CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil 2(2): 47-58
ISSN 2776-463X

## DESAIN STRUKTUR BANGUNAN TAHAN GEMPA DENGAN BENTUK TIDAK BERATURAN HORIZONTAL (Studi Kasus Bangunan Di Morotai)

## Ardianto
1 Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Universitas Khairun Jalan Jusuf Abdulrahman Kampus II Gambesi Kota Ternate Selatan, Indonesia
ardy22kantofy@gmail.com

## Abstrak
Desain Struktur bangunan tahan gempa dimulai dengan perhitungan dimensi elemen struktur (Balok, Pelat dan Kolom),  pembebanan,  analisa  sruktur,  desain  penulangan  balok,  pelat  dan  kolom,  pengecekan  kekuatan  eleman balok,  pelat  dan  kolom.Berdasarkan  hasil  desain  dimensi  penampang  diperoleh  dimensi  balok  25  cm  x  40  cm, dimensi  kolom  40  cm  x  40  cm  dan  dimensi  pelat  11  cm  dan  hasil  desain  penulangan  penampang  yaitu  balok diperoleh  tulangan  lentur  untuk  daerah  tumpuan  4D16  (atas)  dan  2D16  (bawah)  sedangkan  untuk  daerah lapangan 2D16 (atas) dan 4D19 (bawah) dan tulangan geser untuk daerah tumpuan 2Ø10-100 sedangkan untuk daerah lapangan 2Ø10 -140, kolom diperoleh tulangan utama 12D19 dipasang di semua sisi kolom dan tulangan geser untuk  derah lapangan 2Ø10-100 sedangkan untuk daerah lapangan 2Ø10-150, dan pelat tulangan yang digunakan  adalah  tulangan  polos  dengan  diameter  tulangan  12  mm.  Jarak  tulangan  pelat  adalah  200  mm. Dimana momen terfaktor (Mu) tidak lebih besar dari momen kekuatan penampang.
Kata kunci — balok, pelat, kolom, penulangan

## PENDAHULUAN
Perkembangan penduduk saat ini sangat pesat, sehingga kebutuhan akan infrastruktur gedung semakin meningkat, sementara ketersedian lahan tetap. Oleh karena itu pembangunan gedung bertingkat  menjadi  pilihan,  baik  diperuntukkan  sebagai  bangunan  pemerintah  seperti perkantoran  dan  rumah  sakit,  maupun  sebagai  investasi  swasta  seperti  pusat  perbelanjaan, mall,  apartemen  dan  lain  lain.  Dengan  ketersediaan  lahan  yang  terbatas  maka  dalam perencaaan  bangunan  tinggi  bentuk  ketidakberaturan  baik  vertikal  maupun  horisontal  tidak dapat dihindari.Dengan bentuk yang tidak beraturan ini tentunya akan berimplikasi terhadap beban  gempa.  Pengaruh  gaya  gempa  akan  berbeda  jika  diaplikasikan  terhadap  bangunan beraturan dan tidak beraturan. Kinerja struktur yang dihasilkan untuk gedung tidak beraturan akan  berbeda  dengan  gedung  beraturan  untuk  intensitas  beban  yang  sama,  misalnya  jika dibandingkan  terhadap  simpangan (displacement) simpangan  antar  lantai (drift) ,  dan penulangannya.  Pada  peraturan  perencanaan  ketahanan  gempa  berdasarkan  SNI  1726-2012 diatur  mengenai  ketidakberaturan  struktur,  yaitu  ketidakberaturan  vertikaldanhorizontal. ketidakberaturan  vertikal  ditetapkan  berdasarkan  arah  sumbu  xz  atau  yz  sedangkan ketidakberaturan horizontal ditetapkan berdasarkan kepada ketidakberaturan arah sumbu xy.
Syarat katidakberaturan horizontal dari suatu struktur bangunan adalah didefenisikan seperti pada tabel 1.
ISSN 2776-463X
Tabel 1 Ketidakberaturan horizontal sistem struktur No Tipe dan Penjelasan Ketidakberaturan 1a Ketidakberaturan torsi. Didefinisikan ada jika simpangan antar lantai tingkat maksimum, di sebelah ujung struktur melintang terhadap sumbu lebih dari 1,2 kali simpangan antar lantai tingkat rata-rata di kedua ujung struktur 1b Ketidakberaturan torsi berlebih. Didefinisikan ada jika simpangan antar lantai tingkat maksimum, torsi yang dihitung termasuk tak terduga, di sebuah ujung struktur melintang terhadap sumbu lebih dari 1,4 kali simpangan antar lantai tingkat rata-rata di kedua ujung struktur 2 Ketidakberaturan sudut dalam. Didefinisikan ada jika kedua proyeksi denah struktur dari sudut dalam lebih besar 15% dimensi denah struktur dalam arah yang ditentukan 3 Ketidakberaturan diskontinuitas diafragma. Didefinisikan ada jika terdapat diafragma dengan diskontinuitas atau variasi kekakuan mendadak, termasuk yang mempunyai daerah terpotong atau terbuka lebih besar dari 50% daerah diafragma bruto yang melingkupinya, atau perubahan kekakuan diafragma efektif lebih dari 50% dari suatu tingkat ke tingkat selanjutnya 4 Ketidakberaturan pergeseran melintang terhadap bidang. Didefinisikan ada jika terdapat diskontinuitas dalam lintasan tahanan gaya lateral, seperti pergeseran melintang terhadap bidang elemen vertikal 5 Ketidakberaturan sistem nonpararel. Didefinisikan ada jika elemen penahan gaya lateral vertikal tidak pararel atau simetris terhadap sumbu-sumbu orthogonal utama sistem penahan gaya seismik

## Sumber: (SNI 1726, 2012)
Fenomena diatas juga dialami di Ternate, akibat keterbatasan lahan maka pemilihan struktur gedung berlantai menjadi pilihan. Dalam peta kegemapaan wilayah ini termasuk daerah gempa, pada  rentang  waktu  2014 –  2020  terjadi  gempa  dengan  skala  >5,0  MM  (Usmat  I,  Imran,  & Sultan, 2019)(Mangoda, Sultan, & Imran, 2019). Berdasarkan uraian tersebut, maka tulisan ini membahas  desain  gedung  tidak  beraturan  horizontal  yang  ada  di  wilayah  Ternate  dengan mengacu ke SNI 1726-2012.

## Analisis Pembebanan Gempa Statik Ekivalen
Geser Dasar Seismik 𝑉 =   𝐶  𝑊 (1) Di mana
Cs  = koefisienresponsseismik. W  = adalah beratseismikefektif.

## BeratSeismik Effektif
Berat  seismik  efektif  struktur ( W) harus menyertakan  seluruh   beban  mati  dan beban lainnya yangterdaftardibawah ini:
ISSN 2776-463X
1. Dalam  daerah  yang  digunakan  untuk penyimpanan:minimumsebesar25% beban hidup lantai (beban hidup lantai digarasipublik dan strukturparkiran terbuka, sertabebanpenyimpananyangtidakmelebihi 5%dariberatseismik efektifpadasuatu lantai,tidakperlu disertakan).
2. Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai diambil sebagai yang terbesar di antara besar partisan aktual atau berat daearah lantai minimum sebesar 0,48 kN/m 2 .
3. Berat operasi total dari peralatan yang permanen.
4. Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis lainnya
Perhitungan Koefisien Respons Seismik
𝐶 = ⁄ (2)
𝐶 = (3)
𝐶 = 0,044 𝑆 𝐼 ≥ 0,01 (4)
𝐶 = , ⁄ (6)
Dengan:
𝑆 = parameter percepatan spektrum respons desain pada periode pendek 0,2 detik
𝑅 = faktor modifikasi respons 𝐼 = faktor keutamaan
T     = periodafundamentalstruktur(detik)\
S1   = Parameter percepatan spektrum respons maksimum
Periode Fundamental
𝑇 =   𝐶 ℎ
(7)
dengan ℎ ketinggian struktur (dalam meter) di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur, sedangkan koefisien 𝐶 dan 𝑥 ditentukan dari tabel 2.
Tabel 2. Nilai Parameter Periode Pendekatan 𝐶 Dan 𝑥 (SNI 1726, 2012) Tipe Struktur C t x
Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100% gaya seismik yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa: Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,80 Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,90 Rangka baja dengan bracing eksentris 0,0731 0,75 Rangka baja dengan bracing 0,0731 0,75
ISSN 2776-463X
terkekang terhadap tekuk Semua struktur lainnya 0,0488 0,75 Distribusi Gaya Gempa
𝐹 = 𝐶  𝑉 (8)
𝐶 = ∑ (9)
dengan: C vx =  faktor distribusi vertikal V = gaya geser dasar seismik W x, W i = bagian berat seismik efektif total struktur ( 𝑊 ) yang dikenakan pada tingkat 𝑖 h x , h y = tinggi dari dasar sampai tingkat 𝑖 atau x
k =  eksponen yang terkait dengan periode struktur, ditentukan sebagai berikut:
k=1, untuk struktur dengan 𝑇 ≤ 0,5 detik k=2, untuk struktur dengan 𝑇 ≥ 0,5 detik k=1, atau dilakukan interpolasi linier antara 1 dan 2, untuk 0,5 < 𝑇 < 2,5

## Analisis pembebanan gempa spektrum respons

## Parameter Respons Ragam
Nilaiuntuk  masing-masing  parameter  desain  terkaitgayayang  ditinjau,  termasuk simpanganantarlantai  tingkat,gayadukung,dan  gayaelemenstruktur  individuuntuk  masing- masingragamresponsharusdihitung menggunakanpropertimasing-masing ragamdan spektrumresponsdidefinisikandalamSNI1726-2012dibagi  dengan  kuantitas  ( R / I ).  Nilaiuntuk perpindahandankuantitas simpanganantarlantai harusdikalikan dengan kuantitas( Cd / I ).

## Parameter Respons Terkombinasi
Nilai  untuk  masing-masing  parameter  yang  ditinjau,  yang  dihitung  untuk  berbagai  ragam, harus dikombinasikan menggunakan metoda akar kuadrat jumlah kuadrat (SRSS) atau metoda kombinasi kuadrat lengkap (CQC), sesuai dengan SNI 1726.
a. CQC ( Complete Quadratic Combination )
Jika struktur gedung memiliki waktu getar alami yang berdekatan atau selisih nilainya kurang dari 15%,
b. SRSS  ( Square  Rot  Of  The  Sum  Of  Squares )  Jika  struktur  gedung  memiliki  waktu  getar alami yang berjauhan.

## Skala gaya
Bila  periode  fundamental  yang  dihitung  melebihi  C u T a ,  makaC u T a harus  digunakan  sebagai pengganti dari T dalam arah itu. Kombinasi respons untuk geser dasar ragam (V t ) lebih kecil 85%  dari  geser  dasar  yang  dihitung  (V)  menggunakan  prosedur  gaya  lateral  ekivalen,  maka gaya harus dikalikan 0,85 𝑉/𝑉 .
ISSN 2776-463X

## METODE PENELITIAN
Data Gedung
a. Struktur berlokasi di Kabupaten Pulau Morotai b. Dengan asumsi jenis tanah adalah tanah sedang
c. Struktur yang digunakan adalah struktur beton bertulang
d. Jenis bangunan hotel
e. Sistem struktur digunakan struktur rangka pemikul momen khusus (SRPMK)
Gambar 1. Denah gedung tidak beraturan
CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil 2(2): 47-58
ISSN 2776-463X
Gambar 2. Denah gedung  beraturan

## Data Bahan
a. Mutu beton 30 MPa
b. Mutu baja tulangan utama 420 MPa
c. Mutu baja tulangan Sengkang 240 MPa

## Pembebanan
. Beban yang biasa diperhitungkan ada dua jenis beban yaitu beban statik dan dinamik.
1. Beban statik Beban statik adalah beban yang arah kerjanya tetap dan besarnya tetap, misalnya beban mati atau berat sendiri strukur.
2. Beban dinamik
Beban  dinamik  adalah  beban  yang  arah  kerjanya  tidak  tetap  dan  besarnya  pula  tidak tetap, misalnya beban gempa.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Dimensi Balok
Hasil dimensi balok dan kolom ditunjukkan pada tabel 3 dan tabel 4. Tebal pelat untuk pelat atap dan lantai digunakan 11 cm.
Tabel3 Dimensi balok hasil desain Balok hmin (cm) hrencana (m) bmin (cm) brencana (m) B1 22 40 24 25 B2 19 40 24 25 B3 22 40 24 25 B4 19 40 24 25 Sumber: hasil desain Tabel 4 Dimensi kolom hasil desain Kolom H min (cm) hrencana (m) Lantai 1 40 40 Lantai 2 40 40 Lantai 3 40 40 Lantai 4 40 40 Lantai 5 40 40 Sumber: hasil desain

## Penulangan Balok
Hasil  desain  penulangan  balok  lentur  seperti  ditunjukkan  pada  gambar  5  dan  6,  di  mana dimensi 25 x 40 cm dengan:
a. Tulangan lentur pada tumpuan atas – 4D16 dan bawah – 2D16
b. Tulangan lapangan atas – 2D16, bawah – 4D16
ISSN 2776-463X
c. Tulangan gesertumpuan 2Ø10 – 70 mm dan tulangan lapangan: 2 Ø10 – 140 mm
Gambar 3. Penulangan balok interior
Gambar 4. Penulangan balok eksterior
ISSN 2776-463X
Gambar 5. Penulangan geser balok
Pada  gambar  5  menunjukkan  sketsa  penulangan  geser  balok,  untuk  penulangan  daerah tumpuan diberikan spasi sejauh 5 cm dari muka kolom, pemasangan tulangan geser tumpuan dipasang  sepanjang  dua  kali  tinggi  balok,  2  x  40  cm  =  80  cm  diukur  dari  muka  kolom sedangkan  pemasangan  tulangan  geser  lapangan  dipasang  sepanjang  bentang  bersih  balok diukur dari muka kolom dikurangi dengan 2 kali jarak bentang geser tumpuan, 320 cm – 2 x 80 cm = 318 cm.

## Penulangan Kolom
Perhitungan  penulangan  kolom  dilakukan  dengan  menggunakan  diagram  interaksi,  yaitu diagram yang menghubungkan pasangan gaya aksial (P) dengan momen lentur (M) yang dapat dipikul  oleh  suatu  penampang  kolom  betonbertulang.  Pembuatan  diagram  interaksi  kolom dengan software PCA Column. Digunakan rasio tulangan sebesar 2% dengan jumlah tulangan 12 tulangan dipasang ke semua sisi kolom dan tulangan yang digunakan tulangan ulir diameter 19. Diagram interaksi kolom dengan Pu = 2069,88 Kn dan Mx = 112,394 dan My = 95,287 dapat dilihat pada gambar 6 dan gambar 7.
Kolom dengan ukuran, kolom 40/40 cm untuk semua lantai diperoleh:
a. Tulangan utama kolom lantai 1-5: 12D19
b. Tulangan geser kolom yaitu 2Ø10 – 70 mm (didaerah bentang Lo)
c. Tulangan geser kolom yaitu 2Ø10 – 150 mm (diluar bentang Lo)
Penulangan derah lapangan Penulangan derah tumpuan
ISSN 2776-463X
Gambar
Gambar
CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil 2(2): 47-58
Gambar 6. Output hasil diagram interaksi PCA kolom
Gambar 7. Output hasil diagram interaksi 3D PCA kolom
ISSN 2776-463X
Dari gambar 6 dan gambar 7 dapat disimpulkan bahwa kolom masih mampu menerima beban yang  bekerja,  karena  nilai  (Pu,Mu)  masih  berada  dalam  diagram  interaksi.  Gambar  detail penulangan kolom dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 8. Detail penulangan kolom
Gambar 9. Sketsa penulangan kolom
ISSN 2776-463X
Pada  gambar  9  menunjukkan  sketsa  penulangan  geser  kolom,  untuk  penulangn  daerah tumpuan diberikan spasi sejauh 5 cm dari pertemuan balok dan kolom, pemasangan tulangan geser pada daerah lo diambil jarak sebesar 50 cm, sedangkan pemasangan tulangan geser diluar bentang  lo  dipasang  sepanjang  bentang  bersih  kolom  dikurangi  dengan  dua  kali  jarak pemasangan tulangan geser didearah lo = 320 – (2 x 50) = 210 cm.

## Penulangan Pelat
Untuk penulangan pelat diperoleh penulangan yaitu Φ 12 dengan jarak antar tulangan 200 mm baik untuk arah x maupun untuk arah y.
Perbandingan Base Shear Struktur Tidak Beraturan dan Struktur Beraturan
Tabel 5 Output nilai base shear Gempa Nilai base shear Struktur tidak beraturan Struktur beraturan Statik ekivalen arah X 3.480,55 3.038,32 Statik ekivalen arah Y 3.478,51 3.038,32 Spektrum respon arah X 847,22 782,37 Spektrum respon arah Y 847,56 782,44 Sumber: hasil desain
Dari tabel 5 dapat dilihat bahwa nilai base shear struktur tidak beraturan memberikan base shear yang lebih besar jika dibandingkan dengan nilai base shear struktur beraturan, presentase selisih antara kedua gedung adalah 4,42% untuk gaya geser hasil analisis statik ekivalen dan 0,65 % untuk  gaya  geser  hasil  analisis  Spektrum  respons.  Nilai base  shear hasil  dari  yang  dianalisis dengan analisis statik ekivalen lebih besar dibandingkan analisis dinamik spektrum respons baik untuk struktur tidak beraturan maupun untuk struktur beraturan, maka analisis statik ekivalen masih lebih akurat untuk digunakan.Syarat struktur terhadap gempa gedung tidak beraturan horizontal  dengan  menggunakan  sistem  rangka  pemikul  momen  khusus  (SRPMK)  serta dimensi masing-masing elemen struktur dan penulangan yang didesain telah memenuhi syarat sesuai dengan SNI 2847-2013 dan momen terfaktor (Mu) tidak lebih besar dari momen.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  desain  struktur  bangunan  tahan  gempa  dengan  bentuk  tidak beraturan horizontal dengan menggunakan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK), maka  diperoleh  kesimpulan  bahwa  dimensi  masing-masing  elemen  struktur  dan  jumlah tulangan  yang  didesain  telah  memenuhi  syarat  sesuai  dengan  SNI  2847-2013  dengan menggunakan SRPMK.

## DAFTAR PUSTAKA
Hidayah, W.S., Mughni, H. (2018). Studi Analisis Simpangan Pada Konstruksi Dengan Titik Pusat Massa Berada Di Luar Bangunan Akibat Respons Spektrum Berdasarkan SNI 03- 1726-2012, Seminar Nasional Sains dan Teknologi , 2-12.
Mangoda, Z. N., Sultan, A. M., & Imran, I. (2019). Evaluasi Kinerjia Gedung Beton Bertulang
CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil 2(2): 47-58
ISSN 2776-463X
Dengan Metode Pushover. SIPILsains , 09 (17), 27–38.
Mira, N.W., Lamia, T., Pandaleke, R.E., Handono, B. D. (2020). Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Dengan Denah Bangunan Berbentuk “L”. Jurnal Sipil Statik , 8(1), 519- 532.
Naratama,  N.,    Sutarja,  I.N.,  Dana,  I.W.  (2014).  Perencanaan  Struktur  Beton  Bertulang Gedung Bertingkat Menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus(Studi Kasus : Gedung Laboratorium Bersama Universitas Udayana), Jurnal Ilmiah Teknik Sipil , 18(1), 9-18.
Purba,  H.L.,  (2014).  Analisis  Kinerja  Struktur  Pada  Bangunan  Bertingkat  Beraturan  Dan Ketidak  Beraturan  Horizontal  Sesuai  SNI  03-1726-2012, Jurnal  Teknik  Sipil  dan Lingkungan , 2(4), 710-717.
Rahmayanti, N., Labiba, H.Y. (2021). Evaluasi Kinerja Gedung Apartemen 10 Lantai dengan Ketidakberaturan Horizontal, Semesta Teknika , 24(1), 23-33. Saiya  M.V.,  Intan  S.,  JohannesV.  (2018).Perbandingan  Respons  Struktur  Beraturan  Dan Ketidakberaturan  Horizontal  Sudut  Dalam  Akibat  Gempa  Dengan  Menggunakan Analisis Statik Ekivalen Dan Time History. Jurnal Manumata, 4(2), 64-72.
Sultan,  M.A.,  (2016).  Evaluasi  Struktur  Beton  Bertulang  Tahan  Gempa  Dengan  Analisa Pushover. Sipilsains, 6(11), 1-8.
Simanjuntak, P. (2020). Evaluasi Kerusakan Bangunan Akibat Gempa Di Indonesia. e-Journal CENTECH , 1(1), 44-53.
SNI 1726. (2012). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. In Badan Standardisasi Nasional :
Syarif, H.A.,  Djauhari, Z.,  Ridwan. R., (2020). Pengaruh P-Delta Pada Struktur Sistem Flat Slab-Drop  Panel Pada  Gedung Bertingkat Tidak Beraturan. Prosiding  Seminar  Nasional Riset Teknologi Terapan, 1-7.
Syarif,  H.A.,    Djauhari,  Z.,    Ridwan.  R.,  (2021).  Menganalisis  Pengaruh  Ketidakberaturan Horizontal Torsi Terhadap Beban Gempa Pada Struktur Gedung Sistem Flat Slab-Drop Penel, Jurnal APTEK , 13(1), 7-13.
Usmat I, N. A., Imran, I., & Sultan, M. A. (2019). Analisa Letak Dinding Geser (Shear Wall) Terhadap Perilaku Struktur Gedung Akibat Beban Gempa. Techno: Jurnal