Upload
lemien
View
226
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
KAJIAN RESPON DINAMIS STRUKTUR GEDUNG BERTINGKAT
DENGAN PENAMBAHAN ISOLASI DASAR MENGGUNAKAN
ANALISIS RIWAYAT WAKTU
STUDI KASUS : GEDUNG HOTEL DI KUTA BALI
Dynamic Response Study on Building Structure with Addition of Base Isolation Using Time History Analysis.
SKRIPSI
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
KRESNA NURDIANYOTO I 0107095
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Hasta La Siempre Victoria – Berjuanglah untuk meraih kemenangan yang abadi (Ernesto Lynch De Laserna Guevara)
Sebaik-baiknya manusia adalah manusia yang berguna untuk lingkungannya (Kresna Nurdianyoto)
Thanks to:
My Inspiration, God and its prophet Family - Dad (Pambudi), Mom (Siti N. Syamsiah), Indra Nurdianyoto, Ratri
Kurniasari and Uli Rizky Nareswari. My Pal Januar, Kurnia, Wahyu Tri, Ali, Arif, Aza, Lintang - Putri, all amanah boarding house persons (yoga, yanuar1 & 2, Ardan, Mastar, Logam, Aziz, Dodi, Kholiq, Idus, Dika). My Partner Khairiyah. Civil Engineer Lecturers of Sebelas Maret University. Indonesia.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
ABSTRAK
Kresna Nurdianyoto, 2012, KAJIAN RESPON DINAMIS PADA STRUKTUR GEDUNG DENGAN PENAMBAHAN ISOLASI DASAR MENGGUNAKAN ANALISIS RIWAYAT WAKTU, Skripsi, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Indonesia merupakan negara yang rawan akan bencana gempa bumi. Tingginya intensitas gempa yang berskala besar terjadi menuntut perkembangan di bidang perencanaan struktur gedung. Kerusakan yang ditimbulkan gempa bumi di Indonesia tidaklah bias dianggap remeh, sudah banyak gedung-gedung yang ambruk dan rusak berat akibat gempa bumi. Perencanaan bangunan yang menganut kaidah SRPMK hanya menuntut struktur untuk sangat kaku dan mengakibatkan besarnya dimensi penampang dari suatu elemen struktur. Selain itu perencanaan gedung yang sudah menganut kaidah tersebut, tetap masih menghasilkan interstory drift yang tinggi. Berdasarkan keadaan tersebut maka perlu dilakukan suatu penambahan peredam getaran berupa isolasi dasar yang akan mengurangi interstory drift yang terjadi pada gedung normal. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan suatu isolasi dasar terhadap story displacement dan interstory drift, modus, periode dan frekuensi getaran yang terjadi akibat gaya gempa terhadap suatu struktur bangunan.
Penelitian ini menggunakan model gedung Hotel bertingkat yang berada di Kuta Bali. Bentuk model gedung yang bersifat tidak beratauran kemudian penelitian ini menggunakan analisis riwayat waktu dengan mengambil sampel akselerogram El Centro (1940), Northridge 1994, New Mexico (1980) dan Off Sanriku (2011). Penggunaan isolasi dasar yang digunakan sendiri yaitu tipe lead rubber bearing. Penghitungan analisis struktur menggunakan perangkat lunak ETABS v.9.50.
Hasil dari analisis struktur yang ada bahwa struktur dengan isolasi dasar menghasilkan periode sebesar 1,065 detik dan lebih besar 194 % daripada stuktur tanpa isolasi dasar yang hanya menghasilkan periode sebesar 0,548422 detik. Dari segi displacement, struktur dengan isolasi dasar memiliki maximum displacement sebesar 113,6059 yang lebih kecil daripada struktur tanpa isolasi dasar yang menghasilkan 120,0876 mm untuk gempa rencana El Centro. Penggunaan isolasi dasar sendiri pun mampu meningkatkan kenyamanaan penghuni gedung yang mana struktur tanpa isolasi dasar memiliki interstory drift yang lebih besar 172,48 % daripada struktur dengan isolasi dasar untuk gempa rencana El Centro.
Kata kunci : Isolasi Dasar, Kajian Respon Dinamis Gedung, Perancangan, Analisis Riwayat Waktu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
ABSTRACT
Kresna Nurdianyoto, 2012, DYNAMIC RESPONSE STUDY ON BUILDING STRUCTURE WITH ADDITION OF BASE ISOLATION USING TIME HISTORY ANALYSIS, Bachelor Thesis, Civil Engineer Department of Enginer Faculty of Sebelas Maret University.
Indonesia is one of the most countries that vulnerable to earthquakes. The high intensity of the earthquake disasters requires developments in the field of structural design in every building. The damage that caused by earthquake cannot be underestimated, there is many buildings that collapsed and severely has a very bad condition that damaged by the earthquake. Planning buildings that adhere to the codes of SRPMK only create of the structure to be a rigid structure and resulting high magnitude of cross-sectional dimension from the structural elements. Also planning a building which has embraced these principles, it still produces a high story drift. Under these circumstances it is necessary to form a additional vibration damping by using base isolation as a damper which will reduce the story drift that occurs in normal buildings. So this study aims to determine how much influence does the addition of base isolation to the story displacement, story drift, mode, natural period and natural frequency of vibration caused by the earthquake forces on building structure.
This study uses a model-rise hotel building which located in Kuta-Bali. Form of a model building are not uniform, then this study using time history analysis by taking samples of acceleregram El Centro (1940), Northridge (1994), New Mexico (1980) and Off Sanriku (2011). The type of base isolation that using in this research is lead rubber bearing. Calculation of structural analysis using software ETABS v. 9.5.
Results of the analysis of existing structures that use base isolation as a dampergenerate vibration period of 1,065 seconds and 194 % greater than the existing structure without base isolation which only produces a period of 0,54822 second. In terms of displacement, the structure with base isolation has a maximum displacement of 113,6059 mm; smaller than the structure without base isolation that generates 120,0876 mm for El Centro acceleregram. Structure with base isolation is capable to increase the comfort of the occupants. The structure with base isolation has 172,48 % larger than structure without base isolation in interstory drift point as using El Centro acceleregram.
Keywords : Base Isolation, Dynamic Response Study at Building Structure, Design, Time History Analysis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat,
hidayah , serta karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Kajian Respon Dinamis Struktur Gedung Bertingkat Dengan Penambahan Isolasi
Dasar Menggunakan Analisis Riwayat Waktu”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta. Dengan adanya penulisan skripsi ini diharapkan dapat memberikan
wacana dan manfaat khususnya bagi penulis sendiri dan bagi orang lain
umumnya.
Atas bantuan dan kerjasama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi
ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Pimpinan serta staf fakultas dan jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Dosen pembimbing skripsi: Achmad Basuki, ST, MT dan Ir. Mukahar,
MSCE.
3. Dosen penguji Skripsi : Ir. Agus Supriyadi, MT dan Agus Setiya Budi, ST,
MT.
4. Pembimbing akademis: Dr. techn. Ir. Sholihin As’ad, MT.
5. Rekan-rekan Teknik Sipil angkatan 2007.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan
pemikiran bagi pembaca, karena banyak kekurangan yang masih harus diperbaiki.
Kritik dan saran akan penulis terima untuk kesempurnaan tulisan ini.
Surakarta, Januari 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................................................... i
Halaman Pengesahan ........................................................................................ ii
Halaman Persetujuan ......................................................................................... iii
Motto dan Persembahan .................................................................................... iv
Abstrak .............................................................................................................. v
Kata Pengantar .................................................................................................. vii
Daftar Isi ........................................................................................................... viii
Daftar Tabel ...................................................................................................... x
Daftar Gambar ................................................................................................... xii
BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 2
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 5
1.3 Batasan Masalah ........................................................................... 6
1.4 Tujuan dan Manfaat ...................................................................... 6
BAB 2 LANDASAN TEORI ......................................................................... 8
2.1 Tinjauan Pustaka ........................................................................... 8
2.2 Dasar Teori .................................................................................... 9
2.2.1 Dinamika Struktur ................................................................ 9
2.2.2 Beban Gempa Bumi .............................................................. 10
2.2.3 Teknologi Isolasi Dasar ........................................................ 16
2.2.4 Prinsip Dasar Isolasi Dasar ................................................... 17
2.2.5 Jenis-Jenis Isolasi Dasar ....................................................... 17
2.2.6 Sistem Multi Degree of Freedom (MDOF) .......................... 22
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ..................................................... 27
3.1 Metodologi Penelitian ................................................................... 27
3.2 Sampel Gempa .............................................................................. 27
3.2.1 Akselerogram Gempa El Centro ........................................... 27
3.2.2 Akselerogram Gempa Northridge ......................................... 28
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
3.2.3 Akselerogram Gempa New Mexico ..................................... 28
3.2.4 Akselerogram Gempa Off Sanriku ....................................... 29
3.3 Sampel Struktur ............................................................................. 29
3.4 Sampel Isolasi Dasar ..................................................................... 30
3.5 Metode Analisis ............................................................................ 30
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................... 32
4.1 Data Struktur ................................................................................. 32
4.2 Data Isolasi Dasar ......................................................................... 33
4.2.1 Penghitungan Pembebanan Gravitasi ................................... 34
4.2.2 Properties Isolasi Dasar ........................................................ 35
4.3 Analisis Riwayat Waktu ................................................................ 42
4.4 Analisis Data ................................................................................. 43
4.5 Pembahasan ................................................................................... 51
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 57
5.1 Kesimpulan ................................................................................... 57
5.2 Saran .............................................................................................. 58
Daftar Pustaka ................................................................................................... xix
Lampiran .......................................................................................................... xx
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Peta hazard gempa Indonesia 2010 ............................................. 11
Tabel 2.2 Faktor amplifikasi untuk PGA (FPGA) ......................................... 13
Tabel 4.1 Dimensi struktur gedung hotel .................................................... 31
Tabel 4.2 Properties rubber yang digunakan.............................................. 33
Tabel 4.3 Momen inersia lantai bangunan .................................................. 35
Tabel 4.4 Koefisien situs Fa ........................................................................ 38
Tabel 4.5 Koefisien situs Fv ........................................................................ 38
Tabel 4.6 Hasil penghitungan respon spectra.............................................. 39
Tabel 4.7 Nilai perbandingan antara C, perpindahan maksimum dan
Periode ........................................................................................ 40
Tabel 4.8 Hasil penghitungan properties isolasi dasar ................................ 41
Tabel 4.9 Hasil penghitungan dimensi isolasi dasar ................................... 43
Tabel 4.10 Percepatan puncak modifikasi..................................................... 44
Tabel 4.11 Periode dan frekuensi getaran struktur dengan isolasi dasar ...... 45
Tabel 4.12 Periode dan frekuensi getaran struktur tanpa isolasi dasar ......... 46
Tabel 4.13 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa
rencana El Centro dan Northridge struktur dengan isolasi
dasar ............................................................................................ 47
Tabel 4.14 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa
rencana El Centro dan Off Sanriku struktur tanpa isolasi dasar . 47
Tabel 4.15 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa
rencana Northridge dan New Mexico struktur dengan isolasi
dasar ............................................................................................ 47
Tabel 4.16 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa
rencana Northridge dan New Mexico struktur tanpa isolasi
dasar ........................................................................................... 48
Tabel 4.17 Hasil story drift maksimum untuk struktur dengan isolasi dasar 48
Tabel 4.18 Hasil story drift maksimum untuk struktur tanpa isolasi dasar ... 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
Tabel 4.19 Perbandingan nilai periode getar terbesar antara struktur
dengan isolasi dasar dan struktur tanpa isolasi dasar .................. 51
Tabel 4.20 Perbandingan maximum story displacement ............................... 54
Tabel 4.21 Perbandingan maximum story drift ............................................. 54
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Hotel Ambacang Padang yang ambruk akibat gempa ................ 2
Gambar 1.2 Intensitas gempa indonesia ......................................................... 2
Gambar 1.3 Perletakan isolasi dasar pada setiap kolom ................................. 3
Gambar 1.4 Bird view Hotel di Kuta Bali ....................................................... 4
Gambar 1.5 a. Tampak depan b. Tampak belakang, c. Tampak samping
kanan Tampak, d. Tampak samping kiri bangunan hotel. .......... 5
Gambar 2.1 Peta percepatan puncak (PGA) di batuan dasar (SB) untuk
probabilitas terlampaui 10% dalam 100 tahun ............................ 12
Gambar 2.2 Peta lokasi gempa El-Centro di Lembah Imperial, California .... 14
Gambar 2.3 Kerusakan akibat gempa Northridge ........................................... 15
Gambar 2.4 Peta lokasi pusat gempa Off Sanriku ........................................... 16
Gambar 2.5 Perletakan isolasi dasar ............................................................... 18
Gambar 2.6 Komposisi lead rubber bearing .................................................. 19
Gambar 3.1 Grafik akselerogram gempa El-Centro ....................................... 28
Gambar 3.2 Grafik akselerogram gempa Northridge...................................... 28
Gambar 3.3 Grafik akselerogram gempa New Mexico .................................. 29
Gambar 3.4 Grafik akselerogram gempa Off Sanriku .................................... 29
Gambar 3.5 Denah struktur lantai dua ............................................................ 30
Gambar 3.6 Diagram alir penelitian ................................................................ 30
Gambar 4.1 Tampak barat gedung .................................................................. 31
Gambar 4.2 Peta percepatan respons spektral percepatan gempa T=0,2
detik maksimum (MCER), perioda ulang 2500 tahun ................. 37
Gambar 4.3 Peta percepatan respons spektral percepatan gempa T=1detik
maksimum (MCER), perioda ulang 2500 tahun .......................... 37
Gambar 4.4 Grafik respon spectra sesuai SNI 03-1726-201x ........................ 39
Gambar 4.5 Model isolasi dasar tipe kolom I ................................................. 44
Gambar 4.6 Maksimum joint displacement struktur dengan isolasi dasar
untuk arah X ................................................................................ 44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
Gambar 4.7 Maksimum joint displacement struktur dengan isolasi dasar
untuk arah Y ................................................................................ 42
Gambar 4.8 Maksimum joint displacement untuk arah X struktur tanpa
isolasi dasar ................................................................................. 43
Gambar 4.9 Maksimum joint displacement untuk arah Y struktur tanpa
isolasi dasar ................................................................................. 43
Gambar 4.10 Mode shape ............................................................................. 44
Gambar 4.11 Perbandingan periode getar yang terjadi di setiap modus
pada struktur dengan isolasi dasar dan struktur tanpa isolasi
dasar ........................................................................................ 45
Gambar 4.12 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator
dan tanpa isolator arah X positif ............................................. 46
Gambar 4.13 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator
dan tanpa isolator arah X negatif ............................................ 47
Gambar 4.14 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator
dan tanpa isolator arah Y positif ............................................. 47
Gambar 4.15 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator
dan tanpa isolator arah Y negatif ............................................ 48
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang rawan akan bencana gempa bumi. Peyebab
utama yang disebabkan oleh pertemuan sejumlah lempeng tektonik dunia yang
membujur hampir di seluruh wilyah Indonesia. Lempeng yang membujur tersebut
mengakibatkan banyak daerah rawan gempa yang membentang di sepanjang
lempeng tektonik. Seperti pertemuan antara lempeng Australia dengan Asia,
lempeng Asia dengan Pasifik dari timur hingga barat Sumatera sampai selatan
Jawa, Nusa Tenggara, serta Laut Banda.
Bencana gempa yang terjadi di Padang 30 september 2009 mengakibatkan
banyaknya kerusakan material pada bangunan. Kerusakan bangunan yang terjadi
akibat tidak mampunya bangunan dalam menahan gaya gempa yang ada.
Runtuhnya bangunan yang ada terutama bangunan hotel yang notabennya
merupakan bangunan umum dan banyak manusia yang ada disana seharusnya
memiliki kekuatan struktur yang mampu menahan gaya gempa.
Runtuhnya Hotel Ambacang seperti pada Gambar 1.1. yang kemudian perlunya
perencanaan yang matang mengenai bangunan hotel yang tahan gempa. Bangunan
hotel yang merupakan tempat singgahnya para wisatawan dari dalam maupun luar
negeri seharusnya mampu tetap berdiri kokoh setelah terkena gaya gempa.
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Gambar 1.1 Hotel Ambacang Padang yang ambruk akibat gempa.
Kerusakan Bangunan yang terjadi dapat dicegah dengan memperkuat struktur
bangunan terhadap gaya gempa yang bekerja. Oleh karena itu, perencanaan
struktur bangunan tahan gempa merupakan suatu kebutuhan yang sangat penting
untuk mengurangi terjadinya korban manusia dan material yang terjadi akibat
bencana gempa bumi. Kekakuan, kekuatan, daktilitas dan kemampuan untuk
mendisipasikan gempa merupakan hal utama yang harus diperhatikan dalam
struktur bangunan. Namun gempa yang terjadi tidak hanya di padang, tercatat
oleh USGS dari tahun 1964 – 2006 banyak sekali titik pusat gempa yang terjadi
seperti pada Gambar 1.2.
Gambar 1.2 Intensitas gempa indonesia
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
Pendirian bangunan yang tidak direncanakan dengan baik dapat menimbulkan
kerugian yang sangat besar secara material maupun jiwa. Perencanaan bangunan
yang menganut kaidah SRPMK sesuai pada peraturan SNI 03-2847-2002 dengan
sistem kolom kuat-balok lemah adalah sistem rangka luar yang dimana komponen
strukturnya bekerja menahan gaya-gaya yang bekerja melalui gaya lentur, geser,
dan aksial.
Perencanaan gedung yang sudah menganut kaidah yang ada tetap masih
menghasilkan tingginya interstory drift yang ada. Untuk memperkecil interstory
drift dapat dilakukan dengan memperkaku bangunan dalam arah lateral. Namun,
hal ini akan memperbesar gaya gempa yang bekerja pada bangunan. Metoda yang
lebih baik adalah dengan meredam energi gempa sampai pada tingkat yang tidak
membahayakan bangunan.
Berdasarkan keadaan tersebut maka perlu dilakukan suatu perancangan peredam
getaran yang dipasang pada pondasi suatu bangunan untuk mengurangi sebagian
gaya reaksi yang sampai pada bangunan. Pada dasarnya cara perlindungan
bangunan oleh suatu peredam tahan gempa dicapai melalui penyerapan gaya
eksitasi oleh peredam, meningkatkan fleksibilitas bangunan dan memperkecil
amplitudo getaran yang diterima oleh struktur. Peredam yang dimaksud pada
pembahasan ini adalah isolasi dasar, yaitu suatu peredam getaran yang dipasang
pada sambungan antara pondasi dengan kolom yang divisualisasikan pada
Gambar 1.3 yang terbagi menjadi beberapa jenis.
Gambar 1.3 Perletakan isolasi dasar pada setiap kolom
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
Berdasarkan keterangan di atas, penelitian ini mengacu kepada gedung hotel Inaya
Kuta Bali sesuai dengan Gambar 1.4 - Bangunan B yang terdiri dari 4 lantai dan
dapat dilihat tampak samping, depan dan belakang gedung pada Gambar 1.5.
Skripsi ini menggunakan analisis riwayat waktu dalam pemberian beban gempa
kepada gedung.
Gambar 1.4 Bird view Hotel di Kuta Bali.
(a)
(b)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
(c)
(d)
Gambar 1.5 a. Tampak barat b. Tampak timur, c. Tampak utara d. Tampak
selatan bangunan gedung hotel.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka dapat dirumuskan masalah yang akan dianalisis
yaitu bagaimana pengaruh penambahan isolasi dasar pada suatu struktur terhadap
respon dinamis story displacement, interstory drift , modus, periode dan frekuensi
getaran akibat gaya gempa El Centro 1940, gaya gempa Victoria – New Mexico,
gaya gempa Northridge dan gaya gempa Off Sanriku Jepang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
1.3 Batasan Masalah
Untuk menyederhanakan proses analisis dalam skripsi ini, lingkup permasalahan
dibatasi sebagai berikut:
1. Struktur gedung yang dibahas adalah struktur gedung hotel Inaya Kuta
Bali tanpa dan dengan penggunaan isolasi dasar.
2. Dibatasi hanya untuk bangunan struktur rangka gedung beton space frame
dengan tumpuan jepit untuk struktur gedung tanpa isolasi dasar.
3. Massa tiap-tiap lantai dihitung sesuai rencana arsitek dari gambar.
4. Struktur bangunan dianalisis terhadap gaya gempa dengan metode analisis
time history dengan menggunakan data gempa El-Centro, Northridge, New
Mexico dan Off Sanriku Jepang.
5. Analisis struktur ditinjau dalam bentuk model 3 dimensi dan
menggunakan bantuan software ETABS v. 9.5.
6. Properties material dari isolasi dasar yang digunakan yaitu isolasi dasar
tipe Lead Rubber Bearing.
7. Jenis beban lateral yang ditinjau adalah berat sendiri, beban hidup dan
beban gempa dengan mengabaikan pengaruh gaya lateral yang lain.
1.4 Tujuan dan Manfaat
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menjawab rumusan masalah yang
ada, yaitu untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan suatu isolasi
dasar terhadap story displacement, interstory drift, modus, periode dan frekuensi
getaran yang terjadi akibat gaya gempa terhadap suatu struktur bangunan.
Sedangkan manfaat yang dapat diambil adalah sebagai berikut:
1. Manfaat Teoritis
Mengembangkan pengetahuan dibidang perencanaan bangunan tahan
gempa terutama pada perencanaan bangunan yang menggunakan peredam
isolasi dasar pada struktur yang direncakanan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
2. Manfaat Praktis
Untuk lebih menyebarluaskan pemakaian isolasi dasar sebagai salah satu
alternatif dalam perencanaan bangunan tahan gempa.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metodologi Penelitian
Skripsi ini merupakan bentuk studi literatur yang berasal dari pemikiran perlunya
pengkajian suatu masalah gempa bumi dengan melakukan analisis respon gedung
bertingkat dengan penambahan isolasi dasar atapun hanya menggunakan fixed
base. Data gempa yang digunakan untuk analisis adalah data gempa El Centro dan
Off Sanriku dengan bantuan program ETABS.
3.2 Sampel Gempa
Untuk mengurangi ketidakpastian mengenai kondisi lokasi akselerogram yang
diambil dengan kondisi lokasi pada lokasi tempat penelitian, maka paling sedikit
harus ditinjau 4 buah akselerogam dari 4 gempa yang berbeda, salah satunya
harus diambil akselerogam El Centro N-S, Untuk itu dalam tugas akhir ini analisis
menggunakan 5 macam percepatan gempa yaitu El Centro 1940 N-S, Off Sanriku
(2011), New Mexico (1980), Northridge (1994).
3.2.1 Akselerogram Gempa El Centro
Sampel gempa yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel Gempa El-
Centro tahun 1940. Gempa El-Centro yang dipilih dimodelkan sebagai gempa
trancient (non-periodic dan non-harmonis) sesuai dengan grafik pada Gambar 3.1
dimana percepatannya yang bersifat acak non-periodik dan non-harmonis
memiliki durasi waktu 15 detik dan PGA (peak ground accelerate) 0,3417 g.
27
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Gambar 3.1 Grafik akselerogram gempa El-Centro
3.2.2 Akselerogram Gempa Northridge
Akselerogram Northridge, California yang digunakan dalam skripsi ini berasal
dari database peer Berkeley dan dapat dilihat pada Gambar 3.2. Akselerogram
sendiri memiliki durasi waktu getaran selama 15,79 detik dan PGA (peak ground
accelerate) 0,5412 g.
‐0.4
‐0.2
0
0.2
0.4
0.6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1
Groun
d Ac
celeratio
n (g)
Duration (S)
8
Gambar 3.2 Grafik akselerogram gempa Northridge
3.2.3 Akselerogram Gempa Victoria, New Mexico
Akselerogram Victoria, New Mexico yang digunakan dalam skripsi ini berasal
dari database peer Berkeley dan dapat dilihat pada Gambar 3.3. Akselerogram
sendiri memiliki durasi waktu getaran selama 19,35 detik dan PGA (peak ground
accelerate) 0,5873 g.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2
0
0.2
0.4
0 5 10 15 20 25
Groun
d Ac
celeratio
n (g)
Duration (S)
Gambar 3.3 Grafik getaran akselerogram New Mexico
3.2.4 Akselerogram Gempa Off Sanriku
Gempa Off Sanriku Jepang ini dipilih sebagai sampel gaya gempa yang terbaru.
Akselerogram Off Sanriku sendiri memiliki waktu duraasi getaran selama 32,265
S dan PGA (peak ground accelerate) 0,15. Akselerogram gempa Off Sanriku
digambarkan sesuai dengan grafik pada Gambar 3.4.
‐20
‐10
0
10
20
0 5 10 15 20 25 30 35
Groun
d Ac
celeratio
n (cm/s
2 )
Duration (S)
Gambar 3.4 Grafik getaran gempa Off Sanriku
3.3 Sampel Struktur
Sampel struktur yang dipilih dalam penelitian ini adalah sampel struktur Hotel
Inaya Kuta Bali. Hotel Inaya Kuta Bali yang terdiri dari struktur tiga dimensi dan
terdiri dari 4 tingkat lantai dengan denah struktur lantai dua dapat dilihat pada
Gambar 3.5.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
. Gambar 3.5 Denah struktur lantai dua
3.4 Sampel Isolasi Dasar
Isolasi yang digunakan adalah Lead Rubber Bearings. Isolator ini dipilih karena
mampu meningkatkan fleksibilitas struktur, meningkatkan dumping untuk
menyerap energi gempa dan relatif lebih murah dan mudah dalam
pengaplikasiannya.
3.5 Metode Analisis
Langkah-langkah analisis yang digunakan untuk memperoleh respon rangka
gedung bertingkat dengan dan tanpa isolasi dasar akibat suatu gempa dapat dilihat
pada Gambar 3.6.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
Mulai
Studi Literatur dan Mencari Data Struktur Gedung
Membuat Model Struktur Portal 3D dengan Software ETABS V9.5.0
Menghitung Pembebanan : 1. Beban Gravitasi 2. Beban Gempa
Base Isolation Fixed base
Analisis Struktur dengan Analysis Time History
Hasil Analisis Struktur : 1. Displacement 2. Drift 3. Modus Getaran 4. Periode Getaran 5. Frekuensi Getaran
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.6 Diagarm alir penelitian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
BAB 4
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Struktur
Model strukur merupakan struktur gedung beton bertulang empat lantai dengan
tipe space frame yang merupakan modelisasi dari gedung Hotel bertingkat di Kuta
– Bali sesuai pada Gambar 4.1:
Gambar 4.1 Tampak barat gedung.
Adapun data struktur yang diketahui, yaitu:
1. Fungsi Bangunan : Gedung Hotel
2. Tinggi Gedung : 21,76 meter
3. Tegangan Leleh Tulangan Ulir : 4000 kg/cm2
4. Tegangan Leleh Tulangan Polos : 2400 kg/cm2
5. Kuat Tekan Beton (fc’) : 26,4 MPa
6. Berat Jenis Beton : 2,4 Ton/m3
7. Tinggi Tiap Lantai :
· Lantai Dasar : 3,8 meter
· Lantai Satu : 3,8 meter
· Lantai Dua : 3,8 meter
· Lantai Tiga : 3,8 meter
· Lantai Empat : 3,8 meter
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
8. Dimensi Struktur yang digunakan:
Tabel 4.1 Dimensi struktur gedung hotel
Type Dimensi (mm) Fungsi
K1, K2, K3, K4 550 x 550 Kolom K5 400 x 400 Kolom K6 200 x 700 Kolom K7 150 x 800 Kolom K8 150 x 700 Kolom B102 1000 x 200 Balok B3A6 350 x 600 Balok B36 300 x 600 Balok B35 300 x 500 Balok B2A5 200 x 500 Balok B25 200 x 500 Balok B24 200 x 400 Balok B23 200 x 300 Balok B1A4 150 x 400 Balok B1A3 150 x 300 Balok RB1, RB4 200 x 400 Ring Balk RB2 150 x 400 Ring Balk RB3 350 x 400 Ring Balk
4.2 Data Isolasi Dasar
Isolator yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolator tipe lead rubber
bearing (LRB) dengan spesifikasi rubber yang digunakan sesuai dengan
penelitian yang telah dilakukan Veto Varma, G. R. Reddy, K. K. Vaze and H. S.
Kushwaha pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Properties Rubber yang digunakan Keterangan Nilai
Rated Vertical Load (MN) 4,9 Shear Modulus (G) 0,58 Bulk Modulus of Elasticity (Eф) 2030 Elongation at break (εb) 6
(Sumber : Base Isolation Strategies for Structure and Components)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Sedangkan properties yang lain akan direncanakan dengan proses penghitungan
yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Sebelum melakukan penghitungan
properties dari isolasi dasar yang akan digunakan, yang pertama dilakukan yaitu
menghitung pembebanan beban gravitasi yang akan diterima oleh struktur.
4.2.1 Penghitungan Pembebanan Beban Gravitasi
Beban gravitasi sendiri yaitu beban mati dan beban hidup. Adapun beban atap
yang ditimpakan ke struktur karena bentuk atap yang merupakan atap limasan dan
proses penghitungannya terdapat di Lampiran I yang hasulnya sebagai berikut:
• Kuda-Kuda Bentang 16 meter.
o Beban Mati = 628,081 kg.
o Beban Hidup = 1400 kg.
• Kuda-Kuda bentang 9 meter.
o Beban Mati = 374,943 kg.
o Beban Hidup = 900 kg.
Penghitungan beban mati setiap lantai yang diluar beban sendiri per m, yaitu:
• Pelat Lantai Ground.
Keramik tanah liat = 1 cm x1700 kg/m3 =17 kg/m
Spesi = 4 cm x 21 kg/m2 = 84 kg/m +
= 101 kg/m
= 110 kg/m .
• Pelat Lantai Dua, Tiga, Empat.
Keramik tanah liat = 1 cm x1700 kg/m3 =17 kg/m
Spesi = 4 cm x 21 kg/m2 = 81 kg/m
Penggantung = 11 kg/m
AC, mekanikal dan plumbing = 25 kg/m
Penutup atap gypsum tebal 9 cm = 8 kg/m +
= 145 kg/m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
= 150 kg/m.
• Pembebanan Ringbalk.
Penggantung = 11 kg/m
AC, mekanikal dan plumbing = 25 kg/m
Penutup atap gypsum tebal 9 cm = 8 kg/m +
= 44 kg/m
= 50 kg/m.
Beban hidup yang digunakan dalam penelitian ini yaitu beban hidup untuk fungsi
gedung hotel yang sesuai PPURG 1987 yaitu 250 kg/m2.
4.2.2 Momen Inersia Massa Bangunan
Penghitungan mass moment of inertia (MMIcm) lantai bangunan pada lantai
gedung ini termasuk dalam lantai bangunan yang tidak beraturan, maka
menggunakan rumus sebagai berikut : (Computers and Structures, Inc, 2005)
MMIcm =m (Ix + Iy)
A
Dimana :
m = massa per lantai (ton.s2/m)
A = luas per lantai (m2)
Ix = inersia arah x (m4)
Iy = inersia arah y (m4)
Proses penghitungan MMI yang dijelaskan pada Lampiran IV, dimana hasil
perhitungan momen inersia lantai bangunan sebagai berikut :
Tabel 4.3. Momen inersia lantai bangunan No, Level Massa
Lantai Luas Ix Iy MMIcm
1 Atap 81,24243 1663,74 246009,334 1123937,129 66896,15 2 Lantai 4 152,94861 1798,46 323292,300 1237590,900 132744,32 3 Lantai 3 168,27637 1929,20 376235,572 1347874,731 150387,09 4 Lantai 2 186,04537 2021,01 452613,417 1423835,143 172737,89 5 L. Ground 173,63043 2021,01 452613,417 1423835,143 161210,97
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
4.2.3 Karakteristik Isolasi Dasar
Penggunaan karakteristik isolasi dasar yang digunakan dalam penelitian ini
dilakukan dengan tahap merencanakannya. Isolasi dasar yang direncanakan
berjenis lead rubber bearings. Perencananaan karakteristik isolasi dasar tersebut
melalui rangkaian penghitungan yang diusulkan Zhao dalam skripsi Anton
Darmawan dan Adi Widjaja yang dalam proses perencanaannya isolasi dasar
melakukan preliminary design yang dalam prosesnya, yaitu:
a. Menentukan post yield period (S), preliminary design berkisar 1,5 – 2 detik
(Base Isolation of Structure).
Post yield periode (S) = 2 detik.
b. Menentukan stiffness ratio, umumnya bernilai 6-10 (Studi Kelayakan Struktur
Bangunan Beton Bertulang dengan Menggunkan Base Isolation).
Stiffness ratio = 10.
c. Menghitung approxiamate spectral displacement (Sd) atau design
displacement untuk isolasi dasar dengan menggunakan persamaan di bawah
ini:
𝑆𝑆𝑆𝑆 = 𝑔𝑔 .𝐶𝐶𝜔𝜔2
, 𝜔𝜔 = 2𝜋𝜋𝑇𝑇
, 𝑇𝑇 = 𝐶𝐶𝐶𝐶2,5 𝐶𝐶𝐶𝐶
.
Dimana untuk mencari Ca dan Cv harus melalui proses pembuatan grafik
respon spektra untuk kawasan daerah di Bali yang dijelaskan sebagai berikut:
1) Penentuan faktor keutamaan gedung ( II = 1).
2) Menentukan parameter percepatan tanah (Ss, S1).
Untuk menentukan nilai dari Ss dilihat dari Gambar 4.1 yang mana untuk
daerah Kuta-Bali bernilai 0,9 dan S1 diperoleh dari daerah percepatan
gempa dimana T=1 yang dapat dilihat pada Gambar 4.2 yang bernilai 0,4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
Gambar 4.2 Peta percepatan respons spektral percepatan gempa T=0,2 detik
maksimum(MCER), perioda ulang 2500 tahun
Gambar 4.3 Peta percepatan respons spektral percepatan gempa T=1detik
maksimum(MCER), perioda ulang 2500 tahun
3) Menentukan klasifikasi situs dan faktor koefisien situs (Fa, Fv). Klasifikasi tanah yang diasumsikan dalam penenlitian ini yaitu tanah lunak
(SE). Proses penghitungan koefisien situs dijelaskan sebagai berikut:
Nilai Fa dan Fv yang diperoleh dari tabel yang berasal dari SNI 03-1726-
201x yang ditunjukkan pada Tabel 4.4 untuk nilai Fa yang mana nilai
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
tersebut dipengaruhi oleh besarannya Ss. Tabel 4.5 menunjukkan besaran
nilai Fv yang dipengaruhi oleh besaran dari S1.
Tabel 4.4 Koefisien situs Fa
Kelas Situs
Parameter respons spectral percepatan gempa MCER terpetakan pada perioda pendek, T=0,2 detik, Ss
Ss ≤ 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = 1 Ss ≥ 1,25 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1 1 1 1 1 SC 1,2 1,2 1,1 1 1 SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1 SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9 Sf SSb
Catatan: - Untuk nilai-nilai antara Ss dapat dilakukan interpolasi linier - SSb = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs
spesifik
Tabel 4.5 Koefisien situs Fv
Kelas Situs
Parameter respons spectral percepatan gempa MCER terpetakan pada perioda pendek, T=0,2 detik, Ss
S1 ≤ 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 ≥ 0,5 SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 SB 1 1 1 1 1 SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5 SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4 Sf SSb
Catatan: - Untuk nilai-nilai antara S1 dapat dilakukan interpolasi linier - SSb = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs
spesifik
Sehingga diperoleh nilai Fa = 1,02 dan Fv = 2,4.
4) Perhitungan Nilai SDS dan SD1.
SDS = 2/3 x Fa x SS = 2/3 x 1,02 x 0,9 = 0,612.
SD1 = 2/3 x Fv x S1 = 2/3 x 2,4 x 0,4 = 0,64.
5) Penghitungan respon spektra dan KDG ditunjukkan pada Tabel 4.6.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Tabel 4.6 Hasil penghitungan respon spektra
T (s) A (g)
0 0.24480
0,2105263 0.612 1,0526316 0.612
1 0.58182
1,1 0.5 1,2 0.45714 1,4 0.400 1,6 0.35556 1,8 0.3
2 0.29091 2,2 0.27 2,4 0.24615 2,6 0.22857 2,8 0.21
3 0.13 5 0.06
10 0.24480
Sehingga diperoleh grafik respon spektra seperti pada Gambar 4.3 di bawah:
Gambar 4.4 Grafik respon spectra sesuai SNI 03-1726-201x
Kemudian dari grafik diperoleh nilai Ca = 0,2448 dan Cv = 0,64.
𝑇𝑇 = 𝐶𝐶𝐶𝐶2,5 𝐶𝐶𝐶𝐶
= 0,642,5 0,2448
= 1,045752 𝑆𝑆 .
Untuk mendapatkan nilai C sendiri dapat diambil dari Tabel 4.7.
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 1010.5
spec
tra
resp
onse
acc
eler
atio
n (g
)
Periode T (sec)
Respon Spektra
Sa = SDS(0,4+0,6(T/T0))
Sa = SD1/T
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Tabel 4.7 Nilai perbandingan antara C, perpindahan maksimum dan periode
(Sumber : Base Isolation of Structure)
Dari table di atas diperoleh nilai C sebesar 0,6152.
𝜔𝜔 = 2𝜋𝜋𝑇𝑇
= 2𝜋𝜋1,0536
= 6,0083 .
𝑆𝑆𝑆𝑆 = 𝑔𝑔 .𝐶𝐶𝜔𝜔2 = 9,81 .0,6109
5,969= 167,1672 detik.
Sehingga diperoleh nilai untuk spectral displacement (Sd) = 168 detik.
d. Menentukan shear modulus rubber (G).
Shear modulus rubber = 0,58 MPa (moderate soft rubber).
e. Menghitung beban total yang akan diterima isolasi dasar.
W = 287,21 ton (dari hasil penghitungan analisis struktrur software ETABS).
f. Menghitung yield force dari isolasi dasar.
Fy = 0,05 x W
= 0,05 x 274,155/1000 x 9,81
= 0,134473 MN.
g. Menghitung post yield stiffness.
αKo = 𝑊𝑊 𝑥𝑥(6,28𝑆𝑆
)2 .
αKo =274,155 𝑥𝑥(6,28
2 )2
1000.
αKo = 2,7039586 MN/m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
h. Menghitung initial stiffness.
Ko = stiffness ratio x αKo
Ko = 10 x 2,7039586
Ko = 27,039586 MN/m.
Sehingga diperoleh karakteristik dari isolasi dasar yang akan digunakan
ditunjukkan pada Tabel 4.8:
Tabel 4.8 Hasil penghitungan properties isolasi dasar.
Properties Nilai Beban Mati dan Hidup yang diterima 274,155 Ton
Post Yield Period / Periode Base Isolation (S) 2 Detik Stiffnes Ratio 10 Approxiamate Spectral Displacement (SD) 167,1672 mm Shear Modulus Rubber (G) 0,58 MPa Lead Yielding Stress 10 MPa Yield Force (Fy) 0,134473 MN Post Yield Stiffness (αKo) 2,7039586 MN/m Initial Stiffness (Ko) 27,039586 MN/m
Setelah karakteristik dari isolasi dasar yang telah ditentukan, kemudian
melanjutkan penghitungan untuk dimensi dari isolasi dasar tersebut, yaitu:
a. Menentukan luas permukaan isolasi dasar.
Diameter = 1000 mm A = 0,785392 mm2.
b. Menentukan tebal rubber layer t1, steel plate t2, top and bottom plate t3.
tebal rubber layer 8 mm (8-20 mm, Base Isolation of Structure),
tebal steel plate 3 mm (2-3 mm, Base Isolation of Structure),
tebal top and bottom plate 12 mm ( 12-40 mm, Base Isolation Strategies fro
Structure Components).
c. Menghitung sisi panjang isolasi dasar (p).
p = √A .
p = �0,785392 m2
p = 886,22693 mm .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
d. Menghitung total lead area. (A’).
𝐴𝐴′ = 𝐹𝐹𝐹𝐹𝐿𝐿𝐿𝐿𝐶𝐶𝑆𝑆𝑆𝑆 𝐹𝐹𝑦𝑦𝐿𝐿𝑦𝑦𝑆𝑆𝑦𝑦𝑦𝑦𝑔𝑔 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝐿𝐿𝑠𝑠𝑠𝑠
𝐴𝐴′ = 0,7853982 𝑀𝑀𝑀𝑀10 𝑀𝑀𝑀𝑀𝐶𝐶
𝐴𝐴′ = 13447,303 𝑚𝑚𝑚𝑚2.
e. Menghitung diameter untuk lead.
𝐷𝐷′ = �4𝑥𝑥𝐴𝐴 ′𝜋𝜋
𝐷𝐷′ = �4𝑥𝑥13447,303 𝜋𝜋
𝐷𝐷′ = 130,84968 𝑚𝑚𝑚𝑚 ≈ 131 𝑚𝑚𝑚𝑚.
f. Menghitung tinggi rubber (h’).
ℎ′ = 𝐺𝐺𝑥𝑥(𝐴𝐴−𝐴𝐴′)∝𝐾𝐾𝐾𝐾
ℎ′ = 0,58 𝑥𝑥(0,7853982 −13447,303𝑥𝑥10−6)2,7030586
𝑥𝑥1000
ℎ′ = 76 𝑚𝑚𝑚𝑚.
g. Menghitung jumlah rubber layer
𝑦𝑦′ = ℎ′𝑠𝑠1
= 768≈ 10
h. Menghitung tinggi isolasi dasar, h1’.
ℎ1′ = (𝑦𝑦′𝑥𝑥𝑠𝑠1) + (𝑦𝑦′ − 1)𝑥𝑥𝑠𝑠2 + 2𝑥𝑥𝑠𝑠3
ℎ1′ = (10 𝑥𝑥 8) + (10 − 1)𝑥𝑥3 + 2𝑥𝑥21
ℎ1′ = 131 𝑚𝑚𝑚𝑚.
i. Menghitung max shear strain yang terjadi.
𝑚𝑚𝐶𝐶𝑥𝑥 𝑠𝑠ℎ𝐿𝐿𝐶𝐶𝑠𝑠 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝐶𝐶𝑦𝑦𝑦𝑦 = 𝑆𝑆𝐷𝐷ℎ′𝑥𝑥100%
𝑚𝑚𝐶𝐶𝑥𝑥 𝑠𝑠ℎ𝐿𝐿𝐶𝐶𝑠𝑠 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝐶𝐶𝑦𝑦𝑦𝑦 = 167,1672131
𝑥𝑥100%
𝑚𝑚𝐶𝐶𝑥𝑥 𝑠𝑠ℎ𝐿𝐿𝐶𝐶𝑠𝑠 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝐶𝐶𝑦𝑦𝑦𝑦 = 127,6086 % < 250% (𝑆𝑆𝐿𝐿𝑠𝑠𝑆𝑆𝐶𝐶𝑦𝑦 𝑆𝑆𝐿𝐿𝑦𝑦𝑔𝑔𝐶𝐶𝑦𝑦 𝑠𝑠𝐿𝐿𝑦𝑦𝑟𝑟𝐶𝐶𝑦𝑦𝐶𝐶).
Sehingga dari data properties isolasi dasar tersebut diperoleh dimensi isolasi dasar
yang akan digunakan untuk setiap kolom dijelaskan pada Tabel 4.9 dan untuk
model contoh gambar isolasi dasar dapat dilihat pada Gambar 4.4.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Tabel 4.9 Hasil penghitungan dimensi isolasi dasar setiap kolom
Keterangan Nilai Rubber Layer thickness (t1) 8 mm Steel Plate Thickness (t2) 3 mm Top and Bottom Plate Thickness (t3) 12 mm Diameter Rubber (D) 1000 mm Total Lead Area (A’) 13447,303 mm2 Tinggi Rubber (h’) 76 mm Diameter Lead (D’) 131 mm Jumlah Rubber Layer (n’) 10 Tinggi Isolasi Dasar (h1’) 131 mm
Setelah profil dimensi dari isolasi dasar telah diketahui, kemudian melakuakn
proses penghitungan kekakuan vertikal yang dimiliki oleh isolasi dasar.
𝑆𝑆 = 𝑦𝑦𝐾𝐾𝐶𝐶𝑆𝑆𝐿𝐿𝑆𝑆 𝐶𝐶𝑠𝑠𝐿𝐿𝐶𝐶𝑓𝑓𝐾𝐾𝑠𝑠𝑟𝑟𝐿𝐿 𝑓𝑓𝑠𝑠𝐿𝐿𝐿𝐿 𝐶𝐶𝑠𝑠𝐿𝐿𝐶𝐶
= 𝑏𝑏−𝐶𝐶2 𝑠𝑠
= 500−65,52.76
= 2,8589
𝜆𝜆 = 𝑏𝑏2+ 𝐶𝐶2−[(𝑏𝑏2− 𝐶𝐶2)/(𝑦𝑦𝑦𝑦𝑏𝑏 /𝐶𝐶) ](𝑏𝑏−𝐶𝐶)2
𝜆𝜆 = 5002+ 65,52−[(5002− 65,52)/(𝑦𝑦𝑦𝑦500/65,5) ](500−65,5)2 = 0,70665
𝐸𝐸𝑟𝑟 = 6 𝐺𝐺 𝑆𝑆2 𝜆𝜆
𝐸𝐸𝑟𝑟 = 6 0,58 2,85892 0,70665
𝐸𝐸𝑟𝑟 = 20,09901 MN/mm2
𝐾𝐾𝐶𝐶 = 𝐸𝐸𝑟𝑟 .𝐴𝐴𝑇𝑇𝑠𝑠
=
𝐾𝐾𝐶𝐶 = 20,09901.0,78540,131
𝐾𝐾𝐶𝐶 = 120,5017 MN/mm2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
Gambar 4.5 Model isolasi dasar tipe kolom I
4.3 Analisis Riwayat Waktu
Analisis riwayat waktu dilakukan dengan memberi beban gempa yang berupa
rekaman gempa yang pernah terjadi di dunia. untuk mengurangi ketidakpastian
mengenai kondisi lokasi akselerogram yang diambil dengan kondisi lokasi pada
lokasi tempat penelitian, maka paling sedikit harus ditinjau 4 buah akselerogam
dari 4 gempa yang berbeda, salah satunya harus diambil akselerogam El Centro
N-S, Untuk itu dalam tugas akhir ini analisis menggunakan 5 macam percepatan
gempa yaitu El Centro 1940 N-S, Off Sanriku (2011), New Mexico (1980),
Northridge (1994).
Dalam proses analisis riwayat waktu, untuk mengkaji perilaku pasca-elastik
struktur gedung terhadap pengaruh gempa rencana, harus dilakukan analisis
respons dinamik non- linier riwayat waktu, di mana percepatan muka tanah asli
dari gempa masukan harus diskalakan, sehingga nilai percepatan puncaknya
menjadi sama dengan Ao I.
PGAM = FPGA x SPGA = 0,4 x 0,9 = 0,36 (4.1)
(4.2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
Untuk menyesuaikan satuan maka satuan percepatan puncak tanah asli menjadi 𝑔𝑔.
Sesuai dengan persamaan 4.1 dan 4.2, maka untuk keseluruhan gempa hasil
modifikasinya dapat dilihat Tabel 4.10 :
Tabel 4.10 Percepatan puncak modifikasi
Percepatan Gempa
Perc. Puncak Tanah Asli
Skala Gempa
Rencana 𝑰𝑰.g Percepatan
Puncak Modifikasi
g g m/s2 m/s2 El Centro 0,34170 0,36 9,81 10,3354
New Mexico 0,5873 0,36 9,81 6,0133 Off Sanriku 0,14758 0,36 9,81 23,9301 Northridge 0,5412 0,36 9,81 6,5255
4.4 Analisis Data
Penelitian ini menggunakan analisis riwayat waktu hanya dilakukan pada model
gedung hotel bertingkat dengan klasifikasi gedung tidak beraturan. Program bantu
yang digunakan dalam penelitian ini adalah ETABS versi 9.5. Analisis akan
difokuskan kepada respon gedung yaitu perpindahan, interstory drift, modus dan
periode.
Hasil analisis data yang dilakukan program bantu, diperoleh periode getar dan
frekuensi alami struktur dengan isolasi dasar ditunjukkan pada Tabel 4.11 dan
struktur tanpa isolasi dasar ditunjukkan pada Tabel 4.12.
Tabel 4.11 Periode dan frekuensi getaran struktur dengan isolasi dasar Mode Period Frekuensi
(siklus/detik) Frekuensi (rad/detik)
1 1.065152 0,938833143 5.89886261 2 1.038302 0,963110925 6.051404415 3 0.623679 1,603388923 10.07438972 4 0.393814 2,539269808 15.95470275 5 0.287727 3,475516722 21.83731561 6 0.178108 5,614570934 35.2773896
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Tabel 4.11 (Lanjutan) Mode Period Frekuensi
(siklus/detik) Frekuensi (rad/detik)
7 0,14536 6,879471657 43.22499523 8 0,140545 7,115158846 44.70586152 9 0,104595 9,560686457 60.07156467
10 0,087525 11,42530706 71.78732142 11 0,007619 131,2508203 824.6732258 12 0,007619 131,2508203 824.6732258
Tabel 4.12 Periode dan frekuensi getaran struktur tanpa isolasi dasar Mode Period Frekuensi
(siklus/detik) Frekuensi (rad/detik)
1 0,548422 1,823413357 11.45684401 2 0,51755 1,932180466 12.14024791 3 0,499934 2,000264035 12.56802959 4 0,478703 2,088977926 13.12543541 5 0,463295 2,158451958 13.56195363 6 0,384763 2,599002503 16.33001434 7 0,311346 3,211860759 20.18071633 8 0,283881 3,522602781 22.13316603 9 0,184587 5,417499607 34.03915393
10 0,175604 5,694631102 35.78042247 11 0,115172 8,682665926 54.55479897 12 0,110912 9,016156953 56.6501849
Hasil nilai maximum joint displacement yang diperoleh dari software pembantu
ditunjukkan pada Tabel 4.13 untuk beban gempa El Centro dan Off Sanriku, arah
X maksimum-minimum dan Y positif-negatif untuk gedung dengan isolasi dasar
dan Tabel 4.14 untuk beban gempa El Centro dan Northridge, arah X positif-
negatif dan Y positif-negatif untuk struktur tanpa isolasi dasar. Sedangkan untuk
beban gempa Northridge dan New Mexico, arah X dan Y pada struktur dengan
isolasi dasar ditunjukkan pada Tabel 4.15. Hasil maximum joint displacement
gempa rencana New Mexico dan Off Sanriku, arah X maksimum-minimum dan
arah Y maksimum-minimum untuk struktur tanpa isolasi dasar ditunjukkan pada
Tabel 4.16.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
Tabel 4.13 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa rencana El Centro dan Northridge struktur dengan isolasi dasar
Lantai
Gempa Rencana EL Centro Northridge
X (mm) Y (mm) X (mm) Y (mm) + - + - + - + -
Lantai 1 35.1047 -43.431 46.6764 -46.335 6.3959 -20.235 14.3649 -17.649 Lantai 2 39.1310 -48.23 47.5193 -65.365 7.1818 -22.221 8.3446 -30.384 Lantai 3 44.3327 -54.715 46.8161 -83.243 8.1063 -25.217 6.6883 -42.971 Lantai 4 47.8024 -59.034 43.0489 -99.243 8.8284 -27.286 7.3347 -55.204
Atap 50.1244 -61.853 44.2371 -113.61 9.4573 -28.779 10.1074 -67.417
Tabel 4.14 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa rencana El Centro dan Off Sanriku struktur tanpa isolasi dasar
Lantai
Gempa Rencana EL Centro Northridge
X (mm) Y (mm) X (mm) Y (mm) + - + - + - + -
Lantai 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Lantai 2 17.0486 -20.6563 24.2786 -28.6299 16.2165 -15.9594 28.1251 -31.4679 Lantai 3 43.7777 -50.4984 55.9209 -71.0962 35.8466 -33.1164 56.4893 -62.5486 Lantai 4 63.9237 -71.4084 77.8543 -102.999 51.7699 -46.9073 71.1435 -74.8293
Atap 73.7861 -80.8918 84.4487 -120.088 59.6823 -54.0255 74.6901 -91.0586
Tabel 4.15 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa rencana Northridge dan New Mexico struktur dengan isolasi dasar
Lantai
Gempa Rencana New Mexico Off Sanriku
X (mm) Y (mm) X (mm) Y (mm) + - + - + - + -
Lantai 1 11.8180 -9.3702 19.8813 -8.0627 152.5900 -381.46 186.938 -396.26 Lantai 2 12.9431 -10.075 15.0366 -17.439 174.1504 -436.57 217.471 -489.55 Lantai 3 14.6457 -11.448 12.2904 -28.041 195.2190 -484.13 242.411 -571.57 Lantai 4 15.8763 -12.423 12.7942 -38.862 210.2476 -521.47 256.904 -633.21
Atap 16.8274 -13.233 15.8614 -50.197 218.2803 -540.05 260.099 -675.89
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
Tabel 4.16 Hasil maximum joint displacement gedung untuk gempa rencana Northridge dan New Mexico struktur tanpa isolasi dasar
Lantai
Gempa Rencana New Mexico Off Sanriku
X (mm) Y (mm) X (mm) Y (mm) + - + - + - + -
Lantai 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Lantai 2 6.1685 -6.1977 6.0675 -7.7936 74.6609 -84.9324 109.6139 -94.4909 Lantai 3 14.5207 -15.8792 13.8111 -17.9478 131.2315 -138.268 100.2225 -171.536 Lantai 4 20.4557 -23.2179 19.5679 -26.0174 169.4078 -211.411 173.1827 -215.137
Atap 23.5420 -26.28 23.213 -31.5733 196.5352 -243.222 230.1054 -279.033
Hasil interstory drift yang dihasilkan struktur dengan isolasi dasarditunjukkan
pada Tabel 4.17. Untuk struktur tanpa isolasi dasar interstory drift yang dihasilkan
dapat dilihat pada Tabel 4.18.
Tabel 4.17 Hasil interstory drift maksimum untuk struktur dengan isolasi dasar
Lantai
Gempa Rencana El Centro Northridge New Mexico Off Sanriku
X Y X Y X Y X Y 0-1 0.004574 0.014817 0.003109 0.011989 0.000458 0.003153 0.011764 0.013044 1-2 0.004553 0.005008 0.002039 0.003396 0.001316 0.002792 0.03113 0.024556 2-3 0.003701 0.004705 0.001679 0.003312 0.000965 0.00279 0.025599 0.021597 3-4 0.002544 0.004211 0.001165 0.00322 0.000685 0.002848 0.017921 0.016232 4-A 0.001644 0.004164 0.000755 0.003428 0.000458 0.003153 0.011764 0.013044
Tabel 4.18 Hasil interstory drift maksimum untuk struktur tanpa isolasi dasar
Lantai
Gempa Rencana El Centro Northridge New Mexico Off Sanriku
X Y X Y X Y X Y 1-2 0.005204 0.007139 0.003703 0.006959 0.001593 0.001829 0.016484 0.019216 2-3 0.007853 0.011175 0.005619 0.008545 0.002548 0.002672 0.027537 0.025731 3-4 0.005503 0.008395 0.004922 0.008763 0.001931 0.002149 0.032087 0.038372 4-A 0.003983 0.005722 0.002959 0.006583 0.001423 0.001904 0.024449 0.030023
Sehingga dari hasil analisis berupa maximum joint displacement yang terjadi
memperlihatkan bahwa beban gempa Off Sanriku menghasilkan displacement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
terbesar pada struktur dengan isolasi dasar untuk arah gempa positif arah x yang
ditunjukkan Gambar 4.6 dan untuk arah Y yang ditunjukkan pada Gambar 4.7. Nilai
maximum joint displacement yang dihasilkan oleh struktur tanpa isolasi dasar
ditunjukkan Gambar 4.8 untuk arah X dan Gambar 4.9 untuk arah Y.
Gambar 4.6 Maksimum joint displacement struktur dengan isolasi dasar untuk
0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3
4
5
6
7
‐600 ‐400 ‐200 0 200 400
Story
Displacement arah X (mm)
Centro ‐
Centro +
New Mexico ‐
New Mexico +
Northridge ‐
Northridge +
Off Sanriku ‐
Off Sanriku +
arah X
Gambar 4.7 Maksimum joint displacement struktur dengan isolasi dasar untuk
0
1
2
3
4
5
6
7
‐800 ‐600 ‐400 ‐200 0 200 400
Story
Displacement arah Y (mm)
Centro ‐
Centro +
New Mexico ‐
New Mexico +
Northridge ‐
Northridge +
Off Sanriku ‐
Off Sanriku +
arah Y
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
Gambar 4.8 Maksimum joint displacement untuk arah X struktur tanpa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
‐300 ‐200 ‐100 0 100 200 300
Story
Displacement arah X
Centro ‐
Centro +
Mexico ‐
Mexico +
Northridge ‐
Northridge +
Off Sanriku ‐
Off Sanriku +
isolasi dasar
Gambar 4.9 Maksimum joint displacement untuk arah Y struktutr tanpa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
‐400 ‐300 ‐200 ‐100 0 100 200 300
Story
Displacement arah Y
Centro ‐
Centro +
Mexico ‐
Mexico +
Northridge ‐
Northridge +
Off Sanriku ‐
Off Sanriku +
isolasi dasar
Bentuk empat mode shape pertama yang dihasilkan oleh program bantu ETABS
struktur dengan isolasi dasar dan tanpa isolasi dasar pada salah satu kolom yang
diambil sebagai model dapat dilihat pada Gambar 4.10 .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
Lantai 2
Lantai 1/Base Isolation
Lantai 3
Lantai 4
Atap
Ground
Mode 1 Isolasi DasarMode 2 Isolasi DasarMode 3 Isolasi DasarMode 4 Isolasi Dasar
Displacement
Story
Mode 1 Fixed BaseMode 2 Fixed BaseMode 3 Fixed BaseMode 4 Fixed Base
Gambar 4.10 Mode shape
4.1 Pembahasan
Anil K. Copra (1995), menyatakan bahwa sistem isolasi memperkenalkan lapisan
isolasi yang akan membuat struktur mempunyai waktu getar alami yang akan
lebih panjang jika dibandingkan dengan waktu getar alami fixed based. Sesuai
dengan hasil analisis yang diperoleh semua modus dari struktur dengan isolasi
dasar dihasilkan periode getar alami yang lebih besar daripada periode getar yang
dihasilkan oleh struktur tanpa isolasi dasar yang ditunjukkan pada grafik yang
terdapat pada Gambar 4.11.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
Gamb
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2Pe
riode
Getaran
(S)
Siswantor
adalah su
pada dasa
gempa bum
untuk ber
pondasi. G
yang terja
sehingga
tanpa isol
oleh isolas
isolasi das
Tabel 4.19
Tabel 4.19
No. Jen1 Bas2 Fix
ar 4.11 Perstru
ro dan Bhua
atu cara pe
arnya cara p
mi kearah h
rgerak beba
Grafik pada
adi antara st
struktur be
lasi dasar d
si dasar. Pe
sar dan stru
9.
9 Perbandinisolasi da
nis Struktuse Isolated xed Base (F
0
2
4
6
8
1
2
1 2
rbandingan puktur dengan
ana (1994),
erlindungan
perlindunga
horizontal o
as saat ber
a Gambar 4
truktur deng
erisolasi das
dan mengak
enambahan
uktur tanpa i
ngan nilai asar dan struur Per(BI) 1,06B) 0,54
3 4 5
periode getan isolasi da
menyataka
n bangunan
an tersebut
oleh suatu si
rlangsungny
4.11 memp
gan isolasi
sar akan be
kibatkan gem
periode get
isolasi dasa
periode guktur tanpa iriode Getar6515 4842
6 7
Modus Geta
ar yang terjsar dan stru
an bahwa is
terhadap g
dicapai me
istem sehing
ya gempa
erlihatkan p
dasar dan s
ergerak leb
mpa bumi
tar yang ter
ar sebesar 2
etar terbesisolasi dasar (s) Perb
8 9 10
aran
adi di setiapuktur tanpa i
solasi dasar
getaran gem
elalui peng
gga memun
bumi tanp
perbandinga
struktur tan
bih bebas d
akan tertah
rjadi antara
kali yang d
ar antara ar bandingan P
194
11 12
p modus paisolasi dasa
r (base isola
mpa bumi,
gurangan ge
ngkinkan str
pa tertahan
an periode
npa isolasi d
daripada str
han dan dir
a struktur de
ditunjukkan
struktur de
Periode (FB
4 %
Isolasi D
Fixed Ba
da
ar
ation)
yang
etaran
ruktur
oleh
getar
dasar,
ruktur
redam
engan
n pada
engan
B/BI)
Dasar
ase
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Perbandingan perpindahan join yang terjadi antara kedua struktur pun berbeda
yang mana ditunjukkan pada Gambar 4.12 untuk arah perpindahan X positif,
Gambar 4.13 untuk arah perpindahan X negatif, Gambar 4.14 untuk arah
perpindahan Y positif, Gambar 4.15 untuk arah perpindahan Y negatif.
Gambar 4.12 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator dan
tanpa isolator arah X positif
‐2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 50 100 150 200 250
ketin
ggian (m
)
displacement (mm)
Centro FB
Centro BI
Northridge FB
Northridge BI
Mexico FB
Mexico BI
Off Sanriku FB
Off Sanriku BI
‐2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
‐600 ‐500 ‐400 ‐300 ‐200 ‐100 0
ketin
ggian (m
)
displacement (mm)
Centro FB
Centro BI
Northridge FB
Northridge BI
Mexico FB
Mexico BI
Off Sanriku FB
Off Sanriku BI
Gambar 4.13 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator dan
tanpa isolator arah X negatif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
‐2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 50 100 150 200 250 300
ketin
gggian
(m)
Displacement (mm)
Centro FB
Centro BI
Northridge FB
Northridge BI
Mexico FB
Mexico BI
Off Sanriku FB
Off Sanriku BI
Gambar 4.14 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator dan
tanpa isolator arah Y positif
‐2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
‐800 ‐600 ‐400 ‐200 0
ketin
ggian (m
)
displacement (mm)
Centro FB
Centro BI
Northridge FB
Northridge BI
Mexico FB
Mexico BI
Off Sanriku FB
Off Sanriku BI
Gambar 4.15 Perbandingan displacement antara struktur dengan isolator dan
tanpa isolator arah Y negatif
Dari grafik-grafik diatas dapat dilihat bahwa hampir keseluruhan perpindahan join
yang terjadi di struktur dengan isolasi dasar memiliki nilai mendekati dengan
struktur tanpa isolasi dasar, hal ini diakibatkan karena besarnya nilai percepatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
puncak modifikasi untuk setiap gempa rencana yang digunakan. Perbandingan
yang maximum displacement yang terjadi antara kedua struktur dapat dilihat pada
Tabel 4.20, dimana untuk gempa rencana El Centro arah drift x pada struktur fixed
base memiliki nilai displacement yang lebih besar 130,78% daripada struktur
dengan isolasi dasar.
Tabel 4.20 Perbandingan maximum story displacement.
Gempa Rencana Arah Drift Jenis Struktur displacement
(mm) Perbandingan
(FB/BI)
El Centro Drift X Base Isolated (BI) 61,8534 130,78% Fixed Base (FB) 80,8918
Drift Y Base Isolated (BI) 113,6059 105,71% Fixed Base (FB) 120,0876
Mexico Drift X Base Isolated (BI) 16,8274 156,17% Fixed Base (FB) 26,28
Drift Y Base Isolated (BI) 50,1972 62,90% Fixed Base (FB) 31,5733
Northridge Drift X Base Isolated (BI) 28,7788 207,38% Fixed Base (FB) 59,6823
Drift Y Base Isolated (BI) 67,4173 135,07% Fixed Base (FB) 91,0586
Off Sanriku
Drift X Base Isolated (BI) 540,0481 45,04% Fixed Base (FB) 243,2215
Drift Y Base Isolated (BI) 675,8892 41,28% Fixed Base (FB) 279,0334
Dilihat dari nilai perbandingan maximum interstory drift pun,hampir keseluruhan
gempa rencana yang digunakan pada struktur dengan isolasi dasar memiliki nilai
maximum story displacement yang lebih kecil daripada struktur tanpa isolasi dasar
yang ditunjukkan pada Tabel 4.21
Tabel 4.21 Perbandingan maximum interstory drift
Gempa Rencana Arah Drift Jenis Struktur Max. Interstory
drift Perbandingan
(FB/BI)
El Centro Drift X Base Isolated (BI) 0.004553 172,480 % Fixed Base (FB) 0.007853
Drift Y Base Isolated (BI) 0.005008 223,144 % Fixed Base (FB) 0.011175
Mexico Drift X Base Isolated (BI) 0.001316 193,6170 % Fixed Base (FB) 0.002548
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
Tabel 4.21 (Lanjutan) Gempa
Rencana Arah Drift Jenis Struktur Max. Interstory drift
Perbandingan (FB/BI)
Drift Y Base Isolated (BI) 0.003153 84,745 % Fixed Base (FB) 0.002672
Northridge Drift X Base Isolated (BI) 0.002039 275,576 % Fixed Base (FB) 0.005619
Drift Y Base Isolated (BI) 0.003428 255,630 % Fixed Base (FB) 0.008763
Off Sanriku Drift X Base Isolated (BI) 0.03113 103,074 % Fixed Base (FB) 0.032087
Drift Y Base Isolated (BI) 0.024556 156,263 % Fixed Base (FB) 0.038372
Berdasarkan nilai interstory drift yang ditampilkan pada Tabel 4.20 menunjukkan
bahwa seluruh gempa recana yang digunakan menghasilkan nilai interstory drift
yang rendah untuk struktur dengan isolasi dasar. Khusus untuk gempa rencana Off
Sanriku yang menunjukkan bahwa nilai maximum displacement pada lantai dasar
yang dihasilkan gempa rencana Off sanriku pada struktur dengan isolasi dasar
memiliki nilai yang besar, yaitu sebesar 396,255 mm. Besarnya nilai perpindahan
yang terjadi pada lantai satu yang mengakibatkan besarnya deformation shape
yang terjadi pada isolasi dasar. Tinggi isolasi dasar yang hanya 131 mm,
kemudian menghasilkan shear strain sebesar 303 % yang mana sudah melewati
batas maksimum dari shear strain ijin yang ditetapkan Zhao. Besarnya shear
strain yang terjadi pada isolasi dasar yang memungkinkan untuk terjadinya
buckling pada isolasi dasar yang mengakibatkan besarnya displacement dan
interstory drift yang terjadi pada struktur dengan isolasi dasar dengan gempa
rencana Off Sanriku.
Hampir keseleuruhan gempa rencana menghasilkan maximum interstory drift
pada struktur dengan isolasi dasar yang lebih kecil daripada sturktur tanpa isolasi
dasar. Kecilnya interstory drift yang terjadi mengakibatkan kecilnya kerusakan
struktur, sehingga penggunaan isolasi dasar dapat mengurangi/meredam energi
gempa yang diterima struktur atas gedung.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisis dan pembahasan yang telah dilakukan terhadap struktur
gedung bertingkat yang memiliki fungsi gedung sebagai hotel dengan
penambahan isolasi dasar dan struktur tanpa isolasi dasar dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. Struktur gedung dengan isolasi dasar tipe lead rubber bearing memiliki
waktu getar alami terbesar yang terjadi pada modus 1 sebesar 1,065 detik
dan lebih besar 2 kali daripada struktur tanpa isolasi dasar.
2. Struktur dengan isolasi dasar menghasilkan perpindahan join maksimum
yang hampir sama dengan struktur tanpa isolasi dasar, terkecuali untuk
gempa rencana Off Sanriku yang disebabkan oleh besarnya nilai
percepatan modifikasi yang terjadi pada gempa rencana tersebut.
3. Nilai interstory drift yang dihasilkan struktur dengan isolasi dasar pada
hampir keseluruhan gempa rencana yang digunakan memiliki nilai yang
lebih kecil daripada struktur tanpa isolasi dasar.
4. Kecilnya interstory drift yang terjadi mengakibatkan kecilnya kerusakan
pada struktur.
5. Besarnya nilai perpindahan yang terjadi pada lantai satu untuk gempa
rencana Off Sanriku mengakibatkan besarnya deformation shape yang
terjadi dan kemudian menghasilkan shear strain sebesar 303 % pada
isolasi dasar yang mana nilai tersebut sudah melewati batas maksimum
dari shear strain ijin yang ditetapkan Zhao.
57
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
6. Besarnya shear strain yang terjadi pada isolasi dasar untuk gempa rencana
Off Sanriku yang memungkinkan untuk terjadinya buckling pada isolasi
dasar dan mengakibatkan besarnya displacement dan interstory drift yang
terjadi pada struktur dengan isolasi dasar dengan gempa rencana Off
Sanriku.
5.2 Saran
Saran yang dapat penulis berikan untuk penelitian-penelitian selanjutnya untuk
dapat meningkatkan pemakaian isolasi dasar pada bangunan tahan gempa sendiri
yaitu:
1. Penelitian yang mengkaji isolasi dasar tipe lead rubber bearing tersebut
lebih mendalam, terutama dengan pengaruh perbedaan karakteristik dari
lead rubber bearing itu sendiri terhadap respon gedung yang ditinjau.
2. Data gempa yang digunakan sendiri sebaiknya data gempa yang sudah
mengalami modifikasi program khusus seperti program RESMAT yang
akan menghasilkan gempa rencana yang memiliki karakteristik yang
mendekati dengan keadaan yang ada.
3. Struktur gedung yang dijadikan model pun sebaiknya high rise building,
untuk mengetahui berapa besarnya pengaruh yang ditimbulkan dengan
penambahan isolasi dasar pada high rise building.
4. Mengkaji tentang perbedaan penambahan isolasi dasar tipe lead rubber
bearing dengan isolasi dasar tipe slider dan isolasi dasar tipe yang lainnya
terhadap respon struktur gedung yang ditinjau.