## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA

## STUDI PERBANDINGAN KINERJA GEDUNG BETON BERTULANG SRPMK 6 LANTAI DENGAN MENGGUNAKAN METODE PUSHOVER DAN NONLINEAR TIME HISTORY ANALYSIS
Syaiful Anam 1) , Bantot Sutriono 2) dan Retno Trimurtiningrum 3)
1,2,3 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya email : neno_s47@yahoo.com

## ABSTRAK
Indonesia  merupakan  salah  satu  negara rawan gempa di dunia. Untuk mengurangi dampak akibat gempa khususnya jatuhnya korban jiwa akibat keruntuhan bangunan, maka dalam perencanaan struktur gedung di  daerah  rawan  gempa,  perilaku  atau kinerja gedung terhadap gempa merupakan  salah  satu  hal  terpenting untuk  diperhatikan.  Oleh  karena  itu, perhitungan  analisa  secara  inelastik  atau nonlinier  harus  dilakukan.  Beberapa metode untuk perhitungan analisis nonlinier  meliputi  analisis  beban  dorong (static  nonlinear  pushover  analysis)  dan analisis  riwayat  waktu  (inelastic  dynamic time  history  analysis).  Penelitian  ini membandingkan hasil kinerja dari analisis  beban  dorong  dan  analisis riwayat  waktu  dengan  menggunakan rekaman  gempa  San  Fernando,  Morgan Hill  dan  Kobe  untuk  gedung  beton bertulang SRPMK 6 lantai.
Dari hasil analisis beban dorong maupun analisis riwayat waktu, didapatkan tingkat kinerja  yang  sama  yaitu  kategori  IO  ( Immediate Occupancy ) baik untuk arah X dan  Y.  Target  displacement  yang  didapat dari  analisa  beban  dorong  sebesar  0,092 m untuk arah X dan 0,096 m untuk arah Y. Sedangkan  displacement  maksimum  yang
didapat  dari  hasil  analisa  riwayat  waktu adalah  sebesar  0,0129  m  untuk  arah  X dan  0,005  m  untuk  arah  Y  yang  berasal dari rekaman gempa Kobe dan gempa San Fernando.

## Kata Kunci : analisis pushover , analisis time history level kinerja

## ABSTRACT
Indonesia  is  one  of  the  earthquake-prone countries  in  the  world.  To  reduce  the impact  of  earthquakes,  especially  the missing  life  due  to  building  collapse,  the behavior  or  performance  of  buildings against the earthquakes is one of the most important  things  to  consider.  Therefore, inelastic or nonlinear analytical calculations  must  be  performed.  Some methods for calculating nonlinear analysis  are  static  nonlinear  pushover analysis  and  inelastic  dynamic  time history  analysis.  This  study  compares  the performance  results  of  the  pushover analysis  and  time  history  analysis  using the earthquake records from San Fernando, Morgan Hill and Kobe for a 6- story SRPMK reinforced concrete building.
From the results of  the  pushover analysis and  time  history  analysis,  the  same  level of  performance  is  obtained,  which  is  IO (Immediate Occupancy) category for both X  and  Y  directions.  The  displacement target  obtained  from  the  pushover analysis is 0.092 m for the X direction and 0.096  m  for  the  Y  direction.  While  the maximum displacement  obtained from  the results of time history analysis is 0.0129 m for  the X direction and  0.005 m for  the Y direction  from  the  Kobe  earthquake  and San Fernando earthquake records.
Keywords  :  pushover  analysis,  time history analysis, performance level

## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  salah  satu negara  dengan  tingkat  resiko  gempa tinggi.  Hal  ini disebabkan karena wilayah Indonesia berada di antara empat lempeng tektonik yang aktif dan indonesia termasuk lingkar api pasifik ( ring of fire ).
Beberapa  gempa  yang  terjadi  selama  3 tahun  terakhir  meliputi  Gempa  Poso sebesar 6,6 SR pada tanggal 29 Mei 2017, Gempa  Donggala-Palu-Sigi  sebesar  7,4 SR tanggal 28 September 2018  yang juga menimbulkan  dampak  tsunami,  Gempa Lombok sebesar 6,9 SR tanggal 5 Agustus
2018 dan masih
banyak lagi (BMKG,2019).  Maka  dari  itu  dalam perencanaan struktur, selain
mempertimbangkan faktor kekuatan
elemen,  perlu  pula  mempertimbangkan perilaku  dan  kinerja  struktur  bangunan akibat beban gempa.
Untuk  mengetahui  perilaku  dan  kinerja struktur  bangunan,  perhitungan  analisa secara  inelastik  atau  nonlinier  harus dilakukan.  Beberapa  metode  analisis inelastik  meliputi  analisis  beban  dorong ( static  nonlinear  pushover  analysis )  dan analisis  riwayat  waktu  ( inelastic  dynamic time  history  analysis ).  Analisa  pushover adalah  suatu  analisis  statik  nonlinear dimana pengaruh gempa rencana terhadap struktur bangunan gedung dianggap sebagai  beban-beban  statik  lateral,  yang nilainya  ditingkatkan  secara  berangsur- angsur  sampai  melampaui  pembebanan yang  menyebabkan  terjadinya  pelelehan (sendi  plastis)  pertama  didalam  struktur bangunan  gedung,  kemudian  dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk pasca-elastik yang besar sampai mencapai kondisi elastik.
Sedangkan,  Non-linear  Time  History
Analysis (NLTHA) didasarkan oleh perhitungan integrasi numerik dari persamaan differensial gerak yang diperoleh  dari  data  percepatan  gempa (Cada dkk 2017 ).
Metode  Analisa pushover memiliki komputasi yang lebih sederhana dan cepat dibandingkan  dengan  metode  non  linier dinamis time history. Akan tetapi, metode analisa  pushover  dinilai  kurang  akurat karena  menggunakan  analisa  static  untuk menangkap  efek  dinamis  dari  beban gempa (Huy Tran dkk, 2018).
Oleh karena itu, tujuan dari penelitian  ini  adalah  membandingkan hasil  kinerja  gedung  beton  bertulang  6 lantai  dengan  sistem  struktur  SRPMK menggunakan analisa pushover dan analisa time history .

## 2. METODE PENELITIAN
Tahapan  penelitian  dapat  dilihat  dalam penjaaran diagram alir pada gambar 1.
Gambar 1.
Diagram alir penelitian
Perhitungan  pembebanan  analisa  dinamik menggunakan  Respon  Spectrum  daerah Surabaya  untuk  analisa  Pushover  dan ground  motion  dari  San  Fernando, Morgan  Hill  dan  Kobe  yang  telah diskalakan  untuk  analisa  Time  History. Penggunaan  tiga  ground  motions  sesuai dengan  peraturan  SNI  1726-2012,  Pasal 11.1.3  dan  Pasal  11.2.3  yang  menyatakan paling  sedikit  tiga  gerak  tanah  (  Ground Motion)  yang  sesuai  harus  digunakan dalam analisis.
Tabel 1.

## Rekaman Gempa yang digunakan
No Event Stasiun Tahun SR 1 San Fernando Fairmont Dam 1971 6,61 2 Morgan Hill Anderson Dam 1984 6,19 3 Kobe Takatori 1995 6,9 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Deskripsi Bangunan Panjang Bangunan : 20 m Lebar Bangunan : 20 m Tinggi Bangunan : 24 m Fungsi Bangunan : Apartemen Zona Daerah : Surabaya Mutu Beton (f’c) : 30 MPa Kategori Resiko : II
Gambar 2.
Tampak Depan Bangunan
Gambar 3.
Permodelan SAP2000

## 3.2.  Perencanaan  Dimensi  Balok  dan
Kolom (SNI 03-2847-2013 Psl 9.5.2.1) -  Dimensi  yang  di  gunakan  untuk  balok induk arah memanjang sebesar 40/55 cm -  Dimensi  yang  di  gunakan  untuk  balok induk arah melintang sebesar 40/55 cm
(a) (b)
Gambar 4. Desain Komponen Lentur : (a) Tumpuan,
(b) Lapangan
- Dimensi  yang  di  gunakan  untuk Kolom sebesar 70/70 cm

## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA
Gambar 5.
Desain Komponen Aksial dan Lentur
3.3. Kontrol Simpangan Kontrol simpangan struktur harus
memenuhi  SNI  03-1726-2012  pasal  7.9.3 dan  7.12.1  ,  dimana  simpangan  antar lantai  tingkat  desain tidak  boleh
melebihi  simpangan  antar  lantai  tingkat ijin , harus ditentukan dengan
persamaan berikut  :
……………….(1)
Keterangan  :
=  Selisih  defleksi  yang terjadi (mm) = Faktor amplifikasi defleksi = 5,5 = Faktor keutamaan gempa = 1 =  Simpangan  antar  lantai
tingkat ijin (mm)
Bangunan termasuk dalam kategori resiko II  dan  semua  struktur  lainya,maka berdasarkan  SNI  03-1726-2012  tabel  16 batas  simpangan  antar  lantai  ijin  adalah 0,020 h sx dengan h SX adalah tinggi tingkat =  4  m  =  4000  mm.  Karena  struktur  yang dirancang termasuk kategori desain seismik  D  maka  batas  simpangan  antar
lantai  tingkat  tidak  boleh  melebihi dengan faktor redudansi  (  = 1,3  (Sesuai dengan  SNI  Gempa  1726  –  2012,  pasal 7.12.1.1)
= 0,020 h sx = 0,020 x 4 = 0,080 m =80 mm. Simpangan  antar  lantai  ijin  = =  80/ 1,3 = 61,53 mm Tabel 2. Kontrol simpangan arah X lantai δ xe (mm) δ xe - δ (x-1)e (mm) ∆x (m)  a / ρ(mm) Cek ( δe ≤  a/ρ ) 1 0,5 0,5 2,75  61,53  Memenuhi 2 1,3 0,8 4,4 61,53  Memenuhi 3 1,4 0,1 0,55  61,53  Memenuhi 4 1,7 0,3 1,65  61,53  Memenuhi 5 1,6 0,1 0,55  61,53  Memenuhi 6 2,2 0,6 3,3 61,53  Memenuhi Tabel 3. Kontrol simpangan arah Y lantai δ xe (mm) δ xe - δ (x-1)e (mm) ∆x (mm)  a / ρ(mm) Cek ( δe ≤  a/ρ ) 1 0,6 0,6 3,3 61,53  Memenuhi 2 1,6 1 5,5 61,53  Memenuhi 3 1,8 0,2 1,1 61,53  Memenuhi 4 1,2 0,6 8,8 61,53  Memenuhi 5 1,4 0,4 2,2 61,53  Memenuhi 6 2,5 1,1 6,05 61,53  Memenuhi

## 3.4. Analisis Pushover
Sendi Plastis Sendi  plastis  merupakan  suatu  kondisi dimana terjadi rotasi secara terus menerus akibat  adanya  penambahan  penambahan beban  –  beban  pada  struktur  tersebut  dan
pada  kondisi  ini  nilai  momen  tidak mengalami perubahan.
Dari  analisis  Pushover,  dapat  diketahui tahapan  elemen  struktur  yang  telah mengalami  kerusakan  beserta  jumlahnya pada  setiap  peningkatan  beban  lateral serta saat kinerja tercapai.
Posisi  elemen  –  elemen  struktur  yang telah  terbentuk  sendi  plastis  beserta kategori  kinerja  sendi  plastis  yang terbentuk  dapat  dilihat  pada  gambar  6,  7, 8 dan 9.
Gambar 6.
Keruntuhan step pertama arah X
Gambar 7.
Keruntuhan step terakhir arah X
Gambar 8.
Keruntuhan step pertama arah Y
Gambar 9.
Keruntuhan step terakhir arah Y
Dari  hasil  analisis pushover diketahui bahwa  sendi  plastis  pertama  terbentuk pada  balok.  Kategori  kinerja  sendi  plastis yang  terbentuk  adalah  IO  (Immediate Occupancy).
Titik Kinerja ( Performance point ) Titik  kinerja  atau  target  perpindahan gedung merupakan potongan antara kurva spektrum kapasitas dan spektrum demand. Spektrum kapasitas menunjukkan bagaimana kekuatan struktur dalam memenuhi  suatu  beban  yang  diberikan, sedangkan  spektrum demand didapat  dari kurva response spektrum rencana SNI 03-

## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA
1726-2012.  Perpotongan  antara  kurva spektrum  kapasitas  dan  kurva  spektrum demand dapat dilihat pada gambar 10 dan
11.
Gambar 10. Kurva Kapasitas Spektrum arah X berdasarkan ATC-40
Gambar 11.
Kurva Kapasitas Pushover arah Y berdasarkan ATC-40
Dari  gambar  10  dan  11  diketahui  target perpindahan  sebesar  0,092  m  untuk  arah X dan 0,096 m untuk arah Y.
Level Kinerja ( Level Performance )
Tabel 4
Batasan Kinerja Struktur berdasarkan ATC-40 Parameter Performance Level IO Damage Kontrol LS Struktural Stability Maximum Total Drift 0,01 0,01 s.d 0,02 0,02 0,33 Maximum total drift arah X = 0038 , 0 24 092 , 0   H D t (nilai  lebih  kecil  dari 0,01) Maximum total drift arah Y =
0041 , 0 24 098 , 0   H D t (nilai  lebih  kecil  dari
0,01)
Perhitungan  maksimum  total drift untuk arah  X  dan  Y  mempunyai  nilai  kurang dari  0,01,  oleh  karena  itu  kinerja  struktur gedung  termasuk  dalam  kategori  IO ( Immediate Occupancy ).

## 3.5. Analisis Time History
Penskalaan  gempa Ground  Motion (  San
Fernando,  Morgan  Hill,  Kobe  )  dengan respon  spectrum (  Surabaya  )  adalah proses  membandingkan  besaran  nilai  dari masing-masing  ground  motion  untuk disesuaikan  dengan besaran  respons spectrum berdsasarkan SNI 03-1726-2012 (gambar 12), yang nantinya akan didapatkan  sebuah  nilai  sebagai  input faktor  skala  pada  bantuan  program  SAP 2000  untuk  mendapatkan ground  motion scaled seperti  yang  terlihat  pada  gambar 13,14, dan 15.

## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA
Gambar 12. Grafik Rekapitulasi Perbandingan Ground Motions dengan Respon Spectrum
Gambar 13.
Ground Motions Scaled San Fernando
Arah X
Gambar 14.
Ground Motions Scaled Morgan Hill Arah
X
Gambar 15.
Ground Motions Scaled Kobe Arah X Sendi Plastis Dari analisis time history, dapat diketahui bahwa sendi plasis pertama yang terbentuk  berasal  dari  elemen  balok  sama seperti hasil analisa pushover sebelumnya, sehingga  dapat  diketahui  tipe  keruntuhan struktur  gedung  adalah  mekanisme  Balok Lemah  Kolom  Kuat.  Kategori  kinerja sendi plastis yang terbentuk menunjukkan level  kinerja  IO  (Immediate  Occupancy), dapat  dilihat  pada  gambar  16,  17,  18  dan 19.
Gambar 16.
Keruntuhan step pertama gempa San Fernando arah X

## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA
Gambar 17. Keruntuhan step terakhir gempa San Fernando arah X
Gambar 18. Sendi plastis yang terbentuk pada gempa Morgan Hills arah X
Gambar 19. Sendi plastis yang terbentuk pada gempa
Kobe arah Y Kinerja ( Level Performance ) Gambar 20 dan 21 menunjukkan perbandingan  simpangan  ( drift )  yang terjadi pada struktur saat terjadi pembebanan ground  motions  scaled San Fernando,  Morgan  Hills  dan  Kobe  yang telah diskala sebelumnya.
Gambar 20.
Drift analisa time history arah X

## FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIRARAJA SUMENEP - MADURA
Gambar 21.
Drift analisa time history arah Y
Berdasarkan gambar 20 dan 21, diperoleh drift  maksimum  arah  X  adalah  sebesar 12,869  mm  saat  dibebani  oleh ground motions  scaled Kobe.  Sedangkan  pada arah  Y,  drift  maksimum  didapatkan sebesar  5,134  mm  saat  dibebani ground motions scaled San Fernando.
Max. total drift arah X = 00054 , 0 24 012869 , 0   H D t
(nilai lebih kecil dari 0,01) Max. total drift arah Y =
000214 , 0 24 005134 , 0   H D t
(nilai lebih kecil dari 0,01)
Perhitungan  maksimum  total drift untuk arah  X  dan  Y  mempunyai  nilai  kurang dari  0,01,  oleh  karena  itu  kinerja  struktur gedung  termasuk  dalam  kategori  IO ( Immediate  Occupancy ),  yaitu  terjadi kerusakan  yang  kecil  atau  tidak  berarti pada  struktur,  sehingga  struktur  dapat segera dipergunakan kembali (Laresi dkk, 2018).

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan analisa pushover dan analisis time  history,  sendi  plastis  pertama  yang terbentuk  pada  struktur  terletak  pada balok, sehingga dapat diketahui mekanisme
keruntuhan struktur
merupakan  mekanisme  balok lemah kolom kuat. Level kinerja yang didapatkan dari analisa pushover  maupun  analisa  time  history adalah  level  IO  (Immediate  Occupancy), dengan target displacement : - Analisa pushover Arah X = 0,092 m Arah Y = 0,096 m - Analisa time history
Arah X = 0,012869 m (Kobe)
Arah  Y  =  0,000214  m  (San Fernando)

## 5. DAFTAR PUSTAKA
ATC 40, (1996) , Seismic Evaluation and
Retrofit of Concrete Buildings, Applied Technology Council , Redwood City, California. Badan  Standardisasi  Nasional,  (2013), SNI 03-2847-2013 Tata Cara Perencanaan  Struktur  Beton  Untuk Bangunan Gedung, Jakarta : BSN Badan  Standardisasi  Nasional,  (2012), SNI 03-1726-2012 Standart Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk  Struktur  Gedung,  ,  Jakarta  : BSN
BMKG,  (2019),  Katalog  Gempa  Bumi Signifikan  dan  Merusak  1821-2018, Jakarta  :  Pusat  Gempa  Bumi  dan Tsunami BMKG.
Cada, P., Maca, J., (2017), Comparison of Methods  Used  For  Seismic  Analysis of Structures, Acta Polytechnics CTU Proceedings 13, pp. 20-28.
Huy  Tran,  Q.,  et  al.  (2018),  Comparative Study  of  Nonlinier  Static  and  Time History  Analyses  of  Typical  Korean STS  Container  Cranes,  Hindawi Advances  in  Civil  Engineering  vol 2018, pp. 1-13.
Laresi,  Y.T.,  Ihsan,M.,  W.  Alisjahbana, S., (2018), Analisis Pushover
Terhadap  Ketidakberaturan  Struktur Gedung  Universitas  9  Lantai,  Jurnal Infrastruktur 4(1), pp 53-63.