JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

42 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

SISTEM KONTROL BASE ISOLATION UNTUK

PERENCANAAN GEDUNG TAHAN GEMPA

1DEBBY RAHMAWATI, 2SULARDI, ST., MT.3HASAN BASRI

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS NUSA PUTRA, SUKABUMI,

INDONESIA, E-mail : debby.rahmawati@nusaputra.ac.id, lardiardi@yahoo.com,

hasan.basri@nusaputra.ac.id

ABSTRAK

Sistem kontrol base isolation berfungsi sebagai kontrol pasif getaran yang dapat

meningkatkan fleksibilitas bangunan dan memperkecil amplitudo getaran yang diterima

struktur atas sehingga resiko kerusakan dapat diminimalisir. Penelitian ini

menggunakan base isolation tipe High Damper Rubber Bearing Soft (HDS) dalam

mereduksi gaya gempa gedung perpustakaan 5 lantai dan dibandingkan dengan struktur

fixed base. Struktur dimodelkan sebagai portal 3 dimensi melalui program ETABS

dengan analisis gempa 3D statik ekuivalen yang dapat digunakan karena bentuk

struktur dan ketinggiannya yang memenuhi syarat. Hasil analisis menunjukkan waktu

getar arah x struktur fixed base sebesar 1,48 detik sedangkan pada struktur base

isolation sebesar 2,73 detik (memenuhi syarat FEMA 450) dengan story drift lantai 5

arah x sebesar 12,8 mm (fixed base) dan 9,60 mm (struktur base isolation).

Kata Kunci: Struktur Fixed Base, Base Isolation System, High Damping Rubber

Bearing Soft (HDS), Analisis Statik Ekuivalen.

Control of base isolation system works as a passive vibration control which increase

flexibility of building and decrease vibration amplitude received by upper structure so

the risk of damage can be minimized. This research using base isolation bearings type

High Damping Rubber Bearing Soft (HDS) to reduce the earthquake forces on the

library with five floors and compared to the fixed base structure. The structure is

modeled as a three dimensional portal using ETABS program and for seismic analysis

using 3D static equivalent which can be used for structural shape and height are

eligible. The analysis showed the vibration time for x direction of the fixed base

structure is 1.48 seconds while the base isolation structure showed 2,73 seconds

(qualified FEMA 450) with the story drift of fifth floor (x direction) is 12.8 mm (for

fixed base) and 9.60 mm (base isolation structure). The result of planning base

isolation structure includes plate, beams, columns, beam column joint with supported

by seven types of footing foundation.

Keywords: Fixed Base Structure, Base Isolation System, High Damping Rubber

Bearing Soft (HDS), Equivalent Static Analysis.

PENDAHULUAN Pada perencanaan bangunan, parameter gempa bumi yang mempengaruhi perencanaan

secara langsung adalah percepatan tanah yang ditimbulkan gelombang seismik yang bekerja

pada massa bangunan. Sehingga di dalam menunjang pembangunan gedung-gedung sangat

penting diperhitungkan perencanaan konstruksi yang liat untuk struktur bangunan tahan gempa

yaitu konstruksi yang mampu mengalami lendutan plastis yang besar dan tidak runtuh bila

terkena gempa besar karena mampu menyerap dan memancarkan energi, mengingat sebagian

besar wilayah Indonesia terletak dalam wilayah gempa dengan intensitas moderat hingga tinggi,

43 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

hanya wilayah Kalimantan Barat dan Kalimantan Tengah saja yang kurang berpotensi gempa

(Yosafat,2006).

Salah satu metode yang kini banyak digunakan dalam pembangunan untuk melindungi

struktur bangunan dari gempa adalah dengan meningkatkan kinerja bangunan melalui

penggunaan sistem kontrol dalam mengontrol respon struktur yang menerima pembebanan

gempa dengan mendisipasi energi gempa. Alat pengontrol respons struktur terbagi atas kontrol

aktif dan semi aktif, kontrol pasif, serta sistem base isolation. Sistem base isolation memiliki

karakteristik fleksibilitas untuk meningkatkan periode getaran dan mengurangi respons gaya

pada struktur atas disamping kelebihannya yang sederhana dalam desain, pemasangan, dan

pemeliharaan sehingga akan digunakan dalam perencanaan gedung ini.

Di dalam analisis gempa, cara paling sederhana yang dapat digunakan untuk

menentukan pengaruh dari beban gempa bumi terhadap struktur bangunan adalah dengan

analisis statis yang dapat digunakan untuk syarat gedung tertentu dimana untuk struktur

bangunan lainnya yang tidak begitu mudah diperkirakan perilakunya terhadap pengaruh gempa,

yaitu struktur bangunan tidak beraturan, harus dilakukan dengan analisis dinamis.

Pada jurnal ini akan dibandingkan perilaku struktur bangunan tahan gempa 5 lantai

bersistem base isolation seismic bearing dengan struktur fixed base dan menggunakan analisis

statik ekuivalen sehingga hasilnya dapat dilihat story drift yang lebih kecil hasil penggunaan

sistem base isolator.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui manfaat penggunaan base isolation

berupa seismic bearing jenis high damping rubber bearing dalam meredam gaya gempa yang

terjadi bila dibandingkan dengan gedung tanpa base isolation di wilayah 3 gempa.

METODE PENELITIAN

Secara umum metode dan tahapan perencanaan yang digunakan dalam perencanaan

gedung 5 lantai beton bertulang dengan base isolation system ini adalah sebagai berikut:

1. Pengumpulan Data

Data perencanaan, dalam tahap ini terdiri dari deskripsi umum bangunan, denah dan sistem

struktur bangunan, wilayah gempa dimana bangunan berada, data pembebanan, data tanah,

mutu bahan yang digunakan, metode analisis dan desain struktur, standar dan referensi yang

dipakai dalam perencanaan.

2. Preliminary Design

Tahap pertama dalam perencanaan gedung yaitu membuat desain yang memberikan

estimasi gambaran bangunan secara lebih detail dan terukur, namun belum mengarah pada

hal-hal yang lebih detail.

3. Analisis Gempa

Perhitungan struktur gedung yang digunakan dalam perencanaan ini adalah perencanaan

gedung dengan menggunakan perhitungan analisis statis dimana gaya geser yang bekerja

didistribusikan pada setiap lantai berdasarkan porsi berat lantai dan ketinggiannya dan

beban-beban didistribusikan bekerja pada pusat massa yang telah ditambah eksentrisitas.

4. Kontrol Waktu Getar dan Simpangan

Waktu getar alami fundamental (T1) dibatasi berdasarkan koefisien gempa dan jumlah

tingkatan dalam gedung dimana tidak boleh melebihi batas dalam persamaan 2.13.

Simpangan maksimum struktur dan story drift yang terjadi harus memenuhi syarat kinerja

batas layan (Δs) dan batas ultimit (Δm).

5. Penambahan Base Isolation System

Penambahan sistem base isolation berupa penggunaan seismic bearing jenis high damping

rubber bearing soft (HDS) yang digunakan untuk mereduksi gaya gempa yang terjadi pada

bangunan dipasang pada batas antara struktur atas dan struktur bawah yaitu di antara

pondasi dan pelat lantai dasar.

44 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

6. Pembebanan

Gaya-gaya yang diperhitungkan berupa gaya gravitasi dari beban mati dan beban hidup

serta gaya lateral gempa.

7. Kombinasi Pembebanan

Setelah ditentukan besarnya beban-beban yang bekerja pada struktur maka diperhitungkan

kombinasi pembebanan berdasarkan pasal 11.2 SNI 03-2847-2002 berupa kombinasi beban

mati, beban hidup, dan gempa.

8. Gaya-Gaya Dalam

Hasil dari kombinasi pembebanan akan menghasilkan gaya-gaya dalam untuk setiap

kombinasi yang dilakukan.

9. Penulangan

Hasil gaya-gaya dalam yang memberikan nilai terbesar dari kombinasi pembebanan

akan menjadi acuan untuk menentukan penulangan. Penulangan yang dilakukan yaitu

penulangan pelat, kolom, balok, beam-column joint, dan pondasi.

YA

Analisis Gempa

Kontrol Waktu Getar

dan Simpangan

Ubah Dimensi

Struktur

TIDAK

MULAI

Preliminary Design

Pengumpulan Data

SELESAI

Gambar 1. Diagram Alir Perencanaan Struktur Gedung Tanpa Base Isolation (Kiri) dan

Struktur Gedung dengan Base Isolation (Kanan)

1T n

Y A

A nalisis G em pa

K ontro l W aktu G etar

dan S im pangan

U bah D im ensi

S truk tu r

T ID A K

S E L E S A I

M U L A I

P relim inary D esign

P engum pulan D ata

S istem B ase Iso la tion

K ontro l W aktu G etar

dan S im pangan

(FE M A 451)

U bah S pesifikasi

B ase Iso la tor

T ID A K

Y A

1T n

45 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

HASIL & PEMBAHASAN Denah struktur bangunan yang digunakan yaitu sebagai berikut:

Gambar 2. Denah Bangunan

Gambar 3. Potongan As 1 (Kiri) dan Potongan As A (Kanan)

Gambar 4. Hasil Pemodelan Elemen Struktur 3 Dimensi Fixed Base (Kiri)

dan Struktur Base Isolation (Kanan)

46 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Data-data struktur yang digunakan adalah sebagai berikut:

Data Umum Struktur:

a. Jenis Struktur : Gedung Beton Bertulang (Sistem Rangka Pemikul

Momen Menengah)

b. Material Utama Struktur : Beton Bertulang

c. Kategori Bentuk Bangunan : Beraturan

d. Tinggi Bangunan Keseluruhan : 21,5 m

e. Tinggi Bangunan per Lantai

Tinggi Lantai 1 : 5,50 m

Tinggi Lantai 2-5 : 4,00 m

Data Material Struktur:

Material Beton

1) Kuat tekan beton 28 hari

Balok, Pelat, dan Kolom : K300 ( cf ' = 24,90 MPa)

2) Modulus elastisitas ( Ec ) 4700 'c cE f

K300 (24,90 MPa) : Ec = 23.453 MPa

3) Angka poissons ratio ( υ )

Angka poisson ratio pada beton adalah υ = 0,2

Baja Tulangan

1) Tegangan leleh untuk perencanaan

Besi tulangan D ≥ 13 : Baja U40 (fy = 400 MPa)

Besi tulangan D ≤ 12 : Baja U24 (fy = 240 MPa)

2) Modulus elastisitas baja tulangan ( Es )

Ec = 200.000 MPa

3) Angka poisson ratio ( υ )

Angka poisson ratio pada baja adalah υ = 0,3

Material Base Isolator Seismic Bearing

1) Jenis Base Isolator : Elastomeric Rubber Bearing

2) Tipe : High Damping Rubber Bearing Soft (HDS)

3) Diameter Elastomer : 600 mm

4) tebal Elastomer (te) : 96 mm

5) Tinggi Base Isolator : 228 mm

6) Vmax : 3500 kN

7) Simpangan Ijin Maksimum : 200 mm

Analisis Gempa Statik Ekuivalen Struktur Tanpa Base Isolation

Berdasarkan hasil pemodelan struktur pada ETABS maka dapat diketahui berat lantai bangunan:

Tabel 1. Berat Lantai Bangunan

Lantai Massa (Kg) g (m/s2) Berat (Kg)

5 40.947,6 9,81 401.696

4 109.036,5 9,81 667.952

3 182.160,9 9,81 717.351

2 258.810,2 9,81 751.929

1 338.367,3 9,81 780.456

Σ 929.322,5 3.319.384

Melalui rumus empiris Method A dari UBC Section 1630.2.2, waktu getar alami gedung adalah:

47 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

3/ 4

1

3/ 4

.

=0,0731 21,5

=0,730 detik

t nT C h

x

dan untuk wilayah gempa 3, nilai pembatasan waktu getar alami yaitu:

=0,18 5

=0,90 detik

T n

x

Sehingga karena T1 = 0,730 detik < T = 0,9 detik OK

Beban geser dasar nominal statik ekuivalen yang bekerja pada struktur tersebut dapat dihitung:

1

0, 452 1 3.319.384 =

5,5

272.874, 2 kg

tC IWV

R

x x

Setelah diketahui gaya geser dasar nominal yang akan terjadi di dasar gedung ketika gempa

berlangsung, lalu dihitung distribusi gaya geser horisontal gempa dalam arah x dan y gempa

sepanjang tinggi gedung dan beban gempa rencana yang akan ditanggung keseluruhan

komponen struktur pada Tabel 2.

Tabel 2. Distribusi Gaya Geser Dasar Akibat Gempa Sepanjang Tinggi Gedung

Berdasarkan hasil perhitungan diatas maka didapatkan besarnya gaya gempa untuk analisis

statik ekuivalen 3D kemudian dilakukan pengecekan waktu getar alami fundamental Rayleigh

dimana hasilnya menunjukkan nilai menyimpang lebih dari 20% Tempiris = 0,73 detik sehingga

distribusi gempanya perlu dihitung kembali menggunakan waktu getar dari persamaan Rayleigh

yaitu:

Tabel 3. Distribusi Beban Gempa Berdasarkan Waktu Getar T-Rayleigh

Lantai Fix Fiy

(kg) (kg)

5 63.724,86 62.644,89

4 86.249,53 84.787,82

3 71.456,07 70.245,07

2 52.707,68 51.814,42

1 31.672,65 31.135,88

Σ 305.810,78 300.628,08

Lantai Zi (m) Wi (Kg) Fix,y (Kg)

5 21,5 401.696 56.861,5

4 17,5 667.952 76.960,2

3 13,5 717.351 63.760,1

2 9,5 751.929 47.030,9

1 5,5 780.456 28.261,4

Σ 3.319.384 272.874,2

48 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

1) Gaya gempa arah x yang terdiri dari 100% Fix dan 30% Fiy

Tabel 4. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fx

Struktur Tanpa Sistem Base Isolation

FX

Lantai 100% Fix 30% Fiy

STORY 5 63.724,86 18.793,47

STORY 4 86.249,53 25.436,35

STORY 3 71.456,07 21.073,52

STORY 2 52.707,68 15.544,33

STORY 1 31.672,65 9.340,76

2) Gaya gempa arah y yang terdiri dari 30% Fix dan 100% Fiy

Tabel 5. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fy

Struktur Tanpa Sistem Base Isolation

Fy

Lantai 30% Fix 100% Fiy

STORY 5 19.117,46 62.644,89

STORY 4 25.874,86 84.787,82

STORY 3 21.436,82 70.245,07

STORY 2 15.812,30 51.814,42

STORY 1 9.501,79 31.135,88

dan didapatkan deformasi struktur fixed base sebagai berikut:

Tabel 6. Deformasi Tiap Lantai

Tingkat Zi

(m)

FX FY

x y x y

5 21,5 86,0 25,5 25,8 85,1

4 17,5 73,2 21,9 22,0 73,0

3 13,5 54,5 16,9 16,3 56,3

2 9,5 34,1 11,4 10,2 38,0

1 5,5 14,7 5,5 4,4 18,3

Setelah didapatkan deformasi tiap lantainya, maka perlu dicek kembali nilai waktu getar alami

fundamentalnya dengan menggunakan rumus Rayleigh.

Berdasarkan data tersebut, maka waktu getar bangunan dengan cara T-Rayleigh adalah sebagai

berikut:

9

7

9,72 106,3

9.810 1,80 10

1, 481 detik

xx

xT

x x

Maka didapatkan nilai Txx = 1,481 detik (menyimpang 0,001% dari 1,48 detik → OK!)

8

6

9,08 106,3

9.810 1,62 10

1,511 detik

xy

xT

x x

Maka didapatkan nilai Txy = 1,51 detik (menyimpang 0,001% dari 1,51 detik → OK!)

49 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Sedangkan untuk perhitungan waktu getar alami akibat gempa FY yaitu:

8

6

8,75 106,3

9.810 1,61 10

1, 479 detik

yx

xT

x x

Maka didapatkan nilai Tyx = 1,479 detik (menyimpang 0,01% dari 1,480 detik → OK!)

10

7

1,01 106,3

9.810 1,80 10

1,51 detik

yy

xT

x x

Maka didapatkan nilai Tyy = 1,51 detik (menyimpang 0,02% dari 1,505 detik → OK!)

Setelah analisis waktu getar T-Rayleigh dilakukan dan memenuhi persyaratan dalam

SNI 03-1726-2002 yaitu menyimpang tidak lebih dari 20% waktu getar sebelumnya, maka akan

diperiksa syarat kinerja batas layan (Δs) pada struktur gedung. Berikut perhitungan batas layan

simpangan antar tingkat yang diijinkan untuk lantai 1:

1

0,03s = atau 30 mm (yang terkecil)

R

0,03 = 5,5

5,5

30 mm

ih

m

Hasil analisis kinerja batas layan struktur fixed base dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 7. Analisis Δs Akibat Gempa FX Struktur Fixed Base

Zi Arah x (mm) Arah y

(m) ∆x

syarat

Δs

(mm)

Ket ∆y

syarat

Δs

(mm)

Ket.

21,5 12,8 21,8 OK 3,6 21,8 OK

17,5 18,7 21,8 OK 5,0 21,8 OK

13,5 20,4 21,8 OK 5,5 21,8 OK

9,5 19,4 21,8 OK 5,9 21,8 OK

5,5 14,7 30,0 OK 5,5 30,0 OK

Kinerja batas ultimit struktur dihitung berdasarkan simpangan antar tingkat struktur akibat

pembebanan nominal dikalikan dengan suatu faktor pengali ξ dan hasilnya dapat dilihat pada

tabel berikut:

Tabel 8. Analisis Δm Akibat Gempa FX Struktur Fixed Base

Lant

ai

Arah x Arah y

Drift

Δm

(mm)

syarat

drift

Δm

Ket

Drift

Δm

(mm)

syarat

drift

Δm

Ket

5 49,28 80 OK 13,86 80 OK

4 72,00 80 OK 19,25 80 OK

3 78,54 80 OK 21,17 80 OK

2 74,69 80 OK 22,71 80 OK

1 56,60 110 OK 21,17 110 OK

50 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Struktur dengan Base Isolation

Setelah perencanaan struktur atas untuk gedung biasa (fixed base) tanpa menggunakan

bantalan karet (base isolator) selesai direncanakan maka selanjutnya akan dibandingkan hasil

kinerja struktur dengan perencanaan yang menggunakan sistem base isolation dimana

seharusnya hasil dari penggunaan sistem base isolation ini dapat mereduksi gaya gempa yang

terjadi pada struktur atas bangunan sehingga dapat dihasilkan suatu efisiensi dari segi dimensi

yang seharusnya dibutuhkan untuk struktur atas dengan syarat tetap memenuhi batas ultimit,

batas layan, story drift yang telah ditetapkan nilai maksimumnya.

Dengan demikian, setelah perencanaan struktur fixed base selesai direncanakan maka

akan direncanakan struktur base isolation system yang memiliki komponen struktur atas yang

berbeda, hal ini memungkinkan karena telah tereduksinya gaya gempa yang seharusnya bernilai

lebih besar.

Pemilihan spesifikasi base isolator yang digunakan diambil sebesar 3-5% berdasarkan

kekakuan kolom lantai paling bawah. Kemudian hasil kekakuan yang didapatkan akan

digunakan untuk pemilihan ukuran dan spesifikasi base isolator dimana jenis base isolator yang

digunakan dalam perencanaan ini yaitu High Damping Rubber Bearing tipe Soft yang

perhitungannya dapat dilihat sebagai berikut:

1. Inersia Penampang Kolom (K50/65)

3 3

4

1 1(500)(650)

12 12

11.442.708.333

I bh

mm

2. Modulus elastisitas kolom (E)

'4700 4700 0,83 30

23.453 MPa

cE f x

3. Kekakuan kolom (K50/65)

3

3

2

12

12(23.453)11.442.708.333

5500

19.356 MPa 19,356 kN/mm

kolom

EIK

h

4. Kekakuan base isolator

2

isolator

2

519,356 kN/mm

100

=0,970 kN/mm

baseK x

Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan kekakuan efektif yang didapatkan sebesar

0,970 kN/mm2 sehingga akan digunakan High Dampir Rubber Bearing tipe Soft dengan

spesifikasi:

Tipe HDS : HDS 550x88

Keff : 1,08 kN/mm2

Smax : 180 mm

H : 220 mm

Analisis Statik Ekuivalen Struktur Base Isolation

Pada desain struktur dengan base isolation system melalui metode analisis statik ekuivalen atau

pada FEMA disebut Equivalent Lateral Force (ELF) maka diperhitungkan gaya lateral yang

harus didistribusikan merata di setiap ketinggian lantai pada struktur dengan rumus yang

ditetapkan oleh FEMA 451.

51 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Tabel 9. Distribusi Beban Gempa Struktur dengan Base Isolation System

Lan

tai

Vx Fix Vy Fiy

(kg) (kg) (kg) (kg)

5 155.249 33.722 164.108 35.647

4 155.249 44.777 164.108 47.332

3 155.249 35.277 164.108 37.290

2 155.249 25.630 164.108 27.093

1 155.249 15.843 164.108 16.748

Σ 155.249 164.108

Tabel 10. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fx

Struktur dengan Sistem Base Isolation

FX

Lantai 100% Fix 30% Fiy

STORY 5 33.722,262 10.693,987

STORY 4 44.776,689 14.199,562

STORY 3 35.276,699 11.186,930

STORY 2 25.630,073 8.127,796

STORY 1 15.843,390 5.024,248

Tabel 11. Distribusi Akhir Gaya Geser Horisontal Gempa Fy

Struktur dengan Sistem Base Isolation

Fy

Lantai 30% Fix 100% Fiy

STORY 5 10.116,679 35.646,625

STORY 4 13.433,007 47.331,873

STORY 3 10.583,010 37.289,766

STORY 2 7.689,022 27.092,655

STORY 1 4.753,017 16.747,494

dan dihasilkan deformasi tiap lantai struktur sebagai berikut:

Tabel 12. Deformasi Tiap Lantai Struktur dengan Base Isolation

Ting

kat

Zi

(m)

FX FY

x (mm) y

(mm)

x

(mm) y (mm)

5 21,5 124,60 35,50 37,40 118,40

4 17,5 115,00 33,00 34,50 110,10

3 13,5 102,10 28,70 30,60 95,70

2 9,5 85,50 23,90 25,70 79,60

1 5,5 67,10 19,20 20,10 64,10

base 0 41,00 13,30 16,60 44,80

Berdasarkan data tersebut, maka waktu getar bangunan dengan cara T-Rayleigh adalah sebagai

berikut:

Txx = 2,73 detik

Txy = 2,58 detik

Tyx = 2,73 detik

52 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Tyy = 2,58 detik

Tabel 13. Analisis Δs Akibat Gempa FX Struktur Base Isolation

Lan

tai

Zi Arah x Arah y

(m) ∆x

syarat

Δs

(mm)

Ket ∆y

syarat

Δs

(mm)

Ket.

5 21,5 9,6 21,82 OK 2,5 21,8 OK

4 17,5 12,9 21,82 OK 4,3 21,8 OK

3 13,5 16,6 21,82 OK 4,8 21,8 OK

2 9,5 18,4 21,82 OK 4,7 21,8 OK

1 5,5 26,1 30,00 OK 5,9 30,00 OK

base 0 41,0 180 OK 13,3 180,0 OK

Tabel 14. Analisis Δm Akibat Gempa FX Struktur dengan Base Isolation

Lanta

i

Arah x Arah y

Drift

Δm

(mm)

syarat

drift

Δm

(mm)

Ket

Drift

Δm

(mm)

syarat

drift

Δm

(mm)

Ket

5 37,0 80 OK 9,6 80 OK

4 50,0 80 OK 16,5 80 OK

3 63,9 80 OK 18,5 80 OK

2 70,8 80 OK 18,1 80 OK

1 100,5 110 OK 22,7 110 OK

base 157,9 160 OK 51,2 160 OK

sehingga didapatkan hasil perbandingan story drift setiap lantai antara struktur fixed base dan

struktur dengan base isolation HDS550x88 seperti pada gambar 5-8 berikut ini.

1) Analisis Kinerja Batas Layan Fx

Gambar 5. Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fx pada Arah X

0

10

20

30

0 10 20 30 40 50Ket

ingg

ian

(m

)

Story Drift (mm)

Story Drift Akibat Gempa Fx pada Arah X

fixed base

base isolation

53 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Gambar 6. Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fx pada Arah Y

2) Analisis Kinerja Batas Layan Fy

Gambar 7. Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fy pada Arah X

Gambar 8. Analisis Story Drift Kinerja Batas Layan Fy pada Arah Y

Sehingga berdasarkan hasil perbandingan grafik diatas maka dapat terlihat bahwa perbandingan

struktur fixed base memiliki nilai story drift yang rata-rata lebih besar dibandingkan struktur

dengan base isolation.

0

10

20

30

0 5 10 15Ket

ingg

ian

(m

)

Story Drift (mm)

Story Drift Akibat Gempa Fx pada Arah Y

fixed base

base isolation

0

10

20

30

0 5 10 15 20

Ket

ingg

ian

(m

)

Story Drift (mm)

Story Drift Akibat Gempa Fy pada Arah X

fixed base

base isolation

0

10

20

30

0 10 20 30 40 50

Ket

ingg

ian

(m

)

Story Drift (mm)

Story Drift Akibat Gempa Fy pada Arah Y

fixed base

base isolation

54 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

SIMPULAN & SARAN Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan

sebagai berikut:

1) Struktur dengan base isolation dapat mereduksi gaya gempa yang terjadi pada struktur atas

sebesar 47% dan penggunaan sistem ini dapat memperkecil dimensi komponen struktur.

Distribusi gaya geser maksimum yang terjadi pada lantai 5 arah x:

a. Struktur fixed base (tanpa base isolation) : 63.724,86 kg

b. Struktur dengan base isolation : 33.722,262 kg

2) Struktur dengan base isolation memiliki perbedaan story drift yang lebih kecil dibandingkan

dengan struktur fixed base. Simpangan antar tingkat (story drift) pada lantai 5 arah x yang

terjadi yaitu sebesar:

a. Struktur fixed base : 12,80 mm

b. Struktur dengan base isolation : 9,60 mm

dengan batasan syarat layan dan batas ultimit yang diijinkan.

3) Penggunaan sistem base isolation pada struktur bangunan dapat meningkatkan periode

waktu getar alami struktur menjadi lebih besar. Waktu getar alami yang terjadi pada arah x:

a. Struktur fixed base : 1,48 detik

b. Struktur dengan base isolation : 2,73 detik

Waktu getar alami yang terjadi pada arah y:

a. Struktur fixed base : 1,51 detik

b. Struktur dengan base isolation : 2,58 detik

dan telah memenuhi aturan dalam FEMA 450 dan 451 yang membatasi waktu getar struktur

dengan base isolation sebesar 2-3 detik.

Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, saran yang dapat diberikan adalah sebagai

berikut:

1) Untuk memperkenalkan teknik yang baru seperti Base Isolation dapat dipertimbangkan

suatu metode analisis yang sederhana dan realistis dengan tetap memperhatikan batasan

struktur apa saja yang diperbolehkan menggunakan cara analisis sederhana.

2) Untuk lebih menyesuaikan penggunaan sistem base isolation di Indonesia, perlunya segera

dibuat standar nasional yang dapat menyesuaikan kondisi daerah Indonesia dengan zona

gempa yang ada.

DAFTAR PUSTAKA BSN. 2002. SNI 03 – 2847 – 2002. Tata Cara Perhitungan Beton untuk Struktur Bangunan

Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

BSN. 2002. SNI 03 – 1726 – 2002. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur

Bangunan Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

D. Symans, Michael. 2011. Seismic Protective System Seismic Isolation, Instructional Material

Complementin FEMA 451, Design Examples.

Building Seismic Safety Council. 2004. FEMA 451: Design Examples - Recommended

Provisions for Seismic Regulations for New Building and Other Structures. Washington:

Federal Emergency Management Agency (FEMA).

Building Seismic Safety Council. 2003. FEMA 450: Recommended Provisions for Seismic

Regulations for New Building and Other Structures. Washington: Federal Emergency

Management Agency (FEMA).

Iswandi Imran, dkk. 2009. Prinsip-Prinsip Perencanaan Struktur untuk Keselamatan Bangunan

Tahan Gempa, Konstruksi Indonesia 2009. Departemen Pekerjaan Umum.

Kusuma, Gideon dan Takim Andriono. 1994. Desain Struktur Rangka Beton Bertulang di

Daerah Rawan Gempa. Jakarta: Erlangga.

Pamungkas, A. dan Erny Harianti. 2009. Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya:

ITS Press.

55 | V o l . 7 | N o . 1 | 2 0 1 9

JURNAL REKAYASA TEKNOLOGI NUSA PUTRA

Purwono, Rachmat. 2010. Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: ITS

Press.

Yulianti, Ria Catur. 2011. Rekayasa Gempa. Pusat Pengembangan Bahan Ajar Universitas

Mercubuana.

www.nibs.org/client/assets/files/bssc/Topic15-7-SeismicIsolation.pdf