Syntax
Literate: Jurnal Ilmiah
Indonesia p�ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 8, No.
10, Oktober 2023
ANALISA PERILAKU STRUKTUR GEDUNG BERTINGKAT
YANG MENGGUNAKAN BASE-ISOLATION SYSTEMS
Tari Nurseptiani
Universitas
Mercu Buana
Email: [email protected]
Abstrak
Indonesia adalah wilayah rawan gempa bumi, yang dapat menyebabkan runtuhnya bangunan dan korban. Sehingga, bangunan harus dirancang tahan gempa. Penggunaan sistem perlindungan bangunan terhadap gempa selain dinding geser adalah base isolation, menurut base isolation adalah sistem perlindungan yang mengurangi efek gempa dengan memisahkan struktur dari tanah yang bergerak selama terjadinya gempa, sehingga dapat mengurangi pergeseran struktur dan percepatan lantai. Dalam penelitian ini penulis mengembangkan penelitian dari (Nurseptiani, 2020) yaitu dengan mengganti dinding geser menjadi base isolation guna mendapatkan respon struktur yang lebih baik. Metoda yang digunakan adalah analisis perancangan yang bertujuan mengetahui perilaku struktur dan keefektivan base isolation pada gedung berlantai banyak, serta menggunakan struktur tiga dimensi pada program ETABS. Dengan hasil penelitian, perioda struktur yang dihasilkan menggunakan base isolation mengalami peningkatan sebesar 5,565 detik dibandingkan dengan fixed base dan dinding geser yaitu sebesar 4,813 dan 2,953 detik. Hal ini juga terjadi pada struktur sedehana dari 0,22 detik menjadi 1,017 detik dengan base isolation. Bentuk ragam yang dihasilkan memiliki perbedaan antara struktur base isolation, fixed base dan dinding geser, hal ini juga terjadi pada struktur sederhana. Nilai gaya geser dasar yang dihasilkan pada struktur base isolation mengalami penurunan paling besar sekitar 58,09 % dibandingkan dengan dinding geser hanya sebesar 25,88 %. Nilai simpangan antar lantai yang dihasilkan menggunakan base isolation mengalami penurunan dan nilainya paling kecil. Berdasarkan sample hasil nilai gaya normal, geser dan momen, base isolation memiliki nilai yang paling kecil, sehingga dari beberapa point tersebut, dapat dinyatakan base isolation lebih efektif dibandingkan dengan dinding geser.
Kata kunci: Gempa Bumi, Bangunan Bertingkat, Struktur Rangka, Dinding Geser, Base Isolator.
Abstract
Indonesia is an earthquake-prone
region, which can lead to collapse of buildings and casualties. Thus, the
building must be designed to withstand earthquakes. The use of building
protection systems against earthquakes other than shear walls is base isolation,
according to base isolation is a protection system that reduces the effects of
earthquakes by separating structures from the ground that moves during an
earthquake, so as to reduce structural shifts and floor acceleration. In this
study, the author developed a study from (Nurseptiani, 2020), namely by replacing the
shear wall into base isolation to get a better structural response. The method
used is a design analysis that aims to determine the behavior of the structure
and the effectiveness of base isolation in multi-storey
buildings, as well as using three-dimensional structures in the ETABS program. With
the results of the reaserch, the period of the structure produced using base
isolation increased by 5.565 seconds compared to fixed base and shear walls is 4.813 and 2.953 seconds. This
also occurs in simple structures from 0.22 seconds to 1.017 seconds with base
isolation. The resulting variety shape has a difference between the base
isolation, fixed base and shear wall structures, this also
happens with simple structures. The value of the base shear force generated in
the base isolation structure experienced the greatest decrease of about 58.09%
compared to the shear wall by only 25.88%. The deviation value between floors
produced using base isolation has decreased and the value is the smallest.
Based on the sample results of normal, shear and moment force values, base
isolation has the smallest value, so from some of these points, it can be
stated that base isolation is more effective than shear walls.
Keywords: Earthquakes, Highrise Buildings, Fixed Base, Shear Walls, And Base Isolation
Pendahuluan
Di Indonesia sering terjadi gempa bumi.
Gempa bumi dapat menimbulkan akibat yang cukup parah terhadap kondisi struktur bangunan yaitu berupa kerusakan non-struktural (seperti kerusakan dinding, langit-langit, pintu, dll) dan kerusakan struktural (seperti balok dan kolom), hingga terjadinya keruntuhan struktur sehingga dapat menimbulkan korban jiwa. �Penggunaan sistem perlindungan bangunan terhadap gempa bumi selain
menggunakan dinding geser adalah
dengan menggunakan base
isolation, dikarenakan menurut
(Naeim &
Kelly, 1999) base isolation adalah sistem perlindungan yang mengurangi efek gempa bumi dengan memisahkan
struktur dari tanah yang bergerak selama terjadi gempa.
Pada penelitian (Samsya, 2017) sistem ini
memisahkan bangunan atau struktur dari
komponen horizontal pergerakan
tanah dengan menyisipkan bahan isolation dengan kekakuan horizontal
yang relative kecil antara bangunan atas dengan
bangunan bawah (pondasi). Akibatnya, percepatan gempa
yang bekerja pada bangunan menjadi lebih kecil.
Menurut (Budiono & Farissi, 2013), dengan menempatkan struktur pada sistem isolasi dasar, akan mencegah percepatan gempa horizontal yang ditransfer ke struktur.
Hal ini dapat menghasilkan pengurangan yang signifikan pada percepatan lantai dan simpangan antar lantai.� Dalam penelitian (Nurseptiani, 2020) mengenai kajian tinggi efektif dinding geser pada bangunan tinggi 21 lantai dengan ketidak-beraturan vertikal didapatkan hasil bahwa tinggi
efektif dinding geser terbatas hingga lantai 9. Karena itu, penggunaan dinding geser dari lantai
10 ke atas dipandang tidak terlalu diperlukan.
Dalam penelitian ini, penulis mengembangkan penelitian
dari (Nurseptiani, 2020)�dengan menduga bahwa penggunaan base
isolation lebih efektif dibanding penggunaan dinding geser pada struktur gedung
berlantai banyak, khususnya pada struktur 21 lantai. Dimana gedung dengan
denah pada gambar 1, selanjutnya akan diberi
base isolation pada titik-titik pertemuan
antara Sumbu A hingga sumbu J dengan Sumbu
1 hingga Sumbu 7. Dengan demikian, pada gedung tersebut ditambahkan sebanyak 70 buah base isolation.
Pada gedung dengan base
isolation ini, tidak lagi digunakan
dinding geser.
Metode Penelitian
Metode penelitian ini menggunakan metode analisis perancangan yang difokuskan untuk mengetahui perilaku struktur dan keefektivan penggunaan base isolation pada gedung
berlantai banyak. Analisis pada penelitian ini adalah analisis
struktur tiga dimensi dengan
program ETABS dengan detail sebagai
berikut:
1. Analisis
struktur sederhana dengan base isolation
2. Evaluasi
terhadap rujukan yang terkait dengan penggunaan base isolation
4. Analisis
struktur dengan fixed
base, dinding geser, tanpa base isolation
5. Analisis
struktur dengan base
isolation
Dengan teknik pengumpulan data
yang pertama dengan melakukan studi literatur, kemudian modelling
struktur menggunakan desaign base isolation dengan ETABS, lalu
melakukan pengecekan kekuatan dan kekakuan dari modelling yang dibuat,
langkah selanjutnya melakukan perbandingan analisa perilaku struktur yang didapat
dan kemudian buat kesimpulan dari hasil yang didapat. Dapat digambarkan melalui
flowchart pada gambar 2.
Dengan spesifikasi ukuran desaign
base isolation yang digunakan dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Spesifikasi ukuran desaign base isolation
|
Base isolation |
Satuan |
Tengah |
Pinggir |
|
Point |
|
34 |
43 |
|
Total titik (n) |
|
40 |
30 |
|
|
|
16678,3 |
13715,2 |
|
|
|
1700,13 |
13171 |
|
Modulus Geser |
|
|
|
|
|
|
322,01 |
264,8 |
|
|
|
0,1662 |
0,136 |
|
|
|
0,46013 |
0,41726 |
|
|
|
4 |
4 |
|
|
|
12,56 |
12,56 |
|
|
|
24335 |
24335 |
Metode penelitian yang digunakan dalam pemecahan permasalahan termasuk metode analisis. Keterangan gambar diletakkan menjadi bagian dari judul gambar
(figure caption) bukan
menjadi bagian dari gambar. Metode-metode yang digunakan dalam penyelesaian penelitian dituliskan di bagian ini.
Hasil dan Pembahasan
Perioda struktur bertingkat
banyak pada fixed base memiliki perioda sebesar 4,813 detik, dominan
translasi arah y dengan nilai sebesar 52,887 %, pada dinding geser perioda yang
dihasilkan sebesar 2,953 detik, dominan pada translasi arah x dengan nilai
65,746 %, dan dengan menggunakan base isolation memiliki nilai perioda
sebesar 5,565 detik,�dominan�pada translasi arah y dengan�nilai sebesar 74,552% (lihat
tabel 2).
Tabel 2 Ragam partisi massa pada struktur bangunan bertingkat banyak (Fixed Base, Dindinfg Geser dan Base isolation)
|
Mode |
Perioda Fixed Base �(detik) |
UX (%) |
UY (%) |
UZ (%) |
Perioda Dinding Geser (detik) |
UX (%) |
UY (%) |
UZ (%) |
Perioda Base
isolation (detik) |
UX (%) |
UY (%) |
UZ (%) |
|
1 |
4,813 |
0,000 |
52,887 |
20,197 |
2,953 |
65,746 |
0,000 |
0,000 |
5,565 |
0,000 |
74,552 |
9,673 |
|
2 |
4,611 |
65,230 |
0,000 |
0,000 |
2,838 |
0,000 |
58,388 |
7,268 |
5,477 |
82,546 |
0,000 |
0,000 |
|
3 |
3,039 |
0,000 |
9,468 |
34,608 |
1,888 |
0,000 |
3,968 |
56,128 |
3,286 |
0,000 |
10,387 |
50,484 |
|
4 |
1,793 |
16,720 |
0,000 |
0,000 |
0,993 |
17,102 |
0,000 |
0,000 |
2,296 |
14,382 |
0,000 |
0,000 |
|
5 |
1,660 |
0,000 |
17,727 |
11,573 |
0,915 |
0,000 |
17,096 |
4,631 |
2,216 |
0,000 |
12,725 |
2,352 |
|
6 |
1,523 |
0,000 |
1,304 |
12,645 |
0,704 |
0,000 |
2,780 |
13,248 |
1,591 |
0,000 |
0,108 |
18,577 |
|
7 |
1,006 |
3,940 |
0,000 |
0,000 |
0,499 |
5,522 |
0,000 |
0,000 |
1,238 |
2,383 |
0,000 |
0,000 |
|
8 |
0,874 |
0,000 |
2,476 |
0,451 |
0,395 |
0,000 |
6,240 |
1,340 |
1,122 |
0,000 |
1,871 |
0,135 |
|
9 |
0,856 |
0,000 |
1,164 |
2,644 |
0,342 |
0,000 |
0,309 |
6,499 |
0,882 |
0,000 |
0,000 |
4,037 |
|
10 |
0,668 |
3,555 |
0,000 |
0,000 |
0,324 |
3,871 |
0,000 |
0,000 |
0,875 |
0,546 |
0,000 |
0,000 |
|
11 |
0,570 |
0,000 |
2,582 |
0,389 |
0,284 |
0,000 |
2,044 |
0,365 |
0,779 |
0,000 |
0,288 |
1,030 |
|
12 |
0,545 |
0,000 |
1,302 |
4,334 |
0,238 |
1,705 |
0,000 |
0,000 |
0,610 |
0,000 |
0,000 |
7,569 |
Dari data tabel 2 bahwa nilai perioda�(mode 1)�pada base
isolation yang dominan�pada translasi arah y�dan memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan�pada
dinding geser�yang dominan pada translasi arah x (dapat dibuktikan
pada gambar 3) .
Hal ini juga terjadi pada struktur sederhana yang menggunakan base isolation
memiliki perioda lebih besar dibandingkan tanpa base isolation, dan
memiliki perubahan ragam sebagai berikut:�
�
Gambar
5�
Bentuk�ragam 3 (mode 3)
pada struktur gedung bertingkat banyak menggunakan dinding geser (kiri) & menggunakan base isolation (kanan)
Gambar
6�
Bentuk ragam 4 (mode 4) pada
struktur gedung bertingkat banyak menggunakan fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) dan base isolation (kanan)
Gambar
7�
Bentuk ragam 5 (mode 5) pada
struktur gedung bertingkat banyak menggunakan fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) dan base isolation (kanan)
Gambar
8�
Bentuk ragam 6 (mode ) pada
struktur gedung bertingkat banyak menggunakan fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) dan base isolation (kanan)
Gambar
9
�Bentuk
ragam 7 (mode 7) pada struktur gedung bertingkat banyak menggunakan fixed
base (kiri), dinding geser (tengah) dan base isolation (kanan)
Gambar 10�
Bentuk ragam�8�(mode 8) pada struktur gedung
bertingkat banyak menggunakan fixed base (kiri),
dinding geser (tengah) dan base isolation (kanan)
Bentuk ragam 9 (mode 9) pada
struktur gedung bertingkat banyak menggunakan fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) dan base isolation (kanan)
Gambar
12�
Gambar
13�
Bentuk�ragam 11�(mode 11) pada struktur
gedung bertingkat banyak menggunakan fixed base
(kiri), dinding geser (tengah) dan base
isolation (kanan)
Gambar
14�
Bentuk�ragam 12 (mode 12)
pada struktur gedung bertingkat banyak menggunakan dinding geser (kiri) & menggunakan base isolation (kanan)
Berdasarkan gambar 3 sampai dengan 14 bahwa
menggunakan base isolation memiliki perbedaan perubahan ragam struktur
dengan dinding geser khususnya ragam struktur 1 - 3 , yaitu bentuk ragamnya
pada struktur yang menggunakan fixed base, dinding geser semakin ke atas
semakin membesar, sedangkan struktur yang menggunakan base isolation bentuk
ragamnya paling besar berada di bawah dan semakin atas perubahan bentuknya
tidak terlalu signifikan.
Setiap modenya memiliki nilai
perioda yang lebih besar saat menggunakan base isolation dibandingkan
dengan fixed base dan dinding geser, sedangkan nilai perioda yang
menggunakan dinding geser setiap periodanya lebih kecil dibandinkan fixed
base dan base isolation. Oleh karena itu, ragam struktur 1 � 3 sangat
diperhatikan ketika mendesain struktur dengan menggunakan base isolation.
Berikut hasil gaya geser dasar yang dihasilkan pada
dinding geser dan base isolation hasil keluar software ETABS (Lihat Tabel 3).
Tabel�3�Nilai gaya
geser dasar�pada struktur gedung bertingkat banyak
|
Keterangan |
Fixed Base |
Dinding Geser |
Base isolation |
|
kN |
kN |
kN |
|
|
Gaya Geser Dasar |
15542,265 |
�
Dari tabel 3 bahwa gaya geser dasar yang dihasilkan
pada struktur yang menggunakan base isolation mengalami
penurunan nilai gaya geser dasar�sekitar 58,09
%�dibandingkan dengan dinding geser yang hanya
mengalami penurunan gaya geser dasar sebesar 25,88 %.�
c
Story
Drift dan Displacement
Berikut rekapitulasi perbandingan nilai story
drift (lihat tabel 4) dan displacement (lihat tabel 5) antara�
fixed base, dinding geser dan base isolation.
Tabel 4�Strory Drift
|
Lantai |
Elevasi
|
Story
Drift |
|||||
|
Arah
X |
Arah
Y |
||||||
|
Fixed
Base |
Dinding
Geser |
Base
isolation |
Fixed
Base |
Dinding
Geser |
Base
isolation |
||
|
Satuan |
m |
m |
m |
m |
m |
m |
m |
|
ATAP |
95,00 |
0,0025 |
0,00156 |
0,00035 |
0,00251 |
0,00233 |
0,00021 |
|
LANTAI
20 |
91,50 |
0,0050 |
0,00169 |
0,00035 |
0,00491 |
0,00240 |
0,00026 |
|
LANTAI
19 |
87,50 |
0,0068 |
0,00190 |
0,00034 |
0,00657 |
0,00250 |
0,00025 |
|
LANTAI
18 |
83,50 |
0,0045 |
0,00187 |
0,00013 |
0,00657 |
0,00242 |
0,00010 |
|
LANTAI
17 |
79,50 |
0,0052 |
0,00203 |
0,00018 |
0,00550 |
0,00255 |
0,00013 |
|
LANTAI
16 |
75,50 |
0,0057 |
0,00214 |
0,00008 |
0,00583 |
0,00257 |
0,00007 |
|
LANTAI
15 |
71,50 |
0,0061 |
0,00228 |
0,00011 |
0,00612 |
0,00262 |
0,00009 |
|
LANTAI
14 |
67,00 |
0,0066 |
0,00241 |
0,00014 |
0,00651 |
0,00266 |
0,00011 |
|
LANTAI
13 |
62,50 |
0,0070 |
0,00251 |
0,00016 |
0,00709 |
0,00274 |
0,00014 |
|
LANTAI
12 |
58,00 |
0,0073 |
0,00260 |
0,00019 |
0,00764 |
0,00274 |
0,00016 |
|
LANTAI
11 |
53,50 |
0,0074 |
0,00267 |
0,00021 |
0,00817 |
0,00277 |
0,00018 |
|
LANTAI
10 |
49,00 |
0,0073 |
0,00272 |
0,00024 |
0,00865 |
0,00278 |
0,00021 |
|
LANTAI
9 |
44,50 |
0,0070 |
0,00271 |
0,00029 |
0,00906 |
0,00276 |
0,00025 |
|
LANTAI
8 |
40,00 |
0,0063 |
0,00262 |
0,00026 |
0,00942 |
0,00272 |
0,00021 |
|
LANTAI
7 |
35,00 |
0,0062 |
0,00260 |
0,00027 |
0,00961 |
0,00263 |
0,00023 |
|
LANTAI
6 |
30,00 |
0,0062 |
0,00259 |
0,00029 |
0,00960 |
0,00249 |
0,00025 |
|
LANTAI
5 |
25,00 |
0,0062 |
0,00251 |
0,00031 |
0,00934 |
0,00228 |
0,00027 |
|
LANTAI
4 |
20,00 |
0,0061 |
0,00236 |
0,00035 |
0,00871 |
0,00201 |
0,00028 |
|
LANTAI
3 |
15,00 |
0,0055 |
0,00208 |
0,00038 |
0,00752 |
0,00186 |
0,00030 |
|
LANTAI
2 |
10,00 |
0,0042 |
0,00158 |
0,00043 |
0,00549 |
0,00145 |
0,00034 |
|
LANTAI
1 |
5,00 |
0,0018 |
0,00073 |
0,00080 |
0,00221 |
0,00062 |
0,00069 |
|
BASE |
0 |
0,0000 |
0 |
0,14205 |
0,00000 |
0 |
0,12010 |
Dari tabel 4 dihasilkan grafik
perbandingan antara fixed base, dinding geser dan base isolation� (lihat gambar 15 & 16)
Gambar
15�
Story drift� arah�x pada struktur bertingkat banyak
Story drift� arah�y� pada struktur bertingkat banyak
Dari gambar�15 dan 16 bahwa nilai simpangan
antar lantai yang dihasilkan pada struktur menggunakan base isolation mengalami
penurunan nilai simpangan antar lantai dibandingkan dengan struktur menggunakan
fixed base dan dinding geser. Selain itu,
nilai simpangan antar lantai yang dihasilkan dengan menggunakan base
isolation memiliki nilai yang paling besar pada lantai dasar dibandingkan
dengan lantai atap, serta nilainya berbanding terbalik dengan simpangan antar
lantai yang dihasilkan oleh fixed base dan dinding geser. Dapat
disimpulkan bahwa sesuai dengan salah satu fungsinya base isolation
dapat meredam nilai simpangan antar lantai.�Dan berikut nilai displacement:
Tabel 5�Displacement
|
Lantai |
Elevasi |
Displacemet |
|||||
|
Arah X |
Arah Y |
||||||
|
Fixed base |
Dinding Geser |
Base
isolation |
Fixed base |
Dinding Geser |
Base
isolation |
||
|
Satuan |
m |
|
m |
m |
m |
m |
m |
|
ATAP |
95,00 |
0,12097 |
0,04627 |
0,14715 |
0,14702 |
0,04989 |
0,22484 |
|
LANTAI 20 |
91,50 |
0,11845 |
0,04471 |
0,14680 |
0,14451 |
0,04756 |
0,22463 |
|
LANTAI 19 |
87,50 |
0,11342 |
0,04303 |
0,14646 |
0,13960 |
0,04516 |
0,22437 |
|
LANTAI 18 |
83,50 |
0,10664 |
0,04120 |
0,14612 |
0,13303 |
0,04266 |
0,22413 |
|
LANTAI 17 |
79,50 |
0,10211 |
0,03926 |
0,14599 |
0,12646 |
0,04023 |
0,22403 |
|
LANTAI 16 |
75,50 |
0,09689 |
0,03720 |
0,14581 |
0,12096 |
0,03769 |
0,22391 |
|
LANTAI 15 |
71,50 |
0,09121 |
0,03520 |
0,14574 |
0,11513 |
0,03512 |
0,22384 |
|
LANTAI 14 |
67,00 |
0,08508 |
0,03282 |
0,14562 |
0,10901 |
0,03249 |
0,22375 |
|
LANTAI 13 |
62,50 |
0,07848 |
0,03041 |
0,14549 |
0,10250 |
0,02984 |
0,22363 |
|
LANTAI 12 |
58,00 |
0,07149 |
0,02790 |
0,14532 |
0,09541 |
0,02709 |
0,22350 |
|
LANTAI 11 |
53,50 |
0,06421 |
0,02530 |
0,14514 |
0,08777 |
0,02435 |
0,22334 |
|
LANTAI 10 |
49,00 |
0,05681 |
0,02264 |
0,14493 |
0,07960 |
0,02158 |
0,22316 |
|
LANTAI 9 |
44,50 |
0,04948 |
0,01992 |
0,14469 |
0,07095 |
0,01880 |
0,22294 |
|
LANTAI 8 |
40,00 |
0,04251 |
0,01721 |
0,14440 |
0,06189 |
0,01604 |
0,22270 |
|
LANTAI 7 |
35,00 |
0,03618 |
0,01459 |
0,14414 |
0,05248 |
0,01333 |
0,22248 |
|
LANTAI 6 |
30,00 |
0,03002 |
0,01199 |
0,14388 |
0,04287 |
0,01070 |
0,22225 |
|
LANTAI 5 |
25,00 |
0,02378 |
0,00941 |
0,14359 |
0,03327 |
0,00821 |
0,22200 |
|
LANTAI 4 |
20,00 |
0,01754 |
0,00689 |
0,14328 |
0,02394 |
0,00593 |
0,22174 |
|
LANTAI 3 |
15,00 |
0,01148 |
0,00453 |
0,14293 |
0,01523 |
0,00392 |
0,22145 |
|
LANTAI 2 |
10,00 |
0,00599 |
0,00246 |
0,14255 |
0,00770 |
0,00206 |
0,22115 |
|
LANTAI 1 |
5,00 |
0,00179 |
0,00087 |
0,14213 |
0,00221 |
0,00061 |
0,22081 |
|
BASE |
0 |
0,00000 |
0,00000 |
0,14205 |
0,00000 |
0,00000 |
0,22010 |
Dari tabel 5 dihasilkan grafik
perbandingan antara fixed base, dinding geser dan base isolation� (lihat gambar 17 & 18)
Gambar
17�
Displacement� arah x� pada struktur bertingkat banyak
Gambar
18�
Displacement� arah y� pada struktur bertingkat banyak
Dapat
dilihat pada grafik 17 & 18, displacement�struktur memiliki kecocokan dengan hasil story
drift yang dapat dibuktikan di tabel 4. Selain
itu, untuk hasil displacement�struktur dengan menggunakan base isolation mengalami
respon yang berlawanan dengan simpangan antar lantai yaitu memiliki nilai
perpindahan paling besar pada lantai atas, serta nilai perpindahannya memiliki
nilai yang lebih besar dibandingkan dengan struktur menggunakan fixed base dan
dinding geser.
Berikut gambaran gaya dalam yang
dihasilkan dari keseluruhan struktur.
Gaya normal�pada struktur dengan�menggunakan
fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) & menggunakan base isolation (kanan)
�Gaya geser�pada struktur dengan�menggunakan
fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) & menggunakan base isolation (kanan)
Gaya momen�pada struktur dengan�menggunakan
fixed base (kiri), dinding
geser (tengah) & menggunakan base isolation (kanan)
Nilai maksimal�pada gaya normal, gaya geser dan gaya momen�
1.
Gaya normal pada kolom
Berikut�sample rekapitulasi�nilai gaya normal�pada kolom.
Tabel 6�Sample�nilai gaya normal�pada kolom
|
Lantai |
Fixed Base�(kN) |
Dinding Geser (kN) |
Base isolation�(kN) |
|
1 |
5766,79 |
4653,79 |
4401,78 |
|
5 |
4536,03 |
3483,12 |
3248,96 |
|
10 |
3116,49 |
2073,68 |
1894,98 |
|
15 |
2078,75 |
972,6 |
874,51 |
Berdasarkan tabel 6 sample
nilai gaya normal pada kolom yang diambil, base isolation meiliki nilai
lebih kecil dibandingkan fixed base.
2.
Gaya geser pada kolom
Berikut�sample�rekapitulasi�nilai�gaya geser�pada kolom.
Tabel 7�Sample�nilai�gaya geser pada kolom
|
Lantai |
Fixed Base�(kN) |
Dinding Geser (kN) |
Base isolation�(kN) |
|
1 |
22,56 |
8,01 |
6,97 |
|
5 |
24,86 |
7,97 |
3,4 |
|
10 |
27,54 |
11,16 |
3,72 |
|
15 |
12,66 |
15,8 |
3,85 |
Berdasarkan tabel 7 sample
nilai gaya geser pada kolom yang diambil, base isolation meiliki nilai
lebih kecil dibandingkan fixed base.
3.
Gaya momen pada kolom
Berikut�sample�rekapitulasi nilai gaya momen�pada kolom.
Tabel 8�Sample nilai gaya momen pada kolom
|
Lantai |
Fixed Base�(kNm) |
Dinding Geser (kNm) |
Base isolation�(kNm) |
|
1 |
463,17 |
36,64 |
16,79 |
|
5 |
63,23 |
20,11 |
10,58 |
|
10 |
181,76 |
28,25 |
9,98 |
|
15 |
102 |
36,17 |
8,44 |
Berdasarkan tabel 8 sample
nilai gaya momen pada kolom yang diambil, base isolation meiliki nilai
lebih kecil dibandingkan fixed base.
4.
Gaya normal�pada balok
Berikut�sample�rekapitulasi
nilai gaya normal pada balok.
Tabel 9�Sample�nilai gaya
normal pada balok
|
Lantai |
Fixed Base�(kN) |
Dinding Geser (kN) |
Base isolation�(kN) |
|
1 |
13,51 |
8,67 |
3,54 |
|
5 |
25,98 |
8,31 |
0,11 |
|
10 |
8,15 |
0,43 |
0,33 |
|
15 |
5,9 |
5,64 |
1,83 |
Berdasarkan tabel 9 sample
nilai gaya aksial pada balok yang diambil , base isolation meiliki nilai
lebih kecil dibandingkan fixed base.
5.
Gaya geser dan momen pada balok
Berikut�sample�rekapitulasi nilai gaya geser
dan momen�pada balok.
Tabel 10�sample�nilai gaya geser pada balok
|
Lantai |
Fixed Base�(kN) |
Dinding Geser (kN) |
Base isolation�(kN) |
|
1 |
26,82 |
15,83 |
13,52 |
|
5 |
35,44 |
21,25 |
13,65 |
|
10 |
45,16 |
27 |
13,93 |
|
15 |
36,46 |
30,64 |
14,42 |
Tabel 11�sample�nilai gaya momen pada balok
|
Lantai |
Fixed Base�(kNm) |
Dinding Geser (kNm) |
Base isolation�(kNm) |
|
1 |
52,897 |
20,56 |
13,634 |
|
5 |
78,83 |
36,749 |
14,582 |
|
10 |
108,324 |
53,935 |
14,724 |
|
15 |
82,253 |
64,879 |
16,202 |
Berdasarkan tabel 10 & 11��persentase
nilai gaya�geser dan�momen pada balok yang diambil, base
isolation meiliki nilai lebih kecil dibandingkan fixed base.
Kesimpulan
Respons
perilaku struktur yang dihasilkan pada gedung 21 lantai saat menggunakan base isolation�sebagai pengganti sistem struktur dengan
dinding geser dapat dilihat dari beberapa hal, yaitu:�
a.�Perioda yang dihasilkan saat menggunakan base isolation mengalami
peningkatan nilai menjadi 5,565 detik dibandingkan dengan struktur rangka dan
menggunakan dinding geser yaitu sebesar 4,813 dan 2,953 detik.
b.�Berdasarkan gambar 3 sampai dengan 14�
bahwa menggunakan base isolation memiliki perbedaan perubahan
ragam struktur dengan struktur rangka dan dinding geser. Bentuk ragam
yang menggunakan dinding geser semakin ke atas semakin membesar, sedangkan
struktur yang menggunakan base isolation bentuk ragamnya paling besar
berada di bawah dan semakin atas perubahan bentuknya tidak terlalu signifikan.
c.�Nilai dari gaya geser dasar yang dihasilkan pada struktur yang menggunakan base
isolation sebesar 8788,864 kN, sedangkan nilai gaya geser dasar yang
dihasilkan struktur rangka sebesar 20970,050 kN dan dinding geser sebesar
15542,265 kN. Hal ini menunjukan bahwa base isolation mengalami
penurunan nilai gaya geser dasar sekitar 58,09 % dibandingkan dengan
dinding geser yang hanya mengalamipenurunan gaya geser dasar sebesar 25,88 %.
Sehingga base isolation dapat dinyatakan lebih efisien
dibandingan dinding geser
d.�Berdasarkan gambar 15 dan 16 nilai simpangan antar lantai yang dihasilkan
dengan menggunakan base isolation memiliki nilai yang paling besar pada
lantai dasar dibandingkan dengan lantai atap. Hal tersebut berbanding terbalik
dengan nilai simpangan antar lantai yang dihasilkan oleh struktur rangka dan
dinding geser.
e.�Berdasarkan gambar 17 & 18 Displacement struktur dengan
menggunakan base isolation mengalami respon yang berlawanan dengan
simpangan antar lantai yang menggunakan base isolation, serta nilai
perpindahannya lebih besar dibandingkan dengan struktur menggunakan struktur
rangka dan dinding geser.�
2.
Keefektifan penggunaan base isolation pada struktur gedung berlantai
banyak, khususnya pada struktur 21 lantai dibuktikan dari beberapa point, yaitu
a.�Berdasarkan point di atas (point 1.c) nilai dari gaya geser dasar yang
dihasilkan pada struktur yang menggunakan base isolation mengalami
penurunan nilai gaya geser dasar sekitar 58,09 % dibandingkan dengan dinding
geser yang hanya mengalami penurunan gaya geser dasar sebesar 25,88 %. Dapat
disimpulkanbahwa sesuai dengan salah satu fungsinya base isolation dapat
meredam nilai gaya geser dan dapat dinyatakan lebih efisien dibandingkan dengan
base isolation.
b.�Berdasarkan tabel 4� bahwa nilai
simpangan antar lantai yang dihasilkan pada struktur menggunakan base
isolation mengalami penurunan nilai simpangan dibandingkan dengan struktur
menggunakan dinding geser. Dapat disimpulkan bahwa sesuai dengan salah satu
fungsinya base isolation dapat meredam nilai simpangan antar lantai.
c.�Berdasarkan sample hasil nilai gaya normal, geser dan momen pada
struktur kolom dan balok, base isolation memiliki nilai gaya normal,
geser dan momen yang lebih kecil dibandingkan struktur fixed base dan
dinding geser. Dapat dinyatakan bahwa struktur dengan base isolation memungkinkan
penggunaan
tulangan akan lebih sedikit
dibandingkan fixed base dan dinding geser
BIBLIOGRAFI
Kelly. James
M. (1997). Earthquake -Resistant Design
with Rubber. Unietd Sates of America. Unitd Sates of America
Naeim, Farzad and James M.Kelly. (1999). Design of Seismic Isolated Structures From
Theory to Partice. Unitd Sates of America: Unitd Sates of America
Paz, Mario
and William Leigh. (2004). Structural
Dynamics Theory and Computation Fifth Edition Update with SAP 2000. America
Brewick, P.T, Erik A.
Johnson, Eiji Sato and Tomohiro Sasaki. (2020). Modeling the Dynamic
Behavior of Isolation Devices in a Hybrid Base-Isolation Layer of a Full-Scale
Building. ASCE: American
Budiono,
Bambang. (2017). Contoh Bangunan Tahan Gempa dengan Rangka
Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus dan Sistem Dinding Khusus di Jakarta.
ITB Press: Bandung
Budiono, Bambang and Amroyni Farissi. (2013). Design and analysis of base isolated structures. ITB Press: Bandunhh
Casciati, Fabio, Bin Wangm and Singye Zhu. (2020). �Experimental Study of Novel Self-Centering Seismic Base isolations
Incorporating Superelastic Shape Memory Alloys.� ASCE: American
Setio,
Herlien D, Diah Kusumastuti, Sangriyadi Setio, Pratama H.R. Siregar and Andy Hartanto. (2012). �Pengembangan Sistem Isolasi Seismik pada Struktur Bangunan yang Dikenai Beban
Gempa sebagai Solusi untuk Membatasi Respon Struktur. Institut Teknologi Bandung: Bandung
Dashti,
Shideh, Balaji Paramasivam, and Abbie B. Liel. (2020). �In-Ground Gravel�Rubber Panel Walls to Mitigate and Base Isolate Shallow-Founded Structures on Liquefiable
Ground. ASCE: American
Hassan,
Amer and Pal Shilpa. (2017). �Performance
Analysis of Base Isolation & Fixed Base Buildings.International Conference
On Emerging Technology in Structural Engineering. India
Janggit. R.S
and Vasant A Matsagar. (2008). �Base Isolation for Seismic Retrofitting of
Structures. ASCE: American
Wigroho, Haryanto Yoso. (2006). Bahan Ajar Analisis dan Desain Struktur Menggunakan ETABS Versi 8.4. Universitas Atma Yogyakarta: Yogyakarta
Alharis,
Mohamad. (2012). Analisa Pengaruh Seismic Isolation Terhadap
Perlaku Lateral Pondasi Pada Gedung Dinas Prasarana Jalan Tata Ruang dan
Pemukiman Sumatera Barat. Universitas Indonesia: Jakarta
Nurseptiani, Tari. (2019). Kajian Tinggi Efektif Shearwall Pada
Bangunan Highrise Building 21 Lantai Dengan Ketidakberaturan Vertikal. Tugas Akhir Program Studi Teknik Sipil, Universitas Mercu Buana. Jakarta
Sukirno et al. (2019). Base Isolation for Seismic Retrofitting of
Structures. �Analisis Desain Lead Rubber Bearings Pada Bangunan
Struktur Baja Enam Lantai�. Universitas Trisakti: Jakarta
|
Copyright holder: Tari Nurseptiani
(2022) |
|
First publication right: Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia |
|
This article is licensed under:
|
