Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol.
12 No.
2 Tahun 2024
P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862
ANALISIS KINERJA STRUKTUR RANGKA GEDUNG DENGAN PERKUATAN
DIAFRAGMA PELAT LANTAI PADA RSUD SURABAYA TIMUR
Andra Putri Larasati1*.
Made Dharma Astawa1.
Wahyu Kartini1 Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Pembangunan Nasional AuVETERANAy Jawa Timur Jl.
Rungkut Madya No.
1 Surabaya.
Telp/fax: 0623-18706369 email: andraputrilarasati011@gmail.
ABSTRAK
Indonesia merupakan negara yang rawan mengalami gempa karena letak geografisnya yang terletak pada pertemuan 3 lempek tektonik, oleh karena itu, dalam perencanaan suatu bangunan harus didesain tahan terhadap gempa.
Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan merencanakan struktur dengan perkuatan diafragma pelat lantai.
Diafragma pelat lantai didesain untuk menerima beban lateral dan mentransfer gaya lateral tersebut ke elemen penahan gaya lateral seperti dinding geser dan kolom.
Diafragma pelat lantai diharapkan mampu memberikan tahanan lateral kepada struktur dengan membuat struktur tersebut berperilaku daktail.
Struktur yang daktail merupakan struktur yang dapat berdeformasi inelastis tanpa mengalami keruntuhan total dan mampu mengembangkan sendi-sendi plastis yang dapat menyerap beban yang diterima oleh struktur.
Perilaku inelastis bangunan ditunjukkan dalam kapasitas daktilitas dan beban.
Kapasitas dan beban ditunjukkan dari kurva yang didapat dari analisis pushover.
Analisis pushover digunakan untuk menetapkan parameter kapasitas inelastis.
Dari hasil analisis struktur, simpangan yang terjadi tidak melebihi simpangan izin, tidak terdapat ketidakberaturan horizontal dan vertikal, efek P-Delta telah memenuhi kriteria, dan level kinerja struktur adalah Immediate Occupancy.
Namun, daktilitas struktur masih terbilang rendah.
Kata kunci: daktilitas, diafragma pelat lantai, beban lateral, analisis pushover ABSTRACT Indonesia is a country that is prone to earthquakes because of its geographical location where Indonesia is located at the confluence of 3 tectonic plates, therefore, building built there must be designed to resist earthquake.
One of many ways to design a earthquake resistant building is to design a structure with slab diaphragm reinforcement.
Slab diaphragms are designed to receive lateral loads and transfer these lateral forces to lateral force retaining elements, such as shear walls and columns.
The floor slab diaphragm is expected to be able to provide lateral structural support by making the structure to be ductile.
A ductile structure is a structure that can be inelastically deformed without experiencing total collapse and still able to develop plastic joints that can absorb the load received by the structure.
The elastic behavior of a building is shown in the ductility and load capacities.
The capacity and load carried from the curve obtained from the pushover analysis.
Pushover analysis is used to get inelastic capacity parameters.
From the result of the analysis, the story drift that occurs doesnAot exceed the allowable drift, there is no horizontal and vertical irregularity.
P-Delta effect has satisfied the criteria, and the structure performance level is Immediate Occupancy.
However, the ductilty of the strcuture is low.
Keywords: ductility, floor diaphragm, lateral force, pushover analysis Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol.
12 No.
2 Tahun 2024
P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862
Pada dasarnya diafragma berperilaku sebagai balok horizontal yang membentang antara elemen-elemen vertikal pada sistem pemikul gaya lateral.
Tulangan diafragma menahan tarik akibat lentur pada ujung tarik tegak lurus dengan gaya yang dikenakan.
Ujung tarik dan tekan diidentifikasikan sebagai kord.
Kord diasumsikan menahan semua tarik lentur dari momen lentur bidang diafragma akibat beban lateral.
Potongan balok atau pelat yang menyalurkan geser diidentifikasi sebagai PENDAHULUAN Rumah sakit merupakan salah satu fasilitas umum yang sangat krusial, oleh karena itu, perencanaannya harus diperhitungkan dengan Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 47 Tahun 2021, rumah sakit dikategorikan dalam rumah sakit umum dan rumah sakit khusus.
Rumah sakit khusus dan rumah sakit umum dibedakan berdasarkan kemampuan pelayanan, fasilitas kesehatan, sarana penunjang, dan sumber daya manusia.
Namun, sama-sama direncanakan sebaik mungkin untuk dapat memberikan rasa aman dan nyaman kepada para penggunanya.
Pembangunan rumah sakit harus memperhatikan beberapa aspek, yaitu kenyamanan dan kemudahan.
Perencanaan rumah sakit berbeda dengan perencanaan gedungAegedung lain karena rumah sakit harus memiliki daktilitas serta mutu material yang baik agar tetap kokoh ketika terjadi bencana alam.
Dalam perencanaannya, bangunan rumah sakit harus memenuhi kriteria standar bangunan tahan gempa.
Oleh karena itu, digunakan sistem penahan gaya gempa berupa elemen horizontal yang berfungsi sebagai Diafragma adalah elemen struktur yang berfungsi untuk mendistribusikan gaya gempa ke elemen vertikal seperti kolom atau dinding geser (Alexander et al.
, 2.
Diafragma mampu memberi tahanan lateral pada struktur dengan cara mentransfer gaya-gaya lateral ke elemen-elemen vertikal sistem pemikul gaya Diafragma meliputi sistem atap, pelat lantai, membran, atau bresing.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui penulangan elemen kord dan kolektor, menganalisis kinerja dan daktilitas struktur dengan diafragma lantai yang dimodelkan sebagai diafragma kaku .
igid Gambar 1.
Aksi Diafragma Tipikal Sumber: SNI 2847:2019 Gaya Desain Diafragma Gaya gempa desain diafragma didapatkan dari persamaan berikut:
Ocycu yaycn Fpx = Ocycuycn=ycuycOycn Wpx .
ycn=ycu Dimana:
Fpx = gaya desain diafragma = gaya desain pada tingkat i = berat tributari diafragma sampai Fx dihitung menggunakan rumus berikut:
Fx = Cvx Va.
Dimana:
ycycu Eaycu yco Cvx = Oc ycycn Eaycu ycoa.
Fpx tidak boleh kurang dari persamaan berikut:
Fpx min = 0,2 SDSIewpia.
Dan tidak boleh melebihi:
Fpx max = 0,4 SDSIewpi Diafragma Berdasarkan SNI 2847:2019 Pasal 12, diafragma adalah elemen horizontal struktur yang menyalurkan gaya yang bekerja ke elemen vertikal sistem penahan gaya gempa.
Diafragma meliputi sistem atap, pelat lantai, membran, atau bresing.
Kord Diafragma kaku .
menyebabkan tidak terjadinya deformasi dan tidak ada tegangan yang terjadi pada arah bidang karena seluruh gaya yang diterima oleh pelat lantai langsung Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol.
12 No.
2 Tahun 2024
P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862
terbagi merata ke elemen vertikal, sehingga tidak didapatkan gaya dalam untuk menentukan tulangan kord.
Namun, elemen kord tetap harus direncanakan dengan melakukan section cut pada dinding geser.
Analisis Pushover Analisis pushover atau beban dorong adalah analisis nonlinier statik dimana pengaruh gempa rencana terhadap struktur bangunan dianggap sebagai beban statik pada pusat massa masing-masing lantai.
Analisis untuk mengetahui perpindahan dari struktur yang direncanakan.
Hasil akhir yang didapatkan dari analisis ini adalah nilai dalam bentuk kurva yang berisikan kapasitas dan dibandingkan dengan spektrum demand yang menghasilkan titik kinerja .
erformance poin.
Spektrum demand atau spektrum beban ini merupakan representasi dari gerakan tanah yang diakibatkan oleh gempa bumi.
Melalui performance point atau titik kinerja dapat berdasarkan perpindahan lateralnya .
Kolektor Berdasarkan NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction Progra.
sub 3, ketika diafragma dimodelkan sebagai diafragma kaku, gaya yang ditransfer ke diafragma didapatkan dengan cara mengurangi gaya pada dinding geser di bagian atas dan bawah diafragma.
Gaya dalam untuk elemen kolektor didapatkan dengan section cut dan menggunakan output F11 .
dari program Simpangan Antar Lantai Penentuan simpangan antar tingkat diatur dalam SNI 1726:2019 Pasal 7.
6, dimana simpangan antar tingkat harus dihitung sebagai perbedaan simpangan pada pusat massa di atas dan di bawah tingkat yang ditinjau.
METODE PENELITIAN
Mutu beton dan mutu baja tulangan ditentukan dengan mengacu pada peraturan dan standar yang berlaku di Indonesia.
Metode perencanaan yang digunakan adalah metode berbasis kinerja .
erformance-based desig.
Penggunaan metode ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kerusakan struktur berdasarkan perpindahan lateralnya serta untuk mengetahui kapasitas struktur ketika terjadi Data-data yang diperlukan diperoleh dengan cara library research, dimana data-data dan referensi yang ada dalam laporan ini didapatkan dari buku, dokumen perencanaan struktur, studi terdahulu, dan referensi lain yang berkaitan dengan pokok pembahasan.
Metode analisis struktur dengan pelat lantai sebagai diafragma pada RSUD Surabaya Timur menggunakan program bantu ETABS V.
Gambar 2.
Simpangan Antar Lantai Sumber: SNI 1726:2019 Daktilitas Daktilitas adalah kemampuan struktur berdeformasi inelastik ketika menerima beban gempa berulang kali dan bolak-balik tanpa mengalami keruntuhan total, tetapi sambal mengembangkan sendi-sendi plastis untuk menyerap energi beban semaksimal mungkin tanpa kehilangan kestabilannya.
Sendi-sendi plastis ini berfungsi untuk menyerap energi beban dan menahan beban gempa yang besar.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Perencanaan Struktur yang direncanakan merupakan RSUD Surabaya Timur yang berlokasi di Kota Surabaya dengan modifikasi penambahan 3 lantai menjadi 12 lantai.
Tinggi total struktur adalah 44 m.
Pada perencanaan ini, mutu beton yang digunakan adalah 35 MPa dan mutu baja tulangan BjTS 42 dan BjTP 28.
Pemodelan Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol.
12 No.
2 Tahun 2024
P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862
struktur dengan program bantu ditunjukkan pada gambar berikut.
ETABS
dari F3 dengan kombinasi beban mati dan beban mati tambahan dan Wpx merupakan berat sendiri diafragma pelat lantai tanpa kolom dan balok.
Data-data tersebut ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 1.
Simpangan Antar Lantai Arah X
65,19 6,35 23,28 30,77 58,84 6,62 24,28 30,77 52,217 6,74
24,71
30,77
45,479
6,77
24,82
30,77
38,711
6,70
24,57
30,77
32,011
6,50
23,83
30,77
25,512
6,15
22,54
30,77
19,364
5,65
20,70
30,77
13,719
4,98
18,26
30,77
8,739
4,12
15,12
30,77
4,615
3,06
11,21
30,77
1,559
1,56
5,72
30,77
Gambar 3.
Pemodelan Tiga Dimensi Tabel 2.
Simpangan Antar Lantai Arah Y
Kontrol Desain
41,581 3,95 14,49 30,77 37,629 4,12 15,11 30,77 33,507 4,21
15,44
30,77
29,295
4,26
15,61
30,77
25,039
4,23
15,51
30,77
20,81
4,12
15,10
30,77
16,691
3,92
14,37
30,77
12,772
3,62
13,28
30,77
9,15
3,22
11,79
30,77
5,934
2,70
9,89
30,77
3,238
2,08
7,62
30,77
1,161
1,16
4,26
30,77
Analisis struktur meliputi kontrol partisipasi massa, pengaruh P-Delta, dan Dari hasil pengolahan data dengan program bantu, partisipasi massa mencapai lebih dari 90% pada mode ke 7,pengaruh P-Delta memenuhi ketentuan, dan eksentrisitas tiap lantai baik arah X maupun arah Y tidak lebih dari 15%.
Selain itu, tidak ada ketidakberaturan horizontal dan vertikal pada struktur yang direncanakan, sehingga diafragma dapat dimodelkan sebagai diafragma Simpangan Antar Lantai Berdasarkan Tabel 20 pada SNI 1726:2019 pasal 7.
1, simpangan antar tingkat izin untuk sistem pemikul gaya seismik yang hanya terdiri dari rangka momen dan didesain untuk KDS D.
E, atau F, simpangan antar tingkat desain tidak boleh melebih ia /A untuk semua tingkat.
Besarnya nilai A ditentukan sesuai SNI 1726:2019 pasal 7.
Simpangan antar lantai dilihat di Tabel 1 dan 2.
Perhitungan Elemen Kord Gaya dalam yang digunakan untuk menghitung kebutuhan tulangan kord didapatkan dari melakukan section cut pada dinding geser pada lantai yang ditinjau, seperti pada Gambar 4.
Gaya Desain Diafragma Data-data menentukan gaya desain diafragma didapat dari section cut pada ETABS dan mengambil nilai F1 untuk gempa arah X dan F2 untuk gempa arah Y, sedangkan berat tingkat (W.
didapat Gambar 4.
Hasil section cut dinding geser.
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol.
12 No.
2 Tahun 2024
P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862
Tabel 3.
Rekapitulasi Berat Sendiri Diafragma Story Fpx min Fpx max Fpx pakai SCut11 2551,21 3401,61 2551,21 SCut10 2551,21 5102,42 2551,21 SCut9 2625,85 5251,71 2625,85 SCut8 2625,69 5251,38 2625,69 SCut7 2567,92 5135,84 2567,92 SCut6 2602,89 5205,77 2602,89 SCut5 2587,59 5175,17 2587,59 SCut4 2551,21 5102,42 2551,21 SCut3 2551,21 5102,42 2551,21 SCut2 2617,88 5235,77 2617,88 SCut1 2664,26 5328,52 2664,26 Sumber: Analisis Data Tabel 6.
Rekapitulasi Tulangan Kolektor Arah Melintang Perhitungan dan rekapitulasi tulangan kord ditunjukkan pada Tabel 4,5,6,7.
Mz .
Tu (N) As perlu 2275,61 142225,63 376,26 3958,35 3958,38 247398,44 654,49 3525,65 3525,72 3525,69 220355,31 582,95 4202,22 4202,29 4202,26 262640,94 694,82 4333,34 4333,42 4333,38 270836,25 716,50 3940,84 3940,94 3940,89 246305,63 651,60 4107,05 4107,19 4107,12
256695,00
679,09
4210,81
211,18
4211,00
263187,19
696,26
4333,28
4333,54
270846,25
716,52
3807,17
3807,92
3807,55
237971,56
629,55
6651,68
6652,66
6652,17
415760,63
1099,90
Mz .
Tu (N) As perlu 1343,51 1343,56 111962,92 296,20 2631,12 2630,98 2631,05 219254,17 580,04 2852,63 2852,52 237709,58 628,86 2794,06 2794,79 2794,43 232868,75 616,05 2868,15 2867,84 2868,00 238999,58 632,27 3048,77 3048,42 3048,60 254049,58 672,09 3043,32 3042,96
3043,14
253595,00
670,89
3081,36
3080,81
3081,09
256757,08
679,25
3224,37
3224,64
268719,58
710,90
2992,51
2992,03
2992,27
249355,83
659,67
4425,87
4425,42
4425,65
368803,75
975,67
Vdin Vpelat
0,000
As perlu 352,845 183,47 7168,914 376,637 180,78 195,85 6217,494 363,433 174,44 188,98 5999,521 369,465 177,34 192,12 6099,105 367,565 176,43 191,13 6067,740 354,247 170,03 184,20 5847,881 351,783 168,85 182,92 5807,217 346,629 166,38 180,24
5722,132
334,311
160,46
173,84
5518,782
303,993
145,91
158,07
5018,289
0,000
0,000
278,979
268,185
276,789
285,154
291,595
287,878
293,606
296,119
288,901
294,889
0,000
69,74
67,04
69,19
71,28
72,89
71,96
73,40
74,03
72,22
73,72
Vdin Vpelat
0,000
209,235
201,139
207,592
213,865
218,696
215,908
220,205
222,090
216,675
221,167
As perlu 0,000 4428,24 4256,90 4393,47 4526,25 4628,49 4569,48 4660,41 4700,30 4585,72 4680,78 Perhitungan Elemen Kolektor Perhitungan elemen kolektor dilakukan menggunakan gaya dalam pada dinding geser pada lantai yang ditinjau dan pada 1 lantai di bawah lantai yang tertera pada Gambar 5.
Momen Kiri 0,000 Fu wall Tabel 5.
Rekapitulasi Tulangan Kord Arah Melintang Kanan 0,000 Tabel 7.
Rekapitulasi Tulangan Kolektor Arah Memanjang Tabel 4.
Rekapitulasi Tulangan Kord Arah Memanjang Momen Kanan Kiri 2275,61 2275,61 Gambar 5.
Gaya Diafragma Untuk Perhitungan Elemen Kolektor Sumber: Design Guide for Reinforced Concrete Diaphragms Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol.
12 No.
2 Tahun 2024
P-ISSN 2338-5391 | E-ISSN 2655-9862
Analisis Pushover Tabel 9.
Jumlah Sendi Plastis yang Terjadi Melalui analisis pushover dengan program bantu, didapatkan performance point seperti pada Gambar 6 dan 7.
Simpangan total maksimum ycU = 0,0197 = 44 = 0,00045 ya ycycuycycayco Karena simpangan total maksimum 0,00045 < 0,01, sehingga level kinerja bangunan adalah SP=1 Immediate Occupancy (I.
Gambar 6.
Kurva Kapasitas Arah X Tabel 10.
Jumlah Sendi Plastis yang Terjadi Daktilitas Struktur Hasil dari analisis pushover didapatkan simpangan maksimum arah X dan arah Y yang digunakan untuk perhitungan daktilitas sebagai 0,0253 Daktilitas arah X .
= 0,0223 = 1,14 Gambar 7.
Kurva Kapasitas Arah Y Selain kurva kapasitas, didapatkan juga nilai displacement pada Tabel 8.
Tabel 8.
Nilai Displacement Performance Point V .
N) Dy .
D .
Teff
Arah
7643,35 10141,43
0,0223
0,0176
0,0253
0,0197
1,065
0,854
Daktilitas arah Y .
0,0197 = 0,0176 = 1,12 KESIMPULAN Simpangan yang terjadi tidak melebihi simpangan izin.
Struktur tidak memiliki ketidakberaturan horizontal maupun vertikal.
Level kinerja struktur termasuk Immediate Occupancy.
Ditinjau dari jumlah sendi plastis yang terjadi, daktilitas struktur masih kurang Level kinerja struktur berdasarkan target perpindahan sebagai berikut:
Simpangan total maksimum ycU = 0,0253 = 44 = 0,00058 ya ycycuycycayco Karena simpangan total maksimum 0,00058 < 0,01, sehingga level kinerja bangunan adalah SP=1 Immediate Occupancy (I.
DAFTAR PUSTAKA