Abstrak — Pada  awalnya  gedung  Dental  Nano  Material  Pusat Penelitian  dan  Pendidikan  Dokter  Gigi  Universitas  Brawijaya ini merupakan gedung 10 lantai yang menggunakan konstruksi beton bertulang dengan luas bangunan 60,2 m x 60 m, dimana luas bangunan sama per lantainya. Sebagai bahan perencanaan  ini,  akan  dilakukan  modifikasi  penambahan lantai  keatas  pada  struktur  gedung  Dental  Nano  Material Pusat  Penelitian  dan  Pendidikan  Dokter  Gigi  Universitas Brawijaya  menggunakan  Sistem  Rangka  Bresing  Eksentris. Modifikasi  desain  yang  akan  dilakukan  adalah  expansi  lantai gedung  dengan  menggunakan  struktur  baja.  Dari  analisa  dan hasil  perhitungan  diperoleh  hasil,  yaitu  tebal  pelat  bondeks  9 cm,  dimensi  balok  induk  WF  600  x  300  x  12  x  20,  balok  link WF 600 x 300 x 12 x 20, dimensi bresing WF 350 x 350 x 12 x 19, dimensi kolom WF 400 x 400 x 20 x 35, dan panjang elemen link  direncanakan  100  cm.  Kondisi  eksisting  masih  mampu menahan expansi 5 lantai keatas.
Kata  Kunci — Gempa,  Sistem  Rangka  Bresing  Eksentris, Penambahan Lantai, Beton Bertulang, Struktur Baja.

## I. PENDAHULUAN
ALAH  satu  hal  yang  perlu  diperhatikan  dalam pembangunan  gedung  bertingkat  tinggi  adalah  gempa. Syarat  dalam  merencanakan  bangunan  tahan  gempa  adalah stabil,  kuat,  dan  kaku  antar  sambungannya.  Pada  dasarnya beban gempa adalah beban lateral yang bersifat bolak-balik sehingga  struktur  harus  diberi  pengaku  untuk  menahannya. Pada  struktur  baja  umumnya  digunakan  pengaku  yang disebut juga bresing [1].
Pada  awalnya  gedung  Dental  Nano  Material  Pusat Penelitian  dan  Pendidikan  Dokter  Gigi  Universitas Brawijaya  ini  merupakan  gedung  10  lantai  yang menggunakan  konstruksi  beton  bertulang  dengan  luas bangunan  60,2  m  x  60  m,  dimana  luas  bangunan  sama  per lantainya.  Semakin  bertambahnya  tahun,  semakin  banyak pula  peminat  yang  masuk  ke  pendidikan  dokter  gigi  di Universitas  Brawijaya.  Dan  tentunya  pada  gedung  ini membutuhkan penambahan ruangan untuk mahasiswa, serta material  dan  alatnya.  Akan  tetapi  pada  gedung  ini  terdapat keterbatasan  lahan,  sehingga  sulit  untuk  memperluas struktur untuk penambahan ruangan.
Dilihat  dari  kondisi  tersebut,  maka  dari  itu  perlu penambahan  lantai  keatas  dengan  menggunakan  konstruksi baja. Dan juga mempertahankan kondisi pada struktur yang sudah  ada  agar  tidak  merubah  strukturnya  dan  dapat menampung  dari  beberapa  kondisi  pada  konstruksi  baja tersebut.
Artikel  ini  akan  membahas  desain  modifikasi penambahan lantai keatas pada struktur gedung Dental Nano Material  Pusat  Penelitian  dan  Pendidikan  Dokter  Gigi Universitas  Brawijaya  menggunakan  Sistem  Rangka Bresing  Eksentris  (SRBE).  Hal  ini  dilakukan  karena  pada SRBE  memiliki  kelebihan  dibandingkan  Struktur  Rangka Pemikul  Momen  (SRPM)  maupun  Sistem  Rangka  Bresing Konsentrik  (SRBK).  SRBE  memiliki  kekakuan  yang  lebih tinggi  dibandingkan  SRPM,  dan  memiliki  daktilitas  yang lebih tinggi dibandingkan SRBK [2].
Konsep  desain  SRBE  adalah link ditetapkan  sebagai bagian yang akan rusak, sedangkan elemen lain tetap berada dalam  kondisi  elastik.  Kelelehan  yang  terjadi  pada  elemen link dapat berupa kelelehan geser/kelelehan lentur [3].

## II. METODE STUDI

## A. Sistem Rangka Bresing Eksentris (SRBE)
Sistem  Rangka  Bresing  Eksentris  (SRBE)  adalah  suatu sistem  rangka  baja  yang  terdiri  dari  balok,  kolom,  dan pengaku  dimana  pada  ujung  dari  bagian  pengakunya terdapat  suatu  elemen  yang  menggabungkan  antar  bagian dari  sistem  rangka  yang  disebut link. Elemen  ini  sangat penting  dalam  desain  SRBE  yang  diharapkan  sebagai elemen  yang  menyerap  energi  gempa  dengan  proses plastifikasi.  Pada  elemen  yang  rusak  tersebut  digunakan sebagai  sarana  pemencaran  energi,  hal  ini  dikarenakan  area plastis  tersebut  memiliki  rentang  regangan  energi  yang begitu besar untuk bisa dimanfaatkan [2].

## Desain Modifikasi Struktur Gedung Pusat Peelitian dan Pendidikan Dokter Gigi Universitas Brawijaya Malang dengan Penambahan Lantai Menggunakan Sistem Rangka Bresing Eksentris
Heppy Kristijanto, Tavio dan Ahmad Fatihuddin Afif Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : tavio@ce.its.ac.id
S
Sistem  Rangka  Bresing  Eksentrik  (SRBE)  adalah kombinasi  gabungan  dari  Sistem  Rangka  Pemikul  Momen (SRPM)  yang  sangat  daktail  dan  Sistem  Rangka  Bresing Konsentrik  (SRBK)  yang  memiliki  kekakuan  dan  kekuatan yang  cukup  baik. Pada  Gambar  2  dijelaskan  tentang  kurva hubungan  antara  gaya  lateral  dengan  perpindahan  yang terjadi  pada  SRBK,  SRBE,  dan  SRPM.  SRBE  dapat memberikan  perilaku  struktur  yang  di  harapkan  saat  terjadi gempa  yaitu  cukup  kaku  seperti  halnya  SRBK  tetepi  juga tidak terlalu memiliki deformasi yang besar seperti SRPM
Gambar 2. Perbedaan perilaku tiga model sistem rangka baja [2]

## B. Mekanisme Energy Disipasi SRBE
Pada design struktur penahan gempa dengan SRBE perlu diperhitungkan  besar  rotasi  plastis  yang  akan  dialami  oleh link.  Pada  tahap  ini  lebih  mudah  menggunakan  mekanisme disipasi  energi  (juga  disebut  mekanisme  kehancuran) (Engelheardt  2007).  Gambar  3.  menunjukkan  mekanisme kehancuran  dari  SRBE.  Pada  setiap  kasus  θ  merupakan besar  penyimpangan  yang  terjadi  pada  rangka,  besar penyimpangan  pada  sendi  plastis  terhadap  balok  juga disimbolkan θ. Untuk SRBE besar dari kebutuhan rotasi lin k (γ) harus lebih besar dari θ.

## Gambar 3. Mekanisme energy disipasi[3]

## III. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## A. Bangunan yang ditinjau
Pada  perencanaan  ini  bangunan  ditinjau  adalah  Gedung Pusat  Penelitian  Dan  Pendidikan  Dokter  Gigi  Universitas Brawijaya  Malang.  Bangunan  dimodifikasi  menjadi  15 lantai dengan ketinggian 59,35 m.
Fungsi Bangunan : Fasilitas Pendidikan
Faktor Keutamaan (I e ) : IV Mutu Baja : BJ 41 Mutu Beton : fc ’ 30 MPa Lebar Gedung : 60 m Panjang Gedung : 60,2 m Tinggi Total Gedung : 59,35 m Tinggi Antar Lantai : 4,2 m Pelat Lantai Atap : Super Floor Deck, t = 9 cm Pelat Lantai : Super Floor Deck, t = 12 cm Profil Kolom : WF 400 x 400 x 20 x 35 Profil Balok : WF 600 x 300 x 12 x 20 Profil Bresing : WF 350 x 350 x 12 x 19

## B. Analisa Struktur
Pemodelan  struktur  pada  gedung  ini  adalah  penambahan lantai  menggunakan  Sistem  Rangka  Bresing  Eksentrik (SRBE). Struktur rangka bresing eksentrik berfungsi sebagai penahan  gaya  lateral  yang  terjadi  akibat  gempa.  Struktur yang  direncanakan  adalah  bangunan  yang  terdiri  dari  14 lantai  dan  1  lantai  atap  dengan  total  tinggi  struktur  59,35 meter.

## Gambar 5. Pemodelan Struktur 3 Dimensi
Hasil  analisa  struktur  perlu  dikontrol  sesuai  syarat  yang berlaku.  Hal  tersebut  dilakukan  untuk  meninjau  kelayakan struktur  dalam  memikul  beban  yang  bekerja.  Berikut  ini adalah kontrol-kontrol yang dilakukan terhadap hasil analisa struktur:
1. Kontrol Penerimaan Pemodelan
Untuk  membuktikan  hasil  pemodelan  struktur  sesuai dengan  kenyataan  aslinya,  perlu  dilakukan  pengecekan dengan perhitungan manual, dengan meninjau satu kolom, dengan  kombinasi  D+L,  hasil  dari  analisa  program  bantu ETABS  2013  harus  sesuai  dengan  perhitungan  manual dengan  batasan  perbedaan  5  %,  dari  hasil  perhitungan didapat  perbedaan  sebesar  3%  maka  pemodelan  dapat  di terima
2. Kontrol Partisipasi Massa
Perhitungan  respon  dinamik  struktur  harus  sedemikian rupa  sehingga  partisipasi  massa  ragam  terkombinasi paling sedikit sebesar 90% dari massa aktual dari masing- masing  arah.  Dari  analisa  program  bantu  ETABS  2013 didapat  partisipasi  massa  arah  X  sebesar  92,96%  pada moda  ke  7  dan  partisipasi  massa  arah  Y  sebesar  90,1% pada moda ke 5.

## 3. Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental
Untuk  mencegah pengunaan  struktur gedung  yang terlalu fleksibel,  nilai  waktu  getar  alami  fundamental  (T)  dari struktur gedung harus dibatasi. Dari hasil analisi didapat T =  1,979  s.  Maka  berdasarkan  kontrol  waktu  getar  alami fundamental  nilai  T  lebih  besar  dari  C u x  T.  Jadi  analisis struktur gedung Dental UB Malang menggunakan nilai T output  program  bantu  ETABS  2013  yaitu  T  =  1,979  s dengan  nilai  akhir  respon  spektrum  dan  batas  simpangan antar lantai harus memenuhi syarat.
4. Kontrol Nilai Akhir Respon Spektrum
Dari  hasil  analisis  menggunakan  program  bantu  ETABS 2013 didapatkan nilai gaya geser dasar ( base shear ) yang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Gaya Geser Dasar Akibat Beban Gempa OutputCase GlobalFX GlobalFY Text Kgf Kgf Quake X 1361616,33 395034 Quake Y 408476,76 1316805,98
Kontrol :
- Untuk gempa arah X :
V dinamik > 85% . V statik 1361616,33 kg > 85% . 1947310,455 kg
1361616,33 kg > 1655213,887 kg (Not OK...!)
- Untuk gempa arah Y :
V dinamik > 85% . V statik
1316805,98 kg > 85% . 1947310,455 kg 1316805,98 kg > 1655213,887 kg (Not OK...!) maka harus diperbesar dengan faktor skala ,  . 𝐶  . .
Untuk arah X dikali dengan SF = 1,737 Untuk arah Y dikali dengan SF = 1,08
5. Kontrol Batas Simpangan Antar Lantai Pembatasan  simpangan  antar  lantai  suatu  struktur bertujuan  untuk  mencegah  kerusakan  non-struktur  dan ketidaknyamanan penghuni.

## C. Struktur Primer dan SRBE
1. Link Balok link didapatkan menggunakan profil WF 600 x 300 x 12 x 20. Hasil dari output program bantu ETABS 2013 diperoleh hasil perhitungan:
e = 100 cm       < 1,6 . Mp / Vp   = 174,73 cm α = 0,01 radian   < α maks   = 0,08 radian Nu  = 36,2 kg
< 0,15 Ny  = 72187,5 kg Vu  = 63641,08 kg  < ØVn = 88776 kg Untuk  pengaku  dengan  panjang link <  1,6  .  Mp  /  Vp, harus  direncanakan  memiliki  pengaku  antara.  Untuk α  = 0,04  radian  maka  dipasang  pengaku  antara  dengan  jarak 25 cm.
2. Balok Diluar Link
Balok link didapatkan menggunakan profil WF 600 x 300 x  12  x  20.  uat  perlu  balok  yang  terletak  diluar link harus ditentukan  berdasarkan  gaya-  gaya  yang  ditimbulkan paling  tidak  1,1  kali  kuat  geser  nominal link sebesar Ry.Vn [5]. Kontrol interaksi geser lentur yang terjadi:
375 , 1 625 , 0   Vn Vu Mn Mu   375 , 1 03 , 1  (OK)

## 3. Bresing
Bresing  didapatkan  menggunakan  WF  350  x  350  x  12  x 19,  Kuat  kombinasi  aksial  pada  batang  bresing  harus sebesar 1,25 Ry Vn.
Vu  = 1,25 . Ry . Vn = 1,25. 1,5 . 56160 = 105300 kg
𝑢 𝑒𝑘𝑎 = 𝑢 𝑎𝑟𝑖𝑘 = 𝑢 𝑖𝑛𝛼 = 𝑖𝑛  , 0
= ,  𝑘𝑔
Bresing tarik
𝜙 𝑐 𝑛 = , . 𝑅  .  𝐹  . 𝐴𝑔 = , . ,  . . , = ,  𝑘𝑔 𝜙 𝑐 𝑛 > → ,  𝑘𝑔 > ,  𝑘𝑔  𝐾 Bresing tekan
𝜙 𝑐 𝑛 = , . ,  . 𝑅  . 𝐴𝑔 .  𝐹 𝑐 = ,  . ,  . ,  . ,  . ,
= ,  𝑘𝑔 𝜙 𝑐 𝑛 > → ,  𝑘𝑔 > ,  𝑘𝑔  𝐾
4. Balok Balok didapatkan menggunakan profil WF 600  300  12  20.  Dari  output  ETABS  2013  diperoleh  gaya  dalam yang dipakai dalam desain adalah:
Mu  = 72056,25 kg.m   <  ØMn  = 96950,52 kg.m Vu  = 33415,41 kg ≤ ØVn   = 95256 kg f0   = 0,095 cm ≤ f ijin   = 1,39 cm
5. Kolom
Kolom didapatkan menggunakan WF 400 x 400 x 20 x 35 dengan kontrol kuat nominal penampang:
Rumus Interaksi:
𝜑 = , > ,
Kontrol Interaksi “ Balok – Kolom ” 𝑢 ∅ 𝑛 , → ∅ 𝑐 + 𝑀 𝑀 𝑐 + 𝑀 𝑀 𝑐 , 0,23 ≤ 1,0 (OK)
6. Sambungan Antar Kolom Sambungan  kolom  dengan  kolom  direncanakan  pada lantai 2 pada menggunakan  sambungan baut. Sambungan ditempatkan  pada  posisi  tengah  dari  ketinggian  lantai seperti pada Gambar 6.
40 80 80 80 40 40 80 40 KOLOM WF 400.400.20.35 PLAT SAMBUNG Tb = 35 mm BAUT A325, Ø20 mm
Gambar 6. Sambungan Antar Kolom 6. Sambungan Balok Induk Dengan Kolom
Sambungan menghubungkan balok profil WF 600  300  12  20 dengan kolom WF 400 x 400 x 20 x 35 disajikan pada Gambar 7.
KOLOM WF 400.400.20.35 100 40 80 100 BALOK WF 600.300.12.20 BAUT Ø30 mm BAUT Ø22 mm 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

## Gambar 7. Sambungan Balok dengan Kolom
7. Sambungan Batang Bresing
Sambungan  bresing  direncanakan  menggunakan  plat dengan  tebal  19  mm  dengan  las  sudut  dengan  a  =  6  mm disajikan pada Gambar 8 dan Gambar 9.
PROFIL BALOK WF 600.300.12.20 PROFIL LINK WF 600.300.12.20 STIFFNER t = 10 mm
LAS = 6 mm Mutu Fe100xx LAS = 6 mm Mutu Fe100xx 250 250 250 250 50 75
Gambar 8. Sambungan Bresing dengan Balok Link
WF 400.400.20.35 WF 350.350.12.19 LAS = 6 mm Mutu Fe100xx PLAT t = 19 mm BAUT Ø20 mm 800 800 75 50
Gambar 9. Sambungan Bresing dengan Balok dan Kolom
8. Sambungan Baseplate
Dari  hasil  analisis  ETABS  2013  didapat  gaya  yang bekerja  pada  kolom  WF  400  x  400  x  20  x  35  paling bawah:
Pu   = 256922,5 kg Mu  = 11638,65 kgm Vu = 6378,11 kg - Cek eksentrisitas gaya
𝑒 = 𝑀 𝑢 𝑢 = ,

## , = ,  cm <   ,  𝑐
Termasuk  dalam  kategori baseplate yang  memikul  gaya aksial,  gaya  geser  dan  juga  momen  lentur  dengan intensitas  yang  cukup  kecil,  sehingga  distribusi  tegangan tidak  terjadi  sepanjang  baseplate,  namun  momen  lentur yang  bekerja  masih  belum  mengakibatkan  baseplate terangkat  dari  beton  penumpu.  Angkur  terpasang  hanya berfungsi  sebagai  penahan  gaya  geser,  disamping  itu angkur tersebut juga berfungsi menjaga stabilitas struktur selama masa konstruksi Didapatkan menggunakan angkur berdiameter 16 mm

## 9. Kontrol Penampang Eksisting

##  Balok
Penampang  masih  bisa  memikul  beban-beban  yang bekerja  pada  expansi  lantai.  Diambil  salah  satu  contoh penampang yang disajikan pada Gambar 10.
400 850
Gambar 10. Penampang balok eksisting
Dari  hasil  output  program  bantu  ETABS  2013, didapatkan gaya dalam sebagai berikut: M u = 582077600 Nmm (tumpuan-tarik) M u
= 63180029,09 Nmm (tumpuan-tekan)
M u = 217248600 Nmm (lapangan-tarik)
M u < ØM n o Tumpuan-tarik 582077600 < 952112634,6 Nmm 0,611 < 1… OK!
o Tumpuan-tekan 63180029,09 < 500316920,1 Nmm
0,126 < 1… OK!
o Lapangan-tarik
217248600 < 952112634,6 Nmm 0,228 < 1… OK!

##  Kolom
Penampang  masih  bisa  memikul  beban-beban  yang bekerja  pada  expansi  lantai.  Diambil  salah  satu  contoh penampang yang disajikan pada Gambar 11.

## Gambar 11. Penampang kolom eksisting
Didapatkan  hasil  output  program  bantu  ETABS  2013 adalah sebagai berikut:
Pu 1 = 7961,4 kN Mnx 1 = 693,3 kN.m Pu 2 = 6882,7 kN Mnx 2 = 709,9 kN.m
Pu 3 = 2392,4 kN Mnx 3 = 685,2 kN.m Momen  kapasitas  yang  dihasilkan  dari  program  bantu PCACol adalah sebagai berikut:
ØMnx 1 = 2247,7 kN.m ØMnx 2 = 2362,9 kN.m ØMnx 3 = 2578,5 kN.m
 Desain Tiang Pancang
Penampang  masih  bisa  memikul  beban-beban  yang bekerja  pada  expansi  lantai.  Diambil  salah  satu  contoh yang disajikan pada Gambar 12.
600 1200 1200 600 3600 600 1200 600 2400
Gambar 12. Pondasi Tiang Pancang
Besarnya gaya – gaya dalam kolom diperoleh dari hasil analisis ETABS 2013 pada pada kolom lantai 1, adalah : Pu   = 4724 kN Mu  = 649,79 kN.m Jumlah pancang yang dibutuhkan : n = ∑P P̅ = , = 3,24
≈ 6 buah
Seluruh  penampang  eksisting  masih  mampu  menahan beban setelah expansi lantai.

## PENUTUP
Kesimpulan yang dapat diambil yaitu sebagai berikut:
1. Hasil analisa struktur sekunder telah memenuhi syarat.
2. Hasil analisa struktur primer telah memenuhi syarat.
3. Hasil  analisa  struktur  bresing  &  link  telah  memenuhi syarat.
4. Hasil permodelan struktur telah memenuhi syarat.
5. Perencanaan sambungan telah memenuhi syarat.
6. Penampang  eksisting  masih  bisa  menahan  beban-beban setelah adanya expansi lantai 5 lantai
7. Hasil  dari  perencanaan  struktur  dapat  dilihat  pada lampiran gambar berupa gambar teknik.
Diharapkan  dilakukan  studi  lebih  lanjut  yang  mempelajari tentang  perencanaan  struktur  Sistem  Rangka  Bresing Eksentris dan penambahan lantai keatas lebih dalam dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomis, dan estetika.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A.  E.  Putra  and  D.  Iranata, “ Modifikasi  Perencanaan  Struktur Gedung  Apartemen  Puncak  Kertajaya  Menggunakan  Struktur Baja Dengan Sistem Ganda Pada Wilayah Gempa Kuat, ” J. Tek. POMITS , pp. 1 – 6, 2014.
[2] Yurisman,  B. Budiono, M. Moestopo,  and  M.  Suarjana, “ Kajian Numerik Terhadap Kinerja Link Geser dengan Pengaku Diagonal pada Struktur Baja Berpenopang Eksentrik (EBF), ” J. Tek. Sipil , pp. 25 – 38, 2010.
[3] E. P. Popov and M. D. Engelhardt, “ Seismic Eccentrically Braced Frames, ” J. Constr. Steel Res. , vol. 10, pp. 321 – 354, 1988.
[4] ANSI/AISC  341-10, “ Seismic  Provisions  for  Structural  Steel Buildings, ” 2010.
[5] Badan  Standarisasi  Nasional, “ SNI  03-1729-2002  Tata  Cara Perencanaan  Struktur  Baja  Untuk  Bangunan  Gedung, ” Jakarta,
2002.