PENGGUNAAN LEAD RUBBER BEARING (LRB) SEBAGAI DESAIN APARTEMEN 25 LANTAI BERBASIS GAYA, DENGAN SPECIAL MOMEN FRAME (SMF)
Kelik Dwi Kresmon 1 , Koespiadi 2 , Hendro Sutowijoyo 3
Teknik Sipil, Teknik, Universitas Narotama Jl. Arief Rahman Hakim No. 51 Surabaya Telp. (031)594-6404, Fax. (031)593-1213 E-mail: keliklike@gmail.com

## ABSTRAKS
Beberapa tahun terakhir Indonesia sering terjadi gempa, oleh sebab itu penerapan salah satu sistem rangka untu k bangunan tahan  gempa  yaitu special moment frame  (SMF) bisa  menjadi  modal alternatif demi  menekan angka kerusakan  pada  bangunan  yang  terjadi. Perhitungan  pada konstruksi  baja  dengan  sistem special  moment  frame mengacu  pada  SNI  1729:2015  tentang  Tata  Cara  Perencanaan  Ketahanan  Gempa  untuk  Struktur  Bangunan Gedung,  SNI  1726:2019  tentang  Tata  cara  perencanaan  ketahanan  gempa  untuk  struktur  gedung  dan  non gedung, dan untuk seismik menggunakan AISC 341-10. Selain penggunan sistem special moment frame (SMF) pada struktur juga bisa menggunakan base isolation system yaitu lead rubber bearing (LRB) sebagai tambahan pada stuktur bawah. Penggunaan lead rubber bearing di daerah rawan gempa sangat membantu dalam menekan kerusakan  pada  sebuah  bangunan.  Perbandingan  penggunaan fixed  base dibandingkan isolation  base cukup terlihat  dalam  segi  keamanan.  Pada  perioda  struktur  getar  meningkat  sebesar  45%  dibandingkan  dengan fixed base dan  dapat  disimpulkan  bahwa  dengan isolation  base bisa  memberikan  kekakuan  yang  lebih  baik.  Jika ditinjau dari simpangan antar lantai terjadi penurunan pada kedua arah. pada arah x mengalami penuran berkisar 65% sedangkan pada arah sebaliknya yaitu y mengalami penurunan sebesar 52%.
Kata Kunci: bangunan tahan gempa, special moment frame, lead rubber bearing.

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi adalah sesuatu yang tidak  mungkin  bisa  kita  hindari,  selama  manusia berkembang  maka  teknologi  di  dunia  akan  semakin maju.  Teknologi  diciptakan  untuk  memudahkan  dan memfasilitasi  manusia  menuju  kehidupan  yang sejahtera.  Dalam  bidang  konstruksi  pasti  juga mengalami  pekembangan  teknologi  yang  sangat membantu dalam penyempurnaan sebuah struktur.
Kontrol Gempa (Seismic Control) merupakan metode  yang terus berkembang. Sistem isolasi  gempa yang  digunakan  pada  dasar  bangunan  (Fondasi) disebut  isolasi  dasar (Base  Isolation). Lead  Rubber Bearing merupakan  salah  satu  teknologi  dari Seismic Base  Isolation yang  dimana  bisa  berguna  untuk meredam  pergerakan/getaran  tanah  terhadap  struktur di atasnya.
Struktur yang bisa membantu metode Seismic Base  Isolation salah  satunya  adalah Special  Moment Frame yang  dirancang  untuk  bisa  menahan  gempa. Balok,  Kolom,  Balok-Kolom  pada  struktur Special Moment  Frame lebih  terperinci  untuk  menahan  aksi lentur, aksial, dan geser pada saat terkena gempa bumi yang  kuat.  Pada Special  Moment  Frame memeliki persyaratan khusus yang dapat meningkatkan karakteristik  kekuatan  dari  frame  di  bandingkan dengan  metode  frame  yang  lain.  Persyaratan  pada metode  ini  berada  pada  ASCE/SEI  7-05  selanjutnya disebut ASCE7.

## 1.1 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui  dimensi  dan  ukuran  profil  struktur yang akan digunakan.
2. Mengetahui  ukuran  Spesifikasi Lead  Rubber Bearing yang akan dipasang.
3. Mengetahui  perbandingan  antara fixed  base dan isolation base .
1.2 Batasan Masalah
1. Tidak menghitung sambungan.
2. Tidak menghitung biaya.
3. Analisa gempa menggunakan Response Spectrum.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Diagram Alir
Mulai Studi Literatur Preliminary Desain dan Pembebanan Fixed Base Isolation Base Perencanaan Struktur
Primer dan Sekunder Analisa Struktur (Gaya Dalam)
Kontrol Desain Perbandingan Fixed dan Isolation Base Selesai Ya Tidak
2.2 Special Moment Frame (SMF)
Special  Moment  Frame atau  Sistem  Rangka Pemikul  Momen  Khusus  (SRPMK)  untuk  bangunan tinggi,  biasanya  digunakan  sistem  penahan  lateral khusus  seperti  rangka  pemikul  momen  khusus  dan dinding  struktural  khusus.  Rangka  pemikul  momen khusus  merupakan  elemen  balok  dan  kolom  yang mampu  mendisipasi  energi  saat  terjadi  gempa  kuat. Dinding  struktural  khusus  yang  biasanya  saling bekerja  sama  dengan  bantuan  balok  perangkai  pun banyak  dipakai  sebagai  elemen  penahan  gaya  lateral pada  struktur  banguna  tinggi  karena  kekakuannya yang  besar.  Untuk  mencapai  struktur  yang  andal  dan ekonomis, semua elemen struktur didesain sedemikian rupa  agar  memiliki  daktilitas  yang  cukup  untuk berdeformasi dan  mendisipasi energi saat gempa  kuat terjadi.
Special  Moment  Frame  (SMF) atau  struktur dengan  tingkat  daktilitas  penuh.  Struktur  ini  dapat digunakan  untuk  kategori  desain  seismik  B,  C,  D,  E dan  F.  Ada  tiga  prinsip  yang  memastikan  bahwa respon inelastis dari struktur bersifat daktail, yaitu:
 S trong-Column Weak-Beam
 Tidak  terjadi  kegagalan  geser  terhadap  balok, kolom, dan joint.
 Menyediakan  detail  yang  memungkinkan  perilaku daktail.
Tabel 1. Data SMF Data SMF R 8 3 ρ 1,3 5,5 0,015 0,502778 x 0,8 75m 1,5 T 3,456 ,min 0,062625 ,max 0,011533 2.3 Isolation Base
Lead  Rubber  Bearing merupakan  bahan  anti seismik  yang  terbuat  dari  lapisan  karet  dan  dipadu dengan  lapisan  baja,  tetapi  pada  bagian  tengahnya diberi  rongga  yang  diisi  dengan lead (perunggu). Lapisan  karet  yang  divulkanisir  bisa  bergerak  ke semua arah horizontal dilaminasi diantara lapisan baja yang  mampu  menahan beban  aksial. Lead (perunggu) yang  terletak  pada  bagian  tengah  berfungsi  sebagai tempat penyerapan energi sehingga mampu mengurangi gaya gempa akibat perpindahan.
Struktur  yang  digunakan  menggunakan base isolation  system tipe lead  rubber  bearing sesuia dengan  peraturan  pada  SNI  1726:2019  tentang  Tata cara  perencanaan  ketahanan  gempa  untuk  struktur gedung dan non gedung, yaitu:
1. Perpindahan ( Displacement )
- Perpindahan Rencana ( Design Displacement) = . ...................................................... (1) - Perpindahan Maksimum ( Maximum Displacement ) = ...................................................... (2) - Perpindahan Rencana Total ( Total Design Displacement ) = ...................................... (3)
- Perpindahan  Rencana  Maksimum  Total  ( Total Maximum Displacement )
= ....................................... (4)
2. Batas Izin Simpangan Lantai Batas izin yang sudah diatur pada SNI 1726:2019
bahwa simpangan antar lantai maksimum dari
struktur  terisolasi  tidak  boleh  melebihi  0,015hx  (hx= tinggi lantai di bawah level yang ditinjau)

## 2.4 Etabs
Program  ETABS  merupakan  program  analisis struktur yang dikembangkan oleh perusahaan software Computers  and  Structures,  Incorporated (CSI)  yang berlokasi  di  Barkeley,  California,  Amerika  Serikat. Berawal  dari  penelitian  dan  pengembangan  riset  oleh Dr. Edward L. Wilson pada tahun 1970 di University of  California,  Barkeley,  Amerika  Serikat,  maka  pada tahun  1975  didirikan  perusahaan  CSI  oleh  Ashraf Habibullah.
Program ETABS digunakan secara spesialis untuk analisis  struktur high  rise  building seperti  bangunan perkantoran,  apartemen,  rumah  sakit,  dll.  Program ETABS secara khusus difungsikan untuk menganalisis lima  perencanaan  struktur,  yaitu  analisis  frame  baja, analisis frame beton, analisis balok komposit, analisis baja rangka batang, analisis dinding geser. Penggunaan  program  ini  untuk  menganalisis  struktur, terutama  untuk  bangunan  tinggi  sangat  tepat  bagi perencana  struktur  karena  ketepatan  dari  output  yang dihasilkan dan efektif waktu dalam menganalisisnya.
Adapun  kelebihan  program  ETABS  daripada Sap2000:
1. Fitur ETABS lebih simple, ringan, dan cepat dioperasikan (fast loading) , karena fitur dan menunya yang hanya dikhususkan untuk desain Gedung saja.
 Fitur/fasilitas  yang  lebih  lengkap  (untuk  kasus perencanaan struktur gedung)
 Lebih  ringan  dan  cepat  saat  diinstal  di  komputer daripada SAP 2000
 Lebih  cepat  dalam  melakukan running  analysis
daripada SAP 2000
 Lebih cepat saat melakukan pemodelan struktur
 Tampilan  2D  dan  3D  yang  bisa  mencover  seluruh elemen
 Tampilan  yang  hampir  sama  dengan  SAP  2000, karena  dibuat  oleh  perusahaan  yang  sama  pula  ( CSI ), sehingga  Anda  yang  sudah  biasa  menjalankan  SAP 2000 tidak akan bingung saat mengoperasikan ETABS
2. Data  karakteristik  gedung  dapat  diinput dengan lebih mudah, cepat, dan praktis yang meliputi :
 Jumlah lantai ( Number of Stories )
 Ketinggan antar lantai  yang sama (Typical Story Height)
 Ketinggian lantai bawah ( Bottom Story Height )  Penentuan satuan ( Units ) yang akan digunakan.

## 2.5 Baja
Berikut  merupakan  sifat-sifat  mekanis  baja struktural secara umum:
Modulus Elastisitas, E = 200.000 mPa Modulus Geser, G = 80.000 mPa Angka Poisson = 0,30 - Syarat Elemen Struktur Baja
≤ фb x .................................... (5)
- Syarat Desain Balok dan Kolom Struktur Baja
Kondisi Lentur:
Jika  λ  ≤  λp,  maka  disebut  penampang kompak
Jika  λp  ≤  λ  ≤  λr,  maka  disebut  penampang non-kompak
Jika λ > λr, maka disebut penampang dengan elemen langsing Kondisi Tekan:
Jika λ ≤ λr, maka disebut penampang dengan elemen non-langsing
Jika λ > λr, maka disebut penampang dengan elemen langsing
- Desain Komponen Terhadap Lentur
≤ фb x ................................... (6) - Desain Komponen Terhadap Geser ≤ фv x ..................................... (7) - Desain Komponen Terhadap Gaya Tekan Aksial ≤ фc x ..................................... (8) - Desain Komponen Terhadap Gaya Lentur dan Gaya Aksial Bila ≥ 0,2, ,maka x ( ) ≤ 1,0 .................................. (9) Bila <  0,2,  ,maka x ( ) ≤ 1,0 ................................ (10)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Struktur bangunan menggunakan struktur baja dan pemodelan bangunan dilakukan dengan software ETABS. Kondisi yang akan ditinjau ada 2 hal yaitu pada saat fixed base dan isolation base type lead rubber bearing. Data perencanaan dan data material bisa dilihat pada tabel 2 dan tabel 3.
Tabel 2. Data Struktur
Data Struktur Jenis Bangunan Struktur Baja Fungsi Bangunan Apartemen Lokasi Bangunan Surabaya Jenis Tanah Tanah Keras (C) Jumlah Lantai 25 Lantai Tinggi elevasi lantai 3 meter Dimensi Bangunan (PxL) 36 m x 37,5 m Sistem Struktur Bangunan SMF
Tabel 3. Data Material
Data Material Mutu Baja, Fy 420 Mpa Mutu Beton, Fc 25 Mpa Dimensi Balok Anak WF 450x300x18x26 Dimensi Balok Induk WF 594x302x18x16 WF 488x300x16x24 WF 450x300x18x26 Dimensi Kolom WF 1250x450x60x75 WF 1000x400x55x70 WF 950x400x50x60 Tebal Pelat 120 mm
Gambar 2. Struktur Bangunan Tampak 3D
Perhitungan  hasil  spesifikasi lead  rubber  bearing dimasukan  pada  aplikasi  ETABS  untuk  memberikan perbedaan pada FIXED BASE . Spesifikasi lead rubber bearing bisa dilihat pada tabel 3.
Tabel 4. Hasil Analisa Base Isolation System
Hasil  Analisa  dengan
Base Isolation Nilai Design Period, Teff 3,546 Detik Effective Damping, β 5% Design Displacement, DD 0,25445 m Rubber shear Modulus, G 0,4 Mpa Axial Load on LRB, Wi 9182,25 kN Effective Stifness, Keff 2309,51 kN/m
Dissipated Enery per cycle, ED 46,9773 kN/m Post-elastic tangent stifness, Kp 2128,12 kN/m Elastic Stiffness, Ke 21281,2 kN/m Stiffness ratio. Ke/Kp 0,1 Yield displacement. Dy 0,00241 m Lead-Plug diameter, DL 120 mm Thickness of Rubber, Tr 300 mm Diameter LRB, Dt 750 mm Total bearing diameter, L 800 mm
Dari kedua mode antara fixed base dan isolation base memiliki  nilai  simpangan  lantai  yang  masih dalam  batas  izin  yaitu  45mm.  Jika  ditinjau  dari simpangan antar lantai terjadi penuran berkisar 65%.
Tabel 5. Simpangan Lantai Fixed Base Fixed Base Story Load Case/Combo Drift Ratio Drift Izin mm mm 25 Ex max 0,726 45 24 Ex max 0,814 45 23 Ex max 0,9185 45 22 Ex max 1,0285 45 21 Ex max 1,1495 45 20 Ex max 1,254 45 19 Ex max 1,3585 45 18 Ex max 1,4355 45 17 Ex max 1,507 45 16 Ex max 1,5785 45 15 Ex max 1,6445 45 14 Ex max 1,6995 45 13 Ex max 1,7435 45 12 Ex max 1,76 45 11 Ex max 1,738 45 10 Ex max 1,661 45 9 Ex max 1,6005 45 8 Ex max 1,5675 45 7 Ex max 1,5455 45 6 Ex max 1,518 45 5 Ex max 1,452 45 4 Ex max 1,3475 45 3 Ex max 1,1605 45 2 Ex max 0,8525 45 1 Ex max 0,374 45 Tabel 6. Simpangan Lantai Isolation Base Fixed Base Story Load Case/Combo Drift Ratio Drift Izin mm mm 25 Ex max 0,44 45 24 Ex max 0,4895 45 23 Ex max 0,5665 45
22 Ex max 0,6435 45 21 Ex max 0,7315 45 20 Ex max 0,8195 45 19 Ex max 0,902 45 18 Ex max 0,968 45 17 Ex max 1,023 45 16 Ex max 1,089 45 15 Ex max 1,1495 45 14 Ex max 1,2045 45 13 Ex max 1,243 45 12 Ex max 1,2705 45 11 Ex max 1,276 45 10 Ex max 1,232 45 9 Ex max 1,2045 45 8 Ex max 1,1935 45 7 Ex max 1,2045 45 6 Ex max 1,21 45 5 Ex max 1,2265 45 4 Ex max 1,2265 45 3 Ex max 1,243 45 2 Ex max 1,276 45 1 Ex max 21,351 45
Gambar 3. Kurva Simpangan Lanti
Hasil perbedaan dari fixed base dan isolation base yang  telah  di  running  pada  ETABS  menghasilkan perioda  getar  alami  dan  partisipasi  massa  yang  bisa ditinjau pada tabel 4. Dimana dalam kondisi isolation base memberikan getar alami yang lebih baik.
Tabel  7.  Kontrol  Partisipasi  Massa  dan  Getar  Alami
Fixed Base Mode Kontrol Partisipasi Massa dan Getar Alami FIXED BASE Perioda SUM X SUM Y Detik 1 3,546 0,0003 0,7364 2 3,167 0,6244 0,7373 3 3,041 0,7103 0,7382 4 1,225 0,7105 0,8704 5 1,078 0,7362 0,8715 6 1,025 0,8398 0,8715
7 0,708 0,8399 0,9153 8 0,622 0,843 0,9162 9 0,55 0,8912 0,9162 10 0,468 0,8914 0,9377 11 0,409 0,8926 0,9386 12 0,346 0,8928 0,9541 13 0,341 0,9195 0,9542 Tabel  8.  Kontrol  Partisipasi  Massa  dan  Getar  Alami Isolation Base Mode Kontrol Partisipasi Massa dan Getar Alami ISOLOATION BASE Perioda SUM X SUM Y Detik 1 5,153 0,0025 0,9249 2 4,889 0,8195 0,9342 3 4,681 0,9506 0,9457 4 1,717 0,9506 0,9939 5 1,574 0,988 0,9941 6 1,512 0,9951 0,9943 7 0,871 0,9951 0,9983 8 0,788 0,996 0,9984 9 0,75 0,999 0,9984 10 0,565 0,999 0,9994 11 0,508 0,999 0,9995 12 0,455 0,9997 0,9995 13 0,406 0,9997 0,9997

## 4. KESIMPULAN
Dari  analisa  yang  telah  dilakukan  maka  dapat disimpulkan:
1. Perhitungan  yang  telah  dilakukan  pada  struktur sekunder  dan  primer  telah  sesuai  dengan  syarat kontrol  elemen  struktur  baja  yang  ada  pada  SNI 1729:2015.
2. Perhitungan  yang  telah  dilakukan  pada  struktur bawah  telah  sesuai  dengan  syarat  dimensi  dan geser.
3. Perbandingan  pada  saat  menggunakan  isolation base  dengan fixed  base mendapatkan  perbedaan yang  cukup  baik.  pada  perioda  struktur  getar meningkat sebesar 45% dibandingkan dengan fixed base .  dapat  disimpulkan  bahwa  dengan isolation base bisa  memberikan  kekakuan  yang  lebih  baik pada  struktur  bawah  sehingga  menyebabkan perioda struktur bergeser lebih panjang.
4. Jika  ditinjau  dari  simpangan  antar  lantai  terjadi penurunan  pada  kedua  arah.  pada  arah  x mengalami  penuran  berkisar  65%  sedangkan  pada arah  sebaliknya  yaitu  y  mengalami  penurunan sebesar 52%

## PUSTAKA
ASCE  7-10. Minimum  Design  Loads  for  Buildings and Other Structures
Computer  and  structure,  2001.  ETABS Manual intregrated Building Design Software , California. SNI  1726:2019.  Tata  Cara  Perencanaan  Ketahanan Gempa  Untuk  Struktur  Bangunan  Gedung  Dan Non-gedung.
SNI 1727:2013. Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur lain.
SNI 1729:2015.  Spesifikasi untuk Bangunan Gedung
Baja Struktural.
SNI  2847:2013.  Persyaratan  beton  struktural  untuk bangunan gedung.
Sukirno, Christy., dan Sugeng Wijanto. 2019. Analisis Desain Lead  Rubber  Bearings pada  Bangunan Struktur Baja Enam Lantai Dianamoko,  Prawidya  Khairina.  2017.  Perhitungan Struktur  dan  Metode  Pelaksanaan  Gedung  At- Tauhid  Universitas  Muhammadiyah  Surabaya dengan  Konstruksi  Baja  Sistem  Rangka  Bresing Eksentris (Srbe)
Ramadhani, Mega Widya. 2017. Perhitungan Struktur dan  Metode  Pelaksanaan  Gedung  B  Rusunawa Gunungsari  Surabaya  Menggunakan  Konstruksi Baja  Sistem  Rangka  Pemikul  Momen  Khusus dengan Balok Honeycomb