of 4/4
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Perkuatan struktur merupakan suatu langkah untuk meningkatkan kapasitas suatu bangunan yang dianggap masih lemah karena tidak memenuhi aturan yang ditetapkan ataupun lemah akibat terjadinya gempa yang cukup besar. Perkuatan ini perlu dilakukan pada beberapa bangunan di Indonesia, mengingat negara ini sering mengalami gempa bumi dan juga karena perubahan peraturan perencanaan ketahanan gempa dari SNI lama (SNI 1726-2002) ke SNI terbaru (SNI 1726:2012). Perubahan wilayah gempa dan spektrum respon pada peraturan perencanaan katahanan gempa untuk bangunan gedung dari SNI 1726-2002 menjadi SNI 1726:2012 memberikan pengaruh yang cukup besar pada bangunan yang didesain dengan SNI lama (SNI 1726-2002). Sebagai contoh, bangunan beton bertulang di daerah Bali Selatan yang didesain pada wilayah gempa V dan jenis tanah sedang sesuai aturan SNI 1726-2002, jika dibandingkan dengan SNI 1726:2012 dengan kategori disain seismic (KDS) D dan dengan kelas situ SD (tanah sedang), bangunan akan mengalami peningkatan kebutuhan tulangan ataupun over stressed saat menerima beban gempa rencana menurut SNI yang terbaru. Oleh karena itu, penting untuk dilakukan perkuatan pada bangunan- bangunan yang dianggap kurang memadai. Metode yang banyak diterapkan untuk memperkuat struktur yang sudah berdiri (existing) antara lain, penambahan dinding pengisi ( infilled frame) pembesaran dimensi dengan beam and column jacketing, pemberian lapisan pelat baja, pengurangan berat komponen non structural dan pemasangan breising. Penggunaan breising dinilai sangat efektif dan efisien dalam memperkuat struktur karena breising dinilai mampu menahan gaya gempa lateral dengan baik dan penggunaannyapun hanya di beberapa sisi struktur, sehingga dianggap cukup ekonomis. Breising memiliki berbagai bentuk dan jenis, salah satu yang popular digunakan adalah X-breising. Breising jenis ini dapat meningkatkan kekakuan struktur secara signifikan dan mengurangi simpangan antar tingkatnya

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang - sinta.unud.ac.id I .pdf · PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ... Struktur gedung beton bertulang empat lantai dan model validasi dimodel dengan

  • View
    223

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang - sinta.unud.ac.id I .pdf · PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang...

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Perkuatan struktur merupakan suatu langkah untuk meningkatkan

kapasitas suatu bangunan yang dianggap masih lemah karena tidak memenuhi

aturan yang ditetapkan ataupun lemah akibat terjadinya gempa yang cukup besar.

Perkuatan ini perlu dilakukan pada beberapa bangunan di Indonesia, mengingat

negara ini sering mengalami gempa bumi dan juga karena perubahan peraturan

perencanaan ketahanan gempa dari SNI lama (SNI 1726-2002) ke SNI terbaru

(SNI 1726:2012). Perubahan wilayah gempa dan spektrum respon pada peraturan

perencanaan katahanan gempa untuk bangunan gedung dari SNI 1726-2002

menjadi SNI 1726:2012 memberikan pengaruh yang cukup besar pada bangunan

yang didesain dengan SNI lama (SNI 1726-2002). Sebagai contoh, bangunan

beton bertulang di daerah Bali Selatan yang didesain pada wilayah gempa V dan

jenis tanah sedang sesuai aturan SNI 1726-2002, jika dibandingkan dengan SNI

1726:2012 dengan kategori disain seismic (KDS) D dan dengan kelas situ SD

(tanah sedang), bangunan akan mengalami peningkatan kebutuhan tulangan

ataupun over stressed saat menerima beban gempa rencana menurut SNI yang

terbaru. Oleh karena itu, penting untuk dilakukan perkuatan pada bangunan-

bangunan yang dianggap kurang memadai.

Metode yang banyak diterapkan untuk memperkuat struktur yang sudah

berdiri (existing) antara lain, penambahan dinding pengisi (infilled frame)

pembesaran dimensi dengan beam and column jacketing, pemberian lapisan pelat

baja, pengurangan berat komponen non structural dan pemasangan breising.

Penggunaan breising dinilai sangat efektif dan efisien dalam memperkuat struktur

karena breising dinilai mampu menahan gaya gempa lateral dengan baik dan

penggunaannyapun hanya di beberapa sisi struktur, sehingga dianggap cukup

ekonomis.

Breising memiliki berbagai bentuk dan jenis, salah satu yang popular

digunakan adalah X-breising. Breising jenis ini dapat meningkatkan kekakuan

struktur secara signifikan dan mengurangi simpangan antar tingkatnya

2

(Viswanath, 2010). Skala test menggunakan X-breising sistem sudah diterapkan

pada bangunan beton bertulang dengan tujuh lantai, dimana hasil tes menunjukkan

terjadinya peningkatan ketahanan beban vertikal dan horizontal sebelum

terjadinya kegagalan akibat tekuk, sebagai respon dari breising terhadap beban

gempa (Jones, 1986).

Dalam menahan beban lateral, breising baja seringkali mengalami

kegagalan tekuk pada elemen pengakunya. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini

adalah menggunakan sistem Buckling Restrained Braced (BRB), yang mana BRB

merupakan baja breising yang dibungkus oleh mortar untuk menahan tekuknya.

Selain sistem BRB, alternative lain untuk mengatasi kegagalan tekuk dapat

menggunakan teknik X-breising Kabel CFC (non-compression). Jika

dibandingkan dengan BRB, selain tidak mengalami kegagalan tekuk breising jenis

ini memiliki beberapa keunggulan lain diantaranya adalah tahan karat dan

beratnya yang ringan (1/5 dari strand baja), sehingga tidak akan terlalu

membebani struktur yang diperkuatnya (Lee, 2015).

Lee (2015), telah melakukan percobaan laboratorium mengenai X-

breising Carbon Fibre Composite Cable (CFCC) dengan ukuran kolom dan balok

2m dengan tambahan dinding pengisi berupa batu bata dengan mutu 8 MPa dan

tinggi 480 mm. Percobaan ini terbatas pada membandingkan frame dengan dan

tanpa X-breising carbon fibre, dimana kondisi tulangan dan dimensi frame yang

dibandingkan pada masing-masing spesimen adalah sama. Berdasarkan pada hasil

penelitian Lee, maka pada tugas akhir ini akan dilakukan pengaplikasian breising

Carbon Fibre Composite Cable (CFCC) yang mana sebelumnya akan dilakukan

validasi antara hasil modeling dan penelitian Lee. Setelah mendapatkan hasil yang

cukup valid, pemodelan dilanjutkan pada perkuatan gedung empat lantai

menggunakan CFCC, yang mana konfigurasinya akan didesain seefektif mungkin

untuk mengetahui perilaku dan kinerja dari stuktur beton bertulangan dengan dan

tanpa Breising Kabel CFC.

3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, maka

permasalahan yang akan dibahas adalah :

1. Bagaimanakah memodel perkuatan breising kabel CFC pada struktur beton

bertulang menggunakan SAP2000 yang mendekati perilaku eksperimen.

2. Bagaimanakah pengaruh penambahan breising kabel CFC, terhadap

perilaku (simpangan, gaya aksial kabel, daktilitas, dan kekuatan struktur)

dan kinerja (titik kinerja dan level kinerja struktur) struktur beton

bertulang.

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah

1. Untuk mengetahui cara memodel perkuatan breising kabel CFC pada

struktur beton bertulang menggunakan SAP2000 yang mendekati perilaku

eksperimen.

2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan breising kabel CFC, terhadap

perilaku (simpangan, gaya aksial kabel, daktilitas, dan kekuatan struktur)

dan kinerja (titik kinerja dan level kinerja struktur) struktur beton

bertulang.

1.4 Manfaat

Manfaat yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah dapat memberikan

informasi hasil perbandingan perilaku dan kinerja struktur beton bertulang dengan

dan tanpa perkuatan breising kabel CFC. Selain itu penelitian ini juga diharapkan

agar breising kabel CFC dapat diaplikasikan di lapangan untuk perkuatan struktur.

1.5 Batasan Masalah

Untuk membatasi ruang lingkup permasalahan yang ditinjau agar tidak

terlalu luas, maka diambil beberapa batasan masalah sebagai berikut :

1. Struktur gedung beton bertulang empat lantai dan model validasi dimodel

dengan program SAP2000 Versi 17.2.

4

2. Model validasi menggunakan portal 2D dengan dimensi dan material

menyesuaikan spesimen penelitian Lee (2015).

3. Hubungan antara kabel dan frame pada joint model gedung berupa flate

plate dan protrusion, yang mengacu pada penelitian Lee (2015).

4. Konfigurasi breising kabel CFC yang dimodel pada model gedung berupa

bentuk X.

5. Mutu beton yang digunakan adalah 25 MPa untuk model validasi dan

model gedung empat lantai.

6. Tegangan leleh baja tulangan yang digunakan untuk model validasi dan

model gedung adalah 400 MPa.

7. Metode analisis yang digunakan adalah analisis nonlinear static pushover

pada model validasi dan gedung empat lantai.

8. Model gedung dibangun pada daerah Bali Selatan menggunakan desain

wilayah gempa V dan jenis tanah sedang sesuai aturan SNI-03-1726-2002

dan dengan SNI 1726:2012 dengan kategori disain seismic (KDS) D dan

dengan kelas situ SD (tanah sedang).

9. Model gedung diasumsikan menggunakan perletakkan jepit.

COVER LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIRLEMBAR PERNYATAANUCAPAN TERIMA KASIHABSTRAKDAFTAR ISIDAFTAR GAMBARDAFTAR TABELDAFTAR LAMPIRAN ABAB I PENDAHULUAN1.1 Latar belakang1.2 Rumusan Masalah1.3 Tujuan1.4 Manfaat1.5 Batasan Masalah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Umum2.2 Carbon Fibre Composite Cable (CFCC)2.3 Elemen Kabel pada SAP 20002.3.1 Edit Cable Geometry2.3.2 Target Force2.3.3 Nonlinear Analysis

2.4 Penelitian Terkait2.4.1 Prosedur Pengujian2.4.2 Spesimen yang tidak diperkuat2.4.3 Flate Plate Speciment2.4.4 Protrusion Speciment (CFCC-2)2.4.5 Kekuatan dan Deformasi

2.5 Strat Diagonal2.6 Beban Gempa2.6.1 SNI 1726 : 20022.6.2 SNI 1726 : 2012

2.7 Simpangan Antar Lantai2.8 Tingkat Daktilitas2.8.1 Daktilitas Struktur

2.9 Analisis Pushover2.9.1 Langkah-langkah Analisis Pushover2.9.2 Kenonlinieran Material2.9.3 Sendi Plastis2.9.4 Kontrol Pembebanan2.9.5 Idealisasi Kurva Pushover2.9.6 Target Perpindahan dengan Metode Koefisien Perpindahan (FEMA 356)2.9.7 Metode Spektrum Kapasitas2.9.8 Kriteria Kinerja Struktur

BAB III METODE PENELITIAN3.1 Kerangka Penelitian3.2 Prosedur Penelitian3.3 Model Validasi3.3.1 Data Material3.3.2 Data Geometrik Struktur3.3.3 Pemodelan Breising Kabel3.3.4 Pemodelan Strat Diagonal3.3.5 Data Pembebanan pada Model Validasi

3.4 Pemodelan Struktur Gedung Empat Lantai3.4.1 Data Material3.4.2 Data Geometri Struktur3.4.3 Data Pembebanan

3.5 Pemodelan breising Kabel CFC pada gedung 4 lantai menggunakan Elemen Frame3.6 Pemodelan breising Kabel CFC pada gedung 4 lantai menggunakan elemen kabel3.7 Analisis Pushover Model Validasi dan Gedung Empat Lantai

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Validasi4.1.1 Validasi Model Portal Tanpa Perkuatan4.1.2 Validasi Model Portal dengan Perkuatan Breising Kabel CFC4.1.3 Perbandingan Load-Drift Portal dengan dan Tanpa Breising Kabel CFC

4.2 Pemodelan Struktur Gedung Empat Lantai ( Model I )4.3 Perkuatan Model Gedung dengan Breising Kabel CFC (Model II Elemen Frame)4.3.1 Konfigurasi Breising Kabel CFC Diameter 15.2 mm4.3.2 Konfigurasi Breising Kabel CFC Diameter 28.5 mm4.3.3 Konfigurasi Breising Kabel CFC Diameter 40 mm4.3.4 Kesimpulan Konfigurasi Breising Kabel CFC

4.4 Perkuatan Model Gedung dengan Breising Kabel CFC (Model III Elemen Kabel)4.5 Perbandingan Perilaku Model Gedung dengan dan Tanpa Breising Kabel CFC4.5.1 Perbandingan Kebutuhan Tulangan4.5.2 Perbandingan Simpangan Struktur4.5.3 Gaya Aksial pada Breising Kabel CFC

4.6 Hasil Analisis Pushover Model Gedung dengan dan Tanpa Breising Kabel CFC4.6.1 Kurva Pushover4.6.2 Spektrum Kapasitas ATC-404.6.3 Distribusi sendi plastis4.6.4 Koefisien Perpindahan FEMA 3564.6.5 Faktor Daktilitas Struktur4.6.6 Level Kinerja / Performance Level

BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan5.2 Saran

DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN A