BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum...

18
Tinjauan Pustaka Thesis II-1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Beberapa peneliti luar sejak tahun 50-an melakukan kajian ekperimental untuk mengetahui perilaku dinding pengisi terhadap portal pengekangnya. Polyakov (1956), Holmes (1961), Stafford Smith (1962, 1966, 1967) dan Mainstone- Weeks melakukan kajian ekperimental portal baja dengan dinding pengisi pasangan bata. Perilaku dinding pengisi terhadap portal beton bertulang secara umum lebih rumit dibanding terhadap portal baja dan telah dikaji oleh Fiorato et.al (1970), Klingner dan Bertero (1976), Khan dan Hanson (1979), Bertero dan Brokken (1983), Zarnic dan Tomazevic (1990), dan beberapa peneliti lainnya [17] . Kebanyakan dari kajian tersebut dilakukan pada spesimen skala kecil yang kemungkinan tidak merepresentasikan struktur yang diwakili. Namun bagaimanapun juga, kajian-kajian tersebut telah mengidentifikasikan beberapa mekanisme kegagalan yang kemungkinan disebabkan oleh interaksi portal-panel dinding. Beberapa mekanisme kegagalan tersebut akan dijelaskan pada subbab berikutnya. Di Indonesia, kajian ekperimental mengenai struktur portal beton bertulang dengan dinding pengisi pasangan bata pernah dilakukan melalui Indonesian Eartquake Study, 1981 [16] yang hasilnya tertuang dalam Buku Pedoman Perencanaan Untuk Struktur Beton Bertulang Biasa dan Struktur Tembok Bertulang Untuk Gedung, 1983 [11] . Kajian eksperimental lain tentang portal beton bertulang dengan dinding pasangan bata terkekang yang pernah dilaporkan di Indonesia antara lain oleh Tambunan (2001) [19] dan Aryanto (2008) [6] yang menyimpulkan bahwa dinding pengisi mampu meningkatkan kekuatan portal sampai dua kali lipat portal terbuka. Kajian eksperimental lain yang sedang dilakukan di Indonesia yaitu oleh Hadi (2009). 2.2 DINDING PASANGAN BATA Beberapa definisi tentang dinding pasangan bata diberikan antara lain oleh Eurocode 6 [12] yang menggolongkan dinding pasangan bata ke dalam tiga kategori:

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum...

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-1

BAB II

TTIINNJJAAUUAANN PPUUSSTTAAKKAA

2.1 UMUM

Beberapa peneliti luar sejak tahun 50-an melakukan kajian ekperimental untuk

mengetahui perilaku dinding pengisi terhadap portal pengekangnya. Polyakov

(1956), Holmes (1961), Stafford Smith (1962, 1966, 1967) dan Mainstone-

Weeks melakukan kajian ekperimental portal baja dengan dinding pengisi

pasangan bata.

Perilaku dinding pengisi terhadap portal beton bertulang secara umum lebih

rumit dibanding terhadap portal baja dan telah dikaji oleh Fiorato et.al (1970),

Klingner dan Bertero (1976), Khan dan Hanson (1979), Bertero dan Brokken

(1983), Zarnic dan Tomazevic (1990), dan beberapa peneliti lainnya[17].

Kebanyakan dari kajian tersebut dilakukan pada spesimen skala kecil yang

kemungkinan tidak merepresentasikan struktur yang diwakili. Namun

bagaimanapun juga, kajian-kajian tersebut telah mengidentifikasikan beberapa

mekanisme kegagalan yang kemungkinan disebabkan oleh interaksi portal-panel

dinding. Beberapa mekanisme kegagalan tersebut akan dijelaskan pada subbab

berikutnya.

Di Indonesia, kajian ekperimental mengenai struktur portal beton bertulang

dengan dinding pengisi pasangan bata pernah dilakukan melalui Indonesian

Eartquake Study, 1981[16] yang hasilnya tertuang dalam Buku Pedoman

Perencanaan Untuk Struktur Beton Bertulang Biasa dan Struktur Tembok

Bertulang Untuk Gedung, 1983[11]. Kajian eksperimental lain tentang portal

beton bertulang dengan dinding pasangan bata terkekang yang pernah

dilaporkan di Indonesia antara lain oleh Tambunan (2001)[19] dan Aryanto

(2008)[6] yang menyimpulkan bahwa dinding pengisi mampu meningkatkan

kekuatan portal sampai dua kali lipat portal terbuka. Kajian eksperimental lain

yang sedang dilakukan di Indonesia yaitu oleh Hadi (2009).

2.2 DINDING PASANGAN BATA

Beberapa definisi tentang dinding pasangan bata diberikan antara lain oleh

Eurocode 6[12] yang menggolongkan dinding pasangan bata ke dalam tiga

kategori:

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-2

a. Dinding pasangan bata tanpa tulangan (unreinforced masonry), dinding

pengisi hanya terdiri dari bata dan mortar tanpa diberi tulangan.

b. Dinding pasangan terkekang (confined masonry), dinding pasangan bata

yang terdiri dari bata dan mortar dan di sekelilingnya terdapat portal

pengekang dari balok dan kolom atau beton bertulang.

c. Dinding pasangan bata bertulang (reinforced masonry), dinding pasangan

bata yang diberi tulangan pada sela pasangan bata dan mortar.

FEMA 306 menggolongkan dinding pengisi ke dalam tiga kelompok yaitu:

a. Reinforced Masonry (RM)

b. Unreinforced Masonry (URM)

c. Infilled Frame (INF)

Indonesian Earthquake Study vol 6 menggolongkan struktur portal dengan

dinding pengisi pasangan bata ke dalam empat kelompok pada Tabel II-1:

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-3

AB

1B

2C

D

1. E

lem

enP

ort

al b

eto

n

ber

tula

ng, p

asa

ngan

b

ata

tak

ber

tula

ng

Por

tal b

eto

n

bert

ulan

g, p

asa

nga

n ba

ta ta

k be

rtu

lan

g

Por

tal b

eto

n be

rtu

lan

g,

pasa

nga

n b

ata

tak

bert

ula

ng

Por

tal b

eto

n b

ert

ula

ng,

p

asa

ngan

ba

ta

be

rtul

an

g

Por

tal b

eto

n

be

rtul

an

g, p

asa

nga

n b

ata

tak

bert

ula

ng

2. T

ingg

i Ma

ksim

um4

lan

tai a

tau

14

met

er2

lan

tai a

tau

8 m

ete

r7

lant

ai a

tau

25

me

ter

3 la

nta

i ata

u 1

1 m

ete

r1

0 la

nta

i ata

u 3

5 m

ete

r

3. P

em

isah

an d

indi

ng

dar

i po

rta

lT

ida

k te

rpis

ah

Tid

ak

terp

isah

Tid

ak te

rpis

ahT

ida

k te

rpis

ahT

erpi

sah

4. P

em

bata

san

pene

mp

ata

n d

ind

ing

Se

baik

nya

sim

etri

sP

enem

pata

n d

apa

t se

mb

aran

gS

ebai

knya

sim

etr

isP

enem

pata

n d

apa

t se

mb

aran

gP

enem

pata

n d

apa

t se

mb

aran

g

5. A

sum

si d

esa

in p

erila

ku

din

din

g p

engi

si

Din

din

g p

engi

si

bek

erja

sim

ulta

n d

enga

n p

orta

l dal

am

m

enah

an g

aya

late

ral

Sum

bang

an k

eku

ata

n

din

din

g p

engi

si

dia

baik

an

Sum

bang

an k

ekua

tan

di

ndi

ng

pen

gisi

di

aba

ikan

Sum

bang

an k

eku

ata

n

din

din

g p

engi

si

dia

baik

an

Sum

bang

an k

eku

ata

n

din

din

g p

engi

si

dia

baik

an

Tin

jau

an

Pro

pe

rtie

s

Tip

e S

tru

ktu

r P

ort

al

Tab

el I

I-1

Penggolo

ngan

str

ukt

ur

port

al bet

on d

engan

din

din

g p

engis

i, (

sum

ber

: La

pora

n I

ndones

ian E

art

hquake

Stu

dy

Volu

me

6,

1981

[16] )

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-4

a. Tipe A, reinforced concrete frame with confined unreinforced masonry.

Struktur tipe ini didesain menahan gaya leteral seperti gempa oleh portal

beton bertulang dan dinding pengisi secara simultan. Batasan-batasan

struktur ini diantaranya:

- tinggi maksimum 4 lantai atau 14 meter

- penempatan dinding secara simetris untuk mencegah efek torsi

yang dominan

b. Tipe B, reinforced concrete frame with pseudo confined unreinforced

masonry.

Struktur tipe ini didesain menahan gaya leteral seperti gempa oleh portal

beton bertulang saja. Dinding pengisi dianggap tidak menahan gaya

lateral namun pada kenyataannya tetap mempengaruhi kinerja struktur.

Portal didesain untuk sepenuhnya menahan gaya yang terjadi.

Pendetailan portal mengikuti pendetailan dengan daktilitas yang

diharapkan. Hal ini akan meningkatkan kemungkinan struktur tetap aman

pada saat terjadi gaya gempa yang melampaui gaya gempa desain.

Batasan-batasan struktur ini diantaranya:

- Struktur dengan tinggi maksimum 2 lantai atau 8 meter,

penempatan dinding pengisi yang tidak simentris masih dapat

diterima walaupun perilaku struktur tidak sebaik pada penempatan

dinding simetris.

- Struktur lebih tinggi mencapai 7 lantai atau 25 meter,

penempatan dinding pengisi harus simetris terhadap pusat massa

lantai untuk mencegah efek torsi tambahan.

c. Tipe C, reinforced concrete frame with confined reinforced masonry.

Struktur terdiri dari portal beton bertulang dan dinding pengisi bertulang

terkekang. Portal didesain untuk sepenuhnya menahan gaya yang terjadi.

Pendetailan portal mengikuti pendetailan dengan daktilitas yang

diharapkan. Dinding pengisi bertulang tidak dimaksudkan untuk menahan

gaya lateral secara simultan dengan portal. Tulangan dinding pengisi

diperuntukan menjaga keruntuhan dinding pengisi saat gaya gempa

melampaui gaya gempa desain.

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-5

Batasan-batasan struktur ini diantaranya:

- tinggi maksimum 3 lantai atau 11 meter

- penempatan dinding tidak simetris dapat diterima.

d. Tipe D, reinforced concrete frame with unconfined unreinforced masonry.

Struktur terdiri dari portal beton bertulang dan dinding pengisi bertulang

tak terkekang. Portal didesain untuk sepenuhnya menahan gaya yang

terjadi. Pendetailan portal mengikuti pendetailan dengan daktilitas yang

diharapkan. Detail hubungan antara portal dan dinding pengisi harus

diperhatikan agar dinding pengisi tidak mempengaruhi perilaku portal.

Dalam hal ini dinding pengisi sepenuhnya hanya dianggap sebagai

elemen non struktural yang tidak menahan beban.

Batasan-batasan struktur ini diantaranya:

- tinggi maksimum 10 lantai atau 35 meter

- penempatan dinding tidak simetris dapat diterima.

Bangunan rumah sederhana di Indonesia umumnya mengikuti tipe A dimana

dinding pasangan bata dikekang oleh portal beton (hubungan bata pasangan dan

portal diakomodasi dengan pemasangan dowel) dan diasumsikan bekerja secara

simultan dalam menahan beban lateral.

Pendetailan portal dengan dinding pasangan bata terkekang tipe A pada masing-

masing zona gempa seperti Gambar II-2. Tebal siar mortar dan komposisi

campuran mortar dinding pasangan bata di tiap-tiap zona gempa tidak

dijabarkan dan dibedakan dalam laporan ini.

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-6

Gam

bar

II-

1

Pen

deta

ilan d

indin

g p

asa

ngan

bat

a Tip

e A

, (s

um

ber:

Lapora

n I

ndonesi

an E

art

hquak

e S

tudy

Volu

me

6,

1981

[16] )

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-7

(b)

Gambar II-2 Pendetailan portal kolom praktis dinding pasangan bata Tipe A, (sumber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981[16])

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-8

2.2.1 Karakteristik Material Bata Merah

Di Indonesia, elemen utama dinding pengisi umumnya terbuat dari batu bata

merah yang masih diproduksi secara tradisional. Hal ini menyebabkan

variabilitas yang cukup besar, baik pada dimensi maupun kekuatan yang

dimilikinya.

Standar Industri Indonesia SII.0021-78 mengelompokkan ukuran standar untuk

unit bata merah pejal yang ada di Indonesia seperti pada Tabel II-2.

Tabel II-2 Ukuran bata merah pejal SII.0021-78

Modul Ukuran (mm)

tebal lebar panjang M-5a 65 90 190 M-5b 65 140 190 M-6 55 110 230

Di lapangan dapat ditemui banyak ukuran bata merah yang tidak sama seperti

standar yang ditetapkan.

2.2.1.1 Kuat Tekan

Kekuatan material bata merah di Indonesia secara umum[16], adalah:

Kuat tekan : 3.51 MPa

Kuat lentur (diplester) : 0.2 MPa

Kuat lentur (tanpa diplester) : 0.05 MPa

Kuat geser : 0.17 MPa

Sedangkan SII.0021-78 menggolongkan kuat tekan bata merah di Indonesia

menjadi 6 kelas:

Tabel II-3 Kuat tekan bata merah pejal SII.0021-78

Kelas

Kuat tekan rata-rata minimum dari 30 bata

yang diuji

Koefisien variasi yang diijinkan dari rata-rata kuat tekan bata yang

diuji, % MPa 25 2.5 25 50 5 22 100 10 22 150 15 15 200 20 15 250 25 15

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-9

Bila pada bata tidak tercantum label kelas bata, maka kuat tekan dapat dicari

dengan melakukan tes tekan dengan metoda SII.0021-78 seperti pada gambar

berikut:

Gambar II-3 Benda uji dan test setup uji tekan unit bata

Dimana kuat tekan unit bata merah adalah:

)(MPaA

WPfm

.... (2.1)

P : Gaya tekan maksimum

W : Berat spesimen

A : Luas area pengaplikasian beban

Metoda tes ini juga digunakan pada Eurocode 6[12] untuk menentukan kuat tekan

unit bata.

2.2.1.2 Modulus elastisitas

Penentuan modulus elastisitas material bata merah dapat mengikuti prosedur

penentuan modulus elastisitas beton yaitu dengan menarik garis lurus dari 0

sampai 1/3 dari beban puncak pada kurva hubungan tegangan-regangan bata

merah. Gambar II-4 menampilkan kurva tegangan-regangan tipikal dan

penentuan modulus elastisitas material bata merah.

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-10

0

1

2

3

4

5

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035

Strain

Str

ess

(M

Pa)

f m

1/3 f m

Em

Gambar II-4 Kurva tegangan-regangan & modulus elastisitas unit bata

2.2.2 Karakteristik Material Mortar

Laporan Indonesian Earthquake Study[16] merekomendasikan pada pasangan

bata merah, mortar harus memiliki kuat tekan sebesar 3MPa dengan rasio

semen:pasir 1:6. Ketebalan mortar siar yang direkomendasikan adalah 8mm-

15mm. Sedangkan Eurocode 6[12] mensyaratkan minimum kuat tekan mortar

sebesar 5 MPa untuk unreinforced dan confined masonry.

UNDP dalam “Second Progres on Improved Brickwork”, 1978 menyimpulkan

bahwa semakin kecil perbedaan antara karakteristik material bata dengan

mortarnya, akan semakin baik pasangan tersebut. Hal ini dikarenakan tingkat

homogenitas pasangan tersebut semakin seragam.

2.2.3 Karakteristik Material Dinding Pasangan Bata Merah

Dinding pasangan bata merah terdiri dari unit bata dan mortar siar antar bata.

Properties kekuatan dinding pasangan bata merupakan gabungan kekuatan unit

bata dan kekuatan mortar siar.

2.2.3.1 Kuat Tekan

Kuat tekan dinding pasangan bata dapat diperoleh dari pengujian laboratorium

terhadap spesimen yang terdiri dari tiga tumpuk pasangan bata. Bila tidak

terdapat data hasil pengujian, kuat tekan dinding pasangan bata dapat dihitung

berdasarkan persamaan[12]:

)(' 25.065.0 MPaffKf cmmm .... (2.2)

dimana:

mf ' : kuat tekan pasangan dinding bata (MPa)

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-11

mf : kuat tekan unit bata (MPa), spesimen ukuran 10cmx10cmx10cm.

cmf : kuat tekan mortar (MPa), spesimen ukuran 5cmx5cmx5cm

K : konstanta, untuk dinding pasangan setengah bata secara umum,

diambil 0.6 MPa0.1

Kuat tekan mortar cmf tidak boleh diambil melebihi 20 MPa dan tidak lebih besar

dari dua kali kuat tekan unit bata ( mf2 )

2.2.3.2 Kuat Geser

Kuat geser dinding pasangan bata dapat diperoleh dari persamaan[12]:

)(4.00 MPaff dvkvk .... (2.3)

dimana:

vkf : kuat geser dinding pasangan bata (MPa)

0vkf : kuat geser lekatan bata mortar didapat dari pengujian triplet pasangan

bata pada tegangan tekan nol (MPa), seperti ditunjukan Gambar II-5

d : tegangan tekan tegak lurus bidang geser

Gambar II-5 Benda uji triplet dan test setup uji geser lekatan unit bata-mortar

Kuat geser lekatan antara bata mortar didapat berdasarkan:

)'(20 bxh

WPf u

vk

......(2.4)

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-12

dimana:

0vkf : kuat geser lekatan pasangan bata

Pu : beban uji maksimum

W : berat benda uji

b : lebar bidang kontak

h’ : tinggi bidang kontak

2.2.3.3 Modulus elastisitas

Modulus elastisitas dinding pasangan bata dapat ditentukan dari hasil pengujian

tekan pasangan bata. Bila tidak terdapat data hasil pengujian, modulus

elastisitas dinding pasangan bata dapat diambil sebesar 1000 mf ' , dan modulus

geser dinding pasangan bata dapat diambil sebesar 40% dari modulus

elastisitasnya[12].

2.3 POLA KERUNTUHAN STRUKTUR PORTAL DENGAN DINDING

PENGISI

Kekuatan lateral dinding pengisi terkekang sangat tergantung pada pola

keruntuhan yang terjadi[17]. Beberapa mekanisme kegagalan dan pola

keruntuhan yang umum terjadi pada portal beton bertulang dengan dinding

pengisi diidentifikasikan oleh peneliti-peneliti terdahulu pada subbab 2.1.

Dari berbagai kajian eksperimental yang telah dilakukan, Paulay dan Priestley

(1992) menggolongkan pola keruntuhan portal dengan dinding pengisi ke dalam

5 kategori berikut dan ditunjukkan dengan Gambar II-6:

1. Corner crushing (CC)

Terjadi keruntuhan dimulai dari daerah pojok portal. Pola keruntuhan ini

umumnya terjadi pada dinding bata yang dikelilingi portal balok kolom

yang kuat namun memiliki hubungan balok kolom lemah.

2. Sliding shear (SH)

Terjadi geser horizontal pada bed joint (interaksi mortar dengan bagian

bawah unit bata). Keruntuhan seperti ini terjadi akibat lemahnya

kekuatan mortar sedangkan portal sangat kuat.

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-13

3. Diagonal compression (DC)

Keruntuhan ditandai kerusakan area pada daerah tengah panel dinding.

Keruntuhan seperti ini diakibatkan oleh besarnya kelangsingan dinding

pengisi sehingga mengakibatkan tekuk keluar bidang (out of plane).

4. Diagonal cracking (DCR)

Keruntuhan ditandai dengan terbentuknya retak pada arah diagonal

struktur. Keruntuhan seperti ini terjadi pada portal yang memiliki

kekuatan yang cukup lemah dibanding dengan kekuatan dinding

pasangan.

5. Frame failure (FF)

Keruntuhan ditandai dengan terbentuknya sendi plastis pada sambungan

balok-kolom. Keruntuhan seperti terjadi pada dinding yang memiliki

kekuatan besar dengan portal yang memiliki kekuatan kekuatan kecil dan

hubungan balok-kolom yang lemah.

Gambar II-6 Pola keruntuhan portal dengan dinding pengisi (a) Corner crushing, (b) Sliding shear,

(c) Diagonal compression, (d) Diagonal cracking, (e) Frame failure

Pada banyak kajian eksperimen portal beton bertulang dengan dinding pengisi

terjadi kombinasi dari pola-pola keruntuhan di atas.

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-14

2.4 PARAMETER KINERJA DINDING BATA TERKEKANG BETON

BERTULANG

Dalam menahan beban lateral gempa, suatu struktur ditinjau dari beberapa

parameter yang menunjukkan baik buruknya kinerja struktur tersebut. Beberapa

parameter kinerja struktur dalam menahan beban gempa diantaranya: kapasitas

kekuatan puncak, daktilitas, energi disipasi dan degradasi kekakuan.

Pengujian struktur terhadap beban lateral siklik menghasilkan suatu kurva

histeretik perilaku struktur terhadap beban siklik. Kurva histeretik tipikal struktur

pada pengujian lateral siklik dapat dilihat pada Gambar II-7 berikut:

Gambar II-7 Tipikal kurva histeretik perilaku struktur terhadap beban siklik

Dari kurva histeretik dan envelope kurva histeritik dapat diketahui parameter-

parameter kinerja struktur terhadap beban lateral siklik.

2.4.1 Kapasitas Kekuatan Puncak

Kapasitas kekuatan puncak struktur diambil dari titik tertinggi dari envelope

kurva histeretik pada pembebanan dorong dan tarik.

Pada struktur dengan material unisotropic seperti dinding bata terkekang, sering

terjadi perbedaan perilaku histeretik antara pembebanan dorong dan tarik.

Perbedaan perilaku ini juga berpengaruh pada perbedaan kapasitas kekuatan

puncak struktur. Kapsitas kekuatan puncak struktur diambil nilai terkecil dari

pembebanan tarik atau dorong.

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-15

2.4.2 Daktilitas Struktur

Daktilitas struktur didefinisikan sebagai kemampuan struktur untuk mengalami

deformasi inelastik tanpa mengalami kehilangan kekakuan yang signifikan.

Secara umum daktilitas dinyatakan sebagai perbandingan antara perpindahan

ultimit dan perpindahan leleh. Berdasarkan FEMA 450 (2003) dan Tomazevic

(1999), perpindahan ultimit ditentukan dari perpindahan saat kekuatan puncak

telah turun sebesar 20% atau dengan kata lain struktur masih memiliki

kekuatan 80% kekuatan maksimum. Sedangkan untuk kuantifikasi perpindahan

leleh, beberapa metoda yang umum digunakan diantaranya perpindahan saat

leleh pertama tulangan portal (first yield), perpindahan saat leleh signifikan

tulangan portal (significant yield), dan perpindahan berdasarkan kesamaan

kapasitas penyerapan energi (equal energy absorbtion). Pada Gambar II-8

ditampilkan penentuan titik leleh dengan metoda equal energy absorbtion.

Gambar II-8 Penentuan perpindahan leleh dan perpindahan ultimit

Linierisasi terhadap kurva monotonik (envelope kurva histeretik) dilakukan

dalam penentuan daktilitas struktur dengan metoda equal energy absorbtion.

Daktilitas struktur ditentukan sebagai:

y

u

d

d .... (2.5)

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-16

2.4.3 Degradasi Kekakuan

Kekakuan benda uji dinding bata terkekang merupakan kontribusi kekakuan

dinding dan portal pengekang. Selama proses pembebanan, kerusakan-

kerusakan yang dialami oleh dinding maupun portal pengekang menyebabkan

penurunan kekakuan benda uji tiap siklus.

Kekakuan benda uji pada suatu siklus pembebanan didefinisikan sebagai

kemiringan garis yang menghubungkan titik puncak tarik dan puncak dorong

pada siklus tersebut atau lebih dikenal dengan kekakuan secant. Ilustrasi

perhitungan kekakuan secant benda uji ditampilkan pada Gambar II-9.

Gambar II-9 Kekakuan dan degradasi kekakuan

Degradasi kekakuan tiap siklus pembebanan didefinisikan sebagai berbandingan

antara kekakuan tiap siklus dengan kekakuan awal/ kekakuan awal (initial).

2.4.4 Energi Disipasi

Energi total yang diberikan kepada struktur pada suatu pembebanan disebut

energi input. Sebagian energi input yang diberikan pada struktur diserap

(didisipasi) oleh struktur melalui mekanisme kerusakan berupa keretakan

sruktur dan kelelehan tulangan.

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-17

Pada kurva histeretik, energi input diidentifikasikan sebagai luas daerah yang

dibatasi kurva tertutup histeresis beban-perpindahan. Identifikasi energi input

dan energi disipasi pada kurva histeretik ditunjukkan pada Gambar II-10.

Gambar II-10 Definisi energi input dan energi disipasi struktur

EI = EE + ED .... (2.6)

dimana:

EI : Energi input total

EE : Energi elastis

ED : Energi disipasi

2.5 LEVEL KINERJA DINDING BATA TERKEKANG BETON BERTULANG

Level kinerja struktur menggambarkan tingkat kerusakan yang terjadi pada

struktur bangunan saat memikul beban dalam hal ini beban gempa. FEMA-273

dan ATC-40 membagi level kinerja struktur bangunan menjadi tiga level utama

yaitu:

1. Immediate Occupancy (IO)

Pada level ini tidak terjadi simpangan permanen struktur, struktur pada

dasarnya tetap pada kekakuan dan kekuatan awal. Hanya terdapat

keretakan-keretakan kecil pada bangunan.

2. Life Savety (LS)

Pada level ini terjadi simpangan permanen skala kecil pada struktur, struktur

mengalami penurunan kekakuan dan kekuatan. Struktur mengalami

keretakan-keretakan pada dinding pemisah namun tidak terdapat bagian

elemen struktur bangunan yang berjatuhan. Bangunan dapat diperbaiki

dengan biaya ekonomis.

Page 18: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · II-1 Pendetailan dinding pasangan bata Tipe A, (sum ber: Laporan Indonesian Earthquake Study Volume 6, 1981 [16]) Tinjauan Pustaka Thesis

Tinjauan Pustaka

Thesis II-18

3. Collapse prevention (CP)

Pada level ini struktur masih memiliki sedikit kekakuan dan kekuatan sisa,

namun elemen struktur yang memikul beban vertikal masih mampu bekerja

sebagaimana seharusnya. Terjadi simpangan permanen yang besar. Mulai

terjadi keruntuhan bagian-bagian dinding pengisi, namun bangunan secara

umum masih berdiri.

Secara teknis level kinerja struktur ditentukan dengan pembagian daerah kinerja

pada kurva perpindahan-kapasitas beban lateral monotonik (idealisasi envelope

kurva histeretik) struktur seperti diilustrasikan pada Gambar II-11 berikut.

Gambar II-11 Pembagian level kinerja struktur pada envelope kurva histeretik

dimana batasan:

IO : deformasi saat kerusakan berupa keretakan besar mulai terlihat pada

eksperimen.

LS : 0.75 deformasi pada titik 2.

CP : 0.75 kali deformasi pada titik 3 namun tidak lebih besar dari deformasi

pada titik 2.

Level kinerja struktur ditentukan oleh daerah dimana tempat titik kinerja berada

pada kurva di atas. Untuk struktur satu lantai, titik kinerja ditentukan dari

perpotongan antara kurva kapasitas(envelope kurva histeretik) dan kurva

demand respon spektrum tereduksi faktor damping effektif yang telah dikonversi

dalam bentuk Acceleration-Displacement Response Spectra (ADRS)[5].

Iterasi kurva demand spektrum tereduksi faktor damping efektif dan penentuan

titik kinerja dilakukan mengikuti prosedur B dalam dokumen ATC-40.