studi kekuatan rumah adat tradisional minangkabau …

STUDI KEKUATAN RUMAH ADAT TRADISIONAL MINANGKABAU

TERHADAP SEISMIK

Jabnes Satria1,* dan Sjahril A. Rahim1

1Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia

Email: [email protected]

ABSTRAK

Ketika gempa bumi terjadi di Indonesia seperti gempa di Aceh, Sumatera Barat, banyak bangunan

gedung, rumah dan fasilitas umum yang rusak. Hal ini menyadarkan banyak pihak bahwa daerah Sumatera

merupakan daerah rawan gempa yang disebabkan Indonesia terletak pada wilayah pertemuan tiga lempeng. Di

pulau Sumatera masih banyak struktur rumah adat yang tahan terhadap gempa, salah satu contohnya adalah rumah

adat tradisional minangkabau. Faktor yang menyebabkan keunggulan rumah adat tersebut yaitu beratnya yang

ringan, konstruksi bangunan yang kuat. Pada penelitian ini akan dilakukan peninjauan terhadap ketinggian tiang

(panggung), kemiringan tiang, dan pengaruh pondasi umpak pada rumah adat tradisional minangkabau akibat

beban gempa yang akan dianalisis dengan model rumah adat satu lantai secara 3 dimensi .

Hasil dan analisis penelitian ini menunjukan bahwa kemiringan tiang yang besar, dan ketinggian tiang

yang jauh dari lantai akan memberikan prilaku struktur yang tidak baik yang disebabkan oleh gaya geser dan

lendutan yang besar. Pondasi umpak pada struktur rumah adat tradisional minangkabau memberikan isolasi dasar

yang baik dan dapat mengurangi efek beban gempa secara signifikan namun menimbulkan deformasi sehingga

kodisi bangunan tidak kembali pada kondisi awal.

.

Kata kunci : Rumah tradisional Minangkabau; Pemodelan; Analisa Dinamik

ABSTRACT

When the earthquake occurred in Indonesia such as the earthquake in Aceh, West Sumatra, many

buildings, homes and public facilities were damaged. It is aware that a lot of the Sumatra region is prone to

earthquakes because Indonesia is located at the confluence of three plates. On the island of Sumatra is still many

traditional house resistant to earthquakes, one example is the traditional Minangkabau traditional house. Factors

that led to the custom house advantage is light weight, strong construction. This research will be conducted a

review of the column height (stage), the slope of the column, and the influence of foundation umpak at the

Minangkabau's traditional house due to earthquake loads to be analyzed with custom home models one floor in

3 dimensions.

Results and analysis of this research showed that the slope of the pole, and the pole height that far from

the floor structure will give bad behavior caused by the shear force and large deflection. the umpak foundation at

Studi kekuatan ..., Jabnes Satria, FT UI, 2013

mailto:[email protected]

the minangkabau's traditional house give a good isolation and can reduce the effects of earthquake loads

significantly but cause a deformation so that the building does not return in initial condition.

Key words : Minangkabau’s Traditional House; Modelisation; Dynamic Analysis

PENDAHULUAN

Sebagian wilayah Indonesia merupakan wilayah dengan resiko gempa tertinggi di

dunia. Beberapa tahun terakhir banyak terjadi gempa dengan guncangan yang cukup besar dan

mengakibatkan banyak korban jiwa. Hal ini disebabkan Indonesia terletak pada wilayah

pertemuan tiga lempeng besar yang terus menerus bergerak, yaitu lempeng Hindia-Australia,

pasifik, dan Eurasia. Karena lempeng selalu bergerak maka pada pertemuan lempeng tersebut

akan sangat berpotensi menghasilkan gempa.

Seiring dengan perkembangan zaman yaitu di bidang arsitektur global dan rancangan

rumah, masyarakat banyak terjebak ke dalam pengunaan gaya modern dan meninggalkan

konsep tradisional untuk arsitektur rumah. Jika melihat dari perspektif pengalaman kita akan

bencana, sebenarnya rancangan rumah tradisional lebih tahan terhadap gempa dibandingkan

rumah modern.Salah satu contoh rumah tradisionalnya yaitu rumah adat minangkabau.

Rumah adat minangkabau merupakan bangunan yang tahan terhadap gempa. Faktor

yang menyebabkan keunggulan rumah adat tersebut yaitu beratnya yang ringan, konstruksi

kayu yang daktail dan konstruksi bangunan yang kuat. Bangunan rumah Gadang ini berbentuk

segi empat atau empat persegi panjang yang tidak simetris yang mengembang keatas. Ciri khas

dari rumah Gadang adalah konstruksinya yang miring keluar. Tiang bagian luarnya tidak tegak

90° derajat, tetapi sedikit miring arah keluar. Dengan kemiringan konstruksi tersebut maka gaya

yang bekerja pada struktur itu bisa saling meniadakan sehingga tercapai kestabilan yang tinggi,

karena kecondongan tiang sebelah kiri atau kanan akan dinetralisir oleh tiang di seberangnya.

Selain itu Rumah Gadang ini, sistem perletakannya tidak terjepit yang mana dapat mengurangi

efek gempa terhadap struktur.

Tujuan dalam tulisan ini adalah untuk mengetahui prilaku struktur rumah adat tradisional

minangkabau, khususnya menjelaskan tentang Pengaruh ketinggian tiang rumah adat

minangkabau terhadap gempa bumi, Pengaruh kemiringan tiang rumah adat minangkabau

terhadap gempa bumi, Pengaruh perletakan rumah adat minangkabau terhadap efek gempa

bumi.


TINJAUAN TEORITIS

Teori Gempa Bumi

Gempa bumi terjadi dari hasil fenomena alam dan perbuatan manusia yang diakibatkan

oleh:

Aktivitas gunung merapi

Meteor jatuh

Ledakan bawah tanah akibat nuklir

Gempa bumi yang paling membahayakan adalah gempa bumi yang diakibatkan

pelepasan energi karena konstransi tegangan yang tinggi pada kerak bumi. Pada saat ini sebab

utama gempa bumi berkaitan dengan proses tektonik lautan dipermukaan bumi. Lempeng kulit

bumi yang berpindah-pindah yang sebagian sekarang, yaitu sepanjang riwayat catatan

seismografik yang berarti.

Seismisitas di Sumatera Barat

Sumatera Barat merupakan provinsi yang sangat rawan terhadap gempabumi.

Penyebab gempabumi di Sumatera Barat yaitu disebabakan oleh Sesar Sumatera atau sesar

Semangko yang memanjang dari Aceh sampai teluk semangko (Lampung).

Berdasarkan peta seismisitas, terlihat bahwa daerah Sumatera Barat termasuk kedalam

daerah dengan seismisitas aktif ( magnitudo sekitar 7, 0 SR ). Distribusi gempabumi yang

terjadi di Sumatera Barat di dominasi oleh gempa bumi yang terjadi di laut yaitu di selat

Mentawai dan samudera Indonesia. Dari gempabumi yang terjadi selama periode 1900-2005 di

sekitar Sumatera barat dengan magnitudo sebesar 5 SR dan dengan kedalaman gempabumi

dangkal (kecil dari 60 km) tercatat bahwa gempa yang terjadi didarat sebanyak 29 kali dan

gempabumi yang terjadi di laut 163 kali kejadian gempabumi. Gempabumi yang terjadi didarat

frekuensi kejadiannya lebih sedikit dibandingkan dengan gempabumi yang terjadi di laut.

Teori Vibrasi

Sifat-sifat yang penting dari setiap sistem struktur yang elastik secara linear yang

dikenakan pada beban dinamik meliputi massa, sifat elastik (kelenturan atau

kekakuan),mekanisme kehilangan energi atau peredaman dan sumber-luar eksitasi atau

pembebananya. Dalam model yang paling sederhana dari suatu sistem derajat kebebasan

tunggal (SDOF), masing-masing sifat tersebut dianggap terpusat pada elemen fisik tunggal.


Gambar 1. Sistem derajat kebebasan tunggal: (a) Gaya yang bekerja; (b) Gerakan gempa bumi

Pada gambar diatas merupakan suatu derajat kebebasan dengan ransangan dinamik,

dimana pada gambar 1. (a) merupakan ransangan dinamik berupa gaya luar p(t) dan pada

gambar 1. (b) maerupakan ransangan dinamik berupa gerakan tanah yang diinduksikan oleh

gempa ug(t). Dalam hal ini u adalah perpindahan relatif massa terhadap kondisi awal.

Gambar dibawah ini menunjukan idealisasi struktur yang dikenakan pada sebuah gaya

dinamik p(t) . Notasi ini menandakan bahwa gaya p bervariasi dengan waktu t.

Gambar Error! No text of specified style in document.. Gaya yang Bekerja

Untuk sistem linear, hubungan antara gaya lateral fs dan perubahan bentuk yang

dihasilkan u adalah linear

Fs = ku (2.1)

Dimana, k adalah kekakuan lateral dengan satuan gaya persatuan panjang. Sedangkan

Gaya redaman fd berkaitan dengan kecepatan ů diseluruh peredam viskos linear

fd = c ů (2.2)

Dimana, konstanta c adalah koefisien redaman dengan satuan gaya dikali waktu

persatuan panjang dan koefisien redaman berasal dari eksperimen getaran yang dihasilkan oleh

struktur sebenarnya.

Hasil dari perpindahan masa bervariasi dengan waktu dan dinotasikan oleh u(t). Dari

gambar 2 ada dua metode untuk memperoleh persamaan diferensial yang mengatur

perpindahan u(t) yaitu hukum gerak Newton II dan keseimbangan dinamik.

Pada sistem ini gaya bekerja pada masa dari waktu tertentu, hal ini termasuk

didalamnya gay luar p(t), gaya inersia, gaya kekakuan dan gaya redaman fd (gambar 2). Pada

arah sumbu x gaya luar p(t), perpindahan u(t), kecepatan ů(t), percepatan ü(t). Gaya kekakuan


dan redaman bekerja pada arah berlawanan karena merupakan gaya dalam yang menahan

deformasi dan kecepatan. Dengan menggunakan hukum Newton II resultan pada sumbu x

adalah

p-fs-fd = m ü (2.3)

Dapat disederhanakan menjadi

m ü+c ů+ku = p(t) (2.4)

Analisa Riwayat Waktu (Respon History analysis)

Analisa riwayat waktu sangat cocok digunakan dalam penelitian ini, dimana analisa

riwayat waktu tersebut memperhitungkan terhadap percepatan gerak tanah. Pada percepatan

gerak tanah yang dimbil yaitu paling maksimum dari macam-macam catatan respon gempa

setiap interval waktu. Metode ini sangat cocok digunakan untuk struktur nonlinear maupun

linear elastis.

METODE PENELITIAN

Properti Material

Material utama dari rumah tradisonal adalah kayu yang rata-rata merupakan kayu yang

bagus dan kuat sehingga dapat diasumsikan kelas kayu I.

Tabel 1. Properti Material

Nama Material Kayu Kelas I

Massa Jenis 1000 Kg/m3

Modulus elastisitas 125000 kg/cm2

Poisson Ratio 0,3

Modulus Geser 4807,7 kg/cm2

Dimensi Model Penampang


Tabel 2. Ukuran Model Penampang

Elemen Struktur Ukuran

(cm)

Material Nama

Perdagangannya

Kolom ᴓ25 Kayu Kelas I Kayu Tusam

Balok Atas Depan 15 x 8 Kayu Kelas I Kayu Tusam

Balok Atas Belakang 18 x 6,5 Kayu Kelas I Kayu Tusam

Balok Bawah eksternal 31 x 5 Kayu Kelas I Kayu Tusam

Balok Bawah internal 12 x 6 Kayu Kelas I Kayu Tusam

Pembebanan

1. Beban Hidup, Beban Mati, Beban Hujan, dan Beban Angin

Pembebanan yang dilakukan mengacu kepada pedoman perencanaan pembebanan

untuk rumah dan gedung (SKBI 1.3.53.1987).

1. Beban untuk pelat lantai yang diambil:

Beban Hidup pada lantai (LL) = 200 Kg/m2

Ukuran dan properti dari struktur atap yaitu:

Ukuran kayu = 8 x 15 cm2

Massa Jenis Kayu Kelas I = 1000 kg/m3

2. Beban Gempa

Beban gempa yang digunakan dalam analisa studi kekuatan rumaha adat tradisional

minangkabau adalah beban gempa yang mengacu kepada SNI-1726-2012 tata cara perencanaan

ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung. Beban gempa yang

digunakan dalam analisa ini menggunakan 3 pasang rekaman gerak tanah yaitu gempa Imperial

Valley, Northern California, dan Northridge, masing-masing untuk arah North-South dan East-

West. Rekaman gempa tersebut selanjutnya dilakukan penyesuaian (matching) antara

accelerogram tersebut dengan respon spektrum target dengan menggunakan software

SeismoMatch .


Gambar Error! No text of specified style in document.. Respon Spektrum Target

Tabel 3. Beban Gempa yang digunakan

Jenis Beban dinamik Time History

North-South East-West

Imperial Valley H-AEP045 H-AEP315

Northern California B-FRN227 B-FRN314

Northridge 5081-270 5081-360

Model dan Variabel Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mencari kontrol seismik yang paling dominan dalam

meningkatkan seismic performance dari rumah adat minangkabau. Dalam penelitian ini

terdapat tiga kontrol seismik yang akan diteliti yaitu sistim perletakan, ketinggian tiang, dan

kemiringan tiang.

1. Sistim Perletakan

Dalam penelitian ini sistim perletakan yang akan digunakan yaitu perletakan umpak.

Strukturnya biasanya berupa tiang yang diletakkan di atas batu sehingga memungkinkan

terjadinya translasi. Gaya yang bekerja pada pondasi umpak adalah gaya gesek batu dengan

kayu ( μ= 0,4 ).

Pada rumah adat minangkabau ini, pondasi yang digunakan dapat dimodelkan dengan

menggunakan link support. Pada pondasi ini dapat menggunakan friction- Pendulum Isolator

Property dimana memiliki property gesek kedua arah geser yang sama ( Arah x dan arah y

global).

2. Ketinggian Tiang

Pada penelitian yang akan dilakukan maka akan diteliti variasi tinggi tiang terhadap

pengaruh gempa. Dimana pada bagian ini tinggi kolom bawah divariasikan dari 1,75 meter

sampai 0,55 meter dengan interval 0,5 meter.

3. Kemiringan Tiang

0

0,5

1

1,5

0 2 4 6

Sa

PERIOD

RESPON SPEKTRUM

RESPONSPEKTRUM


Dalam penelitian ini struktur rumah adat minangkabau yang diteliti yaitu pengaruh

kemiringan tiang rumah adat tersebut. Dimana tiang rumah adat ini berbeda dengan rumah adat

yang ada di Indonesia. Pada penelitian ini akan divariasikan kemiringan tiangnya yaitu 3° dan

6°.

Gambar 4. Model Struktur Rumah Adat Tradisional Minangkabau

HASIL PENELITIAN

Periode Bangunan

Tabel Error! No text of specified style in document.. Periode Bangunan

(Kemiringan tiang 3° terhadap variasi tinggi dengan elevasi 0,5 m)

VARIASI TINGGI PERIODE I

(M) (DETIK)

0,55 0,746554

0,95 0,758551

1,35 0,770559

1,75 0,793096

Tabel 5. Periode Bangunan (Kemiringan tiang 6° terhadap variasi tinggi dengan

elevasi 0,5 m)

VARIASI TINGGI PERIODE I

(M) (DETIK)

0,55 0,729424

0,95 0,733058

1,35 0,737293

1,75 0,742804


Gambar 5. Diagram Periode Bangunan Rumah Adat Minangkabau pada Umpak

Gaya Geser Dasar

1. Pembebanan Gempa Northridge

a. Gaya Geser Dasar Maksimum

Gambar 6. Gaya Geser Dasar MaksimumGempa Northridge

b. Gaya Geser Dasar Minimum

Gambar 7. Gaya Geser Dasar Minimum Gempa Northridge


Gaya Dalam

Tabel 6. Gaya Dalam pada Kolom Bawah dengan Variasi Kemiringan Tiang (Sudut

3° dan Sudut 6°)

Tabel 7. Gaya Dalam pada Kolom Atas dengan Variasi Kemiringan Tiang (Sudut 3°

dan Sudut 6°)

Kolom Bawah kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah

Tepi Kiri Depan Tengah Depan Tepi Kiri Belakang Tengah Belakang Tepi Kiri Depan Tengah Depan Tepi Kiri Belakang Tengah Belakang Tepi Kiri Depan Tengah Depan Tepi Kiri Belakang Tengah Belakang

0,55 19,692 4,026 23,046 3,808 6,494 12,247 6,097 11,557 3,2646 6,0717 4,1028 7,5228

0,95 20,971 5,132 21,285 5,024 5,516 11,052 5,109 10,625 5,241 9,5954 5,864 10,83

1,35 21,899 8,892 20,445 9,094 4,688 9,821 4,298 9,564 6,8975 12,1843 7,342 13,4112

1,75 23,584 13 22,249 13,267 4,573 9,3 4,317 9,234 7,4996 12,5882 8,0659 13,7034

Sudut 3°

P (Gaya Aksial) V2 (Gaya Lateral) M3 (Momen)

Ketinggian Tiang (m)

Gaya Kolom Bawah Kolom Atas kolom Bawah Kolom Atas Kolom Bawah Kolom atas Kolom Bawah Kolom Atas

Dalam Tepi Kiri DepanTepi Kiri Depan Tengah Depan Tengah Depan Tepi Kiri Belakang Tengah Belakang Tengah Belakang

P (KN) 19,907 4,889 8,092 5,812 18,56 5,487 9,1 6,373

V2 (KN) 3,88 5,139 7,79 7,89 3,752 5,793 7,173 8,32

M3 (KN.m) 8,32 14,51 12,6 20,93 8,1978 15,33 13,3 20,6Gaya Kolom Bawah Kolom Atas kolom Bawah Kolom Atas Kolom Bawah Kolom atas Kolom Bawah Kolom Atas


P (KN) 17,433 2,574 4,387 2,489 16,72 2,866 4,95 2,922

V2 (KN) 4,868 5,54 9,681 9,062 5,569 8,39 8,865 8,848

M3 (KN.m) 5,6219 17,8305 8,824 27,56 6,297 25,6 9,7058 25,34



P (KN) 10,934 3,13 3,338 1,206 19,512 1,654 4,266 1,654

V2 (KN) 5,589 5,036 11,191 8,431 5,74 11,231 10,203 11,231

M3 (KN.m) 2,54 18,2 4,507 28,98 3,42 36,63 5,38 36,63



P (KN) 28,153 7,762 14,35 10,099 27,81 8,211 14,147 10,746

V2 (KN) 5,398 5,231 6,837 7,41 5,519 5,743 6,614 7,298

M3 (KN.m) 10,4482 12,7119 15,258 16,7384 10,445 12,93 16,436 15,1846

Kolom Bawah kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah kolom Bawah Kolom Bawah Kolom Bawah


0,55 10,934 3.338 19,512 4,266 5,589 11,191 5,74 10,203 2,54 4,507 3,42 5,38

0,95 17,433 4,387 16,72 4,95 4,868 9,681 5,569 8,865 5,6219 8,824 6,297 9,7058

1,35 19,907 8,092 18,56 9,1 3,88 7,79 3,752 7,173 8,32 12,6 8,1978 13,3

1,75 28,153 14,35 27,81 14,147 5,398 6,837 5,519 6,614 10,4482 15,258 10,445 16,436

Sudut 6°

Ketinggian

Tiang (m)


Kolom Atas Kolom Atas Kolom atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom atas Kolom Atas


0,55 4,486 1,055 2,784 1,082 8,568 14,42 8,867 14,908 31,0447 49,6579 30,5393 48,6714

0,95 4,02 2,267 3,425 2,391 8,069 13,274 8,092 13,115 26,0279 40,4391 24,6492 37,6055

1,35 5,61 5,236 5,494 5,771 7,087 10,907 7,068 10,411 20,0089 28,8896 18,7124 25,7

1,75 8,528 8,199 8,344 8,926 6,085 8,458 6,079 7,767 14,7853 19,0499 13,6747 16,098

Ketinggian

Tiang (m)


Sudut 3°

Kolom Atas Kolom Atas Kolom atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom Atas Kolom atas Kolom Atas


0,55 3,13 1,206 2,475 1,654 5,036 8,431 6,693 11,231 18,2 28,98 23,0189 36,63

0,95 2,574 2,489 2,866 2,922 5,54 9,062 8,39 8,848 17,8365 27,56 25,6 25,34

1,35 4,889 5,812 5,487 6,373 5,139 7,89 5,793 8,32 14,51 20,93 15,33 20,6

1,75 7,762 10,099 8,211 10,746 5,231 7,41 5,743 7,298 12,7119 16,7384 12,93 15,1846

Sudut 6°

Ketinggian

Tiang (m)



Lendutan

Tabel 8. Lendutan Bangunan Rumah Adat Minangkabau dengan

Kemiringan Tiang 30

Tinggi Tiang Lendutan (m)

(m) Lantai Atap

0,55 0,0000056 0,00002

0,95 0,00000945 0,0000223

1,35 0,00001378 0,000026

1,75 0,00001894 0,000034

Tabel 9. Lendutan Bangunan Rumah Adat Minangkabau dengan

Kemiringan Tiang 60

Tinggi Tiang Lendutan (m)

(m) Lantai Atap

0,55 0,0000113 0,0000304

0,95 0,0000185 0,0000364

1,35 0,000025 0,0000404

1,75 0,000031 0,000045

Gambar 8. Lendutan pada Bangunan akibat Gempa NORTHRIDGE

Deformasi dan Gaya Geser Isolator

1. Deformasi dan gaya geser isolator arah X

Gambar 9. Kurva gaya geser vs deformasi isolator Northridge (X) kemiringan tiang

3 derjat

-2000

-1000

0

1000

2000

-0,04 -0,02 0 0,02 0,04

F Vs Ux NORTHRIDGELINK 17

F Vs Ux SUDUT 3 DERJAT

FOR

CE

(kN

)

DISP (m)

5,6E-06

5,56E-05

0,55 1,05 1,55 2,05

Δ(m

)

TINGGI TIANG (m)

LENDUTAN

SUDUT 3 DERJAT-LANTAI

SUDUT 3 DERJAT-ATAP


Gambar 10. Kurva gaya geser vs deformasi isolator Northridge (X) kemiringan tiang

6 derjat

2. Deformasi dan gaya geser isolator arah Y

Gambar 11. Kurva gaya geser vs deformasi isolator Imperial Valley (Y) kemiringan

tiang 3 derjat

Gambar 12. Kurva gaya geser vs deformasi isolator Imperial Valley (Y) kemiringan

tiang 6 derjat

PEMBAHASAN

Periode Bangunan

Pada diagram periode bangunan rumah adat tradisional minangkabau akibat ketiga

pembebanan gempa, terlihat bahwa semakin tinggi lantai struktur bangunan maka periode

bangunannya juga semakin besar. Hubungan antara periode dengan kekakuan berbanding

terbalik, dimana semakin tinggi periode bangunan maka kekakuan struktur bangunan tersebut

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

-6,00E-02-4,00E-02-2,00E-020,00E+00 2,00E-02 4,00E-02

F Vs Ux SUDUT NORTHRIDGELINK 17

F Vs Ux SUDUT 6 DERJAT

FOR

CE

(kN

)

DISP (m)

-2000

0

2000

-5,00E-02 0,00E+00 5,00E-02 1,00E-01

F Vs Uy IMPERIAL VALLEYLINK 17

F Vs Uy SUDUT 3…

FOR

CE

(kN

)

DISP (m)

-2000

0

2000

4000

-5,00E-02 0,00E+00 5,00E-02 1,00E-01

F Vs Uy IMPERIAL VALLEYLINK 17

F Vs Uy SUDUT 6 DERJAT

FOR

CE

(kN

)

DISP (m)


akan semakin kecil. Struktur bangunan dengan kemiringan 3° memiliki periode lebih besar dari

periode kemiringan tiang 6° karena kekakuan struktur pada kemiringan 3° lebih kecil dari 6°.

Massa pada kemiringan 6° relatif besar dari 3° tetapi nilai massanya relative lebih kecil dari

kekakuan. Dimana kita ketahui bahwa massa dan kekakuan berbanding terbalik. Apabila massa

lebih besar dari kekakuan maka periode bangunan tersebut akan semakin besar dan sebaliknya

apabila massa lebih kecil dari kekakuan maka periodenya akan semakin besar.

Gaya Geser Dasar

1. Pembebanan Gempa Northridge

a. Gaya Geser Dasar Maksimum

Pada pembebanan gempa yang digunakan untuk analisis studi kekuatan rumah adat

minangkabau yaitu 5081-270 (N-S) dan 5081-360 (E-W). Dari Gambar 6 dapat dilihat bahwa

gaya geser dasar maksimum pada variasi kemiringan tiang 3° memiliki nilai gaya geser dasar

lebih kecil dibandingkan 6°. Pada pembebanan gempa 5081-270 (N-S) gaya geser dasar

bangunan semakin besar seiring dengan semakin tingginya tiang dari dasar tanah dan

sebaliknya, pada pembebanan gempa 5081-360 (E-W) gaya geser dasarnya semakin kecil

seiring dengan semakin tingginya tiang dari dasar tanah. Pada kemiringan tiang 6° dengan

ketinggian tiang 1,75 meter dari dasar tanah untuk pembebanan gempa 5081-360 (E-W) dapat

dilihat bahwa gaya geser dasarnya semakin besar. Hal ini disebabkan oleh periode bangunan

pada ketinggian 1,75 meter menerima percepatan gempa yang lebih besar dari ketinggian 1,35

meter.

b. Gaya Geser Dasar Maksimum

Pada pembebanan gempa yang digunakan untuk analisis studi kekuatan rumah adat

minangkabau yaitu 5081-270 (N-S) dan 5081-360 (E-W). Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa

gaya geser dasar minimum pada variasi kemiringan tiang 3° memiliki nilai gaya geser dasar

lebih kecil dibandingkan 6°. Pada pembebanan gempa B-FRN224 (N-S) gaya geser dasar

bangunan semakin besar seiring dengan semakin tingginya tiang dari dasar tanah dan

sebaliknya, pada pembebanan gempa B-FRN314 (E-W) gaya geser dasarnya semakin kecil

seiring dengan semakin tingginya tiang dari dasar tanah kecuali pada kemriringan tiang 6°

dengan ketinggian tiang 1,35 meter, dapat dilihat bahwa gaya geser dasar minimumnya lebih

besar dari ketinggian tiang 1,75 meter dan 0,95 meter. Hal ini disebabkan, periode bangunan


pada ketinggian tiang 1,35 meter menerima percepatan gempa yang lebih besar dibandingkan

dari ketinggian tiang 1,75 meter dan 0,95 meter.

Gaya Dalam

Pada dasarnya gaya dalam maksimum akan terjadi ketika gaya geser dasar suatu

struktur mencapai nilai maksimum. Kondisi ini terlihat pada gaya normal yang terjadi pada

kolom bangunan rumah adat tradisional minangkabau.

Dari tabel Output gaya dalam, dapat dilihat bahwa gaya normal yang paling besar

adalah pada ketinggian tiang 1,75 meter dari dasar tanah. Pada ketinggian tersebut gaya geser

dasar bangunan rumah adat tradisional minangkabau merupakan yang paling besar. Semakin

rendah tinggi tiang rumah adat tradisional minangkabau dari dasar tanah maka gaya normalnya

juga semakin kecil.

Gaya dalam momen untuk kolom bawah baik tepi depan, kolom bawah tengah depan,

kolom bawah tepi belakang dan kolm bawah tengah belakang dapat dilihat bahwa semakin

tinggi tinggi tiang dari dasar tanah maka gaya dalam momennya semakin besar, dan sebaliknya

untuk kolom atas baik tepi depan, kolom atas tengah depan, kolom atas tepi belakang dan kolom

atas tengah belakang dapat dilihat bahwa semakin tinggi ketinggian tiang dari dasar tanah maka

gaya dalam momennya semakin kecil. Hal ini disebabkan karena semakin semakin rendah

ketinggian tiang dari dasar tanah maka distribusi momen akan semakin kecil sehingga momen

akan disalurkan ke tiang diatasnya.

Lendutan

Gambar 8 menunjukan bahwa lendutan pada bangunan dengan variasi kemiringan

tiang 6° lebih besar dibandingkan bangunan dengan dengan kemiringan tiang 3°. Semakin

tingginya tiang dari dasar tanah maka lendutan pada bangunan tersebut semakin besar.

Perbandingan lendutan pada lantai dan atap juga terlihat bahwa lendutan pada atap lebih besar

dibandingkan lantai. Dalam hal ini dikarenakan oleh kekakuan pada lantai lebih besar

dibandingkan pada atap. Dimana hubungan antara kekakuan dengan lendutan berbanding

terbalik. Apabila kekakuan bangunan semakin besar maka lendutan bangunan akan semakin

kecil, dan sebaliknya apabila kekakuan bangunan kecil maka lendutan akan semakin besar.

Deformasi dan Gaya Geser Isolator

1. Deformasi dan gaya geser isolator arah X


Dari kurva di atas dapat dilihat bahwa isolator yang digunakan dalam permodelan

rumah adat tradisional minangkabau pada kemiringan 3° dan 6° berada pada fase nonlinear

dimana kurva yang dihasilkan tidak lagi lurus (linear) melainkan ada pembelokan sehingga

deformasinya membesar. Deformasi maksimum yang dialami isolator tidak boleh deformasi

maksimum yang telah ditentukan, yaitu sebesar 124 mm. Dalam penelitian ini, deformasi

maksimum pada gempa Northridge tidak melebihi deformasi maksimum yang telah ditentukan.

2. Deformasi dan gaya geser isolator arah Y

Dari kurva di atas dapat dilihat bahwa isolator yang digunakan dalam permodelan

rumah adat tradisional minangkabau pada kemiringan 3° dan 6° berada pada fase nonlinear

dimana kurva yang dihasilkan tidak lagi lurus (linear) melainkan ada pembelokan sehingga

deformasinya membesar. Deformasi maksimum yang dialami isolator tidak boleh deformasi

maksimum yang telah ditentukan, yaitu sebesar 124 mm. Dalam penelitian ini, deformasi

maksimum pada gempa Imperial Valley tidak melebihi deformasi maksimum yang telah

ditentukan.

KESIMPULAN

Dari hasil analisa dan diskusi maka dapat disimpulkan hal-hal berikut:

1. Efek gaya gempa yang ditimbulkan tidak hanya bergantung pada besaran percepatan

gempa namun juga bergantung kepada periode alami struktur.

2. Konfigurasi panggung menyebabkan bangunan lebih fleksibel sehingga periode

semakin besar ,lendutan semakin besar dan gaya geser dasar juga semakin besar.

3. Semakin miring kolom pada rumah adat tradisional minangkabau maka periode

bangunan semakin kecil, lendutan semakin besar, gaya geser dasar juga semakin besar.

4. Semakin besarnya gaya geser dasar maka gaya dalam pada bangunan rumah adat

tradisional minangkabau juga semakin besar.

Perletakan Umpak memberikan isolasi dasar pada struktur dan mengurangi efek gempa

secara signifikan namun menimbulkan deformasi sehingga kondisi bangunan tidak

kembali pada kondisi semula.

SARAN


Berikut adalah saran dan masukan apabila penelitian ini akan dilanjutkan atau

digunakan sebagai acuan pada penelitian selanjutnya:

1. Kemiringan tiang sebaiknya di desain sesuai dengan kondisi sebenarnya untuk

mendapatkan hasil yaang lebih akurat.

2. Perlu dianalisa tegangan dan lendutan batas sehingga diketahui apakah struktur sudah

mengalami runtuh atau belum.

3. Konfigurasi Tiang sebaiknya di desain lebih spesifik dengan konfigurasi yang kecil

sehingga bisa mendapatkan hasil yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chopra, Anil K. (1997). “Dynamics of Structures”. Singapura: Prentice Hall.

2. Clough, Ray W. (1975). “Dinamika Struktur”. Jakarta: Erlangga

3. Dewabroto, Wirayanto. (2007). “Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan SAP 2000 Edisi

Baru”. Jakarta: Elex media Komputindo

4. Katili, Irwan. (2008). “Metode Elemen Hingga untuk Skeletal”. Jakarta: Grafindo

5. Lase, Y. (2005). ”Kontrol Seismik pada Rumah Adat Nias”, HAKI Seminar 2005,

Jakarta, Indonesia.

6. SAP2000 Manuals. (2005). Computers and Structures, Inc. Berkeley, California, USA

7. Departemen Pekerjaan Umum (1961). “Peraturan Konstruksi Kayu Indonesia”, NI-5 PKKI

1961, Indonesia.

8. Badan Standarisasi Nasional (2010). “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Bangunan Gedung”,SNI 03-1726-2012, Indonesia.

9. http://peer.berkeley.edu/research/motions. Pacific Earthquake Engginering Research

Center: NGA Database.2005 (Diakses 10 Januari 2013 17:15)


studi kekuatan rumah adat tradisional minangkabau …

Documents