar 3.1 Kurva Kapasitas (ATC-40) 29 3.2.2 Permintaan (Demand) Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa kinerja erat kaitannya dengan permintaan.Oleh karena itu, sebelum menentukan hal-hal yang perlu dipersiapkan untuk mendesain struktur gedung sesuai dengan permintaan, maka kita harus mengetahui hal-hal yang perlu dipersiapkan untuk memperoleh suatu nilai kinerja. Dimana dalam kondisi ini, lokasi titik kinerja (performance) berada pada perpotongan: 1. Titik berada di kurva spectrum kapasitas mewakili struktur saat terjadi perpindahan. 2. Titik berada pada demand spectrum. Demand spectrum tersebut merupakan reduksi dari kurva spectrum dengan redaman 5%. Kurva spectrum dengan redaman 5% diperoleh dengan mengalikan kurva spectrum tersebut dengan suatu factor reduksi. Berikut ini adalah langkah-langkah yang perlu dilakukan untuk memperoleh factor reduksi: 1. Mengubah kurva kapasitas menjadi spectrum kapasitas (capacity spectrum) Spectrum kapasitas adalah representasi dari kurva dengna format Acceleration-Displacement Respons Spectra (ADRS) atau disebut juga kurva Sa versus Sd. Persamaan yang digunakan untuk mengubah kurva kapasitas menjadi spectrum kapasitas adalah sebagai berikut: N  PF1   (m . i i 1 N i1 ) (3.1)  (mi .i1 ) 2 i 1 N 1   (m . i 1 N i i1 )2 N  (m ). (m . i 1 i i 1 i 2 i1 (3.2) ) V Sa  W 1 (3.3) 30 Sd   roof PF1 roof .1 (3.4) Dengan PF1 = Modal participation factor untuk mode 1 α1 = Modal mass coefficient untuk mode1 mi = M assa lantai ke-i ϕi1 = Amplitudo dari mode 1 pada lantai-i N = Tingkat ke N, tingkat utama V = Gaya geser dasar W = Berat mati bangunan ∆roof = Peralihan atap Sa = Spect ral accelerat ion Sd = Spect ral displacement Gambar 3.2 menunjukkan perubahan kurva kapasitas menjadi spectrum kapasitas: Gambar 3.2 Kurva Kapasitas dan Spektrum Kapasitas (ATC-40) 2. Mengubah respons spectrum tradisional dengan redaman 5% menjadi demand spectrum dalam format ADRS. Persamaan yang digunakan untuk mengubah respons spectrum tradisional menjadi deman spectrum dalam format ADRS adalah sebagai berikut: 31 S 1 S aT 2 2 4 Dengan: Sa = Spectral acceleration Sd = Spectral displacement T = Periode (detik) Gambar 3.3 menunjukkan perubahan respons spektrum tradisional menjadi demand spectrum: Gambar 3.3 Respons Spektrum Tradisional dan Demand Spectrum (ATC-40) 3. Menampilkan spectrum kapasitas dan demand spectrum dalam satu grafik Langkah ini dilakukan untuk menentukan perkiraan awal api dan dpi. Grafik kedua spectrum ini dapat dilihat pada gambar 3.4 dpi= delastik = dinelastik Spectral Displacement Gambar 3.4 Plot Spektrum Kapasitas dan Demand Spektrum (ATC-40) 32 4. Membentuk kurva representasi bilinier Kurva representasi bilinear dibentuk dari spectrum kapasitas dengan ketentuan sebagai berikut: Gambar 3.5 Representasi Bilinear dari Spektrum Kapasitas (ATC-40) Kurva representasi bilinier ini dibuat dengan menyamakan luas A1 dengan luas A2. Tujuan menyamakan kedua luasan ini adalah agar masing-masing daerah memiliki energi disipasi akibat damping yang sama. 5. Menentukan nilai β0 Untuk mendapatkan nilai β0 maka diperlukan damping energy (ED) yang diperoleh dengan rumus: ED = 4 (api dpi – 2A1 – 2A2 – 2A3) = 4 (api dpi – 2dy (api – ay) – aydy– (dpi – dy) (api – ay)) = 4 (ay dpi – dy api) (3.6) Keterangan koefisien dari rumus diatas dapat dilihat dari Gambar 3.6. Gambar 3.6 Damping Energi (ATC-40) 33 Berikut adalah keterangan untuk Gambar 3.6: ED = Area tertutup dari hysteretic loop = Area dari luas jajar genjang yang lebih besar = 4 kali area jajar genjang yang diarsir Rumus untuk membuat area yang diarsir: A1 = (api- ay)*dy (3.7) A2 = (ay*dy)/2 (3.8) A3 = [((api- ay)*(dpi - dy)] (3.9) Selain nilai ED, untuk menentukan β0 juga diperlukan nilai maximum strain energy (ES0). Nilai ES0 diperoleh dari rumus berikut: ES0 = apidpi/2 (3.10) Keterangan dari rumus 3.10 dapat dilihat dari Gambar 3.7. Gambar 3.7 Hysteretic Damping memperlihatkan Maximum Strain Energy (ATC-40) 34 Dari nilai-nilai yang telah diperoleh, maka dapat dihitung nilai β0 (%) dengan rumus sebagai berikut: 0  0  1 ED 1 4( a y d pi  d y a pi ) 0.637( a y d pi  d y a pi )   a pi d pi / 2 a pi d pi 4 E S 0 4 63.7( a y d pi  d y a pi ) (3.11) (3.12) a pi d pi 6. Menghitung factor reduksi spectral (SRA dan SRV) Rumus SRA dan SRV diperoleh dari rumus berikut: SRA  SRA  3.21  0.68.Ln(  eff ) 2.12 2.31  0.41.Ln(  eff ) 1.65  SRAmin (3.13)  SRVmin (3.14) Nilai βeff(%) diperoleh dari rumus: βeff = kβ0 + 5 Nilai k diperoleh dari tabel berikut: Tabel 3.1 Nilai k (ATC-40) Tipe Struktur β0 (%) k ≤ 16.25 1 Tipe A >16.25 ≤ 25 Tipe B Tipe C > 25 Any value 1.13  0.51( a y d pi  d y a pi ) a pi d pi 0.67 0.446( a y d pi  d y a pi ) a pi d pi 3.33 35 Nilai SRAmin dan SRVmin dapat dilihat dari tabel berikut: Tabel 3.2 Nilai SRAmin dan SRVmin (ATC-40) Tipe Struktur SRAmin SRVmin A 0.33 0.5 B 0.44 0.56 C 0.56 0.67 Tipe gedung di klasifikasikan berdasarkan ketentuan berikut: Tabel 3.3 Tipe Struktur (ATC-40) 3.2.3 Shaking Essentially Existing Average Existing Poor Existing Duration Building Building Building Short Type A Type B Type C Long Type B Type C Type C Kinerja (Performance) Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, level kinerja diperoleh dari perpotongan capacity curve dengan demand spectrum.Grafik perpotongan tersebut dapat diperoleh dari Gambar 3.8. Gambar 3.8 Grafik Perpotongan Kurva Kapasitas Dengan Demand Spectrum (ATC-40) 36 Titik perpotongan antara demand spectrum dan spectrum kapasitas dalam hal ini berup titik (di,ai). Nilai dari titik perpotongan tersebut harus berada dalam suatu batas toleransi 5% dari titik (api,dpi). Bila nilai tersebut diluar batas toleransi, maka prosedur dalam mencari faktor reduksi diulangi dari tahap mencari representasi bilinier, dengan api=ai dan dpi=di sampai batas toleransi terpenuhi. Hasil yang diperoleh setelah batas toleransi terpenuhi, api (spectral displacement, Sd) dan dpi (spectral acceleration,Sa) perlu diubah menjadi gaya geser untuk api dan perpindahan (displacement ) untuk d pi . Konversi hasil tersebut adalah dengan menggunakan rumus-rumus berikut: S  roof (3.16) PF11, roof Maka displacement (∆roof) menjadi: Aroof = Sd. PF1.ϕ1,roof (3.17) Karena nilai Sd = dpi, maka rumus 3.17 menjadi: Aroof = dpi. PF1.ϕ1,roof Sa = (3.18) V /W 1 (3.19) Maka gaya gesernya (V), menjadi: V = Sa.W.α1 (3.20) Karena nilai Sa = api, maka rumus 3.20 menjadi: V = api.W.α1 Dengan : (3.21) PF1 = Modal participation factor untuk mode 1 α1 = Modal mass coefificient untuk mode 1 ϕ1,roof = ϕ lantai atap, mode 1 V = Gaya geser dasar 37 3.3 W = Berat mati bangunan ∆roof = Peralihan atap Sa = Spectral acceleration Sd = Spectral displacement Analisis Beban Dorong Berdasarkan FEMA-356 (Target Displacement) Nilai target displacement berdasarkan FEMA-356 adalah sebagai berikut: Gambar 3.9 Tahapan DCM Berdasarkan FEMA 356 Dengan: δt = target displacement g = percepatan gravitasi C0 = faktor modifikasi yang menghubungkan spectral displacement pada suatu sistem derajat kebebasan tunggal dengan peralihan lantai atap pada bangunan dengan sistem derajat kebebasan banyak. 38 C1 = faktor modifikasi yang menghubungkan peralihan maksimum yang diharapkan dari pergerakan pada sistem derajat kebebasan tunggal inelastic dengan peralihan yang dihitung dengan menggunakan respons elastik linear. untuk Te≥Ts C1=1.0 1 C1= R= ( R  1)Ts Te untuk Te 1 second 2 untuk 0.2s ≤ T ≤ 0.7s Sa Cm Vy W (3.29) (3.30) C2 = nilai C2 dengan T = 0.2 second untuk T < 0.2 second C2 = 1 untuk T > 0.7 second Analisis Beban Dorong Berdasarkan FEMA-440 (Linerization Method) Linearization Method adalah modifikasi dari analisis berdasarkan capacity-spectrum method (ATC-40).Dalam analisis ini, memperkirakan perpindahan maksimum dengan menggunakan periode efektif (Teff) dan redaman efektif (βeff).Hubungan periode efektif dengan damping dapat dilihat melalui Gambar 3.10. 41 Gambar 3.10 Grafik Hubungan Periode Efektif Dengan Damping Dalam Format ADRS, Acceleration-Displacement Response Spectrum (FEMA-440) Langkah-langkah yang dilakukan pada linearization method secara garis besar sama dengan capacity-spectrum method (ATC-40). Perbedaan kedua metode tersebut adalah nilai redaman efektif dan cara perolehan nilai kinerja. Langkah-langkah tersebut adalah: 1. Menghitung post-elastic stiffness (α) dan daktilitas (μ) Untuk menghitung kedua nilai tersebut, digunakan rumus sebagai berikut:  a pi  a y  d d y  pi α=  ay    d   y μ=     d pi (3.31) (3.32) dy 2. Menentukan nilai periode efektif (Teff) dan redaman efektif (βeff) Berikut adalah rumus yang digunakan untuk menentukan nilai redaman efektif (βeff) yang telah dioptimalkan untuk setiap kurva kapasitas: Untuk 1,0< μ < 4,0 βeff = 4,9 (μ-1)2 – 1,1(μ-1)3 + β0 (3.33) 42 Untuk 4,0< μ < 6,5 βeff = 14 + 0,32(μ-1)+ β0 (3.34) Untuk μ > 4,0  0,64(   1)  1 Teff  βeff = 19  2   0,64(  1)  T0 2   + β0  (3.35) Berikut adalah rumus yang digunakan untuk menentukan nilai periode efektif (Teff) yang telah dioptimalkan untuk setiap kurva kapasitas: Untuk 1,0< μ < 4,0 Teff = [0,02 (μ-1)2 – 0,038(μ-1)3 + 1] T0 (3.36) Untuk 4,0< μ < 6,5 Teff = [0,28 + 0,13(μ-1)+ 1] T0 (3.37) Untuk μ > 4,0      (   1)  1  1T0   1  0,05(   2)    Teff =  0,89 (3.38) 3. Menghitung faktor reduksi spectral (SRA dan SRV) Cara memperolehan nilai SRA dan SRV ini sama dengan capacity-spectrum method. Perbedaannya hanya pada nilai redaman efektif (βeff) 4. Memperoleh nilai kinerja dari struktur 5. Menentukan perkiraan perpindahan maksimum (di) dari perpotongan kurva demand spectrum dengan periode efektif dan perkiraan percepatan maksimum (ai) dari perpotongan nilai di dengan kurva kapasitas. Gambar 3.11 menunjukkan perkiraan peralihan maksimum. 43 Gambar 3.11 Perkiraan Peralihan Maksimum Nilai dari ai dan di harus berada dalam suatu batas toleransi 5% dari titik (api,dpi). Bila nilai tersebut diluar batas toleransi, maka prosedur dalam mencari faktor reduksi diulangi dari tahap mencari representasi bilinier, dengan api=ai dan dpi=di sampai batas toleransi terpenuhi. 3.6 Sendi Plastis Sendi plastis merupakan daerah konsentrasi tegangan dimana pada bagian tersebut telah mencapai leleh karena adanya gaya yang membebani. Sendi plastis merupakan salah satu hasil dari disipasi energy yang dilakukan struktur, dimana struktur berusaha memencarkan energy yang diterima akibat beban serta mengubahnya ke bentuk yang lain (peralihan dan sendi plastis). Pemodelan sendi dilakukan untuk mendefinisikan perilaku non-linier force-displacement dan/atau momen-rotasi yang dapat ditempatkan pada beberapa tempat di sepanjang bentang balok atau kolom.Pemodelan sendi adalah rigid dan tidak memiliki efek pada perilaku linier pada member. Pada pemodelan di dalam studi ini, properti sendi yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Elemen balok Elemen balok menggunakan Default-M3 sesuai dengaN program SAP 2000 karena balok efektif menahan momen dalam arah sumbu kuat (sumbu-3). Jarak relative yang bisa digunakan antara 0.1 dan 0.9, dimana angka 0.1 dan 0.9 menunjukkan letak sendi plastis diujung balok i dan j. Bila ingin memodelkan sendi plastis di tengah balok, digunakan jarak relative 0.5. Sendi plastis dimodelkan berdasarkan kriteria FEMA-356. 44 b. Elemen kolom Elemen kolom menggunakan hinge properties yang tertera pada Tabel 3.6 dengan pertimbangan bahwa pada elemen kolom tersebut menggunakan sambungan lewatan dan dengan tanpa sambungan lewatan. Nilai jarak relative yang digunakan adalah 0.1 dan 0.9.Pada kolom, sendi plastis tidak boleh dimodelkan di tengah bentang. Kolom harus didesain lebih kuat dari balok, sehingga sendi plastis akan terjadi terlebih dahulu di balok. Sendi plastis dimodelkan berdasarkan kriteria FEMA-356. 3.6.1 Hasil Analisis Sendi Plastis Dengan menggunakan analisis nonlinier, dapat diperoleh hasil analisis sendi plastis.Pemodelan dan hasil analisis sendi plastis dapat diklasifikasikan dengan mengacu pada kurva hubungan momen-rotasi (force-displacement) seperti terlihat pada Gambar 3.12. Gambar 3.12 Kurva Hubungan Momen-Rotasi, Setipe dengan Kurva Hubungan ForceDisplacement (FEMA 356) Kurva pada Gambar 3.12 memiliki lima titik utama, yaitu titik A, B, C, D dan E serta kondisi taraf kinerja yang bisa dicapai pada posisi tertentu seperti Immediate Occupancy (IO), Life Safety (LS) dan Collapse Prevention (CP). Keterangan dari Gambar 3.12 yaitu: a. Titik A merupakan titik awal sebelum struktur dikenai beban gempa. b. Titik B memperlihatkan kelelehan, namun deformasi belum terjadi sampai dengan titik B. c. Garis AB menunjukkan respons linier. d. Titik C merepresentasikan kapasitas ultimit. e. Garis BC menunjukkan strain hardening. f. Titik D merepresentasikan kekuatan sisa (residual strength). g. Garis CD menunjukkan degradasi kekuatan. h. Titik E memperlihatkan kondisi keruntuhan total. 45 i. Garis DE menunjukkan pengurangan kekuatran lagi. j. a adalah bagian deformasi yang terjadi setelah leleh sampai kapasitas ultimitnya. k. b adalah bagian deformasi yang terjadi setelah leleh sampai kondisi keruntuhan total. l. c adalah kekuatan sisa setelah terjadi penurunan kekuatan yang mendadak dari C ke D. Hasil dari analisis sendi plastis, yaitu: a. Gaya dan/atau momen pada sendi b. Peralihan dan/atau rotasi plastis. c. Kondisi paling ekstrim yang terjadi pada sendi. Kondisi ini tidak menunjukkan apakah terjadi deformasi positif atau negatif: - A ke B - B ke C - C ke D - D ke E - >E d. Taraf kinerja paling ekstrim yang terjadi pada sendi. Taraf ini tidak menunjukkan apakah terjadi deformasi positif atau negatif: 3.6.2 - A ke B - B ke IO - IO ke LS - LS ke CP - > CP Distribusi Sendi Plastis Sendi plastis hanya boleh terjadi pada balok, dasar kolom yang dekat dengan pondasi, balok perangkai pada dinding geser, dan dasar dari dinding geser.Dalam perencanaan, desain kapasitas harus terpenuhi, dimana kolom harus didesain lebih kuat dari balok, sehingga sendi plastis diharapkan terjadi pada balok terlebih dahulu (beam sway mechanism).Hal ini karena kerusakan yang terjadi pada balok termasuk dalam kerusakan local dan dapat diperbaiki. Dengan terjadinya sendi plastis pada balok, maka energy akan tersebar dibanyak tempat. Berbeda dengan story mechanism, dimana sendi plastis terjadi pada kolom dan energy terpusat di satu tempat.Tentunya hal ini sangat berbahaya. Sendi plastis yang terjadi pertama kali harus memiliki kapasitas rotasi yang cukup untuk pembentukan sendi plastis berikutnya, tanpa mengalami penurunan kekuatan dan kekakuan yang signifikan. Dengan demikian mekanisme kelelehan yang daktail dapat tercapai. 46 3.6.3 Mekanisme Pembentukan Sendi Plastis Pada saat struktur mengalami percepatan tanah pada tumpuan struktur, maka massa struktur juga akan mengalami percepatan. Besarnya percepatan massa struktur tersebut dipengaruhi oleh periode alami struktur. Dari grafik respons spectrum dapat diketahui bahwa dengan berkurangnya periode alami struktur maka percepatan massa akan membesar dan dengan bertambahnya periode alami struktur akan mengurangi percepatan massa struktur. Namun hal tersebut sangat dipengaruhi oleh karakteristik dari sebuah rekaman gempa tertentu yang bisa mempengaruhi respons yang dihasilkan. Karena beban gempa yang digunakan berupa rekaman gempa actual yang merupakan fungsi dari waktu, bersifat dinamis dan tidak beraturan, maka ada kemungkinan pada saat tertentu akan terjadi gaya inersia yang menyebabkan suatu keadaan dimana beban yang terjadi melebihi dari kekuatan leleh elemen struktur tersebut. Gaya inersia ini timbul dari massa yang mengalami percepatan. Akibat keadaan tersebut maka elemen struktur dapat mengalami kelelehan dan berusaha mendisipasikan energy sehingga terjadi deformasi plastis. Pada kondisi terjadinya deformasi plastis, akan terbentuk sendi-sendi plastis pada ujung-ujung elemen struktur. Oleh karena itu penting untuk merencanakan letak sendi plastis, dengan cara meningkatkan kekuatan struktur seperti pada pertemuan antara kolom dan balok. Kapasitas kolom ditingkatkan sehingga sendi plastis akan terbentuk pada elemen balok. Pembentukan sendi-sendi plastis pada elemen balok sangat menguntungkan karena: a. Bahaya keruntuhan struktur menjadi lebih kecil. b. Disipasi energy dapat terjadi di banyak tempat. c. Sendi-sendi plastis yang terjadi pada elemen balok dapat berfungsi dengan baik, sehingga memungkinkan terjadinya rotasi sendi plastis yang besar. d. Daktilitas yang diinginkan dari struktur dapat dengan mudah dipenuhi. Mekanisme pembentukan sendi plastis ini akan berlangsung dengan sangat baik jika terjadi pada daerah yang daktail. 3.7 Taraf Kinerja Struktur Setiap struktur bangunan dirancang pada taraf kinerja tertentu.Taraf kinerja ini berkaitan dengan kerusakan bangunan jika terjadi gempa.Pada suatu taraf kinerja terdapat kondisi batas maksimum kerusakan elemen struktural maupun nonstruktural.Pemilihan taraf kinerja bergantung pada lokasi bangunan, keinginan pemilik bangunan, kondisi perekonomian pemilik bangunan, nilai sejarah bangunan, dan besar gempa yang mungkin dialami struktur bangunan.Taraf kinerja dinyatakan 47 secara kualitatif dalam kriteria tingkat kerusakan fisik yang terjadi, ancaman terhadap keselamatan jiwa manusia, dan kemampuan layan struktur pasca gempa. Terdapat beberapa macam klasifikasi taraf kinerja secara kualitatif, yaitu: a. Taraf penghunian segera (Immediate Occupancy) , “ IO” Berarti kerusakan akibat gempa sangat kecil.Gaya vertical dan horizontal dari bangunan dapat menahan seluruh kekuatan dari gempa dan kekakuan struktur.Resiko korban jiwa sebagai hasil dari kerusakan struktural sangat rendah, meskipun beberapa perbaikan nonstructural minor masih diperlukan. b. Taraf control kerusakan (Damage Control), “DC” Pada taraf ini struktur bangunan boleh rusak, namun tidak runtuh.Resiko korban jiwa sangat rendah.Kerusakan yang terjadi bervariasi di antara kategori IOdan LS.Hal ini berguna dimana sasaran kinerja yang ingin dicapai mempunyai kriteria yang lebih ketat daripada taraf LS, tetapi kelayakan huni bukanlah masalah utama.Contohnya adalah bangunan-bangunan bersejarah. c. Taraf keselamatan jiwa (Life Safety), “LS” Kerusakan struktural terjadi setelah adanya gempa, tetapi keruntuhan sebagian maupun seluruh bangunan tidak terjadi.Beberapa elemen dan komponen struktural rusak.Resiko korban jiwa sebagai akibat dari kerusakan struktural diharapkan rendah.Memungkinkan untuk dapat memperbaiki struktur, walaupun secara ekonomis tidak dilaksanakan.Ketika kerusakan dari struktur tidak mendekati resiko keruntuhan, perlu adanya perbaikan secara hati-hati atau tindakan memasang bracing sementara. d. Taraf keamanan terbatas (Limited Safety) Taraf ini bukan merupakan level spesifik, tetapi merupakan taraf diantara Life Safety dan Structural Stability. e. Taraf stabilitas struktur (Collapse Prevention atau Structural Stability), “CP” Gedung berada pada batas keruntuhan sebagian atau total. Kerusakan struktural terjadi, berpotensi mengurangi kekakuan dan kekuatan dari sistem penahan gaya lateral dan mengurangi kapasitas untuk menahan gaya vertical. Komponen penting untuk menahan beban gravitasi harus tetap dapat menahan beban gravitasi.Resiko korban jiwa mungkin ada.Struktur secara teknikal tidak dapat diperbaiki dan tidak aman ditempati kembali. f. Taraf yang tidak diperhitungkan Taraf ini bukan merupakan tingkat kinerja, tetapi khusus untuk situasi dimana hanya untuk evaluasi seismic nonstructural atau retrofit. 48 Penjelasan khusus mengenai kondisi balok dan kolom pada berbagai kategori taraf kinerja dapat dilihat pada Tabel 3.6. 3.8 Klasifikasi Deformation Limit Nilai displacement yang dihasilkan dari setiap prosedur baik menggunakan Capacity Spectrum maupun Displacement Coefficient Method, digunakan untuk mendapatkan nilai drift. Nilai drift ini digunakan sebagai indicator kinerja dari struktur yang sedang dianalisis. Pada Tabel 3.6 memperlihatkan klasifikasi dari deformation limituntuk berbagai macam tingkat kinerja. Dimana Maximum Total drift didefinisikan sebagai rasio antar tingkat (drift) pada nilai target displacement. Sementara maximum Inelastic Drift didefinisikan sebagai bagian dari Maximum Total Drift di luar titik leleh efektif. Tabel 3.6Deformation Limit untuk berbagai Tingkat Kinerja (ATC-40) Performance Level Interstory Immediate Damage Life Structural drift Limit Occupancy control safety Stability M aximum 0.01 0.01-0.02 0.02 0.33Vi / Pi Pi Vi Total Drift dri ft (Xmax/ H) M aximum 0.005 0.005-0.015 No Limit No Limit H Inelastic Drift Limit 49 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Permodelan Struktur 4.1.1 Data Struktur Struktur bangunan berupa struktur gedung baja 3 dimensi portal sederhana, dan dengan yang menggunakan pengaku konsentris (Concentric Brace Frames) serta dengan yang menggunakan pengaku eksentris (Eccentric Brace Frames). Struktur bangunan merupakan gedung 12 lantai dengan jarak tiap lantai 3.5 m dan terletak di Medan dengan fungsi bangunan untuk perkantoran. Bangunan berada di atas tanah sedang dengan Situs SD. Ukuran bangunan arah x dan y adalah 24 dan 48 m. Adapun gambar permodelan dapat dilihat pada Gambar berikut. Data bangunan adalah sebagai berikut: 1. Fungsi bangunan : Gedung Perkantoran 2. Letak bangunan : Medan 3. Jenis tanah dasar : Tanah Sedang (Situs SD) 4. Jumlah lantai : 12 lantai 5. Tinggi total gedung : 42 m 6. Tinggi antar lantai : 3.5 m (tipikal ditiap lantai) 7. Panjang bangunan arah x : 24 m 8. Panjang bangunan arah y : 48 m 9. Faktor keutamaan, I :1 50 4.1.2 Permodelan di SAP 4.1.2.1 Sistem Struktur Rangka Penahan Momen (MRF) Gambar 4.1 Pemodelan gedung 3D 51 Gambar 4.2 Denah gedung 52 Gambar 4.3 Permodelan Struktur arah XZ 53 Gambar 4.4 Permodelan Struktur arah YZ 54 4.1.2.2 Sistem Struktur Rangka Konsentris (CBF)  Tipe Diagonal Braced Gambar 4.5 Pemodelan gedung 3D 55 Gambar 4.6 Denah gedung 56 Gambar 4.7 Permodelan Struktur arah XZ 57 Gambar 4.8 Permodelan Struktur arah YZ 58  Tipe V-Braced Gambar 4.9 Pemodelan gedung 3D 59 Gambar 4.10 Denah gedung 60 Gambar 4.11 Permodelan Struktur arah XZ 61 Gambar 4.12 Permodelan Struktur arah YZ 62 4.1.2.3 Sistem Struktur Rangka Eksentris (EBF)  Tipe Diagonal Braced (e=0.5m) Gambar 4.13 Pemodelan gedung 3D 63 Gambar 4.14 Denah gedung 64 Gambar 4.15 Permodelan Struktur arah XZ 65 Gambar 4.16 Permodelan Struktur arah YZ 66  Tipe Diagonal Braced (e=1m) Gambar 4.17 Pemodelan gedung 3D 67 Gambar 4.18 Denah gedung 68 Gambar 4.19 Permodelan Struktur arah XZ 69 Gambar 4.20 Permodelan Struktur arah YZ 70  Tipe V-Braced (e=0.5m) Gambar 4.21 Pemodelan gedung 3D 71 Gambar 4.22 Denah gedung 72 Gambar 4.23 Permodelan Struktur arah XZ 73 Gambar 4.24 Permodelan Struktur arah YZ 74  Tipe V-Braced (e=1m) Gambar 4.25 Pemodelan gedung 3D 75 Gambar 4.26 Denah gedung 76 Gambar 4.27 Permodelan Struktur arah XZ 77 Gambar 4.28 Permodelan Struktur arah YZ 78 4.1.3 Data Material Mutu material yang digunakan untuk struktur bangunan ini yaitu: 4.1.3.1 Baja Berat jenis baja ( γs ) = 78.5 kN /m2 Mutu Baja (BJ41), Fy = 345 Mpa Fu = 448 MPa Modulus elastisitas baja Es = 200000 MPa 4.1.3.2 Beton Berat jenis beton ( γs ) = 24 kN /m2 Mutu Beton, fc’ = 30 MPa Poisson’s Ratio, μ = 0,2 Modulus Elastisitas Beton Ec = 4700.(fc`)0.5= 4700.(30)0.5MPa Ec = 25742.9602 MPa 4.1.4 Pembebanan Struktur Beban-beban yang bekerja pada struktur bangunan ini yakni sebagai berikut: 4.1.4.1 Berat sendiri Berat sendiri adalah beban mati yang diperoleh dari material. Dalam studi ini material yang digunakan adalah beton dengan berat jenis 24 kN/m3 4.1.4.2 Beban Mati Tambahan (Superimposed Dead Load) Beban lantai : a. Beban adukan dari semen = 0.21 kN/m2/cm Tebal 3 cm Beban acian = 3 x 0.21 = 0.63 kN/m2 b. Beban keramik plesteran = 0.24 kN/m2 c. Beban plafon = 0.18 kN/m2 79 d. Beban mechanical electrical = 0.30 kN/m2 Total beban mati tambahan = 1.35 kN/m2 Beban mati tambahan yang digunakan untuk desain 1.4 kN/m2 Beban atap : a. Beban adukan dari semen = 0.21 kN/m2/cm Tebal 3 cm Beban acian = 3 x 0.21 = 0.63 kN/m2 b. Beban keramik plesteran = 0.24 kN/m2 c. Beban plafon = 0.18 kN/m2 d. Beban mechanical electrical = 0.30 kN/m2 Total beban mati tambahan = 1.35 kN/m2 Beban mati tambahan yang digunakan untuk desain 1.40 kN/m2 4.1.4.3 Beban Hidup a. Beban hidup lantai kantor = 2.5 kN/m2 b. Beban hidup atap = 1.0 kN/m2 4.1.5 Dimensi dan Penampang Struktur 4.1.5.1 Dimensi Balok BALOK H Beam BALOK INDUK HB 200x200x8x12 mm 80 BALOK ANAK HB 100x100x6x9 mm 4.1.5.2 Dimensi Kolom KOLOM H Beam KOLOM HB 400x400x9x16 mm 4.1.5.3 Dimensi Bracing BRACING H Beam BRACING HB 175x175x7x11 mm 81 4.1.5.4 Dimensi Pelat t 2 x( a  b) 180 Dengan t = tebal pelat (mm) a = Panjang pelat (mm) b = Lebar pelat (mm) t 2 x ( 4000  8000)  133.333mm , diambil t = 150 mm 180 Jadi, tebal pelat yang digunakan adalah 150 mm 4.2 Pembahasan dan Diskusi Analisis Beban Dorong Prosedur analisis beban dorong yang dilakukan menggunakan bantuan program SAP 2000. Distribusi vertical dari beban gempa yang diduplikasi pada masing-masing permodelan dalam studi ini adalah sebagai berikut: PUSHOVER-X :adalah distribusi vertical beban gempa akibat gempa arah X. PUSHOVER-Y :adalah distribusi vertical beban gempa akibat gempa arah Y. Hasil dari analisis beban dorong akan menunjukkan Displacement kinerja struktur rangka baja eksentris akan lebih besar dibandingkan dengan rangka baja penahan momen dan akan lebih kecil dari rangka baja konsentris , hal ini disebabkan karena pada struktur rangka eksentris terdapat elemen balok link yang dapat menambah sifat daktail dari struktur tersebut. 4.2.1 Penyebaran Sendi Plastis Secara keseluruhan pada setiap analisis Pushover berdasarkan distribusi vertical dari beban gempa yang ditetapkan, pada struktur rangka baja penahan momen, struktur rangka baja konsentris dan struktur rangka baja eksentris, letak penyebaran sendi plastis terjadi pada balok, hal ini menunjukkan bahwa perencanaan sesuai dengan konsep Strong Column Weak Beam terpenuhi. Hasil dari Pushover tersebut juga menghasilkan mode yang sesuai dengan filosofi perencanaan struktur dimana mode yang terjadi seharusnya memiliki 36 mode karena struktur tersebut merupakan struktur tiga dimensi dimana terdapat mode arah x, y dan z. Berikut ini adalah gambar-gambar penyebaran sendi plastis pada permodelan tiga dimensi dari setiap PUSHOVER. 82 4.2.1.1 Sistem Struktur Rangka Penahan Momen (MRF) Gambar 4.29 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur MRF, kondisi Step 6 Gambar 4.30 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur MRF, kondisi Step 11 83 Gambar 4.31 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur MRF, kondisi Step 7 Gambar 4.32 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur MRF, kondisi Step 11 84 4.2.1.2 Sistem Struktur Rangka Konsentris (CBF)  Tipe Diagonal Braced Gambar 4.33 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 12 Gambar 4.34 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 24 85 Gambar 4.35 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 1 Gambar 4.36 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe Diagonal Braced, kondisi Step 34 86  Tipe V-Braced Gambar 4.37 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 1 Gambar 4.38 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 29 87 Gambar 4.39 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 1 Gambar 4.40 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur CBF tipe V-Braced, kondisi Step 14 88 4.2.1.3 Sistem Struktur Rangka Eksentris (EBF)  Tipe Diagonal Braced (e=0.5m) Gambar 4.41 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 12 Gambar 4.42 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 23 89 Gambar 4.43 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 2 Gambar 4.44 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 32 90  Tipe Diagonal Braced (e=1m) Gambar 4.45 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 12 Gambar 4.46 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 22 91 Gambar 4.47 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 4 Gambar 4.48 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe Diagonal Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 23 92  Tipe V-Braced (e=0.5m) Gambar 4.49 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 1 Gambar 4.50 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 27 93 Gambar 4.51 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 1 Gambar 4.52 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=0.5m, kondisi Step 9 94  Tipe V-Braced (e=1m) Gambar 4.53 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 2 Gambar 4.54 Sendi Plastis PUSHOVER-X pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 26 95 Gambar 4.55 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 2 Gambar 4.56 Sendi Plastis PUSHOVER-Y pada struktur EBF tipe V-Braced dengan panjang e=1m, kondisi Step 12 96 4.3 Design Response Spectrum Letak gedung pada situs kelas D dengan Ss= 0.5 dan S1= 0.3. Koefisien situs : Fa= 1.4 untuk Ss= 0.5 pada situs kelas D Fv= 1.8 untuk S1= 0.3 pada situs kelas D Parameter percepatan spectrum respons pada perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1): SMS=FaSs=1.4(0.5) = 0.7 SM1=FvS1=1.8(0.3) = 0.54 Parameter desain respons spectrum: 2 2 S MS  (0.7)  0.47 3 3 2 2 S D1  S M 1  (0.54)  0.36 3 3 S 0.36  0.153 T0  0.2 D1  0.2 0.47 S DS S DS  TS  S D1 0.36   0.767 S DS 0.47 Desain Respons Spectrum: Untuk T ≤ T0 Untuk T0 ≤ T≤ TS Untuk T> TS S a  0.6 S DS T  0.4 S DS  1.843T  0.188 T0 S a  S DS  0.47 Sa  S D1 0.36  T T 97 SDS = 0.47 SD1 =0.36 T0 =0.2 Ts =0.75 Grafik 4.1 Kurva Design Response Spectrum untuk kelas situs D (Ss= 0.5 ;S1= 0.3) Analisis Beban Dorong Analisis Beban Dorong atau Pushover Analisis didapat dengan menggunakan program SAP2000. Dimana grafik pushover curve dari gempa arah x dan y pada system struktur rangka penahan momen (MRF) dapat dilihat pada Gambar 4.15. 50000.00 45000.00 40000.00 Base Shear (KN) 4.4 35000.00 30000.00 25000.00 20000.00 Pushover X 15000.00 Pushover Y 10000.00 5000.00 0.00 Displacement (mm) Grafik 4.2 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja penahan momen (M RF). 98 Sedangkan grafik dan tabel pushover curve dari gempa arah x dan y pada struktur yang yang berpengaku dapat dilihat pada grafik dibawah. 500000.00 450000.00 Base Shear (KN) 400000.00 350000.00 300000.00 250000.00 Pushover X 200000.00 Pushover Y 150000.00 100000.00 50000.00 0.00 0 58 67 71 73 122 235 259 351 400 413 420 Displacement (mm) Grafik 4.3 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku konsent ris (CBF) bert ipe diagonal braced. 160000.00 Base Shear (KN) 140000.00 120000.00 100000.00 80000.00 Pushover X 60000.00 Pushover Y 40000.00 20000.00 0.00 0 69 77 142 142 191 191 247 247 352 352 377 377 442 494 Displacement (mm) Grafik 4.4 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku konsent ris (CBF) bert ipe v-braced. 99 500000.00 450000.00 400000.00 Base Shear (KN) 350000.00 300000.00 250000.00 Pushover X 200000.00 Pushover Y 150000.00 100000.00 50000.00 0.00 0 47 79 79 83 83 93 93 107 107 134 134 268 275 432 432 Displacement (mm) Grafik 4.5 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris (EBF) bert ipe diagonal brace dengan panjang e=0.5m . 450000.00 400000.00 Base Shear (KN) 350000.00 300000.00 250000.00 200000.00 Pushover X 150000.00 Pushover Y 100000.00 50000.00 0.00 0 101 128 128 136 136 160 160 283 283 369 Displacement (mm) Grafik 4.6 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris (EBF) bert ipe diagonal brace dengan panjang e=1m . 100 200000.00 180000.00 Base Shear (KN) 160000.00 140000.00 120000.00 100000.00 80000.00 Pushover X 60000.00 Pushover Y 40000.00 20000.00 0.00 0 123 138 138 161 161 284 284 444 Displacement (mm) Grafik 4.7 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris (EBF) bert ipe v-brace dengan panjang e=0.5m . 250000.00 Base Shear (KN) 200000.00 150000.00 Pushover X 100000.00 Pushover Y 50000.00 0.00 0 168 232 251 251 321 321 442 442 493 493 Displacement (mm) Grafik 4.8 Pushover Curve (Kurva Kapasitas) gempa arah x dan y pada st rukt ur rangka baja berpengaku eksent ris (EBF) bert ipe v-brace dengan panjang e=1m . Pada hasil grafik Pushover diatas, dapat dilihat bahwa struktur bangunan ketika menerima gempa arah y lebih daktail jika dibandingkan dengan kondisi ketika struktur menerima gempa arah x. Hal ini menunjukkan bahwa sumbu x pada struktur tersebut lebih lemah jika dibandingkan dengan sumbu y 101 4.5 Hasil Analisis Beban Dorong Untuk mempermudah perencanaan, maka hasil dari base shear dan target displacement performance point diambil dari hasil pengerjaan program SAP2000. Hasil analisis beban dorong untuk struktur dapat dilihat pada tabel berikut ini: Tabel 4.1 Kinerja Struktur untuk rangka penahan momen (MRF) SAP ATC-40 PUSHOVER-X Base Shear, V (kN) 11214.99 Displacement, D (m) 0.357 Roof Displacement Ratio 0.0085 Performance Level IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X Base Shear, V (kN) 11145.97 Displacement, D (m) 0.354 Roof Displacement Ratio 0.0084 Performance Level IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X Base Shear, V (kN) 11214.99 Displacement, D (m) 0.357 Roof Displacement Ratio 0.0085 Performance Level IO SAP FEMA 440 DM PUSHOVER-X Base Shear, V (kN) 11145.97 Displacement, D (m) 0.354 Roof Displacement Ratio 0.0084 Performance Level IO PUSHOVER-Y 11169.26 0.366 0.0087 IO PUSHOVER-Y 11060.45 0.362 0.0086 IO PUSHOVER-Y 11169.26 0.366 0.0087 IO PUSHOVER-Y 11060.45 0.362 0.0086 IO Tabel 4.2 Kinerja Struktur untuk rangka baja berpengaku konsentris (CBF) tipe diagonal brace SAP ATC-40 PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 50765.11 58792.37 Displacement, D (m) 0.068 0.046 Roof Displacement Ratio 0.0016 0.0011 Performance Level IO IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 46868.94 42807.63 Displacement, D (m) 0.064 0.035 Roof Displacement Ratio 0.0015 0.0008 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 50758.53 58962.91 Displacement, D (m) 0.068 0.046 Roof Displacement Ratio 0.0016 0.0011 Performance Level IO IO 102 SAP FEMA 440 DM Base Shear, V (kN) Displacement, D (m) Roof Displacement Ratio Performance Level PUSHOVER-X 48108.71 0.065 0.0015 IO PUSHOVER-Y 37645.39 0.031 0.0007 IO Tabel 4.3 Kinerja Struktur untuk rangka baja berpengaku konsentris (CBF) tipe v-brace SAP ATC-40 PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 49988.86 56286.75 Displacement, D (m) 0.043 0.035 Roof Displacement Ratio 0.0010 0.00083 Performance Level IO IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 44552.66 50504.61 Displacement, D (m) 0.039 0.031 Roof Displacement Ratio 0.00093 0.00074 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 49988.86 56286.75 Displacement, D (m) 0.043 0.035 Roof Displacement Ratio 0.0010 0.00083 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 DM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 43824.48 48362.53 Displacement, D (m) 0.038 0.030 Roof Displacement Ratio 0.00091 0.00071 Performance Level IO IO Tabel 4.4 Kinerja Struktur untuk rangka baja berpengaku eksentris (EBF) tipe diagonal brace dengan panjang e=0.5m. SAP ATC-40 PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 52580.21 59500.71 Displacement, D (m) 0.074 0.05 Roof Displacement Ratio 0.0018 0.0012 Performance Level IO IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 47856.77 37966.91 Displacement, D (m) 0.069 0.030 Roof Displacement Ratio 0.0016 0.00071 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 56655.82 59500.71 Displacement, D (m) 0.079 0.05 Roof Displacement Ratio 0.0019 0.0012 Performance Level IO IO 103 SAP FEMA 440 DM Base Shear, V (kN) Displacement, D (m) Roof Displacement Ratio Performance Level PUSHOVER-X 44411.03 0.065 0.0016 IO PUSHOVER-Y 37365.29 0.03 0.00071 IO Tabel 4.5 Kinerja Struktur untuk rangka baja berpengaku eksentris (EBF) tipe diagonal brace dengan panjang e=1m. SAP ATC-40 PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 52283.53 57711.72 Displacement, D (m) 0.094 0.063 Roof Displacement Ratio 0.0022 0.0015 Performance Level IO IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 52283.53 57711.72 Displacement, D (m) 0.094 0.063 Roof Displacement Ratio 0.0022 0.0015 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 40793.81 39671.99 Displacement, D (m) 0.073 0.038 Roof Displacement Ratio 0.0017 0.0009 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 DM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 40694.29 38314.57 Displacement, D (m) 0.072 0.037 Roof Displacement Ratio 0.0017 0.0009 Performance Level IO IO Tabel 4.6 Kinerja Struktur untuk rangka baja berpengaku eksentris (EBF) tipe v-brace dengan panjang e=0.5m. SAP ATC-40 PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 49516.95 55512.61 Displacement, D (m) 0.052 0.041 Roof Displacement Ratio 0.0012 0.00097 Performance Level IO IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 42698.09 48564.39 Displacement, D (m) 0.045 0.041 Roof Displacement Ratio 0.0011 0.00086 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 49516.95 55512.61 Displacement, D (m) 0.052 0.041 Roof Displacement Ratio 0.0012 0.00097 Performance Level IO IO 104 SAP FEMA 440 DM Base Shear, V (kN) Displacement, D (m) Roof Displacement Ratio Performance Level PUSHOVER-X 41699.79 0.044 0.0011 IO PUSHOVER-Y 46598.53 0.035 0.00083 IO Tabel 4.7 Kinerja Struktur untuk rangka baja berpengaku eksentris (EBF) tipe v-brace dengan panjang e=1m. SAP ATC-40 PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 48196.18 53373.68 Displacement, D (m) 0.083 0.062 Roof Displacement Ratio 0.0019 0.0015 Performance Level IO IO SAP FEMA 356 CM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 41617.74 45988.39 Displacement, D (m) 0.072 0.054 Roof Displacement Ratio 0.0017 0.0013 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 EL PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 48196.18 53373,68 Displacement, D (m) 0.083 0.062 Roof Displacement Ratio 0.0019 0.0015 Performance Level IO IO SAP FEMA 440 DM PUSHOVER-X PUSHOVER-Y Base Shear, V (kN) 40929.99 44748.41 Displacement, D (m) 0.071 0.052 Roof Displacement Ratio 0.0017 0.0012 Performance Level IO IO 105 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil analisis yang telah dilakukan dan berdasarkan pembahasan pada bab-bab sebelumnya, dapat ditarik beberapa kesimpulan, antara lain: 1. Struktur yang dibebani beban gempa maksimum mencapai level kinerja Immediate Occupancy, hal ini memenuhi syarat karena struktur bangunan tidak mengalami kerusakan dan dapat segera diopersikan kembali setelah mengalami gempa. 2. Pengaku pada struktur rangka berpengaku memberikan kekakuan kepada struktur bangunan sehingga memperkecil displacement dan mengurangi sifat daktail struktur. Akan tetapi bilamana beban berlebih dan merusak bracing, maka kekuatan pada struktur tersebut akan menurun pula. 3. Sendi plastis yang terjadi untuk setiap PUSHOVER pada rangka baja penahan momen terjadi pada balok, hal ini menunjukkan bahwa balok lebih lemah daripada kolom sehingga memenuhi persyaratan strong column weak beam. Sedangkan pada struktur rangka baja berpengaku, sendi plastis terjadi pada pengaku atau bracing. 4. Rasio perbandingan displacement atap bracing tipe diagonal, rangka konsentris memiliki rasio displacement atap 81,2% lebih kecil terhadap rangka tanpa pengaku untuk pushover arah x dan 87,4% lebih kecil untuk pushover arah y, sedangkan untuk rangka eksentris 0.5m, rasio displacement atapnya 78,8% lebih kecil terhadap rangka tanpa pengaku untuk pushover arah x dan 86,2% lebih kecil untuk pushover arah y, dan untuk rangka eksentris 1m, rasio displacement atapnya 74,1% lebih kecil terhadap rangka tanpa pengaku untuk pushover arah x dan 82,8% lebih kecil untuk pushover arah y. 5. Rasio perbandingan displacement atap bracing tipe V, rangka konsentris memiliki rasio displacement atap 88,2% lebih kecil terhadap rangka tanpa pengaku untuk pushover arah x dan 90,8% lebih kecil untuk pushover arah y, sedangkan untuk rangka eksentris 0.5m, rasio displacement atapnya 85,9% lebih kecil terhadap rangka 106 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. . 107 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 pendek ) dan nilai ( parameter respons spektral percepatan gempa pada periode (parameter respons spektral percepatan gempa pada periode 1 detik) pada setiap daerah yang ditinjau. 2.1.1 Gempa Rencana dan Faktor Keutamaan Tata ca

Dokumen baru

Aktifitas terkini

Download (124 Halaman)
Gratis

Dokumen yang terkait

Kajian Indeks Kerusakan Pada Struktur Bangunan Baja Berdasarkan Pendekatan Energi Akibat Gempa Kuat
8
65
113
Analisa Tiga Dimensi Rekayasa Penempatan Posisi Damper pada Struktur Multistory Frame dengan Tipe Pengaku Bracing
2
104
174
Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Baja Dengan Menggunakan Pengaku Eksentris (Ebf)
2
81
124
Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Yang Menggunakan Sambungan Lewatan (Lap Splices) Pada Ujung Kolom
5
77
166
Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Baja dengan Menggunakan Pengaku Eksentris (EBF)
7
62
124
Desain Elemen Struktur Baja Dengan Menggunakan SAP2000
2
5
1
Modifikasi Perencanaan Struktur Gedung Apartemen Brooklyn Alam Sutera Menggunakan Struktur Komposit Baja-Beton dengan Sistem Rangka Berpengaku Eksentris
1
4
6
Modifikasi Perencanaan Struktur Gedung Pusat Perbelanjaan Jogja Town Square Menggunakan Baja dengan Sistem Eccentrical Braced Frames (EBF)
1
3
6
Kajian Numerik Terhadap Kinerja Link Geser dengan Pengaku Diagonal pada Struktur Rangka Baja Berpenopang Eksentrik (EBF)
0
1
14
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Baja - Peningkatan Kinerja Link Menengah Melalui Pemasangan Pengaku Diagonal Pada Bagian Ujung
0
0
36
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Peraturan Pembebanan Gempa Berdasarkan RSNI2 03-1726-201x - Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Baja Dengan Menggunakan Pengaku Eksentris (Ebf)
0
0
17
BAB 1 PENDAHULUAN - Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Baja Dengan Menggunakan Pengaku Eksentris (Ebf)
0
0
11
Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Yang Menggunakan Sambungan Lewatan (Lap Splices) Pada Ujung Kolom
0
0
54
BAB II PENDAHULUAN - Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Yang Menggunakan Sambungan Lewatan (Lap Splices) Pada Ujung Kolom
0
0
30
BAB I PENDAHULUAN - Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Yang Menggunakan Sambungan Lewatan (Lap Splices) Pada Ujung Kolom
0
0
11
Show more