©Program Studi Teknik Sipil | No. 2 | Vol. 6
Analisis Kinerja Bangunan Rangka Baja dengan Bresing Tahan Tekuk terhadap Beban Gempa

## ILHAM
Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Sains Bandung Email: ilham.chaniago@gmail.com

## ABSTRAK
Penggunaan  bresing  tahan  tekuk  dapat  menjadi  solusi  atas  kebutuhan  struktur tahan  gempa  di  Indonesia.  Disipasi  energi  pada  elemen  bresing  tahan  tekuk dilakukan  melalui  kinerja  plastifikasi  bagian  inti  bresing  akibat  beban  tarik  dan tekan.  Penelitian  ini  berisi  kajian  kinerja  dari  bangunan  rangka  baja  beraturan dengan bresing tahan tekuk (BRB) dengan variasi level ketinggian lantai yaitu 3 lantai, 8 lantai dan 15 lantai. Analisis struktur 3D dilakukan dengan dua prosedur analisis yaitu modal pushover dan nonlinear time history pada program ETABS. Hasil analisis menunjukkan bahwa pemilihan elemen BRB sangat mempengaruhi kinerja struktur, yang terlihat dari pola drift yang terjadi. Untuk struktur beraturan dengan berbagai ketinggian, tingkat kinerja struktur dengan BRB cukup baik, yaitu Immediate Occupancy (IO) akibat beban gempa rencana. Plastifikasi hanya terjadi pada  BRB,  dan  kelelehan  pada  balok  mulai  terbentuk  sampai  mekanisme keruntuhan  terjadi.  Hasil  modal  pushover  dengan  nonlinear  time  history  pada bangunan 15 lantai yang cukup mirip menunjukkan bahwa modal pushover dapat digunakan untuk memprediksi kinerja struktur BRB yang beraturan.
Kata  kunci :  kinerja  struktur,  bresing  tahan  tekuk,  immediate  occupancy,  modal pushover, nonlinear time history

## ABSTRACT
Buckling  restrained  braces  (BRB)  can  be  an  alternative  solution  for  earthquake resistant steel structure in Indonesia. The energy dissipation for buckling restrained elements is conducted through yielding of the core due to tension or compression forces. This study presents an evaluation of the structural performance of steel structures  with  BRB  varying  in  heights,  3-story,  8-story  and  15-story.  The  3D structural analysis was carried out with ETABS software using 2 methods, Modal Pushover and Nonlinear Time History. The results shows that the selection of BRB elements greatly affected the structural performance, showed by the drift pattern. For  regular  structures  with  variation  in  heights,  structures  with  BRB  behaved satisfactory  under  the  design  load  with  the  performance  level  of  Immediate Occupancy (IO). Yielding was limited to BRB members, and afterwards the yielding occurred on beams until collapse. The results of modal pushover and time history analysis for 15-story structure are similar, thus modal pushover can be used to predict the performance of regular structural system with BRB.
Keywords :  structural  performance,  buckling  restrained  brace,  immediate occupancy, modal pushover analysis, nonlinear time history analysis

## 1. PENDAHULUAN
Dalam beberapa tahun terakhir, desain seismik bangunan telah mengalami perubahan yang signifikan karena meningkatnya permintaan untuk optimalisasi kemampuan struktur bangunan untuk  meminimalkan  tingkat  kerusakan,  kerugian  ekonomi,  dan  biaya  perbaikan  struktur akibat gempa bumi. Para insinyur mulai menggunakan desain berbasis kinerja ( Performance Based Design) sebagai metode desain seismik alternatif. Desain berbasis kinerja merupakan metode desain yang lebih komprehensif dimana kriteria desain didasarkan pada pencapaian tujuan kinerja tertentu ketika struktur diberikan pada tingkat bahaya seismik tertentu. Untuk merancang  bangunan  seismik  alternatif  tersebut,  material  penyusun  struktur  bangunan mempunyai peranan penting pada kinerja keseluruhan struktur.
Dalam mendesain bangunan baja, kelangsingan dari elemen strukturnya menjadi hal penting untuk diperhatikan. Kelangsingan sangat berpengaruh pada permasalahan tekuk untuk kondisi pembebanan tekan. Kehadiran bresing tahan tekuk (BRB) merupakan solusi dari permasalahan tekuk  pada  bresing.  Penggunaan  BRB  sudah  banyak  digunakan  di  Amerika  dan  Jepang, dikembangkan untuk memperbaiki kinerja struktur rangka baja lainnya seperti struktur rangka pemikul momen dan struktur rangka berpengaku konsentrik dalam hal kekuatan, daktilitas dan disipasi energi. Pendisipasian energi dilakukan melalui kinerja plastifikasi bagian inti bresing (akibat beban tarik dan tekan), dimana permasalahan tekuk pada bresing diakomodasi dengan adanya selongsong penahan tekuk. Penggunaan bresing tahan tekuk ini dapat menjadi solusi atas kebutuhan struktur tahan gempa, baik untuk pembangunan struktur baru maupun untuk perkuatan dan perbaikan struktur yang sudah ada.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Perencanaan Struktur Penahan Beban Lateral
Salah satu aspek penting dalam merekayasa struktur bangunan tahan gempa adalah daktilitas. Baja merupakan material yang  paling daktail seringkali digunakan dalam rekayasa material oleh para profesional. Pada konsep  perancangan struktur bangunan tahan gempa, struktur harus  mampu  memikul  beban  yang  bekerja,  antara lain  beban  gravitasi  dan  beban  lateral. Beban gravitasi terdiri dari beban mati dan beban hidup, sedangkan beban lateral terdiri dari beban angin dan beban gempa.

## 2.2 Daktilitas Struktur ( 𝝁 )
Daktilitas struktur merupakan konsep yang diadopsi dari AISC 2005 untuk merancang struktur bangunan  tahan  gempa.  Dengan  pengaplikasian  konsep  ini,  komponen  struktur  tertentu dimungkinkan untuk mengalami plastifikasi (kerusakan) sebagai sarana disipasi energi gempa yang diterima oleh struktur saat gempa  kuat terjadi. Namun demikian, struktur diharapkan tidak mengalami keruntuhan.

## 2.3 Respon Inelastis Struktur
Pada  umumnya  struktur  dirancang  dengan  tingkat  daktilitas  tertentu  untuk  dapat  menjadi plastis saat terjadi gempa kuat.

## 2.4 Kekakuan
Kekakuan  merupakan  gaya  yang  dapat  disimpan  oleh  sistem  struktur,  jika  struktur  diberi perpindahan seperti perpanjangan, perpendekan, perputaran sudut, atau deformasi lainnya.

## 2.4.1 Kekuatan
Kekuatan merupakan ketahanan baik struktur maupun komponen struktur, atau material yang digunakan terhadap beban.

## Analisis Kinerja Bangunan Tahan Rangka Baja dengan Bresing Tahan Tekuk terhadap Beban Gempa

## 2.4.2 Sistem Pengaku Bresing
Sistem struktur  baja  tahan  gempa  memiliki  kinerja  yang  sangat  baik,  karena  material  baja memiliki daktilitas dan kekuatan yang tinggi dibandingkan dengan material lain. Terdapat tiga sistem struktur baja tahan gempa:
1. Sistem rangka baja penahan momen.
2. Sistem rangka baja pengaku konsentrik.
3. Sistem rangka baja pengaku eksentrik.

## 2.5 Rangka Bresing Tahan Tekuk (BRBF)

## 2.5.1 Konsep Bresing Tahan Tekuk (BRB)
Konsep  rangka  bresing  tahan  tekuk  merupakan  pengembangan  dari  sistem rangka  bresing konsentrik. Konsep ini dimaksudkan untuk mengatasi permasalahan tekuk pada bresing yang akibat  gaya  tekan.  Untuk  mengatisipasi  permasalahan  tekuk  dengan  baik,  maka  nilai kelangsingan yang pada bresing harus diminimalkan dengan memperbesar luas penampang bresing, seperti menambahkan selongsong pada inti baja (berupa mortar atau beton).
Sebuah BRB terdiri dari inti baja yang memberikan ketahanan aksial dibatasi oleh casing besi beton  penuh  yang  memberikan  ketahanan  lentur  dan  tekuk.  BRB  memiliki  daktilitas  yang cukup besar karena ikatan antara inti baja dan beton sekitarnya, Gambar 1 menunjukkan detail khas BRB. Sistem ini memberikan kekuatan dan kekakuan untuk mencegah tekuk global dan lokal serta sendi plastis yang terkait dengan tekuk, hasil degradasi minimal kekuatan dan kekakuan dari BRB serta tarik dan tekan kapasitas yang sama (Asgarian dan Amirhesari 2008).
Gambar 1. Konsep buckling restrained braces (Sumber: FEMA 356, 2000)

## 2.5.2 Komponen Buckling Restrained Brace (BRB)
Menurut Bertero (2004) komponen Buckling Restrained Braces terdiri dari 5 komponen yaitu:
1. Segmen terkekang-leleh Segmen ini berupa baja berbentuk persegi atau salib, dengan satu pelat baja atau lebih di sekelilingnya  yang  disebut casing  seperti  terlihat  pada Gambar  2 .  Karena  segmen  ini dirancang  leleh  saat  dibebani  siklik,  maka  material  yang  memiliki  daktilitas  yang  tinggi dapat  digunakan  seperti  baja  ringan  (A36  atau  baja  kekuatan  rendah)  ataupun  baja kekuatan tinggi (A572 Gr50).  Hal ini penting untuk merancang  kinerja BRB yang  dapat diandalkan.
Gambar 2. Komponen buckling restrained braces (Sumber: Wada, et al., 1998)
2. Segmen terkekang-tidak leleh Segmen  ini  diselimuti  oleh casing  dan  mortar,  biasanya  merupakan  perpanjangan  dari segmen  terkekang-leleh  dengan  area  yang  diperbesar  berfungsi  untuk  memungkinkan respon elastis. Peningkatan area ini dengan adanya pengaku yang dilas.
3. Segmen tidak terkekang-tidak leleh Segmen ini biasanya merupakan perpanjangan dari segmen terkekang-tidak leleh, disebut juga proyeksi inti baja. Segmen ini dirancang dengan sambungan baut untuk memudahkan proses  ereksi  di  lapangan  dan  mencegah  terjadinya  tekuk  lokal.  Namun  demikian, dimungkinkan untuk dirancang dengan sambungan lain seperti pin atau las.
4. Casing dan pengisi pencegah tekuk Inersia material yang efektif dapat meminimalkan atau menghilangkan transfer gaya geser antara segmen baja tahanan. Adapun material yang sering digunakan yaitu karet, polietilen dan  silikon  grease.  Segmen  ini  menghasilkan  tekuk  yang  kecil  karena  mekanisme penahanan.  Gap  ini  harus  cukup  besar  sehingga  dimungkinkan  perluasan  dari  inti  baja menghasilkan tekan. Dalam merancang gap, rasio Poisson bernilai 0,3 (elastis) dan 0,5 (leleh).
5. Mekanisme tekuk-terkekang
Mekanisme ini biasanya berisi mortar dan casing baja. Mekanisme tekuk terkekang dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3. Penampang berbagai macam buckling restrained braces yang berkembang (Sumber: Chen, C. C., Chen S. Y. & Liaw, J. J., 2001)

## 2.5.3 Desain Struktur dengan BRB
Dalam penelitian ini, jenis konfigurasi BRB yang digunakan yaitu tipe inverted V-braced frame. BRB  dipasang  dari  sisi  bawah  bagian  kiri  dan  kanan  portal  sampai  sisi  atas  bagian  tengah portal. Bentuk bresing tipe inverted V-braced frame dimodelkan seperti pada Gambar 4 .
Gambar 4. Bresing tipe inverted V-braced frame (Sumber: Lopez, W. A. & Sabelli, R., 2004)

## 3. METODOLOGI
Dalam  penyusunan  penelitian  ini,  dibutuhkan  langkah-langkah  yang  sistematis  dan  terarah sehingga  akan  diperoleh  hasil  penelitian  yang  sesuai  dengan  tujuan  penelitian.  Adapun langkah-langkah kajian penelitian terlihat pada Gambar 5 berikut.

## Gambar 5. Diagram alir penelitian

## 3.1 Deskripsi Model Struktur dan Lokasi
Dalam pemodelan bangunan ini terdapat tiga variasi jumlah lantai bangunan yaitu 3 lantai, 8 lantai, dan 15 lantai dengan bentuk dan ukuran denah yang sama yaitu 54 m untuk arah Y dan 45 m pada arah X (panjang tiap bentang adalah 9 m) terlihat pada Gambar 6 . Bangunan ini  akan  digunakan  sebagai  perkantoran  kategori  II  dimana  faktor  keutamaan  strukturnya adalah  1,0.  Bangunan  terletak  di  daerah  Jakarta  dengan  jenis  tanah  sedang.  Tinggi  lantai tipikal bangunan adalah 4 m dan tinggi untuk lantai dasar adalah 5 m, pada lantai pertama
menggunakan dinding kaca dan lantai di atasnya terdiri dari cladding beton pracetak.
Gambar 6. Denah dan model 3D bangunan dengan ketinggian yang berbeda

## 3.2 Pembebanan Struktur
Beban-beban  yang  direncanakan  bekerja  pada  struktur  gedung  tergantung  dari  fungsi ruangan, lokasi, bentuk, kekakuan, massa, dan ketinggian gedung itu sendiri.

## 3.2.1 Beban mati
Beban mati adalah berat sendiri struktur berasal dari material yang digunakan dan beban mati tambahan yang bekerja pada struktur. Pada software ETABS, berat sendiri struktur dihitung secara otomatis berdasarkan input data material dan dimensi penampang yang digunakan.

## 3.2.2 Beban mati tambahan
Beban mati tambahan adalah beban tambahan lain yang membebani struktur secara tetap, antara lain finishing lantai dan dinding. Dalam perencanaan ini, beban mati tambahan yang diperhitungkan  antara  lain  keramik,  spesi, plafond  dan  penggantung,  mekanikal  elektrikal, serta dinding ½ bata.

## 3.2.3 Beban hidup
Beban hidup adalah beban akibat penghunian atau penggunaan struktur gedung. Beban pada lantai yang berasal dari barang yang dapat berpindah, mesin, serta peralatan. Beban ini tidak dapat  terpisahkan  dari  gedung  dan  dapat  diganti  selama  masa  layan.  Untuk  bangunan perkantoran, beban hidup yang digunakan sebesar 250 kg/m 2 .

## 3.2.4 Beban gempa
Analisis struktur terhadap beban gempa menggunakan metode respons spektrum sesuai SNI 1726:2012.  Respons  spektrum  gempa  rencana  dikalikan  dengan  faktor  koreksi 𝐼 ⁄ 𝑅 . 𝐼 merupakan faktor keutamaan ( 𝐼 = 1,0 untuk perkantoran), sedangkan 𝑅 merupakan faktor reduksi gempa representatif dari struktur yang bersangkutan ( 𝑅 = 8 untuk bangunan rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk).

## 3.2.5 Kombinasi pembebanan
Untuk  mendapatkan  pengaruh  maksimum  pada  struktur  akibat  beban  yang  bekerja,  perlu diperhitungkan  beberapa  kombinasi  pembebanan  sesuai  dengan  SNI  1726:2012.  Halmana untuk analisis gempa perlu diperhitungkan gempa horisontal dan gempa vertikal.

## 3.3 Model ETABS
Program  analisis  struktur  ETABS  digunakan  untuk  model  struktur  untuk  analisis  nonlinier pushover dan analisis nonlinier time history. Berikut ini adalah deskripsi dari model komputer serta asumsi pemodelan yang dibuat:
1. Gaya gempa yang diberikan pada pusat massa pada setiap diafragma sebagai titik beban
memperhitungkan torsi (5% eksentrisitas).
2. 5% modal redaman diaplikasikan pada struktur, meskipun redaman 2% akan lebih realistis untuk struktur BRB dari redaman struktur yang dicatat dalam perilaku histeresis dari BRB.
3. Bresing dimodelkan sebagai pinned end.
4. Sambungan  balok  dan  kolom  dimodelkan  sebagai welded  unreinforced  flange  (wuf) sepanjang grid dimana bresing dipasang.
5. Kekakuan efektif dari BRB didefinisikan 1,66 kali dari kekakuan inti baja.
6. Elemen dan kurva koneksi gaya-perpindahan dihitung menggunakan ASCE 41-06 Tabel 5- 6 dan Tabel 5-7 untuk melakukan prosedur statis nonlinier. Hubungan gaya-perpindahan untuk komponen baja yang digunakan untuk semua komponen utama non BRB.
7. Pendefenisian elemen BRB sebagai section designer, sedangkan segmen terkekang dan leleh (bagian ujung-ujung) hanya didefinisikan sebagai section steel core.

## 3.4 Pemodelan Inelastis Elemen Struktur
Analisis inelastis struktur dibuat berdasarkan hasil desain elastis dengan tujuan mengetahui kinerja  secara  struktur  maupun  elemen  yang  sudah  berperilaku  nonlinier  menggunakan program ETABS. Elemen struktur dengan model inelastis antara lain balok, kolom, dan bresing tahan tekuk.

## 3.4.1 Pemodelan inelastik balok dan kolom
Nilai  properti  untuk  pemodelan  sendi  plastis  sebagai default  hinge  berdasarkan  FEMA  356 terlihat pada Gambar 7 . Penjabarannya adalah sebagai berikut:
1. Kolom,  sendi  plastis  terbentuk  pada  kedua  ujung  akibat  kombinasi  lentur  dan  tekan sehingga didefinisikan sebagai PMM.
2. Balok,  sendi  plastis  terbentuk  pada  kedua  ujung  akibat  momen  lentur  sehingga didefinisikan sebagai M3.

## Gambar 7. Denah dan model 3D bangunan dengan ketinggian yang berbeda
(Sumber: FEMA 356,2000)

## 3.4.2 Pemodelan inelastik bresing
Level kinerja pada bresing ditentukan dalam ASCE 41-06 seperti terlihat pada Tabel 1 berikut:

## Tabel 1. Level Kinerja Bresing
Level Kinerja Bresing Tarik Level Kinerja Bresing Tekan Yield (Y) ∆ 𝑦 ∆ 𝑦 Immediate Occupancy (IO) 0,5∆ 𝑦 0,5∆ 𝑦 Life Safety (LS) 8∆ 𝑦 10∆ 𝑦 Collapse Prevention (CP) 10∆ 𝑦 13∆ 𝑦
Gambar 8 menunjukkan nilai properti untuk pemodelan sendi plastis sebagai default hinge pada bresing berdasarkan FEMA 356.
Gambar 8. Contoh input sendi plastis bresing berdasarkan FEMA 356 (Sumber: FEMA 356, 2000)

## 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Evaluasi Beban Gempa
Evaluasi  beban  gempa  berdasarkan  SNI  1726:2012  ditentukan  dengan  persamaan 𝑉 = 0,0251𝑊 untuk bangunan 15 lantai, 𝑉 = 0,031𝑊 untuk bangunan lantai 8 dan 𝑉 = 0,071𝑊 untuk bangunan lantai 3. Berat struktur 𝑊 diperoleh dengan menghitung beban mati sebesar 100% dan beban hidup sebesar 30%.
Tabel 2. Pengecekan Gaya Geser Setelah Dikoreksi
Story Tipe Beban Gempa 𝑽 𝒅𝒙 [kN] 𝑽 𝒅𝒚 [kN] 85% 𝑽 𝒔𝒙 [kN] 85% 𝑽 𝒔𝒙 [kN] 3 lantai Statik EQ-X 2.699,92 809,98 2.294,93 688,48 EQ-Y 809,98 2.699,92 688,48 2.294,93 Dinamik RSP-X 2.738,99 727,55 RSP-Y 713,70 2.425,16 8 lantai Statik EQ-X 3.381,77 1.226,48 2.874,51 1.042,51 EQ-Y 1.014,53 4.088,27 862,35 3.475,03 Dinamik RSP-X 2.876,61 960,10 RSP-Y 945,50 3.506,36 15 lantai Statik EQ-X 4.064,68 1.219,45 3.454,97 1.036,53 EQ-Y 1.219,40 4.064,83 1.306,49 3.455,10 Dinamik RSP-X 3.867,02 1.306,51 RSP-Y 1.160,11 4.355,03 TH-X 3.465,73 1.408,81 TH-Y 765,49 3.457,46
Dari hasil perhitungan gaya geser dasar struktur statik ( 𝑉 𝑠 ) dan dinamik ( 𝑉 𝑑 ), dapat diketahui bahwa nilai 𝑉 𝑑 respon spektra lebih besar dari 0,85𝑉 𝑠 , maka 𝑉 𝑑 akibat respon spektra tidak perlu lagi dikalikan dengan faktor koreksi sedangkan 𝑉 𝑑 akibat analisis riwayat waktu 𝑉 𝑑 -nya lebih  kecil  dari 0,85𝑉 𝑠 maka  gempa  dinamik  tersebut  harus  dikalikan  dengan  faktor  koreksi skala sebesar 0,85𝑉 𝑠 dibagi dengan 𝑉 𝑑 akibat analisis riwayat waktu untuk masing-masing arah. Dari hasil analisis pada Tabel 2 di atas, dapat disimpulkan bahwa nilai gaya geser yang terjadi sudah memenuhi persyaratan.

## 4.2 Evaluasi Kinerja Struktur
Pada  Pasal  7.8.6  SNI  1726:2012  disebutkan  bahwa  simpangan  antar  lantai  tingkat  desain dihitung sebagai perbedaan defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau. Besarnya nilai simpangan antar tingkat yang diizinkan ditentukan berdasarkan Tabel

## Analisis Kinerja Bangunan Tahan Rangka Baja dengan Bresing Tahan Tekuk terhadap Beban Gempa
16 pada SNI 1726:2012. Berikut merupakan grafik simpangan pada arah-X dan arah-Y.
(a) (b)
Gambar 9. Grafik total drift terhadap ketinggian bangunan (a) arah X (b) arah Y
Gambar 9 menunjukkan perpindahan horizontal akibat beban gempa arah X dan arah Y lebih kecil dari perpindahan horizontal maksimum setelah dikalikan nilai 𝐶 𝑑 sebesar 5 dan masih jauh lebih kecil dari batas maksimum 2% dari ketinggian.

## 4.3 Desain BRB
Desain BRB meliputi desain geometri (panjang segmen leleh 𝐿 𝑦𝑠 ), properti penampang baja inti,  luas  baja  inti  terpasang  ( 𝐴 𝑠𝑐 ),  tipe  BRB,  kapasitas  tarik  dan  tekan  maksimum,  faktor kekuatan untuk BRB, serta kekuatan  BRB  (kuat tekan = kuat tarik). Panjang segmen leleh bresing berdasarkan regangan star seismic design untuk BRB yaitu 𝐿 𝑦 = 0,7𝐿 𝑤𝑝 , sedangkan preliminary design bresing digunakan tipe bresing dan ukuran bresing yang sudah diproduksi oleh star seismic design terlihat pada Tabel 3 hingga Tabel 5 berikut.
Tabel 3. Perhitungan Faktor Kekuatan untuk BRB pada Bangunan Lantai 3
Lantai Luasan 𝑨 𝒔𝒄 terpasang (star seismic) Member force check 𝑵 𝒑𝒍 =   𝑨 𝒔𝒄 ∗ 𝒇 𝒚 [N] 𝑳 𝒘𝒑 [mm] 𝑳 𝒚 = 𝟎, 𝟕𝑳 𝒘𝒑 ∆ 𝒃𝒙 = (𝑷 𝒙 𝑳 𝒚 )/(𝑬𝑨 𝒔𝒄 ) ∆ 𝒃𝒎 = 𝑪 𝒅 ∆ 𝒃𝒙  𝑩𝑹𝑪 = 𝟐, 𝟎 ∆ 𝒃𝒎 𝑳 𝒚 ⁄ 3 2 in 338.063,84 6.202,2 4.341,5 2,97 14,84 0,00684 2 5 in 845.159,60 6.202,2 4.341,5 2,49 12,46 0,00574 1 7,5 in 1.267.739,40 6.986,8 4.890,8 2,82 14,08 0,00576
Tabel 4. Perhitungan Faktor Kekuatan untuk BRB pada Bangunan Lantai 8
Lantai Luasan 𝑨 𝒔𝒄 terpasang (star seismic) Member force check 𝑵 𝒑𝒍 =   𝑨 𝒔𝒄 ∗ 𝒇 𝒚 [N] 𝑳 𝒘𝒑 [mm] 𝑳 𝒚 = 𝟎, 𝟕𝑳 𝒘𝒑 ∆ 𝒃𝒙 = (𝑷 𝒙 𝑳 𝒚 )/(𝑬𝑨 𝒔𝒄 ) ∆ 𝒃𝒎 = 𝑪 𝒅 ∆ 𝒃𝒙  𝑩𝑹𝑪 = 𝟐, 𝟎 ∆ 𝒃𝒎 𝑳 𝒚 ⁄ Roof 2 in 338.063,84 6.202,2 4.341,5 2,97 14,84 0,00684 6 3,5 in 501.611,72 6.202,2 4.341,5 2,49 12,46 0,00574 5 5,5 in 929.675,56 6.202,2 4.341,5 2,82 14,08 0,00576 4 7,5 in 1.267.739,40 6.202,2 4.341,5 3 9,5 in 1.605.803,24 6.202,2 4.341,5 2 12 in 2.028.383,04 6.202,2 4.341,5 1 13 in 2.197.414,96 6.202,2 4.341,5 Base 2 14 in 2.366.446,88 6.986,8 4.890,8

## Tabel 4. Perhitungan Faktor Kekuatan untuk BRB pada Bangunan Lantai 15
Lantai Luasan 𝑨 𝒔𝒄 terpasang (star seismic) Member force check 𝑵 𝒑𝒍 =   𝑨 𝒔𝒄 ∗ 𝒇 𝒚 [N] 𝑳 𝒘𝒑 [mm] 𝑳 𝒚 = 𝟎, 𝟕𝑳 𝒘𝒑 ∆ 𝒃𝒙 = (𝑷 𝒙 𝑳 𝒚 )/(𝑬𝑨 𝒔𝒄 ) ∆ 𝒃𝒎 = 𝑪 𝒅 ∆ 𝒃𝒙  𝑩𝑹𝑪 = 𝟐, 𝟎 ∆ 𝒃𝒎 𝑳 𝒚 ⁄ 15 3 in 338.063,84 6.202,2 4.341,5 2,97 14,84 0,00684 14 5,5 in 845.159,60 6.202,2 4.341,5 2,49 12,46 0,00574 13 7,5 in 1.267.739,40 6.986,8 4.890,8 2,82 14,08 0,00576 12 9 in 11 11,5 in
10 13,5 in 9 15,5 in 8 17,5 in 7 20 in 6 22,5 in 5 24,5 in 4 26,5 in 3 28,5 in 2 30,5 in
1
34 in

## 4.4 Target Peralihan Metode Spektrum Kapasitas
Gambar 11 menunjukkan hasil analisis target peralihan dengan metode spektrum kapasitas diperoleh sebesar 𝛿 𝑡 = 1.979 m dan 𝑉 𝑡 = 29.845,66 kN dan waktu getar alami ( 𝑇 𝑒 ) diperoleh sebesar 0,532 detik untuk bangunan tingkat 3; 𝛿 𝑡 = 8.118,9 m dan 𝑉 𝑡 = 48.225,7848 kN dan 𝑇 𝑒 diperoleh  sebesar  1,32  detik  untuk  bangunan  tingkat  8; 𝛿 𝑡 =  8.118,9  m  dan 𝑉 𝑡 = 50.858,6697 kN dan 𝑇 𝑒 diperoleh sebesar 1,854 detik untuk bangunan tingkat 15. Maka, dapat disimpulkan perilaku struktur arah X saat terjadi gempa masih dalam keadaan elastis.
Gambar 11. Spektrum kapasitas arah gempa Y untuk bangunan 3, 8 dan 15 lantai

## 4.5 Sebaran Sendi Plastis
Gambar  12 menunjukkan  sebaran  dan  urutan  sendi  plastis  pada  analisis pushover  untuk perilaku  struktur  yang  direncanakan.  Kelelehan  pertama  terjadi  pada  bresing  sampai  saat terjadinya kelelehan terakhir pada bresing tersebut kemudian diikuti balok pertama kali leleh. Untuk bangunan lantai 8, kelelehan pertama kali terjadi pada bresing sampai hampir 60%, kemudian  ditandai  kelelehan  pertama  pada  balok.  Untuk  bangunan  lantai  15,  kelelehan pertama kali terjadi pada bresing sampai hampir 40%, kemudian ditandai kelelehan pertama pada  balok  lainnya.  Kolom  dalam  portal  bresing  dan  portal-portal  lainnya  tidak  mengalami kelelehan sampai keruntuhan terjadi. Dari mekanisme sebaran sendi plastis yang terbentuk hasil  analisis pushover  untuk  bangunan  15  lantai  bahwa  kelelehan  pertama  kali  terjadi  di bresing paling bawah yaitu pada step ke 3 dengan 𝑉 = 31.737,2382 kN pada perpindahan 278,5 mm; kemudian proses berjalan sampai terbentuknya performance point pada step ke 5 dengan 𝑉 = 37.229,5365 kN dan perpindahan maksimum adalah 516,8 mm. Pada performance

## Analisis Kinerja Bangunan Tahan Rangka Baja dengan Bresing Tahan Tekuk terhadap Beban Gempa
point ini level kinerja dari struktur adalah  Immediate Occupancy (IO), selanjutnya struktur didorong sampai kondisi ultimit dimana terdapat 44 joint pada bresing yang sudah mencapai leleh sebelum terbentuknya kelelehan pertama pada balok.
Gambar 12. Formasi sendi plastis push pada saat ultimit struktur lantai 3, 8 dan 15 lantai
Gambar 13. Kondisi backbone curve pada bresing berada pada kondisi elastik
Gambar 14. Kondisi backbone curve pada bresing berada pada kondisi performance point
Gambar 15. Kondisi backbone curve pada bresing berada pada kondisi collapse
Dilihat dari backbone curve yang terjadi pada bresing, pada Gambar 13 terjadi pada saat kodisi leleh belum terjadi, pada Gambar 14 bresing berada dalam kondisi performance point dimana  level  bresing  berada  pada  level Immediate Occupancy (IO) dan pada Gambar 15 terjadi  pada  saat  kondisi ultimit  dimana posisi  bresing  sudah  mengalami  kegagalan  artinya bresing tidak dapat bekerja lagi dan hal ini menunjukkan bahwa tekuk tidak mungkin terjadi pada bresing BRB.

## 4.6 Hasil Analisis Non Linear Time History
Hasil  yang  ditinjau  meliputi  level  kinerja  gedung  dan drift  maksimum  yang  terjadi  setelah gedung mengalami beban gempa. Level kinerja gedung ditinjau apakah sudah sesuai dengan level  kinerja  target  gedung  yaitu Life  Safety  (LS)  dengan  beban  gempa  maksimum  resiko tertarget (MCER). Dalam penelitian ini yang dianalisis dengan NLTH hanya bangunan lantai 15. Ada 3 beban gempa yang digunakan untuk evaluasi masing-masing beban gempa terdiri dari dua data percepatan tanah dengan arah yang orthogonal (arah X dan arah Y) percepatan gempa yang sudah diskalakan dengan respons spektra desain di Jakarta dengan kondisi tanah sedang sesuai dengan Tabel 5 di bawah.
Tabel 5. Percepatan Maksimum dan Durasi dari Data Gempa yang Sudah Diskalakan terhadap Respons Spektra Desain
No. Nama Gempa Akselerasi Maksimum [g] Durasi [detik] 1 Imperial Valley 0,3587 40 2 Kobe 0,3725 48 3 Northridge 0,3673 40
Gambar 14. Drift antar lantai rata-rata arah X hasil NLTHA pada gempa Imperial Valley, Kobe dan Northridge dengan data gempa yang diskalakan dengan respon spektra Jakarta
Dari pola drift yang terbentuk dari ketiga gempa yang sudah diskalakan dengan respon spektra Jakarta  jenis  tanah  sedang  mendapatkan  pola drift  yang  tidak  seragam  artinya  drift  yang terbentuk dari lantai dasar sampai lantai atas makin besar kecuali pada lantai 11 sampai lantai 15, hal ini disebabkan karena pada lantai atas kekakuan bresing, balok dan kolom lebih kaku dibandingkan dengan lantai dasar sampai lantai 10. Untuk mengatasi masalah tersebut maka baik kolom, balok dan bresing harus diperkaku dengan mengganti ukuran kolom, balok dan bresing  agar  memperoleh drift  yang  seragam  dan  sesuai  dengan  dengan  ekspektasi  yang diharapkan yaitu pola simpangan yang terjadi antar lantai adalah sama.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:
1. Level kinerja yang dihasilkan baik analisis pushover maupun dengan analisis time history pada masing-masing variasi ketinggian struktur adalah Immediate Occupancy (IO).
2. Dari  pola  kelelehan  dan  kegagalan  struktur  yang  terbentuk  pada  struktur  dengan ketinggian yang bervariasi (3 lantai, 8 lantai dan 15 lantai) maka dapat disimpulkan bahwa untuk struktur bangunan 3 lantai pendisipasi energi gempa utama adalah pada bresing, hal ini dapat dilihat dari mekanisme keruntuhan yang terjadi bahwa hampir semua bresing telah mengalami kelelehan sebelum terbentuknya kelelehan pertama pada balok, kinerja bangunan akan sangat ditentukan oleh bresing. Untuk struktur bangunan lantai 8 dan 15 bresing bukan merupakan pendisipasi energi gempa utama, terlihat dari jumlah bresing

## Analisis Kinerja Bangunan Tahan Rangka Baja dengan Bresing Tahan Tekuk terhadap Beban Gempa
yang  telah  mengalami  kelelehan  hanya  berkisar  antara  40%  sampai  60%  sebelum terbentuknya kelelehan pertama pada balok artinya kinerja bangunan tidak sepenuhnya ditentukan oleh bresing.
3. Dari  pola drift  yang  terbentuk  dari  analisis  pushover  maupun  analisis  time  history mendapatkan pola drift yang tidak seragam artinya drift yang terbentuk dari lantai dasar sampai lantai atas makin besar kecuali pada lantai-lantai paling atas, hal ini disebabkan karena pada lantai atas lebih kaku dibandingkan dengan lantai bawah. Untuk mengatasi masalah tersebut maka baik kolom, balok dan bresing harus diperkaku, akan diperoleh drift yang seragam dan pola simpangan yang terjadi antar lantai adalah sama.

## 5.2 Saran
Dalam  penyusunan  penelitian  ini  dianalisis  mengenai  akurasi  penentuan  kinerja  struktur bangunan berdasarkan analisis statik pushover dan analisis dinamik time history. Namun hasil yang  didapat  belum  cukup  untuk  memastikan  apakah  kedua  metoda  ini  memang  bisa digunakan  sepenuhnya.  Oleh  karena  itu,  beberapa  hal  yang  dapat  digunakan  untuk pengembangan studi selanjutnya.
1. Analisis dinamik time history dilakukan untuk ground motion gempa yang lebih beragam dan tipe struktur yang lebih beragam.
2. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan menerapkan capacity design concept.

## DAFTAR RUJUKAN
American  Institute  of  Steel  Construction.  (2005). AISC  360-05:  Specification  for  Structural Steel Buildings. Chicage: American Institute of Steel Construction. American  Society  of  Civil  Engineers.  (2007). ASCE  41-06  Seismic  Rehabilitation of  Existing Buildings. Reston, V.A.: American Society of Civil Engineers. Asgarian,  B.  &  Amirhesari,  N.  (2008).  A  comparison  of  nonlinear  behavior  of  ordinary  and buckling restrained braced frames subjected to strong ground motion. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 17(2), 367-386. Badan  Standardisasi  Nasional.  (2012). SNI  1726:2012  tentang  Tata  Cara  Perencanaan Ketahanan  Gempa  untuk  Struktur  Gedung  dan  non  Gedung.  Jakarta:  Badan Standardisasi Nasional.
Bertero, R. &. (2004). Performance-Based Seismic Engineering: Development and Application of a Comprehensive Conceptual Approach to the  Design of Buildings in Earthquake Engineering: From Engineering Seismology to Performance-Based Engineering. Boca Raton, USA: CRC Press.
Chen,  C.  C.,  Chen,  S.  Y.,  &  Liaw,  J.  J.  (2001).  Application  of  low  yield  strength  steel  on controlled plastification ductile concentrically braced frames. Canadian Journal of Civil Engineering, 28(5), 823-836.
Federal Emergency Management Agency. (2000). FEMA 356: Prestandard and Commentary for  the  Seismic  Rehabilitation  of  Buildings.  Washington,  D.C.:  Federal  Emergency Management Agency.
Lopez, W. A. (2004). Seismic Design of Buckling-Restrained Braced Frames. USA: Structural Steel Educational Council (SSEC).
Wada,  A.  S.  (1998). Development  of  Unbonded  Brace  in  Nippon  Steel's  Unbonded  Braces (promotional document). Tokyo: Nippon Steel Corporation Building Construction and Urban Development Division.