Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 129
ANALISIS GEMPA NON-LINIER STATIK PUSHOVER DENGAN
METODE FEMA 440 UNTUK EVALUASI KINERJA STRUKTUR
BANGUNAN GEDUNG
Riska Nanda Pujianto
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
ABSTRAK
Dalam perencanaan bangunan tahan gempa, struktur diharapkan dapat berespon dengan baik
terhadap beban gempa yang bekerja pada struktur tersebut sehingga dapat menjamin bangunan
tersebut tidak rusak karena gempa-gempa kecil dan gempa sedang serta tidak runtuh akibat
gempa yang besar. Pada penelitian ini akan dianalisa apakah struktur Hotel Alana di Jalan Adi
Sucipto Colomadu Surakarta aman terhadap gempa berdasarkan metode koefisien yang
diperbaharui FEMA 440. Analisis gempa menggunakan metode FEMA 440. Perhitungan analisis
struktur menggunakan software SAP 2000 V14. Hasil analisis tersebut berupa simpangan antar
tingakat (displacement) dan base shear. Hasil analisis tersebut digunakan untuk mengontrol
kinerja batas layan dan ultimate struktur. Dalam menganalisis pelat, balok dan kolom dengan
membandingkan kuat perlu dan kuat rencana. Lalu struktur diberikan gaya maksimum. Analisa
struktur bangunan mempertimbangkan Gempa Statik dengan nilai gaya gempa rencana (V) =
8409794 kgf/m dan analisa struktur bangunan dengan mempertimbangkan Gempa Statik memiliki
nilai displacement sebesar 0,029118 m (lebih besar dari target displacement) dengan target
displacement sebesar 0,001533 m, kemudian mampu menahan gaya maksimum sebesar 8409794
kgf/m, titik kinerja menurut metode koefisien yang diperbaharui FEMA 440 berdasarkan target
perpindahan δT arah Y menunjukan 0,025709079 m dengan target perpindahan 0,029118
m,dimana gedung hanya mampu menahan gaya sebesar 147605789,9 kgf. Lalu ada total 7.626
joint pada gedung yang mengalami level kinerja (Performance Level) mulai dari Level A-B
(Elastis) sampai level E (Rusak parah). Sedangkan menurut SNI 03-1726-2002 memberikan target
perpindahan sebesar 0,019090909 m.
Kata Kunci : analisis pushover, FEMA 440, kinerja batas layan dan ultimate
PENDAHULUAN
Perencanaan struktur adalah bertujuan untuk menghasilkan suatu struktur yang
stabil, kuat, awet dan memenuhi tujuan-tujuan seperti ekonomi dan kemudahan
pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila ia tak mudah terguling, miring dan tergeser
selama umur bangunan yang direncanakan. Pada struktur bagian atas, kolom merupakan
komponen struktur yang paling penting untuk diperhatikan,karena apabila kolom ini
mengalami kegagalan, maka dapat berakibat keruntuhan struktur bangunan atas dari
gedung secara keseluruhan (Asroni, 2008). Suatu Struktur bisa dikatakan sebagai sarana
untuk menyalurkan beban dan akibat penggunanya dan atau kehadiran bangunan di dalam
tanah (Scodek, 1998).
Perkembangan kota yang semakin pesat dan pemanfaatan yang semakin terbatas
maka, pembangunan gedung bersekala luas cenderung ke arah vertikal, karena untuk
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
130 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
memaksimalkan fungsi lahan yang terbatas untuk sarana penunjang bangunan gedung
tersebut seperti lahan parkir, daerah hijau dan lain sebagainya. Karena kondisi tanah air
kita yang rawan terhadap gempa maka pembangunan gedung harus tahan terhadap beban
gempa. Gedung tahan gempa tidak berarti bahwa struktur tidak mengalami kerusakan
sama sekali, pada batasan tertentu kerusakan pada struktur masih boleh terjadi tetapi tidak
boleh membahayakna penghuni. Menurut peta zona gempa SNI 03-1726-2002, Hotel
Alana Jl. Adi Sucipto, Colomadu, Surakarta termasuk kedalam zona gempa 3,dimana
Wilayah gempa 3 adalah wilayah dengan kegempaan medium. Hotel Alana merupakan
bangunan dengan struktur beton bertulang yang memiliki 13 lantai dengan 3 basement.
Gaya dan deformasi setiap komponen / elemen dihitung terhadap “perpindahan
tertentu” di titik kontrol yang disebut “Target Perpindahan” dengan notasi 𝛿t dan
dianggap sebagai perpindahan maksimum yang terjadi saat bangunan mengalami gempa
rencana. Untuk mendapatkan perilaku struktur pasca keruntuhan maka perlu dibuat
analisa pushover untuk membuat kurva hubungan gaya geser dasar dan perpindahan
lateral titk kontrol sampai minimal 150% dari target perpindahan, 𝛿t. Permintaan
membuat kurva pushover sampai minimal 150% target perpindahan adalah agar dapat
dilihat perilaku bangunan yang melebihi kondisi rencananya dan harus dipahami bahwa
target perpindahan hanya merupakan rata-rata nilai dari beban gempa rencana. Analisa
pushover dilakukan dengan memberikan beban lateral pada pola tertentu sebagai simulasi
beban gempa, dan harus diberikan bersama-sama dengan pengaruh kombinasi beban mati
dan tidak kurang dari 25% dari beban hidup yang disyaratkan. Beban lateral harus
diberikan pada pusat massa untuk setiap tingkat. FEMA 440 mensyaratkan minimal harus
diberikan dua pola beban yang berbeda sebagai simulasi beban gempa yang bersifat
random, sehingga dapt memberikan gambaran pola mana yang pengaruhnya paling jelek.
Selanjutnya beban tersebut diberikan secara bertahap dalam satu arah
(Monotonik).Kriteria evaluasi level kinerja kondisi bangunan didasarkan pada gaya dan
deforrmasi yang terjadi ketika perpindahan 𝛿t. Jadi parameter target perpindahan sangat
penting peranannya bagi perencanaan berbasis kinerja.
Metode Displacement Coefficient (FEMA 356) titik kinerja berada pada
koordinat target perpindahan dan gaya geser dasar yang terjadi pada target perpindahan
tersebut, perhitungan dilakukan dengan memodifikasirespon elastik linier sistem struktur
SDOF ekuivalen dengan faktor modifikasi C0, C1, C2, dan C3 sehingga dapat dihitung
target perpindahannya, dengan menetapkan dahulu waktu getar efektif (Te) untuk
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 131
memperhitungkan kondisi inelastik struktur gedung. Metode ini dimulai dengan
menetapkan waktu getar efektif Te, yang memperhitungkan kondisi inelastis bangunan.
Waktu getar alami efektif mencerminkan kekakuan linier dari sistem SDOF
ekivalen. Jika di plot-kan pada spektrum respons elastis akan menunjukan percepatan
gerakan tanah pada saat gempa yaitu akselerasi puncak , Sa versus waktu getar, T.
Redaman yang digunakan selalu 5% yang mewakili level yang diharapkan terjadi pada
struktur yang mempunyai respons pada daerah elastis. Puncak perpindahan spectra
elastis, Sd, berhubungan langsung dengan akselerasi spektra, Sa.
Analisa beban gempa pada struktur gedung Hotel Alana Jl. Adi Sucipto,
Colomadu, Surakart perlu dilakukan untuk mengetahui target perpindahan dan level
kinerja sesuai yang disyaratkan metode FEMA 440. Pola keruntuhann pada struktur
gedung juga perlu diteliti serta joint – joint yang manasajakah yang mengalami kerusakan
dan mengalami kehancuran.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan pada gedung baru yang berada di daerah Jl. Adi Sucipto,
Colomadu, Surakarta. Struktur gedung beton bertulang dengan 10 lantai dan 3 lantai
basement. Fungsi gedung adalah sebagai tempat hunian. Lokasi gedung berada di daerah
Jl. Adi Sucipto, Colomadu, Surakarta dengan wilayah gempa 3 yang terdiri pada kondisi
tanah sedang. Denah gedung secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Denah Lantai Basement 3
Sumber : Gambar rencana lantai basement hotel The Alana Jl. Adi Sucipto, Colomadu,
Surakarta
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
132 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
Tahapan Analisis
Metode penelitian ini menggunakan analysis nonlinier pushover. Analisis
menggunakan program SAP 2000 v 14. Untuk mewujudkan uraian diatas maka langkah
analisis yang hendak dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan.
Studi literatur
Studi literatur dari jurnal dan buku yang terkait dalam Analisis Pushover Statik
Nonlinier. Buku yang dipakai sebagai acuan antara lain: SNI 03-1726-2002 Tata Cara
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Gedung, Pedoman Perencanaan Pembebanan
Indonesia untuk Rumah dan Gedung SNI 03-1727-1989, Tata Cara Perhitungan Struktur
Beton untuk Bangunan Gedung SNI 03-2847-2002, dan ATC-55 Project . (2005),FEMA
440 – NEHRP Improvement of Nonlinier Static, Seismic Analysis Procedures, Federal
Emergency Management Agency, Washington,D.C., 2005
Pemodelan 3D pada SAP 2000 v14
Pembuatan model struktur bangunan dengan pemodelan 3D sesuai dengan data
dan informasi dari bangunan gedung Hotel Alana. Jl. Adi Sucipto, Colomadu, Surakarta
1. Sistem koordinat global dan lokal
Pemodelan ini dibuat sesuai dengan shop drawing yang ada. Perlu diketahui
pembuatan model 3D yang ada pada program SAP 2000 V14 mempunyai aturan sistem
koordinat global dan lokal. Sistem koordinat global adalah sistem koordinat 3 dimensi
yang saling tegak lurus dan perjanjian tanda yang digunakan memenuhi kaidah aturan
tangan kanan. Sistem ini memiliki 3 sumbu yang saling tegak lurus yaitu: sumbu X, Y,
dan Z. Arah koordinat dalam model struktur yang digunakan menggunakan nilai ± X, ± Y
dan ±Z. Semua sistem koordinat dalam model struktur yang digunakan selalu
didefinisikan dengan koordinat global baik secara langsung maupun secara tidak
langsung.
SAP 2000 V14 mengasumsikan bahwa sumbu global Z selalu merupakan sumbu
vertikal, dimana sumbu ± Z merupakan sumbu vertikal yang memiliki arah ke atas.
Bidang X-Y merupakan suatu bidang horisontal.
Komponen-komponen struktur seperti joint, element, dan constraint memiliki
sumbu lokal tersendiri untuk mendefinisikan properties, beban respons dari bagian
struktur tersebut. Sumbu dari sistem koordinat lokal ini dinyatakan dengan sumbu 1, 2,
dan 3. Secara umu sistem koordinat lokal dapat bervariasi untuk setiap joint, elment, dan
constraint.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 133
Sistem koordinat lokal elemen yang dipakai pada penelitian ini seperti tampak
pada Gambar 2, dinyatakan dengan sumbu lokal 1, sumbu lokal 2, sumbu lokal 3 dimana:
a. Sumbu lokal 1 adalah arah aksial.
b. Sumbu lokal 2 searah sumbu global ± Z untuk balok dan searah sumbu global
± X untuk kolom.
c. Sumbu lokal 3 mengikuti kaidah aturan tangan kanan, dimana sumbu 3 tegak
lurus dengan sumbu lokal 1 dan sumbu lokal 2.
Sistem sumbu lokal elemen dapat disimak pada gambar 2.
Gambar 2 Sistem koordinat yang digunakan dalam program SAP 2000 V14
Sumber : Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP2000 Edisi Baru 2007,
Wiryanto Dewobroto.
2. Elemen-elemen portal dan pelat lantai
Tahapan awal yang dilakukan adalah mendefinisikan semua jenis dan ukuran
penampang elemen portal yang digunakan. Setelah tahapan ini selesai, masing-masing
elemen portal yang disesuaikan dengan jenis dan ukuran penampang dibuat. Tahapan
kedua adalah pembuatan pelat yang merupakan satu kesatuan struktur bangunan.
3. Diaphragm constraint
Tahapan ini dilakukan secara manual dalam SAP 2000 V14. Diaphragm
constraint ini menyebabkan semua joint pada satu lantai diberi batasan constraint
bergerak secara bersamaan sebagai diafragma planar yang bersifat kaku (rigid) terhadap
semua deformasi yang mungkin terjadi. Asumsi Diaphragm constraint sangat tepat untuk
fenomena terbentuknya rigid floor dimana lantai struktur bergerak bersamaan ketika
suatu struktur mengalami gempa.
Perhitungan Pembebanan
Menghitung beban-beban yang bekerja pada struktur berupa beban mati, beban
hidup. Beban mati yang dihitung berdasarkan pemodelan yang ada dimana beban sendiri
didalam program SAP 2000 dimasukan dalam load case DEAD, sedangkan berat sendiri
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
134 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
tambahan yang tidak dapat dimodelkan dalam program SAP 2000 dalam load case Super
Dead. Perhitungan berat sendiri ini dalam program SAP 2000 untuk dead adalah 1,
sedangkan super dead adalah 0, dimana beban untuk dead telat dihitung secara otomatis
oleh program SAP 2000, sedangkan untuk beban Super Dead bebannya perlu dimasukkan
secara manual sesuai dengan data yang ada. Beban hidup yang dimaksukkan dalam
program SAP 2000 dinotasikan dalam live. Beban hidup ini mendapatkan reduksi gempa.
Beban hidup disesuaikan dengan peraturan yang ada. Perhitungan beban hidup ini dalam
program SAP 2000 untuk live adalah 0, dimana beban hidup perlu dimasukkan secara
manual sesuai dengan yang ada.
Analisis respon spektrum
Menganalisis model struktur dengan Respon Spektrum untuk mendapatkan kurva
respon spektrum sesuai wilayah gempa yang dianalisis dengan bantuan program SAP
2000 v 14. Data yang dibutuhkan dalam analisa respon spektrum adalah nilai Ca dan nilai
dari Cv. Dimana nilai Ca (Peak Ground Acceleration) didapat 3 percepatan muka tanah
maksimum pada suatu wilayah. Pada wilayah 3 dengan struktur tanah sedang didapat
nilai Ca 0.22 sesuai besarnya Ao (percepatan puncak muka tanah).
Am = 2.5 Ao
Untuk waktu getar alami sudut Tc (tanah sedang : 0,6) faktor respons gempa C
ditentukan dengan persamaan berikut :
Untuk T < Tc
Maka C = Am
Penentuan Beban Gempa
Dalam menganalisis elemen struktur bangunan yang ditinjau, beban gempa
dianggap sebagai beban statis ekuivalen pada tiap lantainya.
1. Perhitungan waktu getar alami struktur (T).
Perhitungan waktu getar struktur ini dihitung secara empiris dengan rumus :
T1 = ζ x H
H = tinggi total struktur bangunan
Waktu getar alami struktur gedung (T) setelah dirancang dengan pasti dapat
dikontrol defleksi atau selisih perubahan geser akibat beban geser gempa pada gedung
tiap lantai dengan arah sumbu X dan Y menggunakan rumus T. Rayleigh ditentukan
dengan persamaan berikut :
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 135
T = 6,3
Dengan :
Wi = beban vertikal (mati+hidup) pada lantai yang dipakai
di = lendutan horisontal lantai i akibat beban gempa horisontal
Fi = beban gempa horisontal pada lantai i
g = percepatan gravitasi
Menurut SNI 03-1726-2002, waktu getar alami struktur bangunan gedung untuk
penentuan faktor respon gempa C1 ditentukan dengan rumus-rumus empiris atau didapat
dari analisis vibrasi bebas tiga dimensi,yang nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari
20% dari nilai yang dihitung menurut pasal 6.2.1 SNI 03-1726-2002.
2. Pembatasan waktu getar alami fundamental ( ).
Untuk mencegah penggunaan struktur yang fleksibel, nilai waktu getar alami
fundamental dari strktur gedung harus dibatasi bergantung pada koefisisen ζ untuk
wilayah gempa tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkatnya (n) dirumuskan
sebagai :
T1 < ζ n
Dimana T1= waktu getar alami fundamental dari struktur gedung.
ζ = koefisien untuk wilayah gempa tempat struktur gedung 0.18
(wilayah 3)
n = 6 (jumlah tingkat).
3. Distribusi gaya geser dasar horizontal
Struktur harus dirancang agar mampu menahan gaya geser dasar akibat gempa
yang dihitung dengan rumus :
V =
Dimana V : Gaya geser dasar nominal
: C (Faktor respons gempa dari spektrum respons)
I : Faktor keutamaan (1.4 untuk bangunan rumah sakit)
R : Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang
bersangkutan senilai 8.5 karena bangunan daktail penuh.
Wt : Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
136 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
4. Penentuan sendi plastis
Pemasukan data sendi plastis pada model struktur bangunan sesuai dengan
penentuan tempat terjadinya sendi plastis. Sendi plastis diharapkan terjadi pada balok
utama dan kolom. Untuk balok dikenakan beban momen arah sumbu lokal 3 (M3),
sedangkan pada kolom dikenakan beban gaya aksial (P) dan momen (M) Sumbu lokal 2
dan sumbu lokal 3 (PM2M3).
5. Evaluasi kinerja dengan analisa modal dan respons spektrum
Pertama dilakukan analisa modal untuk mengetahui perilaku dinamis bangunan
sekaligus periode getar alami dari struktur. Parameter yang mempengaruhi analisa modal
ini adalah massa dan kekakuan lateral bangunan. Analisa ini dilakukan dengan program
SAP 2000 v 14.
Setelah itu dilakukan pengecekan struktur dengan analisa dinamik linier respons
spektrum yang digunakan sebagai simulasi gempa yaitu memakai spektrum respons
gempa rencana dari SNI-1726-2002, dengan lokasi bangunan terletak ditanah sedang dan
berada diwilayah 3 dari peta gempa seperti tampak pada gambar 3. Nilai dari R
diasumsikan 3,5 (semi daktail).
Gambar 3. Respons spektrum gempa rencana wilayah 3
Sumber : SNI 03-1726-2002
Kemudian nilai akhir respons dinamik struktur gedung tersebut dicek terhadap
pasal 7.1.3 SNI-1726-2002. Dimana nilai akhir tersebut tidak boleh diambil dari 80%
nilai respon ragam yang pertama. Sehingga respons spektrumnya harus dikoreksi sesuai
peraturan tersebut. Setelah itu dilakukan pengecekan terhadap kinerja batas layan sesuai
dengan SNI-1726-2002 dan juga dilakukan pengecekan desain beton sesuai SNI-03-2847-
2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 137
Diagram Alir Penelitian
Untuk mempermudah dalam alur metode penelitian, disajikan diagram alur
penelitian secara sistematis, lihat pada gambar 4.
Gambar 4. Diagram alur metode penelitian
Kesimpulan dan Saran
SELESAI
Kriteria FEMA 440
Hasil Analisis Struktur :
- - Drift/displacement - Momen
- Kurva kapasitas - Gaya geser
- Kurva spectrum respon - Gaya aksial
Perhitungan Pembebanan :
1. Beban Gravitasi berupa beban mati dan beban hidup
2. Beban Gempa Statistik Lateral
Analisis Struktur dengan Pushover
Pemodelan Struktur dengan SAP2000 V14
Data Primer Data Sekunder
Studi Literatur
MULAI
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
138 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
HASIL DAN PEMBAHASAN
Beban tetap dan massa bangunan waktu getar alami tersebut selain tergantung
dari kekakuan struktur, juga tergantung pada massa bangunan. Dalam hal tersebut
sumbangan terbesar adalah dari beban tetap lantai bangunan. Beban tetap terdiri dari
lantai beton bertulang ( t = 120 mm ) dan berat finishing serta peralatan ME serta plafond
yang dipikulnya, yang selanjutnya disebut beban mati.
Berat lantai : 0,12 x 2400 = 288 kg/m2
Finishing + ME = 112 kg/m2
Jadi beban mati terbagi rata lantai atau q DL = 400 kg/m2
Beban hidup diambil 250 kg/m2 yang tergantung dari fungsi lantai (Hotel). Untuk
perhitungan massa bangunan maka beban direduksi menjadi 30%. Dinding penutup
bangunan dianggap dari batako. Berat struktur secara otomatis diperhitungkan dalam
program.
Waktu getar alami efektif hasil analisa pushover adalah berupa kurva kapasitas
(capacity curve) arah Y ditampilkan dalam gambar 5. Dari hasil analisa pushover seperti
yang ditunjukkan pada gambar 5, maka dapat diketahui besarnya waktu getar alami
efektif yang terjadi pada struktur.Dari analisa didapatkan nilai :
C0 = 0.007092
C1 = 1
C2 = 1
C3 = 1
Ti = 1,8552 detik.
Te = 1,8552 detik.
Ki = 124800000 kg/m
Untuk :
Te = waktu getar alami yang memperhitungkan kondisi in-elastis (detik)
Ti = waktu getar fundamental elastik (detik)
Ki = kekakuan lateral struktur (kg/m)
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 139
Gambar 5. Kurva Pushover arah Y (FEMA 356)
Sumber : Gambar hasil run simulasi 3D pada program SAP 2000.
Kinerja struktur target perpindahan dari berbagai kriteria dapat dirangkum seperti
tampak pada tabel 1.
Tabel 1 Target perpindahan
Kriteria Target perpindahan NIlai Batas
Y 0,02 H (m)
Koef. Perpindahan
FEMA 440 0.117251 ( 81,7% ) 0.958 (100%)
Skema distribusi sendi plastis
Dari tabel 2 dan Gambar 6 dapat dilihat analisis berhenti pada step 23 dengan
nilai displacement : -0,029118 m, dengan target displacement : 0,001533 m. Pada
elemen balok maupun kolom terjadi sendi plastis level A – B yang masih bersifat elastis
atau tidak terjadi kerusakan struktural,kalaupun terjadi sedikit kerusakan utilitas dan
beberapa system yang tidak terlalu penting,pada gambar ditandai dengan tanda merah
muda, terjadi Immediate Occupancy (IO) yang berarti tidak ada kerusakan pada
strukturnya dan dapat dipergunakan kembali sesuai dengan fungsinya yang ditandai
dengan warna biru tua.
Terjadi Life Safety (LS) atau terjadi kerusakan struktural dan nonstruktural
namun masih aman bagi penghuni dan dapat diperbaiki sebelum digunakan kembali
sebagaimana fungsinya yang ditandai dengan warna biru muda, ada pula yang mencapai
collapse prevetion (CP) yang menimbulkan bahaya yang signifikan terhadap penghuni
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
140 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
yang dikarenakan kerusakan parah pada komponen struktural dan nonstruktural namun
bangunan masih berdiri pada gambar ditandai dengan warna kuning dan beberapa juga
sudah terjadi kerusakan parah pada bangunan baik itu dari segi struktural maupun
nonstructural sehingga tidak memungkinkan untuk dilakukan perbaikan (renovasi) dan
tidak dapat ditinggali lagi sehingga perlu dilakukan pembangunan ulang yang ditandai
dengan titik warna merah.
Tabel 2 Distribusi sendi plastis pushover arah Y
Step Displacement BaseForce AtoB BtoIO IOtoLS LStoCP CPtoC CtoD DtoE BeyondE Total
m Kgf
0 0.000112 0 7610 15 0 0 0 1 0 0 7626
1 0.000109 13612.77 7609 16 0 0 0 1 0 0 7626
2 -0.000063 750417.54 7538 87 0 0 0 1 0 0 7626
3 -0.000067 776074.08 7534 91 0 0 0 1 0 0 7626
4 -0.000068 790325.67 7531 94 0 0 0 1 0 0 7626
5 -0.00007 832053.5 7529 96 0 0 0 1 0 0 7626
6 -0.000081 948339.75 7518 107 0 0 0 1 0 0 7626
7 -0.000114 1182639.76 7498 127 0 0 0 1 0 0 7626
8 -0.000116 1209172.46 7493 132 0 0 0 1 0 0 7626
9 -0.000117 1252925.24 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
10 -0.000117 1253623.29 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
11 -0.000117 1254760.63 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
12 -0.000117 1255693.63 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
13 -0.000118 1260149.43 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
14 -0.000118 1260246.93 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
15 -0.000118 1260296.7 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
16 -0.000118 1260374.3 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
17 -0.000118 1261460.8 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
18 -0.000118 1264073.65 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
19 -0.000118 1265645.76 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
20 -0.000118 1265667.55 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
21 -0.000118 1266853.74 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
22 -0.000118 1266956.39 7487 138 0 0 0 1 0 0 7626
23 -0.029118 147605789.9 1750 3009 1235 286 1 1101 7 237 7626
Sumber : SAP 2000
Pada penyajian gambar skema distribusi sendi plastis, diambil dari dari contoh
gambar Y - Z Plane.@ X = 66 sehingga menjadi parameter utama apabila terjadi
keruntuhan total.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo 141
Gambar 6 Step 23 (Y – Z @X = 66)
Sumber : Gambar hasil run simulasi 3D pada program SAP 2000.
KESIMPULAN
Hasil analisis beban gempa pada struktur gedung Hotel Alana Jl.Adi Sucipto,
Colomadu, Surakarta menunjukan bahwa setelah diberikan beban, gedung mengalami
displacement atau perpindahan 0,029118 m (lebih kecil dari target displacement) dengan
target sebesar 0,001533 m. Menurut perhitungan dengan menggunakan metode Koefisien
FEMA 440 dengan program SAP 2000 menunjukan bahwa gaya maksimum yang dapat
ditahan oleh struktur bangunan Hotel Alana adalah 8.409.794 kgf / m.Hasil analisis
gedung struktur beton bertulang pada tugas akhir ini menyimpulkan bahwa titik kinerja
yang menentukan adalah metode Kioefisien FEMA 440, berdasarkan target perpindahan
δT arah Y :
Arah y : 0,025709079 m dengan perpindahan 0,029118 m. kinerja yang
diperlihatkan oleh struktur adalah Immediate Occupancy (IO), Life Safety (LS), Collapse
Prevention (CP), dimana gedung hanya mampu menahan gaya sebesar 147.605.789,9 kg.
Sedangkan SNI 03-1726-2002 memberikan target perpindahan sebesar 0,019090909 m.
Hasil analisa pushover menunjukkan bahwa distribusi sendi plastis hanya terjadi
pada ujung-ujung balok dan kaki kolom. Hal ini sesuai dengan konsep “Kolom kuat –
Balok lemah” dan “Balok kuat – Kolom lemah”
Ada 1.750 joint yang mencapai level yang masih bersifat elastis, 3.009 joint
mencapai kondisi B – IO (Immediate Occupancy), 1.235 joint mencapai kondisi LS (Life
Safety), 286 joint mencapai kondisi CP (Collapse Prevention), 1 joint mencapai C
(Collapse), 1.101 joint mencapai kondisi D (Damage), 7 joint yang mencapai kondisi
rusak, 237 joint mencapai kondisi Rusak parah sampai keruntuhan dari total 7.626 joint.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 2019 Keandalan Infrastruktur Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat Bagi Kemajuan Bangsa
142 Universitas Veteran Bangun Nusantara Sukoharjo
DAFTAR PUSTAKA
Anonim., 2002, SNI-1726-2002: Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pemukiman,
Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Anonim., 2002, SNI-03-2847-2002: Tatacara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Pemukiman,
Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Anonim., 2002, SNI-1727-1989F: Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah
Dan Gedung, Pusat Penelitian Dan Pengembangan Teknologi Pemukiman,
Departemen Pekerjaan Umum, Bandung.
Asroni, A., 2008. Kolom, Fondasi dan Balok’T’ Beton Bertulang, Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
Chen, W.F,. Lui, E.M., 2006, Earthquake Engineering for Structural Design,
CRC/Taylor & Franceis, Florida.
Dewi, R.Y. dan Sudrajat A. V, 2007, Analisis kinerja struktur Beton Bertulang dengan
Sistem Balok Kolom dan Flat Slab Terhadap Beban Gempa Kuat, Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung,
Bandung.
Dewobroto, W., 2005, Evaluasi Kinerja Struktur Baja Tahan Gempa Dengan Analisis
Pushover, Seminar Bidang Kajian I, Program Doktor, Teknik Sipil, Universitas
Parahyangan (tidak dipublikasikan).
Dewobroto, W., 2006. Jurnal Teknik Sipil, Evaluasi Kinerja Bangunan Baja Tahan
Gempa Dengan SAP2000.
Fema 440., 2005. Improvement of Nonlinier Static Seismic Analysis Procedures,
Prepared By ATC (Applied Technology Council), ATC-55 Project, 201, Red
Wood Shores Parkway Suite 240, Redwood City, California 94065.
Jimmy S, Juwana., Panduan Sistem Bangunan Tinggi untuk Arsitek dan Praktisi
Bangunan (Jakarta: Erlangga, 2005).
Juwana, Jimmy S, 2004, Sistem Bangunan Tinggi, Jakarta: Gelora Aksara Pratama.
Paulay, T., dan Priestly, M.J.N., (1992), Seismic Design Of Rein Forced Concrete And
Masonry Buildings, john wiley & sons, Inc., New York.
Pranata, Y.A (2006), Evaluasi Kinerja Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa Dengan
Pushover Analysis, Jurnal Teknik Sipil, Vol.3, No.1, Januari 2006.
Scodek, Daniel L, (1998), “Struktur”. Bandung: PT.Refika Aditama.