pengaruhdindingbataterhadapbebanlateral

7/31/2019 PengaruhDindingBataTerhadapBebanLateral

1/7

BBRRIICCKKWWAALLLLEEFFFFEECCTTFFOORR

SSTTRRUUCCTTUURRAALLBBUUIILLDDIINNGGDDUUEETTOOLLAATTEERRAALLFFOORRCCEESS

Mochammad, Ir

Alumni of The National Institute of Science andTechnologyISTN - Jakarta

ABSTRACT :

Kegagalan struktur sebagai akibatmengabaikan pengaruh kekakuan

pasangan bata saat terjadi gempamaksimum cukup membahayakan. Namundemikian, masih banyak perencana yangmengabaikan pengaruh kekakuan pasanganbata ini yang dalam perencanaan umumnyadianggap sebagai beban saja. Paper inibertujuan untuk membuka wawasan akanbahaya pasangan bata yang tidak dicermati.

Baik itu bahaya P- effect soft story effectmaupun short column effect, yang akanmenjadi penyebab kegagalan struktur yang

ditimbulkan oleh perilaku tadi.

Kerusakan struktur akibat kegagalan kolom bawah

Short column effect akibat pasangan bata


2/7

DI. PENDAHU

alam perencanaan struktur

gedung, para arsitek masih banyak

yang menggunakan pasangan

bata sebagai sekat antar ruangan.

Pasangan bata ini oleh perencana biasanya

ditumpu oleh balok-balok penumpu, baik

balok anak maupun balok induk yang

terhubung oleh kolom-kolom, pada

umumnya diasumsikan hanya sebgai beban.

Padahal, kenyataannya pasangan bata

mempunyai kekakuan yang akan

disumbangkan ke struktur. Berdasarkan

data standart, peraturan pembebanan untuk

rumah dan gedung 1987, modulus

elastisitas pasangan bata dapat diambil

sebesar 20.000 kg/cm2

(Peraturan

Pembebanan Indonesia 1987). Artinya bata

memiliki modulus elastisitas 1/10 dari

modulus elastisitas beton, ini suatu angka

yang cukup signifikan untuk diperhitungkan.

LUAN

Dalam perencanaan struktur yang di desain

terhadap beban-beban lateral, makapengaruh kekakuan pasangan bata ini akan

cukup signifikan. Pengaruh tersebut akan

dapat membahayakan struktur jika gempa

kuat rencana benar-benar terjadi. Terutama

gedung-gedung yang yang didesain dengan

dinding-dinding pengisi antar kolom. Bahaya

P effect dan soft story effect akan timbul

dan akan dapat meruntuhkan gedung akibat

kegagalan kolom-kolom tertentu yang

disebabkan oleh munculnya momen

sekunder yang cukup besar, yang tidak

diperhitungkan sebelumnya. Untuk meninjau

sebab-sebab mengapa pasangan bata

mampu menyebabkan kegagalan struktur,

akan diselidiki dengan model struktur

dengan program bantu software yang

berbasis finite element. Kolom dan balok

sebagai elemen frame dan bata sebagai

elemen membran dengan 4 degree of

freedom setiap elemennya. Sebenarnya,

analisis untuk penelitian ini harus dilakukan

analisis nonlinier karena bata tidak mampu

memikul tarik. Jadi hasil akhir analisis

adalah dimana dihasilkan bata yang

tertekan saja. Untuk itu model analisa non

linier dapat didekati dengan melakukannya

secara manual-computerized, artinya

dilakukan proses iterasi secara manual

dengan bantuan program komputer, analisastruktur dengan mengamati elemen bata

yang mengalami tarik. Jika dijumpai bata

yang mengalami tegangan tarik, maka

elemen tersebut dibuat agar tidak mampu

memikul tegangan dan dilakukan analsis

lagi, ini dilakukan secara berulang-ulang

hingga didapat hasil akhir tidak ada bata

yang mengalami tarik. Untuk melihat

pengaruh bata dilakukan suatu penelitian

dengan modelisasi struktur sebagaimana

yang dijelaskan dibawah ini.

SII. MOD

truktur yang di uji akibat perilaku

kekakuan pasangan bata ini adalah

dengan model 2 dimensi.

Digunakan data sebagai berikut :

EL UJI STRUKTUR

Balok : 25 cm x 45 cm , Elastisitas bata :

20000 Kg/cm2, Kolom : 30 cm x 30 cm,

reduksi Inersia balok & kolom : 0,75 (SNI-

1726), bata : 12 cm, tinggi kolom : 400 cm

Elastisitas beton : 235000 Kg/cm2, Bentang

balok : 500 cm.


3/7

Model-1 : Dengan pengaruh kekakuan bata

5th FLOOR

4th FLOOR

3rd FLOOR

1st FLOOR

2nd FLOOR

P = 5 Ton

CASE-3CASE-2

Lateral Displacement :Case 1

1 ki = 0.20067 cm

1 Ka = 0.19849 cm

Case 21 ki = 0.04791 cm

1 ka = 0.04941 cm

2 ki = 0.11330 cm

2 ka = 0.11534 cm

3 ki = 0.20067 cm

3 ka = 0.19849 cm

Case 3

1 ki = 0.12335 cm

1 ka = 0.12551 cm

2 ki = 0.33245 cm

2 ka = 0.33830 cm

3 ki = 0.52759 cm

3 ka = 0.53247 cm

4 ki = 0.79973 cm

4 ka = 0.80603 cm

5 ki = 1.06401 cm

5 ka = 1.06121 cm

P = 3 Ton

3rd FLOOR

2nd FLOOR

1st FLOOR

P = 1 Ton 1st FLOOR

CASE-1

Model-2 : Tanpa pengaruh kekakuan bata.

Lateral Displacement :Case 1

1 ki = 0.27500 cm1 Ka = 0.27405 cm

Case 2

1 ki = 0.97267 cm

1 ka = 0.97267 cm

2 ki = 2.25277 cm

2 ka = 2.25277 cm

3 ki = 3.42021 cm

3 ka = 3.41738 cm

Case 3

1 ki = 1.63422 cm

1 ka = 1.63422 cm

2 ki = 3.82048 cm

2 ka = 3.82048 cm

3 ki = 6.07510 cm

3 ka = 6.07510 cm

4 ki = 8.34063 cm

4 ka = 8.34062 cm

5 ki = 10.38544 cm

5 ka = 10.38072 cm

P = 5 Ton

5th FLOOR

4th FLOOR

3rd FLOORP = 3 Ton

3rd FLOOR

2nd FLOOR2nd FLOOR

1st FLOOR1st FLOOR

P = 1 Ton

1st FLOOR

CASE-3CASE-1 CASE-2


4/7

Dari hasil analisa struktur diatas untuk case-3 dapat ditentukan besarnya elastic dan inelastic

displacement sebagai berikut :

Elactic disp. s

(cm) Drift story (cm)

Inelastic disp. m

(cm) Drift story (cm)Floor

Model-1 Model-2 Model-1 Model-2 Model-1 Model-2 Model-1 Model-2

5 1.061 10.381 0.255 2.040 6.314 61.765 1.518 12.139

4 0.806 8.341 0.274 2.266 4.796 49.627 1.628 13.480

3 0.532 6.075 0.194 2.255 3.168 36.147 1.155 13.415

2 0.338 3.820 0.213 2.186 2.013 22.732 1.266 13.008

1 0.126 1.634 0.126 12.376 0.747 9.724 0.747 9.724

Dimana besarnya inelastic displacement ditentukan dari suatu fungsi yang dituliskan dalam UBC-

1997.

UBC-1997 - 1630.9.2

m = 0.7 . R . s

s = Static elastic response displacement

m = The maximum inelastic response displacement.R = 8.5 (for special moment resisting frame concrete structure)

UBC 1997 juga mengatur beberapa hal mengenai story drift ini :

UBC 1997 - 1630.1.3

P- effect need not be considered when the story drift ratiodoesnt exceed 0,002 / R.Story drift ratio is the story drift divided by the story height

UBC.1997 1630.10 STORY DRIFT LIMITATION

UBC 1997 1630.10.1 General

Story drifts shall be computed using the maximum inelastic

response displacement, m.

UBC 1997- 1630.10.2

Calculated Story drift usingm Shall not exceed 0.025 timesstory height for structure having a fundamental peeriod lessthan 0.7 second. For structure having a fundamental period 0.7second or greater, the calculated story drift shall not exceed0.020 times the story height.

Drift story m (cm) Drift RatioFloor

Model-1 Model-2 Model-1 Model-2

5 1.518 12.139 0.0038 0.0303

4 1.628 13.480 0.0041 0.0337

3 1.155 13.415 0.0029 0.0335

2 1.266 13.008 0.0032 0.0325

1 0.747 9.724 0.0019 0.0243


5/7

Tabel diatas menunjukkan pengaruh pasangan bata yang cukup signifikan untuk diperhitungkan.

Namun demikian, kita dapat melihat bahwa semua lantai yang memperhitungkan pengaruh

pasangan bata tidak perlu diperhitungkan P- effect. Namun untuk model struktur tanpa

memperhitungkan pengaruh pasangan bata lantai-1 s/d lantai-5 harus memperhitungkan P-

effect, dengan dasar maximum drift story 0.002 x story height (UBC-1997.1630.10.2) = 0.002x400 = 8 cm, dengan asumsi bahwa periode getar T>0.7 detik. Pada kenyataannya, yang terjadi

adalah Model-1 dimana bata akan menyumbangkan kekakuannya. Mungkin inilah yang menjadi

dasar bagi perencana untuk mengabaikan kekakuan pasangan bata.Namun ini akan menjadi

berbahaya pada struktur dengan arsitektural tertentu. Diambil contoh adalah kasus dimana pada

lantai dasar tidak ada pasangan bata, yang banyak terdapat untuk bangunan perkantoran dan

hotel.

P = 5 Ton

5th FLOOR

4th FLOOR

3rd FLOOR

2nd FLOOR

1st FLOOR

Floor Elactic disps (cm)

Drift story(cm)

Inelastic dispm (cm)

Drift story(cm)

5 2.877 0.295 17.118 1.755

4 2.582 0.259 15.363 1.539

3 2.323 0.222 13.824 1.323

2 2.101 0.726 12.500 4.320

1 1.375 1.375 8.180 8.180


6/7

Dapat dilihat bahwa bahaya P- effectpotensial terjadi pada lantai-1 dengan maximum inelastic

drift story m = 8.180 cm > 8 cm. Efek ini yang akan menyebabkan keruntuhan bangunan

dengan kegagalan kolom pada lantai-1. Bahaya P- effect ini seringkali dilupakan oleh para

perencana struktur, terutama bagi para perencana muda. Untuk memperlihatkan waktu getar,

maka struktur dapat dimodelkan sebagai struktur yang ditahan oleh pegas-pegas linier lateral disetiap lantainya jika lantai dibawahnya terdapat pasangan bata sebagai elemen pengisi diantara

kolom-kolom yang menyangga lantai tersebut. Kekakuan pegas tersebut berasal dari kekakuan

pasangan bata yang telah dianalisa dengan tidak memperhitungkan kekuatan tarik bata.

Hubungan antara gaya, kekakuan dan displacement dapat dapat dituliskan sebagai berikut :

F = K .

= F/ K

Untuk struktur dengan kekakuan pasangan bata, Case-1 :

F = Kt . t

Kt = F / t

Untuk struktur tanpa memperhitungkan pengaruh kekakuan bata :

F = Kf . f

Kf= F/ f

Maka kekakuan yang disumbangkan oleh bata terhadap displacement lateral :

Kw =

tf

tf

.

)F(

Dimana :

F = Base shear pada lantai yang ditinjau.

Kt = Kekakuan lateral total dari frame dan bata yang berinteraksi.

Kf = Kekakuan lateral struktur frame.

Kw = Kekakuan lateral pasangan bata yang disumbangkan ke struktur.

t = Drift story pada lantai yang ditinjau dengan memperhitungkan kekakuan bata.

f = Drift story pada lantai yang ditinjau tanpa memperhitungkan kekakuan bata.

Dengan didapatkannya kekakuan-kekakuan pegas tiap lantainya, maka analisa strukturselanjutnya menjadi lebih sederhana dengan program komputer, khusunya untuk pengecekan

terhadap waktu getar struktur, dimana pegas-pegas horisontal diberikan tiap lantainya. Sehingga

jika pada suatu lantai tidak ada pasangan bata, maka tinggal menghilangkan saja pegas pada

lantai di atasnya.


7/7

P = 5

P = 3

P = 1

III. KESIMPULAN

Dari uraian singkat diatas maka

dapat ditarik kesimpulan, bahwa

dalam menganalisa struktur harus

diamati tata letak pasangan bata. Pasangan

bata yang dipasang tanpa meninjau perilaku

struktur yang diakibatkan oleh kesalahan

asumsi, akan sangat

berakibat fatal pada struktur tersebut,

seperti kasus yang ditunjukkan oleh gambar

di depan. Untuk itu perlu dibenahi konsep

perencanaan struktur kita yang masih sering

menganggap pasangan bata sebagai beban

saja.

Mochammad - 2004

pengaruhdindingbataterhadapbebanlateral

Documents