PENGGUNAAN DINDING GESER SEBAGAI ELEMEN PENAHAN GEMPA PADA BANGUNAN BERTINGKAT 10 LANTAI

Transkripsi

1 PENGGUNAAN DINDING GESER SEBAGAI ELEMEN PENAHAN GEMPA PADA BANGUNAN BERTINGKAT 10 LANTAI Reky Stenly Wndah Dosen Jurusan Teknk Spl Fakultas Teknk Unverstas Sam Ratulang Manado ABSTRAK Pada bangunan tngg, kekakuan yang memada sangat dperlukan untuk menahan gaya lateral akbat pengaruh angn, gempa atau ledakan. Gaya-gaya n dapat menmbulkan tegangan yang besar dan menyebabkan pergerakan kesampng atau getaran, sehngga dapat mengganggu ketenangan penghunnya. Dndng beton yang sangat kaku dalam bdangnya dan dletakkan dlokas yang menguntungkan, umumnya ekonoms untuk dgunakan sebaga penahan gaya lateral. Dndng sepert n dsebut dndng geser (shear wall). Berdasarkan perhtungan dapat dlhat bahwa besarnya smpangan pada struktur yang menggunakan dndng geser sebesar 3,56 cm, 3,11 cm dan 3,27 cm lebh kecl dbandngkan pada struktur yang tdak menggunakan dndng geser dengan besar smpangan 4,26 centmeter, n menunjukan bahwa penggunaan dndng geser pada suatu struktur dapat menngkatkan kekakuan lateral struktur sehngga memberkan pengaruh yang sgnfkan terhadap besarnya smpangan lateral struktur (19,7 %, 37,0 % dan 30,3 %). Kata kunc : Bangunan tngg, kekakuan, gaya lateral, smpangan, dndng geser. LATAR BELAKANG. Gempa merupakan salah satu beban dnams yang dapat menmbulkan gaya lateral yang sangat besar pengaruhnya dan serng kal merupakan faktor utama penyebab kerusakan pada struktur. Energ yang dpancarkan oleh gempa adalah berupa energ gelombang yang dapat menyebabkan terjadnya gerakan tanah, yang jka terjad pada lokas suatu struktur dapat menyebabkan deformas pada struktur bak dalam arah vertkal maupun dalam arah horsontal. Deformas yang terjad dalam arah vertkal hanya sedkt berpengaruh terhadap struktur karena suatu struktur basanya drencanakan memlk faktor keamanan yang cukup memada terhadap gaya-gaya vertkal. Sebalknya deformas dalam arah horsontal akan menyerang ttk-ttk lemah pada struktur yang faktor keamanannya kurang memada. Besarnya smpangan pada struktur akbat pembebanan dnams dpengaruh oleh beberapa faktor sepert redaman, kekakuan, dan massa struktur. Penggunaan Dndng geser (Shear wall) merupakan salah satu solus yang dapat dgunakan untuk menngkatkan kekakuan struktur dalam arah horsontal untuk menahan gaya-gaya lateral. Sebaga salah satu komponen vertkal, dndng geser memlk berbaga bentuk potongan melntang yang kebanyakan tdak beraturan. Dengan adanya varas bentuk potongan melntang, maka sangat dperlukan suatu sstm pemodelan yang tepat untuk analsa dndng geser. Analsa dndng geser suatu struktur bertngkat banyak dapat dselesakan dengan berbaga pemodelan dantaranya sebaga elemen panel, kolom tunggal, dndng tps, balok tngg vertkal, elemen shell dan lan sebaganya. Dalam kajan n dndng geser dmodelkan sebaga balok tngg vertkal yang menyalurkan beban ke pondas. Banyaknya metode yang dkenal dalam analsa struktur dewasa n, dmana kerumtan perhtungannya tergantung pada derajat kebebasan (Degrees of freedom) struktur tu, dmana semakn tngg derajat kebebasannya, semakn banyak pula persamaan smultan yang dperlukan sehngga masalahnya menjad semakn kompleks. Dengan bertambahnya kemampuan komputer dan kemajuan teknkteknk numerk, analsa struktur dapat dselesakan dengan menggunakan program komputer. Penggunaan program komputer sepert program SAP 2000 dapat memudahkan 151

2 dalam analsa suatu struktur yang menggunakan dndng geser. RUMUSAN MASALAH Pada bangunan tngg, kekakuan yang memada sangat dperlukan untuk menahan gaya lateral akbat pengaruh angn, gempa atau ledakan. Gaya-gaya n dapat menmbulkan tegangan yang besar dan menyebabkan pergerakan kesampng atau getaran, sehngga dapat mengganggu ketenangan penghunnya. PEMBATASAN MASALAH Dalam pembuatan kajan n, permasalahannya dbatas pada keadaan-keadaan berkut: Analss perhtungan struktur menggunakan program komputer SAP Respon struktur yang dhtung hanyalah smpangan horsontal (lateral) struktur. Materal elemen struktur bersfat Elasts- Lnear. Struktur terbuat dar materal Beton. Struktur yang dtnjau dbatas pada struktur dndng geser tdak berlubang yang dmodelkan sebaga bangunan Penahan geser (Shear Buldng). TUJUAN PENULISAN Tujuan dar penulsan adalah untuk membandngkan besarnya smpangan pada struktur yang menggunakan dndng geser dan struktur yang tdak menggunakan dndng geser akbat beban gempa. METODOLOGI PENULISAN Tulsan n dbuat dalam bentuk stud lteratur berdasarkan referens-referens yang ada, dengan membatas masalah dengan penyederhanaan struktur yang rumt menjad suatu model matemats dengan mempertahankan asums-asums dasar, sehngga memudahkan dalam penurunan-penurunan rumus. Untuk analss beban gempa pada struktur dgunakan analsa statk ekvalen, sedangkan analss struktur dgunakan program SAP 2000 untuk mendapatkan solus dar struktur bertngkat banyak. APLIKASI DAN PEMBAHASAN Dalam bab n akan dbahas struktur bertngkat banyak tga dmens dengan varas lokas letak dndng geser, dmana perhtungan beban gempa nomnal statk ekvalen dlakukan secara manual sedangkan analss struktur akan dlakukan oleh program SAP 2000 Menghtung Beban Geser Nomnal Statk Ekvalen o Waktu Getar alam fundamental ( T 1 ) T 1 < ζ. n Dmana ζ = 0,16 Untuk Wlayah Gempa 5 Jad T 1 = 0,16 x 10 = 1,6 Detk o Dar Grafk Gempa Dasar Untuk Wlayah 5 Jens Tanah Sedang (gambar 1) Untuk T 1 = 1,6 Detk C = 0, o Faktor Keutamaan I Dan Faktor Reduks Gempa R Untuk Gedung Perkantoran I = 1,0 Beban Geser Nomnal Dasar Statk Ekvalen (V) CI. V = W R Dmana : C = 0,3125, I = 1,0 dan R = 8,5 Menghtung Dstrbus Beban Geser Dasar Nomnal Kesepanjang Tngg StrukturGedung Wz. F =. V n Wz. = 1 16 Gambar 1. Grafk respons spektrum gempa rencana untuk wlayah 5 152

3 Besarnya smpangan untuk masng-masng tpe struktur dperlhatkan pada Tabel 1. KESIMPULAN Penggunaan dndng geser pada suatu struktur yang mengalam pembebanan gempa statk, dapat mereduks besarnya smpangan lateral yang terjad pada struktur sebesar 19,7 %, 37,07 % dan 30,3 %. Varas letak dndng geser pada ketga struktur yang dtnjau tdak memberkan pengaruh yang sgnfkan terhadap besarnya smpangan yang terjad pada struktur yatu sebesar 14,5 % dan 8,9 %. Dalam analsa struktur yang menggunakan dndng geser, selan kekakuan akbat lentur perlu juga dtnjau kekakuan akbat geser. Inersa penampang (I) merupakan faktor yang palng berpengaruh dalam menngkatkan kekakuan geser maupun kekakuan struktur secara umum. SARAN Pada struktur bangunan tngg perlu dgunakan dndng geser (shear wall) untuk menngkatkan kekakuan lateral struktur untuk menahan gaya lateral akbat pembebanan dnams DAFTAR PUSTAKA Chopra, A. K Dynamcs of Structures: Theory and Applcatons to Earthquake Engneerng. Prentce-Hall. New Jersey. Clough, Ray. W., Penzen, Joseph Dynamcs of Structures Second Edton. McGraw-Hll,Inc. Sngapore. Naem, Farzad, Ph.D., P.E The Sesmc Desgn Handbook. Van Nostrand Renhold. New York. Paz, Maro Theory and Computaton, Van Nostrand Renhold. New York. Thomson, T. Wllam Teor Getaran dengan Penerapan, terjemahan Dra. Leu Praseto, MSc. Jakarta: Erlangga. Smth B.S., Coull A Tall Buldng Structures: Analyss and Desgn. John Wley and Son LAMPIRAN Gambar 2. Struktur Tpe I 153

4 Gambar 3. Struktur tpe II Gambar 4. Struktur tpe III Gambar 5. Struktur tpe IV 154

5 Tabel 1. Besarnya smpangan untuk masng-masng tpe struktur lanta Struktur Tpe I Struktur Tpe II Struktur Tpe III Struktur Tpe IV (Tanpa Dndng Geser) L A N T A I T I N G K A T K E S I M P A N G A N ( C M ) STRUKTUR TIPE I STRUKTUR TIPE III STRUKTUR TIPE II STRUKTUR TIPE IV Gambar 6. Grafk perbandngan besarnya smpangan untuk masng-masng tpe struktur 155