## Desain Struktur Gedung 24 Lantai, Dengan Sistem Bracing, Berbasis Gaya Menggunakan LRB (Lead Rubber Bearing)
Alfian Yudi Pradana Lepar1, Koespiadi2, Hendro Sutowijoyo3 Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Sipil, Universitas Narotama Surabaya
Jl. Arief Rahman Hakim No. 51 Surabaya
E-mail: alfianyudi.p@gmail.com

## ABSTRAKS
Salah satu upaya untuk mengurangi kerusakan akibat gempa adalah dengan menggunakan LRB ( Lead Rubber Bearing ). Oleh karena itu penggunaan teknologi Lead Rubber Bearing dalam mendesain gedung sangatlah diperlukan. Sistem ini akan mencegah struktur mengalami deformasi yang besar pada arah horizontal.  Penelitian  dilakukan  dengan  pemodelan  struktur  baja  yang  terdiri  dari  24  lantai  dengan menggunakan kolom profil WF ( Wide Flange ) dan balok profil WF. Metode berbasis gaya ini untuk memperkirakan  berapa  gaya  geser  saat  gempa  terjadi.  Dalam  mendesain  dan  menganalisis  struktur gedung digunakan bantuan software ETABS dan dilakukan perhitungan secara manual berdasarkan SNI 1726:2019  dan  SNI  1729:2015.  Hasil  yang  diperoleh  yaitu  peningkatan  periode  getar  struktur  pada penggunaan  sistem  lead  rubber  bearing  menjadi  2,946  detik  dan  simpangan  antar  lantai  yang  terjadi pada lantai 1 arah Y sebesar 1,769 mm, sedangkan struktur yang menggunakan sistem fixed base periode getar yang didapatkan adalah 2,866 detik dan simpangan antar lantai yang terjadi pada lantai 1 arah Y sebesar 0,71 mm.
Kata Kunci : lead rubber bearing, bangunan tahan gempa, berbasis gaya, struktur analisis

## 1. PENDAHULUAN
Berdasarkan prinsip Manajemen
Aset Infrastruktur  dan  Fasilitas,  bangunan  gedung  harus dirancang  sedemikian  rupa  sehingga  pengoperasian bisa  berjalan  dengan  selamat,  ekonomis,  efektif  dan efisien. Dalam bangunan gedung didalamnya terdapat komponen  infrastruktur  dan  komponen  fasilitasnya (Soemitro  &  Suprayitno  2018;  Suprayitno  & Soemitro 2018).
Penggunaan sistem seismic isolation merupakan metode  yang  baik  karena  dapat  meredam  energi gempa yang dapat membahayakan bangunan. Sistem seismic  isolation  ini  akan  memisahkan  struktur  dari komponen  horizontal  pergerakan  tanah  dengan menyisipkan  base  isolator  yang  memiliki  kekakuan horizontal relatif besar, antara struktur atas dan bawah (Kunde & Jangid, 2003).
Pemakain isolator pada bangunan akan memberbesar deformasi pada lantai dasar namun akan memperkecil perbedaan simpangan/deformasi tiap lantai, sehingga membuat  bangunan  bergerak  sebagai  satu  kesatuan struktur  yang  kaku  (rigid)  ketika  terjadi  gempa. Berdasarkan perhitungan
diperoleh bahwa perpindahan  lantai  dapat  direduksi  hingga  30  % (Ismail, 2012).
Dalam analisis ini dipakai lead rubber bearing dikarenakan jenis base isolator tersebut memiliki kapasitas redaman yang tinggi ( high damping capacity ), fleksibilitas horizontal (horizontal flexibility) dan kekakuan vertikal yang tinggi ( high vertical stiffness ) (Buckle et al, 2006).

## 2..     STUDI PUSTAKA
2.1. Parameter Percepatan Gempa
Parameter  Ss  (percepatan  batuan  dasar  pada perioda pendek) dan S1 (percepatan batuan dasar pada perioda  1  detik)  harus  ditetapkan  masing-masing  dari respons  spektral  percepatan  0,2  detik  dan  1  detik dengan kemungkinan 2  % terlampaui dalam 50 tahun (MCER, 2 % dalam 50 tahun).
S ms = F a S s (1) S m1 = F v S 1 (2)
2.2. Parameter percepatan spectral desain
Parameter  percepatan  spektral  desain  untuk periode  pendek, dan  pada  periode  1  detik, , harus ditentukan melalui perumusan berikut ini:
(3)
(4)
Gambar 1. Spektrum respons desain

## 2.3. Gaya lateral ekivalen
Berdasarkan SNI 1726-2019, Geser dasar seismic (V) dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan persamaan berikut ini. V = C s W t (5) Dimana : Cs =  Koefisien  respons  seismic  yang ditentukan Wt = Berat total gedung

## 2.4. Konsep base isolation
Konsep  dari  base  isolation  adalah  bagaimana memisahkan antara dasar bangunan yang berhubungan dengan  tanah  dan  struktur  bangunan  atas,  sehingga gerakan  tanah  tidak  langsung  ditransfer  ke  struktur bangunan  atas.  Pada  gempa  kuat,  isolator  dengan kekakuan  horizontal  yang  relatif  kecil,  akan menyebabkan  perioda  alamiah  bangunan  lebih  besar, (umumnya antara 2 s/d 3,5detik).

## Gambar 2. Hubungan percepatan gempa dengan waktu getar
3. METODE PENELITIAN
3.1. Analisis struktur Analisis struktur bangunan dilakukan
menggunakan program bantu ETABS dan dilakukan kontrol dengan batasan sesuai SNI 1726:2019.
3.2. Data teknis
Data bahan - Baja Modulus elastik baja = 200000 MPa Tegangan leleh baja = 290 MPa Tegangan sisa = 70 MPa Angka Poison = 0,3 MPa

## Data tanah
Data tanah meliputi data boring dan Nspt yang di dapat dari owner proyek yang dilaksanakan oleh konsultan penyelidikan. Data tanah yang digunakan sedalam 29 m

## Data gempa
Data gempa diambil sesuai dengan data tanah yang didapatkan yang berlokasi di Jl. Popoh, Ds Semambung, Wonoayu, Sidoarjo. Didapatkan nilai S s dan S 1 dari situs Puskim.
SS = 0.675 S1 = 0.266
Dimensi Balok Induk - Lantai 1 – 9 WF 500x300x16x18
- Lantai 10 – 18 WF 450x300x16x18
- Lantai 19 – 24 WF 350x250x16x22
Dimensi Kolom - Lantai 1 – 9 WF 1000x402x38x48
- Lantai 10 – 18 WF 800x300x34x46
- Lantai 19 – 24 WF 700x300x30x40

## Perencanaan Pondasi
Pondasi direncanakan menggunakan tiang pancang. Perhitungan daya dukung pondasi didasarkan pada Standart Penetration Test (SPT) terlampir dengan menggunakan persamaan Luciano Decourt (1982).
Spesifikasi tiang pancang yang digunakan: Diameter tiang : 800 mm Tebal tiang : 120 mm - Perhitungan daya dukung Didapat, Qp  = 67,025 T Qs  = 247,69 T Dimana, Qu = Qp + Qs (6) Qu  = 314,715 T - Daya dukung tiang pancang P ijin 1 tiang = (7) P ijin 1 tiang = 125,886 T n = 4 buah
Koefisien efisiensi Ce  = 0,9943
Dimensi Base Isolation Profil lead rubber bearing didapat dari brosur bridgeston.

## Tabel 1. Profil lead rubber bearing yang digunakan
Karakteristik Satuan Outer Diameter 700 mm Lead plug diameter 130 mm Fisrt Shape Factor 37,2 Second Shape Factor 3,46 Diameter of Flange 1000 Height 388,3 mm Weight 8,2 kN Compressive stiffness 2250 × 10 kN/m Initial stiffness 9,7 × 10 kN/m Post yield stiffness 0,746 × 10 kN/m Characteristic Strength 106 kN Shear stiffness 1,27 × 10 kN/m
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil output program bantu ETABS,
didapatkan berat struktur bangunan sebagai berikut

## Tabel 2. Berat struktur bangunan
Story UX UY kg kg Story24 1208,23 1208,23 Story23 1677,96 1677,96 Story22 1680,56 1680,56 Story21 1681,04 1681,04 Story20 1680,56 1680,56 Story19 1681,04 1681,04 Story18 1746,54 1746,54 Story17 1764,27 1764,27 Story16 1763,8 1763,8 Story15 1764,24 1764,24 Story14 1763,8 1763,8 Story13 1764,25 1764,25 Story12 1763,8 1763,8 Story11 1764,28 1764,28 Story10 1763,8 1763,8 Story9 1772,31 1772,31 Story8 1837,07 1837,07 Story7 1837,55 1837,55 Story6 1837,07 1837,07 Story5 1837,55 1837,55 Story4 1837,07 1837,07 Story3 1837,55 1837,55 Story2 1845,59 1845,59 Story1 1911,17 1911,17 Base 266,32 266,32 Total 42287,42 42287,42 4.1. Simpangan Antar Lantai
Berdasarkan SNI 1726:2019, didapatkan nilai
Cd = 4.
- Perpindahan antar lantai dapat dihitung
sebagai berikut : − (8) Didapatkan hasil : 7,347 - 7,034 = 0,313 - Perhitungan nilai batas ∆ < 0,02ℎ (9) - Perhitungan delta izin
∆ ! " 0,02ℎ (10) Dimana: = Perpindahan (mm) ∆
= Delta total (mm)
Tabel berikut ini merupakan hasil perhitungan simpangan antar lantai.

## Tabel 3. Simpangan antar lantai menggunakan fixed base arah X
Story Delta Total Delta xe Delta x Delta Izin Cek mm mm mm mm 24 8,22 0,144 0,576 60 OK 23 8,076 0,196 0,784 60 OK 22 7,88 0,246 0,984 60 OK 21 7,634 0,287 1,148 60 OK 20 7,347 0,313 1,252 60 OK 19 7,034 0,303 1,212 60 OK 18 6,731 0,282 1,128 60 OK 17 6,449 0,294 1,176 60 OK 16 6,155 0,314 1,256 60 OK 15 5,841 0,333 1,332 60 OK 14 5,508 0,352 1,408 60 OK 13 5,156 0,37 1,48 60 OK 12 4,786 0,388 1,552 60 OK 11 4,398 0,408 1,632 60 OK 10 3,99 0,431 1,724 60 OK 9 3,559 0,428 1,712 60 OK 8 3,131 0,44 1,76 60 OK 7 2,691 0,451 1,804 60 OK 6 2,24 0,458 1,832 60 OK 5 1,782 0,459 1,836 60 OK 4 1,323 0,444 1,776 60 OK 3 0,879 0,407 1,628 60 OK 2 0,472 0,319 1,276 60 OK 1 0,153 0,153 0,612 70 OK

## Tabel 4. Simpangan antar lantai menggunakan
fixed base arah Y Story Delta Total Delta ye Delta y Delta Izin Cek mm mm mm mm 24 39,429 0,819 3,276 60 OK 23 38,61 1,073 4,292 60 OK
22 37,537 1,262 5,048 60 OK 21 36,275 1,462 5,848 60 OK 20 34,813 1,598 6,392 60 OK 19 33,215 1,66 6,64 60 OK 18 31,555 1,594 6,376 60 OK 17 29,961 1,719 6,876 60 OK 16 28,242 1,812 7,248 60 OK 15 26,43 1,923 7,692 60 OK 14 24,507 2,005 8,02 60 OK 13 22,502 2,091 8,364 60 OK 12 20,411 2,158 8,632 60 OK 11 18,253 2,212 8,848 60 OK 10 16,041 2,296 9,184 60 OK 9 13,745 1,649 6,596 60 OK 8 12,096 1,723 6,892 60 OK 7 10,373 1,761 7,044 60 OK 6 8,612 1,817 7,268 60 OK 5 6,795 1,839 7,356 60 OK 4 4,956 1,872 7,488 60 OK 3 3,084 1,692 6,768 60 OK 2 1,392 0,682 2,728 60 OK 1 0,71 0,71 2,84 70 OK
Tabel  dibawah  adalah  tabel  simpangan  antar  lantai yang menggunakan system lead rubber bearing, Untuk perhitungan delta izin ( ∆ ! " )menggunakan perhitungan sebagai berikut: ∆ ! " 0,015ℎ (11) Tabel 5. Simpangan antar lantai menggunakan lead rubber bearing arah Y Story Delta Total Delta ye Delta y Delta Izin Cek mm mm mm mm 24 40,553 0,837 3,348 45 OK 23 39,716 1,086 4,344 45 OK 22 38,63 1,271 5,084 45 OK 21 37,359 1,467 5,868 45 OK 20 35,892 1,6 6,4 45 OK 19 34,292 1,661 6,644 45 OK 18 32,631 1,595 6,38 45 OK 17 31,036 1,718 6,872 45 OK 16 29,318 1,808 7,232 45 OK 15 27,51 1,918 7,672 45 OK 14 25,592 1,996 7,984 45 OK
13 23,596 2,083 8,332 45 OK 12 21,513 2,149 8,596 45 OK 11 19,364 2,203 8,812 45 OK 10 17,161 2,284 9,136 45 OK 9 14,877 1,652 6,608 45 OK 8 13,225 1,723 6,892 45 OK 7 11,502 1,76 7,04 45 OK 6 9,742 1,813 7,252 45 OK 5 7,929 1,839 7,356 45 OK 4 6,09 1,879 7,516 45 OK 3 4,211 1,72 6,88 45 OK 2 2,491 0,722 2,888 45 OK 1 1,769 1,769 7,076 52,5 OK
Dapat dilihat perbandingan simpangan antar lantai dari tabel dibawah ini terjadi penurunan.
Tabel 6. Perbandingan simpangan antar lantai penggunaan fixed base dengan lead rubber bearing
Ketinggian kombinasi Fixed Base LRB m mm mm 72,5 y 39,429 40,553 69,5 y 38,61 39,716 66,5 y 37,537 38,63 63,5 y 36,275 37,359 60,5 y 34,813 35,892 57,5 y 33,215 34,292 54,5 y 31,555 32,631 51,5 y 29,961 31,036 48,5 y 28,242 29,318 45,5 y 26,43 27,51 42,5 y 24,507 25,592 39,5 y 22,502 23,596 36,5 y 20,411 21,513 33,5 y 18,253 19,364 30,5 y 16,041 17,161 27,5 y 13,745 14,877 24,5 y 12,096 13,225 21,5 y 10,373 11,502 18,5 y 8,612 9,742 15,5 y 6,795 7,929 12,5 y 4,956 6,09 9,5 y 3,084 4,211 6,5 y 1,392 2,491 3,5 y 0,71 1,769
Gambar 3 Grafik Simpangan Antar Lantai Arah Y
Tabel 8. Perbandingan simpangan antar lantai penggunaan fixed base dengan lead rubber bearing
Ketinggian kombinasi Fixed Base LRB m mm mm 72,5 x 8,22 9,734 69,5 x 8,076 9,613 66,5 x 7,88 9,451 63,5 x 7,634 9,246 60,5 x 7,347 9,006 57,5 x 7,034 8,743 54,5 x 6,731 8,483 51,5 x 6,449 8,239 48,5 x 6,155 7,982 45,5 x 5,841 7,707 42,5 x 5,508 7,414 39,5 x 5,156 7,104 36,5 x 4,786 6,776 33,5 x 4,398 6,432 30,5 x 3,99 6,071 27,5 x 3,559 5,688 24,5 x 3,131 5,309 21,5 x 2,691 4,918 18,5 x 2,24 4,515 15,5 x 1,782 4,1 12,5 x 1,323 3,674 9,5 x 0,879 3,237 6,5 x 0,472 2,786 3,5 x 0,153 2,316

## Gambar 4 Grafik Simpangan Antar Lantai Arah X

## Periode getar
Dapat dilihat pada tabel 7, bahwa periode getar bangunan yang menggunakan base isolation akan meningkat
Tabel 7. Perioda getar Modal LRB (detik) Fixed base (detik) 1 2,946 2,866 2 2,457 2,043 3 2,088 2,009 4 1,016 0,991 5 0,842 0,705 6 0,722 0,695 7 0,601 0,586 8 0,481 0,406 9 0,418 0,401 10 0,409 0,399 11 0,318 0,303 12 0,314 0,273

## 5. KESIMPULAN
Dari analisis dan diskusi yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Penggunaan system  base  isolation akan memberikan  kekakuan  struktur  bangunan bagian  bawah  dan  juga  meningkatkan  periode getar struktur.
2. Terjadinya penurunan simpangan antar lantai.
3. Pemasangan bracing pada  bangunan  akan memperkecil  gaya  geser  yang  terjadi  pada kolom.

## PUSTAKA
American Institute of Steel Construction. 2010.
Ketentuan Seismik untuk Baja Struktural Bangunan. Budiono, Bambang. Lucky Supriatna. 2016. Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa dengan Menggunakan  SNI 03-1726-2002 dan RSNI 03-1726-201X. Bandung, ITB
Press. Dwiyanto, Efri. Bayzoni Eddy. Purwanto. 2017. Analisis Dinamik Struktur Bangunan Gedung yang Menggunakan Sistem Seismic Isolation Lead Rubber Bearing.
Universitas Lampung.
SNI 1726:201. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung.
SNI 1729:2015. Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktural
Tavio. Usman Wijaya. 2018. Desain Rekayasa Gempa Berbasis Kinerja. Edisi 2. Surabaya. Andi Publis