Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
KINERJA STRUKTUR BANGUNAN CANDI SIWA MENGGUNAKAN METODE
ANALISIS RESPONSE SPECTRUM DAN TIME HISTORY
Andina Prima Putri1 dan Reza Ranjani Yazid2 1Prodi Teknik Sipil.
Jurusan Teknik Sipil dan Perencanaan.
Institut Teknologi Kalimantan Email: andina@lecturer.
2Prodi Teknik Sipil.
Jurusan Teknik Sipil dan Perencanaan.
Institut Teknologi Kalimantan Email : rezarenzid@gmail.
ABSTRAK
Candi Siwa merupakan salah satu candi yang terdapat di kompleks Candi Prambanan yang terletak di perbatasan Yogyakarta dan Jawa Tengah.
Candi Siwa mengalami kerusakan akibat gempa pada tahun 2006, setelahnya dilakukan kegiatan rehabilitasi pada Candi Siwa berupa perkuatan kolom, balok dan pelat beton bertulang.
Adanya perkuatan yang diberikan pada Candi Siwa, maka perlu diketahui bagaimana kekuatan struktur tersebut apabila diberi beban Pada penelitian ini menggunakan analisis response spectrum dan analisis time history.
Pembebanan yang diberikan dalam analisis mengacu pada SNI 1726:2019 dan SNI 1727:2013.
Berdasarkan hasil analisis menggunakan program bantu, didapatkan nilai base shear adalah 38213,296 ton.
Displacement arah X terbesar terjadi pada Undak IV sebesar 39,54 mm dan displacement terbesar arah Y terjadi pada Undak IV sebesar 25,6 mm.
Nilai drift maksimum yang terjadi pada Candi Siwa, pada arah X sebesar 0,00459 m pada Kaki I, sedangkan pada arah Y sebesar 0,00551 m terjadi pada Kaki I.
Untuk level kinerja struktur Candi Siwa berdasarkan nilai drift ratio pada arah X dan arah Y masing-masing bernilai 0,0011 m dan 0,0007 m, nilai tersebut masuk ke dalam kategori Immediate Occupancy, yaitu kinerja yang umum digunakan dengan tingkat kerusakan yang sangat minim, risiko korban jiwa manusia yang sangat kecil, dan bangunan diharapkan mampu digunakan kembali.
Kata Kunci: drift, gempa, time history ABSTRACT Siwa Temple is one of the temples in the Prambanan Temple complex which is located between Yogyakarta and Central Java.
Siwa Temple was damaged by the earthquake in 2006, rehabilitation activities were carried out such as reinforced columns, beams and concrete plates.
The existence of reinforcement given to the Siwa Temple it is necessary to know how the strength of the structure when given an earthquake load.
In this study using response spectrum analysis and time history The loads given in the analysis refers to SNI 1726:2019 and SNI 1727:2013.
Based on the analysis results, the base shear value is 38213.
296 tons.
The biggest X direction displacement occurred at Undak IV by 39.
54 mm and the largest displacement of Y direction occurred at Undak IV by 25.
6 mm.
The maximum drift value that occurs in the Siwa Temple, in the X direction of 00459 m at Foot I, while at the Y direction of 0.
00551 m occurs at Foot I.
Performance level of the Siwa Temple based on the value of the drift ratio in the X direction and Y direction respectively 0011 m and 0.
0007 m, the value is included in the category of Immediate Occupancy, where this category is the criteria most widely used with very limited damage, the risk of fatalities due to structural failure is negligible, and the structure expected to be operated again.
Keywords: drift, earthquake, time history 144 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
PENDAHULUAN
Bencana gempa bumi yang terjadi di Daerah Istimewa Yogyakarta pada tanggal 27 Mei 2006 merupakan gempa bumi tektonik yang memiliki kekuatan 5,9 skala Richter.
Gempa bumi tersebut menyebabkan banyak gedung dan bangunan mengalami kerusakan bahkan ada beberapa bangunan yang roboh.
Kerusakan bangunan yang terjadi akibat tidak mampunya bangunan dalam menahan gaya gempa yang ada.
Salah satu bangunan yang mengalami kerusakan adalah Candi Prambanan.
Kerusakan yang dialami Candi Prambanan akibat gempa pada tahun 2006 adalah kerusakan struktural dan kerusakan material dengan kondisi yang kerusakan bermacam-macam.
Kerusakan struktural yang terjadi seperti deformasi arah vertikal dan horizontal, miring dan Sedangkan kerusakan material yang terjadi berupa pecah, retak, patah dan Adanya macam-macam kerusakan ini disebabkan oleh perilaku goncangan gempa dan teknik pemugaran yang dilakukan pada zaman dahulu.
Penelitian dilakukan oleh para ahli dari tahun 2006 hingga tahun 2011 yang rehabilitasi pada tahun 2012 hingga tahun Rehabilitasi yang dilakukan pada Candi Siwa meliputi tambahan perkuatan pelat, kolom dan balok beton bertulang.
Rehabilitasi dilakukan pada sebagian tubuh I, tubuh II, atap I, atap II, atap i, atap IV dan (Setyastuti, 2.
Berdasarkan perkuatan yang diberikan pada Candi Siwa, maka perlu diketahui bagaimana pengaruh perkuatan tersebut terhadap kekuatan struktur dari Candi Siwa apabila diberi beban gempa.
Secara umum analisis gempa dibagi menjadi dua yaitu analisis gempa statik ekivalen dan dinamik.
Menurut SNI 1726:2019, pengaruh gempa rencana pada struktur dengan ketinggian lebih dari 10 tingkat atau 40 m harus ditinjau berdasarkan pada analisis dinamik yang terdiri dari analisis spektrum respons dan analisis dinamik riwayat waktu .
ime histor.
Menurut Suntoko .
, respons spektrum adalah salah satu dari analisis dinamik dimana suatu pemodelan dari struktur diberikan spektrum respons gempa Analisis riwayat waktu adalah analisis dinamis dimana pada model struktur diberikan suatu catatan rekaman gempa.
Dalam analisis ini, level kinerja yang ingin diketahui adalah level kinerja yang ditinjau berdasarkan nilai drift ratio.
Menurut ATC-40, drift ratio merupakan maksimum terhadap tinggi bangunan yang Level performa struktur dibagi menjadi sebagai berikut:
Immediate Occupancy (IO) yaitu kinerja yang umum digunakan dengan tingkat kerusakan yang sangat minim, risiko korban jiwa manusia yang sangat kecil, dan bangunan diharapkan mampu digunakan kembali.
Damage Control (DC) yaitu kinerja dengan tingkat kerusakan di antara level Immediate Occupancy sampai Life Safety.
Life Safety (LS) yaitu kinerja dengan tingkat kerusakan signifikan pada bangunan telah terjadi, tetapi belum mencapai keruntuhan.
Structural Stability (SS) yaitu kinerja dengan sistem struktur bangunan yang mengalami keruntuhan sebagian atau Rentang level kinerja tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1.
Batasan Drift Ratio Menurut ATC-40
Parameter Maximum
Drift Ratio
0,01
0,01 Ae 0,02 0,02 0,33 Sumber: ATC-40 .
Berdasarkan hal tersebut, penulis akan melakukan analisis gempa dinamik .
espon 145 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
2021 spektrum dan riwayat wakt.
pada Candi Siwa setelah adanya perkuatan pasca rehabilitasi dengan menggunakan program bantu, dimana analisis ini akan meninjau beberapa parameter hasil analisis seperti base shear, displacement, drift serta untuk mengetahui level kinerja struktur pada Candi Siwa yang ditinjau berdasarkan nilai drift ratio.
METODE
Data yang digunakan merupakan data struktur candi yang berupa data dimensi yang diperoleh dari BP3 Ae Unit Kerja Candi Prambanan oleh penelitian dari Tim Penyusunan Detail Engineering Design (DED), dan data material yang mengacu pada data Candi Garuda serta penelitianpenelitian yang telah dilakukan sebelumnya.
Data ukuran dimensi dan data material Candi Siwa ditunjukkan pada Tabel 2 dan Tabel 3 berikut.
Tabel 2.
Dimensi Bangunan Candi Siwa No.
Bagian Candi Tinggi .
Dimensi .
Fondasi 3393 y 3400 Kaki Kaki I 2083 y 334 Kaki II 1068 y 356 Tubuh I 765 y 357 Tubuh II 635 y 357 Undak I 690 y 357 Undak II 385 y 350 Undak i 210 y 341 Undak IV 100 y 332 Puncak 115 y 120 Bilik Utama 682 y 682 Bilik Selatan 284 y 282 Tubuh Atap Bagian Candi Tinggi .
Dimensi .
Bilik Barat 285 y 280 Bilik Utara 285 y 280 Bilik Utama 682 y 682 Bilik Selatan 284 y 282 Bilik Barat 285 y 280 Bilik Utara 285 y 280 No.
Sungkup bilik Sumber: Kegiatan Studi Teknis Pelestarian Candi Siwa.
Kompleks Candi Prambanan .
Tabel 3.
Spesifikasi Material Materi Berat Jenis .
g/m Kuat Teka (MPa Modulus Elastisit as (MP.
Poisso
Ratio
Andesit
Tuff
0,29
Beton Beton Pengisi 0,15 Sumber: Kegiatan Studi Teknis Pelestarian Candi Siwa.
Kompleks Candi Prambanan .
Pemodelan struktur Pemodelan struktur pada analisis kali ini, struktur dibuat lebih sederhana karena keterbatasan kemampuan program bantu.
Pemodelan geometri struktur 3D dilakukan sesuai dengan dimensi yang telah diperoleh Berikut pemodelan elemen Candi Siwa pada program bantu:
Elemen solid Elemen solid terdiri dari batuan candi dan beton pengisi pada Candi Siwa yang dimodelkan dalam pada program bantu seperti Gambar 1 berikut.
Bilik 146 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
2021 Gambar 4.
Perkuatan pada Bagian Kemuncak Gambar 1.
Pemodelan Elemen Solid Elemen frame dan area Struktur beton dan terdiri dari balok 20 y 20 cm, balok 30 y 30 cm dan kolom diameter 40 struktur beton dimodelkan sebagai elemen frame pada program bantu.
Pemodelan elemen Candi Siwa pada program bantu dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 3, dan Gambar 4 berikut.
Struktur perkuatan berupa pelat beton yang terletak di bagian pintu masing-masing bilik dimodelkan sebagai elemen area.
Bilik-bilik terletak pada bagian tubuh I candi seperti pada Gambar 5 berikut:
Gambar 5.
Perkuatan Pelat pada Bagian Pintu Bilik Gambar 2.
Perkuatan Balok 200 x 200 mm pada Undak I Gambar 3.
Perkuatan Balok 300 x 300 mm pada Tubuh I Springs Pada dasar fondasi candi yang langsung berhubungan dengan tanah, dimodelkan tumpuan berupa spring dengan nilai stifness sesuai hasil uji sondir yang pernah dilakukan sebelumnya oleh Japan Center for International Cooperation dengan nilai allowable bearing capacity per unit area, qld = 39000 kN/m2.
Pembebanan Pembebanan yang diberikan pada model struktur adalah sebagai berikut:
Beban Hidup Menurut SNI 1727:2013, penggunaan dari bangunan yang dianalisis akan berpengaruh pada beban hidup yang diberikan.
Dalam penelitian ini, bangunan yang dianalisis 147 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
2021 berfungsi sebagai tempat rekreasi, maka beban hidup yang diberikan adalah sebesar 4,79 KN/m2.
Beban Gempa Beban gempa yang digunakan adalah response spectrum berdasarkan SNI 1729:2019 dan time history dengan data accelerogram dari gempa Bengkulu yang terjadi pada 12 September 2007.
Berikut langkah-langkah melakukan analisis spektrum respons:
Menentukan Nilai Ss dan S1 Menentukan Nilai Fa dan Fv Perhitungan Nilai SMS dan SM1 Perhitungan SDS dan SD1 Perhitungan TS.
T0, dan Sa Membuat grafik spektrum respons Hasil grafik respon spektrum dimasukkan kedalam pemodelan struktur dengan mendefinisikan fungsi respon spektrum pada kotak dialog Respon Spektrum Function Definition.
Pendefinisian dilakukan dengan memasukkan waktu getar alami struktur (T) dan acceleration (S.
Berdasarkan parameter-parameter yang ada pada SNI 1729:2019 untuk response spectrum wilayah Yogyakarta adalah pada Gambar 6 berikut:
Respons Spektrum Yogyakarta T .
Gambar 6.
Grafik Spektrum Respons Yogyakarta Analisis time history dilakukan dengan penjelasan tahapan yaitu:
Percepatan.
Sa .
Sa .
Memplotkan menjadi grafik percepatan tanah untuk masing-masing arah dari tiap stasiun.
Mengkonversi menjadi data pseudo-acceleration.
Konversi data menggunakan aplikasi Seismosignal.
Data yang telah di konversi diplotkan menjadi grafik pseudo-acceleration.
Merata-ratakan masing-masing stasiun untuk arah x dan arah y.
Menskalakan data pseudo-acceleration terhadap response spectrum acuan pada rentang 0,8T hingga 1,2T menggunakan faktor skala.
Membuat grafik dari data pseudoacceeration yang telah diskalakan terhadap respons spectrum acuan dan dicek percepatannya pada rentang 0,8T hingga 1,2T tidak lebih kecil terhadap grafik response spectrum.
Menskalakan data accelerogram dengan menggunakan faktor skala yang sama Input data accelerogram terskala untuk masing-masing arah pada program Analisis time history dimulai dengan dilakukan pada program bantu.
Menganalisis perilaku struktur hasil analisis linier riwayat waktu berupa displacement, drift dan base shear.
Grafik pseudo-acceleration yang telah diskalakan terhadap response spectrum pada Gambar 7 berikut:
Scaled X Scaled Y Unscaled X Unscaled Y RSP Yogya Periode .
Gambar 7.
Grafik Pseudo-acceleration Terskala terhadap Response Spectrum 148 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
2021 Percepatan .
Grafik pseudo-acceleration dikonversikan menjadi data accelerogram dan didapatlah beban time history untuk arah x pada Gambar 8 dan arah y pada gambar 9 berikut.
Tabel 5.
Kontrol Terhadap Base Shear Base Shear .
N) Periode .
Gambar 8.
Grafik Accelerogram Terskala Arah X Percepatan .
Menurut SNI 1726:2019 pasal 7.
tidak lebih kecil dibanding 100% base shear yang didapat dari cara statik ekivalen.
Apabila base shear yang didapat lebih kecil, maka harus dikalikan dengan faktor skala Hasil perhitungan kontrol terhadap base shear dapat dilihat pada Tabel 5 berikut.
Periode .
Gambar 9.
Grafik Accelerogram Terskala Arah Y
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil analisis yang menjadi pembahasan pada analisis time history adalah gaya geser dasar .
ase shea.
, displacement, drift dan level kinerja berdasarkan drift ratio.
Berikut merupakan hasil dari analisis time history pada program bantu:
Base shear Berdasarkan hasil analisis pada program bantu didapatkan nilai base shear seperti pada Tabel 4 berikut.
Tabel 4.
Nilai Base Shear Maksimum Keterangan Vt .
Base Shear
38213,296
38213,296
33727,375
Keterangan Vt > V Displacement Dalam displacement maksimum untuk dilihat bagaimana perilaku struktur ditinjau dari displacement yang diolah menjadi nilai drift.
Displacement maksimum yang didapatkan dari analisis time history pada program bantu dapat dilihat pada Tabel 6 berikut:
Tabel 6.
Hasil Displacement Maksimum Lantai Ux .
Uy .
Kemuncak
39,07
25,36
Undak 4
39,54
Undak 3
39,06
25,36
Undak 2
38,77
25,22
Undak 1
38,53
25,08
Tubuh 2
38,52
25,09
Tubuh 1
38,51
25,06
Kaki 2
36,04
23,85
Kaki 1
32,77
22,23
Pondasi
29,33
26,36
Berdasarkan hasil diatas, dapat dilihat bahwa displacement arah x terkecil terjadi pada pondasi dikarenakan dalam analisis ini pondasi dimodelkan sebagai elemen solid dengan tumpuan springs maka pondasi dapat mengalami displacement, yaitu sebesar 29,33 mm.
Sedangkan, untuk 149 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
2021 displacement arah x terbesar terjadi pada Undak IV sebesar 39,54 mm.
Displacement arah y terkecil terjadi pada Kaki I sebesar 22,23 mm.
Sedangkan displacement maksimum arah y terjadi pada Undak IV sebesar 25,6 mm.
Drift Hasil persamaan pada SNI 1726:2019 Pasal 7.
dengan batas simpangan antar tingkat izin yang mengacu pada persamaan Pasal 7.
maka diperoleh hasil simpangan antar lantai pada Tabel 7 berikut.
Level Kinerja Struktur Untuk menentukan level kinerja struktur mengacu pada ATC-40 dihitung dari maximum total drift.
Berdasarkan Tabel 1, hasil level kinerja struktur dapat dilihat pada Tabel 8 berikut.
Tabel 7.
Rekapitulasi Perhitungan Nilai Drift Berdasarkan tabel di atas diperoleh kinerja struktur Immediate Occupancy (IO) yaitu kinerja yang umum digunakan dengan tingkat kerusakan yang sangat minim, risiko korban jiwa manusia yang sangat kecil, dan bangunan diharapkan mampu digunakan Tingkat OIx .
OIy .
OIa
Kemunca
0,0006
0,0003
0,10
Aman Undak 4
0,0006
0,0003
0,02
Aman Undak 3
0,0003
0,0001
0,04
Aman Undak 2
0,0003
0,0001
0,04
Aman Undak 1
0,0000
0,0000
0,04
Aman Tubuh 2
0,0000
0,0000
0,06
Aman Tubuh 1
0,0032
0,0016
0,06
Aman Kaki 2
0,0043
0,0021
0,03
Aman Kaki 1
0,0045
0,0055
0,03
Aman Ket.
Berdasarkan hasil diatas, simpangan antar tingkat yang maksimum arah x terjadi pada Kaki I sebesar 0,00459 m dan simpangan antar tingkat yang maksimum arah y terjadi pada Kaki 1 sebesar 0,00551 m dengan simpangan yang diizinkan senilai 0,036 m.
Simpangan antar tingkat pada arah x dan arah y yang terjadi di semua tingkat masih masuk dalam yang disyaratkan SNI 1726:2019 sehingga struktur Candi Siwa dapat dikatakan aman.
Tabel 8.
Level Kinerja Struktur Load Case Dt .
Maximum
Total Drift
Level Kinerja Aceh X
39,54
0,0011
Aceh Y
0,0007
KESIMPULAN
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:
Nilai base shear yang didapat dari hasil analisis metode time history adalah 38213,296 ton.
Nilai base shear metode statik ekivalen sebesar 33727,375 ton.
Jadi, nilai base shear dari hasil analisis metode time history lebih besar dibanding nilai base shear metode statik ekivalen sudah sesuai dengan yang disyaratkan pada SNI Pasal 7.
Displacement arah X terbesar terjadi pada Undak IV sebesar 39,54 mm dan displacement terbesar arah Y terjadi pada Undak IV sebesar 25,6 mm.
Nilai drift maksimum yang terjadi pada Candi Siwa, pada arah X sebesar 0,00459 m pada Kaki I, sedangkan pada arah Y sebesar 0,00551 m terjadi pada Kaki I.
Berdasarkan hasil analisis, level kinerja struktur Candi Siwa berdasarkan nilai drift ratio pada arah X dan arah Y masuk Immediate Occupancy.
Artinya, struktur bangunan 150 | K o n s t r u k s i a Jurnal Konstruksia | Volume 12 Nomer 2 | [Andina Ae Reza_Jul.
2021 aman, bangunan tidak mengalami kerusakan berarti dan bangunan dapat segera difungsikan/beroperasi kembali.
DAFTAR PUSTAKA