Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) Banduno. B-9 Oktober 2013 Vol. 5 Oktober 2013 ISSN: 1858-2559 EVALUASI KINERJA STRUKTUR BETON BERTULANG DENGAN PASHOVER ANALYSIS Yogi Oktopiantol Retly Andayanf 1'2Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipit dan Perencanaan Universitas Gunadarma Jalan Margonda Raya No.I00 Pondok Cina Depok t yogi _okt apiant o@student. gunadarma. ac. id) 2 r e lly and@s t aff. gunadarm a. ac. id) Abstrak Perencanaan gedung tahan gempa di Indonesia sangat penting karena sebagian besar wilayahnya merupakan wilayah gempa yang mempunyai intensitas sedang hingga tinggi. tJntuk itu dilakukan studi evaluasi kinerja pada struktur gedung beton bertulang. Metode yang digunakan adalah Analisis Pushover atau analisis beban dorong statik yaitu analisis yang digunakan untuk mengetahui perilaku keruntuhan struktur terhadap gempa. Analisis dan evaluasi kinerja dengan menggunakan analisis pushover dilakukan dengan menggunakan program SAP2000 (Built-in). Titik kinerjd evaluasi struktur ditentukan dengan metode Koefisien Perpindahan (FEMA 356). Hasil perencanaan gedung struktur beton bertulang pada tugas akhir ini menyimpulkan bahwa titik kinerja yang menentukan adalah metode Koefisien Perpindahan FEMA 356 dengan target perpindahan sebesar 0,200 m kinerja yang diperlihatkan oleh struhur adalah LS Afe safety). Sedangkan SNI A3-1726-2002 memberi nilai target perpindahan sebesar 0,011 m. Katu Kunci : Beton bertulang, analisis pushover, titik kinerja, perencanaan tahan gempa, simpangan. PENDAHULUAN Fenomena gempa merupakan gejala alam yang sangat berpengaruh terhadap bangunan, terutama pada bangunan tinggi. Perencanaan struktur bangunan gedung tahan gempa sangat penting di Indonesia, mengingat sebagian besar wilayahnya terletak dalam wilayah gempa dengan intensitas sedang hingga tinggi. Bangunan pada daerah rawan gempa harus diren- canakan mampu bertahan terhadap gempa. Trend perencanaan yang terkini yaitu performance based seismic design, yang memanfaatkan teknik analisis non-linier berbasis komputer untuk menganalisa perilaku inelastis struktur dari berbagai macam intensitas gerakan tanah (gempa), sehingga dapat diketahui kinerjanya pada kondisi kritis. Selanjutnya dapat dilaku- kan tindakan bilamana tidak memenuhi persyaratan yang diperlukan (Dewobroto, 2006). Analisis pushover digunakan untuk mengevaluasi kinerft struktur bangunan pada saat terjadi gempa dengan dire- presentasikan menggunakan level kinerja sesuai aturan, sehingga perencanaan ini biasa disebut dengan perencanaan tahan gempa berbasis kinerja. Level kinerja akan memberitahukan perilaku kerun- tuhan bangunan pada saat terjadi gempa sesuai dengan kondisi yang ada. Tujuan dari penelitian ini yaitu mengevaluasi kinerja struktur beton bertulang terhadap gempa. Metode yang digunakan adalah Analisis Pushover atau analisis beban dorong statik yaitu analisis yang digunakan untuk mengetahui peri- laku keruntuhan struktur terhadap gempa, T-64 Oktopianto & Andayani, Evaluasi Kinerja Struktur...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil)
Banduno. B-9 Oktober 2013
Vol. 5 Oktober 2013
ISSN: 1858-2559
EVALUASI KINERJA STRUKTUR BETON BERTULANGDENGAN PASHOVER ANALYSIS
Yogi OktopiantolRetly Andayanf
1'2Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipit dan PerencanaanUniversitas Gunadarma
Jalan Margonda Raya No.I00 Pondok Cina Depokt yogi _okt apiant o@student. gunadarma. ac. id)
2 r e lly and@s t aff. gunadarm a. ac. id)
Abstrak
Perencanaan gedung tahan gempa di Indonesia sangat penting karena sebagian besar
wilayahnya merupakan wilayah gempa yang mempunyai intensitas sedang hingga tinggi.tJntuk itu dilakukan studi evaluasi kinerja pada struktur gedung beton bertulang. Metodeyang digunakan adalah Analisis Pushover atau analisis beban dorong statik yaituanalisis yang digunakan untuk mengetahui perilaku keruntuhan struktur terhadap gempa.
Analisis dan evaluasi kinerja dengan menggunakan analisis pushover dilakukan denganmenggunakan program SAP2000 (Built-in). Titik kinerjd evaluasi struktur ditentukandengan metode Koefisien Perpindahan (FEMA 356). Hasil perencanaan gedung strukturbeton bertulang pada tugas akhir ini menyimpulkan bahwa titik kinerja yang menentukanadalah metode Koefisien Perpindahan FEMA 356 dengan target perpindahan sebesar0,200 m kinerja yang diperlihatkan oleh struhur adalah LS Afe safety). Sedangkan SNI
A3-1726-2002 memberi nilai target perpindahan sebesar 0,011 m.
Fenomena gempa merupakan gejalaalam yang sangat berpengaruh terhadapbangunan, terutama pada bangunan tinggi.Perencanaan struktur bangunan gedungtahan gempa sangat penting di Indonesia,mengingat sebagian besar wilayahnyaterletak dalam wilayah gempa denganintensitas sedang hingga tinggi. Bangunanpada daerah rawan gempa harus diren-canakan mampu bertahan terhadap gempa.Trend perencanaan yang terkini yaituperformance based seismic design, yangmemanfaatkan teknik analisis non-linierberbasis komputer untuk menganalisaperilaku inelastis struktur dari berbagaimacam intensitas gerakan tanah (gempa),sehingga dapat diketahui kinerjanya pada
kondisi kritis. Selanjutnya dapat dilaku-
kan tindakan bilamana tidak memenuhipersyaratan yang diperlukan (Dewobroto,2006).
Analisis pushover digunakan untukmengevaluasi kinerft struktur bangunanpada saat terjadi gempa dengan dire-presentasikan menggunakan level kinerjasesuai aturan, sehingga perencanaan inibiasa disebut dengan perencanaan tahangempa berbasis kinerja. Level kinerjaakan memberitahukan perilaku kerun-tuhan bangunan pada saat terjadi gempasesuai dengan kondisi yang ada.
Tujuan dari penelitian ini yaitumengevaluasi kinerja struktur betonbertulang terhadap gempa. Metode yang
digunakan adalah Analisis Pushover atau
analisis beban dorong statik yaitu analisisyang digunakan untuk mengetahui peri-laku keruntuhan struktur terhadap gempa,
Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipit)Bandung, 8-9 Oktober 2013
Vol. 5 Oktober 2013ISSN:1858-2559
dan untuk - memperkirakan gaya mak-simum dan deformasi yang terjadi sertauntuk memperoleh informasi bagian manasaja yang kritis. Selanjutnya dapat diiden-tifikasi bagian-bagian yang memerlukanperhatian khusus untuk pendetailan ataustabilitasnya.
METODE PENELITIAN
Evaluasi struktur gedung tahangempa dengan menggunakan analisispushover dengan Metode KoefisienPerpindahan FEMA 356, dan KinerjaBatas Ultimit menurut SNI 03-1726-2002.
Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil) Vot. S Oktober 2013Bandung, &9 Oktober 2013 -.r"' ISSN: 1g5g_255g
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data PenelitianJenis Struktur
Material Utama StrukturKategori Bentuk BangunanFungsi BangunanJumlah LantaiTinggi Bangunan KeseluruhanTinggi Lantai DasarTinggi Lantai TipikalDimensi PenampangTebal Pelat
@-
@-
@-_
@-Gambar 2. Denah Bangunan
Gedung Struktur Beton Bertulang dengan SistemRangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK)
Beton BertulangBerafuranPerkantoran6 Tingkat21,5 m4,00 m3,50 m
Proceeding IESAT (Psikotogi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipit)Bandunq, B-9 Oktober 2013
Vol. 5 Oktober 2013
ISSN:'lB5B-2559
Gambar 3. Struktur 3 Dimensi
a Geser Dasar Akibat ne Ti
LantaiZi
(m)
wi(ke)
wi.zi(kg.m)
Fix: Fiy
(kg)Atap
5
4
J
2
I
21.5
l814.5
lt7.5
4
403,918.00
503,508.00
503,508.00
503,508.00
503,508.00
585,2s8.00
8,682,097.00
9,063,144.00
7,300,966.00
5,538,599.00
3,776,310.00
2,341,032-00
61,946.99
64,561.35
52,001.75
39,454.16
26,900.56
16,676.35
3,003,108.00 36,702,027.00 261,447.0s
Analisis DataAnalisis Gempa Statik Ekuivalen
ditinjau terhadap 2 arah yaitu arah x danarahy, karena bangunan simetris dimananilai Fx:Fy maka untuk perhitunganhanyaakan meninjau arah x.
Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka didapatkan besarnya gayagempa untuk analisis statik ekuivalen 3Dkemudian dilakukan pengecekan waktu
getar alami fundamental Rayleigh dimanahasilnya menunjukkan nilai menyimpanglebih dari 20o Tenpiris : A,73 detiksedangkan waktu getar bangunan dengancara T-Rayleigh adalah sebesar 1,102detik.
Sehingga distribusi gempanya perludihitung kembali menggunakan waktugetar Rayleigh.
Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil)
Bandunq. B-9 Oktober 2013
Vol. 5 Oktober 2013ISSN:1858-2559
1,200,075,676.76
9810x 3,678,625.751
Tabel2.Distribusi Beban Gempa Berdasarkan Waktu Getar T-Rayleigh
LantaiZi(m)
wi(kg)
wi.zi(kg.m)
Fix= Fiy
(kg)
Atap
5
4
J
2
I
21.5
18
14.5
1l
7.5
4
403,818.00
503,508.00
503,508.00
503,508.00
503,508.00
58s2s8.00
8,682,087.00 40,952.67
9,063,144.00 42,750.08
7,300,866.00 34437.56
5,538,588.00 26,125.05
3,776,310.00 17,812.53
2341,A32.00 11,042.45
3,003,108.00 36,702,027.00 173,120.34
Dari data distribusi beban gempa
berdasarkan waktu getar T-Rayleigh pada
Tabel.2 diatas maka waktu getar
bangunan dengan cara T-Rayleigh adalahsebagai berikut:
=1.149 detik
Dari tabel 3 Ax merupakan kinerjabatas layan struktur pada arah yangdintinjau dimana arah yang ditinjauadalah arah x. Berdasarkan hasil analisis,kinerja batas layan yang diperlihatkanpada setiap lantai telah memenuhi syaratyang harus dipenuhi yaitu tidak melebehi14,12 mm pada lantai 1 dan 12,35 mmpada lantai 2 sampai atap.
T' = 613 = 6,3
Maka didapatkan nilai Tx :1,149
detik, (meyimpang 4,26Yo dari I,102detik OK)
Setelah analisis waktu getar T-Rayleigh dilakukan dan memenuhipersyaratan dalam SNI 03-1726-2002yaitu menyimpang tidak lebih dari 20Yo
waktu getar sebelumnya, maka akandiperiksa syarat kinerja batas layan (As)pada struktur gedung. Tabel 3 adalahtabel analisisi kinerja batas layan.
Proceeding fESAT (Psikorogi, Ekonomi, sastra, Arsitektur & Teknik sipil) Vor. 5 oktober 2013Bandung, S-9 Oktober 2013 ISSN: 1858_2559
fa Batas Ultimit (Am
Arah xLantaiZi
("r) KeteranganAx (mm) Am (mm) Am izin (mm)
Atap
5
4
J
2
I
21.5
18
14.5
l1
7.5
4
1.89
J.J6
4.73
5.73
6.21
5.35
tl.25
20.11
28.14
34.49
36.95
31.83
OK
OK
OK
OK
OK
OK
70
70
70
70
7A
80
Setelah menentukan kinerja bataslayan (As), selanjutnya adalah memeriksakinerja batas ultimit (Am). Kinerja batasultimit struktur dihitung berdasarkansimpangan antar tingkat struktur akibatpembebanan nominal dikalikan dengansuatu faktor pengali ( dan hasilnya dapatdilihat pada Tabel.4 berikut:
Pada Tabel.4 diatas Ax merupakansimpangan antar tingkat, sedangkan Ammerupakan kinerja batas ultimit struktur.Untuk memenuhi persyaratan, kinerjabatas ultimit (Am) tidak boleh lebih besardari 0,02 x h;. Dimana h; adalah tinggilantai yang ditinjau.
Berdasarkan hasil analisis, kinerjabatas ultimit yang diperlihatkan padasetiap lantai telah memenuhi syarat yangharus dipenuhi yaitu tidak melebehi g0mm pada lantai I dan 70 mm pada lantai2 sampai atap.
Analisis PushoverUntuk menentukan target perpindahanmengacu pada metode koefisienperpindahan FEMA 356.Target perpindahan pada titik kontrol 62,ditentukan sebagai berikut:T" : 1,074 detikCs : 1,42 (Tabel 3.2 dat'- FEMA 356untuk bangunan 6 lantai)
Ts = 0,73 (Adalah waktu getarkarakteristik dari kurva respons spektrumWilayah 6 dengan tanah sedang)C1 : 1,0 untuk Te > TsC2 : 1,0 untuk prosedurNonlinearC3 : 1,0 (Kekakuan pasca leleh adalahpositip)S a: 0,54/Te : 0,50 (peta gempaWilayah 6, dengan tanah sedang)
Maka target perpindahan dapat dihitung,sebagai berikut :
Analisis pushover menghasilkansuatu kurva yang menggambarkanhubungan antara beban total (gaya geserdasar) versus perpindahan (displ ac ement).Kurva ini disebut sebagai kurva pushover.Kurva ini menunjukkan perilaku struktursecara global terhadap pembebananlateral.
Kurva diatas menunjukan hubunganarfiara gaya geser dasar terhadapperpindahan yang terjadi akibat bebangempa pada struktur bangunan. Untukmelihat hasil yang labih detail bisa dilihatpada Tabel.5.
Dengan target perpidahan 6T : 0.2m terlihat bahwa dalam step 5 dimanaperpindahan mencapai 0.243916 m ) ET,kinerja yang diperlihatkan oleh strukturadalah LS Atfe sqfety), yang artinya
menunjukan bahwa target perpindahantelah terpenuhi dan bangunan aman untukdihuni.
Pada kondisi tersebut, terdapat 80sendi plastis di tingkat ImmediateOccupancy (IO) , 24 sendi plastis ditingkat Life Safety (FS), dan 0 sendiplastis di tingkat CollapsePrevention(CP) yang artinya terhindardari kereuntuhan.
Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil)Bandunq, B-9 Oktober 2013
Vol. 5 Oktober 2013
ISSN: 1B5B-2559
Tabel 6.Evaluasi Kineria Struktur
(m)Kriteria
TargetPerpindahan
Nilai Batas
0,02 H (m)
Koefisien PerpindahanFEMA 356
Kinerja Batas UltimitSNI1726
0,24
0,01I0,43
Dari kedua kreteria didapatkan targetperpindahan menurut FEME 356 yanglebih menentukan dengan nilai 0,20dibandingkan dengan SNI 1726 sebesar0,011 m.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan1. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
metode Koefisien Perpindahan FEMA356 dan persyaratan Kinerja BatasUltimit SNI 1726 menghasilkan nilai5T yang berbeda.
2. Hasil perencanaan gedung strukturbeton bertulang pada tugas akhir inimenyimpulkan bahwa titik kinerjayang menentukan adalah metodeKoefisien Perpindahan FEMA 356,berdasarkan target perpindahan 6T :0,200 m dengan perpindahan sebesar0.2439 I 6m kinerja yang diperlihatkanoleh struktur adalah LS Afe safety)dimana gedung hanya mampumenahan gaya gempa sebesar602.179,63kg . Sedangkan SNI 03-1726-2002 memberi nilai targetperpindahan sebesar 0,01 lm.
3. Kesimpulan akhir yang dapatdiperoleh dari tulisan ini adalah bahwaperencanaan berbasis kinerja dapatmemberikan informasi sejauh manasuatu gempa akan mempengaruhistruktur. Dengan demikian sejak awalpemilik bangunan, perencana maupunpemakai mendapat informasibagaimana bangunan tersebutberperilaku bila ada gempa.
SaranPerlu diteliti kembali tingkat kinerja
struktur berdasarkan metode-metode lainuntuk mendapatkan hasil yang lebih baikmengenai prilaku struktur terhadap gempa.
BSN. 2002. SNI 03 - 1726 - 2002.Standar Perencanaan KetahananGempa untuk Strulaur BangunanGedung. Jakarta: Badan StandardisasiNasional.
Dewobroto, W. 2006. Evaluasi KineriaBangunan Baja Tahan Gempa dengan5AP2000. Vol 3 , No l. UniversitasPelita Harapan.
Fada, I. 2011. Pushover Analysis OfJacket Structure With 800 YearsEarthquake. Institut TeknologiSepuluh Nopember, Surabaya.
Federal Emergency ManagementAgency .2000. Prestandard AndCommentary For The SeismicRehabilitation Of Buildings (FEMA3561. Washington, USA.
Pamungkas, A. dan Erny Harianti. 2009.Gedung Beton Bertulang TehanGempa. ITS Press, Surabaya.
Pradika,R. 2012. Perencanaan DqnEvaluasi Kinerja Gedung A RusunawaGunungsari Menggunaknn KonstruksiBaja Berbasis Konsep Kinerja DenganMetode Pushover Analysis. Institut
Proceeding fESAT (Psikorogi, Ekonomi, sastra, Arsitektur & Teknik sipir) vor. 5 oktober 2013
Bandung, 8-9 Oktober 2013 |SSN: 185g_2559
Teknolggi Sepuluh Nopember,Surabaya.
Priambodo, A. 2012. Studi pengaruhKelangsingan Gedung TerhadapAnalisis Pushover Pada GedungBertingkat Beton Bertulang. InstitutTeknologi Sepuluh Nopember,Surabaya.
Ridwan. 2011. Studi Komparasi AnalisisPushover Portal Beton BertulangDinding Pengisi Bata MenggunaknnModel Fema 273 Dan Saneinejad-
Hobbs. Vol l0 , No l. Jurusan TeknikSipil, Universitas Riau.
Risdanareni, P. 2010 Analisis pengaruhVariasi Hubungan TeganganRegangan Beton Dan BentangBangunan Terhadap Kinerja StrukturRangka Tiga Dimensi Dengan MetodeNonl inier Pushover. Institut TeknologiSepuluh Nopember, Surabaya.
Tajunnisa, Y 2012. Earthquake-ResistantDesign Of Building llith pushoverAnalysis. Institut Teknologi SepuluhNopember, Surabaya.
T-72 Oklopian to & Andayani, Evatuasi Kneria Struktur...