ANALISIS PERILAKU PROTOTYPE DUA BANGUNAN STEEL …

1

ANALISIS PERILAKU PROTOTYPE DUA BANGUNAN STEEL FRAME BERDEKATAN DENGAN FLUID DAMPER DIBANDINGKAN

DENGAN SHAKING TABLE TEST TERHADAP PEMBEBANAN GEMPA EL CENTRO

Martinus Armand1,*, Sjahril A. Rahim1 dan Heru Purnomo1

1Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia

Email: [email protected]

ABSTRAK

Kepadatan kota metropolitan yang meningkat menuntut pembangunan struktur saling berdekatan. Struktur berdekatan perlu ditinjau responnya terhadap gempa. Pemasangan peredam antar struktur dapat menjadi solusi untuk mendapatkan perilaku struktur yang baik terhadap pembebanan gempa. Dalam studi ini dipelajari perilaku dua bangunan baja berdekatan terhadap pembebanan gempa El Centro. Perilaku struktur yang ditinjau antara lain saat tidak dihubungkan, saat dihubungkan dengan koneksi batang, dan dengan koneksi peredam fluid. Selain itu studi ini juga meninjau peletakan peredam paling efisien dalam mereduksi pergeseran bangunan. Jumlah, letak, dan pola pemasangan peredam perlu diperhatikan agar mendapatkan hasil yang paling efektif. . Kata kunci: Respon seismik; Bangunan baja; Koneksi; Batang Baja; Peredam

BEHAVIOR ANALYSIS OF TWO ADJACENT STEEL FRAME BUILDINGS WITH FLUID DAMPER COMPARED WITH SHAKING

TABLE TEST UNDER THE EL CENTRO EARTHQUAKE

ABSTRACT

The increased density of metropolis demands the construction of structures adjacent to each other. The response of adjacent structures needs to be reviewed. Installation of dampers between structures can be a solution to get the good behavior of adjacent steel buildings under El Centro earthquake. The behaviors of the structure which are analyzed are when not connected, when associated with a connection rod, and with a fluid damper connection. In addition this study also reviews the most efficient placement of dampers in reducing the building’s displacement. The number, location, and linking pattern of damper should be considered in order to get the most effective results. Key words: Seismic responses; Steel building; Connection; Rod; Damper

. PENDAHULUAN

Bangunan-bangunan pada kota besar seringkali dibangun saling berdekatan satu

sama lain. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan lahan dan adanya konsentrisitas

Analisis perilaku..., Martinus Armand, FT UI, 2014

2

pembangunan pada suatu wilayah seperti daerah pusat perekonomian, perindustrian, dan lain

sebagainya. Sebagian besar bangunan yang saling berdekatan dipisahkan tanpa adanya

penghubung struktural. Selain itu, ada yang dihubungkan dengan jembatan untuk

menyediakan akses sistem transportasi secara horizontal antar dua bangunan. Beberapa

bangunan yang berdekatan dihubungkan dengan pelat atau balok kaku pada beberapa lokasi

untuk meningkatkan kekakuan lateral bangunan.

Konsep dari penghubung bangunan berdekatan yang menggunakan peredam pasif,

semi-aktif, atau aktif adalah untuk meningkatkan performa ketahanan seismik bangunan

tersebut. Sehingga, dalam perancangan bangunan yang berdekatan perlu diperhatikan jenis

peredam yang akan digunakan berdasarkan kebutuhan. Pengujian perilaku struktur dengan

menggunakan model bangunan menghasilkan output dengan kondisi yang mendekati

kenyataannya. Tetapi pengujian ini membutuhkan waktu, biaya, dan tenaga yang tidak

sedikit. Dengan melakukan penelitian berdasarkan perbandingan antara penelitian fisik

dengan menggunakan prototype bangunan dan dengan media bantu software akan

mengeluarkan hasil yang akurat dan absah.

TINJAUAN TEORITIS Sistem Kontrol Struktur

Menurut Uz (2009) [11], pada dasarnya kontrol struktur berfungsi dalam mengatur

karakteristik dinamik struktur tersebut sehingga dapat dijamin bahwa struktur akan merespon

dengan baik gaya-gaya luar yang terjadi. Mekanisme ini pada umumnya memerlukan suatu

sistem yang dapat memberikan gaya luar tambahan yang disebut dengan gaya kontrol.

Asumsi-asumsi dasar yang digunakan untuk memodelkan suatu struktur sebagai bangunan

geser antara lain adalah massa dari struktur yang terpusat di setiap lantainya, kekakuan balok

diangap tak terhingga, dan deformasi aksial kolom diabaikan. Asumsi-asumsi ini

menyederhanakan struktur tersebut dari banyak derajat kebebasan menjadi hanya satu derajat

kebebasan di setiap lantainya.

Sistem kontrol struktur ini berkembang cukup signifikan dalam rekayasa kegempaan

selama 25 tahun terakhir. Sistem ini telah banyak digunakan Negara – Negara yang

mempunyai resiko tinggi terhadap gempa seperti Jepang, Italy, USA, Selandia Baru,

Portugal, Iran, Indonesia, Turki, China, dan Taiwan. Meskipun penggunaaan sistem ini masih

terbatas, sistem isolasi seismik dan energi dissipator passive atau kombinasinya merupakan


3

sistem kontrol struktural yang paling banyak diterapkan pada bangunan didunia untuk

mengontrol respon bangunan akibat gempa.

Terdapat tiga jenis sistem kontrol struktur, antara lain: kontrol aktif/semi-aktif, pasif,

dan isolasi dasar. Menurut Dethariya (2014) [4], strategi dalam pengendalian pasif adalah

mendisipasi dan mengisolasi struktur dari energi akibat beban dinamik. Dalam kontrol pasif

strategi, perangkat disipasi energi pasif dilekatkan pada struktur. Perangkat pasif tersebut

dicirikan oleh sifat disipatif dari gaya kontrol mereka dan karakteristik tetap dari perangkat

(misalnya, koefisien redaman). Perangkat pasif sering secara optimal disetel untuk

melindungi struktur dari tertentu pembebanan dinamis, dan dengan demikian kinerja dari

perangkat adalah suboptimal untuk skenario pembebanan dan konfigurasi lain.

Menurut Constantinou (2000) [3], Viscous fluid dampers mirip dengan shock

absorbers pada mobil. Mereka terdiri atas silinder tertutup yang mengandung viscous fluid

seperti minyak. Sebuah batang piston terhubung ke kepala piston dengan lubang kecil di

dalamnya. Piston dapat bergerak masuk dan keluar dari silinder. Seperti halnya ini, minyak

dipaksa untuk mengalir melalui lubang di kepala piston dan menyebabkan terjadinya

gesekan. Ketika damper dipasang di sebuah gedung, gesekan mengubah sebagian energi

gempa masuk ke gedung bergerak menjadi energi panas.

Analisa Riwayat Waktu

Menurut Chopra (1997) [2], analisa riwayat waktu digunakan untuk menganalisis

perilaku suatu struktur terhadap pembebanan gempa jika struktur tersebut telah melewati

kondisi non linier. Hal ini disebabkan karena time history analysis menggunakan rekaman

gempa yang mengandung data percepatan yang berubah-ubah terhadap waktu. Rekaman data

yang dimaksud adalah akselerogram gempa. Akselerogram adalah hasil pencatatan riwayat

waktu percepatan gerakan tanah selama gempa tertentu berlangsung. Nilai percepatan

tersebut direpresentasikan dalam satuan gravitasi bumi. Tidak seperti respon spektrum yang

menghitung respon maksimum gempa dengan metode CQC, SRSS, atau ABS, respon

maksimum dari time history analysis lebih akurat karena berdasarkan rekaman gempa yang

telah terjadi sebelumnya. Pembebanan pada analisis ini lebih mendekati keadaan sebenarnya

karena data gempa masukannya pun diambil dari rekaman gempa sebenarnya. Hasil

pencatatan gempa tersebut bergantung dari keadaan tanah dimana rekaman itu dilakukan.

Sehingga, percepatan tanah akan berbeda untuk daerah dengan kondisi tanah yang berbeda

pula.


4

Bangunan Saling Berdekatan

Gempa bumi dapat menyebabkan terjadinya benturan (pounding) antara bangunan-

bangunan berdekatan dengan jarak yang tidak memadai. Resiko terjadinya benturan sejalan

dengan padatnya daerah pemukiman pada area metropolitan yang dikarenakan keterbatasan

jarak pemisah antar bangunan. Menurut Rajaram (2011) [7], kerusakan akibat benturan

struktur dapat meningkat yang disebabkan: bangunan berdekatan dengan tinggi total sama

dan tinggi lantai sama, bangunan berdekatan dengan tinggi total berbeda dan tinggi lantai

sama, bangunan berdekatan dengan tinggi total berbeda dan tinggi lantai berbeda, struktur

bangunan yang berderet, bagian dari bangunan yang sama yang dihubungkan oleh satu atau

lebih jembatan penghubung, strukturnya memiliki karakteristik dinamik yang berbeda, yang

dipisahkan hanya oleh jarak yang sempit yang memungkinkan benturan terjadi, benturan

terjadi pada bagian kolom atau dinding yang tidak didukung sehingga menyebabkan

terjadinya kerusakan yang parah, sebagian besar bangunan dibangun berdasarkan peraturan

yang lama yang belum terdapat jarak minimal antar bangunan, kemungkinan terjadinya

penurunan (settlement) tanah, dan bangunan mengalami pembebanan lateral yang tak

beraturan yang menyebabkan terjadinya rotasi saat gempa dan mengakibatkan benturan

bangunan akibat torsi.

Berdasarkan hasil pengamatan empiris dan studi teoritis tentang respons dinamis,

mengindikasikan bahwa besarnya simpangan lateral dan potensi kerusakan bangunan

mempunyai hubungan yang sangat erat. Hubungan simpangan lateral dan potensi kerusakan

bangunan sangat bervariasi dan tergantung pada detail struktur bangunan tersebut.

Berdasarkan SNI 1726:2012 [8], jarak pemisah antar-gedung harus ditentukan paling sedikit

sama dengan jumlah simpangan maksimum masing-masing struktur gedung pada taraf itu.

Dalam segala hal masing-masing jarak tersebut tidak boleh kurang dari 0,025 kali ketinggian

taraf itu diukur dari taraf penjepitan lateral. Hal tersebut untuk memenuhi persyaratan kinerja

batas ultimit.

Tes Meja Bergoyang

Penggunaan shaking table untuk meneliti perilaku dinamik dan seimik pada struktur

teknik sipil telah dilakukan secara efektif sejak tahun enam-puluhan. Alat ini pertama kali

dibuat di Universitas Tokyo pada tahun 1893. Saat pertama kali, shaking table memiliki

batasan-batasan yang disebabkan ketersediaan tenaga dan hanya digunakan pada model yang

berukuran kecil dalam batasan linear. Dimana semakin besar dan semakin bertenaga shaking


5

table yang digunakan memungkinkan menggunakan faktor skala yang lebih kecil dan

memberikan gaya dinamis yang sangat penting.

Menurut Bairrao (2000) [1], ini merupakan suatu alat untuk menggoyangkan model

struktur dengan variasi simulasi gerakan tanah termasuk melakukan rekonstruksi terhadap

riwayat gempa (gempa yang telah terjadi sebelumnya dengan data yang telah direkam). Alat

ini terdiri dari platform berbentuk segiempat yang dapat menguji struktur hingga enam

derajat kebebasan dengan servo-hydraulic atau tipe actuator lain. Struktur yang akan dites

disambungkan pada platform tersebut dan dilakukan penggoyangan sampai bangunan

mengalami kegagalan. Dengan menggunakan rekaman dan data video dari transducer,

memungkinkan untuk melakukan interpretasi terhadap kelakukan dinamik dari spesimen.

Saat ini terdapat jumlah penelitian yang sangat banyak yang benggunakan shaking

table yang dapat ditemukan di literature. Penelitian-penelitian ini biasanya meliputi kelakuan

ultimit dari struktur baja dan arc, elemen struktur (seperti dinding bata), dan model global

dari struktur dengan skala yang lebih kecil.

METODE PENELITIAN

Struktur Bangunan

Dilakukan pemodelan struktur berdasarkan dua prototype bangunan struktur baja

enam lantai dan dua lantai. Kedua bangunan memiliki denah yang berbeda serta memiliki

ketinggian yang berbeda pula.

Gambar 1 Plan Layout Model Struktur

Sumber: Olahan Penulis, 2014

Bangunan 1 memiliki elevasi 6 m sedangkan bangunan 2 memiliki elevasi 5 m.

Elevasi tiap lantai selain lantai dasar adalah 1 m. Kedua bangunan dipisahkan dengan jarak

63,7 cm.


6

Gambar 2 Detail Elevasi Model Struktur


Spesifikasi Material

Struktur bangunan tersebut terbuat dari material baja dengan nilai tegangan leleh 215

MPa serta modulus Young 206 GPa. Struktur baja kedua bangunan terdiri dari empat kolom

dengan penampang I yang terhubung pada tiap lantai yang dibentuk dari gabungan girder dan

balok silang (crossbeam). Untuk girder menggunakan penampang channel sedangkan untuk

balok silang menggunakan gabungan dua profil channel sehingga membentuk penampang

persegi dengan bagian kosong (hollow) di tengah.

Tabel 1 Properti Penampang

Penampang Jenis Luas (m2) Ix (m4) Iy (m4)

Kolom I-beam 1,433x10-3 2,450x10-6 3,281x10-7

Girder Channel 1,569x10-3 3,885x10-6 3,800x10-7

Cross-beam Square Hollow 2,548x10-3 3,253x10-6 3,966x10-6 Sumber: Olahan Penulis, 2014

Fluid damper yang digunakan adalah linear fluid damper 1.534 d-series dengan

stroke 102 mm dan maksimum gaya redaman sebesar 8900 N. Fluid damper ini didesain dan

diproduksi oleh Taylor Devices Inc.,USA. Peredam ini menggunakan piston stainless-steel

dengan orifice head dari perunggu, akumulator, serta silinder yang berisikan minyak silikon


7

(silicone oil). Besar koefisien redaman yang digunakan pada saat frekuensi nol adalah

berkisar 15,41 N s/mm.

Pembebanan

Dilakukan pembebanan pada kedua struktur untuk mendapatkan periode natural yang

sama dengan bangunan prototype. Beban garis yang diberikan pada model bangunan 1 dan 2

adalah 0,65 kN/m dan 0,43 kN/m. Periode natural dan partisipasi massa yang didapatkan

dapat dilihat pada tabel 2 dan 3. Tabel 2 Rasio Partisipasi Massa Bangunan 1


Tabel 3 Rasio Partisipasi Massa Bangunan 2



8

Beban Gempa

Gempa yang digunakan adalah riwayat waktu gempa El Centro yang direkam pada

tanggal 15 Mei 1940 di California. Hasil rekaman spektrum gempa El Centro ini terlihat

dalam gambar 3.

Gambar 3 Akselerogram Gempa El Centro 18 Mei 1940

Sumber: Chopra, 1997

Skala Model

Untuk medapatkan hasil pemodelan yang sesuai dengan hasil shaking table test maka

penulis melakukan pendekatan yang ada sesuai dengan asumsi yang dilakukan pada test

sebelumnya. Dilakukan penyekalaan terhadap massa, waktu, dan frekuensi yaitu 1:16, 1:2,

dan 2:1 dengan urutan yang telah disesuaikan.

Variasi Pemodelan

Pada penelitian ini akan dilakukan beberapa variasi pemodelan dengan tujuan meneliti

perilaku kedua bangunan yang saling berdekatan ini terhadap pengaruh pembebanan gempa

El Centro. Selain itu akan diteliti perilaku fluid damper yang dipasang diantara kedua

bangunan dalam mengurangi resiko terjadinya benturan (pounding) antar bangunan. Variasi

yang akan variasi penggunaan damper. Variasi pemodelan dapat dilihat pada tabel 4.

Tabel 4 Variasi Pemodelan

Variasi Spektrum Gempa Peredam Keterangan 1 El Centro x Tanpa Peredam PGA: 0,2 g 2 El Centro x Oblique damper, lt 5 PGA: 0,2 g 3 El Centro x Oblique Rod connection, lt 5 PGA: 0,2 g 4 El Centro x Parallel damper, lt 1 PGA: 0,2 g


9

5 El Centro x Parallel damper, lt 3 PGA: 0,2 g 6 El Centro x Parallel damper, lt 5 PGA: 0,2 g 7 El Centro x Parallel damper, lt 2 & 4 PGA: 0,2 g 8 El Centro x Parallel damper, lt 1, 3 & 5 PGA: 0,2 g 9 El Centro x, y, z Tanpa Peredam PGA: 0.1 g, 0.08 g,

dan 0.06 g 10 El Centro x, y, z Oblique damper, lt 5 PGA: 0.1 g, 0.08 g,

dan 0.06 g 11 El Centro x, y, z Oblique Rod connection, lt 5 PGA: 0.1 g, 0.08 g,

dan 0.06 g 12 El Centro x, y Oblique Damper connection,

lt 5 PGA: 0.2 g dan 0,16 g

13 El Centro x, y Oblique Damper connection, lt 2 & 4

PGA: 0.2 g dan 0,16 g

14 El Centro x, y Oblique Damper connection, lt 1, 3 & 5

PGA: 0.2 g dan 0,16 g


HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Variasi Koneksi

Dilakukan perbandingan perpindahan titik (displacement joint) pada kedua bangunan

terhadap gempa El Centro arah x bangunan dengan puncak akselerasi tanah 0,2 g dengan

variasi koneksi yaitu variasi 1, 2, dan 3.

Gambar 4 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Bangunan 1


0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Lantai

Displacement (mm)

Displacement Maksimum Bangunan 1

No Connec2on

Rod Connec2on

Damper Connec2on


10

Gambar 5 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Bangunan 1 Shaking Table

Sumber: Yang, 2003

Dapat dilihat dari grafik diatas untuk bangunan 1, hasil yang didapat cukup baik untuk

perilaku damper dimana dengan menambahkan peredam terjadi reduksi displacement tiap

lantai. Untuk hasil dari model SAP2000, efektivitas peredam dalam mereduksi displacement

puncak pada bangunan 1 adalah 38,18%. Sedangkan pada jurnal penelitian, didapatkan

efektivitas peredam dalam mereduksi displacement puncak pada bangunan 1 sebesar 42,1%.

Tetapi didapatkan hasil yang kurang baik untuk perilaku struktur setelah diberikan

penghubung batang baja (rod connection). Pada hasil SAP2000, terjadi pertambahan

displacement akibat rod connection dengan besar 11,17% sedangkan pada shaking table

terjadi pengurangan displacement setelah penambahan rod meski hanya sedikit.

Gambar 6 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Bangunan 2


0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30 35

Lantai

Displacement (mm)


No Connec2on

Rod Connec2on

Damper Connec2on


11


Sumber: Yang, 2003

Dengan pemasangan peredam, memberikan efek positif untuk bangunan 2. Menurut

jurnal penelitian, pengurangan displacement di top floor adalah sebesar 40,6%. Berdasarkan

model dari SAP2000, terjadi pengurangan displacement sebesar 43,3% untuk bangunan

kedua di lantai atas. Hasil yang didapat dari pemodelan SAP2000 dengan shaking table

cukup mendekati.

Dari hasil yang didapatkan dapat kita lihat bahwa fluid damper yang dipasang

memberikan pengaruh pengurangan displacement yang cukup besar karena dapat mengurangi

displacement lantai hingga 40%. Sedangkan pemasangan rigid rod tidak memberikan

dampak yang cukup baik dalam mengurangi displacement kedua bangunan.

Hasil Variasi Peletakan Peredam

Kasus yang digunakan untuk membandingkan hasil akibat variasi perletakan damper

antara lain variasi 1, 4, 5, 6, 7, dan 8 dengan gempa El Centro arah x dengan puncak

akselerasi 0,2 g. Penulis menggunakan penamaan yang berbeda dengan jurnal penelitian

untuk tes meja bergoyang sebab penulis melakukan penamaan dengan urutan bahasan.

Tabel 5 Penamaan Variasi SAP dan Jurnal

Variasi SAP Kasus Jurnal Peredam 1 1 Tanpa Peredam 4 7 Parallel damper, lt 1 5 8 Parallel damper, lt 3 6 9 Parallel damper, lt 5 7 10 Parallel damper, lt 2 & 4 8 11 Parallel damper, lt 1, 3 & 5



12

Hasil yang didapatkan dari program SAP2000 cukup baik jika dibandingkan dengan

hasil shaking table test dengan komposisi variasi 7 yaitu pemasangan peredam secara paralel

memberikan efek paling besar dalam mengurangi displacement yang terjadi pada bangunan 1.

Pada jurnal didapatkan perbedaan yang sangat besar antara displacement untuk kasus 1 dan 7

dengan kasus lainnya. Hal ini berbeda dengan hasil SAP2000 dimana perbedaan reduksi

displacement-nya tidak terlalu signifikan. Tetapi di sisi lain didapatkan tren yang sama

dengan jurnal penelitian.

Gambar 8 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Bangunan 1 SAP2000



Sumber: Yang, 2003

Sedangkan untuk bangunan 2, variasi yang paling baik adalah variasi 5 dimana

dilakukan pemasangan peredam secara paralel hanya pada lantai 3.

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30

Lantai

Displacement (mm)


Variasi 1

Variasi 4

Variasi 5

Variasi 6

Variasi 7

Variasi 8


13

Gambar 10 Grafik Perbandingan Displacement Maksimum Bangunan 2 SAP2000



Sumber: Yang, 2003

Hasil respon seismik yang paling baik didapatkan dengan pemasangan variasi 5, 7,

dan 8 dimana terjadi reduksi displacement yang baik untuk kedua struktur. Tetapi variasi 5

merupakan variasi yang paling optimal. Variasi 5 merupakan pemasangan 2 fluid damper

pada lantai 3. Dikatakan demikian karena respon bangunan yang didapatkan cukup sama

dengan variasi 7 dan 8 tetapi jumlah damper yang dibutuhkan untuk variasi 5 adalah yang

paling kecil dimana hanya 2 peredam. Sedangkan untuk variasi 7 dibutuhkan 4 peredam dan

variasi 8 dibutukan 6 peredam.

0

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20

Lantai

Displacement (mm)


Variasi 1

Variasi 4

Variasi 5

Variasi 6

Variasi 7

Variasi 8


14

Hasil Variasi Koneksi Untuk 3 Arah Gempa

Seperti bagian pertama, variasi yang digunakan bertujuan melihat efektifitas dari

koneksi yang digunakan. Tetapi yang membedakan adalah arah gempa yang digunakan

dimana bagian pertama hanya menggunakan gempa arah x dengan PGA 0,2g sedangkan

untuk bagian ini menggunakan gempa arah x, y, dan z dengan masing-masing PGA yaitu:

0,1g; 0,08g; dan 0,06g. Selain itu hasil yang digunakan untuk membandingkan respon

bangunan akibat perbedaan perlakuan ini adalah drift dari bangunan. Adapun variasi yang

digunakan antara lain: variasi 9, 10, dan 11.

Gambar 12 Grafik Drift Arah X Maksimum Bangunan 1 SAP2000


Dari gambar 12 dapat dilihat bahwa pengaruh peredam cukup besar untuk

mengurangi drift yang terjadi pada bangunan 1. Hal ini sesuai dengan bagian pertama dimana

peredam memberikan efek yang baik bagi pengurangan displacement yang terjadi pada

struktur.

0

1

2

3

4

5

6

0 2 4 6 8

Lantai

Dri. (mm)

Dri. X Maksimum B1

Tanpa Peredam

Dengan Peredam

Dengan Rod


15

Gambar 13 Grafik Drift Arah X Maksimum Bangunan 2 SAP2000


Gambar 14 Grafik Drift Arah Y Maksimum Bangunan 1 SAP2000


Pada arah y, peredam oblique tidak bekerja dengan baik pada bangunan 1. Hal ini

terlihat dari grafik di atas dimana perbedaan drift yang terjadi pada bangunan 1 tanpa

peredam dan dengan peredam tidak jauh berbeda. Sedangkan untuk bangunan 2, peredam

bekerja cukup baik untuk drift arah y.

0

1

2

3

4

5

0 1 2 3 4 5

Lantai

Dri. (mm)

Dri. X Maksimum B2

Tanpa Peredam

Dengan Peredam

Dengan Rod

0

1

2

3

4

5

6

0 0.5 1 1.5 2

Lantai

Dri. (mm)

Dri. Y Maksimum B1

Tanpa Peredam

Dengan Peredam

Dengan Rod


16

Gambar 15 Grafik Drift Arah Y Maksimum Bangunan 2 SAP2000


Pemasangan peredam dengan arah oblique (dipasang dengan sudut 45o) menyebabkan

terjadinya penurunan koefisien redaman sebesar 50%. Tetapi hal ini baik untuk gempa

dengan arah eksitasi tidak hanya 1 karena dapat memberikan performa untuk kedua arah. Jika

dibandingkan dengan peredam yang dipasang secara paralel yang hanya memberikan

performa satu arah saja, pemasangan secara oblique lebih dianjurkan.

Hasil Variasi Peletakan Damper Untuk 2 Arah Gempa

Bagian terakhir adalah pengaruh peletakan oblique damper dengan 2 arah eksitasi

gempa. Pemilihan oblique damper adalah karena peredam bekerja untuk 2 arah direksi

sedangkan peredam secara paralel pemasangannya hanya bekerja untuk 1 arah direksi.

Variasi yang ditinjau adalah variasi 12, 13, dan 14.

Tabel 6 Displacement Maksimum Bangunan 1 Variasi Peletakan Oblique Damper

Lantai Tanpa Peredam Variasi 12 Variasi 13 Variasi 14 x (mm) y (mm) x (mm) y (mm) x (mm) y (mm) x (mm) y (mm)

6 27.21 12.51 20.92 12.36 21.39 12.53 19.82 12.48 5 25.65 11.7 19.65 11.5 19.96 11.63 18.51 11.59 4 22.86 10.36 18.1 10.1 17.42 10.18 16.61 10.16 3 19.07 8.557 15.73 8.209 14.67 8.254 13.81 8.24 2 14.58 6.29 12.56 5.924 11.31 5.992 10.68 5.951 1 9.522 3.459 8.43 3.273 7.55 3.341 6.991 3.321 0 0 0 0 0 0 0 0 0


0

1

2

3

4

5

0 0.2 0.4 0.6 0.8

Lantai

Dri. (mm)

Dri. Y Maksimum B2

Tanpa Peredam

Dengan Peredam

Dengan Rod


17

Tabel 6 Displacement Maksimum Bangunan 2 Variasi Peletakan Oblique Damper

Lantai Tanpa Peredam Variasi 12 Variasi 13 Variasi 14 x (mm) y (mm) x (mm) y (mm) x (mm) y (mm) x (mm) y (mm)

5 16.14 4.553 9.586 3.684 8.926 3.568 10.46 3.713 4 14.79 4.115 8.338 3.32 8.392 3.244 9.369 3.342 3 12.47 3.477 6.77 2.735 6.992 2.687 7.998 2.763 2 9.407 2.527 5.01 1.956 5.407 1.931 5.948 1.98 1 5.772 1.291 3.017 0.987 3.252 9.755 3.7 1.001 0 0 0 0 0 0 0 0 0


Berdasarkan jurnal penelitian didapatkan bahwa untuk arah x, reduksi displacement

yang paling besar terjadi pada komposisi peredam yang diletakan pada lantai 1, 3, dan 5.

Untuk bangunan 1 terjadi reduksi displacement sebesar 49,6% dan untuk bangunan 2 sebesar

49,1%. Pada hasil SAP2000, untuk bangunan 1 reduksi displacement paling besar terjadi

pada komposisi yang sama dengan jurnal yaitu dengan pemasangan pada lantai 1, 3, dan 5

dengan besar reduksi arah x yaitu 27,16%. Sedangkan untuk bangunan 2 pada komposisi

yang sama terjadi reduksi sebesar 35,19%. Untuk bangunan 2 reduksi terbaik dicapai oleh

variasi 13 yaitu pemasangan pada lantai 2 dan 4 dengan besar reduksi yaitu 44,5%. Pada arah

y sama dengan jurnal tidak terjadi reduksi displacement yang signifikan untuk kedua

bangunan. Tetapi variasi terbaik adalah variasi 14 untuk bangunan 1 dan variasi 13 untuk

bangunan 2.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat dari perbandingan perilaku prototype dua bangunan baja saling

berdekatan dengan diberikan koneksi dengan fluid damper serta rigid rod yang didapat dari

hasil keluaran SAP2000 dengan hasil shaking table test adalah sebagai berikut:

1. Pemasangan fluid damper dengan parameter tertentu dapat mereduksi secara

signifikan respons seismik kedua bangunan.

2. Performa seismik yang didapatkan dari pemasangan fluid damper pada kedua

bangunan jauh lebih baik dibandingkan performa yang diberikan dari pemasangan rod

connection.

3. Pemasangan fluid damper secara 45o bukan berarti memberikan hasil performa

seismik yang sama pada dua arah saat terjadi gempa dengan dua atau tiga arah

eksitasi.


18

4. Oblique damper dapat mereduksi respon seimik kedua struktur dalam dua arah tetapi

dapat memberikan kemungkinan terjadinya efek torsi.

5. Terjadi penyimpangan perilaku bangunan dengan menggunakan rigid rod connection

yang tidak sesuai dengan jurnal yang disebabkan tidak diketahui dimensi, jenis, dan

material rigid rod yang digunakan pada shaking table test.

6. Pemasangan peredam atau rigid rod pada balok girder menyebabkan terjadinya

konsentrasi tegangan pada balok tersebut sehingga tegangan yang dialami balok

menjadi sangat besar.

7. Penambahan jumlah peredam yang dipasang antara kedua bangunan bukan berarti

memberikan hasil yang paling optimal. Dengan kombinasi pemasangan peredam yang

baik yang dapat memberikan hasil paling optimal. Kombinasi dari jumlah dan letak

dari peredam pada kedua struktur perlu dilakukan dalam pemodelan agar didapatkan

hasil yang paling optimal dan efisien. Dari pemodelan yang dilakukan didapatkan

bahwa pemasangan 2 fluid damper pada lantai 3 memberikan respon seismik yang

paling baik.

SARAN

Adapun saran dari penulis untuk pemodelan dua bangunan baja saling berdekatan yang

dihubungkan dengan fluid damper lebih lanjut antara lain:

1. Pemodelan dua bangunan ini dapat dilakukan dengan pendekatan non-linear direct

integration untuk melihat pengaruh fluid damper terhadap perilaku struktur saat

terjadi kegagalan. Sehingga dapat dilihat apakah variasi peredam yang digunakan

pada saat struktur masih dalam keadaan linear akan memberikan hasil yang sama

dengan struktur dalam kondisi non-linear.

2. Perbesaran gempa secara bertahap dengan menyekalakan peak ground acceleration

pada gempa El-Centro dapat dilakukan untuk meninjau terjadinya peristiwa pounding

pada kedua struktur.

KEPUSTAKAAN

1. Bairrao, Rogerio & Vaz, Carlor T (2000). Shaking Table Testing of Civil Engineering

Structures – The LNEC 3D Simulator Experience. 12th World Conference on

Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand

2. Chopra, Anil K. 1997. Dynamics of Structures. Prentice-Hall (Asia) : Singapore.


19

3. Constantinou, Michael C. 2000. Fluid Dampers For Applications of Seismic Energy

Dissipation and Seismic Isolation. Taylor Devices Inc.

4. Dethariya, M.K & Shah, B.J (2011). Seismic Response of Building Frame with &

without Viscous Damper with Using SAP 2000. International Journal of Earth

Sciences and Engineering. ISSN 0974-5904, Volume 04, No 06 SPL

5. Katili, Irwan. 2008. Metode Elemen Hingga Untuk Skeletal. Rajawali Pers: Jakarta.

6. Polycarpou, Panayiotis C., Komodromos, Petros, dan Polycarpou, Anastasis C.

(2012). A Nonlinear Impact Model for Simulating the Use of Rubber Shock Absorbers

for Mitigating the Effects of Structural Pounding During Earthquakes. The Journal of

the International Association for Earthquake Engineering. Wiley Online Library

(wileyonlinelibrary.com). DOI: 10.1002/eqe.2194

7. Rajaram, Chenna (2011). A Study of Pounding Between Adjacent Structures.

Earthquake Engineering Research Centre, International Institute of Information

Technology, Hyderabad-500 032

8. SNI 1726:2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur

Bangunan Gedung dan Non Gedung

9. SNI 03-1729-1989. Tata Cara Perencanaan Bangunan Baja Untuk Gedung

10. Tubaldi, Enrico & Barbato, Michele (2011). Evaluation of Seismic Pounding Risk

Between Adjacent Buildings Exhibiting Linear Behavior. XIV ANIDIS Congress

2011, September 18-22, 2011, Bari (Italy).

11. Uz, Mehmet Eren (2009). Improving the Dynamic Behavior of Adjacent Buildings by

Connecting Them with Fluid Viscous Dampers. University of Wollongong Thesis

Collections, New South Wales, Australia.

12. Yang, Z., Xu, Y.L, Lu, X.L. (2003). Experimental Seismic Study of Adjacent

Buildings with Fluid Dampers. Journal of Structural Engineering ASCE.

10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:2(197)


Documents

ANALISIS PERILAKU PROTOTYPE DUA BANGUNAN STEEL …