## EVALUASI PERBANDINGAN SIMPANGAN STRUKTUR SRPM AKIBAT PERMODELAN STRUKTUR YANG BERBEDA
Tondi Amirsyah Putera 1 , Ade Faisal 2 , Suprayetno 3 1,2,3 Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara
1 Surel : tondimt@gmail.com Diterima :10 Mei 2018; Disetujui : 25 Mei 2018

## ABSTRAK
Struktur  bangunan  bertingkat  rawan  terhadap  gaya  lateral,  terutama  akibat  gaya  yang  ditimbulkan oleh gempa. Indonesia juga termasuk ke dalam wilayah yang memiliki instensitas terjadi gempa yang tinggi.  Dalam  menghitung  struktur  bangunan  bertingkat  ada  2  cara,  yakni  dengan  sistem  rangka pemikul momen (SRPM) dan kombinasi SRPM dengan shear wall . Pada proses perencanaan umumnya dinding geser dimodelkan sebagai element solid pada program komputer. Pemakaian element solid ini akan memakan waktu analisa seiring dengan semakin bertambahnya tinggi bangunan. Dinding geser juga  dapat  dimodelkan  dengan element garis  ( line ).  Untuk  itu  studi  ini  bertujuan  membandingkan hasil yang diperoleh bila dinding geser dimodelkan sebagai element solid dan element garis. Pada studi ini  terdapat  3  pemodelan  struktur,  yaitu  1  model  strktur  tanpa  dinding  geser,  dan  2  model  truktur dengan dinding geser (model dinding geser solid element dan model dinding geser line element ).Semua input beban, tingkat kekakuan dan dimensi struktur adalah sama, yang berbeda hanyalah model shear wall yang  digunakan.  Gedung  ini  memiliki  tingggi  40  meter  (10  lantai),  tinggi  tiap  lantai  4  meter. Berdasarkan hasil analisis tersebut diperoleh bahwa terjadi perbedaan perioda getar, simpangan, gaya geser  dasar  dan  gaya-gaya  dalam  karena  pemodelan  sistem  struktur  penahan  gaya  geser  yang berbeda-beda.
Kata Kunci : Dinding Geser, Pemodelan Struktur, Simpangan

## ABSTRACT
The structure of multi-storey buildings are vulnerable to lateral force, especially due to the force created by the earthquake. Indonesia is also included in the territory which has instensitas an earthquake is high. In calculating the structure of multi-storey  buildings there are two ways, namely as moment  resisting frame system (MRF) and combination of MRF with shear wall. The development of science and technology has given rise to one of the solutions  to  improve  the  performance  of  high-level  structure,  namely  the  installation  of  shear  walls  to  add structural rigidity and absorbs shear forces along with the high structure. The goal of this studi is to determine the  difference  of  some  parameters  made  of  a  combination  of  structural  design  of  the  building  with  MRF  and MRF with shear wall. In this study, there are 3 modeling of structures, namely 1 models structure without shear walls,  and  two  models  of  structures  are  at  the  shear  wall  (solid  element  model  of  shear  walls  and  shear  wall model  line  element).  All  input  load,  stiffness  and  dimensional  structure  is  the  same,  just  different  shear  wall models used. This building has 40 meters (10 floors) of height, which is the height of each floor 4 meters. The results  of  the  analysis  indicates  that  the  significant  deviation  occurs  due  to  system  modeling  of  shear  wall  is different.
Keywords: Displacement, Shear Wall, Structure Modelling
1.   Pendahuluan Ilmu pengetahuan dan
penerapan teknologi dalam bidang
pembangunan konstruksi teknik sipil mengalami perkembangan  yang  pesat,  membuat  kita dituntut  untuk  lebih  produktif,  kreatif  dan inovatif,  terutama  dalam  hal  perancangan struktur.Salah satu kriteria dalam merencanakan  struktur  bangunan  bertingkat adalah  kekuatan,  kekakuan  serta  perilaku bangunan tinggi (Pawirodikromo, 2012).
Indonesia  merupakan  negara  yang  terus berkembang  pesat,  ini  berdampak  kepada pembangunan  di  berbagai  wilayah.Sejalan dengan perkembangan teknologi kontruksi saat ini, banyak struktur bangunan konstruksi yang telah  mengalami  perubahan.Sekarang  telah banyak  dibuat  bangunan-bangunan  bertingkat tinggi  dengan  model  struktur  yang  sangat rumit  dan  arsitektur  yang  sangat  indah.Tentu saja  untuk  mendesain  dan  membuat  struktur bangunan seperti itu tidaklah mudah.
Indonesia  merupakan  salah  satu  negara dengan  aktivitas  gempa  yang  tinggi.Hal  ini disebabkan lokasi Indonesia yang terletak pada pertemuan  empat  lempeng  tektonik  utama yaitu Lempeng Eurasia, Indo-Australia, Pasifik, dan Filipina.Pertemuan lempeng-lempeng tersebut  mengakibatkan  mekanisme  tektonik dan  kondisi  geologi  Indonesia  mengakibatkan seringnya terjadi gempa.  Hal ini menyebabkan gedung  mengalami  simpangan  lateral  ( drift ) dan  apabila  simpangan  lateral  ( drift )  ini melebihi  syarat  aman  yang  telah  ditetapkan oleh  peraturan  yang  ada  maka  gedung  akan mengalami  keruntuhan.  Untuk  mengatasi  hal tersebut  beberapa  elemen  dari  sebuah  struktur harus  didesain  sedemikian  rupa  sehingga mampu  menahan  gaya-gaya  lateral  (beban gempa) yang terjadi (Hasan dan Astira 2013).
Ada  beberapa  cara  yang  dapat  dilakukan untuk menahan gaya lateral dari beban gempa antara  lain:  (a)  Pemasangan  dinding  geser ( shearwall )  pada  struktur;  (b)  Perbesaran dimensi  kolom  dan  balok;  (c)  Penambahan pengakuan  lateral  ( bracing )  pada  elemen struktur portal.
Salah  satu  solusi  yang  digunakan  untuk meningkatkan  kinerja  struktur  bangunan tingkat  tinggi  adalah  dengan  pemasangan dinding  geser  ( shearwall ).Atas  dasar  solusi tersebut,  maka  penelitian  ini  dimaksudkan
untuk  membandingkan  besarnya  simpangan struktur  rangka  pemikul  momen  dengan dinding geser, akibat pemodelan struktur yang berbeda.Struktur dapat dikatakan aman apabila nilai  simpangan  lateralnya  tidak  melampaui kinerja  batas  layan  gedung  dan  kinerja  batas ultimit .

## 2. Kajian Pustaka

## 2.1 Dinding Geser ( Shear Wall )
Dinding  geser  merupakan  dinding  yang dirancang  untuk  menahan  gaya  geser,  gaya lateral  akibat  gempa  bumi.  Dinding  geser  juga merupakan  elemen-elemen  vertikal  sebagai sistem penahan gaya horizontal. Dinding geser harus  diletakkan  pada  tiap  tingkat  struktur tanpa  spasi  (menerus).Dinding  geser  lebih efisien  apabila  bentuknya  lurus  vertikal  dan didukung  oleh  pondasi  dinding.  Apabila dinding  geser  tidak  lurus,  maka  bagian  lain gedung  akan  membutuhkan  penambahan kekuatan.
Dinding  geser  harus  memberikan  kekuatan lateral  yang  dibutuhkan  untuk  menahan  gaya gempa horizontal. Apabila dinding geser cukup kuat,  ia  akan  memindahkan  gaya-gaya horizontal  ini  pada  elemen  berikutnya  pada bagian  muatan  dibawahnya.  Komponen- komponen lain boleh jadi selain dinding geser, lantai,  pondasi  tiang  dan  pelat.  Dinding  geser juga  memberikan  kekakuan  lateral  untuk mencegah  atap  dan  lantai  atas  dari  goyangan kesamping yang berlebihan. Jika dinding geser cukup  kaku,  ia  akan  mencegah  lantai  dan rangka atap dari gerakan pendukungnya.
Gambar  1.  Gaya-Gaya  Yang  Bekerja  Pada  Dinding Geser(Yuliari dan Suhelda, 2008)

## 2.2 Fungsi Dinding Geser
Menurut  (Yuliari  dan  Suhelda,  2008)  fungsi dinding  geser  ada  2,  yaitu  sebagai  kekuatan dan  kekakuan,  artinya: Pertama ,  kekuatan.
Dinding  geser  harus  memberikan  kekuatan lateral  yang  dibutuhkan  untuk  menahan  gaya gempa horizontal. Apabila dinding geser cukup kuat,  dinding  akanmemindahkan  gaya-gaya horizontal  ini  pada  element  berikutnya  pada bagian  muatan  dibawahnya.  Komponen- komponen  lain  pada  muatan  ini  boleh  jadi selain  dinding  geser,  lantai,  pondasi,  dinding bata  dan  pelat. Kedua ,  Kekakuan.  Dinding geser juga memberikan kekakuan lateral untuk mencegah  atap  dan  lantai  atas  dari  goyangan arah  horizontal  yang  berlebihan.  Jika  dinding geser  cukup  kaku,  dinding akan  mencegah lantai dan rangka atap dari gerakan horizontal.

## 3.   Metodologi
3.1   Pemodelan Dan Idealisasi Struktur
Pada  penelitian    ini  pemilihan  jenis analisa yang digunakan yaitu prosedur analisis respon  spektrum.  Struktur  gedung  memiliki tinggi  40  meter,  dengan  tinggi  antar  lantai  4 meter  dan  gedung  menggunakan  Sistem Rangka Pemikul Momen  Menengah (SRPMM). Respon spektrum yang digunakan pada daerah kota  Medan  mengacu  pada  SNI  1726:2012 dengan jenis tanah sedang.
Semua  model  simetris  beraturan  dengan sisi  lebar  dan  panjang  sama,  yaitu  17  meter. Tinggi  setiap  lantai  gedung  adalah  4  meter, dengan jumlah lantai
sebanyak 10 lantai.Gedung  yang  pertama  ini  dimodelkan tanpa  dinding  geser,  model  kedua  dengan dinding  geser solid  element ,  dan  model  yang ketiga dengan dinding geser
line element. Berdasarkan  data  di  atas  dapat  dilihat ketiga  gambar  pemodelan  gedung  pada Gambar 2 sebagai berikut.
(a)
(b)

## (c)
Gambar 2.Bentuk Tipikal Model Struktur (A) Model 1  SRPMM  (B)  Model  2  Dinidng  Geser Solid (C) Model 3 Dinding Geser Line

## 3.2  Data Perencanaan Struktur
Adapun  data  perencanaan  struktur  adalah  (a) Jenis  portal  struktur  gedung  beton  bertulang; (b)  Fungsi  gedung  perkantoran;  (c)  Gedung terletak  di  Provinsi  Sumatera  Utara  (Medan); (c)  Gedung  didesain  berdasarkan  SRPMM (Struktur Rangka Pemikul Momen Menengah); (d)  Kuat  tekan  beton  yang  digunakan f ‟ c =  30
MPa; (e) Kuat leleh baja tulangan fy = 390 MPa; (f) Direncanakan jenis tanah sedang (SD ).

## 3.3  Pembebanan Pada Balok Struktur
Semua input beban  area  pada  balok struktur,  baik  beban  mati,  beban  hidup, maupun beban tambahan yang tertumpu pada balok  dijadikan  sebagai  beban  merata  “q eq ” (kg/m’)  pada  balok  dengan  metode  amplop.. Nilai  beban  tersebut  sengaja  diubah  menjadi beban
q eq dengan metode amplop dimaksudkan  untuk  mempermudah  analisa pada  SAP2000  dan  mempercepat  proses analisa.  Adapun  hasil  persamaan  yang  dibuat untuk menurunkan rumus beban area (kg/m 2 ) menjadi beban merata q eq (kg/m’) dapat dilihat pada Gambar 3 dibawah ini.
Gambar  3.  Penyaluran  Beban  Pelat  Lantai  Ke  Balok Dengan Metode Amplop
Pada  Gambar  3  menjelaskan  prinsip penyaluran beban pelat lantai ke balok dengan menggunakan  metode  amplop.Metode  ini dibuat  untuk  mendapatkan  nilai  pembebanan pada tiap masing-masing balok, di mana beban segi  tiga  dan  trapesium  diturunkan  dengan beberapa  rumus,  sehingga  didapatkan  suatu persamaan  rumus  beban  garis “ q eq ” (kg/m’).
Adapun  metode  ini  dimaksudkan  untuk mempercepat  proses Run  Analysis pada SAP2000.
Berikut  gambar  4  dan  gambar  5 menampilkan  hasil  persamaan  penurunan rumus beban amplop menjadi beban garis:
Gambar  4.Perubahan  Beban  Segi  Tiga  Ke  Beban Garis
Berdasarkan  penurunan  rumus  beban,  untuk beban merata segi tiga (kg/m’), menjadi beban garis q eq (kg/m’), maka didapatkan Persamaan 1 di bawah ini:
𝑞𝑒𝑞 = 2 3 . 𝑞 kN m (1)
Berdasarkan  rumus  diatas  dipakailah  nilai  qeq sebagai input beban ke balok, oleh SAP2000 .
Gambar  5.Perubahan  Beban  Trapesium  Ke  Beban Garis
Berdasarkan  penurunan  rumus  beban,  untuk beban  merata  trapesiuma  (kg/m’),  menjadi beban  garis q eq (kg/m’),  maka  didapatkan Persamaan 1 di bawah ini:
𝑞𝑒𝑞 = 3. 𝑞 + 𝑞 . 𝐿 1 2 3 . 𝐿
2 2 kN m (2)
Berdasarkan  rumus  diatas  dipakailah nilai  qeq  sebagai  input  beban  ke  balok,  oleh SAP2000.
4 Hasil dan Pembahasan
4.1  Perbandingan Gaya Geser Pada Struktur
Berdasarkan  SNI  1726:2012,  nilai  akhir dinamik  struktur  gedung  tergantung  oleh massa beban gravitasi terhadap sistem struktur akan  mempengaruhi  besar  gayageser  yang bekerja  terhadap  struktur.  Untuk  itu  akan diperlihatkan  perbedaan  dari  setiap  model akibat  pengaruh  sistem  model  pada  Tabel  1 dibawah ini.
Tabel 1.  Gaya Geser Dasar Nominal Hasil Analisis Ragam Respon Spektrum Model 1.
Tabel 2.  Gaya Geser Dasar Nominal Hasil Analisis Ragam Respon Spektrum Model 2.
Tabel 3.  Gaya Geser Dasar Nominal Hasil Analisis Ragam Respon Spektrum Model 3.
Dapat  terlihat  bahwa  dengan  sistem  struktur dinding  geser  gaya  geser  gempa  dapat  turun berkisar  13%  dari  setiap  arah  dari  struktur system  struktur  SRPMM,  dan  untuk  sistem dinding geser solid terhadap dinding geser line dapat  perbedaan  sekitar  0,5%.  Dengan
demikian  system  solid  dan  line  tidak  jauh berbeda,  pendekatan  dinding  geser  dengan system  line  masih  dimungkinkan  untuk digunakan.

## 4.2  Perbandingan  Gaya  Geser  Gedung Perlantai
Pada  gambar  dibawah  ini  ditampilkan perbandingan  gaya  geser  dari  pemodelan gedung  yang  berbeda  yang  bekerja  pada  tiap lantai gedung.
(a)
(b)
TABLE:  Base Reactions
Output
Case Case Type Step Type Global FX Global FY Global FZ Text Text  Text KN KN KN GEMPA X Lin Resp Spec Max 1826 547,8 3,74E-12 GEMPA Y Lin Resp Spec Max 547,8 1826 1,25E-12
TABLE:  Base Reactions
Output Case Case Type Step Type Global FX Global FY Global FZ Text Text  Text KN KN KN GEMPA X Lin Resp Spec Max 1612,748 483,826 3,92E-10 GEMPA Y Lin Resp Spec Max 483,825 1612,751 9,09E-10
TABLE:  Base Reactions
Output Case Case Type Step Type Global FX Global FY Global FZ Text Text  Text KN KN KN GEMPA X Lin Resp Spec Max 1604,929 481,479 2,89E-12 GEMPA Y Lin Resp Spec Max 481,479 1604,929 8,17E-12
(c)
Gambar  6.  Diagram  Gaya  Geser  Terhadap Ketinggian  Gedung  (A)  Model  1  (B) Model 2 dan (C) Model 3
Dari gambar diagram perbandingan gaya geser diatas,  dapat  dilihat  bahwasannya  gaya  geser terbesar pada shear wall solid element (Model 2), selanjutnya  model shear  wall  line  element dan yang  paling  kecil  gaya  gesernya  adalah  pada Model 1, struktur portal tanpa dinding geser.
Perbedaan  gaya  geser  yang  terjadi  pada ketiga model diatas diakibatkan oleh berbedanya  massa/berat  struktur  itu  sendiri. Semakin berat massa struktur bangunan, maka semakin  besar  pula  gaya  geser  yang  bekerja. Massa/berat sendiri struktur bangunan tersebut  juga  akan  berpengaruh  kepada perioda  getar  struktur.  Semakin  kaku  struktur bangunan,  maka  perioda  getar  struktur semakin  kecil  dan  memiliki  frekwensi  yang semakin tinggi, begitu juga sebaliknya.

## 4.3Perbandingan Simpangan
Kinerja  batas  layan  struktur  gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat pengaruh  gempa  rencana,  yaitu  untuk membatasi  terjadinya  pelelehan  baja  dan peretakan  beton.Pada  Gambar  dibawah  ini ditampilkan  nilai  simpangan  untuk  setiap model struktur.
Gambar  7.  Diagram  Perbandingan  Simpangan (Model 1, 2, dan 3) Dari Gambar diagram perbandingan
simpangan  diatas,  dapat  dilihat  bahwasannya simpangan  terbesar  pada  struktur  Model  1 , yaitu 14,08 cm, selanjutnya Model 3, yaitu 11,33 cm dan yang paling kecil simpangannya adalah pada Model 2, yaitu 10,16 cm. Perbedaan besar simpangan ini terjadi karena berbedanya model penahan  gaya  lateral  pada  struktur  tersebut. Pada  model  gedung  1,  kekakuan  leteral struktur  gedung  di  topang  oleh  balok  dan kolom  saja,  pada  Model  gedung  2  dan  3 kekakuan  lateral  struktur  gedung  ditopang sebagian  besar  oleh  dinding  geser  sehingga lebih kaku, tetapi pemodelan dinding geser ini juga  menyebabkan  berbedanya  kekakuan struktur  dan  besar  simpangannya.  Dinding geser solid  element adalah  pemodelan  dinding geser  dengan  menggunakan element  shell  thin pada  SAP2000,  sedangkan  dinding  geser line element adalah  pemodelan  dinding  geser dengan  menggunakan element  frame /kolom pada SAP2000   yang  diperlebar  menyerupai dinding.

## 5. Simpulan
Dari  hasil  analisa  yang  telah  dilakukan  pada ketiga  model  struktur,  model  struktur  tanpa dinding  geser  (Model  1),  model  struktur solid element (Model 2) dan model line element (Model 3),  maka  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa akibat  perbedaan  cara  pemodelan  elemen struktur  maka  akan  terjadi  perbedaan  pada perioda  getar  struktur,  gaya  geser  dasar  dan gaya-gaya  dalam.  Perbedaan  juga  terjadi  pada lamanya  waktu  run  analysis  pada  program analisa  struktur.  Perbedaan-perbedaan  ini terjadi  diakibatkan  oleh  perbedaan  model sistem pengaku.

## Daftar Pustaka
Badan  Standarisasi  Nasional.  2012. Tata  Cara Perencanaan  Ketahanan  Gempa  Untuk Struktur  Bangunan  Gedung  dan  Non
Gedung SNI 1726:2012 , Jakarta, Departemen Pekerjaan Umum.
Hasan,  A  dan  Astira,  I.F.  (2013). Analisis Perbandingan Simpangan Lateral Bangunan  Tinggi  Dengan  Variasi  Bentuk dan  Posisi  Dinding  Geser.  Studi  Kasus: Proyek  Apartemen  The  Royale  Springhill Residences .  Palembang.  Program  Studi Teknik Sipil, Universitas Sriwijaya. Pawirodikromo,  W.  (2012). Seismologi  Teknik  &
Rekayasa Kegempaan . Yogyakarta .Universitas Islam Indonesia
Standar  Nasional  Indonesia.2002.
Tata  cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung. Bandung.
Departemen Pekerjaan Umum. Yuliari,  E.  dan  Suhelda.  (2008). Evaluasi Perbandingan  Konsep  Desain  Dinding Geser  Tahan  Gempa  Berdasarkan  SNI Beton. Laporan  Tugas  Akhir.  Bandung: Program Studi Teknik Sipil, ITB