CHAPTER 1 - Pushover Analysis

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perpindahan penduduk dari desa ke kota disebut dengan urbanisasi. Bertambahnya arus urbanisasi akan diikuti dengan pertambahan jumlah penduduk di kota besar sehingga mengakibatkan semakin padatnya pemukiman dan semakin terbatasnya lahan yang ada. Untuk mengatasi permasalahan keterbatasan ruang, para ahli konstruksi membangun ruang ke atas bukan ke samping dalam bentuk bangunan  bertingkat (multy-story building). Meskipun sepertinya merupakan suatu solusi yang efektif, pembangunan  bangunan bertingkat tidak semudah seperti yang direncanakan. Salah satu hambatan dalam pembangunan ini ialah keberadaan bangunan purbakala atau heritage building  yang keberadaannya harus dilestarikan. Dengan keberadaan bangunan purbakala, ruangan untuk membangun bangunan baru semakin berkurang. Untuk itu, munculah gagasan yakni membangun sebuah bangunan bertingkat di atas bangunan purbakala yang bersangkutan dengan menggunakan sistem transfer yang terdiri dari balok transfer dan kolom-kolom pendukung. Sistem transfer yang ada terdiri dari balok transfer dengan bentang 18 meter dan kolom-kolom pendukung sebagai dudukan balok transfer. Ukuran kolom  pendukung lebih besar dibandingkan dengan kolom-kolom lainnya, sementara balok transfer menggunakan balok prategang parsial ( partial  partial prestress) prestress) yang dirancang dengan metode load balancing.  balancing.  Sistem transfer (balok transfer dan kolom-kolom  pendukung) akan didesain dengan faktor kuat lebih bangunan dengan tujuan agar sistem transfer tidak gagal terlebih dahulu dibanding dengan komponen-komponen struktur lainnya. Bangunan baru dengan sistem transfer ini rencananya akan dibangun di Jakarta yang mana merupakan wilayah gempa di Indonesia. Perencanaan tahan gempa berbasis kekuatan (strength based design) terhadap bangunan baru ini sudah dilakukan

pada

penelitian

sebelumnya.

Pada

penelitian

ini,

perencanaan

tahan gempa akan mengikuti trend terkini yaitu perencanaan berbasis performa (performance based design). Selama puluhan tahun, berbagai peraturan perencanaan bangunan tahan gempa telah menganggap bahwa kekuatan dan performa (strength and performance) adalah dua hal yang sama (Priestley : 2000). Bagaimanapun juga, dalam 20 tahun terakhir tercipta  pergeseran pengertian akibat kesadaran manusia bahwa meningkatkan kekuatan  bangunan belum tentu mampu mengurangi kerusakan dan meningkatkan  safety  bangunan. Perkembangan selanjutnya menghasilkan desain kapasitas (capacity design) dari Park dan Paulay tahun 1976 yang menunjukkan bahwa distribusi kekuatan  bangunan lebih penting daripada desain yang hanya berdasarkan gaya geser dasar semata. Portal bangunan mampu berperilaku lebih baik dengan pembentukan sendi  plastis di balok dan perencanaan geser yang berdasarkan gaya geser akibat kapasitas lentur. Hal ini menjadi awal mula perkembangan  performance based design, dimana  performa bangunan dikontrol sebagai fungsi dari proses desain. Pada umumnya  performance based design  merupakan prosedur perancangan yang didalamnya terdapat analisa non-linier berbasis komputer untuk mengetahui  perilaku inelastis struktur dari berbagai macam intensitas gerakan tanah sehingga dapat diketahui kinerjanya pada kondisi kritis. Salah satu metode analisis dalam performance based design ialah analisa  pushover , yaitu analisa yang dilakukan dengan memberikan struktur suatu pola beban lateral statik yang kemudian ditingkatkan dengan faktor  pengali sampai satu target perpindahan lateral di titik tertentu tercapai pada struktur. Titik ini dinamakan titik kontrol dan terletak d i pusat massa atap. Dalam penelitian ini, bangunan bertingkat dengan sistem transfer dan bangunan regular tipikal tanpa sistem transfer dicari tahu level kinerjanya dengan analisa  pushover . Kedua bangunan memiliki denah tipikal namun pada salah satu bangunan memiliki daerah tanpa kolom, yang mana perannya digantikan oleh sistem transfer. Kedua bangunan kemudian diharapkan memiliki level kinerja yang sama yakni  Life  Safety (berdasarkan FEMA 356). Hasil dari penelitian ini akan memberikan level kinerja

kedua bangunan dan pengaruh dari variasi sistem transfer terhadap kinerja bangunan  bertingkat.

1.2 Rumusan Permasalahan

Rumusan permasalahan yang terkandung dalam penelitian ini ialah : a.

Bagaimana perbandingan karakteristik dinamik kedua jenis bangunan?

 b.

Bagaimana perbandingan level kinerja antara bangunan dengan sistem transfer dan  bangunan konvensional tanpa sistem transfer berdasarkan FEMA 356?

c.

Berapakah performa inelastis aktual yang tersedia pada masing-masing struktur dan  perbandingannya satu sama lain?

d.

Bagaimana pengaruh variasi sistem transfer terhadap level kinerja bangunan?

1.3 Tujuan Penelitian

Dengan perumusan masalah seperti yang sudah tertera di atas, tujuan dari penelitian ini ialah : a.

Menjelaskan perbandingan karakteristik dinamik antara bangunan dengan sistem transfer dan bangunan tanpa sistem transfer.

 b.

Menjelaskan perbandingan kinerja kedua jenis bangunan berdasarkan dokumen FEMA 356 dan bantuan analisa pushover  yang dilakukan dengan program SAP 2000 v.15.0.1.

c.

Mencari tahu performa inelastis aktual struktur serta membandingkan dengan nilai yang digunakan sesuai peraturan (SNI 03-1726-201x).

d.

Menjelaskan pengaruh variasi sistem transfer terhadap level kinerja ban gunan.

1.4 Batasan Penelitian

Adapun pembatasan dalam penelitian ini ialah : a.

Kedua bangunan sudah dianalisa terlebih dahulu berdasarkan kekuatan  (strength based design) untuk mendapatkan karakteristik dinamik serta luasan tulangan yang diperlukan menggunakan program ETABS v.9.6. Hasil tulangan ini menjadi input analisa pushover  yang dikakukan dengan menggunakan program SAP 2000 v.15.0.1.

 b.

Pembebanan yang dilakukan dalam perencanaan berbasis kekuatan ialah pembebanan gravitasi dan gempa.

c.

Spesifikasi material dan dimensi komponen yang digunakan dapat dilihat pada Bab III – Metodologi Penelitian.

d.

Metode konstruksi bangunan tidak ditinjau.

e.

Zona pengangkuran balok prategang tidak diperhatikan.

f.

Karakteristik non-linear material  strand   diambil berdasarkan nilai default dari program RESPONSE 2000 yang mana lebih konservatif dibanding nilai aslinya.

g.

Tahapan pemberian gaya prategang tidak ditinjau. Kondisi perancangan langsung merujuk  pada kondisi  service  dengan beban luar sudah bekerja penuh dan gaya prategang sudah mengalami kehilangan.

h.

Desain balok prategang parsial dilakukan hanya berdasarkan aspek lentur.

i.

Perencanaan berbasis performa ( performance based design) yang digunakan mengacu pada dokumen FEMA 356 dalam penentuan level kinerjanya.

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan pada seminar ini iala h : BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah, tujuan penelitian,  pembatasan masalah, serta sistematika penulisan laporan.

BAB II : DASAR TEORI Bab ini memberikan

penjelasan dasar

teori penelitian

yang akan dilakukan

 berdasarkan teori-teori yang sudah ada sebelumnya

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tentang uraian mengenai prosedur analisa, modelisasi struktur, variabel analisa dan prosedur kerja yang dilakukan untuk tugas akhir ini.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisikan hasil dari analisa yang sudah dilakukan beserta pembahasannya dengan merujuk pada hasil yang sudah didapatkan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan akhir dari penelitia beserta saran yang diperlukan untuk  penelitian di masa depan.

1.6 Hipotesis Penelitian

Karakteristik dinamik kedua jenis bangunan (periode getar, pola ragam getar, dan  pastisipasi massa tiap pola ragam getar) tidak akan jauh berbeda (rentang perbedaan < 10%). Level kinerja bangunan berdasarkan dokumen FEMA 356 diharapkan adalah sama dan berada  pada tingkat  Life Safety. Hipotesa yang terakhir yakni sistem transfer memberikan pengaruh terhadap hasil analisa antara lain nilai R dan � aktual struktur, dimana rasio daktilitas struktur konvensional akan lebih tinggi dibanding dengan struktur dengan sistem transfer. Selain itu sistem transfer juga akan mempengaruhi distribusi sendi plastis di bangunan, jumlah sendi plastis yang terbentuk, kemampuan disipasi energi, dan lain-lain.