EVA EVALUASI PERILAKU STRUKTUR BANGUNAN BETON BERTULANG AKIBAT GEMPA DENGAN METODE TIME HISTORY HI STORY ANALYSIS ANALYSIS (Studi kasus: Gedung Baru DPRK Banda Ae!" M#!a$$ad A%i%uddin &' Sura Ber$ansa! )' *itr +asdanita , 1,2) Dosen Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Darussalam, Banda Aeh 2!111 !) Sar"ana Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Ku ala Darussalam, #anda Aeh 2!111, $mail% "ts&unsyiah'yahoo(om $mail% "ts&unsyiah'yahoo(om A-strak: Selama empa ter"adi #anunan menalami pererakan dalam arah vertikal dan dan hori hori*o *ont ntal al(( Be#a Be#an n emp empaa diar diarti tika kan n se#a se#aa aii #e#a #e#an n dina dinami miss yan yan akan akan menim#ulkan aya #eru#ah+u#ah terhadap aktu( -erilaku struktur yan menerima #e#an empa perlu diketahui dalam menevaluasi kekuatan elemen struktural #anunan yan tahan terhadap empa( Tu"uan penelitian ini adalah untuk menetahui tinkat keamanan perilaku edun #eton #ertulan #ertulan dalam merespon merespon #esarnya #esarnya #e#an emp empaa #ila #ila diti ditin" n"au au dari dari top displacement displacement , top drift , da d an base base shear shear ( .#"e .#"ek k penelitiannya #erupa edun edu n existing yaitu yaitu edun #aru D-/K Banda Aeh #erlantai 0 denan ketinian 2, m( 3etode yan diunakan adalah Time History Analysis denan #antuan proram ST$/A 4Struct 4Structural ural Earthquake Earthquake Response Response Analysis Analysis)) !D ver(5(6( Struktur edun #eton #ertulan di#erikan #e#an empa #erupa rekaman riayat empa yan pernah ter"adi yaitu empa $l+entro, empa Ko#e, empa 7hi+ 7hi, dan empa 8rpinia( 9asil maximum top displacement response ter"adi response ter"adi dalam arah : diaki#atkan oleh empa 8rpinia, yaitu se#esar !,6!; m( Top Top drift dan base dan base shear ter#esar ter"adi dalam <( 9asil maximum top drift se#esar ;,;52 m diaki#atkan oleh empa empa 7hi+7h 7hi+7hii dan maximum base shear se#esar se#esar ;(15;,;;; k= yan diaki#atkan oleh oleh empa Ko#e( Ko#e( 9asi 9asill top top drif driftt dan base shear sudah memenuhi syarat yan dii*inkan oleh S=8+120+2;12 yaitu se#asar ;,56 m untuk drift dan 11(>1 k= untuk base shear ( 9asil evaluasi menun"ukkan #aha perilaku #anunan edun #aru D-/K Banda Aeh #erdasarkan Time History Analysis Analysis aman terhadap empat #e#an empa yan di#erikan( di#erika n(
PENDA+ULUAN
Aeh merupakan ilayah palin #arat -ulau Sumatra, sehina Aeh men"adi sala salah h satu satu kaas kaasan an yan yan terl terlet etak ak pada pada pin pinir iran an lemp lempen en akti? akti? duni duniaa yan yan
menye#a#kan
tininya
?rekuensi
ke"adian
empa
#umi(
@empa
dapat
menaki#atkan #e#an dinamis yan akan menim#ulkan aya #eru#ah+u#ah terhadap aktu, sehina dapat menye#a#kan kerusakan pada #anunan( -erilaku struktur #anunan yan menerima #e#an empa perlu diketahui untuk menantisipasi dan menurani kerusakan #anunan( 3enurut Tarian 42;1! % !), pada umumnya kerusakan #anunan #aik elemen struktural maupun non+ struktural dise#a#kan oleh interstory drift 4per#edaan simpanan) yan terlalu #esar( Banyaknya kerusakan #anunan #eton #ertulan aki#at empa maka perlu dilakukan suatu penelitian untuk meminimalisir kerusakan pada edun dan kor#an "ia yan diaki#atkan oleh kerusakan terse#ut( Berdasarkan permasalahan terse#ut, maka penelitian ini #ertu"uan untuk menetahui #aaimana perilaku edun #eton #ertulan dalam merespon #esarnya #e#an empa yan ter"adi( .#"ek penelitian ini #erupa edun existing yan ada di kota Banda Aeh yaitu edun #aru Dean -erakilan /akyat Kota 4D-/K) Banda Aeh, terdiri dari 0 lantai denan tini 2,0 m( -enelitian terhadap edun ini dilakukan kerena salah satu edun tinkat #anyak yan ada di kota Banda Aeh( 3etode yan diunakan adalah Time History Analysis denan #antuan proram ST$/A 4Structural Earthquake Response Analysis) !D ver(5(6( Struktur edun #eton #ertulan dilimpahkan #e#an empa #erupa rekaman riayat( /ekaman riayat empa yan di#erikan terdiri dari empat "enis rekaman empa, yaitu empa $l+7entro, empa Ko#e, empa 7hi+7hi, dan empa 8rpinia( Selan"utnya dilakukan evaluasi top displacement , top drift , dan base shear #erdasarkan output data ST$/A denan panduan S=8+120+2;12( KA.IAN PUSTAKA Gaa Ge$/a
3enurut Shodek 41>>6 % 1;!), empa #umi adalah ?enomena etaran yan dikaitkan denan ke"utan pada kerak #umi( Ke"utan yan #erkaitan denan #enturan terse#ut men"alar dalam #entuk elom#an ini menye#a#kan permukaan #umi dan #anunan di atasnya #eretar( -ada saat #anunan #eretar tim#ul aya+aya pada
struktur
#anunan
karena
adanya
keendrunan
massa
#anunan
untuk
mempertahankan dirinya dari erakan( 3enurut 3unta?i 42;12 % 2), aya empa mempunyai #esar, arah dan intensitas yan selalu #eru#ah menurut aktu (time varying sehina menim#ulkan respons dinamis pada struktur yan merupakan ?unsi dari aktu( Si?at etaran aya empa yan random dan tidak seperti #e#an statik pada umumnya, maka e?ek #e#an terhadap respons struktur tidaklah dapat diketahui denan mudah(
Time History Analysis
i#oo 42;11 % >) menemukakan, time history analysis 4analisis riayat aktu) adalah analisis dinamis dimana pada model struktur di#erikan suatu atatan rekaman empa( Analisis ini diunakan untuk menentukan respons dinamis struktur yan #erperilaku elastis penuh 4linier) maupun elasto+plastis 4non+linier) terhadap #e#an dinamis se#aai data masukan( Selain itu, "ua diunakan untuk menetahui #aaimana si?at suatu struktur setelah meleati #atas elastisnya dan sampai se#erapa kuat struktur terse#ut dapat #ertahan( 3enurut Anonim 42;12 % 1;!), pada analisis time history perepatan erak tanah yan harus diunakan dalam menanalisis palin sedikit tia perepatan erak tanah( Analisis time history dapat dilakukan denan analisis dinamis ! dimensi( -ada analisis dinamis ! dimensi erak tanah harus terdiri dari sepasan komponen perepatan tanah hori*ontal yan sesuai, harus diseleksi, dan diskalakan dari rekaman peristia empa individual( @erak tanah yan sesuai harus diseleksi dari peristia+peristia empa yan memiliki manitudo, "arak patahan, dan mekanisme sum#er empa yan konsisten denan hal+hal yan menontrol ketentuan empa maksimum yan dipertim#ankan( Apa#ila "umlah pasanan rekaman empa yan sesuai tidak menukupi maka harus diunakan pasanan erak tanah #uatan untuk menenapi "umlah total yan di#utuhkan(
Si$/angan Latera0 (drift "
3enurut $dhi 42;1! % 0), de?ormasi merupakan parameter utama dalam perenanaan struktur tahan empa di#andinkan aya dan kekuatan yan merupakan
metode konvensional yan diterapkan pada ke#anyakan peraturan #anunan( Salah satu #entuk de?ormasi adalah simpanan antar lantai atau drift ( !rift dide?inisikan se#aai perpindahan relati?( 3enurut Anonim 42;12 % 5>), penentuan simpanan antar lantai 4) harus diperhitunkan se#aai per#edaan de?leksi pada pusat massa tinkat teratas dan ter#aah yan ditin"au, seperti Ga$-ar &( Apa#ila tidak terletak searis dalam arah vertikal, dii"inkan untuk menhitun de?leksi di dasar tinkat #erdasarkan proyeksi vertikal dari pusat massa tinkat di atasnya(
Ga$-ar &1 Penentuan si$/angan 0atera0 Su$-er: SNI3&4)53)6&)35&
Simpanan antar lantai i"in 4drift ) yan ditetapkan S=8+120+2;12 adalah seperti Ta-e0 &( Ta-e0 &1 Si$/angan Antar Lantai I2in
Gaa Geser Dasar ( Base Shear "
3enurut Anonim 42;12 % 2), aya eser dasar merupakan aya eser atau lateral yan ter"adi pada tinkat dasar( @aya eser dasar yaitu suatu aya eser yan diasumsikan penanti dari etaran empa #umi( 3enurut S=8+120+2;12 base shear 4C) dalam arah yan ditetapkan harus ditentukan sesuai denan persamaan% C1 7s(t =ilai aya eser dasar yan telah diskalakan tidak #oleh kuran dari 65E nilai C yan ditentukan menunakan nilai 7s minimum, seperti persamaan% C ;,65 C1 C1 @aya eser dasar yan ditin"au 4k=) 7s =ilai ?aktor respon empa t Berat total edun 4k=) C @aya eser dasar 4k=)
Ana0isis STERA
ST$/A 4Structural Earthquake Response Analysis) !D merupakan salah satu proram analisis struktur #anunan #eton #ertulan yan dikhususkan pada analisis #e#an empa( -roram ini dikem#ankan pada 2;;5 oleh Dr( Taiki Saito dari Toyohasi "niversity of Technology Jepan( Ada tia analisis yan disediakan oleh ST$/A !D ver( 5(6, yaitu linear modal analysis, nonlinear static push#over analysis, dan nonlinear earthquake response analysis
METODELOGI PENELITIAN Pe$#de0an Struktur
Struktur edun yan diteliti adalah edun #eton #ertulan S/-3K yaitu edun #aru D-/K Banda Aeh yan diasumsikan terletak di tanah sedan( @edun ini #erlantai 0 denan tini 2, m( pan"an denah arah : adalah !6,; m dan le#ar arah < adalah 0,2; m( -emodelan struktur dilakukan sesuai denan #anunan existing ( -emodelan dilakukan denan soft$are ST$/A !D ver( 5(6 denan metode time history analysis( Sistem struktur yan dimodelkan yaitu kolom, #alok, pelat lantai, dan dindin eser( Dimensi elemen #alok dan kolom yan dimodelkan dapat dilihat pada Ta-e0 ) #erikut%
Ta-e0 ) Di$ensi Ba0#k dan K#0#$
$leme n
Kolom
Balok
Sim#o l
Dimensi -enampan # h 4mm)
4mm)
K 1
6;;
6;;
K 2
0;;
0;;
K !
;;
0;;
B1
;;
6;;
B2
!5;
5;
Guas dan tini #anunan yan diteliti dapat dilihat pada Ta-e0 , #erikut%
Ta-e0 ,1 Luas dan Tinggi Bangunan N# 1
Lantai
1 2 ! 5 0
Gantai 1 Gantai 2 Gantai ! Gantai Gantai 5 Gantai 0
Tinggi Bangunan ($" !,2 ,5 ,5 ,5 ,5 0,2
Luas Tia/ Lantai ($)" 15,26 15,26 11,;6 15;;,6; 15;;,6; 120,2;
-emodelan !D edun #aru D-/K Banda Aeh dapat dilihat pada Ga$-ar ) #erikut%
Ga$-ar )1 Pe$#de0an gedung DPRK Banda Ae!
Pe$-e-anan Be#an+#e#an yan dihitun terdiri dari #e#an mati dan #e#an hidup yan
merupakan #e#an ravitasi, dan #e#an empa( Be#an mati dan #e#an hidup dihitun #erdasarkan S=8+12+1>6> tentan -erenanaan -em#e#anan untuk /umah dan @edun( Be#an empa dihitun seara dinamis denan metode time history analysis( Be#an empa #erupa rekaman perepatan tanah untuk empa tertentu( -enelitian ini menunakan rekaman empa yaitu% • • • •
@empa $l+7entro yan ter"adi di 7ali?ornia pada tahun 1>;H @empa Ko#e yan ter"adi di Jepan pada tahun 1>>5H @empa 8rpinia yan ter"adi di 8talia pada tahun 1>6;H @empa 7hi+7hi yan ter"adi di Taian pada tahun 1>>>(
E7a0uasi Struktur
Keseluruhan dari perhitunan dilakukan seara komputasi menunakan #antuan proram rekayasa komputer ST$/A !D( Data+data yan ditetapkan diaal
dimasukkan #aik itu data mutu #ahan, tipe, dimensi elemen struktural, data akseleroram empa, #e#an+#e#an yan #eker"a serta data+data lain yan diperlukan pada saat perhitunan( 1( %nput data empa Data empa yan diunakan pada penelitiana ini adalah rekaman perepatan tanah aki#at empa dari akseleroram empa $l+7entro, Ko#e, 7hi+7hi, dan 8rpinia( /edaman empa yan diunakan adalah 5E denan ?aktor skala -@A3I-@A@(8e, dimana% -@A3 -@A@ 8e
-@A lokasi #anunan -@A rekaman empa Faktor keutamaan edun
%nput data empa dilakukan denan menklik , pilih earthquake( Klik ?ile 4:), ?ile 4<), dan ?ile 4) untuk input data rekaman empa yan telah ada dalam arah :, <, dan (
2( &utput data Untuk memperoleh data yan diperlukan dalam menevaluasi dilakukan denan menklik
untuk analisis data( @am#ar analisis data pada ST$/A
ver(56 seperti telihat pada Ga$-ar , #erikut%
Ga$-ar ,1 Ta$/i0an Output data
&utput data yan perlukan denan memilih earthquake( Klik vie$ pilih top displacement response' klik empa yan di#erikan( Klik
untuk melihat pererakan edun aki#at rekaman untuk menyimpan output data(
!( 9asil evaluasi $valuasi dilakukan terhadap top displacement response, top drift , dan base shear ( 9asil $valuasi dilakukan #erdasarkan S=8 120+2;12 tentan Tata 7ara -erenanaan Ketahan @empa untuk Stuktur @edun dan =on+edun(
+ASIL DAN PEMBA+ASAN
-erilaku struktur yan dievaluasi pada edun #aru D-/K Banda Aeh yaitu top displacement response, top drift , dan base shear (
Ga$-ar 81 Gra%ik top displacement response ara! 9
Ga$-ar 1 Gra%ik top displacement response ara! ;
@am#ar di atas menun"ukkan #aha story displacement response ter#esar arah : dise#a#kan oleh empa 8rpinia denan nilai top displacement !,6! m dan arah < oleh empa 7hi+7hi denan nilai top displacement 25,5! m( !isplacement maksimum ter"adi pada lantai ke+0 untuk semua empa #aik dalam arah : maupun <( +asi0 !
top displacement response
Top displacement response merupakan perpindahan yan ter"adi pada tinkat palin atas aki#at #e#an empa( -erpindahan ter"adi dalam arah : dan arah <( rafik top displacement response arah : dan arah < seperti Ga$-ar 8 dan Ga$-ar #erikut%
"!
top drift
$valuasi nilai drift #erdasarkan S=8+120 2;12( Berdasarkan S=8+120 2;12, kateori resiko 88 nilai drift harus le#ih keil dari 2E tini #anuanan se#elum tinkat yan ditin"au( @ra?ik hu#unan tini #anunan denan nilai drift arah : dan arah < dapat dilihat pada Ga$-ar 5 dan Ga$-ar 4 di #aah ini%
Ga$-ar 51 Gra%ik !u-ungan drift dengan tinggi -angunan ara! 9
Ga$-ar 41 Gra%ik !u-ungan drift dengan tinggi -angunan ara! ;
@am#ar di atas menun"ukkan nilai story drift menalami peninkatan dari lantai 1 ke lantai 2, menalami penurunan pada lantai ! sampai 5 dan kem#ali menalami peninkatan pada lantai 0( -er#edaan ini dise#a#kan per#edaan letak dindin dan #alok yan menaki#atkan per#edaan kekakuan( -er#edaan kekakuan "ua ter"adi pada lantai 0 dimana ter"adi penuranan
"umlah kolom( alaupun demikian, terlihat #aha nilai story drift untuk semua #e#an empa sanat keil di#andinkan denan syarat yan ditentukan oleh S=8+120+2;12 yaitu se#esar ;,56 m( Top drift ter#esar yan ter"adi dalam arah < se#esar ;,;52 m, sehina sudah memenuhi persayaratan S=8+120+2;12( #! $ase shear
Berdasarkan S=8+120+2;12, hasil base shear maksimum hasil evaluasi yan telah diskalakan harus le#ih #esar dari ;,65 E dari nilai aya eser yan ditentukan yaitu se#esar 11(>1 k=( @ra?ik base shear arah : dan < untuk masin+masin empa dapat dilihat pada Ga$-ar < dan Ga$-ar = #erikut%
Ga$-ar <1 Gra%ik $ase shear ara! 9
Ga$-ar =1 Gra%ik $ase shear ara! ;
@am#ar 6 dan > menun"ukkan, nilai base shear yan ter"adi edun D-/K Banda Aeh sanat #esar di#andinkan denan persyaratan yan dii*inkan oleh S=8+120+ 2;12 yaitu C ;,65 7s( 411(>1 k=)(
Pe$-a!asan
Dari hasil penelitian terlihat #aha ter"adi per#edaan nilai top displacement response, top drift dan base shear dalam arah : dan arah <( 9al ini dise#a#kan per#edaan le#ar arah : dan arah < pada denah #anunan, posisi kolom terhadap arah : maupun <, dan "umlah kolom yan #er#eda pada lantai 5 dan lantai 0( Ge#ar arah < le#ih #esar di#andinkan le#ar arah : dan dimensi terkeil untuk kolom yan tidak simetris #erada pada arah :, sehina top drift dan base shear arah < mempunyai nilai yan le#ih #esar dari arah :(
alaupun ter"adi per#edaan nilai top drift dan base shear arah : maupun <, top drift dan base shear yan ter"adi pada edun #aru D-/K Banda Aeh memenuhi persyaratan yan dii*inkan oleh S=8+120+2;12( Denan demikian, edun #aru D-/K Banda Aeh aman terhadap top drift dan base shear yan diaki#atkan oleh empa $l+7entro, Ko#e, 7hi+7hi, dan 8rpinia( KESIMPULAN DAN SARAN Kesi$/u0an
1( 9asil evaluasi menun"ukkan #aha perilaku edun #aru D-/K Banda Aeh #erdasarkan Time History Analysis aman terhadap #e#an empa $l+7entro, Ko#e, 7hi+7hi dan 8rpiniaH 2( 9asil top dicplacement response ter#esar ter"adi dalam arah : se#esar !,6!; m diaki#atkan oleh empa 8rpinia !( 9asil top drift ter#esar ter"adi dalam arah < se#esar ;,;52 m diaki#atkan oleh empa 7hi+7hi( 9asil evaluasi top drift menun"ukkan #aha nilai top drift arah : maupun < sanat keil di#andinkan denan persyaratan yan disyaratkan oleh S=8+120+2;12 yaitu se#esar ;,56 m( Sehina edun #aru D-/K Banda Aeh aman terhadap empat "enis #e#an empa yan dilimpahkanH ( 9asil base shear ter#esar ter"adi dalam arah < yaitu se#esar ;(15;,;; k= diaki#atkan oleh empa Ko#e( 9asil evaluasi base shear menun"ukkan edun #aru D-/K Banda aeh aman terhadap #e#an empa yan di#erikan( 9al ini dise#a#kan nilai base shear arah : maupun < le#ih #esar di#andinkan denan persyaratan yan disyaratkan oleh S=8+120+2;1 2 yaitu se#esar 11(>1,;; k=(
Saran
Untuk penelitian selan"utnya disarankan menunakan rekaman empa daerah lainnya yan memiliki kondisi topoloi hampir sama denan topoloi lokasi o#"ek penelitian, seperti rekaman empa 8ndia dan empa -akistan, penelitian #isa dilakukan denan metode lain seperti pushover dan response spectrum, serta menunakan #anunan edun #erlantai #anyak(
DA*TAR PUSTAKA
Anonim, 1>6>, Standar )asional %ndonesia (S)% *+,-./. ,-010 tentang Tata 2ara 3erencanaan 3embebanan untuk Rumah dan edung' Departemen -eker"aan Umum( Anonim, 2;12, Standar )asional %ndonesia *+#-./4#/*-/5 Tata 2ara 3erencanaan 6etahanan empa untuk 7angunan edung' Departemen -eker"aan Umum( 7louh, /( (, 1>;, Earthquakae of Structur , "ounal o? $nineerin halaman !;6 + !!!, 7ali?ornia% -rentie 9al 7louh, /( (, Joseph -(, dan Dines @(, 1>66, !inamisa Struktur , Jakarta% $rlana $dhi, S(, 2;1!, 3erkuatan !inding 7eton 7ertulang Sebagai Alternatif 8engurangi !rift 3ada 7angunan Tidak Simetris, Banda Aeh% Universitas Syiah Kuala( 3unta?i, <(, 2;12, Evaluasi kiner9a 7angunan edung !3" :ilayah 6abupaten :onogiri
!engan Analisis 3ushover ,
8slam
8ndonesia( 3uto, K(, 1>>!, Analisis 3erencanaan Tahan empa, Jakarta% $rlana( -airodikromo, (, 2;12, Seismologi Teknik dan Rekayasa empa, >6, Struktur , Jakarta% $rlana( Siller, 9(/(, 2;;, )onlinear 8odal Analysis 8ethods for Engineering Structures, Gondon% University o? Gondon( Suhaimi, T( Budi A(, 3ohammad A(, 2;1, Evaluasi 6iner9a edung 7eton 7ertulang Sistem anda !engan ;ariasi eometri !inding eser 3ada :ilayah empa 6uat , Jurnal Teknik Sipil -asasar"ana Universitas Syiah Kuala, Col( !, 9alaman ;+62( Tarian, 3(, 2;1!, 3erbandingan Respon Struktur 7eraturan dan 6etidakberaturan Hori