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.

Katu Kunci : Beton bertulang, analisis pushover, titik kinerja, perencanaan tahan gempa,

simpangan.

PENDAHULUAN

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,

T-64 Oktopianto & Andayani, Evaluasi Kinerja Struktur...

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.

I\zIula.i

Studi I-iteratur

PerencarraanAlrzal

Pernodelan dalarnSAP 2OOO

Erzaluasi Struktur1. Batas laSzan (As)2- Elatas lJltirnit (A'rn)

lVlernenukriAs da.n Arn

.!la

Erzaluasi l(inerjat)engarr Analisis Pushower

I(esirnpulant,/ Saran

Selesai

Gambar l. Bagan Alir Penilitian

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Kneria Strukfur.. T-65

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

0,12 m

m

m

m

+6.00 m+6.(X) m+6.00 fi+6.00 m-

T-66Oktopianto & Andayani, Evaluasi Knerja Stuktur...

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.

Tabel 1.

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Knerja Struktur... r-67

-

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.

fr, o:i=l

s f r,'a,i=l

Tabel 3.Analisis Kineria Batas Lavan (As)

Zi

(m)

Arah xLantai Keterangan

fr"-rf Ax (mm) Syarat As (mm)

Atap

5

4

J

2

I

21.5

l814.5

ll7.5

4

27.29

25.44

22.02

17.29

11.57

s.35

1.89

3.38

4.73

5.73

6.21

s.35

12.35

12.3s

12.35

12.35

12.35

t4.12

OK

OK

OK

OK

OK

OK

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Kinerja Struktur...

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 :

6r = co. cl. c2 - ca '.(#)' r

Tabel 4.

=1,42. 1,0. 1,0 . r,0 - O,rO(''O'O)' n.r,\2n )= 0,2m

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.

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Knerja Struktur... T-69

-

Proceeding PESAT (Psikologi, Ekonomi, Sastra, Arsitektur & Teknik Sipil)Bandunq, B-9 Oktober 2013

Vol. 5 Oktober 2013ISSN: 1B5B-2559

rE

Besultad Base 5hear vs Monilored Displaeemerrl

r $dhNmiide;i Dai; -

lrffir:lFbi

Gambar 4- Kurva Pusover

Tabel 5.

Tabel Kurva PushoverTABLE: Pushover Curve - PUSH

Step Displacement BaseForce AtoB BtoIO IOtoLS LStoCP CPtoC CtoD DtoE BeyondE Total

M Kgf

0

1

2

J

4

5

6

7

0

0

0

0

0

0

0

0

2.76E-17 0

0.010958 88393.12

0.035759 241174.47

0.054826 310348.79

0.162369 504732.32

0.243916 602179.63

0.243926 s8986994

0.243627 s87416j7

780

778

672

618

517

418

417

417

0

2

108

162

225

257

258

258

0

0

0

0

38

80

80

80

00000000000000000000

2400020a4120041

780

780

780

780

780

780

780

780

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.

T-70 Oktopianto & Andayani, Evaluasi Knerja Struktur...

:t

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.

DAFTAR PUSTAKA

BSN. 2002. SNI 03 - 2847 - 2002. TataCara Perhitungan Beton untukStruktur Bangunan Gedung. Jakarta:Badan Standardisasi Nasional.

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

Oktopianto & Andayani, Evaluasi Kinerja Struktur... T-71

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...