BAB V ANALISIS. Tabel 5. 1 Gaya-gaya dalam pada Link Geser dan Link Lentur

BAB V ANALISIS Dalam studi perbandingan stuktur baja tahan gempa berpengaku eksentris atau Sistem Rangka Bresing Eksentris (SRBE) Tipe Split-K ini terdapat perbedaan untuk sistem yang menggunakan Link Geser () dan Link Lentur () khususnya perbedaan perilaku stuktur akibat beban gempa. Beberapa hal yang akan dianalisis dalam bab ini diantaranya perbandingan terhadap kekuatan yang mencakup gaya-gaya dalam, kekakuan dan deformasi, dan berat struktur. 5.1. Kekuatan Struktur Kekuatan struktur merupakan jaminan keamanan/ keselamatan bagi pengguna sehingga tidak terjadi keruntuhan struktur. Kekuatan struktur adalah kapasitas struktur dalam memikul gaya-gaya dalam yang terjadi akibat kombinasi pembebanan. Analisis terhadap kekuatan struktur tercermin dari gaya-gaya dalam yang terjadi pada elemen elemen struktur dan kapasitas penampang untuk memikul gaya dalam tersebut.. 5.1.1. Gaya-Gaya Dalam Gaya-gaya dalam yang dibandingkan pada dan adalah akibat gempa dengan kombinasi 1,2D+0,5L+E. Link Tabel 5. 1 Gaya-gaya dalam pada Link Geser dan Link Lentur Lantai P (kn) V(kN) M (knm) Lantai P (kn) V (kn) M (knm) 10 0 30.95 7.577 10 0 51.29 36.46 9 0 83.08 20.264 9 0 93.02 81.48 8 0 128.87 30.683 8 0 126.04 122.48 7 0 155.56 37.326 7 0 146.24 148.56 6 0 180.89 43.773 6 0 141.22 142.90 5 0 218.61 51.562 5 0 193.24 209.32 4 0 249.36 58.932 4 0 193.45 208.20 3 0 273.03 66.321 3 0 213.60 233.88 2 0 299.95 72.648 2 0 218.11 238.34 1 0 300.35 75.991 1 0 141.02 145.47 V -1

Dari gaya-gaya dalam yang dihasilkan oleh kedua jenis link tersebut terdapat perbedaan. Untuk link geser ditentukan oleh geser ultimit sedangkan link lentur ditentukan oleh momennya. Panjang link sangat mempengaruhi perilaku dari struktur secara keseluruhan. Pada kapasitas geser link bisa mencapai Vp (Vn = Vp) karena linknya pendek. Semakin panjang link maka momennya pun semakin besar karena adanya eksentrisitas yang lebih besar diantara kedua bresing yang mengapit link tersebut. Makanya pada dengan link yang lebih panjang kelelehan terjadi karena momen mencapai Mp sedangkan gesernya belum menyebabkan leleh. Akibatnya kapasitas geser link ditentukan oleh Mp dengan rumus: Vn = 2Mp/e Bresing Tabel berikut menunjukkan gaya-gaya dalam (aksial tekan dan lentur) pada bresing. Tabel 5. 2 Gaya-gaya dalam pada Bresing Lantai P (kn) M (knm) Lantai P (kn) M (knm) 10 288.46 32.74 10 180.11 26.66 9 453.47 30.22 9 311.35 52.33 8 450.48 27.80 8 530.47 99.94 7 566.91 31.28 7 551.03 103.86 6 565.18 32.26 6 536.17 107.51 5 730.56 48.94 5 864.03 177.35 4 731.41 47.01 4 851.35 173.29 3 906.82 44.87 3 867.00 173.36 2 910.70 41.63 2 857.88 170.63 1 876.88 46.69 1 476.14 178.50 Gaya aksial pada lebih besar karena komponen horizontalnya lebih besar daripada. Selain itu, gaya geser link pada yang besar ditransfer menjadi aksial yang juga besar pada bresing sedangkan momennya lebih kecil karena momen dari link juga kecil. Pada terjadi hal sebaliknya. Dominasi momen pada link ditransfer ke bresing dan balok juga besar. Sedangkan aksial Yudhistira W.P (15004106) V-2

pada bresing tidak terlalu besar akibat gaya geser pada link yang ditransformasi menjadi aksial bresing juga tidak besar. Balok Berikut ini adalah gaya dalam pada balok dekat link. Tabel 5. 3 Gaya-gaya dalam pada Balok Lantai V (kn) M (knm) Lantai V (kn) M (knm) 10 25.73 39.41 10 46.69 61.69 9 31.84 34.22 9 84.63 107.88 8 31.86 31.82 8 151.84 186.98 7 37.41 34.00 7 158.42 196.15 6 34.47 27.81 6 147.06 190.97 5 35.70 32.33 5 249.72 309.09 4 37.76 32.89 4 241.84 311.08 3 41.40 56.70 3 248.31 319.71 2 41.86 57.05 2 241.62 322.43 1 41.79 53.49 1 96.77 145.13 Secara umum gaya dalam momen dan geser pada lebih besar daripada. Hal ini dikarenakan oleh besarnya momen pada link lentur tersebut sehingga ditransfer ke balok dan bresing juga besar. Sedangkan pada, gaya geser yang besar pada link ditransfer lebih banyak menjadi aksial pada bresing dan sisanya lebih sedikit menjadi geser pada balok. Kolom Tabel 5. 4 Gaya-gaya dalam pada Kolom Lantai Nu Mux Muy Nu Mux Muy Lantai (kn) (knm) (knm) (kn) (knm) (knm) 10 66.19 14.65 25.29 10 72.93 10.22 22.20 9 204.71 11.64 15.32 9 213.86 7.30 15.40 8 398.40 19.51 23.50 8 366.00 12.20 23.41 7 656.24 15.34 18.30 7 516.73 10.69 18.06 6 1050.02 18.63 22.74 6 794.19 17.21 25.65 Yudhistira W.P (15004106) V-3

Lanjutan Tabel 5. 4 Gaya-gaya dalam pada Kolom Lantai Nu Mux Muy Nu Mux Muy Lantai (kn) (knm) (knm) (kn) (knm) (knm) 5 1600.30 22.30 26.96 5 1042.05 13.03 18.13 4 2166.19 17.45 22.30 4 1450.86 22.50 24.36 3 2601.67 20.66 28.48 3 1723.79 19.59 18.09 2 3182.36 22.91 40.24 2 2118.85 32.92 24.64 1 3836.76 13.41 98.02 1 2726.24 121.87 125.32 Tabel diatas memperlihatkan perbandingan gaya-gaya dalam aksial tekan dan lentur pada kolom dekat link. Kolom mengalami biaxial bending karena gaya dalam momen terjadi dalam dua arah (X dan Y bangunan). Gaya aksial pada kolom struktur lebih besar daripada SRBE-Link Lentur. Penyebabnya adalah transfer aksial dari bresing yang besar menyebakan kolom menerima gaya aksial yang besar pula. Sedangkan momen pada kolom untuk kedua SRBE tidak terlalu dominan. Yang perlu diamati adalah loncatan momen yang cukup besar pada lantai bawah. Hal ini disebabkan oleh besarnya momen akibat seluruh gaya horizontal (beban gempa) yang harus disalurkan kolom paling bawah ke pondasi. 5.1.2. Kapasitas Penampang Dari perbedaan gaya-gaya dalam yang dialami oleh kedua sistem bresing (SRBE-Link Geser dan ) akan menghasilkan desain penampang/ profil yang berbeda juga sesuai dengan kebutuhannya. Kebutuhan penampang untuk balok dan link akan lebih besar untuk karena gaya-gaya dalam momen dan gesernya lebih besar. Untuk penampang kolom lebih besar untuk akibat besarnya gaya aksial pada elemen struktur tersebut. Bresing untuk didominasi oleh aksial sedangkan pada lebih didominasi oleh momen. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada bagian 5.3. Berat Struktur. Yudhistira W.P (15004106) V-4

5.2. Kekakuan Struktur Kekakuan struktur berkaitan dengan kenyamanan/ kemampu-layanan (service ability). Hal ini terlihat dari deformasi struktur baik translasi/defleksi maupun rotasi. Pembahasan akan dilakukan terhadap simpangan antar lantai (inter-strory drift) dan sudut rotasi link. 5.1.3. Simpangan Antar Lantai Simpangan antar lantai diamati pada titik-titik yang mengalami simpangan paling besar untuk setiap lantai akibat COMB3 (1,2D+0,5L+E) dengan gempa arah X bangunan. Tabel 5.5 menunjukkan perbandingan simpangan antara kedua model SRBE. Tabel 5. 5 Simpangan Antar Lantai Link Geser dan Link Lentur LANTAI ARAH BEBAN TITIK X Y Z Δ/h Δ/h Δ/h Δ/h elastik inelastik elastik inelastik LANTAI10 X COMB3 20 30 0 36.4 0.19% 0.93% 0.26% 1.26% LANTAI9 X COMB3 20 30 0 32.8 0.22% 1.07% 0.31% 1.53% LANTAI8 X COMB3 20 30 0 29.2 0.22% 1.06% 0.28% 1.37% LANTAI7 X COMB3 20 30 0 25.6 0.22% 1.08% 0.31% 1.54% LANTAI6 X COMB3 20 30 0 22 0.21% 1.02% 0.29% 1.44% LANTAI5 X COMB3 20 30 0 18.4 0.18% 0.88% 0.26% 1.28% LANTAI4 X COMB3 20 30 0 14.8 0.16% 0.79% 0.25% 1.23% LANTAI3 X COMB3 20 30 0 11.2 0.14% 0.67% 0.26% 1.27% LANTAI2 X COMB3 20 30 0 7.6 0.11% 0.54% 0.25% 1.23% LANTAI1 X COMB3 20 30 0 4 0.06% 0.31% 0.18% 0.90% Simpangan antar lantai pada lebih kecil daripada. Hal ini disebabkan oleh kekakuan struktur pada lebih tinggi karena link geser lebih kaku dengan semakin pendeknya link. Semakin pendek link maka eksentrisitas kedua bresing yang berfungsi sebagai pengaku atau penahan gaya lateral semakin kecil sehingga lebih kaku. Semakin pendek link maka kekakuannya bisa menyerupai perilaku bresing konsentrik yang lebih kaku. Yudhistira W.P (15004106) V-5

5.1.4. Sudut Rotasi Link Tabel 5. 6 Sudut Rotasi Link LANTAI e LINK GESER e LINK LENTUR L Δ M /h γ p Δ M /h γ p LANTAI10 0.4 2.4 6 0.93% 0.0347 1.26% 0.0079 LANTAI9 0.4 2.4 6 1.07% 0.0400 1.53% 0.0096 LANTAI8 0.4 2.4 6 1.06% 0.0399 1.37% 0.0086 LANTAI7 0.4 2.4 6 1.08% 0.0407 1.54% 0.0096 LANTAI6 0.4 2.4 6 1.02% 0.0384 1.44% 0.0090 LANTAI5 0.4 2.4 6 0.88% 0.0329 1.28% 0.0080 LANTAI4 0.4 2.4 6 0.79% 0.0297 1.23% 0.0077 LANTAI3 0.4 2.4 6 0.67% 0.0251 1.27% 0.0079 LANTAI2 0.4 2.4 6 0.54% 0.0202 1.23% 0.0077 LANTAI1 0.4 2.4 6 0.31% 0.0115 0.90% 0.0056 Sudut rotasi lebih besar karena pengaruh simpangan lateral yang lebih kecil. Untuk mempertahankan bentuk struktur agar tidak terlalu bertranslasi akibat gaya horizontal maka posisi link akan tertarik oleh bresing dan tertahan oleh bresing lainnya sehingga terbentuk sudut yang besar antara link dan balok. Sedangkan simpangan lateral yang lebih besar pada memungkinkan link tidak terlalu berputar oleh gaya aksial pada kedua bresing. Oleh sebab itu link yang lebih panjang pada SRBE-Link Lentur akan membentuk sudut rotasi link yang lebih kecil dibandingkan pada SRBE-Link Geser. Gambar 5.1 Sudut rotasi link (sumber : Seismic Provisions For Structural Baja Buildings 2005) Yudhistira W.P (15004106) V-6

5.3. Berat Struktur Dalam perencanaan suatu bangunan ada hal yang tidak boleh dilupakan yaitu dari sisi ekonomi. Berat struktur merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menghitung RAB (Rencana Anggaran Biaya) struktur. Bangunan yang ekonomis akan lebih disukai oleh owner. Berat Struktur yang didapat dari program ETABS dapat dilihat pada Tabel 5.7 berikut. LANTAI ELEMEN MATERIAL Tabel 5. 7 Berat Struktur LUAS LANTAI (m 2 ) Berat (kn) Unit Berat (kn/m 2 ) Berat Unit Berat (kn) (kn/m 2 ) LANTAI10 Kolom BAJA 900 61.806 0.0687 61.806 0.0687 LANTAI10 Beam BAJA 900 205.419 0.2282 169.692 0.1885 LANTAI10 Bresing BAJA 900 28.014 0.0311 30.712 0.0341 LANTAI10 Pelat CONC 900 2120.396 2.356 2120.396 2.356 LANTAI9 Kolom BAJA 900 61.806 0.0687 61.806 0.0687 LANTAI9 Beam BAJA 900 204.624 0.2274 209.77 0.2331 LANTAI9 Bresing BAJA 900 28.014 0.0311 30.712 0.0341 LANTAI9 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI9 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI8 Kolom BAJA 900 89.583 0.0995 89.583 0.0995 LANTAI8 Beam BAJA 900 204.035 0.2267 216.734 0.2408 LANTAI8 Bresing BAJA 900 34.8 0.0387 30.712 0.0341 LANTAI8 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI8 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI7 Kolom BAJA 900 89.583 0.0995 89.583 0.0995 LANTAI7 Beam BAJA 900 208.205 0.2313 216.734 0.2408 LANTAI7 Bresing BAJA 900 34.8 0.0387 30.712 0.0341 LANTAI7 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI7 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI6 Kolom BAJA 900 116.484 0.1294 116.484 0.1294 LANTAI6 Beam BAJA 900 206.658 0.2296 215.758 0.2397 LANTAI6 Bresing BAJA 900 34.8 0.0387 30.712 0.0341 LANTAI6 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI6 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI5 Kolom BAJA 900 169.688 0.1885 116.484 0.1294 LANTAI5 Beam BAJA 900 208.734 0.2319 215.758 0.2397 LANTAI5 Bresing BAJA 900 50.44 0.056 30.712 0.0341 LANTAI5 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI5 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 Yudhistira W.P (15004106) V-7

LANTAI ELEMEN MATERIAL Lanjutan Tabel 5. 7 Berat Struktur LUAS LANTAI (m 2 ) Berat (kn) Unit Berat (kn/m 2 ) Berat Unit Berat (kn) (kn/m 2 ) LANTAI4 Kolom BAJA 900 169.688 0.1885 169.688 0.1885 LANTAI4 Beam BAJA 900 208.734 0.2319 214.781 0.2386 LANTAI4 Bresing BAJA 900 50.44 0.056 30.712 0.0341 LANTAI4 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI4 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI3 Kolom BAJA 900 213.593 0.2373 169.688 0.1885 LANTAI3 Beam BAJA 900 213.241 0.2369 214.781 0.2386 LANTAI3 Bresing BAJA 900 50.44 0.056 30.712 0.0341 LANTAI3 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI3 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI2 Kolom BAJA 900 213.593 0.2373 213.593 0.2373 LANTAI2 Beam BAJA 900 208.641 0.2318 213.805 0.2376 LANTAI2 Bresing BAJA 900 50.44 0.056 30.712 0.0341 LANTAI2 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI2 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 LANTAI1 Kolom BAJA 900 237.326 0.2637 237.326 0.2637 LANTAI1 Beam BAJA 900 208.641 0.2318 213.805 0.2376 LANTAI1 Bresing BAJA 900 54 0.06 33.469 0.0372 LANTAI1 Pelat CONC 900 1484.28 1.6492 1484.28 1.6492 LANTAI1 Metal Deck N.A. 900 99.09 0.1101 99.09 0.1101 SUM Kolom BAJA 9000 1423.15 0.1581 1326.04 0.1473 SUM Beam BAJA 9000 2076.934 0.2308 2101.618 0.2335 SUM Bresing BAJA 9000 416.187 0.0462 309.875 0.0344 SUM Pelat CONC 9000 15478.92 1.7199 15478.916 1.7199 SUM Metal Deck N.A. 9000 891.81 0.0991 891.81 0.0991 TOTAL All All 9000 20287 2.2541 20108.258 2.2343 Berat struktur ditentukan oleh berat elemen-elemen struktur yang oleh kebutuhan dalam mengakomodasi pengaruh gaya dalam yang terjadi. Semakin besar gaya dalam maka semnakin besar pula kapasitas penampang yang dibutuhkan otomatis penampangnya juga lebih besar. Untuk penampang kolomnya lebih besar karena gaya aksialnya juga besar dibandingkan kolom pada. Bresing pada lebih panjang dibandingkan sehingga juga lebih berat. Sedangkan Yudhistira W.P (15004106) V-8

penampang link dan balok lebih besar untuk karena momen dan gesernya lebih besar. Properties untuk kedua penampang dapat dilihat pada tabel berikut ini. 5.1.5. Properties penampang untuk Tabel 5. 8 Properties Penampang Lantai Properties Link Bresing Balok Kolom Dekat Link Pinggir Tengah Pinggir Tengah h 350 250 300 250 300 400 400 1 b 175 250 150 125 150 400 400 tw 7 9 6.5 6 6.5 13 13 tf 11 14 9 9 9 21 21 h 350 250 300 250 300 400 400 2 b 175 250 150 125 150 400 400 tw 7 9 6.5 6 6.5 13 13 tf 11 14 9 9 9 21 21 h 350 250 300 300 300 400 400 3 b 175 250 150 150 150 400 400 tw 7 9 6.5 6.5 6.5 13 13 tf 11 14 9 9 9 21 21 h 300 250 200 300 300 350 350 4 b 150 250 150 150 150 350 350 tw 6.5 9 6 6.5 6.5 12 12 tf 9 14 9 9 9 19 19 h 300 250 200 300 300 350 350 5 b 150 250 150 150 150 350 350 tw 6.5 9 6 6.5 6.5 12 12 tf 9 14 9 9 9 19 19 h 250 200 200 300 300 350 350 6 b 125 200 150 150 150 350 350 tw 6 8 6 6.5 6.5 12 12 tf 9 12 9 9 9 19 19 h 250 200 200 300 300 300 300 7 b 125 200 150 150 150 300 300 tw 6 8 6 6.5 6.5 10 10 tf 9 12 9 9 9 15 15 Yudhistira W.P (15004106) V-9

Lanjutan Tabel 5. 8 Properties Penampang Lantai Properties Link Bresing Balok Kolom Dekat Link Pinggir Tengah Pinggir Tengah h 200 200 200 300 300 250 250 8 b 100 200 100 150 150 250 250 tw 5.5 8 5.5 6.5 6.5 9 9 tf 8 12 8 9 9 14 14 h 150 175 200 300 300 200 200 9 b 75 175 100 150 150 200 200 tw 5 7.5 5.5 6.5 6.5 8 8 tf 7 11 8 9 9 12 12 h 150 175 200 300 300 250 250 10 b 75 175 100 150 150 250 250 tw 5 7.5 5.5 6.5 6.5 9 9 tf 7 11 8 9 9 14 14 5.1.6. Properties penampang untuk Tabel 5. 9 Properties Penampang Lantai Properties Link Bresing Balok Kolom Dekat Link Pinggir Tengah Pinggir Tengah h 350 300 350 300 350 350 400 1 b 175 300 175 150 175 350 400 tw 7 10 7 6.5 7 12 13 tf 11 15 11 9 11 19 21 h 400 300 450 350 350 350 400 2 b 200 300 200 175 175 350 400 tw 8 10 9 7 7 12 13 tf 13 15 14 11 11 19 21 h 400 300 450 350 350 300 350 3 b 200 300 200 175 175 300 350 tw 8 10 9 7 7 10 12 tf 13 15 14 11 11 15 19 h 400 300 450 350 350 300 350 4 b 200 300 200 175 175 300 350 tw 8 10 9 7 7 10 12 tf 13 15 14 11 11 15 19 Yudhistira W.P (15004106) V-10

Lanjutan Tabel 5. 9 Properties Penampang Lantai Properties Link Bresing Balok Kolom Dekat Link Pinggir Tengah Pinggir Tengah h 400 300 450 350 350 250 300 5 b 200 300 200 175 175 250 300 tw 8 10 9 7 7 9 10 tf 13 15 14 11 11 14 15 h 350 250 400 300 350 250 300 6 b 175 250 200 150 175 250 300 tw 7 9 8 6.5 7 9 10 tf 11 14 13 9 11 14 15 h 350 250 400 300 300 200 250 7 b 175 250 200 150 150 200 250 tw 7 9 8 6.5 6.5 8 9 tf 11 14 13 9 9 12 14 h 350 250 350 300 300 200 250 8 b 175 250 175 150 150 200 250 tw 7 9 7 6.5 6.5 8 9 tf 11 14 11 9 9 12 14 h 300 175 300 250 300 150 200 9 b 150 175 150 125 150 150 200 tw 6.5 7.5 6.5 6 6.5 7 8 tf 9 11 9 9 9 10 12 h 250 150 250 200 250 150 200 10 b 125 150 125 100 125 150 200 tw 6 7 6 5.5 6 7 8 tf 9 10 9 8 9 10 12 Secara umum tidak bisa ditentukan mana yang lebih berat antara dan, tergantung kepada jumlah dan panjang kolom, balok, dan bresing yang ada pada struktur yang akan dibangun. Bresing pada lebih panjang daripada bresing. Pada Tugas Akhir ini lebih berat daripada karena kolom dan bresingnya lebih berat. Yudhistira W.P (15004106) V-11