Analisis Perbandingan Variasi Tata Letak Dinding Geser dengan Metode Pushover
AMATULHAY PRIBADI*, BERNARDINUS HERBUDIMAN,

## REYSYAHRI SUDRAJAT
Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung , Indonesia Email: amatulhay.p@itenas.ac.id
Received 30 November 201x | Revised 30 Desember 201x | Accepted 30 Januari 201x

## ABSTRAK
Struktur dengan perkuatan dinding geser menjadi salah satu  alternatif untuk bangunan tahan gempa. Ragam tata letak dinding geser memiliki pengaruh terhadap kinerja struktur yang dapat dianalisis  dengan  menggunakan  metode  pushover.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui perbandingan  kinerja variasi tata  letak  dinding geser menggunakan  metode analisis pushover pada  3  model  struktur  menggunakan  software  ETABS.  Preliminary  design  dan  pemodelan dilakukan untuk elemen struktur kolom, balok, pelat, dan dinding geser. Pembebanan diberikan sesuai  desain  minimum  yang  disyaratkan  pada  SNI  1727:2020  serta  tata  cara  perencanaan ketahanan gempa di SNI 1726:2019. Struktur dianalisis menggunakan metode pushover dengan acuan  FEMA  356  yang  menghasilkan  kurva  kapasitas  kinerja  struktur.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  letak  dinding  geser  berpengaruh  terhadap  besaran  perpindahan  atau displacement yang dialami struktur. Model 3 memiliki level kinerja terbaik berdasarkan besaran simpangan antar tingkat dan koefisien stabilitas, sedangkan model 2 merupakan struktur paling daktail diantara tiga model tersebut.
Kata kunci : dinding geser, tata letak, pushover, beban gempa

## ABSTRACT
Structures  with  shear  walls  become  one  of  the  alternatives  for  seismic  resistance  building. Variations of shear wall layout have some influences on the performance of the structure which can be analyzed using the pushover method. This study aims to compare the performance of shear wall layout variations using the pushover analysis method on 3 structural models using ETABS  software.  Preliminary  design  and  modeling  are  conducted  for  structural  elements  of columns, beams, slabs, and shear walls. The loads are assigned based on the minimum design requirement  in  SNI  1727:2020  and  the  procedures  for  seismic  resistance  design  in  SNI 1726:2019. The structures are analyzed using the pushover method according to FEMA 356 which produce capacity curves of structural performance. The results show that the layout of the shear wall affects the displacement of the structure. Model 3 has the best level of performance based on the results of story drift and the stability coefficient, while model 2 is the most ductile structure among the three models.
Keywords : shear wall, layout, pushover, seismic load

## 1. PENDAHULUAN
Gempa  merupakan  permasalahan  yang  dihadapi  para  perencana  struktur  dan  Indonesia merupakan  wilayah  yang  memiliki  banyak  potensi  terjadinya  beban  tersebut.  Dalam mendesain struktur, gempa merupakan suatu komponen beban yang sangat diperhitungkan, terutama untuk perencanaan struktur bangunan bertingkat banyak. Terdapat banyak metode untuk membuat bangunan tahan gempa seperti sistem rangka pemikul momen, dinding geser, base isolation dan metode lainnya. Tujuan dari perancangan ini yaitu untuk memperkaku dan memperkuat struktur agar mampu menahan guncangan yang diakibatkan oleh gempa maupun hal  lainnya.  Dinding  geser  merupakan  salah  satu  solusi  yang  ditawarkan  dengan  variasi berdasarkan fungsi, geometri, penempatan, atau tata letak yang dapat mempengaruhi kinerja struktur dalam menahan beban lateral.
Penelitian yang dilakukan sebelumnya telah menganalisis struktur menggunakan beban gempa respon spektrum dengan variasi tata letak dinding geser. Hasil yang diperoleh menyimpulkan adanya  perbedaan  rasio  simpangan  antar  lantai  serta  ragam  getar  antara  struktur  tanpa dinding geser serta struktur dengan variasi dinding geser [6]. Oleh karena itu, pada studi ini akan dilakukan analisis perbandingan 3 model struktur dengan tata letak yang berbeda dengan metode pushover untuk mengetahui efektivitas dan kinerja struktur dari masing-masing model penempatan dinding geser.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Struktur Dinding Geser
Dinding  geser  merupakan  bagian  dari  struktur  vertikal  yang  dikhususkan  untuk  bangunan tahan gempa terutama banguan tinggi serta berfungsi sebagai penahan beban lateral seperti gempa  dan  angin.  Pada  penggunaanya,  dinding  geser  selalu  bersandingan  dengan  suatu rangka pemikul momen, baik khusus menengah atau sederhana, biasanya digunakan dinding geser bertipe kantilever. Kedua sistem tersebut bersinergi meski memiliki sifat dan perilaku yang berbeda sehingga menimbulkan struktur yang lebih ekonomis. Untuk mampu menahan gaya lateral yang terjadi akibat beban gempa dan beban angin, maka diperlukan dinding geser yang menopang kuat struktur tersebut dengan syarat paling tidak 3 dinding geser dibutuhkan untuk penahan gaya lateral dan garis pengaruh dari dinding geser tersebut tidak berpotongan pada  satu  titik.  Dinding  geser  dengan  persyaratan  tersebut  dapat  dikategorikan  sebagai dinding geser yang memberikan stabilitas baik pada bangunan bertingkat.

## 2.2 Tata Letak dan Bentuk Dinding Geser
Terdapat dua tipe pada sistem dinding geser yaitu sistem terbuka dan tertutup. Sistem terbuka yaitu  unsur  linear  tunggal  atau  gabungan  unsur  yang  tidak  lengkap  melingkupi  ruang geometris. Contoh dari sistem terbuka yaitu bentuk L, T, X, H, Y, dan V. Sedangkan sistem tertutup  terdiri  dari  ruang  geometris  seperti  bentuk  persegi,  persegi  panjang,  bulat,  dan segitiga. Variasi dari bentuk dan penempatan dari dinding geser seperti pada Gambar 1 dan Gambar 2 dapat berpengaruh terhadap perilaku struktur saat diberikan beban lateral [1].

## Analisis Perbandingan Variasi Tata Letak Dinding Geser dengan Metode Pushover
Gambar 1. Variasi tata letak dinding geser
Gambar 2. Variasi bentuk dinding geser

## 2.3 Analisis Pushover
Analisis pushover merupakan analis statis non linier untuk mengevaluasi perilaku keruntuhan dan mengetahui kapasitas dari suatu struktur. Metode ini dilakukan dengan memberikan pola beban statik tertentu dalam arah lateral yang besarannya ditingkatkan secara bertahap dengan faktor pengali sampai satu target perpindahan atau pola keruntuhan tertentu tercapai. Dari hasil analisis pushover, dapat digambarkan hubungan antara gaya geser yang diberikan ( 𝑉 ) dengan perpindahan yang terjadi pada atap ( 𝐷 ) atau disebut dengan kurva kapasitas [8].

## 2.3.1 Metode Displacement Coefficient (FEMA 356)
Metode  FEMA  356  adalah  metode  perhitungan  dengan  memodifikasi  respon  elastis  linier dengan faktor koefisien 𝐶 0 , 𝐶 1 , 𝐶 2 , dan 𝐶 3 sehingga diperoleh perpindahan global maksimum (elastis  dan  inelastis).  Waktu  getar  efektif  ( 𝑇 𝑐 )  ditetapkan  dahulu  untuk  memperhitungkan kondisi  inelastis  struktur  [7].  Target  perpindahan  pada  titik  kontrol δ 𝑇 dihitung  dengan Persamaan 1 berikut.
 t = C 0 C 1 C 2 C 3 S a ( T e /2  ) 2 g …(1)
dengan:
𝛿 𝑇 = target peralihan,
𝑇 𝑐 = waktu getar alami efektif,
𝐶 0 = faktor modifikasi untuk konversi spectral displacement struktur SDOF ekivalen menjadi roof displacement struktur sistem MDOF,
𝐶 1 = faktor modifikasi untuk untuk menghubungkan perpindahan inelastis maksimum dengan perpindahan dari respon elastik linier,
𝐶 2 =  faktor  modifikasi  untuk  mewakili  efek  dari  bentuk  histeresis  pada  perpindahan maksimum,
𝐶 3 = faktor modifikasi untuk mempertimbangkan pembesaran lateral akibat efek P-Delta,
𝑆 𝑎 = percepatan respon spektrum pada waktu getar alami efektif dan rasio redaman pada arah yang ditinjau,
𝑔 = percepatan gravitasi = 9,81 m/detik 2 .
Tingkat kinerja struktur serta batasan drift berdasarkan FEMA 356 adalah sesuai persyaratan pada Tabel 1 dan Tabel 2 berikut.

## Amatulhay Pribadi, Bernardinus Herbudiman, Reysyahri Sudrajat
Tabel 1. Tingkat Kinerja Struktur Berdasarkan FEMA 356 Tingkat kinerja Kondisi bangunan setelah gempa Operasional Tidak ada kerusakan berarti pada struktur dan nonstruktur bila terjadi gempa yang artinya bangunan tetap berfungsi Immediate Occupancy (IO) Bila terjadi gempa, tidak ada kerusakan struktur yang berarti kekuatan dan kekakuannya hampir sama dengan kondisi sebelum gempa, maka bangunan dapat dipakai Life Safey (LS) Bila terjadi gempa, bangunan mengalami sedikit kerusakan struktural namun masih bisa menahan beban gempa yang terjadi, sehingga keselamatan penghuni masih terjamin Collapse Prevention (CP) Bila terjadi gempa, bangunan mengalami kerusakan berat pada struktur dan non struktur namun belum terjadi keruntuhan pada bangunan Tabel 2. Batasan Rasio Simpangan Antar Lantai Berdasarkan FEMA 356 Struktur Batasan Drift (%) Immediate Occupancy Life Safety Collapse Prevention Concrete Frame 1 2 4 (2,9 a ) Concrete Wall 0,5 1 (0,85 b ) 2 (1,2 b )

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Langkah pertama pada penelitian ini adalah melakukan  tinjauan pustaka dan studi literatur yang akan digunakan sebagai dasar perhitungan dan analisis struktur. Selanjutnya dilakukan pemodelan struktur model 1, model 2, dan model 3 seperti pada Gambar 3 hingga Gambar 5 menggunakan software ETABS 2018, dengan melakukan preliminary design sebagai estimasi dimensi  struktur.  Lalu  data  pembebanan  dimasukkan  berdasarkan  SNI  1727:2020  [4]  dan perencanaan struktur terhadap beban gempa yaitu SNI 1726:2019 [2]. Setelah itu, dilakukan run analysis pada ETABS 2018 untuk mendapatkan gaya aksial, gaya geser dan momen lentur dan  pengecekan  kapasitas  struktur  beton  bertulang  berdasarkan  SNI  2847:2019  [3].  Hasil respon struktur yang didapat  dari analisis struktur yaitu gaya lateral ekivalen, pengaruh P- delta, simpangan antar lantai, sistem ganda dan ketidakberaturan struktur. Jika struktur yang direncanakan  tidak  memenuhi  persyaratan,  maka  dilakukan  pemodelan  ulang  dengan menghitung ulang preliminary design hingga didapat dimensi struktur yang memenuhi kriteria tersebut. Setelah pengerjaan analisis struktur dilakukan, maka akan dilakukan analisis dengan metode pushover yang mengacu pada FEMA 356 [5].
Gambar 3. Denah pemodelan struktur dinding geser model 1

## Analisis Perbandingan Variasi Tata Letak Dinding Geser dengan Metode Pushover
Gambar 4. Denah pemodelan struktur dinding geser model 2
Gambar 5. Denah pemodelan struktur dinding geser model 3

## 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Data Teknis
Penelitian  ini  menggunakan  data  struktur  dari preliminary  design,  dengan  mutu  beton bertulang  sebesar  ( 𝑓 c ’)  =  30  MPa  dan  baja  tulangan  ( 𝑓 y )  =  420  MPa.  Bangunan  berupa perkantoran dengan 6 lantai (tinggi lantai dasar sebesar 4 m, sedangkan lantai lainnya yaitu 3,5 m) berlokasi di Sumedang dengan jenis tanah keras. Hasil estimasi dimensi elemen struktur ditunjukan sebagai berikut ini:
a. Ukuran kolom lantai 1 – 3 = 600x600 mm b. Ukuran kolom lantai 4 – 6 = 400x400 mm c. Ukuran balok = 600x400 mm d. Tebal pelat = 200 mm e. Tebal dinding geser = 200 mm f. Tebal pelat lantai = 0,35 m

## 4.2 Hasil Analisis Struktur Menggunakan Software ETABS 2018
Penelitian ini memodelkan 3 struktur dengan 3 variasi letak dinding geser. Setelah dilakukan penginputan pembebanan pada setiap lantai, maka struktur gedung akan dilakukan perfom analysis. Setelah selesai melakukan analisis struktur pada software, maka dapat diperoleh hasil pengecekan gaya geser dasar, simpangan antar lantai, pengaruh P-Delta, dan sistem ganda pada Tabel 3 sampai Tabel 5 dan Gambar 6 sampai Gambar 9 .

## Amatulhay Pribadi, Bernardinus Herbudiman, Reysyahri Sudrajat

## Tabel 3. Pengecekan Gaya Geser pada Sistem Struktur
Struktur Model 1 Model 2 Model 3 Arah X Y X Y X Y Berat Struktur, 𝑾 [kN] 62.606,25  62.606,25  62.606,25  62.606,25  62.816,25  62.816,25 𝑪 𝒔 0,1129 0,1129 0,1129 0,1129 0,1129 0,1129 Gaya Geser Dasar Statik, 𝑽 [kN] 7.065,56 7.065,56 7.065,56 7.065,56 7.089,26 7.089,26 Gaya Geser Dasar Dinamik, 𝑽 𝒊 [kN] 3.992,30 3.992,21 4.459,92 4.458,56 4.808,01 4.808,25

## Tabel 4. Pengecekan Faktor Skala unttuk Gaya Geser Dasar
Struktur Model 1 Model 2 Model 3 𝑽 𝒊 /𝑽 0,56504 0,56502 0,63122 0,63102 0,67821 0,67824 Cek NOT OK  NOT OK  NOT OK  NOT OK  NOT OK  NOT OK Faktor Skala 1,4010 1,4010 1,4010 1,4010 1,4010 1,4010 Skala Baru [m/s 2 ] 2,4794 2,4795 2,2194 2,2201 2,0657 2,0656
Gambar 6. Simpangan antar tingkat arah X
Gambar 7. Simpangan antar tingkat arah Y

## Analisis Perbandingan Variasi Tata Letak Dinding Geser dengan Metode Pushover
Gambar 8. Pengaruh p-delta arah X
Gambar 9. Pengaruh p-delta arah Y Tabel 5. Analisis Sistem Ganda Model 1, Model 2, dan Model 3
Load Case Model 1 Model 2 Model 3 [kN] [kN] [kN] Base Shear ( 𝑉 𝑟𝑥 ) 7.065,564 7.083,924 7.089,261 Base Shear ( 𝑉 𝑟𝑦 ) 7.065,562 7.065,563 7.089,261 Shear Wall Reaction ( 𝑉 𝑠𝑤𝑥 ) 5.019,57 4.999,80 5.054,85 Shear Wall Reaction ( 𝑉 𝑠𝑤𝑦 ) 5.029,34 4.998,16 5.062,14 Persentase X 71,043 70,580 71,303 Persentase Y 71,181 70,740 71,406

## 4.3 Analisis Pushover
Setelah  struktur  dianalisis  sesuai  dengan  persyaratan  SNI  1726:2019  [2]  dan  memenuhi kriteria  bangunan  tahan  gempa,  dilakukan  analisis pushover  yang  menghasilkan  kurva kapasitas struktur dari tiap model seperti pada Gambar 10 dan Gambar 11 berikut.
Gambar 10. Grafik V vs displacement struktur arah X
Gambar 11. Grafik V vs displacement struktur arah Y
Hasil kurva kapasitas menunjukkan bahwa setiap model dengan tata letak dinding geser yang berbeda memiliki kapasitas yang berbeda pula. Dapat dilihat bahwa model 3 dengan beban dorong  yang  paling  besar  memiliki  perpindahan  yang  relatif  kecil,  baik  beban  dorong,  baik arah x maupun arah Y.

## 4.3 FEMA 356
Metode  FEMA  356  adalah  metode  perhitungan  dengan  memodifikasi  respon  elastis  linier dengan faktor koefisien 𝐶 0 , 𝐶 1 , 𝐶 2 , dan 𝐶 3 sehingga diperoleh perpindahan global maksimum (elastis dan inelastis). yang dapat dilihat pada Gambar 12 hingga Gambar 14 .
Gambar 12. Kurva Bilinear arah X (kiri) dan arah Y (kanan) pada model 1

## Analisis Perbandingan Variasi Tata Letak Dinding Geser dengan Metode Pushover
Gambar 13. Kurva Bilinear arah X (kiri) dan arah Y (kanan) pada model 2
Gambar 14. Kurva Bilinear arah X (kiri) dan arah Y (kanan) pada model 3

## 4.3 Pembahasan
Setelah  dilakukan  analisis  secara  pushover  dengan  acuan  [5],  maka  struktur  dapat  dinilai kinerjanya dan diberikan level atas kemampuan kinerja struktur, seperti yang disajikan pada Tabel 6 dan Tabel 7 .
Tabel 6. Kinerja Struktur Arah X Model   Perpindahan Target 𝜹 𝒕 [m] 𝑯 Struktur [m] Drift Aktual  Kinejra 1 0,002101 21,5 0,00977% IO 2 0,003506 21,5 0,01631% LS 3 0,001402 21,5 0,00652% IO Tabel 7. Kinerja Struktur Arah Y
Model   Perpindahan Target 𝜹 𝒕 [m] 𝑯 Struktur [m] Drift Aktual  Kinerja 1 0,002101 21,5 0,00977% IO 2 0,003552 21,5 0,01652% LS 3 0,001403 21,5 0,00653% IO
Berdasarkan hasil tabel, struktur model 2 pada arah X memiliki target perpindahan yang paling besar, sedangkan struktur model 3 yang terkecil. Hal yang sama terjadi pada struktur arah Y, dimana  model  3  merupakan  struktur  dengan  target  perpindahan  paling  besar,  sedangkan untuk yang terkecil pada model 3. Nilai target perpindahan lalu dibandingkan dengan tinggi keseluruhan struktur untuk memperoleh nilai drift aktual yaitu nilai yang mencerminkan kinerja dari struktur tiap modelnya, baik arah X maupun Y.
Ketiga model struktur memiliki nilai drift actual yang relatif kecil. Sesuai acuan level kinerja struktur  pada  FEMA  356,  struktur  dikategorikan  pada  level  kinerja  IO  atau immediate
occupancy  pada  model  1  dan  3,  yang  berarti  bangunan  tidak  mengalami  kerusakan  pada bagian struktural. Sedangkan pada model 2, struktur memiliki kinerja dengan level LS atau life safety.  Sehingga  apabila  terjadi  gempa,  bangunan  mengalami  sedikit  kerusakan  struktural namun masih bisa menahan beban gempa yang terjadi, sehingga keselamatan penghuni masih terjamin.
Tabel 8. Daktilitas Struktur Struktur Model 1 Model 2 Model 3 Arah X Y X Y X Y Perpindahan maks  26,684 26,925 19,589 19,226 21,955 20,429 Perpindahan leleh 7,489 7,27 9,097 9,107 9,084 9,084 Daktilitas 3,56309  3,70358  2,15335  2,11112  2,41689  2,24890
Nilai daktilitas didapat dari rasio antara perpindahan maksimum dengan perpindahan saat leleh dari struktur. Dapat dilihat pada Tabel 8 bahwa nilai daktilitas pada struktur model 1 di kedua arah adalah paling besar dibandingkan dengan struktur model lainnya, sedangkan model 2 merupakan struktur dengan nilai daktilitas yang terkecil.

## 5. KESIMPULAN
Beberapa  kesimpulan  yang  diperoleh  berdasarkan  hasil  analisis  pada  penelitian  ini  adalah sebagai berikut.
1. Berdasarkan hasil pengecekan simpangan antar lantai, model 3 memiliki simpangan antar tingkat yang paling kecil diantara model lainnya baik terhadap arah X maupun arah Y. Sedangkan  model  2  merupakan  struktur  dengan  simpangan  terbesar  pada  kedua  arah tersebut.
2. Semua  model  struktur  memiliki  koefisien  stabilitas  yang  lebih  rendah  dibandingkan koefisien stabilitas izin yang ditetapkan oleh SNI 1726:2019.
3. Dinding geser selaku elemen pengaku struktur, tidak memikul lebih dari 75% gaya yang terjadi pada setiap modelnya, maka setiap model memenuhi kriteria sistem ganda.
4. Berdasarkan  hasil  evaluasi  dan  pembahasan  analisis pushover  sesuai  FEMA  356,  drift aktual  yang  terjadi  pada  setiap  model  memiliki  kinerja  struktur  dengan  label  IO, yang menyimpulkan bahwa model struktur tidak akan mengalami kerusakan yang berat saat terjadi gempa.
5. Model 1 merupakan struktur yang paling daktail, sedangkan model 2 merupakan yang paling  kaku.  Namun  struktur  model  3  menunjukan  kinerja  struktur  yang  lebih  baik dibanding  model  lainnya,  dikarenakan  kinerja  yang  lebih  baik  dengan  label  IO,  nilai simpangan antar tingkat kecil, serta koefisian stabilitas yang lebih kecil dibanding model lainnya.

## 6. SARAN
Berdasarkan pembahasan, analisis, evaluasi serta kesimpulan penelitian ini, maka saran yang dibutuhkan untuk penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Perlu dilakukan analisis kinerja dan perbandingan respon struktur dinding geser dengan lebih banyak tipe dan tata letak dinding geser.
2. Sebaiknya  perlu  dilakukan  perbandingan  analisis  struktur  tata  letak shear  wall  dengan menggunakan metode lainnya seperti time history analysis.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Afiludin,  Z.  (2015). Analisa  Dinding  Geser  dengan  Bukaan  pada  Pembangunan  Hotel Harvest  Batu.  Tugas  Akhir.  Malang:  Program  Studi  Teknik  Sipil  Institut  Teknologi Nasional Malang.
[2]  Badan  Standardisasi  Nasional.  (2019). SNI  1726:2019  tentang  Tata  Cara  Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[3]  Badan  Standardisasi  Nasional.  (2019). SNI  2847:2019  tentang  Persayaratan  Beton Struktural Untuk Bangunana Gedung. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[4] Badan Standardisasi Nasional. (2020). SNI 1727:2020 tentang Beban Desain Minimum dan Kriteria  Terkait  Untuk  Bangunan  Gedung  dan  Struktur  Lain.  Jakarta:  Badan Standardisasi Nasional.
[5] Federal Emergency Management Agency. (2000). FEMA 356 Prestandard and Commentary for  the  Seismis  Rehabilitation  of  Building.  Washington  DC:  Federal  Emergency Management Agency.
[6] Jannah, A. N. (2018). Kajian Perbandingan Respon Struktur Bangunan Bertingkat dengan Variasi  Tata  Letak  Dinding  Geser  Akibat  Beban  Gempa  Dinamik  Respon  Spektrum. Tugas Akhir. Yogyakarta: Jurusan Teknik Sipil Universitas Islam Indonesia.
[7]  Pranata,  Y.  A.  (2006).  Evaluasi  Kinerja  Gedung  Beton  Bertulang  Tahan  Gempa  dengan Pushover  Analysis  sesaui  ATC-40,  FEMA  365  dan  FEMA  440. Jurnal  Teknik  Sipil Universitas Kristen Maranatha, 3(1), 41-52.
[8] Suwandi, H. P. (2019). Analisis Gempa Non-Linear Static Pushover dengan Metode ATC- 40 untuk Evaluasi Kinerja Struktur Bangunan Gedung. Jurnal Media Komunikasi Dunia Ilmu Sipil (MoDUluS), 1(1), 35-45.