BAB V. Resume kerusakan benda uji pengujian material dapat dilihat pada Tabel V-1 berikut. Tabel V-1 Resume pola kerusakan benda uji material

Transkripsi

1 BAB V ANALISIS HASIL EKSPERIMEN 5.1 UMUM Hasil eksperimen pada 10 benda uji menunjukkan adanya persamaan dan perbedaan pada benda uji satu sama lain. Bab ini menampilkan pembahasan hasil eksperimen dengan membandingkan parameter kinerja benda uji satu sama lain saat terbebani beban lateral siklik. Selain hal tersebut, bab ini juga membahas hasil pengujian material benda uji. 5.2 PENGUJIAN MATERIAL Resume kerusakan benda uji pengujian material dapat dilihat pada Tabel V-1 berikut. Tabel V-1 Resume pola kerusakan benda uji material Jenis Pengujian Material Pola Kerusakan Uji tekan unit bata Retak vertikal - penggelembungan di bagian tengah benda uji Uji tekan mortar Retak vertikal - lepasnya bagian tepi benda uji Uji geser lekatan bata-mortar Terlepasnya bagian lekatan bata-mortar Uji tekan beton Retak vertikal - penggelembungan di bagian tengah benda uji Uji tarik tulangan 8 Necking dan putus tulangan Uji tarik tulangan 10 Necking dan putus tulangan Uji tarik tulangan D10 Necking dan putus tulangan Dari tabel di atas dan hasil pengujian dapat diketahui uji tekan beton dan uji tekan unit bata memperlihatkan pola kerusakan yang hampir sama yaitu retak vertikal yang diikuti dengan penggelembungan di bagian tengah benda uji. Pengujian tekan mortar menunjukkan standar deviasi yang sangat besar yaitu mencapai 33%. Hal ini disebabkan benda uji tekan mortar yang digunakan diambil dari mortar yang digunakan pada masing-masing benda uji dimana masing-masing mortar dicampur pada waktu yang berbeda sehingga memiliki variasi kadar air yang berbeda. Pengujian lekatan bata-mortar menunjukkan standar deviasi kuat lekatan batamortar yang sangat besar mencapai 38% yang disebabkan oleh ketidakseragaman pemberian tekanan pada bata saat pembuatan benda uji. Hal ini sangat mungkin pula terjadi pada pembuatan benda uji dinding bata terkekang. Thesis V-1

2 Pengujian tarik tulangan menunjukkan pola kerusakan yang seragam ditandai dengan necking dan putus tulangan. Tulangan polos 10 dan 8 memiliki daktilitas hampir dua kali daktilitas tulangan ulir D KERUNTUHAN BENDA UJI Dari Tabel V-2 Resume keretakan dan mekanisme kegagalan benda uji selama pengujian, dapat dilihat bahwa dinding bata rata-rata mengalami retak pertama saat simpangan lateral mencapai 2mm (drift 0.067%). Model A (tanpa detail) dan Model I (kait 180 ) dengan detail hubungan balok-kolom yang tidak mencukupi, mengalami retak geser sliding pada 2/3 tinggi dinding. Hal ini diakibatkan efek pengekangan yang tidak sempurna dari portal. Model E (gerigi) mengalami retak vertikal pada awal pembebanan mengakibatkan pemisahan antara dinding dan kolom pengekang sehingga mengurangi efek kekangan portal dan berakibat pada retak geser sliding pada setengah tinggi dinding. Model D (angkur pendek) serupa dengan model E mengalami retak vertikal pada awal pembebanan mengakibatkan pemisahan antara dinding dan kolom pengekang sehingga mengurangi efek kekangan portal. Keretakan yang terjadi pada dinding merupakan kombinasi geser sliding dan retak diagonal diakibatkan dimensi dinding tidak terkekang cukup langsing dibandingkan Model E. Model G (lintel) pada awal pembeban memperlihatkan retak geser sliding pada dinding bagian atas lintel karena efek dimensi dinding yang pendek (squat wall), sementara saat lintel sudah tidak bekerja sebagaimana harusnya, benda uji berperilaku sebagai dinding terkekang normal tanpa lintel dengan retak diagonal terjadi dari pojok atas ke pojok bawah benda uji. Model H (haunch) memperlihatkan kegagalan dinding dengan kombinasi keretakan geser sliding dan diagonal pada sepertiga tinggi dinding, hal ini dikarenakan kekangan yang sangat kaku pada bagian atas dinding, dan lemah pada bagian bawah dinding. Model B (benchmark), C (kolom 225x100), F (angkur menerus), G (lintel) dan J (SNI ) memperlihatkan efek kekangan yang merata pada dinding sehingga dapat mengambangkan mekanisme retak membentuk strut tekan. Karena sifat material yang sangat getas dan un-isotropik, keretakan dinding tidak dapat menutup dengan sempurna kembali pada pembebanan arah berlawanan setelah terjadi lebih dari satu keretakan diagonal pada suatu arah yang membentuk strut tekan. Hal ini mengakibatkan benda uji tidak dapat mengembangkan retak diagonal yang membentuk strut tekan pada kedua arah pembebanan seperti yang terjadi pada Model B (benchmark) dan C (kolom 225x100). Model F (angkur menerus) dan G (lintel) yang memiliki perkuatan Thesis V-2

3 pada dinding dapat mencegah keretakan besar pada dinding dan keretakan pada suatu arah mampu menutup dengan sempurna pada arah berlawanan, sehingga dapat mengembangkan strut tekan pada kedua arah pembebanan. Model F memperlihatkan perilaku strut dan durabilitas dinding yang paling baik diantara model lain di mana dinding pasangan bata tidak mengalami keruntuhan signifikan hingga pengujian pada drift 3.5%. Model F dengan angkur menerus bekerja sebagai tulangan dinding dapat dikategorikan sebagai dinding pasangan bata bertulang terkekang (confined reinforced masonry wall). Secara umum portal terutama yang dilengkapi penyaluran tulangan pada hubungan balok-kolom dapat mengembangkan kekangan pada dinding dengan keretakan lentur terlebih dahulu terjadi dan diakhiri keretakan geser karena spasi tulangan geser yang terpasang tidak mencukupi. Lokasi kegagalan geser yang sangat signifikan terjadi pada detail hubungan balok kolom yang tidak memadai seperti pada Model A dan Model I, dan di lokasi ujung kolom yang jauh lebih lemah dari ujung kolom lainnya (Model C, E (gerigi), dan H (haunch)). Dari gambar pengujian pada bab IV dapat dilihat kolom portal pengekang benda uji mengalami penggelembungan kearah luar pada bidang dinding (bulging effect). Hal ini dimungkinkan terjadi akibat retakan pada dinding yang tidak menutup dengan sempurna saat simpangan nol, menambahan volume panel dinding yang pada akhirnya memberi tekanan kearah luar kolom. Bulging effect pada kolom pengekang dapat memperlemah kekangan pada dinding sehingga mengurangi kekuatan dinding. Detailing hubungan balok-kolom dengan panjang penyaluran 40d dibengkokkan 90 mengalami kegagalan karena terjadi kegagalan tarik pada beton di bawah bengkokan akibat transver gaya tarik yang besar oleh penyaluran tulangan. Hal ini ditunjukkan oleh kehancuran hubungan balok-kolom pada Model B,C,D,E,F,G dan kondisi slip tulangan seperti ditunjukkan pada Tabel V-4. Pada benda uji Model J (SNI ) tidak terjadi kegagalan elemen portal akibat geser maupun lentur dikarenakan pemasangan tulangan sengkang dan detailing hubungan balok-kolom yang sangat baik. Thesis V-3

4 Tabel V-2 Resume keretakan dan mekanisme kegagalan benda uji selama pengujian MODEL Dinding Bata Elemen Portal Drift retak awal (%) Pola retak awal Pola retak akhir Lokasi retak Drift retak awal (%) Drift leleh tulangan(%) Pola retak awal Pola retak akhir Mode keruntuhan portal A Comb SS-DCR SS-DCR 2/3 h Geser - Beberapa retak lentur Geser - Beberapa retak lentur Geser bagian atas kolom B DCR STRT - DCR Diagonal Lentur Lentur - Geser Lentur - Kehancuran beam-kolom joint C Comb SS-DCR Comb SS-DCR 1/2 h Lentur Lentur - Geser Geser bawah kolom, Kehancuran beam-kolom joint D Ver Ver - Comb SS-DCR Muka angkur Lentur Lentur - Geser Geser bawah kolom, Kehancuran beam-kolom joint E Ver Ver - SS Muka Toothing - 1/2 h Lentur Lentur - Geser Geser bawah kolom, Kehancuran beam-kolom joint F DCR STRT Diagonal Lentur Lentur - Geser Geser - lentur kolom, Kehancuran beam-kolom joint G Comb SS-DCR Comb SS-DCR - STRT Diagonal Lentur Lentur - Geser Kehancuran lintel-kolom joint dan beam-kolom joint, Geser - lentur kolom H Comb SS-DCR Comb SS-DCR 1/3 h Lentur - Geser Geser - Lentur Geser bagian bawah kolom I Comb SS-DCR SS-DCR 2/3 h Lentur - Geser Geser - Lentur Geser bagian atas kolom J DCR STRT - DCR Diagonal Lentur Lentur - Geser - Keterangan: - SS : Sliding Shear - DCR : Diagonal Cracking - STRT : Strut Diagonal - Ver : Retak Vertikal - h : Tinggi dinding A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Tabel V-3 Resume perilaku histeretik benda uji Kapasitas Beban Maksimum (tonf) Kap. Lateral/ Kap. Disp Max Load drift Max Load Yield Disp Disp Ult (80% Max Load) drift Ult Daktilitas MODEL Dorong Tarik Kapasitas Beban Lateral Lateral Model B d max (mm) (%) d y (mm) d u (mm) (%) d u /d y A B C D E F G H I J Drift leleh awal tulangan(%) Lokasi leleh awal tulangan Tabel V-4 Resume kondisi tulangan portal selama pengujian Drift slip tulangan hubungan balok-kolom(%) Kondisi tulangan hubungan balok-kolom sebelum slip Kondisi tulangan angkur dan tulangan utama lintel Kondisi tulangan sengkang 0.35 Kolom, 18 cm di bawah balok % kekuatan leleh - tidak leleh 0.25 Kolom, 16 cm di bawah balok % kekuatan leleh - tidak leleh 0.25 Kolom, 2 cm di diatas pondasi 1 leleh - tidak leleh 0.1 Kolom, 2 cm di diatas pondasi Gagal strain gauge - Leleh pada drift 0.2% tidak leleh 0.75 Kolom, 16 cm di bawah balok % kekuatan leleh - tidak leleh 0.5 Kolom, 2 cm di diatas pondasi Gagal strain gauge - Mengalami tarik, leleh pada drift 0.1% (terlewati retak dinding) tidak leleh 0.5 Kolom, 38 cm di bawah lintel % kekuatan leleh Mengalami tarik, tanpa tekan tidak leleh 0.5 Kolom, 2 cm di diatas pondasi Tidak slip - - tidak leleh 0.35 Kolom, 16 cm di bawah balok % kekuatan leleh - tidak leleh 0.5 Kolom, 3 cm di bawah balok Tidak slip - - Leleh pada drift 0.5% Thesis V-4

5 5.4 PERILAKU HISTERETIK Selubung kurva histeretik masing-masing benda uji ditampilkan dalam kurva envelope pada gambar berikut: 10 Beban Lateral (tonf) 8 G 6 D 4 F J I C 2 E H A B E B A H I -2 Perpindahan Lateral (mm) D F -4 C -6 G J A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom-Balok 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 derajat) J (SNI ) Gambar V-1 Envelope kurva histeretik benda uji Ketidaksimetrisan envelope kurva histeretik pada kebanyakan benda uji menunjukkan ketidaksamaan perilaku benda uji antara pembebanan tarik dan dorong. Hal ini diakibatkan sifat material yang sangat getas dan un-isotropik dinding pasangan bata seperti dijelaskan pada sub-bab sebelumnya. Tabel V-3 memperlihatkan resume perilaku histeretik masing-masing benda uji. Perbandingan kekuatan maksimum benda uji dapat dilihat pada Gambar V-2 berikut: Thesis V-5

6 Kapasitas Lateral Maks / Kapasitas Lateral Maks Model B A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) A B C D E F G H I J Model Gambar V-2 Garafik perbandingan kekuatan lateral benda uji Mengacu pada Tabel V-3 dan Gambar V-2 di atas, dapat diketahui Peningkatan inersia elemen portal seperti pada Model C dapat meningkatkan kekuatan maksimum hingga 1.15 kali kekuatan maksimum model benchmark. Model A dengan dimensi kolom lebih kecil dan detailing hubungan balok-kolom yang sangat tidak memadai memiliki kapasitas lateral maksimum hanya 0.7 kali kapasitas model benchmark. Penambahan angkur-angkur pendek antara dinding dan kolom meningkatkan kapasitas lateral sebesar 7% (Model D). Sementara Model E (gerigi) dan Model H (haunch) dengan hubungan balok-kolom yang kaku namun tidak diikuti perbaikan kekauan bagian bawah kolom memiliki kapasitas maksimum relatif sama yaitu 0.84 kapasitas model benchmark. Penambahan angkur menerus menjadikan Model F sebagai confined reinforced masonry wall yang memiliki kekuatan lateral 1.3 kali kekuatan lateral model benchmark. Penambahan balok lintel seperti pada Model G memberi efek pengurangan luas dinding bata dan perkuatan pasangan bata sehingga menaikkan kekuatan lateral mencapai 1.44 kali model benchmark. Penghilangan panjang penyaluran pada hubungan balok-kolom seperti pada Model I mengakibatkan pengurangan kekuatan lateral sebesar hampir 10%. Detail penulangan elemen portal dengan mengacu pada SNI (Model J) menaikkan kekuatan lateral hingga 1.3 kali kekuatan lateral model benchmark. Thesis V-6

7 5.5 DAKTILITAS STRUKTUR Daktilitas struktur didapat dari envelope kurva histeretik perpindahan-beban lateral. Penentuan titik leleh struktur benda uji dilakukan dengan menggunakan konsep equal energy absorbtion. Kekuatan dan perpindahan ultimit diambil saat struktur mengalami penurunan kekuatan sebesar 20% dari kekuatan puncak. Gambar V-3 menampilkan ilustrasi penentuan nilai daktilitas Model B (Benchmark). 6 H max 80% H max 4 2 Beban Lateral (tonf) d y d u Perpindahan Lateral (mm) B Titik Leleh Titik Ultimit Gambar V-3 Penentuan daktilitas benda uji Daktilitas masing-masing benda uji dapat dilihat pada Tabel V-3 dan pada Gambar V-4. Nilai daktilitas tertinggi dimiliki oleh Model F (angkur menerus) dan Model A (tanpa detail) yaitu masing-masing 6.7 dan Daktilitas terkecil dimiliki Model J (SNI ) dengan nilai daktilitas 2. Tomazevic(1999)[20] membatasi nilai daktilitas untuk keperluan desain struktur dinding bata terkekang sebesar 3~4. Hasil perhitungan daktilitas struktur benda uji tersebar di bawah dan di atas nilai daktilitas yang direkomendasikan. Hal ini menjadi pertimbangan untuk pengambilan nilai daktilitas dinding bata terkekang yang lebih rendah dari rekomendasi, sehingga menghasilkan hasil yang konservatif (aman) pada desain struktur. Thesis V-7

8 8 7 6 A (Tanpa Detail) F (Angkur Menerus) B (Benchmark) G (Balok Lintel) C (Kolom 225x100) H (Haunch) D (Angkur Pendek) I (Kait 180 ) E (Gerigi) J (SNI ) 5 Daktilitas A B C D E F G H I J Model Gambar V-4 Grafik perbandingan daktilitas benda uji 5.6 DEGRADASI KEKAKUAN Gambar V-5 dan Tabel V-5 menampilkan kekakuan dan degradasi kekakuan masing-masing benda uji. 40 J 35 G B A (Tanpa Detail) Kekakuan Siklus ke-i (kn-mm) F H E C I A D B (Benchmark IES) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) 5 J (SNI ) Drift(%) Gambar V-5 Kekakuan dan degradasi kekakuan benda uji Thesis V-8

9 Tabel V-5 Kekakuan benda uji Drift (%) - Siklus Kekakuan (K) kn/mm A B C D E F G H I J (initial) E E E E E E E E E E E E E Thesis V-9

10 Tabel V-6 Degradasi kekakuan benda uji Drift (%) - Siklus Degradasi Kekakuan (1- Ki/K1) % A B C D E F G H I J (initial) Dari gambar dan tabel kekakuan dan degradasi kekakuan di atas diketahui Model G (lintel) memiliki kekakuan initial yang relatif sama dengan Model J (SNI ) 35 kn/mm. Lebih tingginya kekakuan awal Model G dan J dibandingkan model lain dikarenakan adanya tambahan kekakuan masingmasing oleh lintel dan tulangan ulir yang memiliki kekakuan hampir dua kali kekakuan tulangan polos. Model D (angkur pendek), E (gerigi), F (angkur menerus), H (haunch) memiliki kekakuan awal yang relatif sama 28 kn/mm. Hal tersebut menunjukkan variasi pengangkuran dengan tulangan, gerigi, dan haunch tidak memberikan Thesis V-10

11 sumbangan kekakuan yang signifikan kepada benda uji secara keseluruhan. Sementara kekakuan awal Model B (benchmark) yang lebih tinggi dan Model C (kolom 225x100) dan I (kait 180 ) yang lebih rendah dibandingkan Model D, E, F, H dimungkinkan oleh faktor ketidakseragaman material benda uji dan ketidakseragaman proses pengerjaan dinding bata antara masing-masing benda uji. Variasi luas penampang dan inersia elemen portal seperti Model A memberikan kekakuan lebih rendah daripada model-model lain dengan luas penampang dan inersia lebih besar. Rata-rata benda uji mengalami degradasi kekakuan secara signifikan pada drift 0.1%. Pada drift tersebut sangat banyak retak-retak bata muncul yang membuat penurunan degradasi cukup signifikan. 5.7 ENERGI INPUT DAN ENERGI DISIPASI Energi input pada bab hasil eksperimen merupakan energi yang diberikan/terlibat dalam pengujian. Energi ini tidak merepresentasikan energi input gempa di lapangan di mana pada dalam pengujian besarnya simpangan masing-masing tahapan telah ditentukan sebelumnya. Rangkuman energi input dan energi disipasi masing-masing benda uji dapat dilihat pada Gambar V-6 dan Gambar V F A (Tanpa Detail) G D Energi (kn-mm) B (Benchmark IES) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H I C A J E B H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Drift(%) Gambar V-6 Energi Input Kumulative Benda Uji Thesis V-11

12 Energi (kn-mm) A (Tanpa Detail) B (Benchmark IES) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) C F G D J E B H (Haunch) I (Kait 180 ) H I A J (SNI ) Gambar V-7 Drift(%) Energi Disipasi Kumulative Benda Uji Analisis dan perbandingan energi yang terlibat pada semua benda uji dilakukan hingga drift mencapai 1.4% karena Model H (haunch) yang dibebani secara penuh hanya sampai drift tersebut. Tabel V-7 Perbandingan energi input dan energi disipasi benda uji Drift 0-1.4% Drift 0-2.2% Model Energi Input Energi Disipasi Energi Input Energi Disipasi % Disipasi (kn-mm) (kn-mm) (kn-mm) (kn-mm) % Disipasi A (Tanpa detal) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (angkur pendek) E (Gerigi) F (Angkur menerus) G (Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Energi Input Kumulatif Energi Disipasi Kumulatif 1.4% Energi (kn-mm) A B C D E F G I J Model A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Gambar V-8 Grafik kumulatif energi input dan energi disipasi benda uji hingga drift 1.4% Thesis V-12

13 Tabel V-7 dan grafik pada Gambar V-8 menunjukkan sampai pada drift 1.4%, energi input terbesar diberikan pada Model G (lintel) yaitu kn-m. Energi yang diberikan pada Model F (angkur menerus) dan Model J (SNI ) menunjukkan besar yang relatif sama yaitu 82 kn-m. Tingginya energi input Model G diakibatkan balok lintel menambah kekakuan struktur dan menjaga struktur dari penurunan kekakuan yang berlebihan. Sementara penurunan kekakuan yang cukup drastis mengakibatkan pada drift ini Model J yang memiliki kekakuan awal yang tinggi, membutuhkan energi input yang relatif sama dengan Model F yang memiliki kekakuan awal lebih rendah namun penurunan kekuatan terjaga oleh angkur menerus. Energi input terkecil diberikan pada Model E (gerigi) dan I (kait 180 ) yaitu pada kisaran 34 kn-m % Energi disipasi/energi input (%) A B C D E F G I J Model A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Gambar V-9 Grafik persentase disipasi energi masing-masing benda uji hingga drift 1.4% Gambar V-9 menunjukkan persentase energi yang didisipasi oleh benda uji sampai pada drift 1.4%. Dari gambar tersebut terlihat disipasi energi benda uji rata-rata mencapai 68%. Disipasi energi terendah sebesar 64.43% oleh Model J, sementara disipasi energi tertinggi sebesar 81% oleh Model H (haunch). Besarnya persentase disipasi energi juga tampak dari bentuk kurva perilaku histeresis, dimana kurva histeresis Model H cenderung lebih gemuk dibandingkan kurva histeresis model lain. Thesis V-13

14 Energi Input Kumulatif Energi Disipasi Kumulatif 2.2 % Energi (kn-mm) A B C D E F G I J Model A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Gambar V-10 Grafik kumulatif energi input dan energi disipasi benda uji hingga drift 2.2% Energi disipasi/energi input (%) % A B C D E F G I J Model A (Tanpa Detail) B (Benchmark) C (Kolom 225x100) D (Angkur Pendek) E (Gerigi) F (Angkur Menerus) G (Balok Lintel) H (Haunch) I (Kait 180 ) J (SNI ) Gambar V-11 Grafik persentase disipasi energi masing-masing benda uji sampai drift 2.2% Perbandingan energi input benda uji pada drift 2.2% kecuali model H menunjukkan kecenderungan urutan penerima energi yang sama pada drift 1.4% kecuali model C (kolom 225x100) dan J, Gambar V-10 dan Gambar V-11. Model C memiliki kecenderungan menerima energi input lebih besar dari kecenderungan pada Model B (benchmark). Sementara Model J mengalami kecenderungan menerima energi input lebih kecil dari model-model lain. Peningkatan dan penurunan kecenderungan menerima energi input ini berkaitan Thesis V-14

15 dengan penurunan kekuatan struktur suatu model relatif terhadap model lainnya. Kecenderungan peningkatan persentase disipasi energi diperlihatkan oleh semua benda uji. Hal ini dikarenakan pada drift-drift akhir pengujian ini, semakin terbentuk kerusakan-kerusakan besar pada benda uji. 5.8 GAYA DALAM ELEMEN PORTAL PENGEKANG Distribusi gaya dalam pada kolom dan balok pengekang dipengaruhi oleh arah pembebanan dan pola retak yang terjadi pada dinding. Gambar-gambar distribusi bidang momen dan gaya aksial pada bab hasil eksperimen menunjukkan tahanan lateral dinding pasangan bata terkekang dikembangkan melalui mekanisme strut and tie. Elemen kolom di belakang arah vektor pembebanan secara umum sebagai elemen tarik (tie) sementara elemen tekan adalah dinding bata pada arah diagonal pembebanan. Pada benda uji yang berhasil mengembangkan retak diagonal yang membentuk strut tekan seperti pada Model F dan Model G, ilustrasi pada Gambar V-12, benda uji dapat mengembangkan mekanisme strut and tie dengan hampir sempurna (truss mechanism) dengan gaya dalam momen terjadi relatif kecil. Sementara itu, benda uji yang tidak dapat mengembangkan retak diagonal membentuk strut tekan seperti pada Model A (tanpa detail), C (kolom 225x100), E (gerigi), H (haunch), dan I (kait 180 ), distribusi dan besarnya gaya dalam melibatkan momen yang sangat besar pada lokasi tertentu yang dipengaruhi oleh lokasi retak dinding yang terjadi. Tarik Beban Beban + Bulging Bulging : Tarik - : Tekan a. Keretakan dan deformasi struktur b. Diagram bidang momen c. Diagram gaya aksial Gambar V-12 Mekanisme strut and tie struktur dalam menahan beban lateral Elemen balok pada hampir seluruh benda uji mengalami gaya aksial tarik. Hal ini berhubungan dengan bulging effect pada kolom kearah luar masing-masing kolom pada bidang dinding dengan memanfaatkan balok sebagai pengikat ujung atas kolom. Model F dengan angkur menerus memiliki derajat bulging yang paling rendah dari model-model lain karena angkur menerus menjaga keretakan Thesis V-15

16 berlebihan pada bata selain juga mengikat bagian tengah kolom sehingga tidak terjadi deformasi yang besar. Model G memiliki balok lintel yang memberi efek kekangan antar kolom di sekitar setengah tinggi kolom, memperlihatkan bulging yang juga rendah pada awal pembebanan. Namun pada pembebanan lanjut, balok lintel yang memiliki kekakuan lateral yang tinggi mengakibatkan dorongan pada kolom sehingga menambah lendutan yang terjadi pada kolom di lokasi sambungan balok lintel-kolom. Seperti dijelaskan pada subbab sebelumnya, bulging pada kolom mengakibatkan berkurangnya kekangan pada dinding sehingga dapat menurunkan kekuatan dinding. Ilustrasi mekanisme pengekangan kolom oleh angkur menerus dapat dilihat pada gambar berikut: Tarik Tarik Kekangan pada dinding Tarik (Angkur Menerus) Tarik (Angkur Menerus) Kekangan pada dinding a. Tanpa angkur menerus b. Dengan angkur menerus Gambar V-13 Kekangan angkur menerus pada kolom 5.9 LEVEL KINERJA DINDING PASANGAN BATA TERKEKANG Level kinerja struktur ditentukan oleh daerah tempat titik kinerja (perpotongan kurva kebutuhan tahanan lateral dan kapasitas tahanan lateral) berada pada envelope kurva histeretik. Kebutuhan akan tahanan lateral satu panel dinding ditinjau pada rumah sederhana di Indonesia seperti pada Gambar V-14 dan Gambar V-15. Thesis V-16

17 Gambar V-14 Gambar tampak rumah sederhana tinjauan (Tipe 36) Panel Tinjauan Gambar V-15 Denah rumah sederhana tinjauan Asumsi perhitungan yang diambil diantaranya daerah gempa kuat wilayah 6 pada peta wilayah gempa Indonesia SNI (percepatan puncak batuan dasar : 0.3g), kondisi tanah lunak. Massa yang menjadi gaya gempa yang bekerja pada panel tinjauan adalah ton. Perhitungan massa yang bekerja sebagai gaya gempa dapat dilihat pada Lampiran 1. Ilustrasi penentuan level kinerja Model B dapat dilihat pada Gambar V-16. Dalam ilustrasi tersebut titik kinerja berada pada simpangan 6.688mm (drift 0.223%) dengan kondisi pada simpangan tersebut telah terjadi retak diagonal menerus Thesis V-17

18 pada dinding. Kinerja struktur Model B (benchmark) berada pada daerah sebelum level Life Safety (dapat masuk dalam level kinerja Life Safety atau Immediate Occupancy) namun dilihat dari keretakan yang terjadi, disimpulkan kinerja Model B pada bangunan rumah sederhana berada pada level Life Safety. Akibat sifat material bata yang bersifat getas dan un-isotropis, kerusakan pada satu arah pembebanan dapat mempengaruhi kekuatan pada arah pembebanan lain, sehingga terjadi perbedaan perilaku histeretik antara arah pembebanan tarik dan dorong. Berdasarkan hal tersebut, maka penentuan level kinerja dilakukan dengan mengambil kurva envelope dengan kinerja terendah antara pembebanan tarik dan dorong. Resume level kinerja masing-masing benda uji dapat dilihat pada Tabel V Beban Lateral (tonf) PP LS 20CP PP : Performance Point -4 LS : Life Safety CP : Collapse Prefention -6-8 Perpindahan Lateral (mm) Envelope (Pushover Curve) Model B Bilinear Iterasi Performance Point Gambar V-16 Ilustrasi penentuan level kinerja struktur Model Titik 1 (mm) Titik 2 (mm) LS (0.75 x (2)) mm Tabel V-8 Level kinerja benda uji Titik Kinerja (mm) Drift Kinerja (%) Kondisi Pengujian Drift Kinerja Level Kinerja A Di luar kurva - - Runtuh B Retak diagonal Life Safety C Retak diagonal-geser sliding Life Safety D Retak vertikal - diagonal Life Safety E Retak vertikal - geser sliding Collapse Prevention F Retak diagonal setempat Immediate Occupancy G Retak diagonal setempat Immediate Occupancy H Retak geser sliding - diagonal Collapse Prevention I Di luar kurva - - Runtuh J Retak setempat Immediate Occupancy Thesis V-18

19 Tabel di atas menunjukkan pada beban gempa rencana, Model F (angkur menerus), G (lintel), dan J (SNI ) berada pada level kinerja yang baik yaitu Immediate Occupancy di mana hanya terdapat keretakan-keretakan kecil pada bangunan tanpa menimbulkan bahaya pada pengguna bangunan saat terjadi gempa. Model B (benchmark), C (kolom 225x100), dan D (angkur pendek) berada pada level Life Safety namun terlihat dari titik LS dan titik kinerja, Model D pada gempa rencana berada cukup jauh dari batasan antara Live Safety dan Collapse Prevention. Hal ini menunjukkan Model D mampu menahan beban gempa maksimum yang lebih besar dibanding Model B dan C. Model E (gerigi) dan H (haunch) berada pada level Collapse Prevention. Pada level ini, beberapa bagian struktur telah berjatuhan sehingga dapat menimbulkan korban luka pada pengguna bangunan. Setelah terjadi gempa, struktur bangunan pada level Collapse Prevention memerlukan perbaikan signifikan sebelum dapat digunakan kembali dengan aman. Model A (tanpa detail) dan I (kait 180 ) dengan dimensi elemen portal kecil dan tidak adanya detail sambungan balok-kolom yang memadai, tidak mampu menahan beban gempa rencana sehingga akan mengalami kegagalan struktur pada beban gempa rencana. Secara umum level kinerja struktur dipengaruhi oleh parameter-parameter kinerja struktur seperti kekuatan puncak, kekakuan, dan daktilitas. Setelah beban rencana, Model F dan G masih memiliki kapasitas deformasi yang panjang hingga batas kinerja Collapse Prevention. Hal ini terkait daktilitas Model F dan G yang cukup besar. Model J berada pada level kinerja Immediate Occupancy namun hanya memiliki sisa deformasi yang pendek sebelum melewati batasan level Collapse Prevention saat terjadi beban gempa yang lebih besar dari gempa rencana. Thesis V-19