## Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil
Available online at : http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jirs/ Terakreditasi SINTA Peringkat 5

## Analisis dan Perkuatan Kolom Baja Struktural Akibat Beban Gempa Menggunakan HBeam
1,* Ni Putu Silvi, 2 I Putu Laintarawan
1 Program studi Teknik Sipil, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Ngurah Rai
2 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia
1,* silvi@unr.ac.id, 2 Ltrwnn@gmail.com

## Abstract
Evaluation or study of existing building structures must consider the strength and stiffness of structural components due  to  gravity  and  earthquake  loads.  The  strengthening  to  the  existing  Hbeam  column  structure  is  to  add  steel plates to the existing Hbeam column. This method is a way to improve structural performance due to earthquake loads  in  terms  of  ease  of  implementation,  time  and  cost  when  compared  to  replacing  or  adding  new  structural components.  The  purpose  of  this  study  was  to  analyze  the  strengthening  of  Hbeam  column  steel  plate  due  to seismic loads. Parameters analyzed were vibration period, lateral displacement, base shear and internal forces due to earthquake loads. This research is a quantitative analytical research, where the geometry data of the 3D frame portal structure  is  determined  independently, while  the material  and  loading  data  are  based  on  (SNI 1727:2013) and (SNI 1729:2019). The 3D frame portal is modeled and analyzed using finite element-based software, ETABS. The results of the analysis show that the strengthening of the Hbeam column by adding a steel plate to the existing Hbeam column which is installed horizontally in the middle of the cross section with dimensions of 15 mm thick and 145 mm long (18.59% of the cross-sectional area of the Hbeam column) increases the stiffness of the structure by 12.01%  and  14.2%  respectively  -  for  vibration  period  and  lateral  drift,  respectively.  The  lateral  displacement  is smaller  than  the  allowable  lateral  displacement  with  a  drift  ratio  of  less  than  130%,  so  the  structure  does  not experience  a  soft  story.  The  average  maximum  internal  forces  (moment,  shear  and  axial  force)  due  to  the earthquake load of the column structure with reinforcement increased by 12.50%, 9.68% and 14.01% respectively compared  to  the  structure  without  strengthening  along  with  the  addition  of  dimensions  to  the  existing  Hbeam column . Stiffness  of  the  structure  with  strengthening  increases  13.74%  compared  to  the  structure  without reinforcement.
Keywords: analysis, strengthening, structural steel, Hbeam column, earthquake load

## Abstrak
Evaluasi atau kajian untuk struktur bangunan eksisting harus mempertimbangkan unsur kekuatan dan kekakuan akibat beban gravitasi dan beban gempa. Alternatif perkuatan pada struktur kolom Hbeam eksisting adalah dengan menambahkan pelat baja pada kolom Hbeam eksisting . Dimana cara ini adalah untuk meningkatkan kinerja struktur akibat  beban  gempa  dari  segi  kemudahan  pelaksanaan,  waktu  dan  biaya  jika  dibandingkan  mengganti  atau menambah komponen struktur baru. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis perkuatan pelat baja struktur kolom Hbeam akibat beban gempa respons spektrum. Parameter yang dianalisis adalah waktu getar, simpangan lateral,  gaya  geser  dasar  dan  gaya-gaya  dalam  akibat  beban  gempa.  Penelitian  ini  adalah  penelitian  analitis kuantitatif,  dimana  data  geometri  struktur  portal  3D frame ditentukan  sendiri,  sedangkan  data  material  dan pembebanan  berdasarkan  SNI  1727:2013  dan  SNI  1729:2019.  Portal 3D  frame dimodel  dan  dianalisis  dengan software berbasis elemen hingga yaitu software ETABS. Hasil analisis menujukkan bahwa perkuatan kolom Hbeam dengan menambahkan pelat baja pada kolom Hbeam eksisting yang dipasang horizontal pada tengah penampang dengan  dimensi  tebal  15 mm  dan  panjang  145 mm  (luasnya  18.59%  terhadap  luas  penampang  kolom Hbeam ) menambah  kekakuan  struktur  sebesar  12.01%  dan  14.2%  masing-masing  untuk  waktu  getar  dan  simpangan lateral. Simpangan lateral yang terjadi lebih kecil dari simpangan lateral ijin dengan drift ratio lebih kecil dari 130%, sehingga struktur tidak mengalami soft story . Gaya-gaya dalam maksimum rata-rata akibat beban gempa struktur kolom  dengan  perkuatan  meningkat  masing-masing  sebesar  12.50%,  9.68%  dan  14.01%  dibandingkan  dengan struktur  tanpa  perkuatan  seiring  dengan  penambahan  dimensi  pada  kolom  Hbeam  existing.  Kekakuan  struktur dengan perkuatan meningkat 13.74% dibandingkan struktur tanpa perkuatan.
Kata kunci: analisis, perkuatan, baja struktural, kolom Hbeam , beban gempa
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023

## 1. Pendahuluan
Kajian struktur terhadap bangunan yang sudah dibangun harus mempertimbangkan dua unsur utama  yaitu  kuat  dan  kaku  elemen  struktur existing  akibat  beban  mati,  hidup  dan  beban lateral  (beban  gempa  atau  beban  lateral lainnya). Frekuensi beban gempa di Indonesia terhadap  gedung  semakin  tinggi  sejalan dengan  bertambahnya  potensi  gempa  di Indonesia.  Parameter  yang  digunakan  untuk menilai kekakuan struktur gedung akibat beban gempa adalah simpangan lateral (akibat beban gempa),  waktu  getar,  gaya  geser  dasar  dan gaya-gaya  dalam.  Simpangan  lateral  akibat beban  gempa  dan  waktu  getar  struktur  harus lebih kecil dari simpangan dan waktu getar yang dijinkan  menurut  SNI  1729:2019  [3].  Ada beberapa  cara  untuk  meningkatkan  kekuatan dan kekakuan struktur bangunan akibat beban gempa pada bangunan existing adalah dengan cara  menambah shearwall pada  beberapa lokasi struktur, memperkuat kolom baja existing dengan  pelat  baja  atau  tulangan  biasa, menambah perkuatan bresing pada kolom dan sebagainya. Perkuatan shearwall pada struktur adalah  untuk  meningkatkan  kinerja  struktur yaitu  dapat  memperkecil  simpangan  lateral, waktu  getar  struktur  dan  gaya  geser  dasar akibat  beban  gempa  [6].  Salah  satu  alternatif perkuatan pada struktur kolom Hbeam existing adalah dengan menambahkan pelat baja  pada kolom HBeam  existing .  Cara  ini  adalah  cara untuk  meningkatkan  kinerja  struktur  akibat beban gempa dari segi kemudahan pelaksanaan, waktu dan biaya jika dibandingkan  mengganti  atau  menambah komponen  struktur  baru.  Beberapa  penelitian
analitis  dan  eksperimental  perkuatan  kolom telah  dilakukan  sebelumnya.  Penelitian  yang dilakukan  oleh  Faridmehr  [7]  adalah  meneliti mengenai  sambungan  semi  kaku  balok  dan kolom  baja  struktural  untuk  mengetahui kekuatan, kekakuan dan keuletan dari sambungan  tersebut.  Metode  yang  digunakan adalah metode eksperimen di laboratorium dan menghasilkan  bahwa  sambungan  semi  rigid direkomendasikan analisis dan desain. Peneltian  tentang  perkuatan  baja  juga  diteliti oleh Dewobroto [8] yaitu melakukan penelitian tentang  perkuatan  dengan  menggunakan CFRP  ( Carbon  Fiber  Reinforced  Polymers ) pada  kolom  pendek  baja  SHS  dengan  dan tanpa insulasi. Metode yang digunakan adalah metode ekperimental. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil uji suhu pada kolom yang  diperkuat  dan  diisolasi  CFRP  mampu meningkatkan  ketahanan  suhu  lebih  dari  60 menit dengan rasio beban 0.2 yang menunjukkan tingkat ketahanan terhadap suhu yang memuaskan. Liu [9] melakukan penelitian tentang kolom steel tubes dengan perkuatan las yang  dibebani  dengan  beban  kerja.  Metode yang  digunakan  adalah  metode  eksperimental dan  analitis  dengan  bantuan software .  Hasil penelitiannya adalah pengelasan secara kontinu  menyebabkan  pengurangan  aksial sedangkan  pengelasan  hibrid  secara  efektif mengurangi  deformasi  dan  menghasilkan tegangan tarik dan tekan sekitar las. Tegangan tekan lebih besar daripada komponen perkuatan.  Mekhlafi  [11]  melakukan  penelitian perkuatan mengenai Investigasi eksperimental dan  numerik  untuk  mengetahui  kekuatan perkuatan  pada  kolom  HSST  yang  diperkuat
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
secara  eksternal  menggunakan  pembungkus polimer  CFRP.  Simulasi  elemen  hingga  (FE) tiga  dimensi  menggunakan  ABAQUS  dan divalidasi  terhadap  hasil  eksperimen.  Hasil eksperimen  menunjukkan bahwa pembungkus CFRP cukup kuat untuk meningkatkan kekuatan  tekan  utama  kolom,  sedangkan pembungkus  parsial  tidak  menunjukkan  kuat tekan  yang  memadai.  Hasil  studi  parametrik finite  element menunjukkan  bahwa  rasio diameter terhadap ketebalan menurun dengan bertambahnya diameter tube . Penelitian perkuatan seismic juga  dilakukan  oleh  Shan [13]  yaitu  metode  perkuatan  seismik  kolom beton  bertulang  terkekang  dengan  pengikat pelat  baja.  Metode  yang  digunakan  adalah  uji eksperimental.  Hasil  pengujian  dilaboratorium menunjukkan bahwa perkuatan dengan sistem jacket baja atau pembungkus pelat baja mampu meningkatkan kapasitas lentur dan geser serta aksial kolom beton bertulang tersebut terhadap beban  gempa.  Penelitian  lain  juga  melakukan penelitian  mengenai  perilaku  kolom stainless steel yang  diperkuat  dengan  baja  tulangan secara  longitudinal.  Metode  yang  digunakan adalah  metode  eksperimental  dan  numerik dengan  menggunakan software  ABAQUS .
Hasil studi parametrik menunjukkan menunjukkan  bahwa  perkuatan  dengan  dua batang  baja  karbon  adalah  konfigurasi  yang paling praktis dan menghasilkan kekakuan dan kekuatan  struktur  yang  optimal  dimana  daya dukung  beban  ultimate  berbanding  terbalik dengan rasio D/t [14].
Berdasarkan  penelitian-penelitian  yang  telah dilakukan  sebelumnya,  maka  tujuan  penelitian dalam artikel ini adalah untuk menganalisis dan melakukan  perkuatan  terhadap  kolom HBeam akibat  beban  gempa  respons  spektrum
menggunakan  bantuan software ETABS. Parameter yang dianalisis adalah waktu getar, simpangan lateral, gaya geser dasar dan gaya- gaya  dalam  (momen,  gaya  geser  dan  gaya aksial)  pada  kolom  baja  Hbeam  akibat  beban gempa atau beban lateral.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian ini adalah penelitian analitis kuantitatif, dimana geometri struktur ditentukan sendiri,  sedangkan  material  dan  beban  sesuai SNI  1727:2013  dan  SNI  1729:2019.  Portal 3D frame dimodel  dan  dianalisis  dengan software berbasis  elemen  hingga  [10]  yaitu  software ETABS.
2.1 Properties Material
Komponen  struktur  kolom  dan  balok  baja struktural menggunakan material baja struktural BJ37  dengan  tegangan  ultimit,  f u =  370  MPa dan  tegangan  leleh,  f y =  240  MPa  (SNI 1729:2019), Poisson Ratio = 0.3, berat volume material baja = 7850 kg/m 3 [1]. Sedangkan pelat lantai  menggunakan  beton  bertulang,  mutu beton  f’c  =  21  MPa, Poisson  Ratio =  0.2  dan berat volume = 2400 kg/m 3 [1].
2.2 Geometri dan Pemodelan
Struktur  ini  dimodel  sebagai  geometri  struktur tiga dimensi dimana pelat lantai juga ikut serta dimodel. Jarak antar grid kolom adalah 6 m dan tinggi story pertama adalah 4 m dan tinggi story lainnya  adalah  3.5  m  dengan  jumlah story adalah  4.  Ketebalan  pelat  lantai  dan  atap adalah  120  mm  [2].  Kolom  baja  struktural menggunakan  kolom  baja HBeam dengan dimensi  300x300x10x15  mm  dan  balok  induk baja struktural menggunakan dimensi IWF400x200x8x13  mm  dan  balok  anak  baja
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
struktural menggunakan dimensi
IWF200x100x5.5x8  mm.  Struktur  ini  dimodel dan  analisis  secara 3D  frame menggunakan ETABS.  Balok  dan  kolom  dimodel  sebagai elemen frame dan  pelat  dimodel  sebagai elemen shell .  Pondasi  dimodel  sebagai perletakan jepit. Join balok dan kolom dimodel sebagai  sambungan semi  rigid dengan  faktor rigid = 0.5 [7]. Model dibuat menjadi dua buah model yaitu (a) model struktur frame 3D kolom tanpa  perkuatan  dan  model  (b)  adalah  model struktur frame  3D kolom  dengan  perkuatan pelat baja pada kolom HBeam . Tebal perkuatan pelat  baja  diambil  sama  dengan  tebal  sayap kolom HBeam . Sambungan pelat baja dengan kolom existing adalah menggunakan sambungan  las.  Denah  lantai  dan  story  tipikal disajikan pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Denah tipikal struktur kolom tanpa dan dengan perkuatan
Model  tanpa  perkuatan  menggunakan  kolom Hbeam  300x300x10x15  mm  seperti  disajikan pada  Gambar  3.  Untuk  mendapatkan  dimensi dan  posisi  perkuatan  pelat  baja,  maka dilakukan analisis trial and error menggunakan
software. Analisis trial  and  error ini  juga memperhitungan  beban  gravitasi  dan  beban gempa respons spektrum yang dilakukan untuk
beberapa  kali  percobaan.  Hasil  analisis menunjukkan  bahwa  luas  penampang  yang didapat  adalah  sebesar  18.59%  dari  luas penampang  kolom Hbeam tanpa  perkuatan.
Dengan  demikian,  didapatkan  dimensi  pelat baja dengan tebal (t) = 15 mm dan panjang 145 mm  yang  dipasang  pada  bagian  badan  (web) penampang Hbeam secara horizontal sepanjang  tinggi  kolom Hbeam [6]  seperti disajikan pada Gambar 4.
Gambar 2. Portal tipikal struktur kolom tanpa dan dengan perkuatan Gambar 3. Penampang kolom tanpa perkuatan 300mm 300mm 10mm 300mm 15mm 15mm
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
Gambar 4. Penampang kolom dengan perkuatan
Penambahan  pelat  perkuatan  baja  dalam model dengan software ETABS  menggunakan penampang SD  Section ,  dimana  struktur
Hbeam existing ditambahkan model pelat baja seperti disajikan pada Gambar 4.
2.3 Beban-Beban
Beban-beban  yang  bekerja  pada  struktur  ini adalah:  beban  mati,  beban  mati  tambahan, beban  hidup  dan  beban  gempa.  Beban  mati adalah  beban berat  sendiri  komponen  struktur yang  langsung  dihitung  oleh software .  Beban mati  tambahan  adalah  beban  yang  bekerja selain  beban  mati  akibat  berat  sendiri  yaitu beban  tembok  sebesar  250  kg/m 2 (beban  ini akan didistribusikan sebagai beban merata per m berdasarkan tinggi tembok, berat spesi, tegel dan  MEP  =  150  kg/m 2 dikerjakan  pada  pelat lantai dan pelat atap. Beban hidup pada lantai dan  atap  masing-masing  200  kg/m 2 dan  100 kg/m 2 [1].  Beban  gempa  yang  digunakan adalah  beban  gempa  respons  spektrum dengan wilayah gempa adalah Kota Denpasar dengan kondisi tanah pada lokasi adalah jenis tanah  lunak  (Gambar  5). Damping  ratio untuk jenis  struktur  ini  adalah  15%  (untuk  jenis
struktur beton bertulang) [5]. Kombinasi beban yang diperhitungkan sebagai berikut [3]: U 1 = 1.4DL,
U 2 = 1.2DL+1.6LL,
U 3 = 1.2DL+LL+E x +0.3E y ,
U 4 = 1.2DL+LL-E x -0.3E y ,
U 5 = 1.2DL+LL+0.3E x +E y ,
U 6 = 1.2DL+LL-0.3E x -E y .
Gambar 5. Respon spektrum gempa wilayah kota denpasar, tanah keras [12]
2.4 Parameter Gempa Dinamis
Pembatasan waktu getar alami SNI 1726:2019 Pasal  7.8  tidak  boleh  lebih  besar  dari persamaan  2.9  SNI  1726:2019  dikalikan dengan koefisien batas atas ( 𝐶 u ) pada tabel 14 SNI 1726:2019.
𝑇 𝑎 = 𝐶 𝑡 . ℎ 𝑛 𝑥 (1) dengan h n adalah tinggi total bangunan (m), C t dan x dari Tabel 15 SNI 1726:2019. Pada tabel 15, untuk struktur baja, nilai C t = 0.0724 dan x = 0.80, sehingga T a menjadi:
𝑇 𝑎 = 0.0724 . ℎ 𝑛 0.80 (2) Koefisien 𝐶 u tabel 14 SNI 1726:2019 adalah 1.4.
Waktu getar < T a . C u . Simpangan antar
tingkat dihitung menggunakan  SNI  1726:2019  pasal  7.8.6. Simpangan  antar  tingkat  akibat  gempa  (  ) harus  sebagai  perbedaan  defleksi  pada  pusat massa  di  story  paling  atas  dan  paling  bawah yang  ditinjau  serta  tidak  boleh  melebihi simpangan antar tingkat ijin (  a).
 i < 0.020h i
(3)
145mm 300mm 300mm 10mm 300mm 15mm 15mm 15mm
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
dimana  i =  simpangan  tingkat  ke-i  dan  h i = tinggi  tingkat.  Disamping  itu,  juga  ditinjau kemungkinan  keruntuhan  pada  tingkat  lunak ( soft  story )  yaitu  keruntuhan  akibat  hilangnya kekakuan lateral tingkat pertama dibandingkan kekakukan  lateral  tingkat-tingkat  di  atasnya. Soft  story didefinisikan  sebagai  perbandingan drift ratio suatu tingkat dengan drift ratio tingkat di  atasnya  dengan  syarat  harus  kurang  dari 130%. Drift  ratio adalah  perbandingan  antara simpangan  terhadap  tinggi  tingkat. Soft  story terjadi apabila memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:
Dr i > 1.3 Dr i+1 (4)
𝐷 𝑟 = ∆ 𝑖 ℎ 𝑖 (5)
Dengan Dr i = drift ratio tingkat ke-i dan Dr i+1 = drift ratio tingkat ke -i+1.
2.5 Metode Elemen Hingga (MEH)
Metode  elemen  hingga  adalah  suatu  metode yang digunakan untuk menghasilkan penyelesaian masalah diferensial, baik diferensial  biasa  dan  parsial  serta  untuk menyelesaiakan problem dalam domain continum.  Persamaan  differensial  banyak digunakan  untuk  model  masalah  engineering. Untuk  itu,  sangat  penting  bagi  insinyur  untuk memahami  dan  menerapkan  metode  elemen hingga.  Metode  elemen  hingga  dikembangkan untuk  memecahkan  problem  mekanika  benda padat  ( solid  mechanic ),  mekanika  fluida  ( fluid mechanic ), perpindahaan panas ( heat transfer ), elektromagnetik  ( electro  magnetism ),  getaran ( vibration ), analisis modal ( modal analysis ), dan banyak  lagi  problem  engineering  lainnya. Proses  inti  MEH  adalah  membagi  kontinum kompleks  menjadi  elemen-elemen  kecil  yang lebih  sederhana.  Solusi  tiap-tiap  elemen
digabungkan  menjadi  pemecahan  masalah secara global [10].

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Langkah awal yang dilakukan dalam analisis ini adalah menganalisis struktur  3D frame terhadap  beban  gravitasi  dan  beban  gempa. Setelah  di  analisis,  langkah  berikutnya  adalah pengecekan  atau  kontrol  terhadap  kapasitas penampang kolom dan balok model tanpa dan dengan  perkuatan  sesuai  beban-beban  ultimit yang  bekerja  pada  model  struktur  tersebut. Gambar  5(a)  menunjukkan  bahwa Steel  P-M Interaction  Ratios model  tanpa  perkuatan mengalami over stress pada kolom story 1 dan story  2  (Gambar  6a).  Setelah  kolom  baja HBeam 400x400x10x15 mm diperkuat dengan pelat baja tebal 15 mm dan panjang = 145 mm yang  dipasang  secara  horizontal  di  sepanjang tinggi penampang, maka kapasitas penampang tidak terjadi over stress seperti Gambar 6b.
Gambar 6a. Steel P-M interaction ratios tanpa perkuatan
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
Gambar 6b. Steel P-M interaction ratios dengan perkuatan
Model  tanpa  perkuatan  menghasilkan  waktu getar  alami  struktur  sebesar  1.581  detik, sedangkan  model  dengan  perkuatan  sebesar 1.391 detik, sedangkan model tanpa perkuatan memiliki  waktu  getar  struktur  lebih  panjang 12.01% dibandingkan model dengan perkuatan seperti  disajikan  pada  Gambar  7.  Dengan demikian, dengan memperkuat kolom    Hbeam
Gambar 7. Waktu getar alami struktur
dengan  penambahan  pelat  baja  pada  kolom HBeam mampu  mengurangi  waktu  getar struktur,  sehingga  struktur  menjadi  lebih  kaku serta  dapat  meredam  beban  gempa.  Dengan menggunakan  persamaan  (1)  dan  (2),  maka
waktu  getar  alami  yang  terjadi  lebih  kecil  dari waktu getar yang diijinkan SNI 1726:2019.
Gambar 8. Skematik simpangan lateral akibat beban gempa kedua model
Tabel 1. Simpangan dan drift ratio akibat beban gempa
Simpangan  lateral  secara  skematik  model dengan  dan  tanpa  perkuatan  disajikan  pada Gambar 8. Model dengan perkuatan menghasilkan  simpangan  lateral  akibat  beban gempa lebih kecil dibandingkan dengan model tanpa  perkuatan.  Simpangan  lateral  model tanpa perkuatan untuk story 1, story 2, story 3 dan  story 4  masing-masing  sebesar  11.5  mm, 20.47  mm,  26.66  mm  dan  29.56  mm. Sedangkan  simpangan  lateral  model  dengan perkuatan  untuk  story  1,  story  2,  story  3  dan story 4 masing-masing sebesar 9.49 mm, 17.58 mm,  23.23  mm  dan  25.94  mm.  Dengan demikian,  simpangan  lateral  rata-rata  model dengan perkuatan menurun
14.2%
1.581 1.391 1.250 1.300 1.350 1.400 1.450 1.500 1.550 1.600 Tanpa Perkuatan Dengan Perkuatan W ak tu ge tar A lam ai ( Deti k ) Model
Tanpa Dengan Tanpa Dengan Perkuatan Perkuatan Perkuatan Perkuatan Story 4 3500 2.90 2.71 29.56 25.94 Story 3 3500 6.19 5.65 26.66 23.23 Story 2 3500 8.97 8.09 20.47 17.58 Story 1 4000 11.50 9.49 11.50 9.49 Base 0 0 0 0 0 Tingkat h sx (mm)
 (mm)  i (mm) Tanpa Dengan Tanpa Dengan Perkuatan Perkuatan Perkuatan Perkuatan Story 4 70.00 0.008 0.007 Story 3 70.00 0.008 0.007 90.19 89.55 Story 2 70.00 0.006 0.005 76.78 75.68 Story 1 80.00 0.003 0.002 49.16 47.23 Base 0 0 0 0 0 Dr (%) Dri/Dri+1 (%)  ijin (mm)
Tingkat
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
dibandingkan  dengan  model  tanpa  perkuatan (Tabel 1 dan Gambar 9).
Gambar 9. Simpangan lateral akibat beban gempa
Simpangan  horizontal  akibat  beban  gempa model tanpa dan dengan perkuatan menghasilkan  simpangan  horisontal  akibat beban  gempa  lebih  kecil  dari  simpangan horizontal ijinnya menurut SNI 1726:2019. Drift ratio kedua  model  (dengan  dan  tanpa perkuatan)  lebih  kecil  dari  130%,  sehingga struktur  tidak  mengalami soft  story (lemah  di satu tingkat), dimana drift ratio model tanpa dan dengan  perkuatan  masing-masing  sebesar 90.19% dan 89.55%.
Gambar 10. Momen maksimum kolom pinggir akibat beban gempa
Momen  maksimum  struktur  dengan  perkuatan meningkat dibandingkan struktur tanpa perkuatan  untuk  story  1,2,3  dan  4  masing-
masing  sebesar  16.13%,  11.80%,  7.01%, 15.06% (Gambar 10).
Gambar 11. Gaya geser maksimum kolom pinggir akibat beban gempa
Gambar 12. Gaya aksial maksimum kolom pinggir akibat beban gempa
Gambar  11  menunjukkan  bahwa  gaya  geser maksimum  kolom  pinggir  akibat beban  gempa struktur dengan perkuatan lebih besar dibandingkan struktur tanpa perkuatan sebesar 10.95%,  9.85%,  10.06%  dan  7.86%  masing- masing  untuk  story  1,2,3  dan  4.  Gaya  aksial maksimum  kolom  pinggir  akibat beban  gempa struktur dengan perkuatan meningkat dibandingkan struktur tanpa perkuatan sebesar 12.29%, 13.32%, 13.92% dan 16.53% masing- masing untuk story 1,2,3 dan 4.
Gaya  geser  dasar  adalah  gaya  geser  yang bekerja  pada  pangkal  struktur.  Gaya  geser dasar ini  dipengaruhi  oleh  massa  struktur  dan beban  yang  bekerja  pada  struktur  tersebut. Gambar  13  menunjukkan  bahwa  gaya  geser dasar  akibat  beban  gempa  struktur  tanpa
0 1 2 3 4 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 S to ry Simpangan Lateral (mm) Simpangan Lateral Akibat Beban Gempa Ex dan Ey Meru Tumpang 3 Tanpa Perkuatan Dengan Perkuatan Base Story 1 Story 2 Story 3 Story 4 47.02 25.19 18.70 8.46 56.06 28.56 20.11 9.96 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 Momen (kNm) S tory Dengan Perkuatan Tanpa Perkuatan
20.89 15.83 11.62 5.04 23.46 17.56 12.92 5.47 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 Gaya Geser (kN) S tory Dengan Perkuatan Tanpa Perkuatan 41.75 24.79 11.32 2.98 47.6 28.60 13.15 3.57 0 10 20 30 40 50 1 2 3 4 Gaya Aksial (kN) S tory Dengan Perkuatan Tanpa Perkuatan
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
perkuatan adalah sebesar 525.54 kN, sedangkan  gaya  geser  dasar  struktur  dengan perkuatan adalah sebesar 534.630 kN. Dengan demikian, kekakuan struktur dengan perkuatan meningkat 1.70% dibandingkan dengan struktur tanpa perkuatan.
Gambar 13. Gaya Geser Dasar akibat beban gempa
Hal ini dipengaruhi oleh massa struktur, dimana massa  struktur  model  dengan  perkuatan  lebih besar  dibandingkan  dengan  model  tanpa perkuatan.
Kekakuan struktur didefinisikan sebagai perbandingan  gaya  geser  dasar  dengan simpangan  lateral.  Kekakuan  struktur  model dengan  perkuatan  mengalami  peningkatan sebesar  13.74%  dibandingkan  model  tanpa perkuatan seperti disajikan pada Tabel 2. Hal ini disebabkan  model  dengan  perkuatan  memiliki massa yang lebih besar.
Tabel 2. Kekakuan struktur Model Tanpa Perkuatan Model Dengan Perkuatan Simpangan Lateral (mm) 29.56 25.94 Gaya Geser Dasar (kN) 525.54 534.63 Kekakuan (kN/mm) 17.78 20.61
4.  Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan,  maka  dapat  ditarik  beberapa kesimpulan antara lain:
1.  Perkuatan pada kolom HBeam dengan cara menambhkan  pelat  baja  horisontal  pada tengah  penampang  dengan  tebal  15  mm dan  panjang  145  mm  (luasnya  18.59% terhadap  luas  penampang  kolom  Hbeam)
mampu mengurangi waktu getar
(memperkaku struktur) sebesar 12.01%.
2.  Simpangan  lateral  (akibat  beban  gempa) pada  model  dengan  perkuatan  mampu mereduksi  simpangan  lateral  akibat  beban gempa  (memperkaku  struktur)  sebesar
14.2%. 3.  Simpangan lateral lebih kecil dari
simpangan lateral ijin dengan drift ratio lebih kecil  dari  130%,  sehingga  struktur  tidak mengalami soft story (atau pelemahan pada story 1).
4.  Model dengan perkuatan mampu
meningkatkan  geser  dasar  sebesar  1.7% dibandingkan model tanpa perkuatan, hal ini disebabkan  karena  massa  model  dengan perkuatan lebih besar.
5.  Gaya-gaya  dalam  maksimum  rata-rata akibat beban gempa struktur kolom dengan perkuatan meningkat masing-masing sebesar  12.50%,  9.68%  dan  14.01% dibandingkan dengan struktur tanpa perkuatan.
6.  Kekakuan struktur dengan perkuatan meningkat  13.74%  dibandingkan  struktur tanpa  perkuatan.  Hal ini  disebabkan  model dengan  perkuatan  mempunyai  massa struktur yang lebih besar.
525.54 534.630 520 522 524 526 528 530 532 534 536 Tanpa Perkuatan Dengan Perkuatan G ay a G es er Das ar (k N) Model
Jurnal Ilmiah Rekayasa Sipil Vol. 20 No. 1 Edisi April 2023
Saran  dalam  penelitian  ini  adalah  perkuatan menggunakan  tulangan  beton  disepanjang tinggi  kolom  atau  perkuatan  dengan  tulangan beton  dipasang  hanya  satu  sisi  sayap penampang Hbeam. Dapat juga memvariasikan  tebal  pelat  atau  diameter tulangan beton perkuatan sedemikian sehingga tebal  pelat  atau  tulangan  beton  menjadi minimum  berdasarkan  beban-beban  batas yang bekerja pada portal frame 3D tersebut.

## Daftar Rujukan
[1]  BSN.,  2013. Beban  minimum  untuk  perencanaan bangunan  gedung  dan  struktur  lain.  SNI  1727:2013 . Jakarta. [2]  BSN.,  2015. Persyaratan  beton  struktural  untuk bangunan  gedung  dan  penjelasan,  SNI  2847:2019 . Jakarta.
[3]  BSN., 2019. Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja
Struktural, SNI 1729:2019 . Jakarta.
[4]  BSN.,  2019. Tata  Cara  Perencanaan  Ketahanan Gempa  untuk  Struktur  Bangunan  Gedung  dan  Non Gedung, SNI 1726:2019 . Jakarta.
[5]  Copra, A. K.,1995. Dynamics of Structure: Theory and Applications  to  Eartquake  Engineering. New  Jersey, Prentice Hall.
[6]  Dewobroto, W., 2016. Struktur Baja (Perilaku, Analisis
&  Desain –  AISC  2010). Jurusan  Teknik  Sipil  UPH. Jakarta.
[7] Faridmehr, et.al. 2016. “Classification System for Semi- Rigid  Beam-to- Column  Connections”. Latin  American Journal of Solid and Structures , Brazil.
[8] Imran,  M.,  et.al.    2020.  “Experimental  and  numerical investigations  of  CFRP  strengthened  short  SHS  steel columns”. Engineering Structures , 193(2020).
[9] Liu,  H.,  et.al.  2020.  “Axial-Compression  Mechanical Properties  of  Square  Steel  Columns  Strengthened  By Welding  Under  High  Load”. Journal  of  Constructional
Steel Research , 176 (2020). [10]  Logan,  Daryl.L.,  2007. A  first  Course  in  the  Finite Element Method , 4thEd . Boston, Canada.
[11] Mekhlafi,  et.al.  2020.  “Experimental  And  Numerical
Investigations  Of  Stainless  Steel  Tubular  Columns Strengthened  By  CFRP  Composites”. Thin-Walled Structures Journal , 157 (2020).
[12] Puskim.  2011.  “Aplikasi  Desain  Spektra  Indonesia 2011”.
http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indone sia_2011/. Diakses pada 15 Nopember 2020.
[13]  Shan, et.al.  2020.  “A  Novel  Seismic  Strengthening Method Of RC Columns Confined By Direct Fastening Steel  Plates”. Engineering  Structures  Journal ,  218 (2020).
[14] Sharif, et.al. 2019. “Behavior Of Circular Stainless Steel Stub Columns  Internally Strengthened By Longitudinal Carbon  Steel  Bars”. Engineering  Structures  Journal , 199 (2019).