evaluasi kinerja struktur gedung dengan ketidakberaturan sistem

EVALUASI KINERJA STRUKTUR GEDUNG
DENGAN KETIDAKBERATURAN SISTEM NONPARALEL
TERHADAP GEMPA KUAT BERDASARKAN
RSNI 03-1726-201X
Ricky Parulian Malau
NIM. 15008116
Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan- Program Studi Teknik Sipil
Institut Teknologi Bandung
ABSTRAK
Pada dewasa ini, sedang dikaji dan dikembangkan standar perencanaan kegempaan di
Indonesia, yakni RSNI 03-1726-210X, sebagai revisi dari standar yang masih berlaku SNI
03-1726-2002. Pada standar terbaru ini telah dimuat peraturan-peraturan yang terkait adanya
ketidakberaturan pada struktur. Tipe ketidakberaturan struktur yang akan dikaji pada studi ini
adalah ketidakberaturan sistem nonparalel. Pada studi ini digunakan model struktur yang
memiliki ketidakberaturan tipe tersebut, serta model struktur beraturan sebagai pembanding
dasar. Evaluasi kinerja struktur dilakukan dengan menggunakan metode spektrum kapasitas
(Capacity Spectrum Method/CSM) dan Nonlinear Time History Analysis (NLTHA). Hasil
studi menunjukkan, bahwa model struktur dengan ketidakberaturan, berperilaku sesuai yang
diharapkan, di mana jika ditinjau dari aspek target perpindahan struktur, gaya seismik
bangunan, dan mekanisme plastisitas, metode CSM masih memberikan hasil yang konservatif
terhadap NLTHA. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa metode CSM dapat digunakan
sebagai alternatif dari NLTHA, dan RSNI 03-1726-201X dinilai cukup menjamin perilaku
struktur dengan ketidakberaturan tipe ini, tetap aman terhadap pembebanan gempa kuat.
Kata Kunci: RSNI 03-1726-210X, SNI 03-1726-201X, capacity spectrum method,
nonlinear time history analysis, ketidakberaturan sistem nonparalel.
PENDAHULUAN
Metode evaluasi kinerja yang kini umum
digunakan
adalah
metode
spektrum
kapasistas
(Capacity
Spectrum
Method/CSM) sebagai alternatif dari analisis
dinamik Nonlinear Time History Analysis
(NLTHA), yang menghasilkan respon eksak
struktur terhadap percepatan gempa. Metode
CSM sering digunakan karena memberikan
hasil yang konservatif, namun cukup akurat
dan membutuhkan running-time program
yang relatif singkat jika dibandingkan
dengan NLTHA. Keakuratan metode CSM
ini tidak terlepas dari bentuk dan konfigurasi
struktur bangunan yang pada umumnya
simetris dan beraturan.
Seiring berkembangnya teknologi gedung di
Indonesia, kini bentuk-bentuk struktur
gedung mulai bervariasi dan cenderung tidak
beraturan, untuk memenuhi kebutuhan akan
estetika arsitektural gedung. Standar
perencanaan ketahanan gempa bangunan
gedung yang kini berlaku di Indonesia, yakni
SNI 03-1726-2002,
kini mulai direvisi
konten dan referensinya, yang tertuang
dalam RSNI 03-1726-201X. Selain merevisi
peta dan parameter kegempaan wilayahwilayah di Indonesia, pada RSNI 03-1726201X ini juga ditambahkan peraturan
mendetail mengenai perencanaan ketahanan
gempa struktur gedung dengan beberapa tipe
ketidakberaturan.
FOKUS STUDI
Pada studi ini secara khusus dikaji perilaku
ketahanan gempa struktur gedung dengan
ketidakberaturan
sistem
nonparalel.
Ketidakberaturan tipe ini didefinisikan ada
jika elemen penahan gaya lateral vertikal
(pada kasus ini adalah dinding geser) tidak
paralel atau simetris terhadap sumbu-sumbu
ortogonal utama sistem penahan gaya
seismik. Pada studi ini digunakan 3 model
gedung.
Gedung
yang
pertama
merepresentasikan gedung beraturan. Dua
model lainnya merepresentasikan gedung
dengan ketidakberaturan. Model gedung
didesain tetap simetris meskipun dinding
gesernya tidak paralel terhadap sumbu
bangunan. Analisis pada domain elastik
menggunakan analisis gempa ragam respons
spektrum, dengan gaya seismik dasar
disesuaikan dengan syarat minimum
terhadap ragam pertamanya. Sedangkan
analisis gempa pada domain inelastik
menggunakan
metode
CSM
dengan
pushover analysis yang menggunakan
distribusi ragam pertama; dan metode
NLTHA dengan akselerogram gempa ELCentro (1940) yang diskalakan terhadap
karakteristik gempa Jakarta.
ANALISIS DAN KESIMPULAN
Hasil analisis menunjukkan bahwa perilaku
struktur ketiga model gedung cukup baik
dengan level kinerja (berdasarkan ATC-40)
Immediate
Occupancy
dan
dengan
mekanisme plastisitas sesuai dengan prinsip
strong column – weak beam. Namun dengan
dominannya pengaruh dinding geser, ketiga
model bangunan mengalami overstrength
yang lebih besar dari pada yang diharapkan.
Selain itu struktur juga memiliki daktilitas
yang berlebihan akibat overdesign. Untuk
model gedung beraturan, rasio aktual
overstrength (Ωo) dan pembesaran defleksi
(Cd) terhadap rencana berturut-turut berkisar
pada nilai 2,48 – 2,09 dan 1,41 – 2,15.
Sedangkan untuk kedua model gedung
dengan ketidakberaturan rasio aktual
overstrength (Ωo) dan pembesaran defleksi
(Cd) terhadap rencana berturut-turut berkisar
pada nilai 1,88 – 2,83 dan 1,06 – 1,49.
Pada studi ini dapat disimpulkan bahwa
metode CSM dapat digunakan sebagai
alternatif metode dari NLTHA, karena
memberikan hasil yang cukup konservatif.
Hal ini ditunjukan dari tiga aspek, yakni
target perpindahan struktur, gaya seismik
dasar bangunan, dan level kerusakan
/plastisitas elemen struktur. Dari segi
perpindahan
struktur,
metode
CSM
memberikan nilai yang lebih besar dari
NLTHA. Untuk model gedung beraturan,
selisih perpindahan kedua metode bernilai
pada kisaran 17% – 20%. Sedangkan untuk
kedua model dengan ketidakberaturan,
selisih perpindahan kedua metode bernilai
pada kisaran 10% – 66%. Demikian pula
besaran gaya seismik dasar CSM masih lebih
besar dari NLTHA. Dari segi level kerusakan
struktur, metode CSM memberikan jumlah
sendi plastis yang lebih banyak dibanding
NLTHA jika ditinjau pada performance
point –nya. Selain itu juga dapat disimpulkan
bahwa semua ketentuan perencanaan yang
diatur pada RSNI 03-1726-201X dinilai
cukup
menjamin
gedung
dengan
ketidakberaturan tipe ini berperilaku sesuai
dengan yang diharapkan Model gedung
dengan ketidakberaturan memiliki perilaku
yang sesuai dengan yang diharapkan,
sebagaimana dijelaskan di atas, dikarenakan
model gedung tetap didesain simetris,
sehingga tidak timbul efek torsi berlebihan.
REFERENSI
Applied Technology Council ATC -40. 1996.
Sesimic Evaluation and Retrofit of Concrete
Buildings. Redwood City, California.
ASCE 7-10. 2010. Minimum Design Loads for
Buildings and Other Structures. American
Society of Civil Engineers. Virginia.
Badan Standardisasi Nasional. 2010. Standar
Perencanaan Ketahanan Gempa untuk
Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung
RSNI 03-1726-201X. BSN. Jakarta.
FEMA 451. 2006. NEHRP Recommended
Provisions: Design Examples. Building
Seismic Safety Council National Institute of
Building Sciences. Washington, D.C.