abstrak - sinta.unud.ac.id · pdf filepenambahan bresing tiap tingkat pada struktur dapat...

iii

ABSTRAK

Pada penelitian ini dilakukan pemodelan struktur rangka beton bertulang

(SRBB) untuk struktur 3, 5, 8 dan 10 tingkat sesuai dengan peraturan di

Indonesia. SRBB kemudian diperkuat dengan variasi penambahan bresing baja

eksternal tipe V terbalik pada tiap tingkatnya. Masing-masing model yang diberi

perkuatan bresing kemudian dianalisis dan dibandingkan perilaku struktur

menggunakan metode analisis konstruksi bertahap dan kinerjanya dibandingkan

menggunakan metode analisis pushover.

Berdasarkan hasil analisis dapat disimpulkan bahwa perkuatan

menggunakan bresing baja tipe V terbalik pada model momen frame (MF) untuk

bangunan eksisting tidak menambah kebutuhan tulangan terpasang. Variasi

penambahan bresing tiap tingkat pada model MF menghasilkan perpindahan yang

lebih kecil pada tingkat yang diberi bresing. Perpindahannya menurun berkisar

antara 27% - 87%. Penambahan bresing tiap tingkat pada struktur dapat

memperkecil gaya-gaya dalam yang terjadi. Model MF dengan variasi

penambahan bresing tiap tingkatnya setelah dianalisis menggunakan analisis

pushover mampu meningkatkan level kinerja yang awalnya berada pada kondisi

Immediate Occupancy (IO) menjadi berada pada kondisi Operational Level (B)

serta mengurangi jumlah sendi plastis yang terjadi pada balok. Dengan variasi

penambahan bresing tiap tingkatnya mampu meningkatkan kekuatan struktur

untuk menahan gaya geser. Dari hasil analisis pushover pada model MF untuk

menambah kekakuan dan kekuatan, penambahan bresing disesuaikan dengan

kebutuhan sampai batas mana ingin dicapai. Sehingga untuk pertimbangan

efisiensi pemasangan bresing, tidak perlu dilakukan penambahan bresing sampai

lantai atas.

Kata kunci: bresing eksternal V terbalik, SRBB, perkuatan, simpangan, kinerja

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi

Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Perilaku dan Kinerja Struktur Rangka

Beton Bertulang dengan Perkuatan Bresing Eksternal Tipe V Terbalik”.

Selesainya tugas ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, saran, dan

motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. Made Sukrawa, MSCE., Ph.D. dan

Bapak Ir. Putu Deskarta, MASc selaku Dosen Pembimbing, kedua orang tua atas

semangat dan doa yang diberikan dan semua pihak yang tidak bisa disebutkan

namanya satu persatu.

Bukit Jimbaran, 11 Agustus 2017

Penulis

v

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................ iii

UCAPAN TERIMA KASIH ............................................................................... iv

DAFTAR ISI .......................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 2

1.3 Tujuan................................................................................................... 2

1.4 Manfaat................................................................................................. 2

1.5 Batasan Masalah ................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................. Error! Bookmark not defined.

2.1 Umum ................................................. Error! Bookmark not defined.

2.2 Perkuatan Struktur .............................. Error! Bookmark not defined.

2.3 Bresing ............................................... Error! Bookmark not defined.

2.4 Penelitian Penggunaan Bresing Sebagai Perkuatan SRBBError! Bookmark not defined.

2.5 Beban Gempa Menurut SNI-1726-2012Error! Bookmark not defined.

2.6 Analisis Statik Ekivalen ..................... Error! Bookmark not defined.

2.7 Simpangan Ijin Antar Lantai .............. Error! Bookmark not defined.

2.8 Analisis Konstruksi Bertahap ............. Error! Bookmark not defined.

2.9 Analisis Pushover Statik Nonlinier .... Error! Bookmark not defined.

BAB III METODE PENELITIAN ......................... Error! Bookmark not defined.

3.1. Model Struktur ................................... Error! Bookmark not defined.

3.2. Diagram Alir ...................................... Error! Bookmark not defined.

3.3. Data Struktur ...................................... Error! Bookmark not defined.

3.4. Pemodelan Bresing ............................. Error! Bookmark not defined.

3.5. Pemodelan Penghubung (Link) .......... Error! Bookmark not defined.

3.6. Faktor Pembesaran Luas dan Inersia BetonError! Bookmark not defined.

3.7. Analisis Struktur ................................. Error! Bookmark not defined.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................. Error! Bookmark not defined.

4.1. Dimensi Komponen Struktur ............. Error! Bookmark not defined.

4.2. Perbandingan Kebutuhan Tulangan ... Error! Bookmark not defined.

4.3. Pengecekan Stress Ratio Bresing ....... Error! Bookmark not defined.

4.4. Perbandingan Perpindahan dan Drift RatioError! Bookmark not defined.

4.5. Perbandingan Gaya-gaya Dalam ........ Error! Bookmark not defined.

4.6. Hasil Analisis Nonlinier Statik PushoverError! Bookmark not defined.

BAB V PENUTUP .................................................... Error! Bookmark not defined.

5.1 Simpulan............................................. Error! Bookmark not defined.

5.2 Saran ................................................... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA ............................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN A .......................................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN B .......................................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN C .......................................................... Error! Bookmark not defined.

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Keefektifan Dinding dan Bresing ...... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.2 Tipe bresing ....................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.3 Perkuatan Bresing Eksternal pada Gedung Kimia dan

Teknik Kimia, Universitas Tohoku, Jepang ..... Error! Bookmark not

defined.

Gambar 2.4 Perkuatan Bresing Internal pada Gedung Arsitektur,

Universitas Tohoku, Jepang .............. Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.5 Benda Uji Skala 2/3........................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 2.6 Hubungan beban dan rasio simpanganError! Bookmark not

defined.

Gambar 2.7 Kurva kapasitas analisis pushover..... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.1 Diagram Alir ..................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.2 Denah Struktur .................................. Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.3 Model MF3 dan Model BF3 ............. Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.4 Pengaturan IBC 2009 sesuai dengan SNI-1726-2012 ................ Error!

Bookmark not defined.

Gambar 3.5 Metode Menggambar Bresing Cepat (Quick Draw Braces) ...... Error!


Gambar 3.6 Portal yang akan Diperkuat dengan BresingError! Bookmark not

defined.

Gambar 3.7 Model BF3 LT 1-3 ............................ Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.8 Detail Link pada Model MF .............. Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.9 Rectangular section ........................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.10 Property data ................................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.11 Input nilai pembesaran luas penampang dan inersia ................ Error!


Gambar 3.12. Nilai Momen Inersia Efektif SAP2000Error! Bookmark not

defined.

Gambar 3.13 Load Case Stage Construction SAP2000Error! Bookmark not

defined.

Gambar 3.14 Pengaturan Load Case Tahap 1 Konstruksi Bertahap .............. Error!




vii



Gambar 3.17 Data kasus beban gravity................. Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.18 Kontrol penggunaan beban pada kasus beban gravity ............. Error!


Gambar 3.19 Pengaturan penyimpanan hasil kasus beban gravity ................ Error!


Gambar 3.20 Data kasus beban push .................... Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.21 Parameter nonlinier pada kasus beban pushError! Bookmark not

defined.

Gambar 3.22 Kasus beban yang telah terdefinisi .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 3.23 Penentuan posisi sendi plastis pada balokError! Bookmark not

defined.

Gambar 3.24 Pendefinisian sendi plastis balok M3Error! Bookmark not

defined.

Gambar 3.25 Pendefinisian sendi plastis kolom P-M2-M3Error! Bookmark not

defined.

Gambar 3.26 Pendefinisian sendi plastis bresing Axial-PError! Bookmark not

defined.

Gambar 3.27 Pemilihan kasus beban yang akan dijalankan pada model ....... Error!


Gambar 4.1 Luas Tulangan Terpasang (mm2) model MF3Error! Bookmark not

defined.

Gambar 4.2 Luas Tulangan Terpasang (mm2) model BF3 LT 1Error! Bookmark

not defined.

Gambar 4.3 Luas Tulangan Terpasang (mm2) model BF3 LT 1-2 ................ Error!


Gambar 4.4 Luas Tulangan Terpasang (mm2) model BF3 LT 1-3 ................ Error!


Gambar 4.5 Stress Ratio Bresing BF3 .................. Error! Bookmark not defined.

Gambar.4.6 Grafik Perpindahan Model 3 Lantai Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.7 Grafik Perpindahan Model 5 Lantai .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.8 Grafik Perpindahan Model 8 Lantai .. Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.9 Grafik Perpindahan Model 10 Lantai Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.10 Sendi Plastis Pada Model MF3 ....... Error! Bookmark not defined.

Gambar 4.11 Sendi Plastis Pada Titik Kinerja Model MF3Error! Bookmark not

defined.

Gambar 4.12 Kurva Kapasitas Model 3 Lantai ..... Error! Bookmark not defined.

viii



Gambar 4.15 Kurva Kapasitas Model 10 Lantai ... Error! Bookmark not defined.

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Dimensi Komponen Struktur Gedung Lantai 3Error! Bookmark not

defined.


defined.


defined.


defined.

Tabel 4.5 Faktor Pembesaran untuk Penambang Komposit Model BF ......... Error!


Tabel 4.6 Tulangan Terpasang pada Model MF3 . Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.7 Tulangan Terpasang pada Model BF3 LT 1Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.8 Tulangan Terpasang pada Model BF3 LT 1-2Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.9 Tulangan Terpasang pada Model BF3 LT 1-3Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.10 Drift Ratio Model MF3 ....................... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.11 Drift Ratio Model BF3 LT 1 ............... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.12 Drift Ratio Model BF3 LT 1-2 ........... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.13 Drift Ratio Model BF3 LT 1-3 ........... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.14. Perbandingan Momen Lapangan Maksimum Balok MF3/BF3 LT 1

............................................................................... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.15. Perbandingan Momen Lapangan Maksimum Balok

MF3/BF3 LT 1-2 ................................ Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.16. Perbandingan Momen Lapangan Maksimum Balok


Tabel 4.17. Perbandingan Momen Tumpuan Maksimum Balok MF3/BF3 LT 1


Tabel 4.18. Perbandingan Momen Tumpuan Maksimum Balok


Tabel 4.19. Perbandingan Momen Tumpuan Maksimum Balok


Tabel 4.20. Perbandingan Momen Maksimum Kolom MF3/BF3 LT 1 ........ Error!


x

Tabel 4.21. Perbandingan Momen Maksimum Kolom MF3/BF3 LT 1-2 ..... Error!


Tabel 4.22. Perbandingan Momen Maksimum Kolom MF3/BF3 LT 1-3 ..... Error!


Tabel 4.23. Perbandingan Gaya Geser Maksimum MF3/BF3 LT 1-3 ........... Error!


Tabel 4.24. Perbandingan Gaya Geser Maksimum MF3/BF3 LT 1-2 ........... Error!


Tabel 4.25. Perbandingan Gaya Geser Maksimum MF3/BF3 LT 1 .............. Error!


Tabel 4.26. Perbandingan Gaya Aksial Maksimum Kolom MF3/BF3 LT 1 . Error!


Tabel 4.27. Perbandingan Gaya Aksial Maksimum Kolom MF3/BF3 LT 1-2


Tabel 4.28. Perbandingan Gaya Aksial Maksimum Kolom MF3/BF3 LT 1-3


Tabel 4.29 Tabel mekanisme terjadinya sendi plastis MF3Error! Bookmark not

defined.

Tabel 4.30 Hasil Analisis Pushover Model 3 TingkatError! Bookmark not

defined.


defined.


defined.

Tabel 4.33 Hasil Analisis Pushover Modal 10 TingkatError! Bookmark not

defined.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Struktur rangka beton bertulang (SRBB) yang sudah berdiri sering harus

mengalami modifikasi dan perbaikan kinerja selama masa layannya. Penyebabnya

ada bermacam-macam, seperti pelaksanaan konstruksi yang tidak sesuai desain,

perubahan fungsi bangunan, dan terjadinya bencana alam yang mempengaruhi

perilaku pembebanan pada struktur. Dalam keadaan seperti itu terdapat dua solusi

yang memungkinan yaitu penggantian atau perkuatan struktur. Penggantian

struktur penuh mungkin memiliki kelemahan seperti biayanya yang tinggi dan

gangguan ketidaknyamanan. Bila memungkinkan, lebih baik untuk memperbaiki

atau menambahkan struktur dengan perkuatan.

Perkuatan adalah memperbaharui bagian bangunan yang ada untuk

memberikan kapasitas struktural yang lebih baik dari bangunan aslinya (Sugano,

1992). Ada beberapa metode perkuatan struktur yang biasa digunakan, seperti

dinding geser, penambahan elemen struktur diagonal (bresing), peningkatan

kekuatan komponen struktur (pembesaran dimensi atau penambahan lapisan

berupa pelat baja) dan metode lainnya.

Penambahan bresing baja pada struktur ada banyak tipe seperti tipe X, tipe

V terbalik, tipe X 2 lantai dan sebagainya. Pada penelitian ini metode perkuatan

yang dipilih untuk struktur yang sudah berdiri adalah penambahan bresing dengan

tipe V-terbalik. Penambahan bresing mampu meningkatkan kekuatan dan

kekakuan sistem struktur, tanpa meningkatkan berat struktur secara signifikan

(FEMA, 2006). Menggunakan tipe V-terbalik karena keuntungannya memiliki

bukaan yang lebih luas dibandingkan tipe bresing lainnya sehingga tidak

mengganggu jika terdapat jendela.

Perkuatan dengan bresing baja terdiri dari 2 sistem, yaitu bresing ekternal

dan bresing internal. Pada sistem bresing eksternal dipasang pada bagian sisi

depan kolom dan balok, sedangkan dengan sistem bresing internal dipasang pada

bagian sisi dalam kolom dan balok. Pada penelitian ini dipilih menggunakan

2

sistem bresing eksternal, karena saat pelaksanaannya jika terdapat dinding pada

gedung yang telah berdiri tidak perlu di bongkar sehingga jumlah gangguan yang

terjadi sangat minimum dan bangunan yang diperkuat dapat beroperasi tanpa

harus ditutup.

Pada penelitian ini struktur eksisting yang di analisis sudah mengalami

deformasi akibat beban-beban yang bekerja (beban mati dan hidup). Deformasi

yang telah terjadi pada struktur harus diperhitungkan. Maka dari itu digunakan

metode analisis konstruksi bertahap. Metode analisis konstruksi bertahap sudah

pernah dilakukan untuk mengetahui perilaku SRBB terhadap penambahan

bresing. Dari hasil penelitian analisis konstruksi bertahap menghasilkan

simpangan dan gaya-gaya dalam yang sedikit lebih besar dari analisis

konvensional, sehingga lebih akurat karena sesuai dengan keadaan di lapangan

(Sukrawa, 2016). Penelitian ini juga menggunakan metode analisis pushover.

Metode analisis pushover merupakan prosedur analisa struktur dengan beban

rencana untuk mengetahui perilaku keruntuhan suatu bangunan terhadap gempa.

Tujuan dari metode analisis ini untuk memperkirakan gaya maksimum dan

deformasi yang terjadi serta memperoleh informasi bagian mana saja yang kritis.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana perbandingan dari perilaku dan kinerja SRBB yang diperkuat

dengan variasi penambahan bresing eksternal tipe V-terbalik pada tiap tingkatnya.

Perilaku yang ditinjau adalah simpangan, gaya-gaya dalam dan kebutuhan

tulangan.

1.3 Tujuan

Untuk mengetahui perbandingan simpangan, gaya-gaya dalam, kebutuhan

tulangan dan kinerja dari SRBB yang diperkuat dengan variasi penambahan

bresing eksternal tipe V-terbalik pada tiap tingkatnya.

1.4 Manfaat

Diharapkan mampu memberi manfaat dan sebagai bahan pertimbangan

yang dapat dipakai perancang dalam mendesain SRBB yang memerlukan

perkuatan bresing eksternal.

3

1.5 Batasan Masalah

Agar ruang lingkup permasalahan tidak terlalu luas, maka diambil

beberapa batasan masalah sebagai berikut:

1. Tidak melakukan perhitungan manual dimensi kolom, balok, dan bresing,

2. Tangga tidak dimodel pada model struktur tapi hanya memasukan beban

joint pada struktur

3. Kelangsingan batang bresing harus memenuhi syarat : √

4. Kelangsingan bresing memiliki rasio KL/r 200

abstrak - sinta.unud.ac.id · pdf filepenambahan bresing tiap tingkat pada struktur dapat...

Documents