BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Data Gedung Pada penelitian ini dilakukan pada Gedung X, bangunan gedung bertingkat yang mempunyai fungsi sebagai gedung hotel dan fasilitasnya, yang berlokasi di Bogor, Provinsi Jawa Barat. Gedung ini terdiri dari 8 lantai struktur atas dengan tinggi struktur bangunan 28.5 m. Lantai basement berfungsi sebagai parkir, lantai dasar sampai dengan lantai tiga berfungsi sebagai lantai ruang fasilitas hotel dan lantai empat sampai lantai delapan sebagai lantai ruang hunian hotel. Denah Gedung X dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar 3.1. Denah Gedung X III-1
Tampak Gedung X dapat dilihat pada gambar dibawah ini Gambar 3.2. Tampak Gedung X 3.2 Tahapan Penelitan 3.2.1 Studi Literatur Studi literatur dari jurnal dan buku yang terkait dalam analisis ragam respon spektrum. Mempelajari semua yang berhubungan dengan analisis ragam respon spektrum.. Buku acuan yang dipakai antara lain SNI 1726-2012 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Gedung, Applied Technology Council for Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings volume-1(atc- 40), Federal Emergency Management Agency for Prestandard And Commentary For The Seismic Rehabilitation Of Buildings ( FEMA-356) dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan analisis ragam respon spektrum. III-2
3.2.2 Pengumpulan Data Pengumpulan data dan informasi bangunan Gedung X yang diteliti, baik data sekunder maupun data primer. Data yang didapat adalah Shop Drawing Gedung X. Data ini digunakan untuk pemodelan struktur 3D yang selanjutnya dianalisis dengan bantuan CAL-SAP. Shop Drawing digunakan untuk tahapan pemodelan yang sesuai dengan gambar yang ada sehingga analisis ini tidak menyimpang dari gambar yang ada. Semua struktur yang dimodelkan harus sesuai dengan Shop Drawing, untuk bangunan non struktural tidak dimodelkan karena tidak mempunyai pengaruh yang signifikan dalam pemodelan 3D ini. 3.2.3 Metode Perencanaan Struktur Analisis secara umum dilakukan secara 3 dimensi untuk mendapatkan hasil yang optimal. Analisa dilakukan menjadi 2 bagian. Pertama-tama dilakukan analisis eigenvalue untuk menentukan mode dan perioda getaran yang dominan. Data perioda getar dari analisis ini digunakan untuk menentukan gaya gempa statik berdasarkan respon spektra yang sesuai. Analisis struktur atas yang terdiri dari 8 lapis struktur dan dianggap terjepit lateral pada level lantai dasar. Analisis struktur 3 dimensi dengan memperhatikan efek torsi kemudian dilakukan untuk mendapatkan gaya-gaya dalam. Analisis struktur dilakukan dengan bantuan program CAL-SAP. III-3
3.2.4 Pemodelan 3D Pembuatan model struktur bangunan dengan pemodelan 3D sesuai dengan data dan informasi dari shop drawing. a. System koordinat global dan lokal Pemodelan ini dibuat sesuai dengan Shop Drawing yang ada. Perlu diketahui pembuatan model 3D yang ada pada program CAL-SAP mempunyai aturan sistem. Arah koordinat dalam model struktur yang digunakan munggunakan nilai ± X dan ± Y. b. Elemen-elemen portal dan pelat lantai Tahapan awal yang dilakukan adalah mendefinisikan semua jenis dan ukuran penampang elemen portal yang digunakan. Setelah tahapan ini selesai, masing- masing elemen portal harus disesuaikan dengan jenis dan ukuran penampang yang dibuat. Tahapan kedua adalah pembuatan pelat yang merupakan satu kesatuan. 3.2.5 Perhitungan Pembebanan Menghitung beban-beban yang bekerja pada struktur berupa beban mati dan beban hidup. Beban mati yang dihitung berdasar pemodelan yang ada dan perhitungan beban hidup dimasukkan sesuai dengan data yang ada. 3.2.6 Analisis Ragam Spektrum Respons Menganalisis model struktur dengan respon spektrum yang dianalisis dengan bantuan program CAL-SAP. Metode analisis ragam spektrum mendefinisikan bahwa simpangan struktur yang terjadi merupakan penjumlahan dari simpangan masing- III-4
masing ragam getarnya. Terdapat dua cara metode superposisi, yaitu metode akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) dan kombinasi kuadratik lengkap (CQC). Dalam hal ini, jumlah ragam vibrasi yang ditinjau dalam penjumlahan ragam respons menurut metode ini harus sedemikian rupa sehingga partisipasi massa dalam menghasilkan repons total harus mencapai sekurang kurangnya 90%. Untuk penjumlahan respons ragam yang memiliki waktu-waktu getar alami yang berdekatan, harus dilakukan dengan metode yang telah disebutkan sebelumnya yaitu kombinasi kaudrat lengkap (CQC). Waktu getar alami harus dianggap berdekatan apabila selisihnya kurang dari 15%. Untuk struktur yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respons ragam tersebut dapat dilakukan dengan metode yang dikenal dengan akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS). Analisis ragam respons spektrum hanya dipakai untuk menentukan gaya geser tingkat nominal dinamik akibat pengaruh gempa rencana. Gaya-gaya internal di dalam unsurunsur struktur gedung didapat dari hasil analisis static 3D biasa berdasarkan bebanbeban gempa statik ekivalen yang dijabarkan dari pembagian gaya geser tingkat nominal yang telah didapat dari analisis respons dinamik sebelumnya dan dapat dimodifikasi terlebih dahulu secara konservatif untuk mendapatkan pembagian beban gempa nominal sepanjang tinggi struktur gedung yang lebih baik. Untuk analisis dinamik dengan ragam respons spektrum maka gaya geser dasar yang akan dipakai untuk perencanaan nantinya akan ditentukan dengan melakukan pengkombinasian kontribusi dari mode-mode yang diperhitungkan. Metode SRSS diberikan oleh persamaaan berikut, Vb = n i=1 Vb (i)2 (3.2-1) III-5
Sedangkan metode CQC diberikan oleh persamaan berikut, N N Vb = i=1 n=1 ρin. Vbi. Vbn (3.2-2) Berdasarkan SNI 1726-2012 pasal 7.9.4.1, nilai akhir respons dinamik struktur gedung terhadap pembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam suatu arah tertentu, tidak boleh diambil kurang dari 85% nilai respons ragam yang pertama. Bila respons dinamik struktur gedung dinyatakan dalam gaya geser dasar V t, maka persyaratan tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan : Vt 0. 85 V1 (3.2-3) Dimana V1 adalah gaya geser dasar nominal sebagai respons ragam pertama atau yang didapat dari prosedur gaya lateral ekivalen terhadap pengaruh gempa rencana. Faktor Skala = 0.85V1 Vt Dimana : 1 (3.2-4) V1 Vt : geser dasar prosedur gaya lateral ekivalen : geser dasar dari kombinasi ragam yang disyaratkan Prosedur Analisis Ragam Spektrum Respons a. Langkah 1 : Berdasarkan matriks kekakuan dan matriks massa struktur maka dapat dihitung eigen dari struktur dengan metode Jacobi. Perhitungan ini dilakukan secara otomatis oleh CAL-91 dengan menggunakan perintah Jacobi pada input data. 2 b. Langkah 2 : Berdasarkan nilai eigen value ω n maka dapat ditentukan perioda dari struktur untuk masing-masing mode. Berdasarkan perioda struktur tersebut maka dapat ditentukan nilai S d dari respon spektra rencana. III-6
c. Langkah 3 : Perhitungan modal participation factor (MPF) berdasarkan eigen vector yang diperoleh di langkah 1 dan matriks massa struktur. d. Langkah 4 : Perhitungan gaya pada lantai struktur untuk masing-masing mode sesuai persamaan {Fs} = [Ks]. { }. MPF. Sd e. Langkah 5 : Bila yang diinginkan gaya geser arah X saja maka dengan menggunakan perintah DUPSM pada CAL-91 maka dapat dipublikasi sub matriks dari matriks [Fs] f. Langkah 6 : Gaya geser dasar arah X merupakan jumlah dari gaya geser arah X yang ditentukan dilangkah 5. Perhitungan ini dilakukan juga untuk mode-mode yang lain. g. Langkah 7 : Gaya geser dasar pada frame dihitung sebagai jumlah gaya geser lantai pada frame. Gaya geser lantai pada frame dihitung sebagai h. {Ff} = [K]condense. [A]. { }. MPF. Sd. Total dari gaya geser lantai ini harus sama dengan gaya geser dasar pada struktur. III-7
3.3 Flowchart Penelitian Menentukan matriks kekakuan dan matriks massa struktur Menghitung eigen dari struktur dengan metode Jacobi Menentukan perioda dari struktur untuk masing-masing mode Menentukan nilai S d dari respon spektra rencana Perhitungan modal participation factor (MPF) berdasarkan eigen vector Perhitungan gaya pada lantai struktur untuk masing-masing mode Menghitung gaya geser dasar pada frame Running Analysis dengan software CAL-SAP Analisis ragam respons spektrum menggunakan dua metode superposisi yaitu CQC dan SRSS III-8
3.4 Jadwal Penelitian MARET APRIL MEI JUNI JULI AGUSTUS NO. RENCANA PENELITIAN MINGGU KE - MINGGU KE - MINGGU KE - MINGGU KE - MINGGU KE - MINGGU KE - 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 Persiapan 2 Penulisan BAB I 3 Penulisan BAB II 4 Penulisan BAB III 5 Pendaftaran seminar proposal 6 Pemodelan struktur 3D Analisis pemodelan struktur dengan 7 menggunakan CAL-SAP 8 Analisis perhitungan beban 9 Analisis ketahanan gempa 10 Analisis ragam spektrum respons 11 Penulisan BAB IV 12 Penulisan BAB V 7 Lampiran 8 Persiapan Sidang 9 Sidang III-9