## PENGGUNAAN STRUKTUR BRESING KONSENTRIK TIPE X UNTUK PERBAIKAN KINERJA STRUKTUR GEDUNG BERTINGKAT TERHADAP BEBAN LATERAL AKIBAT GEMPA
Sri Haryono

## Dian Arumningsih Diah Purnamawanti

## Abstrak
Penelitian ini dilakukan dengan bertujuan untuk melakukan evaluasi struktur gedung pada kondisi terjadinya gempa sebelum dan setelah penambahan bresing X.
Analisis  menggunakan  metode  analisis  gempa  statis  dan  dinamis  dengan bantuan  program  SAP  2000.  Evaluasi  dilakukan  pada  gaya  moment  (bending moment),  gaya  geser  (shear  force),  gaya  normal  (axial  force),  dan  perpindahan (displacement) antara struktur sebelum dan sesudah penambahan bresing X. Berdasarkan analisis yang dilakukan menunjukkan bahwa kinerja batas layan dan  batas  ultimit  struktur  tanpa  bresing  berdasarkan  analisis  gempa  dinamis  tidak tidak aman baik untuk arah X maupun arah Y. Kinerja batas layan dan batas ultimit struktur  dengan  penambahan  bresing  alternatif  1  tidak  aman  untuk  arah  X sedangkan untuk arah Y sudah aman. Kinerja batas layan dan batas ultimit struktur dengan  penambahan  bresing  alternatif  2  aman  untuk  arah  X  dan  arah  Y.  Kinerja struktur dengan penambahan bresing alternatif 2 jauh lebih baik jika dibandingkan struktur  tanpa  bresing  dan  struktur  dengan  penambahan  bresing  alternatif  1. Penambahan  bresing  dengan  lokasi  yang  tepat  dapat  memperbaiki  kinerja  struktur secara signifikan.
Kata kunci : beban lateral, struktur bresing X, kinerja struktur

## 1. PENDAHULUAN
Akibat beban lateral yang ditimbulkan  oleh  beban  gempa,  akan menyebabkan peningkatan respons struktur  secara  tajam.  Solusi  dari perubahan  pembebanan  ini  adalah peningkatan kekakuan  vertikal  struktur. Ada  beberapa  cara  structural    agar kekakuan  vertikal  struktur  meningkat. Penambahan  beberapa  elemen  struktur penahan  geser  dapat  digunakan  untuk meningkatkan  kekakuan  struktur  yang secara  otomatis  mengurangi  pengaruh gaya lateral yang terjadi dapat dilakukan    dengan    beberapa   cara
diantaranya dengan menambahkan elemen  struktur  diagonal  (bresing), dinding  geser,  atau  dengan  mengubah hubungan antara elemen struktur. Diantara beberapa cara perkuatan struktur eksisting, bresing efektif digunakan  dalam  menahan  deformasi yang mungkin terjadi. Dengan penambahan  bresing  maka  tingkat daktilitas struktur dapat berubah menjadi  lebih  baik  jika  dibandingkan tanpa  adanya  bresing.  Penggunaan bresing sebagai perkuatan struktur perlu diatur  sedemikian  rupa  sehingga  dapat
efektif  dan  tidak  mengganggu  dari  segi arsitektural.
Beban  gempa  rencana  dihitung dan ditentukan berdasarkan peta hazard gempa  Indonesia.  Struktur  bangunan bertingkat tinggi harus selalu memperhatikan keamanan dan kenyamanan  penghuninya.  Perubahan kondisi  pembebanan  mempengaruhi kestabilan dan keamanan suatu struktur.
Terjadinya  gempa  bumi  merupakan salah satu penyebab terjadinya perubahan  pembebanan  pada  struktur. Pada  saat  terjadinya  gempa  bumi struktur  akan  mengalami  penambahan gaya  lateral  yang  diteruskan  dari pondasi  ke  seluruh  komponen  struktur di atasnya.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  tujuan untuk  melakukan  evaluasi  struktur gedung  pada  kondisi  terjadinya  gempa sebelum dan setelah penambahan bresing X.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Cara  ketiga  dengan  mengubah hubungan antara elemen struktur
sedemikian  rupa  sehingga  perubahan sudut  yang  terjadi  berharga  konstan untuk suatu kondisi pembebanan tertentu.  Hal  ini  dengan  membuat  titik hubung  kaku  diantara  elemen  struktur. Struktur yang menggunakan titik hubung  kaku  sering  disebut  sebagai rangka ( frame ) (Schodek, 1999).
Youssefa  dkk  (2007),  melakukan kajian  mengenai  bresing  baja  internal ( internal  steel  bracing )  pada  rangka beton  bertulang.  Rangka  yang  diberi bresing  baja  internal  dapat  menahan beban  lateral  lebih  tinggi  dari  pada rangka tanpa bresing. Komponen
bresing dapat dirancang sesuai prosedur desain bresing pada struktur baja.
Viswanath dkk (2010), membanding  kan  tipe  penggunaan bresing yang berbeda-beda pada struktur sederhana. Penggunaan bresing dapat  mentransfer  gaya  lateral  yang terjadi sehingga struktur menjadi stabil. Struktur dengan bresing tipe X memiliki  nilai  momen  lentur  terkecil dibandingkan  tipe  bresing  lainnya. Penambahan  bresing  tipe  X  juga mengurangi lateral  displacements yang terjadi pada struktur.

## 3. PORTAL BRESING
(Braced Frames) Berkaitan dengan struktur bresing, terdapat 2 tipe portal yaitu :
a.      Rangka  bresing  (braced  frames), dimana  ketahanan  utamanya  terletak pada beban lateral, tekuk dan ketidakstabilan  struktur  portal  seperti dalam sistem bresing vertikal.
b.    Rangka  tanpa bresing (unbraced frames),
Dimana  kekuatan  lentur  dari  setiap batang  struktur  portal  harus  dihitung berdasar seluruh kekuatan dan kekakuannya  untuk  menahan  beban lateral dan ketidakstabilan struktur.
Pada  portal  bresing,  balok  dan  kolom mendukung beban gravitasi yang disalurkan  oleh  sistem  lantai  dan  atap yang  bersinggungan,  sedangkan  sistem bresing  vertikal  mendukung  beban lateral yang bekerja pada struktur.

## 3.1.  Sistem    Bresing    Vertikal Konsentris
Sistem bresing vertikal konsentris merupakan  sistem  bresing  dimana
sumbu  utamanya  bertemu  atau  saling memotong  dalam  satu  titik.  Sistem  ini sangat cocok dipakai
Gambar 3.1.
dalam perancangan karena akan memberikan  kekuatan  dalam  menahan beban-beban yang bekerja. AISC (1992)  menyebutkan  5  tipe  bentuk bresing vertikal konsentris, yaitu bentuk
“ Z “ atau diagonal, inverted V “ Λ “, “ V  ”,  “  X  “,  dan  “  K  “  seperti  pada Gambar 3.3.
3.2.   Sistem Bresing Vertikal  ” X ”
Sistem bresing vertikal ”X” seperti  Gambar  3.3  batang  diagonalnya cenderung  lebih  langsing.  Oleh  karena itu,  kapasitas  tegangan    tariknya  lebih besar  dari  kapasitas  tegangan  tekan sehingga  diasumsikan  hanya  tegangan tarik  diagonal  yang  aktif.  Jika  batang diagonal dipasang ketika prestress awal untuk  mengurangi  kelonggaran,  maka batang  diagonal  tekan  akan  aktif bekerja  hanya  sampai  proses  prestress akhir  sehingga  dimungkinkan  batang bresing  diagonal  lebih  kecil  (ASCE, 1971).
3.3.    Kelangsingan Batang Bresing
SNI  03-1729-2002  Tata  Cara
Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung mensyaratkan kelangsingan  batang  bresing  untuk
Sistem  Rangka  Bresing  Konsentrik
Khusus harus memenuhi syarat kelangsingan dalam persamaan 3.15.
y f r L c k 2625 
dengan: k c = faktor panjang tekuk L =  panjang  efektif  komponen struktur r =  jari-jari  girasi  komponen struktur fy = tegangan leleh baja (MPa)

## 4.          BEBAN      PADA      STRUKTUR BANGUNAN
Jenis  beban  yang  bekerja  pada suatu bangunan pada prinsipnya dapat dibagi sebagai berikut :

## 4.1. Beban Mati
Beban  mati  merupakan  beban  yang berasal dari berat sendiri yang bersifat tetap,  termasuk  dinding  dan  sekat pemisah,  kolom,  balok,  lantai,  atap, penyelesaian,  mesin  dan  peralatan yamg  merupakan  bagian  yang  tidak terpisahkan dari gedung.

## 4.2. Beban Hidup
Beban  hidup  adalah  beban  yang berasal  dari  manusia  dan  berbagai barang  peralatan.  Beban  hidup  yang bekerja akibat manusia biasanya ditentukan  100  kg  untuk  setiap  titik kumpul pada konstruksi atap, sedangkan  beban  bergerak  pada  lantai bangunan ditentukan berdasarkan volume  benda  yang  ada  pada  suatu ruangan.
5.       ANALISIS GAYA GEMPA

## 5.1.    Gempa Rencana dan Kategori Gedung
Standar SNI 03-1726-2002 bertujuan  agar  struktur  gedung  yang ketahanan gempanya direncanakan menurut  Standar  ini  dapat  berfungsi menghindari  terjadinya  korban  jiwa manusia  oleh  runtuhnya  gedung  akibat gempa yang kuat, membatasi kerusakan gedung  akibat  gempa  ringan  sampai sedang, sehingga masih dapat diperbaiki, membatasi ketidak nyamanan  penghunian  bagi  penghuni gedung  ketika  terjadi  gempa  ringan sampai  sedang,  mempertahankan  setiap saat layanan vital dari fungsi gedung. Standar SNI 03-1726-2002
menentukan  pengaruh  Gempa  Rencana yang  harus  ditinjau  dalam  perencanaan struktur  gedung  serta  berbagai  bagian dan  peralatannya  secara  umum.  Akibat pengaruh  Gempa  Rencana,  struktur gedung secara keseluruhan harus  masih berdiri,  walaupun  sudah  berada  dalam kondisi di ambang keruntuhan.
5.2.   Daktilitas   Struktur   Bangunan dan pembebanan gempa nominal Faktor  daktilitas  struktur  gedung μ  adalah  rasio  antara  simpangan maksimum  struktur  gedung  akibat pengaruh  Gempa  Rencana  pada  saat mencapai
kondisi di ambang keruntuhan  δm  dan simpangan  struktur gedung  pada  saat  terjadinya  pelelehan pertama  δy. Daktilitas  merupakan fungsi  dari  faktor  kuat  lebih  ( over strength,  f  atau  Ω )  dan  kapasitas komponen  struktur  secara  keseluruhan dalam kondisi daktail.
5.3.  Wilayah Gempa dan Spektrum Respons Indonesia ditetapkan terbagi dalam  6  Wilayah  Gempa  seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.1, di mana Wilayah  Gempa  1  adalah  wilayah dengan  kegempaan  paling  rendah  dan Wilayah  Gempa  6  dengan  kegempaan paling  tinggi.  Pembagian  Wilayah Gempa  ini,  didasarkan  atas  percepatan puncak  batuan  dasar  akibat  pengaruh Gempa  Rencana  dengan  perioda  ulang 500 tahun, yang nilai rata-ratanya untuk setiap  Wilayah  Gempa  ditetapkan dalam Gambar 3.1

## 5.4.   Waktu Getar Alami
Waktu getar alami struktur gedung  dapat  dihitung  dengan  rumus- rumus pendekatan sebagai berikut : 1. Untuk struktur-struktur gedung berupa  portal-portal  tanpa  unsur pengaku  yang  dapat  membatasi simpangan :
T = 0,0853 H 0,75 untuk portal baja T  =  0.0731  H 0,75 untuk  portal beton
2. Untuk struktur gedung yang lain :
T = 0,0448 H dengan :
T :  waktu getar gedung pada arah yang ditinjau, dt
H : tinggi puncak bagian utama struktur, m
5.5.   Pembatasan      Waktu      Getar Alami Fundamental
Untuk mencegah penggunaan struktur  gedung  yang  terlalu  fleksibel, nilai  waktu  getar  alami  fundamental  T 1 dari  struktur  gedung  harus  dibatasi, bergantung  pada  koefisien  untuk Wilayah Gempa tempat struktur gedung berada  dan  jumlah  tingkatnya,  n menurut persamaan
T1<  n dengan  koefisien  ditetapkan  menurut Standar SNI 03-1726-2002

## 6.    BEBAN  GEMPA  NOMINAL STATIK EKUIVALEN
Apabila kategori gedung memiliki Faktor  Keutamaan  I  dan  strukturnya untuk  suatu  arah  sumbu  utama  denah struktur dan sekaligus arah pembebanan
Gempa Rencana memiliki faktor reduksi gempa R dan waktu getar alami fundamental  T 1 ,  maka  beban  geser dasar  nominal  statik  ekuivalen  V  yang terjadi  di  tingkat  dasar  dapat  dihitung menurut persamaan :
t W R I C V . 1 
di mana C1 adalah nilai Faktor Respons Gempa  yang  didapat  dari  Spektrum Respons  Gempa  Rencana  untuk  waktu getar alami  fundamental T1, sedangkan Wt adalah  berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai.
Beban  geser  dasar  nominal  V  menurut persamaan  diatas harus  dibagikan
sepanjang tinggi struktur gedung menjadi  beban-beban  gempa  nominal statik  ekuivalen  Fi  yang  menangkap pada  pusat  massa  lantai  tingkat  ke-i menurut persamaan :
V Z W Z W F n i i i j j i    1 . .
dengan  Wi  adalah  berat  lantai  tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai, Zi  adalah  ketinggian  lantai  tingkat  ke-i diukur  dari  taraf  penjepitan  lateral, sedangkan  n  adalah  nomor  lantai tingkat paling atas.
Apabila  rasio  antara  tinggi  struktur gedung  dan  ukuran  denahnya  dalam arah  pembebanan  gempa  sama  dengan atau  melebihi  3,  maka  0.1  V  harus dianggap  sebagai  beban  horisontal terpusat  yang  menangkap  pada  pusat massa  lantai  tingkat  paling  atas, sedangkan 0.9 V sisanya harus dibagikan  sepanjang  tinggi  struktur gedung  menjadi  beban-beban  gempa nominal statik ekuivalen.

## Waktu Getar Alami Fundamental
Waktu getar alami fundamental struktur gedung  beraturan  dalam  arah  masing- masing  sumbu  utama  dapat  ditentukan dengan rumus Rayleigh sebagai berikut:
     n i i i n i i i d F g d W T 1 1 2 1 3 . 6
di  mana  Wi  dan  Fi  mempunyai  arti yang  sama  seperti  yang  disebut  dalam persamaan  3.8, d i adalah  simpangan horisontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam  mm  dan  ‘g’  adalah  percepatan gravitasi  yang  ditetapkan  sebesar  9810 mm/det 2 .
Apabila waktu getar alami  fundamental T 1 struktur  gedung  untuk  penentuan Faktor  Respons  Gempa  C 1 menurut persamaan 3.7 ditentukan dengan rumus-rumus  empirik  atau  didapat  dari hasil  analisis  vibrasi  bebas  3  dimensi, nilainya  tidak  boleh  menyimpang  lebih dari  20%  nilai  yang  dihitung  menurut persamaan 3.9.

## 7.     KINERJA STRUKTUR GEDUNG 7.1.  Kinerja Batas Layan
Untuk memenuhi persyaratan kinerja  batas  layan  struktur  gedung,
dalam  segala  hal  simpangan  antar- tingkat  yang  dihitung  dari  simpangan struktur  gedung  tidak  boleh  melampaui
R 03 .
0 kali tinggi tingkat yang bersangkutan  atau  30  mm,  bergantung yang mana yang nilainya terkecil.
7.2.    Kinerja Batas Ultimit
Simpangan  dan  simpangan  antar- tingkat ini harus dihitung dari simpangan  struktur  gedung  akibat pembebanan  gempa  nominal,  dikalikan dengan  suatu  faktor  pengali ξ sebagai berikut :
1. Untuk  struktur  gedung  beratur an : ξ = 0,7 R
2. Untuk  struktur  gedung  tidak beraturan :
ξ = a FaktorSkal R . 7 , 0
dengan  R  adalah  faktor  reduksi  gempa struktur gedung tersebut.
Gambar 7.1. Model Struktur 3 Dimensi
Untuk memenuhi persyaratan kinerja  batas  ultimit  struktur  gedung, dalam  segala  hal  simpangan  antar- tingkat  yang  dihitung  dari  simpangan struktur  gedung  tidak  boleh  melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.

## 8. PEMODELAN STRUKTUR
Struktur  yang  akan  dianalisis berupa  struktur  bangunan  5  lantai dengan  atap  plat  beton.  Fungsi  gedung digunakan sebagai rumah susun. Bangunan  terletak  pada  zona  wilayah gempa 3 pada kondisi jenis tanah keras. Struktur eksisting dengan menggunakan bantuan  program  SAP  2000  v.11 kemudian  dimodelkan  dalam  bentuk struktur  3  dimensi.  Analisis  dilakukan secara  3  dimensi  agar  perilaku  struktur yang dianalisis dapat mendekati kondisi struktur  di  lapangan.  Gaya  gempa diberikan  di  pusat  massa  tiap  lantai. Pemodelan  struktur  pada  program  SAP 2000  v.11  secara  tiga  dimensi  seperti tampak pada Gambar 7.1.

## 9. ANALISIS DATA
Berdasarkan  data  struktur  yang diperoleh selanjutnya dilakukan pemodelan  struktur  secara  3  dimensi dengan  menggunakan  bantuan  program SAP  2000  v.11.  Pemodelan  dilakukan secara  3  dimensi  agar  perilaku  struktur yang  dianalisis  dapat  lebih  mendekati kondisi sebenarnya.
Analisis  gaya  gempa  dilakukan dengan  memasukkan  batasan-batasan sesuai  dengan  yang  tercantum  dalam kriteria SNI 03-1726-2002.
Gambar 9.1. Model Struktur dengan Bresing X
Analisis struktur dilakukan pada kondisi  terjadinya  gempa  sebelum  dan setelah penambahan bresing X.
Penambahan  bresing  diletakkan  pada sisi luar bangunan. Penambahan bresing X  pada  struktur  seperti  tampak  pada Gambar 9.1.

## 10.    ANALISIS   GEMPA   STATIS STRUKTUR TANPA BRESING
10.1.  Waktu getar bangunan  ( T )
T = 0,0731 x H 3/4 =0,6913 det.
10.2.  Koefisien gempa
C = T 23 , 0 = 0,3327
10.3. Faktor Keutamaan   (I)
Faktor keutamaan (I) untuk struktur gedung rumah sakit adalah 1,4 10.4.  Faktor Reduksi Gempa Maksimum   (R) Faktor  reduksi  gempa  maksimum (R) struktur dengan SRPMK adalah 8,5
10.5.  Gaya      Beban      Geser      Dasar
Nominal  Statik  Eekuivalen  V yang Terjadi di Tingkat Dasar
Gaya  beban  geser  dasar  nominal statik  ekuivalen  V  yang  terjadi  di tingkat dasar dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
t W R I C V . 1  =  166,40 ton

## 10.6.   Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen Fi
Beban  geser  dasar  nominal  V dibagikan  sepanjang  tinggi  struktur gedung  menjadi  beban-beban  gempa nominal  statik  ekuivalen  Fi  yang
menangkap  pada  pusat  massa  lantai tingkat ke-i menurut persamaan :
V Z W Z W F n i i i j j i    1 . .
Tabel 10.1. Hasil perhitungan gempa nominal statik ekuivalen Fi

## 10.7.  Arah Pembebanan Gempa
Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang  terhadap  struktur  gedung, pengaruh  pembebanan  gempa  dalam arah  utama  harus  dianggap  efektif 100%  dan  harus  dianggap  terjadi bersamaan  dengan  pengaruh  pem- bebanan  gempa  dalam  arah  tegak  lurus pada  arah  utama  pembebanan  tadi, tetapi  dengan  efektifitas  hanya  30%. Secara  mudah  dalam  program  SAP dapat  dilakukan  pengkombinasian  arah pembebanan gempa 100%QX+30%QY

## 10.8.  Output Hasil Analisis
Berdasarkan analisis yang dilakukan  dengan  bantuan  program SAP  2000  diperoleh  rasio  partisipasi massa  pada  analisis  gempa  statis dengan  SRPMM  untuk  masing-masing
ragam ( modal mass participating ratio ) dalam  arah  tinjauan  gempa  seperti tampak pada Tabel 10.2.

## Tabel 10.2.  Rasio partisipas massa ragam SRPMK
Dari  Tabel  10.2.  menunjukkan  rasio partisipasi  massa  untuk  mode-1  tidak dominan  (<  80%)  hal  ini  juga menunjukkan  struktur  tidak  beraturan untuk  struktur  tidak  beraturan  maka harus  menggunakan  analisis  gempa dinamis.

## 11.   ANALISIS   GEMPA  DINAMIS STRUKTUR TANPA BRESING
Analisis  gempa  dinamis  yang digunakan adalah analisis ragam spektrum  respons.  Respon  spektrum gempa  rencana  yang  digunakan  pada wilayah  gempa  3  dengan  jenis  tanah lunak.  Pada  wilayah  gempa  3  dengan jenis  tanah  keras  nilai  C  naik  secara linier  dari  0,2  sampai  dengan  0,45 untuk T dari 0 sampai 0,2 detik, konstan 0,45 pada T = 0,2 sampai 0,5 detik dan kemudian  turun  secara  asimtotik  untuk T  >  0,5  detik  dengan  nilai              C  =
T 23 , 0 ,  seperti tampak pada Gambar 11.2.
Faktor koreksi   = x g R I ,  dengan,  R  = 8,5  (SRPMK),I  =1,4  untuk  struktur rumah sakit, g = 9,81 m/s2
Faktor koreksi   = x g R I = 1,6158 Berdasarkan  nilai  faktor  koreksi  yang telah dihitung sebelumnya maka respon spektrum  gempa  rencana  dapat  dengan mudah  dikalikan  faktor  koreksi  seperti tampak pada Gambar  11.1.  Selanjutnya dilakukan  analisis  dengan  bantuan program  SAP  2000  didapatkan  nilai waktu  getar  alami    seperti  pada  Tabel 11.1.
Gambar 11.1.  Respon spektrum gempa rencana terkoreksi
Gambar 11.2.  Respon spektrum gempa Rencana
Selisih  antara  waktu  getar  alami  untuk masing-masing ragam ada yang melampaui  batas  15%.  Dari  analisis dengan  bantuan  program  SAP  2000
didapatkan hasil sebagai berikut:
1. Tinjauan arah X Vt =   24,038 ton,  V1 =
166,404 ton
Tabel  11.1. Output waktu getar alami ( T ) tanpa bresing
0,8V1= 133,123
Faktor Skala=
t V V 1 . 8 , 0 = 5,538
2. Tinjauan arah Y Vt  =   23,713 ton  , V1 =  166,404
ton
0,8V1 = 133,123 Faktor Skala= t V V 1 . 8 , 0 = 5,614 Hasil analisis perpindahan ( displacement ) maksimum
pada masing-masing  lantai  seperti  tampak pada  Tabel  11.2.  untuk  arah  X  dan
Tabel 11.3 untuk arah Y.
Tabel 11.2.  Perpindahan (displacement)
struktur tanpa bresing arah X
Tabel 11.3.  Perpindahan (displacement) struktur tanpa bresing arah Y
12. KINERJA
12.1. Batas  Layan  Struktur  Tanpa Bresing
Batas  simpangan  antar  tingkat untuk  struktur  tanpa  bresing  dihitung sebagai berikut:
R 03 , 0 x H = 0,0141 m < 0,03 m,
maka dipakai 0,0141 m
Tabel 12.1. Kinerja batas layan struktur tanpa bresing arah X
Tabel 12.2. Kinerja batas layan struktur tanpa bresing arah Y
Secara  lengkap  analisis  kinerja batas layan struktur tanpa dinding geser ditampilkan  dalam  Tabel  12.1.    untuk arah X dan serta Tabel 12.2.  untuk arah Y.  Didapatkan kinerja batas layan tidak aman  baik  untuk  arah  X  maupun  arah Y. Kinerja  batas  layan tidak  memenuhi kriteria dalam SNI SNI 03-1726-2002.

## 12.2.   Kinerja Batas Ultimit Struktur Tanpa Bresing
Simpangan dan simpangan
antar-tingkat  memenuhi  persyaratan kinerja  batas  ultimit  struktur  gedung,
dalam  segala  hal  simpangan  antar-
tingkat  yang  dihitung  dari  simpangan struktur gedung tidak boleh
melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.  Secara  lengkap  analisis kinerja  batas  ultimit  ditampilkan  dalam Tabel  12.3.  untuk  arah  X  dan  serta Tabel 12.4.  untuk arah Y.
Tabel 12.3. Kinerja batas ultimit struktur tanpa bresing arah X
Tabel 12.4. Kinerja batas ultimit struktur tanpa bresing arah Y
Didapatkan  kinerja  batas  ultimit tidak  aman  baik  untuk  arah  X  maupun arah  Y.  Kinerja  batas  ultimit  tidak memenuhi  kriteria  dalam  SNI  SNI  03- 1726-2002.

## 13. ANALISIS  GEMPA  STATIS STRUKTUR  DENGAN BRESING
Berdasarkan analisis yang dilakukan  sebelumnya  pada  struktur tanpa  bresing  didapatkan  kinerja  batas layan  dan  batas  ultimit  struktur  tidak aman  untuk  arah  X  dan  arah  Y.  Untuk memperbaiki  kinerja  struktur  maka dilakukan  penambahan  elemen  bresing dengan  WF  200x200x12x12  seperti tampak pada Gambar 5.8. Mutu bresing yang  digunakan  menggunakan  kriteria ASTM-A36. Penempatan bresing ditempatkan  sedemikian  rupa  agar dapat  efektif  dalam  menahan  gaya gempa yang terjadi. Penempatan
bresing  seperti  tampak  pada  Gambar 13.1. Kemudian dilakukan analisis pada struktur  dengan  penambahan  elemen bresing.
Gambar 13.1. Lokasi penambahan bresing
13.1. Waktu Getar Bangunan  ( T )
T = 0,0488 x H 3/4 = 0,4615 detik
13.2.   Koefisien Gempa
C = 0,45.
Gambar 13.2.  Respons spektrum gempa wilayah gempa 3

## 13.3.  Faktor Keutamaan   (I)
Faktor  keutamaan  (I)  untuk struktur  gedung  rumah  sakit memiliki nilai 1,4 13.4.  Faktor Reduksi Gempa Maksimum   (R) Faktor reduksi gempa maksimum  (R)  struktur  dengan bresing adalah 6,4 13.5.  Gaya beban geser dasar nominal  statik  ekuivalen  V yang terjadi di tingkat dasar Gaya beban geser dasar nominal statik  ekuivalen  V  yang  terjadi  di tingkat dasar dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
t W R I C V . 1  = 300,08 ton
Nilai beban geser dasar nominal statik  ekuivalen  (V)  lebih  besar  jika dibandingkan  dengan  struktur  tanpa bresing.
13.6.  Beban  Gempa  Nominal  Statik Ekuivalen Fi
Beban-beban gempa nominal statik  ekuivalen  Fi  yang  menangkap pada  pusat  massa  lantai  tingkat  ke-i menurut persamaan :
V Z W Z W F n i i i j j i    1 . . Hasil perhitungan
beban gempa nominal statik ekuivalen Fi ditampilkan pada tabel 13.1.
Tabel 13.1. Hasil perhitungan gempa nominal statik ekuivalen Fi struktur dengan bresing

## 13.7.  Arah Pembebanan Gempa
Untuk mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang  terhadap  struktur  gedung, pengaruh  pembebanan  gempa  dalam arah  utama  harus  dianggap  efektif 100%  dan  harus  dianggap  terjadi bersamaan dengan pengaruh
pembebanan  gempa  dalam  arah  tegak lurus pada arah utama pembebanan tadi,
tetapi dengan efektifitas hanya 30%.

## 13.8.  Output Hasil Analisis
Berdasarkan analisis yang dilakukan  dengan  bantuan  program SAP  2000  diperoleh  rasio  partisipasi
massa  pada  analisis  gempa  statis  untuk struktur  dengan  penambahan  bresing pada  masing-masing  ragam  ( modal mass  participating  ratio )  dalam  arah tinjauan  gempa  seperti  tampak  pada Tabel  13.2.  rasio  partisipasi  massa untuk  mode-1  tidak  dominan  (<  80%) hal  ini juga menunjukkan struktur tidak beraturan dan mengalami rotasi.

## Tabel 13.2.  Rasio partisipasi massa ragam struktur dengan bresing
Dari  Tabel  13.2.  menunjukkan
sesuai dengan persyaratan dalam Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk  Struktur  Bangunan  Gedung  (SNI
03-1726-2002),  untuk  struktur  tidak beraturan  maka  harus  menggunakan analisis gempa dinamis.

## 14. ANALISIS GEMPA DINAMIS STRUKTUR  DENGAN BRESING
Gambar 14.1. Respon spektrum gempa rencana
Perhitungan  faktor  koreksi  spektrum respons gempa rencana sebagai berikut :
Faktor koreksi   = x g R I , dengan,
R = 6,4 (struktur dengan bresing), I = 1,4 untuk struktur rumah sakit, g
= 9,81 m/s2
Faktor koreksi   = x g R I = 2,1459
Berdasarkan  nilai  faktor  koreksi yang  telah  dihitung  sebelumnya  maka respon  spektrum  gempa  rencana  dapat dengan  mudah  dikalikan  faktor  koreksi seperti tampak pada Gambar 14.2.

## Gambar 14.2 Respon spektrum gempa rencana terkoreksi
Selanjutnya  dilakukan  analisis dengan  bantuan  program  SAP  2000 didapatkan  nilai  waktu  getar  alami seperti  pada  Tabel  5.15.  Selisih  antara waktu getar alami untuk masing-masing ragam ada  yang  melampaui  batas 15%, maka  menurut  persyaratan  Pasal  7.2.2 SNI  03-1726-2002  digunakan  metode SRSS  ( Square  Root  of  the  Sum  of Squares ) untuk kombinasi ragam.
. Tabel 14.1. Output waktu getar alami ( T )
Dari  analisis  dengan  bantuan program  SAP  2000  didapatkan  hasil sebagai berikut:
1. Tinjauan arah X Vt =   34,833 ton V1 = 349,179 ton ,  0,8V1= 279,343 Faktor Skala
=
t V V 1 . 8 , 0 = 8,020 2. Tinjauan arah Y Vt =   75,355 ton V1 =  349,179  ton  ,    0,8V1 = 279,343 ton
Faktor Skala = t V V 1 . 8 , 0 = 3,707 Analisis dilanjutkan dengan menggunakan  respon  spektrum  gempa rencana  terkoreksi  yang  sudah  dikali faktor  skala.  Hasil  analisis  perpindahan ( displacement ) maksimum pada masing-masing  lantai  seperti  tampak pada  Tabel  14.2.  untuk  arah  X  dan Tabel  14.3.  untuk  arah  Y.  Berdasarkan perpindahan  ( displacement )  struktur dengan  penambahan  bresing  tampak penurunan  perpindahan  yang  terjadi baik  untuk  arah  X  maupun  arah  Y  jika dibandingkan  dengan  struktur  tanpa bresing.
Tabel  14.2. Perpindahan (displacement)
arah X struktur dengan penambahan bresing
Tabel 14.3. Perpindahan (displacement) arah Y struktur dengan penambahan
bresing
Berdasarkan  perpindahan  ( displacement ) struktur  dengan  penambahan  bresing tampak  penurunan  perpindahan  yang terjadi  baik  untuk  arah  X  maupun  arah Y  jika  dibandingkan  dengan  struktur tanpa  bresing.    Selanjutnya  dilakukan analisis untuk  mengetahui  kinerja  batas layan  dan  batas  ultimit  struktur  dengan penambahan bresing pada struktur.

## 14.1.  Kinerja Batas Layan Struktur dengan Bresing
Batas  simpangan  antar  tingkat  untuk struktur  dengan  penambahan  bresing pada  kinerja  batas  layan  dihitung sebagai berikut:
Batas layan = R 03 , 0 x H = 0,0188 m < 0,03 m, maka dipakai 0,0188 m Secara  lengkap  analisis  kinerja  batas layan struktur dengan bresing ditampilkan  dalam  Tabel  14.4.  untuk arah X dan serta Tabel 14.5. untuk arah Y.
Tabel 14.4. Kinerja batas layan struktur dengan bresing arah X
Tabel 14.5. Kinerja batas layan struktur dengan bresing arah Y
Didapatkan  kinerja  batas  layan aman  hanya  untuk  arah  Y  sedangkan untuk arah X tidak aman. Kinerja batas layan  tidak  memenuhi  kriteria  dalam SNI SNI 03-1726-2002.

## 14.2.  Kinerja Batas Ultimit Struktur dengan Bresing
Simpangan  dan  simpangan  antar- tingkat dihitung dari simpangan struktur gedung  akibat  pembebanan  gempa
nominal,  dikalikan  dengan  suatu  faktor pengali ξ =  0,7  R.  Untuk  memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit
struktur  gedung,  dalam  segala  hal simpangan  antar-tingkat  yang  dihitung dari  simpangan  struktur  gedung  tidak boleh  melampaui  0,02  kali  tinggi tingkat  yang  bersangkutan.  Secara lengkap  analisis  kinerja  batas  ultimit ditampilkan  dalam  Tabel  14.6.    untuk arah X dan serta Tabel 14.7. untuk arah Y.

## Tabel 14.6. Kinerja batas ultimit struktur dengan bresing arah X
Didapatkan  kinerja  batas  ultimit  tidak aman  untuk  arah  X  dan  masih  aman arah  Y.  Kinerja  batas  ultimit  tidak memenuhi  kriteria  dalam  SNI  SNI  03- 1726-2002.
Tabel 14.7. Kinerja batas ultimit struktur dengan bresing  arah Y

## 15. ANALISIS GEMPA STATIS STRUKTUR DENGAN BRESING
ALTERNATIF 2 Berdasarkan analisis
yang dilakukan  sebelumnya  pada  struktur dengan  bresing  didapatkan  kinerja batas  layan  dan  batas  ultimit  struktur masih  tidak  aman  untuk  arah  X sedangkan untuk arah Y sudah aman.
Untuk memperbaiki kinerja struktur  maka  dilakukan  penambahan elemen  bresing  dengan  letak  yang berbeda  dengan  alternatif  sebelumnya seperti  tampak  pada  Gambar  5.13. Kemudian  dilakukan  analisis  kembali pada  struktur  dengan  penambahan elemen  bresing  alternatif  2.  Langkah dan  tahapan  analisis  yang  dilakukan sama  dengan  analisis  dengan  peng- gunaan  bresing  yang  sudah  dilakukan sebelumnya.
Gambar 15.1. Lokasi penambahan
bresing alternatif 2 Analisis  dilakukan  dengan  meng- gunakan respon spektrum gempa rencana  terkoreksi  yang  sudah  dikali faktor skala.
Tabel  15.1. Perpindahan (displacement) arah X struktur dengan penambahan
bresing alternatif 2 Analisis dilakukan dengan tahapan yang sama dengan penambahan bresing pada alternatif pertama.
Tabel 15.2. Perpindahan (displacement) arah Y struktur dengan penambahan bresing alternatif 2
Hasil  analisis  berupa  perpindahan
( displacement ) maksimum
pada
masing-masing  lantai  untuk  struktur dengan  bresing  alternatif  2,  seperti tampak  pada  Tabel  15.1  untuk  arah  X dan Tabel 15.2. untuk arah Y. Berdasarkan perpindahan ( displacement )  struktur  dengan  penam- bahan  bresing  alternatif  2  tampak penurunan  perpindahan  yang  terjadi baik  untuk  arah  X  maupun  arah  Y  jika dibandingkan  dengan  struktur  dengan bresing pada alternatif 1.
Selanjutnya  dilakukan  analisis  untuk mengetahui  kinerja  batas  layan  dan batas ultimit struktur dengan penambahan  bresing  alternatif  2  pada struktur. 15.1. Kinerja Batas Layan Struktur dengan Bresing Alternatif 2 Secara  lengkap  analisis  kinerja batas  layan  struktur  dengan  bresing alternatif  2  ditampilkan  dalam  Tabel 15.3.    untuk  arah  X  dan  serta  Tabel 15.4. untuk arah Y.
Tabel 15.3. Kinerja batas layan struktur dengan bresing alternatif 2 arah X
Tabel 15.4. Kinerja batas layan struktur dengan bresing alternatif 2 arah Y
Didapatkan  kinerja  batas  layan aman  baik untuk arah X  maupun untuk arah  Y.  Kinerja  batas  layan  struktur dengan  bresing  alternatif  2  memenuhi kriteria dalam SNI SNI 03-1726-2002.
15.2. Kinerja Batas Ultimit Struktur dengan Bresing Alternatif 2
Secara  lengkap  analisis  kinerja batas  ultimit  ditampilkan  dalam  Tabel 15.5.    untuk  arah  X  dan  serta  Tabel 15.6. untuk arah Y.
Tabel 15.5. Kinerja batas ultimit strukturdengan bresing alternatif 2 arah
X
Tabel 15.6. Kinerja batas ultimit struktur dengan bresing alternatif 2 arah Y
Didapatkan  kinerja  batas  ultimit dengan  bresing  alternatif  2  aman  untuk arah X dan arah Y. Kinerja batas ultimit
dengan  bresing  alternatif  2  memenuhi kriteria dalam SNI SNI 03-1726-2002.

## 16.   PEMBAHASAN
Berdasarkan  analisis  yang  telah dilakukan  sebelumnya  dapat  dibuat perbandingan  kinerja  batas  layan  baik untuk  struktur  tanpa  bresing  maupun dengan penambahan bresing alternatif 1 dan  alternatif  2.  Perbandingan  kinerja batas  layan  struktur  tanpa  bresing maupun  dengan  penambahan  bresing alternatif  1  dan  alternatif  2  arah  X seperti  tampak  pada  Gambar  16.1.  dan untuk  arah  Y  seperti  tampak  pada Gambar  16.2.  Terlihat  penambahan bresing  alternatif  1  masih  belum memenuhi  kriteria  batas  layan  arah  X. Kinerja  batas  layan  struktur  dengan bresing  alternatif  2  jauh  lebih  baik  jika dibandingkan struktur tanpa bresing.
Gambar 16.1. Perbandingan kinerja batas layan arah X struktur tanpa dan dengan bresing Hasil analisis yang telah dilakukan  menunjukkan  penambahan bresing  dengan  lokasi  yang  tepat (alternatif 2) dapat memperbaiki kinerja batas layan struktur secara signifikan. Kinerja  batas  layan  struktur  dengan panambahan  bresing  pada  alternatif  2 aman baik untuk arah X dan arah Y.
Gambar 16.2. Perbandingan kinerja batas layanarah Y struktur tanpa dan dengan bresing
Berdasarkan  analisis  kinerja  batas ultimit  yang  telah dilakukan  sebelumnya dapat  pula  dibuat  perbandingan  kinerja batas  ultimit  baik  untuk  struktur  tanpa bresing  maupun  dengan  penambahan bresing  alternatif  1  dan  alternatif  2. Perbandingan  kinerja  batas  ultimit struktur  tanpa  bresing  maupun  dengan penambahan  bresing  alternatif  1  dan alternatif  2  arah  X  seperti  tampak  pada Gambar  16.3.  dan untuk arah Y  seperti tampak pada Gambar 16.4.
Gambar 16.3. Perbandingan kinerja batas ultimit arah X struktur tanpa dan dengan bresing
Gambar 16.4. Perbandingan kinerja batas ultimit arah X struktur tanpa dan
dengan bresing
Pada  kinerja  batas  ultimit  arah X dengan penambahan bresing alternatif  1  masih  belum  memenuhi kriteria batas ultimit. Dengan merubah letak bresing menjadi alternatif  2    kriteria  batas  ultimit struktur menjadi aman dan memenuhi kriteria  dalam  SNI  SNI  03-1726- 2002.    Kinerja  batas  ultimit  arah  X dengan penambahan bresing alternatif 1  masih  belum  memenuhi  kriteria batas  ultimit.  Dengan  merubah  letak bresing  menjadi  alternatif  2    kriteria batas  ultimit  struktur  menjadi  aman dan  memenuhi  kriteria  dalam  SNI SNI  03-1726-2002.  Kinerja  batas ultimit arah Y baik dengan penambahan  bresing  alternatif  1 maupun alternatif 2 memenuhi kriteria  dalam  SNI  SNI  03-1726- 2002.  Kinerja  batas  ultimit  struktur dengan bresing alternatif 2 aman baik untuk  arah  X  maupun  arah  Y.  Hasil analisis yang telah dilakukan menunjukkan  penambahan  bresing alternatif 2 dapat memperbaiki kinerja batas.
16. KESIMPULAN DAN SARAN
16.1.  Kesimpulan 1. Kinerja batas layan dan batas ultimit struktur  tanpa  bresing  berdasarkan analisis gempa dinamis tidak memenuhi  kriteria  dalam  SNI  SNI 03-1726-2002. Struktur tanpa bresing  tidak  aman  baik  untuk  arah
X maupun arah Y. 2. Kinerja batas layan dan batas ultimit struktur dengan penambahan bresing  alternatif  1  tidak  aman untuk  arah  X  sedangkan  untuk  arah Y  sudah  aman.  Kinerja  batas  layan dan  batas  ultimit  struktur  dengan penambahan  bresing  alternatif  1 belum memenuhi kriteria dalam SNI SNI 03-1726-2002.
3. Kinerja batas layan dan batas ultimit struktur dengan penambahan bresing alternatif 2 aman untuk arah X  dan  arah  Y.  Kinerja  batas  layan dan  batas  ultimit  struktur  dengan penambahan  bresing  alternatif  2 sudah memenuhi kriteria dalam SNI SNI 03-1726-2002. 4. Kinerja struktur dengan penambahan  bresing  alternatif  2 jauh  lebih  baik  jika  dibandingkan struktur  tanpa  bresing  dan  struktur dengan penambahan bresing alternatif  1.  Penambahan  bresing dengan  lokasi  yang  tepat  dapat memperbaiki  kinerja  struktur  secara signifikan.
16.2.  Saran
Perlu dilakukan analisis dengan lokasi penempatan bresing yang berbeda  untuk  mengetahui  pengaruh letak  penambahan  bresing  terhadap kinerja struktur.
17. DAFTAR PUSTAKA
Badan  Standarisasi  Nasional.  2002. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan  Gedung  (SNI  03- 1726-2002). Jakarta.
Badan  Standarisasi  Nasional.  1989. Tata Cara Perencanaan Pembebanan    untuk  Rumah dan  Gedung  (SNI  03-1727-
1989). Jakarta.
Badan  Standarisasi  Nasional.  2002. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung  (SNI  03-1729-2002).
Jakarta.
Chen,  W.F  and  Lui,  E.M  (2006).
Earthquake  Engineering  For Structural Design, CRC Press.
Habibullah,  A.,  (2003), SAP  2000 Analysis  Reference  Manual. Computers  and  Structures,  Inc., Berkeley, California, USA
Maheri,  M.R.  dan  Akbari,  R.  2003. “Seismic  Behaviour  Factor,  R, For  Steel  X-Braced  and  Knee- Braced  RC  Buildings”.  Jurnal
Engineering Structures 25 (2003) 1505–1513 www.elsevier.com/locate/engstr uct.
Schodek,  Daniel  L.  1999. Struktur. Jakarta: Erlangga.
Schueller,  Wolfgang.  1998. Struktur
Bangunan Tingkat Tinggi. Bandung: PT ERESCO
Widodo.  2000. Respons  Dinamik Struktur  Elastik. Yogyakarta: UII Press.
Viswanath  K.G,  Prakash  K.B.,  dan
Anant  Desai.  2010. Seismic Analysis of Steel Braced Reinforced  Concrete  Frames. International  Journal  Of  Civil And  Structural  Engineering
Volume 1, No 1, 2010. http://ipublishing.co.in/ jcandsevol1no12010/ EIJCSE1010.pdf . Youssefa,  M.A.,  Ghaffarzadehb,  H., dan  Nehdia,  M.  2007. “Seismic Performance  of  RC  Frames With  Concentric  Internal  Steel Bracing”.  Jurnal  Engineering Structures 29 (2007) 1561–156. www.elsevier.com/locate/ engstruct.
Biodata Penulis :
Sri  Haryono ,  Jurusan  Teknik  Sipil  – FTSP ITB Bandung (1983), S2 Jurusan Teknik  Sipil  Konsentrasi  Struktur  – Fak.  Teknik  Sipil  dan  Lingkungan UGM  Yogyakarta  (2003),  Pengajar Program Studi Teknik Sipil-UTP.
Dian Arumningsih Diah Purnamawanti , Jurusan Teknik Sipil (1992) – FT-UTP, S2  Jurusan  Teknik  Sipil  Fak.  Teknik  –
UMS Surakarta (2006), Pengajar
Program Studi Teknik Sipil-UTP.