## Jurnal

## Talenta Sipil

## Analisa Level Kinerja Struktur Pada Bangunan 12 Lantai Dengan Metode Pushover
M. Hasbi Zuher*, Zairah Nabila Sidiq, Ade Prayoga Nasution, Masrilayanti, Jati Sunaryati
Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang, Indonesia *Correspondence: hasbizuher@gmail.com
Abstrak. Gempa bumi telah banyak terjadi di Indonesia khususnya Sumatera Barat pernah terjadi gempa cukup besar  salah  satunya  pada  tahun  2009  dengan  kekuatan  7,6  skala  richter  berpusat  di  Padang  Pariaman, menyebabkan kerusakan pada struktur  yang rentan dan  hilangnya  nyawa. Oleh karena  itu evaluasi  kerentanan bangunan  seismik  sebelum  terjadinya  gempa  bumi  adalah  langkah  penting  dalam  mencegah  kerusakan  pada bangunan  dan  korban  jiwa.  Pada    studi  ini  yakni  dilakukan analysis  pushover untuk  mengetahui  level  kinerja struktur. Metode yang digunakan yaitu bangunan 12 lantai yang sudah diketahui baik existing bangunan maupun detailing propertiesnya di modelkan menggunakan Softwere Structural Analysis Program (SAP2000) Versi 23. Dari hasil analisa Struktur bangunan 12 lantai akan mengalami titik leleh pertama ketika diberi beban pushover ke-3 baik pada arah-X maupun arah-Y dan struktur bangunan akan collapse ketika diberi beban pushover ke-10 pada  arah-X  dan  ke-8  pada  arah-Y.  Untuk  level  kinerja  struktur  bangunan  12  lantai  termasuk  dalam  level kategori Damage Control (DO) untuk arah X-X yang berarti transisi antara Immediate Ocupancy (IO) dan Life Safety (LS).  Sedangkan  untuk  arah  Y-Y,  struktur  termasuk  dalam  level  kategori Immediate  Ocupancy (IO). Dengan demikian, maka dalam hal  ini bangunan masih mampu menahan beban gempa yang terjadi, bangunan juga  dapat  dipakai  kembali  ketika  telah  menerima  beban  gempa  dan  untuk  resiko  korban  jiwa  manusia  relatif kecil.
Kata Kunci : Pushover Analysis , Response Spectrum SNI 1726 : 2019, Applied Technology Council (ATC-40), Performance Level .
Abstract. There have been many earthquakes in  Indonesia, especially West  Sumatra. There  was a fairly large earthquake,  one  of  which  was  in  2009  with  a  magnitude  of  7.6  on  the  Richter  scale  centered  in  Padang Pariaman,  causing  damage  to  vulnerable  structures  and  loss  of  life.  Therefore,  evaluating  the  seismic vulnerability of buildings before an earthquake occurs is an important step in preventing damage to buildings and  loss  of  life.  In  this  study,  a  pushover  analysis  was  carried  out  to  determine  the  level  of  structural performance.  The  method  used  is  a  12-storey  building  where  both  the  existing  building  and  its  detailed properties are known, modeled using  the Software Structural  Analysis  Program (SAP2000) Version 23. From the analysis results, the structure of  the 12-storey building  will  experience the first  yield point  when given the 3rd  pushover  load,  both  at  in  the  X-direction  and  Y-direction  and  the  building  structure  will  collapse  when given the 10th pushover load in the X-direction and the 8th in the Y-direction. The performance level of the 12- story  building  structure  is  included  in  the  Damage  Control  (DO)  category  level  for  the  X-X  direction,  which means the transition between Immediate Occupancy (IO) and Life Safety (LS). Meanwhile, in the Y-Y direction, the structure is included in the Immediate Occupancy (IO) category level. Thus, in this case the building is still able to  withstand the burden of the earthquake that occurred, the building can also be used again when it has received the earthquake load and the risk of human casualties is relatively small.
Keywords:  Pushover  Analysis,  Response  Spectrum  SNI  1726  :  2019,  Applied  Technology  Council  (ATC-40), Performance Level.

## PENDAHULUAN
Di  Sumatera  Barat,  pernah  terjadi  gempa  cukup  besar  pada  tahun  2009  berkekuatan  7,6  SR pada  kedalaman  110  km  dengan  pusat  gempa  berada  pada  22  km  Barat  Daya  Pariaman  dan  52  km Barat Laut Padang. Gempa dengan skala besar ini juga dirasakan hingga ke Sumatera Utara, Sumatera Selatan,  Riau,  dan  Singapura.  Gempa  ini  mengakibatkan  kerusakan  bahkan  keruntuhan  pada bangunan,  baik  rumah  tinggal,  gedung  pemerintahan  maupun  swasta,  dan  fasilitas  umum  khususnya di Kota Padang (Ismail F. A. et al, 2011).
Kota  Padang  merupakan  salah  satu  kota  di  Sumatera  Barat  yang  memiliki  banyak  bangunan tinggi. Permasalahan utama pada bangunan gempa menyebabkan terjadinya deformasi pada struktur,
perpindahan lateral pada puncak bangunan terhadap dasar bangunan, dan simpangan antar lantai pada struktur (Ismail F. A, 2012). Pada Gambar 1 , menunjukkan bahwa Sumatera Barat termasuk kedalam zonasi  gempa  dengan  percepatan  0,4  -  0,6  g.  Padang  sebagai  ibukota  Provinsi  Sumatera  Barat  telah mengalami beberapa kali gempa besar pada periode Tahun 2004 sampai dengan Tahun 2009. Gempa besar yang mengguncang kota Padang terakhir kali terjadi pada pukul 17:16:10 tanggal 30 September 2009 dengan kekuatan 7,6 Skala Richter (SR) yang  berpusat di kota Padang Pariaman. Lokasi pusat gempa  ditunjukkan  sebagai  lingkaran  merah  pada Gambar  2 ,  menunjukkan  gempa  30  September 2009 tersebut menimbulkan banyak kerusakan dan korban jiwa.
Gambar 1. Peta Zonasi Gempa Indonesia Sumber: Peta Sumber Bahaya Gempa Indonesia 2017, ISBN :978-602-5489-01-3
Gambar 2. Lokasi Pusat Gempa Padang Pariaman 2009 Sumber: id.wikipedia.org/wiki/Gempa_Bumi_Sumatera_Barat_September_2009
Paper  ini  menjelaskan  mengenai  “Analisa  Level  Kinerja  Struktur  Pada  Bangunan  12  Lantai Dengan  Metode Pushover ”.  Adapun  bangunan  12  lantai  yakni  diambil existing gedung  hotel  Ibis Padang yang lokasi gedung ini  kurang lebih 1,5 km dari garis pantai (dapat dilihat pada Gambar 3 ).
Gambar 3. Hotel Ibis Padang Sumber : febbymellisa.blogsopot.com, 2018
Dalam perkembangannya, analisis statik non-linier yang lebih dikenal dengan istilah pushover analysis lebih banyak digunakan dan merupakan pilihan yang menarik dalam mengevaluasi bangunan existing  sehingga  dapat  diketahui  kinerja  seismik  bangunan.  Analisis pushover dilakukan  dengan metode  target  perpindahan.  Beberapa  cara  menentukan  target  perpindahan  adalah displacement coeficient method (FEMA-273/356), displacement modification (FEMA-440)  dan capacity spectrum method (ATC-40) (FEMA, 2005).
Dalam  upaya  antisipasi  terhadap  risiko  bencana  gempa,  pemerintahan  Indonesia  akan  terus melakukan  pembaharuan  Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  terkait  desain  struktur  bangunan  tahan gempa  baik  yang  beraturan  maupun  yang  tidak  beraturan.  Tidak  semua  gedung  baru  didesain menggunakan standar terbaru (Rifki M, 2019). Dikarenakan perencanaan yang telah selesai dan sudah memasuki  tahap  pelaksanaan  tidak  lama  setelah  itu  keluarlah  standar  terbaru,  apalagi  untuk  gedung yang sudah lama dibangun. Jadi, evaluasi pada struktur bangunan sangat diperlukan untuk mengetahui keamanaan struktur bangunan yang disesuaikan dengan peraturan terbaru akibat beban gempa. Seperti halnya SNI 1726:2019. “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung” dan SNI 1727:2020. “Beban Desain Minimum dan Kriteria terkait Bangunan”.
Pada  dasarnya,  analisis pushover adalah  analisis  statis non-linier yang  dilakukan  untuk mengembangkan  kurva  kapasitas  atau  kurva pushover bangunan.  Ini  membutuhkan  pelaksanaan analisis  statis non-linier yang  memungkinkan  pemantauan  hasil  progresif  dari  struktur.  Bangunan tersebut  menerima  beban  lateral.  Magnitudo  beban  meningkat  hingga  bangunan  mencapai perpindahan  target  (target displacement )  atau  struktur  memasuki  kondisi  tidak  stabil.  Perpindahan target ini merepresentasikan perpindahan puncak ketika bangunan dikenai beban gempa (Hakim R. A. et al, 2014)
Pushover  Analysis adalah  prosedur  analitis  untuk  menentukan  kinerja  strukur.  Tujuan  kinerja struktur  adalah  pencapaian  level  kinerja  struktur  yang  ditentukan  oleh  deformasi  struktur  di  bawah beban  gempa  yang  ditentukan  oleh  maksimum  perpindahan  struktur  dan  elemen  struktur  yang  dapat diterima dengan besaran beban gempa kuat yang ditinjau. Pada contoh ini, pengerjaan metode analisis statik non-linear ( pushover anaysis ) ini didasarkan oleh peraturan ATC-40 (lihat Gambar 4 ) (ATC- 40, 1996).
Gambar 4. Titik Kinerja Strutkur pada Tingkat Redaman Struktur Sumber : ATC-40, 1996
Perencanaan  bangunan  tahan  gempa  berbasis  kinerja  atau  lebih  dikenal performance  based design dimulai  dengan  membuat  model  rencana  bangunan  kemudian  melakukan  simulasi  kinerjanya terhadap  berbagai  kejadian  gempa.  Sasaran  kinerja  terdiri  dari  kejadian  gempa  rencana  yang ditentukan  dan  taraf  kerusakan  yang  diijinkan  atau  level  kinerja  ( performance  level )  dari  bangunan terhadap  kejadian  gempa  tersebut.  Dalam  disain    struktur  berbasis  kinerja,  biasanya  kinerja  struktur didisain  sesuai  dengan  tujuan  dan  kegunaan  suatu  bangunan  dengan  mempertimbangkan  faktor ekonomis  terhadap  perbaikan  bangunan  saat  terjadi  gempa  tanpa  mengesampingkan  keselamatan terhadap pengguna bangunan (Tavio U. W, 2018).
Ada  beberapa  cara  menentukan  level  kinerja  struktur,  diantaranya  adalah capacity  spectrum method ( Applied  Technology  Council (ATC-40)), displacement  coeficient  method ( Federal Emergency  Management  Agency (FEMA-273/356)),  dan displacement  modification (FEMA-440) (Tavio U. W, 2018).
ATC-40  mendefinisikan  beberapa  daerah  di  daerah  elastik  dan  inelastik  dari  kurva  kapasitas yang  diperoleh.  Ada  beberapa  tingkatan  kinerja  sesuai  ATC-40  (lihat Gambar  5 ),  dimana  tingkatan kinerja  yang  digambarkan  merupakan  kurva  hubungan  antara  perpindahan  lateral  pada  lantai  atap terhadap besar gaya yang bekerja atau yang disebut kurva kapasitas (ATC-40, 1996).
Gambar 5. Kurva Kapasitas dan Definisi Daerah Kinerja Sumber : ATC-40, 1996
Berikut merupakan kondisi bangunan pasca gempa dengan berbagai level kinerja struktur yang menjadi acuan bagi perencanaan berbasis kinerja (ATC-40, 1996) :
1. Immediate Occupancy (IO)
Pada level ini hanya terjadi kerusakan kecil pada komponen non-struktural Gedung dan kerusakan struktur  yang  tidak  terlalu  berarti  setelah  gempa  terjadi.  Kekuatan  dan  kekakuannya  mendekati sama dengan kondisi sebelum gempa. Bangunan dapat tetap berfungsi seperti biasa, sehingga jika pun ada perbaikan tidak akan mengganggu pengguna bangunan.
2. Damage Control (DO)
Merupakan  transisi  antara Immediate  Occupancy (IO)  dan Life  Safety (LS).  Terjadi  kerusakan minor  pada  komponen  non-struktural  maupun  struktur  setelah  gempa  terjadi,  namun  masih  dapat diperbaiki, serta resiko korban jiwa manusia sangat kecil.
3. Life Safety (LS)
Pada level ini terjadi kerusakan pada komponen struktur dan non-struktur mulai dari kecil hingga tingkat  sedang.  Kekakuan  struktur  berkurang  tapi  masih  mempunyai  ambang  yang  cukup  besar terhadap keruntuhan. Bangunan dapat berfungsi lagi jika sudah mengalami perbaikan dan mungkin tidak ekonomis.
4. Limited Safety
Merupakan transisi antara Life Safety (LS) dan Structural Stability (SS). 5. Structural Stability (SS)
Pada  level  ini  terjadi  kerusakan  yang  parah  ( severely )  pada  struktur  dan  telah  terjadi  kegagalan pada komponen non-struktural, sehingga kekuatan dan kekakuannya berkurang banyak, bangunan hampir runtuh ( near collapse ).
Batasan deformasi yang terjadi akibat beban lateral yang terjadi pada tingkatan kinerja struktur berdasarkan ATC-40 dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini:
Tabel 1. Batasan Deformasi pada Tingkat Kinerja Struktur (ATC-40)
Sumber : ATC-40, 1996
Umum  pada  paper  ini,  dilakukan  permodelan  menggunakan software analisis  struktur  yaitu Structural  Analysis  Program (SAP2000)  Versi  23.  Tujuan  dari  paper  ini  secara  umum  yaitu mengetahui kinerja struktur bangunan 12 lantai dari hasil evaluasi metode pushover analysis .

## METODE
Metode  yang  digunakan  yaitu  diawal  dilakukan  pemodelan  menggunakan Structural  Analysis Program (SAP2000) Versi 23. Yakni mulai  dari pembuatan grid, input material struktur, pembuatan material struktur penampang dan tulangan yang untuk detail tulangan struktur baik penampang balok maupun  kolom menggunakan desain yang sudah ada  yakni DED ( Desain Engineering Detail ) Hotel Ibis Padang yang dibuat oleh konsultan Pusat Studi Bencana Universitas Andalas tahun 2011. Adapun penggambaran pemodelan dapat dilihat pada Gambar 6 dan Gambar 7 .
Gambar 6. Penggambaran Elemen Balok, Kolom, Plat Lantai dan Plat Atap
Gambar 7. Pemodelan Bangunan 12 Lantai SAP2000 V23
Lalu dilakukan analisis dan pengaplikasian pembebanan. Adapun jenis beban yang bekerja pada Gedung meliputi :
1. Beban mati sendiri elemen struktur ( Dead Load )
Meliputi : balok, kolom, shear wall, dan plat.
2. Beban mati elemen tambahan ( Super Dead Load )
Meliputi : dinding, keramik, plesteran, plumbing, ME ( mechanical electrical ), dll. 3. Beban hidup ( Live Load )
Meliputi : beban luasan per m² yang ditinjau berdasarkan fungsi bangunan.
4. Beban Gempa ( Earthquake Load )
Meliputi : beban gempa statik ekuivalen dan dinamik ( respons spectrum )
Gambar 8. Pengaplikasian Pembebanan Pada Porgram SAP2000 V23

## HASIL
Hasil  dari    penelitian  berupa  hasil Analisis  Statik  Nonlinier  (Pushover  Analysis) dan Level Kinerja Struktur .
1. Analisis Statik Nonlinier (Pushover Analysis) Dari  hasil  analisis pushover ,  maka  akan  didapatkan  kurva  kapasitas puhsover ,  tingkatan  kondisi plastifikasi  pada  sendi  plastis  elemen  struktur  dan  level  kinerja  struktur  berdasarkan  Table  5.5.4 ATC-40.
Gambar 10. Output Pushover Curve Arah-Y
Dari hasil running pushover analsis dengan program SAP2000 Versi 23 untuk arah x-x didapatkan 10 Step pola beban dorong dan arah y-y didapatkan 8 Step pola beban dorong yang diberikan pada struktur hingga struktur mengalami keruntuhan.
Berikut contoh output gambar lokasi terjadinya sendi plastis pada elemen struktur untuk beban dorong  arah x-x dari titik leleh pertama sampai collapse sebagai berikut :
Gambar 11. Push-x Step 3 dan Push-x Step 10
Selanjutnya berikut output gambar lokasi terjadinya sendi plastis pada elemen struktur untuk beban dorong  arah y-y dari titik leleh pertama sampai collapse sebagai berikut :
Gambar 12. Push-y Step 3 dan Push-y Step 8
Dari hasil output tabel dan gambar maka struktur bangunan 12 lantai akan mengalami titik leleh pertama  ketika  diberi  beban pushover ke-3  baik  pada  arah-X  maupun  arah-Y  dan  struktur  bangunan akan collapse ketika diberi beban pushover ke-10 pada arah-X dan pushover ke-8 pada arah-Y.
2. Level Kinerja Struktur
Level kinerja struktur ditentukan berdasarkan Table 5.5.4 ATC-40. Adapun tabelnya :

## Tabel 2. Batas Simpangan pada Tingkat Kinerja Struktur
Sumber : ATC-40, 1996 11-4
Gambar 13. Spektrum Kapasitas Arah x-x dan Arah
Dalam  hasil  level  kinerja  struktur  ini  untuk  menentukan  tingkat  kinerja  parameter  yang diperlukan adalah nilai perpindahan atap saat performance point dan nilai perpindahan atap saat first yield (beban dorong ke-3) dimana tinggi total bangunan = 41,6 m 1. Simpangan Total Maksimum
.............................................. ( Damage Control ) ................................. ( Immediate Ocupancy )
2. Simpangan Inelastis Maksimum
........................................... ( Damage Control ) ....................... ( Immediate Ocupancy )
Maka sesuai ATC-40 struktur termasuk dalam level kategori Damage Control (DO) untuk arah x- x  yang  berarti  transisi  antara Immediate  Ocupancy (IO)  dan Life  Safety (LS).  Sedangkan  struktur termasuk dalam level kategori Immediate Ocupancy (IO) untuk arah y-y. Maka dalam hal ini bangunan masih  mampu  menahan  gempa  yang  terjadi,  bangunan  juga  dapat  dipakai  kembali  ketika  telah menerima beban gempa dan untuk resiko korban jiwa manusia sangat kecil.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil dari pembahasan dan  analisa yang telah dilakukan maka ditarik  kesimpulan yang  merupakan  rangkuman  dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan  untuk  mencapai  tujuan  dari penelitian ini. Berikut kesimpulan dari penelitian ini:
1. Struktur bangunan 12 lantai akan mengalami titik leleh pertama ketika diberi beban pushover ke-3 baik  pada  arah-X  maupun  arah-Y  dan  struktur  bangunan  akan  collapse  ketika  diberi  beban pushover ke-10 pada arah-X dank ke-8 pada arah-Y.
2. Untuk  level  kinerja  struktur  bangunan  12  lantai  termasuk  dalam  level  kategori  Damage  Control (DO) untuk arah X-X yang berarti transisi antara Immediate Ocupancy (IO) dan Life Safety (LS). Sedangkan struktur termasuk dalam level kategori Immediate Ocupancy (IO) untuk arah Y-Y.
Dengan  demikian,  maka  dalam  hal  ini  bangunan  masih  mampu  menahan  beban  gempa  yang terjadi,  bangunan  juga  dapat  dipakai  kembali  ketika  telah  menerima  beban  gempa  dan  untuk  resiko korban jiwa manusia relatif kecil.

## DAFTAR PUSTAKA
Comartin,  C.,  Niewiarowski,  R.,  &  Rojahn,  C.  (1996).  ATC-40  Seismic  evaluation  and  retrofit  of concrete buildings. SSC 96 , 1 (1).
Fema,  A.  (2005).  440,  Improvement  of  nonlinear  static  seismic  analysis  procedures. FEMA-440, Redwood City , 7 (9), 11.
Gambar Hotel Ibis Padang. (2018). Sumber : febbymellisa.blogsopot.com. Hakim, R. A., Alama, M. S., & Ashour, S. A. (2014). Seismic assessment of RC building according to ATC 40, FEMA 356 and FEMA 440. Arabian Journal for Science and Engineering , 39 , 7691- 7699.
Https ://id.wikipedia.org/wiki/ Gempa_Bumi_Sumatera_Barat_September_2009. Ismail,  F.  A.,  Hakam,  A.,  &  Fauzan,  F.  (2011).  Kerusakan  Bangunan  Hotel  Bumi  Minang  Akibat Gempa Padang 30 September 2009. Jurnal Teknik Sipil Universitas Andalas , 18 (2).
Ismail,  F.  A.  (2012).  PENGARUH  PENGGUNAAN  SEISMIC  BASE  ISOLATION  SYSTEM TERHADAP  RESPONS  STRUKTUR  GEDUNG  HOTEL  IBIS  PADANG. Jurnal  Rekayasa Sipil , 8 (1), 45-60.
Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017. (2017). ISBN :978-602-5489-01-3. Rifki,  M.  (2019).  EVALUASI  KERAPUHAN  SEISMIK  PADA  STRUKTUR  GEDUNG  KULIAH TWIN BUILDING UMY MENURUT SNI 1726-2012.
SNI 1726:2019. (2019). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
SNI 1727:2020. (2020). Beban Desain Minimum dan Kriteria terkait Bangunan.
Tavio,  U.  W.  (2018).  Desain  Rekayasa  Gempa  Berbasis  Kinerja  (Performance  Based Design). Yogyakarta: Andi .