KAJIAN PERBANDINGAN RESPON BANGUNAN PADA RANGKA BETON PEMIKUL MOMEN DENGAN METODE GAYA LATERAL EKIVALEN DAN RESPON SPEKTRUM

Transkripsi

1 KAJIAN PERBANDINGAN RESPON BANGUNAN PADA RANGKA BETON PEMIKUL MOMEN DENGAN METODE GAYA LATERAL EKIVALEN DAN RESPON SPEKTRUM Benny Yohannes 1,Daniel Rubi Teruna 2 1 Departeen Teknik Sipil, Universitas Suatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kapus USU Medan 2 Staf Pengajar Departeen Teknik Sipil, Universitas Suatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kapus USU Medan ABSTRACT This final project s objective is to investigate the coparison of the response of structures in ter of base shear and driftby usingstatic equivalentethod and response spectru ethodwhich is obtained analitically SAP2000 prograe version 10 at concrete structures 2D with bea and colun eleent.the equation of equivalent lateral forces ethod constitutes a siple approxiation contained in soe building codes. There is difference between building code of Indonesia SNI and SNI 2002 in that the forer indicates equivalent static forces with the exponential factor which will be elaborated in this final project. On the other hand, the analytical solution of response spectru ethod ay show a discrepancy fro that of epirical equation in equivalent static forces ethod since there have not been soe variables considered in that epirical equation and this ethod aounts to a siple approxiation.in that analysis, the writer uses soe variation of 4 stories, 7 stories and 12 stories so discrepancy between response spectru ethod and static equivalent ethod can be easily understood.the solution of this provides the elaboration of analytical results under study. The outcoes are then displayed in table together with their deviation. Keywords: Response of structure, epirical equation, response deviation of structure ABSTRAK Penyusunan tugas akhir ini bertujuan untuk engkaji perbandingan respon bangunangaya geser dasar dan sipangan yang didapat dengan etode statik ekuivalen dengan etode respon spektruyang dianalisis enggunakan progra SAP 2000 versi 10 pada rangka beton 2D dengan eleen kolo dan balok.persaaan etode gaya lateral ekivalen erupakan pendekatan sederhana yang terdapat dala sejulah peraturan. Pada peraturan SNI terdapat perbedaan dengan SNI 2002 diana pada peraturan tersebut, gaya pada statik ekuivalen terdapat faktor eksponen yang akan dikaji pada tugas akhir ini. Seentara, etode respon spektru hasil analisis bisa saja berbeda dengan etode statik ekuivalen dari persaaan epiris sebab terdapat berbagai variabel yang tidak terdapat di dala variabel persaaan epiris dan etode ini hanyalah pendekatan sederhana.dala analisis tersebut, penulis enggunakan beberapa variasi pada portal 4 lantai,7 lantai, dan 12 lantai. Sehingga akan terlihat perbedaan antara etode respon spektru dan etode statik ekuivalen. Pebahasan dala tugas akhir ini, eberikan penjabaran hasil-hasil analisis terhadap berbagai variasi portal bangunan. Hasil tersebut keudian ditapilkan dala bentuk tabel beserta deviasinya. Kata Kunci : Respon Bangunan, Persaaan Epiris, Deviasi Respon Bangunan

2 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Gepa dapat terjadi sewaktu waktu akibat gelobang yang terjadi pada sekitar kita dan erabat ke segala arah. Gepa bui dala hubungannya dengan suatu wilayah berkaitan dengan gerakan uka bui yang eiliki perilaku yang berbeda karena wilayah yang berbeda. Walaupun jarang terjadi, Gepa bui uunya dapat bersifat fatal terhadap bangunan struktur apabila perencanaan beban gepa tidak dilakukan dengan tepat. Adapun cara yang dapat dilakukan untuk enyelesaikan perasalahan beban dinaik yang diakibatkan beban gepa yaitu : etode analisis riwayat waktu (Tie History Analysis), etode respon spektru (Response Spectru Method), dangaya lateral ekivalen. Metode analisis riwayat waktu adalah salah satu etode untuk enganalisa gaya gepa yang dipikul oleh struktur bangunan dengan enggunakan beban percepatan tanah yang ada. Sejarah sipangan dari suatu struktur akibat suatu percepatan tanah dapat diperoleh dengan enyelesaikan persaaan differential. Naun, penyelesaian persaaan differential biasanya selalu didoinasi proses integrasi secara nuerik yang akan enghabiskan banyak waktu. Metode respons spektru adalah salah satu etode analisis gepa yang eanfaatkan renspons spektru dari suatu struktur SDOF. Metode ini juga bukan erupakan etode statik seperti pada etode ekivalen statik karena asih eakai prinsip prinsip dinaik secara langsung. Untuk eulai etode ini, aka perlu diketahui terlebih dahulu eleen eleen dari hasil analisa dinaik seperti ode shape, odal aplitudo, partisipasi setiap ode, dan lain sebagainya. Metode gaya lateral ekivalen adalah suatu representasi dari gaya gepa setelah disederhanakan dan diodifikasi, diana gaya inersia yang bekerja pada suatu assa akibat gepa disederhanakan enjadi gaya lateral ekivalen. Jadi, gaya ekivalen statik adalah gaya yang equivalent dengan gaya gepa yang ebebani bangunan dala batas batas tertentu sehingga tidak terjadi overstress pada bangunan yang bersangkutan Peruusan Masalah Dala Jurnal ini, Penulis akan ebandingkan gaya lateral, gaya geser dasar dan sipangan dari hasil analisis statik ekivalen dengan analisis respons spektru pada bangunan bertingkat 4 lantai, 7 lantai, dan 12 lantai. Model analisis berupa portal 2D akan dianalisis enggunakan etode etode gaya lateral ekuivalen dan etode response spektru..model bangunan akan dikategorikan ke dala tiga kelopok untuk eperudah pebahasan pada bab selanjutnya, yaitu: 1. Kategori 1 : struktur portal beraturan 4x4 7x4 12x4 2x6 2x6 2x6 Gabar 1 Portal Kategori 1

3 2. Kategori 2 : struktur portal dengan ketidakteraturan kekakuan kolo antar lantai 3x4 6 6x4 11x4 2x x6 2x6 Gabar 2. Portal Kategori 2 3. Kategori 3 : struktur portal dengan ketidakteraturan assa 2 4x4 2 7x4 2 12x4 2x6 2x6 2x6 Gabar 3. Portal Kategori Maksud Penelitian Tujuan penelitian ini adalah engkaji pengaruh dari berbagai paraeter terhadap respon bangunan jenis rangka beton peikul oen serta ebandingkan respon bangunan yang dihitung berdasarkan persaaan epiris yang dianjurkan di dala SNI dan dengan hasil analitis dengan enggunakan bantuan progra SAP Pebatasan Masalah Adapun pebatasan asalah dala jurnal ini yakni : a. Struktur bangunan yang dianalisis erupakan portal beton bertulang peikul oen dua diensi, dengan kuat tekan beton fc = 30 MPa. b. Peraturan pebebanan yang digunakan engacu pada Tata Cara Perencanaan Pebebanan untuk Ruah dan Gedung tahun Massa asing-asing portal keudian dihitung dan didapatkan data-data untuk proses penelitian. c. Paraeter variasi struktur bangunan yang akan dibandingkan adalah : 1. Julah lantai bangunan 2. Ketidakteraturan ketinggian lantai dasar 3. Ketidakteraturan assa

4 2. TINJAUAN PUSTAKA Analisis perancangan struktur bangunan terhadap pengaruh beban gepa secarastatis,pada prinsipnyaadalahenggantikangaya-gayahorizontalyang bekerja pada strukturakibatpergerakantanahdengangaya-gayastatisyangekivalen,dengan tujuan penyederhanaan dan keudahan di dala perhitungan. Metode ini disebut MetodeGaya LateralEkivalen(EquivalentLateralForceMethod).Padaetodeini diasusikan bahwagayahorizontal akibatgepayangbekerjapadasuatueleen struktur,besarnyaditentukanberdasarkanhasil perkalianantarasuatu konstantaberat atauassadarieleenstrukturtersebut. Adapun ruus untuk gaya gaya yang bekerja pada etode statk ekuivalen enurut SNI Gepa yaitu: F i = C vi V C vi atauc vi Diana : W i = berat lantai tingkat ke i z i = ketinggian lantai tingkatke -i n = julah lantai k = eksponen yang terkait dengan perioda struktur sebagai berikut : untuk struktur yang epunyai perioda sebesar 0,5 detik atau kurang, k=1 untuk struktur yang epunyai perioda sebesar 2,5 detik atau lebih, k=2 untuk stuktur yang epunyai perioda antara 0,5 dan 2,5 detik, k harus sebesar 2 atau dengan interporasi linear antara 1 dan 2. V = bebangepadasarnoinal(bebangeparencana) harus ditentukan 3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Setelah elalui proses penelitian dan pengkajian, aka diperoleh hasil sebagai berikut : a. Portal Kategori 1 : 1 4x4 1 = kg = kg 2x6 Gabar 4 : Portal 1a

5 Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % % N N N % % N N N 6.76 % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c % % Catatan : - Statik Ekuivalen 1C vi - Statik Ekuivalen 2C vi F7 F6 F5 1 7x4 1 = kg = kg 2x6 Gabar 5 : Portal 1b Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % % N N N % % N N N 2.89 % 0.18 % F N N N 8.52 % % F N N N % % F N N N % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c % %

6 F9 12x4 1 = kg = kg 2x6 Gabar 6 : Portal 1c Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N 9.28 N N % % N N N % % N N N % % N N N % % F N N N % % F N N N % % F N N N % 6.32 % F N N N 0.38 % % F N N N % % N N N % % N N N % % N N N % % Base Shear N N N -9.04% % Sipangan c c c 5.75% 5.75% b. Portal Kategori 2: 1 1 = kg = kg 3x4 6 2x6 Gabar 7: Portal 2a

7 Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % 5.44 % N N N 5.20 % % N N N % % Base Shear N N N -8.36% -8.36% Sipangan c c c % % F7 1 F6 F5 6x4 1 = kg = kg 6 2x6 Gabar 8: Portal 2b Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % % N N N % % N N N 3.83 % 1.72 % F N N N % % F N N N % % F N N N % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c % %

8 = kg = kg F9 11x4 6 2x6 Gabar 9: Portal 2c Tabel 4.24 Deviasi antara gaya Respons spektru dan Statik ekuivalen pada portal 2c Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % % N N N % % N N N % % F N N N % % F N N N 6.44 % % F N N N % 6.99 % F N N N % % F N N N % % N N N % % N N N % % N N N % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c 5.89 % 5.89 % 1) Portal 3:struktur portal dengan ketidakteraturan assa 1 2 4x4 1 = kg = kg 2 = kg 2x6

9 Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % 5.54 % N N N % % N N N % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c % % Gabar 10: Portal 3a F7 F6 1 1 = kg F5 2 7x4 = kg 2 = kg 2x6 Gabar 11: Portal 3b Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % % N N N % % N N N % % F N N N % % F N N N % % F N N N 0.99 % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c % %

10 2 1 0 F9 2 12x4 1 = kg = kg 2 = kg 2x6 Gabar 12: Portal 3c Gaya Respons Spektru Statik Ekuivalen 1 Statik Ekuivalen 2 Deviasi 1 Deviasi N N N % % N N N % % N N N % % N N N % % F N N N 0.92 % % F N N N % % F N N N % 7.02 % F N N N % % F N N N % % N N N 8.34 % % N N N 4.43 % % N N N 2.51 % % Base Shear N N N % % Sipangan c c c 5.67 % 5.67 % Gaya-gaya yang didapat dari hasil etode statik ekuivalen dapat ewakili respon bangunan pada portal yang sederhana. Deviasi akan seakin besar seiring bertabahnya julah tingkat pada bangunan dan seakin besarnya perbedaan assa dala suatu bangunan. Sedangkan gaya-gaya yang didapat dari hasil etode statik ekuivalen yang unifor tidak dapat ewakili respon bangunan yang sesungguhnya. Hal ini disebabkan karena etode tersebut hanya eninjau assa dari suatu bangunan. Sedangkan etode statik ekuivalen yang sesungguhnya terdapat variabel assa (), ketinggian (h),dan faktor eksponen (k). faktor eksponen tersebut juga berpengaruh dari periode bangunan (T).

11 4. KESIMPULAN Adapun kesipulan hasil analisis dan pebahasan dari Jurnal ini adalah sebagai berikut : 1. Gaya geser dasar yang didapat dari hasil respons spektru berbeda dengan gaya dari hasil statik ekuivalen diana perbedaaan tersebut disebabkan karena portal yang dianalisis pada progra SAP 2000 erupakan portal 2D 2. Gaya geser tingkat dengan etode statik ekuivalen akan seakin tidak akurat seiring bertabahnya julah lantai pada bangunan 3. Gaya geser dasar dengan etode statik ekuivalen tidak dapat digunakan jika assa pada tingkattingkat yang berdekatan lebih dari atau saa dengan 100 % 4. Rasio Statik Ekuivalen 2 terhadap Respon spektru enunjukkan hasil yang lebih besar dibandingkan Rasio statik ekuivalen 1 terhadap respon spektru. Hal ini diakibatkan persaaan statik ekuivalen 2 erupakan persaaan yang lebih sederhana dan tidak begitu akurat bila dibandingkan dengan persaaan pada statik ekuivalen 1 (diana pada persaaan ini terdapat nilai-nilai konstanta yang lebih ewakili keadaan nyata suatu struktur portal). 5. Nilai rasio terbesar terjadi pada portal 1c (3.43 pada deviasi Statik Ekuivalen 2 terhadap Respon Spektru ) sedangkan nilai rasio terkecil terjadi pada portal 1a ( pada rasio statik Ekuivalen 1 terhadap respon spektru) DAFTAR PUSTAKA Badan Standarisasi Nasional, Tata cara perencanaan ketahanan gepa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung SNI x, Bandung: Clough, Ray W.Dynaics of structure,berkeley:usa,1995 Chopra, Anil K. Dynaics of Structures. New Jersey: Prentice Hall David T., Ricky A. Equivalent static vs response spectru. USA Enrique E. Matheu, Don E. Yule, Raju V Kala. deteriantion of standard response spectra and effective peak ground accelarations for seisic design and evaluation, 2005 Hideji K, Hidenori M, Eric A J. A note on spatial variations in response spectra of earthquake ground otions. ISET journal of eathquake technology, Paz, Mario. Dinaika Struktur. Jakarta: PT. Gelora Aksara Prataa, Widodo, Ir., MSCE, Ph.D. Respons Dinaik Struktur Elastik. Jogjakarta : UII Press