EVALUASI PENGARUH KOLOM DILATASI TERHADAP KINERJA STRUKTUR
PADA GEDUNG BERBENTUK LINEAR MENGGUNAKAN METODE SRPMM
Singgih Wisnu Prabowo Purwanto.
,M.
Deni Ariadi.
,M.
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik
Universitas 17 Agustus 1945 Samarinda
ABSTRACT
One of the methods for planning an earthquake resistant building is Intermediate Moment Resisting Frame System (IMRFS).
This method is used for planning earthquake resistant building which is used for seismic design category area.
On building planning matter, dilatation system was well applied to a long span building.
This dilatation system itself has a function to reduce danger of collapse building due to unequal ground conditions along the building.
This system also could avoid domino effect from earthquake load that received on the building when earthquake happens.
On this research writer used dilatation methods with coloum.
The earthquake analysis that writer used was time history methods, and it supported by ETABS v.
2 structure analysis program.
The last step was putting out the results from completed drift.
Keywords: Intermediate Moment Resisting Frame System.
Dilatation.
Earthquake.
Time History Methods ABSTRAK Dalam merencanakan suatu struktur gedung tahan gempa salah satu metode yang digunakan adalah sistem rangka pemikul momen menengah (SRPMM).
Metode ini merupakan metode perencanaan bangunan tahan gempa yang digunakan pada daerah yang masuk dalam kategori desain seismik (KDS).
Dalam bidang perencanaan bangunan, sistem dilatasi sangat baik diterapkan pada bangunan dengan bentang yang panjang, dimana fungsi dilatasi itu sendiri adalah untuk mengurangi bahaya keruntuhan akibat terjadinya penurunan tanah yang tidak seragam sepanjang bangunan dan dapat menghindari efek domino dari beban gempa yang diterima pada gedung itu saat gempa.
Pada penelitian ini sistem dilatasi yang di gunakan adalah sistem dilatasi dengan kolom.
Analisis gempa yang di lakukan adalah dengan metode time history, di bantu dengan menggunakan program analisa struktur ETABS v.
Pada langkah akhir adalah mengeluarkan hasil dari simpangan yang dimana hasil simpangan memenuhi.
Kata kunci : sistem rangka pemikul momen menengah.
Dilatasi.
Gempa.
Metode time history BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Salah satu faktor yang paling berpengaruh dalam perencanan struktur memanjang adalah kekuatan struktur bangunan, dimana faktor ini sangat terkait dengan keamaan dan ketahanan bangunan dalam menahan atau menampung beban yang bekerja pada struktur.
bangunanAe bangunan tinggi dan panjang sangat berkembang di Indonesia, hal ini dipengaruhi oleh kebutuhan ruang yang meningkat pesat sedangkan lahan yang tersedia semakin mengalami kelangkaan.
Selain itu Indonesia adalah negara yang sering mengalami gempa bumi dikarenakan letak geografisnya.
Dalam segi struktur, beban gempa menjadi aspek yang penting dalam perhitungan desain bangunan.
Dalam keruntuhan antar bangunan tinggi yang berdekatan, maka dapat dilakukan sistem Dilatasi menghindari terjadinya keruntuhan yang bersamaan antar bangunan yang tinggi dan Dengan adanya dilatasi, kemungkinan jatuhnya korban akaibat keruntuhan bangunan dapat di kurangi.
Dilatasi bangunan akan menyebabkan pusat berat bangunan terbagi-bagi sehingga berat menjadi lebih kecil bila di bandingkan tanpa Semakin ringan suatu bangunan, maka gaya gempa yang terjadi juga semkain kecil karena gaya gempa sangat bergantung pada berat bangunan.
Selain mengantisipasi bahaya gempa, dilatasi bangunan juga dapat mengurangi bahaya keruntuhan akibat terjadinya penurunan tanah yang tidak seragam sepanjang bangunan, menghindari efek domino dari beban gempa yang diterima pada gedung itu saat gempa.
Kondisi tanah yang tidak seragam di sepanjang bangunan menyebabkan besarnya settlement masingmasing bagian bangunan tidak seragam.
Rumusan Masalah Rumusan masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah bagaimana pengaruh kolom dilatasi terhadap kinerja struktur gedung bertingkat sedang dengan bentuk linear .
menggunakan Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dengan bantuan analisis struktur menggunakan program ETABS v.
Maksud dan Tujuan Adapun tujuan dari penulisan penelitian ini adalah menganalisa dan mengetahui kinerja atau perilaku kolom dilatasi pada gedung bertingkat sedang yang memiliki bentuk linear .
terhadap beban seismik .
dengan menggunakan Metode Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) dan di uji dengan melakukan analisis Time History.
Batasan Masalah Dalam penyusunan penelitian ini penulis membatasi permasalahan yang ada dengan batasan masalah sebagai berikut :
Model struktur yang digunakan adalah struktur gedung 6 lantai.
Menggunakan sistem struktur Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) Perhitungan menggunakan program analisa struktur ETABS v.
Analisis gaya gempa yang digunakan adalah analisis Time History.
Tidak menghitung pondasi, diasumsikan pondasi bor pile yang tidak mengalami puntir dan Tidak Tidak menghitung tulangan Output hanya berupa simpangan atau drift Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah mengetahui bagaimana kinerja penggunaan kolom dilatasi pada gaya dalam meliputi momen, gaya geser dan gaya aksial yang timbul pada bangunan gedung yang dirancang tahan gempa dengan gedung berbentuk linear .
sehingga dapat dibedakan satu sama lain, meskipun kedua jenis gempa pada umumnya addalah kandugan frekuensi masing-masing Jadi mengenali dan memisahkan kedua jenis gempa dapat dilakukan dengan melakukan analisa frekuensi signal.
Wilayah Gempa Bumi Indonesia Untuk wilayah gempa bumi yang terdapat di Indonesia dapat dilihat pada SNI Peta wilayah gempa ditetapkan berdasarkan parameter percepatan gempa batuan dasar, yang terdiridari 2 buah yaitu :
Ss (Percepatan batuan dasar perioda 2 deti.
C S1 (Percepatan batuan dasar perioda 0 deti.
Nilai tersebut diperoleh melalui pembacaan peta gempa SNI 1726-2012 untuk 0,2 detik dan 1 detik.
Peta wilayah dapat dilihat pada gambar 2.
1 dan gambar
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Gempa Gempa bumi sebagai salah satu gejala alam, di dalam cakupan studi seismologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu gempa vulkanik dan gempa tektonik.
Kedua jenis ini dibedakan atas dasar penyebabnya yaitu gempa vulkanik akibat dari aktivitas gunung berapi sedangkan gempa tektonik berasal dari aktifitas lempeng tektonik Baik gempa vulkanik maupun gempa tektonik, keduanya mempunyai karakter yang unik di dalam rekaman seismogram.
Gambar.
Peta wilayah gempa menurut SNI 1726-2012 berdasarkan parameter Ss.
(Sumber : SNI 17262.
Wilayah 3 Berarti daerah itu mempunyai potensi sedang untuk mengalami gempa, melipiuti pantai utara pulau jawa, pantai timur pulau sumatera, suloawesi tenggara, bagan timur Halmahera.
Gambar.
Peta wilayah gempa menurut SNI 1726-2012 parameter S1.
(Sumber : SNI 17262.
Wilayah 4 Berarti daerah itu mempunyai potensi tinggi untuk mengalami gempa, meliputi bagian selatan pulau jawa dan Maluku Wilayah 5 Berarti daerah itu mempunyai mengalami gempa,meliputi bali.
NTB, sebagian sumatera dan irian.
Wilayah 6 Berarti daerah itu mempunyai mengalami gempa, meliputi bagian barat pulau sumatera.
NTT, ambon dan irian bagian tengah.
Gambar pembagian wilayah gempa Wilayah 1 Daerah tersebut mempunyai potensi sangat rendah untuk mengalami gempa, meliputi sebagian besar Kalimantan.
Kalimantan timur dan sebagian Kalimantan tengah.
Wilayah 2 Daerah itu mempunyai potensi rendah untuk mengalami gempa.
Kalimantan dan Sulawesi bagian selatan, pantai timur sumatera, pantai utara jawa timur dan Madura.
Semakin besar resiko kegempaan, maka semakin rawan daerah tersebut terhadap bahaya gempa.
Pemisah bangunan ( dilatasi ) Dilatasi baik digunakan pada pertemuan antara bangunan yang rendah dengan yang tinggi, antara bangunan induk dengan bangunan bersayap, dan bagian bangunan lain yang mempunyai kelemahan Disamping itu, bangunan yang sangat panjang tidak dapat menahan deformasi akibat penurunan fondasi dan gempa, karena akumulasi gaya yang sangat besar pada dimensi bangunan yang panjang, dan menyebabkan timbulnya retakan atau keruntuhan structural.
Oleh karenanya, suatu bangunan yang besar perlu dibagi menjadi beberapa bangunan yang lebih kecil, dimana setiap bangunan dapat bereaksi secara kompak dan kaku dalam menghadapi pergerakan bangunan yang terjadi ( juwana menyebabkan efek torsi.
Konfigurasi tidak simetris seperti bentuk L dan H tidak mempunyai ketahanan yang cukup terhadap efek torsional.
Kerusakan umumnya terjadi pada pojok-pojok bangunan, pemisah massa gedung tersebut atas bagian-bagian yang lebih kecil akan memungkinkan masingmasing bagian beregtar sendiri-sendiri pada saat mengalami bebean gempa ( gambar 2.
Gedung yang dibuat saling berdekatan harus mempunyai jarak pemisah yang cukup, sedemikian rupa sehingga dapat dengan bebas bergetar pada ragam alaminya, tanpa saling bertumbuhan.
Apabila jarak ini tidak diperhatikan dengan baik, dapat terjaddi kerusakan yang serius.
Gambar pemisah bangunan Schodek .
mengungkapkan bahwa gaya lateral akibat beban gempa, tentu saja mempunyai sifat inersial, jadi berkaitan langsung dengan setiap massa gedung Lokasi massa yang tidak simetris dapat menyebabkan gaya-gaya pada massa tersebut menimbulkan momen torsi pada meruntuhkan gedung.
Struktur simetris tidak mengalami gaya torsi besar sehingga jenis struktur ini lebih dikehendaki dibandingkan struktur tidak simetris.
Struktur yang tidak simetris, baik karena konfigurasinya atau karena penempatan secara tidak simetris elemen-elemen pemikul beban lateral, pada umumnya mengalami gaya torsi besar yang dapat sangat merusak.
Penempatan massa Gambar konfigurasi tidak simetris Menurut pauley dan priestley .
, bentuk yang sederhana lebih dikendaki, bangunan dengan bentuk yang indah seperti T dan L harus dihindari atau dibagi menjadi bentuk yang lebih sederhanan.
Bentuk yang simetris harus diberikan jika Bentuk yang tidak simetris dapat mengakibatkan munculnya torsi, banyak kerusakan besar akibat gempa telah diamati pada bangunan yang terletak di pojok jalan, dimana struktur yang simetris sulit untuk dicapai.
Macam Ae macam Dilatasi Ada 4 macam dilatasi, antara lain :
Dilatasi dengan 2 kolom Dilatasi dengan 2 kolom biasanya digunakan untuk bangunan yang bentuknya memanjang ( linier ).
Dengan adanya dilatasi maka jarak kolom akan menjadi pendek.
Gambar gambar dilatasi dengan balok Dilatasi dengan balok gerber Sistem ini dipergunakan apabila diinginkan jarak kolom tetap sama.
Sistem ini memiliki kelemahan apabila ada beban horizontal yang cukup besar ( akibat gempa bumi ) akan berakibat fatal ( lepas dan jatuh Gambar dilatasi dengan 2 kolom.
Dilatasi dengan balok kantilever Dilatasi juga bisa dilakukan dengan struktur balok kantilever.
Bentang balok kantilever maksimal 1/3 dari bentang balok induk.
Pada lokasi dilatasi bentang kolom dirubah ( diperkecil ) menjadi 2/3 bentang kolom yang lain.
Gambar dilatasi dengan balok gerber Dilatasi dengan konsol C Dengan sistem ini jarak kolom dapat dipertahankan sama.
C Umumnya material prefabrikasi.
Gambar dilatasi dengan konsol Dalam penerapan sistem dilatasi perlu diperhatikan jaraknya.
Jarak dilatasi harus benar Ae benar diperhitungkan.
Dilatasi yang terlalu sempit apabila terkena pergeseran akibat gaya vertical maupun horizontal akan timbul banyak masalah, mulai dari dilatasi itu sendiri yang rusak, kebocoran yang sulit diperbaiki, sampai kerusakan Ae kerusakan di bagian lain akibat saling bertabrakannya blok bangunan satu dengan yang lainnya.
Gambar dilatasi dengan kolom pada bangunan panjang Jarak sela pemisah .
Menurut .
, gedung yang dibuat saling berdekatan harus mempunyai jarak pemisah yang cukup, sedemikian rupa sehingga masing-masing bangunan dapat dengan bebas bergetar pada ragam alaminya, tanpa saling bertumbukan.
Apabila jarak ini tidak diperhatikan dapat terjadi keruskaan yang serius.
Menurut anonym .
, kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh gempa rencana, yaitu untuk membatsi terjadinya pelelhan baja dan peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah non-struktur nyamanan penghuni.
Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan .
struktur gedung tersebut akibat pengaruh gempa nominal yang telah dibagi faktor skala.
BAB i METODOLOGI PENELITIAN Lokasi penelitian Dalam penelitian ini, mengambil lokasi pada jalan untung surapati sungai kunjang kota samarinda provinsi Kalimantan Gambar lokasi penelitian BLK samarinda, jalan pangeran untung surapati sungai kunjang Bagan alur penulisan Analisa modal respon spectrum Analisa model respon spektrum rencana mengikuti ketentuan dalam SNI 1726:2012 pasal 6.
Eo Batasan periode To = Ts = Eo Periode fundamental ( T ) dan percepatan respon spectra ( Sa ) Tabel 4.
24 hasil periode fundamental dan percepatan respon spectrum
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Gambar 4.
1 permodelan struktur pada ETABS Nilai spectrum respon tersebut harus Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal Modal dikalikan dengan faktor skala ( scale factor ) = 9.
= 1.
percepatan gravitasi Modal faktor keutamaan gedung Modal koefisien modifikasi respon Modal Karena gempa dari arah x dan y, maka Modal gempa distribusikan 100% ke arah x dan 30 Modal Modal % ke arah y Faktor skala x = Faktor skala y = Dari tabel di atas di dapat nilai periode getar fundamental struktur adalah 1.
Nilai redaman struktur beton .
Tabel 4.
1 nilai periode getar fundamental Modal .
Modal Modal Modal Gambar 4.
2 grafik respon spectrum Analisa gempa static ekivalen Menurut SNI 1726:2012 pasal Koefisien respon seismik 1, gaya gempa lateral didapat dengan R/Ie mengalikan dengan berat bangunan dengan koefisien respon seismik = Cs Eo Arah x = 0.
02772 x 133344.
T(R/I.
= 3696.
937719 kN
0,044
Eo Arah y V = Cs nilai cs tidak kurang dari V = Cs x W nilai cs tidak perlu lebih dari Gaya geser dasar seismik x Ie > 0,001 0,001 = 0.
02801 x 133344.
= 3734.
727815 kN maka csx = 0.
3 Analisis gempa dinamik time nilai cs tidak perlu lebih dari T(R/I.
Berdasarkan SNI gempa 03-17262002 pasal 7.
1 analisis dinamik 3 dimensi berupa analisis dinamik linier dan non linier time history.
nilai cs tidak kurang dari cs = 0,044 x x Ie > = 0.
044 x 0.
0,001
Tabel 4.
2 tabel jenis tanah
> 0,001
= 0.
006 > 0.
maka csy = 0.
Faktor sekala = Dengan 30% arah tegak lurusnya = 0.
9124 = 0.
Waktu rekaman total gempa el centro adalah 113 dt dengan interval waktu rata-rata maka besarnya :Waktu total di bagi interval waktu rata-rata adalah = 242 Wilayah samarinda merupakan daerah Untuk arah X dan Y dengan redaman dengan wilayah gempa 2, dan dengan struktur beton ( damping ) sebesar 5 % kondisi tanah sedang, maka Ao= sesuai SNI gempa 03-1726-2002 pasal 7.
Faktor keutamaan gedung I Reduksi gempa R Kontrol simpangan antar lantai daktail parsial Pembatasan simpangan antar lantai suatu Maka, percepatan gempa rencana pada taraf struktur bertujuan untuk mencegah pembebanan nominal sebagai gempa kerusakan non struktur dan masukan untuk analisis respon dinamik ketidaknyamanan penghuni linier riwayat waktu struktur gedung ( A ) Berdasarkan SNI 1726:2012 pasal 7.
dapat dianalisa sebagai berikut :
untuk memnuhi persyartan Ce OIi OIa OIi simpangan yang terjadi OIa simpangan ijin antar lantai = 0.
Nilai percepatan puncak gempa el centro OIi = ei Agar percepatan akselerogram tersebut sesuai target, maka diperlukan faktor pengali sebagai berikut :
OI2 = e1 e2 e1 = simpangan yang dihitung akibat beban gempa tingkat 1 e2 = simpangan yang dihitung akibat Tabel 4.
3 tabel kontrol simpangan antar lantai portal gempa dinamis arah X ( tanpa kolom dilatasi ) beban gempa tingkat 2 Cd = 5 sistem rangka beton bertulang momen menengah = 1 OI2 = 0.
020 x hsx = 0.
020 x 4000 = 80 Hsx = tinggi tingkat dibawah tingkat x Dari analisa etabs diperoleh nilai simpangan sebagai berikut Tanpa Dilatasi Story 6 Story 5 Story 4 Story 3 Story 2 Story 1 Gambar 4.
3 rekapitulasi simpangan arah x dari story 1 Ae 6 ( tanpa kolom dilatasi ) Gambar 4.
4 rekapitulasi simpangan arah x dari story 1-6 ( dengan kolom dilatasi ) Tabel 4.
4 tabel kontrol simpangan antar lantai portal gempa dinamis arah X ( Dengan kolom dilatasi ) Gambar 4.
6 rekapitulasi simpangan arah y dari story 1-6 ( tanpa kolom dilatasi ) Tabel 4.
5 kontrol simpangan antar lantai portal gempa dinamis arah y ( tanpa kolom Gambar 4.
5 perbandingan simpangan arah X antara yang menggunakan dilatasi dan tidak Gambar 4.
7 rekapitulasi simpangan arah y dari story 1-6 ( dengan kolom dilatasi ) Gambar 4.
8 perbandingan simpangan arah y antara yang menggunakan dilatasi dan tidak Tabel 4.
6 kontrol simpangan antar lantai portal gempa dinamis arah y ( dengan kolom Kontrol eksentrisitas dan torsi Torsi berdasarkan SNI 1726:2012 terdiri dari torsi bawaan dan torsi tak Eksentrisitas dari torsi bawaan dapat dilihat melalui ETABS.
Berikut merupakan data eksentrisitas dari torsi bawaan yang didapat melalui software ETABS Untuk masing-masing arah baik searah sumbu-x dan searah sumbu-y.
Dari program bantu analisis didapat nilai pusat massa ( XCM
),serta pusat
YCR)
(XCR
diperlihatkan pada Tabel 6.
Dari nilainilai eksentrisitas pusat massa dan pusat kekakuan .
x, dan e.
BAB V
PENUTUP
Kesimpulan Tabel 4.
7 data eksentrisitas torsi dari Berdasarkan analisis data yang di etabs tanpa dilatasi lakukan, maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut :
Kontrol simpangan antar lantai portal gempa arah x tanpa kolom Lantai 1 drift < OI2 5 mm < 80 mm C Lantai 2 drift < OI2 24 mm < 80 mm C Lantai 3 drift < OI2 97 mm < 80 mm Tabel 4.
8 data eksentrisitas torsi dari C etabs dengan dilatasi Lantai 4 drift < OI2 31 mm < 80 mm C Lantai 5 drift < OI2 02 mm < 80 mm C Lantai atap drift < OI2 27 mm < 80 mm Kontrol simpangan antar lantai portal gempa arah x dengan kolom dilatasi C Lantai 1 drift < OI2 33 mm < 80 mm C Lantai 2 drift < OI2 39 mm < 80 mm C Lantai 3 drift < OI2 63 mm < 80 mm C 08 mm < 80 mm Lantai 4 drift < OI2 34 mm < 80 mm C 96 mm < 80 mm Lantai 5 drift < OI2 44 mm < 80 mm C Lantai 4 drift < OI2 Lantai 5 drift < OI2 14 mm < 80 mm Lantai atap drift < OI2 40 mm < 80 mm Lantai atap drift < OI2 09 mm < 80 mm Kontrol simpangan antar lantai portal gempa arah y Kontrol time history C tanpa kolom dilatasi C Lantai 1 drift < OI2 Tcx < T = Ta x Cu 53 mm < 80 mm C 64717 < 1.
Lantai 2 drift < OI2 5 mm < 80 mm C Lantai 4 drift < OI2 79 mm < 80 mm C Lantai 5 drift < OI2 83 mm < 80 mm C Lantai atap drift < OI2 92 mm < 80 mm Arah y Tcy < T = Ta x Cu Lantai 3 drift < OI2 64096 < 1.
75 mm < 80 mm C Arah x Saran Pada untuk melengkapi penelitian penelitian dengan bangunan beraturan seperti bentuk U.
T Kontrol simpangan antar dan L.
lantai portal gempa arah y dengan kolom dilatasi C Lantai 1 drift < OI2 35 mm < 80 mm C Lantai 2 drift < OI2 63 mm < 80 mm C Lantai 3 drift < OI2 Juwana.
, 2005.
Sistem Bangunan DAFTAR PUSTAKA