Metoda Evaluasi Kapasitas Seismik Gedung Beton Bertulang Eksisting dengan Aplikasi Model Dinding Bata

Transkripsi

1 Maidiawati, Ags. ISSN Jrnal Teoretis dan Terapan Bidang Rekaasa Sipil Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting dengan Aplikasi Model Dinding Bata Maidiawati Jrsan teknik Sipil, Fakltas Teknik, Institt Teknologi Padang Kamps ITP, Padang 5000, Ags Jrsan teknik Sipil, Fakltas Teknik, Institt Teknologi Padang Kamps ITP, Padang 5000, Abstrak Sebah metoda dikembangkan ntk mengevalasi kapasitas seismik gedng beton bertlang eksisting dengan mengaplikasikan sebah model strt diagonal ntk memperhitngkan pengarh dinding bata dalam strktr rangka. Dalam model ini lebar strt diagonal diberikan sebagai fngsi tinggi kontak antara dinding dan strktr rangka ang dapat diselesaikan dengan persamaan kesetimbangan tegangan tekan dan perpindahan lateral pada daerah kontak. Kekatan dan kekakan lateral dinding didapatkan berdasarkan lebar strt diagonal. Model strt diagonal telah diverifikasi dengan hasil pengjian strktr rangka dengan dinding bata. Didapatkan hasil ang sesai antara pengjian strktr dan hasil analisis model ntk kekakan dan kekatan lateral serta dktilitas dinding bata. Oleh karena it, model strt diagonal dapat diaplikasikan ntk mengevalasi kapasitas seismik gedng beton bertlang eksisting di kota Padang. Dalam penelitian ini dievalasi kapasitas seismik sebah gedng beton bertlang (da) lantai ntk tanpa dan dengan memperhitngkan pengarh dinding bata dengan mengaplikasikan model diagonal strt ntk dinding bata. Sedangkan kapasitas seismik gedng tanpa pengarh dinding bata dihievalasi berdasarkan standar Jepang. Sebagai hasilna didapat bahwa dinding bata dalam strktr rangka dapat meningkatkan kapasitas seismik gedng beton bertlang secara siknifikan. Kata-kata Knci: Kapasitas seismik, Gedng beton bertlang, Model strt diagonal, Dinding bata. Abstract A method for evalating the seismic capacit of existing reinforced concrete (R/C) bilding was developed b implementing a diagonal strt model for considering brick infill effects. In this model, the strt width is presented as a fnction of frame-infill contact length, which was evalated b static eqilibrims related to compression balance and lateral displacement compatibilit at the frame-infill interfaces. The lateral strength and stiffness of infill were obtained based on the strt width. The strt model has been verified throgh comparison with experimental reslts of a brick masonr infilled R/C frame. Good agreements were observed between the experimental and analtical performance on the lateral strength and dctilit of the infill. Conseqentl, the diagonal strt model can be an effective tool for precisel screening earthqake-vlnerable existing R/C bildings in Padang cit. In this std, two calclations of seismic capacit of two stories existing R/C bilding, withot and with considering brick infill effects, were condcted b appling the diagonal strt model. However, the seismic capacit of R/C bilding withot infill effect was evalated based on Japanese standard. Conseqentl, it reveals that the brick infill significantl affected the seismic resistances of the investigated bilding. Kewords: Seismic capacit, R/C Bilding, Diagonal strt model, Brick infill. 1. Pendahlan Strktr rangka beton bertlang dengan dinding bata (RC frame with brick masonr wall) sangat banak dan mm dipakai di Smatra Barat, Indonesia, baik ntk bangnan tingkat tinggi, menengah dan bangnan tingkat rendah. Berdasarkan peristiwa gempa ang terjadi dalam 1 (sat) dekade terakhir di Smatra Barat, banak bangnan beton bertlang ang rsak dan roboh (Maidiawati et. al, 008 dan EERI, 009). Penlis melakkan investigasi pada (da) gedng beton bertlang pasca gempa Smatra September 007. Da gedng tersebt memiliki tipe strktr sama tetapi memiliki jmlah dinding dalam strktr rangka ang dinatakan dalam rasio las dinding terhadap las lantai bangnan ang berbeda. Gedng ang memiliki rasio ang lebih tinggi ait sebesar 1. dapat bertahan selama gempa, sedangkan gedng dengan rasio 0. Vol. 3 No

2 Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting... mengalami kernthan total (Maidiawati et.al, 008). Hal ini memberikan gambaran bahwa dinding bata dalam strktr rangka ikt berkontribsi dalam menahan beban gempa. Namn dalam perencanaan strktr gedng beton bertlang terhadap beban gempa, pengarh dinding bata dalam strktr rangka selal diabaikan dengan hana menganggap dinding bata sebagai komponen tanpa penahan beban (nonstrctre). Beberapa peneliti sebelmna telah mendapatkan bahwa dinding bata dalam strktr rangka dapat meningkatkan kekakan lateral gedng beton betlang (Chaker and Cherifati, 1999). Penlis jga telah melakkan pengjian strktr rangka beton bertlang tanpa dan dengan dinding bata, ang mendapatkan bahwa dinding bata dalam strktr rangka dapat meningkatkan kekatan lateral strktr secara keselrhan ait sebesar empat kali lebih besar daripada strktr rangka tanpa dinding, namn daktilitas strktr berkrang sekitar setengahna (Maidiawati et. al, 011). Penlis jga telah mengembangkan sebah metoda analisis dinding bata dalam strktr rangka (Maidiawati et. al, 01, 013). Dalam model ini, dinding bata dalam strktr rangka diasmsikan sebagai sebah strt diagonal ang memberikan gaa tekan diagonal terdistribsi sepanjang daerah kontak antara dinding dan kolom. Panjang daerah kontak antara dinding dan kolom dapat ditentkan dengan penelesaian persamaan keseimbangan statik dari perpindahan lateral kompatibel ang terjadi antara dinding dan kolom. Gaa geser kolom dengan adana gaa strt diagonal didapatkan berdasarkan kepada lebar strt diagonal ang dinatakan dalam fngsi panjang kontak antara dinding dan kolom. Berpengalaman kepada kersakan bangnan beton bertlang akibat gempa, maka kapasitas seismik gedng beton bertlang eksisting di daerah rawan gempa seperti kota Padang sangat perl dievalasi dengan memperhitngkan pengarh dinding bata. Sehingga kapasitas seismik bangnan-bangnan tersebt dan asmsi kersakan ang mngkin terjadi jika dibebani oleh gempa dapat diprediksi. Sampai saat ini belm ditetapkan sat metoda ata pandan tata cara perhitngan kapasitas seismik gedng bertlang eksisting baik ang tanpa pengarh dinding bata mapn dengan adana pengarh dinding bata. Dalam makalah ini dikembangkan sebah metode ntk mengevalasi kapasitas seismik gedng beton bertlang eksisting dengan mengaplikasikan model dinding bata dalam strktr rangka beton bertlang ang telah dikembangkan oleh penlis.. Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Tanpa Dinding Bata Dikarenakan belm adana standar nasional ntk evalasi kapasitas seismik gedng beton bertlang eksisting maka evalasi dilakkan dengan berdasarkan pada standar Jepang, Standard for Seismic Evalation of Existing Reinforced Concrete Bilding, 001, ang dipblikasikan oleh The Japan Bilding Desaster Prevention Association (JBDPA, 001). Dalam standar ini ada 3 (tiga) tipe prosedr skrining ait skrining level sat, level da dan level tiga. Skrining level sat adalah metoda evalasi ang paling sederhana sedangkan evalasi skrining level da dan tiga memerlkan data strktr ang lebih detail. Dalam stdi ini dignakan evalasi skrining level da ntk mengevalasi kapasitas seismik strktr rangka gedng tanpa dinding, namn ntk dinding parsial, dinding ang tinggina hana sebagian tinggi kolom, diperhitngkan ntk menentkan tinggi bersih kolom. Untk strktr rangka dengan dinding bata penh dihitng dengan mengaplikasikan model strt diagonal ang dijelaskan pada sb-bagian 3 dalam makalah ini. Kapasitas seismik gedng eksisting dinatakan dalam bentk hbngan antara rasio indeks kekatan dan indeks daktilitas. Tahapan evalasi kapasitas seismik bangnan eksisting ditnjkkan dalam bagan alir pada Gambar 1. Gambar 1. Bagan alir evalasi kapasitas seismik bangnan beton bertlang eksisting 0 Jrnal Teknik Sipil

3 Maidiawati, Ags..1 Data strktr gedng eksisting Untk perhitngan kapasitas seismik gedng beton bertlang diperlkan gambar detail dan data strktr gedng. Jika gambar dan data strktr tidak tersedia maka dilakkan inspeksi lapangan ntk mendapatkan kran elemen strktr, ssnan dan dimensi tlangan dengan menggnakan ferro scan (rebars scan), dan data kat tekan beton dari hasil hmmer test ata core drill. Jika data material tlangan tidak bisa didapatkan dari ji maka nilai kat leleh tlangan pokok (main bar) dan tlangan sengkang (hoop) diasmsikan berdasarkan Standar Jepang (JBDPA, 001).. Indeks kekatan kolom Indeks kekatan kmlatif gedng, C merpakan jmlah indeks kekatan dari kolom-kolom pada daktilitas tertent ang ditentkan dengan Persamaan 1 (JBDPA, 001). C c C i j c C j (1) Q c Ci () Wb Dimana c C i adalah indeks kekatan kolom ang memiliki indeks daktilitas ang sama ang dihitng dengan Persamaan, Q : Min {Q m, Q s }, M : momen ltimit diberikan dalam Persamaan 3, Q m adalah gaa geser saat kat lentr ltimit diberikan dalam Persamaan 4, Q s adalah kat geser ltimit dihitng dengan Persamaan 5, c C j adalah indeks kekatan kelompok-j ait kelompok anggota vertikal memiliki indeks daktilitas ang lebih besar dari kelompok-i, α j adalah faktor kekatan efektif ntk grop j (ditnjkkan dalam Tabel 1) ang dihitng berdasarkan pengarh deformasi leleh kolom, W b adalah berat bangnan ang diasmsikan sebesar 1 kn/m setiap las lantai (JBDPA, 001). Tabel 1. Faktor kekatan efektif (α j ) M Q m N 0.8a t. D 0.5. N. D 1 b. D. f c (3) M h (4) o Pt (18 Fc ) t Qs 0.85 Pw w 0.1 o b. j M /( Q. d) 0.1 (5) Dimana a t adalah las tlangan tarik, σ adalah tegangan leleh tlangan longitdinal, b adalah lebar kolom, D adalah tebal kolom, N adalah gaa aksial kolom, F c adalah kat tekan beton, A adalah las lantai ang didkng oleh masing-masing kolom, P t adalah rasio tlangan tarik (=a t /(b.d).100%), P w adalah rasio tlangan geser (=A v /(b.s).100%) dimana A v adalah las tlangan geser, apabila nilai P w lebih besar dari 0.01, maka nilai P w ang dignakan adalah σ w adalah tegangan leleh tlangan geser. σ 0 adalah tegangan aksial dari kolom (=N/(b.D)), jika nilai σ 0 bernilai lebih besar dari 8 N/mm, maka nilai σ 0 ang dignakan adalah 8 N/ mm, j adalah jarak antara center tlangan kearah lar selimt beton (=0,8 D). Ilstrasi penampang kolom dan notasi dalam perhitngan ditnjkan dalam Gambar. at j D b Gambar. Ilstrasi penampang kolom dan notasi Jika Nilai F 1 ntk kelompok pertama = 0.8 (R 1 = R 500 = 1/500) F 1 F 1 = 0.8 R 1 R 1 = R 500 Geser (R s = R 50 ) α s Geser (R s < R 50 ) α s Kelompok Keda dan ang lebih tinggi entr (R m = R 50 ) 0.65 entr (R 50 < R m < R 150 ) α m entr (R m = R 150 ) 0.51 Dinding geser dan lentr 0.65 Jika pada grp pertama nilai F (R 1 R 50 = 1/50) F 1 F 1 = <F 1 < F 1 R 1 R 50 R 50 <R 1 <R 150 R 150 R 1 Geser (R s = R 50 ) Geser (R 1 <R s ) α s α s 0 Kelompok Keda dan ang lebih tinggi entr (R m <R 1 ) entr (R 1 <R m ) α m α m 1.0 entr (R m =R 150 ) 0.7 α m 1.0 Dimana: α s = Q(F1)/Q s = α m Q m /Q s 1.0 α m = Q(F1)/Q m = x R1/R m Vol. 3 No

4 Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting....3 Indeks daktilitas kolom Indeks daktilitas, F merpakan indeks ntk kemampan deformabilitas strktr kolom ang dihitng sesai dengan spesifikasi strktral berdasarkan kekakan, kekatan, dimensi, bentk kernthan dan lain-lain (JBDPA, 001). Berdasarkan bentk kernthan kolom dibedakan atas kolom geser dan kolom lentr. Kolom geser ait kolom ang memiliki rasio kat geser terhadap kat lentr krang dari sat (Q s / Q m <1), dan kolom lentr didefenisikan sebagai kolom ang memiliki rasio kat geser dan kat lentr besar dari sat (Q s /Q m >1). Besarna indeks daktilitas ntk kolom geser diberikan dalam Persamaan 6 dan ntk kolom lentr ditentkan dengan Persamaan 7 ntk kass R mn < R dan dengan Persamaan 8 ntk kass R mn R (JBDPA, 001). F F s (6) dimana: R R R 0.7 R R R 50 m 50 (7) 1 R R 50 R m / R 1 F R / R (8) m R s = Drift kolom saat gaa geser ltimit. R s dapat dihitng dengan (Q s / Q m 0.3 )/0.7x. R m R 50 ntk c α. Q m < Q s cα. = Factor kekatan efekti kolom, c α.= (R 50 / R m ) R s = R 50 ntk c α.q m Q s R m = (ho/ho). c R m R 50, dimana h o /H o 1.0 cr m = cr 150 ntk h o /D 3.0 cr m = cr 50 ntk h o /D.0 cr m = Nilai interpolasi dari.0< ho/d<3.0 R = Deformasi leleh ang secara prinsip dapat diambil R = 1/150 R m = Drift kolom saat kekatan lentr ltimit (h 0 / H 0 ). c R m R 50 c R m = c R m + c R mp c R 30 c R mp = 10 (Q s / Q m q). c R m 0 q = 1.0 ntk S 100 mm, s: jarak tlangan sengkang. q = 1,1 ntk S > 100 mm h o = Tinggi bersih dari kolom H o = Tinggi kolom ang dibatasi dari balok kolom atas dan plat lantai D = Tebal kolom cr 150 = Nilai standar sdt deformasi kolom (dikr dari tinggi bersih kolom) ang bernilai 1/150 cr 50 = Nilai standar sdt deformasi kolom (dikr dari tinggi bersih kolom) ang bernilai 1/50 R 50 = Nilai standar sdt saat terjadi deformasi tiap lantai cr m = Nilai sdt leleh (Yield drift angle) kolom. Nilai c R m dan c R m tidak hars tidak lebih besar c R max ait nilai batas atas drift kolom lentr ang diambil sebagai nilai min{ c R max(n), cr max(s), c R max(t), c R max(b), cr max (h)}, dapat ditentkan sebagai berikt: a. c R max(n) adalah batas atas drift kolom lentr ang ditentkan oleh gaa aksial cr max(n) = R 50 ntk η > η H cr max(n) = c R 30 ( c R 50 )/( c R 30 ) η c R 30 ntk lainna Dimana : η = (η- η ) (η H η ) η = Ns / (b.d F c ) η = 0,5 dan η H = 0,5 ntk S 100 mm η = 0, dan η H = 0,4 ntk S > 100 mm b..c R max(s) adalah batas atas drift kolom lentr ang ditentkan oleh gaa geser cr max(s) = c R 50 ntk c τ /Fc > 0, dimana c τ = tegangan geser kolom ang diambil nilai min { c Q m /(b.j), cq s /(b.j)} cr max (s) = c R 30 ntk ang lainna. c. cr max(t) adalah batas atas drift kolom lentr ang ditentkan berdasarkan rasio tlangan tarik. cr max(t) = c R 50 ntk P t > 1 % cr max(t) = c R 30 ntk ang lainna d. cr max(b) adalah batas atas drift kolom lentr ang ditentkan berdasarkan jarak tlangan sengkang. c R max(b) = c R 50 ntk S/d b > 8 cr max(b) = c R 30 ntk kass lainna e. cr max(h ) adalah batas atas drift kolom lentr ang ditentkan berdasarkan tinggi bersih kolom cr max(h ) = c R 50 ntk h 0 / D cr max(h ) = c R 30 ntk lainna 3. Strktr Rangka dengan Dinding Bata 3.1 Pemodelan dinding Sebah model dinding bata dalam strktr rangka dikembangkan ntk menganalisis kapasitas seismik strktr rangka dengan pengarh dinding bata. Dalam model ini, keberadaan dinding bata dalam strktr rangka digantikan oleh strt diagonal ekivalen ang mempnai ketebalan dan material ang sama dengan panel dinding. Tegangan tekan disepanjang tinggi kontak antara dinding dan frame dianalisa sebagai blok segiempat ekivalen seperti dintnjkkan dalam Gambar 3(b), dimana rata-rata kat tekan dinding, f m, didapatkan dengan mengalikan kat tekan dinding, f m dengan faktor redksi,. Gaa tekan diagonal, C s ang bekerja pada bagian bawah dan atas jng kolom tekan (compressive ) dan kolom tarik (tensile ) seperti ditnjkkan dalam Gambar 3(c). Sehingga total gaa diagonal, C s seperti ditnjkkan dalam Gambar 3(d) diberikan dalam Persamaan 9. Jrnal Teknik Sipil

5 Maidiawati, Ags. Kemdian gaa C s ditetapkan menjadi gaa horizontal dan vertical ang bekerja merata sepanjang kontak kolom-dinding sebagaimana ditnjkkan dalam Gambar 3(e), masing-masing diberikan dengan Persamaan 10 dan 11. ' C s W t f m (9) ' ch t f m cos (10) ' cv t f m sin cos (11) Dengan mengasmsikan momen lentr ltimit terjadi di dasar kolom tekan, maka disrtibsi momen sepanjang kolom, c M (), didapatkan dengan Persamaan 1 dan 13. Yang mana momen lentr ltimit dihitng dengan Persamaan 14 dan 15 berdasarkan pada standar Jepang (JBDPA, 001). ntk 0 h s c M M Q 1/ C (1) 0 h ntk h s c M 0M Q Ch 1/ Ch (13) dimana h s adalah tinggi kontak antara dinding dan kolom, adalah tinggi bersih kolom seperti ditnjkkan dalam Gambar (e), M adalah kekatan lentr ltimit kolom dihitng dengan Persamaan 3 dengan N adalah gaa aksial di dasar kolom ang merpakan gaa aksial berasal dari berat strktr atas, N a, gaa aksial akibat gaa geser di balok, N b, dan gaa aksial akibat gaa vertikal strt, C v.h s, seperti ditnjkkan dalam Gambar 4. Gaa geser, Q adalah gaa geser ltimit di dasar kolom dengan adana gaa strt dihitng dengan Persamaan 16. Perpindahan lateral sepanjang tinggi kolom, c (), didapatkan dengan Persamaan 14 dan 15 ang ditrnkan berdasarkan metoda doble integration dari Persamaan 1 dan 13/EI. ntk 0 h s / 4C 1/ 6Q 1/ M (14) h EI c ntk h s c 3 h s 1 1/ 6C h 1/ 6Q 1 /M 1/4 Chh s EI 3 4 / 6 C h 1 / 4 C h (15) 1 h s h s Yang mana EI adalah kekakan lentr kolom. Tensile Compressive W' Cs' max. f 'm=fm ave. a. Strktr frame dengan dinding b. Deformasi lateral strktr rangka dan dinding Tensile Compressive Cs' w' Cs Cs' W Cs Ch Q c. Gaa tekan diagonal daerah kontak d. Gaa reaksi dan gaa total e. Gaa merata pada M Gambar 3. Model strktr rangka dengan dinding pengisi a. Aksial akibat berat strktr atas b. Aksial akibat gaa geser di balok c. Aksial akibat strt diagonal Gambar 4. Gaa aksial pada kolom Vol. 3 No

6 Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting... Untk Persamaan 1 s.d 15, Q diberikan dengan Persamaan 16 dengan diasmsikan tidak ada terjadi rotasi di pncak kolom. 3 M Ch Ch Q Ch (16) 3 Sedangkan perpindahan lateral dinding, i δ(), dinatakan dengan Persamaan 17 dengan mengasmsikan regangan geser i θ adalah seragam. Oleh karena it, tinggi perpotongan antara perpindahan lateral kolom dan dinding dapat dievalasi dengan Persamaan 18 seperti ditnjkkan dalam Gambar 5. c i i (17) c ( ) c i (18) Sebagai hasilna, lebar strt diagonal, W, dinatakan dalam fngsi tinggi kontak antara dinding dan kolom diberikan dalam Persamaan 19. Dimana nilai h s adalah nilai kontak terkecil antara dinding-kolom tekan bawah dan dinding-kolom tarik atas. W h s cos (19) Tensile Compressive iδ i = + a. Infilled frame b. Infill c. RC frame Gambar 5. Perpindahan lateral strktr rangka dan dinding cδ 3. Pengjian strktr ntk verifikasi model dinding Pemodelan dinding bata diverifikasi dengan hasil pengjian model strktr rangka beton bertlang tanpa dinding (bare frame) dan strktr rangka diisi dengan dinding bata (infilled frame) ang dilakkan oleh penlis (Maidiawati et al. 011). Model strktr rangka dan dinding bata, seperti dintnjkkan dalam Gambar 6 mewakili bentk strktr bangnan Indonesia, diji dengan beban siklik statik seperti ditnjkkan pada skema pengjian dalam Gambar 7. Gambar 8 mennjkkan histor pembebanan lateral ang diterapkan pada pengjian strktr. Hasil pengjian strktr dinatakan dalam hbngan antara gaa lateral dan rasio drift seperti ditnjkkan Gambar 9. Hasil ini mennjkkan bahwa strktr rangka dengan dinding pengisi bata memiliki kekatan dan kekakan lateral ang lebih tinggi daripada strktr rangka tanpa dinding, namn memiliki daktilitas ang lebih kecil seperti ditnjkkan pada Gambar 9. Kapasitas deformasi strktr ang didefenisikan sebagai rasio drift pada saat gaa lateral trn menjadi 80% setelah gaa lateral maksimm didapatkan pada drift sebesar,8% ntk strktr rangka tanpa dinding dan 1,6% ntk strktr rangka dengan dinding. Hasil ini mennjkkan bahwa dinding bata dapat mengrangi kapasitas deformasi strktr rangka ang melingkpina. Kekatan lateral dinding bata ditnjkkan dalam Gambar 10 ang didapatkan dengan mengrangi gaa lateral strktr rangka dengan dinding dengan gaa lateral strktr rangka tanpa dinding pada drift ang sama. a. Strktr rangka tanpa dinding b. Strktr rangka dengan dinding bata Gambar 6. Model benda ji 4 Jrnal Teknik Sipil

7 Maidiawati, Ags Drift angle (rad) Drift ratio (% rad) Gambar 7. Skema pengjian strktr Gambar 8. Histor pembebanan lateral Gaa ateral (kn) Qmax=36.8 kn Deformation capacit Rasio Drift (%) Gaa ateral (kn) Qmax=174.0 kn Deformation capacit Rasio Drift (%) a. Strktr rangka tanpa dinding b. Strktr rangka dengan dinding Gambar 9. Kapasitas seismik strktr rangka beton bertlang dengan dan tanpa dinding 3.3 Kekatan lateral dinding dan verifikasi model Yang mana, d m adalah panjang diagonal dinding. Krva kapasitas seismik dinding bata disimlasikan dengan model bi-liner dengan titik leleh ( i V, i δ ). Kat leleh diestimasi dengan Persamaan 0 dan drift saat leleh didapatkan dengan Persamaan 1. ' iv C s cos W t f m cos (0) iv iv (1) K E W t cos d i i m dimana i K adalah kekakan dinding, dan E m adalah modls elastisitas dinding. Benda ji strktr rangka dengan dinding bata dianalisis dengan model ang dijelaskan di atas dan sebagai hasilna didapatkan tinggi kontak antara dinding dengan kolom, h s, adalah 71.9 mm. ebar strt didapatkan dengan Persamaan 19. Kekatan lateral, V m, dan kekakan lateral, K, dinding didapatkan berdasarkan lebar strt diagonal ang masing-masing dengan Persamaan dan 3. ' V m C s cos W t f m cos () E m W t K cos (3) d m Sebagai hasilna, Gambar 10 mennjkkan perbandingan antara kekatan lateral dinding bata hasil model dengan hasil eksperimen. Gaa lateral (kn) Experiment Analtical model -00 Deformation capacit (Exp) Deformation capacit (Analisis) Rasio drift (%) Gambar 10: Hbngan antara gaa lateral dan drift rasio dinding bata Vol. 3 No

8 Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting... Kekatan lateral (kn) D Drift (% rad.) Shear capacit Shear force Exp. deformation capacit Ana. deformation capacit Gambar 11. Kapasitas daktilitas kolom dengan adana dinding bata 3.4 Kapasitas deformasi kolom Kapasitas deformasi kolom dengan adana pengarh dinding dievalasi dengan membandingkan antara gaa geser berdasarkan kapasitas lentr (flexral capacit) dan kapasitas geser (shear capacit) kolom. Kapasitas geser kolom disimlasikan sebagai krva bi-linier dengan drift saat leleh didapatkan dengan Persamaan 4 dan gaa geser maksimm kolom adalah nilai rata-rata gaa geser c Q () (= differensial pertama dari Persamaan 1 dan 13 kolom ntk jarak dari bawah kolom sama dengan penampang efektif, D, dikarenakan kersakan kolom terjadi pada bagian ini. Dengan berdasarkan pada kesamaan perpindahan lateral ang terjadi antara kolom dan dinding. Sedangkan kapasitas geser kolom dihitng dengan Persamaan 5 (Priestle et al. 1994), dengan gaa aksial pada kolom, P dihitng dengan memperhitngkan pengarh strt diagonal. Kapasitas deformasi kolom didefenisikan sebagai drift saat kapasitas lentr memotong kapasitas geser seperti ditnjkkan dalam Gambar 11. Nilai drift ini merpakan drift kolom dengan pengarh dinding bata,.0.5 R s, ait didapatkan drift sebesar rad. dan hasil simlasi ini mendekati hasil pengjian strktr. D V m / ( K. ) (4) ' Av f D o D c V n k Fc (0.8 A g ) cot 30 P (5) s a dimana, k adalah penrnan kekatan beton ait 0.9 MPa ntk drift sampai 0.01 dan 0.1 MPa ntk drift 0.0, A g adalaha las penampang kolom, A ν adalah las penampang tlangan sengang, f adalah tegangan leleh tlangan sengkang, D adalah jarak antara psat ke psat dalam sat tlangan sengkang, s adalah jarak tlangan sengkang sepanjang kolom, c adalah jarak smb netral, P adalah gaa aksial, a adalah panjang bentang geser. 4. Kapasitas Seismik Gedng Beton Beton Bertlang Eksisting Dalam penelitian ini dilakkan evalasi kapasitas seismik gedng SD Negeri 15 Padang ang berlokasikan di Jalan Janda Padang Smatra Barat. Gedng ini merpakan bangnan beton bertlang da lantai seperti ditnjkkan dalam Gambar 1 ang dibangn setelah gempa tahn 009. Dinding bata dignakan sebagai dinding pengisi dalam strktr rangka seperti ditnjkkan dalam denah lantai 1 Gambar 13. Data geometri dan material strktr didapatkan dari inspeksi lapangan seperti ditnjkkan dalam Gambar 14. Bentk penampang dan detail tlangan kolom lantai 1 (sat) ditnjkkan dalam Tabel 1. Kat tekan beton ntk kolom, K, K3 dan bertrt-trt adalah 9,0 MPa, 3,7 Mpa, 6,7 MPa, dan 3,3 MPa. Tegangan leleh tlanga tama dan tlangan sengkang masingmasing adalah 343,0 MPa dan 94,0 MPa. Kat tekan dinding bata didapatkan sebesar 1 MPa. a. Tampak depan b. Tampak samping Gambar 1. Gedng SD Negeri 15 Padang 6 Jrnal Teknik Sipil

9 Maidiawati, Ags. K K K K3 K3 K3 K3 K3 K3 KP KP K K K Dinding penh Dinding parsial x Gambar 13. Denah lantai sat dan tipe kolom gedng SD Negeri 15 Padang a. Pengkran strktr b. Scan tlangan c. Tes hammer Gambar 14. Pengambilan data gedng SD Negeri 15 Padang Tabel 1. Penampang kolom lantai 1 Simbol K K3 Penampang dan dimensi Tlangan tama 8-D19 8-D19 8-D19 4-D19 Sengkang D D D D Kapasitas seismik gedng SD Negeri 15 Padang dievalasi hana lantai sat dimana lantai ang memikl gaa geser paling besar. Perhitngan dilakkan dalam (da) arah, arah melintang (arah x) dan arah memanjang (arah ). Evalasi dilakkan dengan membandingkan kapasitas seismik gedng tanpa pengarh dinding bata dan dengan memperhitngkan pengarh dinding bata. Untk kass tanpa pengarh dinding bata kapasitas geser kolom dihitng berdasarkan Standar Jepang seperti ang dijelaskan dalam sb-bagian. Sedangka ntk mengevalasi pengarh dinding bata terhadap kapasitas geser kolom dengan mengaplikasikan model dinding ang dijelaskan di bagian 3. Dinding bata ang diperhitngkan dalam analisis ini hana dinding penh, sedangkan dinding ang tinggina sebagian tinggi kolom (dinding parsial) diperhitngkan hana ntk menentkan tinggi bersih kolom. Untk dinding dengan adana lobang (bkaan) diabaikan dalam perhitngan dengan asmsi bahwa dinding tersebt tidak memberikan kontribsi ang siknifikan pada kekatan lateral strktr rangka (Choi et all, 005). Untk gedng SD Negeri 15 Padang, kran tinggi bersih kolom dan kolom dengan dinding parsial sesai dengan denah dalam Gambar 13 masing-masing adalah 3,6 m dan 1,3 m. Kapasitas deformasi kolom dievalasi dengan cara ang dijelaskan dalam bagian 3.4, dan didapatkan sema kolom gedng SD Negeri 15 Padang memiliki tipe kernthan lentr (flexral failre) dimana gaa geser kolom lebih kecil daripada kapasitas geser kolom seperti ditnjkkan dalam Gambar 15. Shear strength (kn) Shear capacit Shear force Drift (% rad.) Gambar 15. Kapasitas daktilitas salah sat kolom gedng SD Negeri 15 Padang 5 Vol. 3 No

10 Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting... Untk strktr rangka dengan dinding bata mlti bentang (mlti-span infilled frames), kolom-kolom diklasifikasikan sebagai kolom lar tarik (exterior tensile ), kolom bagian dalam (interior ) dan kolom lar tekan (exterior compressive ) seperti ditnjkkan bertrt-trt dalam Gambar 16 (a), 16(b) dan 16 \(c). Khss ntk interior, distribsi gaa strt diaplikasikan secara antisimetrical di bagian bawah dan atas kolom seperti ditnjkan dalam Gambar 16 (b). Oleh karena it, gaa geser kolom interior ditentkan dengan Persamaan 6 menggantikan Persamaan 16 dimana h s adalah panjang kontak terkecil antara dan dinding pada keda jng strt. 0 M ch Q ch (6) Hasil analisis ditnjkkan dalam Gambar 17 ang mendapatkan perbedaan siknifikan pada indek kekatan lateral gedng antara tanpa memperhitngkan pengarh dinding bata dan dengan pengarh dinding bata. Dalam Gambar 17 pada arah x kekatan lateral trn sebelm drift ltimit dikarenakan adana beberapa kolom pendek, ait kolom dengan dinding parsial, ang rnth terlebih dahl. Kekatan lateral gedng tanpa pengarh dinding bata dalam arah lebih kecil daripada kekatan lateral dalam arah x, namn dengan adana dinding bata kekatan lateral gedng dalam arah meningkat menjadi lebih besar daripada kekatan lateral dalam arah x seperti ditnjkkan dalam Gambar 17 Hal ini dikarenakan jmlah dinding dalam arah lebih besar daripada arah x dimana rasio las dinding terhadap las lantai dalam arah x dan masing-masing adalah 0,6% dan,%. Hasil ini mennjkan bahwa dinding bata dalam strktr rangka berkonstribsi dalam meningkatkan kapasitas seismik gedng beton bertlang secara siknifikan. M M Q Ch Q Ch Ch Q Ch Q B B M M a. Strktr rangka mlti bentang b. Exterior tensile c. Interior d. Exterior compressive Gambar 16. Strktr rangka dan dinding mlti bentang Indeks Kekatan ateral C withot infill with infill Indeks kekatan ateral C withot infill with infill Indeks Dktilitas F Indeks Dktilitas F a. Arah x b. Arah Gambar 17. Kapasitas seismik gedng SD Negeri 15 Padang 8 Jrnal Teknik Sipil

11 Maidiawati, Ags. 5. Kesimplan Evalasi kapasitas seismik gedng SD Negeri 15 Padang dengan memperhitngkan pengarh dinding bata dapat disimplkan sebagai berikt, 1. Dinding bata sebagai pengisi dalam strktr rangka berkontribsi dalam meningkatkan kekatan dan kekakan lateral gedng beton bertlang secara siknifikan.. Pengarh dinding bata terhadap kapasitas seismik gedng beton bertlang eksising dapat dievalasi dengan model strt diagonal ekivalen. Kekatan lateral dinding bata dinatakan dalam fngsi lebar strt diagonal. Maidiawati, and Y Sanada, 013, Modeling of Brick Masonr Infill and Application to Analses of Indonesian R/C Frame Bildings In: International Conference EASEC-13, Sapporo, Japan. Priestle MJN, Verma R and Xiao Y, 1994, Seismic Shear Strength of Reinforced Concrete Colmns, Jornal of Strctral Engineering. Vol. 10, No.8, pp The Japan Bilding Disaster Prevention Association (JBDPA), 005, English Version, 1 st, Standard for Seismic Evalation of Existing Reinforced Concrete Bildings, Dengan adana dinding bata dalam strktr rangka maka gedng SD Negeri 15 Padang diasmsikan memiliki kapasitas seismik ang ckp dalam menahan beban gempa. Daftar Pstaka Chaker A.A. dan Cherifati A., 1999, Inflence of Masonr Infill Panels on The Vibration and Stiffness Characteristics of R/C Frame Bildings, Earthqake Engineering Strctre Dnamic. Vol. 8. No. 9. pp Choi H., Nakano Y., dan Sanada Y., 005, Seismic Performance and Crack Pattern of Concrete Block Infilled Frame, Blletin of ERS, No. 38. Earthqake Engineering Research Institte, 009, earning from Earthqakes The Mw 7.6 Western Smatra Earthqake of September 30, EERI Special Earthqake Report. Maidiawati and Sanada Y., 008, Investigation and Analsis of Bildings Damaged Dring the September 007 Smatra, Indonesia Earthqake, Jornal of Asian Architectre and Bilding Engineering, Vol. 7. No.. pp Maidiawati, Sanada Y., Konishi D., and Tanjng J., 011, Seismic Performance of Nonstrctral Brick Walls Used in Indonesian R/C bildings, Jornal of Asian Architectre and Bilding Engineering, Vol. 10. No. 1. pp Maidiawati, Thandar Oo, dan Y., Sanada, 01, A Simple Approach for Determining Contact ength between Frame and Infill of Brick Masonr Infilled R/C Frames, 15 th World Conference on Earthqake Engineering, isboa Portgal. Vol. 3 No

12 30 Jrnal Teknik Sipil Metoda Evalasi Kapasitas Seismik Gedng Beton Bertlang Eksisting...