Abstrak — Base  isolation merupakan  salah  satu  alat  peredam gempa  yang  banyak  digunakan  pada  dunia  konstruksi,  salah satunya  pada  Gedung  J-Tos  Jogjakarta.  Pada  studi  ini  akan dianalisis    kinerja  gedung  tersebut  dengan  melakukan perencanaan  gempa  pada  daerah  gempa  kecil  kemudian  hasil analisys  tersebut  digunakan  untuk  mendesain  bagunan  pada daerah gempa kuat dengan menambahkan base isolation tipe high damping  rubber  bearing (HDRB)  pada  dasar  bangunan selanjutnya  dilakukan  analisis  pushover.  Gedung  dimodifikasi pada jumlah lantainya yang sebelumnya 6 lantai menjadi 8 lantai. Dari  hasil  perhitungan  analisis  struktur.  Displacement  pada gedung yang menggunakan HDRB lebih besar dari pada gedung yang  menggunakan  sistem  fixed-base  yaitu  akibat  beban  gempa dinamik  displacement  meningkat  66,97%  untuk  arah  x  dan 57,53%  untuk  arah  y,  Simpangan  antar  lantai  (Δ)  pada  gedung yang  menggunakan  HDRB  lebih  kecil  dari  pada  gedung  yang menggunakan  sistem  fixed-base  yaitu  akibat  beban  gempa dinamik  Δ rata-rata tereduksi  82,52%  untuk  arah  x  dan  78,08% untuk  arah  y,  Dari  hasil  analisis  pushover,  level  kinerja  gedung denganisolasi  berdasarkan  ATC-40,  FEMA  356  dan  FEMA  400 adalah B ( Operational ).
Kata  Kunci —Analisis  pushover,  base  isolator,  high  damping rubber bearing, level kinerja struktur.

## I. PENDAHULUAN
EDUNG  J-Tos  Jogjakarta  merupakan  gedung  6  lantai, dibangun  sebagai  tempat  pusat  perbelanjaan.  Dengan mempertimbangkan  aspek-aspek  gempa  bumi  yang  terjadi pada gedung dan untuk menghindari kerusakan struktur secara konvensional  maka  gedung  ini  dilengkapi  dengan seismic device salah  satunya  yaitu base  isolation .  Pada  studi  ini  akan dianalisis    kinerja  gedung  tersebut  dengan  melakukan perencanaan  gempa  pada  daerah  gempa  kecil  kemudian  hasil analisys  tersebut  digunakan  untuk  mendesain  bagunan  pada daerah gempa kuat dengan menambahkan base isolation .
Konsep  dari  base  isolation  yaitu  memisahkan  struktur  atas dengan  struktur  bawah  yang  bekerja  dengan  menjaga  struktur diatasnya  sebagai  satu  kesatuan  karena  base  isolator  bersifat
elastis  maka  arah  getaran  gempa  yang  terjadi  secara  acak hanya  akan  mempengaruhi  base  isolator,  sedangkan  struktur diatasnya  akan  bergetar  atau  bergerak  sebagai  satu  kesatuan struktur  [1].  Ada  banyak  sistem  isolasi  yang  digunakan  pada base  isolasator,  khusus  pada  gedung  yang  akan  direncanakan ini  digunakan  tipe  High  Damping  Rubber  Bearing  (HDRB) [2][3].
Sistem High Dumper Rubber Bearing (HDRB) menggunakan  karet  untuk  mengurangi  getaran  gempa sedangkan  lempengen  baja  yang  terdapat  pada  lapisan berfungsi  untuk  menambah  kekakuan  bantalan  karet  sehingga defleksi  dan  deformasi  bangunan  saat  bertumpu  diatas bantalan karet tidak besar [2].
Dalam  analisis,  kesulitan  yang  mungkin  didapati  ialah merencanakan  struktur  gedung  yang  kuat  dan  stabil  terhadap beban lateral terutama beban gempa. Maka dari itu diperlukan analisis lebih lanjut mengenai pengaruh beban gempa terhadap perilaku  struktur  bangunan  gedung  yang  dengan  dan  tanpa menggunakan base  isolation .  Sehingga  diharapkan  dalam perencanaan struktur gedung, dapat dihasilkan disain optimum elemen struktur dan pengguanaan base isolation yang kuat dan stabil  dalam  menghadapi  beban  lateral  yang  besar  dengan menggunakan  sistem  base  isolation.  Serta  diharapkan  dapat mengetahui  prilaku  keruntuhan  terhadap  beban  gempa  yang terjadi  dengan  melakukan  analisis  statik  nonlinear  pushover pada bangunan tersebut.
Analisis  pushover  adalah  suatu  cara  untuk  menganalisis struktur  dengan  beban  statik  tertentu  dalam  arah  lateral  yang diaplikasikan  sepanjang  ketinggian  struktur  dan  ditingkatkan sampai  struktur  mencapai  simpangan  target  [4].  Hasil  analisis pushover  adalah  kurva  yang  menunjukkan  hubungan  antara Base  Shear  dengan  simpangan  lantai  atap  maksimum  (  Top Floor    Displacement  )  seperti  ditunjukkan  pada  gambar  1. Hubungan  tersebut  kemudian  dipetakan  menjadi  suatu  kurva yang dinamakan Kurva Kapasitas struktur [5].

## Evaluasi Kinerja Gedung Menggunakan Base Isolation Tipe High Damping Rubber Bearing (HDRB) Pada Modifikasi Gedung J-Tos Jogjakarta Dengan Perencanaan  Analisis Pushover
Wiki Andrian, Faimun, dan Endah Wahyuni Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
E-mail: faimun@ce.its.ac.id, endah@ce.its.ac.id
G

## Gambar 1. Kurva Kapasitas.
Apabila  kurva  kapasitas  berpotongan  dengan  kurva  respon spectrum  maka  akan  didapat performance  point .  Pada Performance  Point  dapat  diperoleh  informasi  mengenai periode  bangunan  dan  redaman  efektif  akibat  perubahan kekakuan  struktur  setelah  terjadi  sendi  plastis.  Berdasarkan informasi  tersebut  respons-respons  struktur  lainnya  seperti nilai simpangan tingkat dan posisi sendi plastis dapat diketahui [4][6].

## Gambar 2. Performance Point pada Capacity Spectrum Method.
Sasaran  kinerja  terdiri  dari  kejadian  gempa  rencana  yang ditentukan  dan  taraf  kerusakan  yang  diijinkan  atau  level kinerja  (performance  level)  dari  bangunan  terhadap  kejadian gempa  tersebut,  mengacu  pada  FEMA-273  yang  menjadi acuan  klasik  bagi perencanaan berbasis kinerja maka kategori level  kinerja  struktur  dapat  dilihat  berdasarkan  gambar dibawah ini
Gambar 3. Kurva Perfomance Levels (Tingkat Kinerja) dari Hubungan Gaya- Perpindahan Suatu Bangunan [7].

## II. METODOLOGI
Langkah  awal  dalam  studi  ini  adalah  mengumpulkan  data- data  umum  bangunan,  kemudian  mencari  literatur  dan peraturan tentang sistem isolasi seperti buku Base Isolation Of Structure  by  Trevor  E  Kelly  atau  buku  Design  Of  seismic
Isolated  Structure  by  James  M  Kelly  dan  untuk  tata  cara perencanaan  struktur  beton  bertulang  gedung  mengacu  pada SNI  03–2847–2013,  untuk  pembebanan  mengacu  pada  SNI 1727-2013,  untuk  perencanaan  ketahanan  gempa  untuk struktur bangunan gedung mengacu pada SNI 03–1726–2012. Lalu  dilakukan  analisis  struktur fixed  base dan base  isolation dimulai  dari  preliminary  design  (balok  utama,  kolom,  pelat, balok sekunder). Langkah berikutnya, permodelan 3D struktur bangunan fixed  base kedalam  program  analisis  struktur. Kemudian  dilakukan  analisis  pembebanan  yang  bekerja  pada gedung yang ditinjau (mati, hidup, gempa) dan inputkan beban tersebut  kedalam  program  analisis  struktur.  Langkah selanjutnya  yaitu  kontrol  desain  yang  telah  direncanakan sebelumnya  seperti:  kontrol  simpngan  antar  lantai,  kontrol gaya   geser static dan dinamik, dll. Apabila salah satu control desain  tidak  memenuhi  maka  dilakukan  preliminary  design ulang  kembali.  Apabila semua kontrol desain telah memenuhi maka  dilanjutkan  dengan  analisis  pushover  dengan  bantuan program  analisis  struktur.  Dari  hasil  analisis  pushover didapatkan  data  berupa  batas  maksimum  displacement  dan gaya  geser  maksimum  yang  mampu  diberikan  pada  gedung  . Langkah  selanjutnya  mengevaluasi  level  kinerja  struktur apakah  masih  dalam  batas  aman  atau  tidak  sesuai  dengan peraturan  yang  ada  seperti  ATC-40,  FEMA  356  dan  FEMA 440.  Langkah  selanjutnya  yaitu  analisis  struktur  pada  sistem base  isolator  dimulai  dengan    menghitung  parameter  yang berkaitan  dengan  kekakuan    base  isolation,  data  analisis struktur  yang  dibutuhkan  diambil  dari  analisis  struktur sebelumnya  ( fixed  base ).  Kemudian  dilakukan  kontrol  desain seperti  langkah  sebelumnya  serta  analisis  pushover.  Langkah selanjutnya  yaitu  membandingkan  hasil  analisis  struktur  pada fixed  base dan isolation  system sehingga  didapat  suatu kesimpulan  terhadap  penggunaan  base  isolator  tipe  HDRB pada gedung yang ditinjau.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Umum Bangunan
- Fungsi           :  Pusat Perbelanjaan - Lokasi           :  Jogjakarta - Panjang Bangunan  :  60 m - Lebar bangunan    :  42 m - Tinggi bangunan   :  34 m (8 lantai) - Zona Gempa      :  Areal Jogjakarta
- Mutu beton (f’c)    :  35 MPa (kolom)
30 MPa (balok dan pelat) - Mutu baja (f’y)    :  400 MPa (BJTD U4)
B. Preliminary Struktur Primer
- Kolom Utama: 65/65 cm
- Balok Utama: 40/60 cm
- Balok BG  (Ground Beam): 40/80 cm

## C. Analisis Struktur Isolasi
Analisis Isolation structure dimulai dari analisis fixed based , mendapatkan  reaksi  dan  periode  struktur  kondisi  terjepit, untuk  perhitungan  kebutuhan  dimensi  Base  isolator  HDRB rencana. Langkah-langkah nya yaitu:
 Menghitung  berat  bangunan,  dari  hasil  analisis  struktur
didapat Wt= 213599,53 kN
 Menentukan  periode  rencana  (T D )untuk  dimensi  HDRB berdasarkan  SNI  1726:2012  pasal  12.4,  T D =  3  x  T fundamental fixed base = 3x2,91 = 8,73 detik
 Menghitung  kekakuan  isolasi  rencana,  dengan  asumsi spesifikasi  awal  berdasarkan Brosur  Base  Isolator yang akan  digunakan,  untuk  studi  ini  menggunakan  brosur  dari Bridgestone . - Modulus shear (G) = 0,620 N/mm 2 = 0,620 MN/m 2
- Ketebalan rubber (tr) = 200 mm
- Reaksi (titik 20) (m)  = 18486,52 kN  = 18,48652 MN
- Nilai kekakuan horizontal base isolation :
𝐾 𝐻 1 = 𝑚 x 2𝜋 𝑇 2 𝑃𝑗. 𝑏𝑒𝑡𝑎𝑛𝑔 = 18,48652 x 2𝜋 8,73 2 6 = 1.59 MN/m
- Nilai luasan rubber
𝐾 𝐻 1 = 𝐺 𝑡 𝑥 𝐴 𝑡𝑟 → 𝐴 = 𝐾 𝐻 𝑥 𝑡𝑟 𝐺 𝑡 = 1.59 x 0.2
0.62 = 0.514 𝑚 2
Sehingga diperoleh diameter rubber :
𝐴 = 1 4 𝑥 𝜋 𝑥𝐷 2 → 𝐷 = (4𝐴) 𝜋 = 0.809 𝑚
Dari  brosure  yang  digunakan  didapat  hasil  perhitungan dimensi  HDRB  yaitu  :  HH80X6R  (Interior)  dan  HH65X6R (Eksterior).
Gambar 4. Permodelan struktur menggunakan HDRB.

## D. Analisis Seismic Isolatoin berdasarkan AASHTO
Untuk  sistem  isolasi  dimana  redaman  efektif  dinyatakan sebagai persentase, AASHTO menyisaratkan adanya konversi  nilai  redaman  efektif  ke  priode  efektif  sutruktur isolator.
Tabel 1.
Koefisien redaman struktur Isolasi berdasarkan AASTHO [8].
Redaman  effevtive  Base  Isolator  yang  digunakan  adalah 24 sehingga didapatkan nilai B = 1.58.
Gambar 5.  Respons Spektrum Base Isolator dengan redaman 24%.

## E. Perbandingan Displacement dan Simpangan Antar Lantai
Defleksi  pusat  massa  di  Tingkat x (  x )  harus  ditentukan sesuai dengan persamaan (SNI 1726-2012 Persamaan 7.8-14).
Gambar  6.  Perbandingan  displacement fixed  based dengan HDRB akibat gempa respon spectrum arah x.
Gambar  7.  Perbandingan  displacement fixed  based dengan HDRB akibat gempa respon spectrum arah y.
Gambar  8.  Perbandingan  simpangan  (∆) fixed  based dengan HDRB akibat gempa respon spectrum arah x.
Gambar  9.  Perbandingan  simpangan  (∆) fixed  based dengan HDRB akibat gempa respon spectrum arah y.
Tabel 2. Perbandingan displacement gedung yang menggunakan HDRB dengan fix based akibat gempa dinamik
Dari  tabel  dan  grafik  perbandingan  di  atas, displacement base  isolator  (HDRB) lebih  besar  daripada fix  based .  Hal  ini dikarenakan  deformasi  dari  isolator  itu  sendiri  sehingga menyebabkan  meningkatnya displacement dan  berdampak pada lantai – lantai di atasnya.
Tabel 3. Perbandingan nilai reduksi simpangan rata-rata antar lantai pada gedung yang menggunakan HDRB dengan fix based
Re duksi
82.52% 78.08% Arah x Arah y
Be ban Ge mpa Dinamik
Berdasarkan  tabel  3  dan  gambar  grafik  sebelumnya,  nilai simpangan  antar  lantai  yang  menggunakan HDRB lebih  kecil dibanding  dengan fixed  based dikarenakan  adanya  isolator, maka gaya gempa yang mengenai struktur akan terlebih dahulu bekerja pada isolator kemudian diteruskan ke struktur.
F. Hasil Analisis Pushover
Hasil analisis pushover yang dilakukan dengan program Analisis Struktur Nonlinier adalah kurva kapasitas ( Capacity Curve ) skema kelelehan berupa distribusi sendi plastis yang terjadi dan titik kinerja ( Performance Point ).  Target Perpindahan (Performance Point )
Dari  program  analisis  struktur  didapatkan  kurva  kapasitas ATC-40, FEMA  356  dan  FEMA  440 .  Selanjutnya performance  point didapat  dari  titik  perpotongan  antara bilinear force curve dengan capacity curve.
 Metode Spektrum Kapasitas (ATC-40)
Berikut  ini  diambil  contoh  gedung  dengan  sistem  base isolator  pada  portal  arah  x,  untuk  sistem  base  isolator. Metode  ini  terdapat  secara  langsung  pada  SAP2000  V15, Display  –  Show  Static  Pushover  Curve  –  Pilih  plot  type ATC-40  Capacity  Spectrum  –  Modify/Show  Parameters. Data yang diperlukan adalah sebagai berikut : 1. Dari  kurva  respon  spectrum  rencana  SNI  1726:2012 maka didapat skala factor yaitu 1,22625. Pada demand spectrum  definition  isikan  function  respon  spectrum yang  telah  dibuat  sebelumnya  dana  isikan  skala faktornya.
2. Parameter damping = 5%
3. Structural behavior : type A (bangunan baru) Dari kurva yang diperoleh dari analisis struktur, didapat target displacement (V,D):
V : 1158,144 kN dan D : 0,031 m
Gambar 10. Kurva Pushover Tipe ATC-40 Capacity Spectrum Arah X.

## Tabel.4.

## Distribusi Sendi Plastis Pushover ATC-40 base isolator Arah X
Dengan melihat tabel diatas dapat disimpulkan bahwa pada saat  terjadi  perpindahan  maksimum  (δT  =  0,031  m),  struktur termasuk  dalam  level  kinerja  gedung  B  (Operational),  yaitu tidak  ada  kerusakan  yang  berarti  pada  struktur  dan  non structural, gedung masih dapat dipakai secara normal.
 Metode Koefisien Perpindahan (FEMA 356)
Berikut  ini  diambil  contoh  gedung  dengan  sistem  base isolator  pada  portal  arah  x,  untuk  sistem  base  isolator. Metode ini terdapat secara langsung pada program analisis struktur, Display – Show Static Pushover Curve – Pilih plot type  FEMA  356  Coefficient  Method  –  Modify/Show Parameters. Data yang diperlukan adalah sebagai berikut : 1.  Demand  spectrum  yang  digunakan  adalah  Defind Function Respon Spectrum yang direncanakan sebelumnya
2.   Scale  factor  (g  I/R  =  1,226).dan  batasan  periode  Ts  =
1,09 yang telah dihitung sebelumnya.
Dari  kurva  yang  diperoleh  dari  analisis  struktur,  didapat target displacement (V,D): V : 1153,564 kN dan D : 0,031 m
Gambar 11. Kurva Pushover Tipe FEMA 356 Coefficient Method Arah X.
Tabel.5.
Distribusi Sendi Plastis Pushover  FEMA 356 base isolator Arah X
Dengan melihat tabel diatas dapat disimpulkan bahwa pada saat  terjadi  perpindahan  maksimum  (δ T =  0,031  m),  struktur termasuk  dalam  level  kinerja  gedung B ( Operational) ,  yaitu tidak  ada  kerusakan  yang  berarti  pada  struktur  dan  non struktural, gedung masih dapat dipakai secara normal.

##  Metode Koefisien Perpindahan (FEMA 440)
Berikut  ini  diambil  contoh  gedung  dengan  sistem  base isolator  pada  portal  arah  x,  untuk  sistem  base  isolator. Metode ini terdapat secara langsung pada program analisis struktur, Display – Show Static Pushover Curve – Pilih plot type  FEMA  440  Coefficient  Method  –  Modify/Show Parameters. Data yang diperlukan adalah sebagai berikut : 1.  Demand  spectrum  yang  digunakan  adalah  Defind
Function Respon Spectrum yang direncanakan sebelumnya
2.   Scale  factor  (g  I/R  =  1,226).dan  batasan  periode  Ts  = 1,09 yang telah dihitung sebelumnya.
Dari  kurva  yang  diperoleh  dari  analisis  struktur,  didapat target displacement (V,D):
V : 1174,334 kN dan D : 0,031 m
Gambar 12. Kurva Pushover Tipe FEMA 440 Coefficient Method Arah X.
Tabel.6.
Distribusi Sendi Plastis Pushover FEMA 440 base isolator Arah X
Dengan melihat tabel diatas dapat disimpulkan bahwa pada saat  terjadi  perpindahan  maksimum  (δ T =  0,031  m),  struktur termasuk  dalam  level  kinerja  gedung B ( Operational) ,  yaitu tidak  ada  kerusakan  yang  berarti  pada  struktur  dan  non struktural, gedung masih dapat dipakai secara normal.
Tabel 7. Perbandingan Target Perpindahan ( Performance Point ) Fixed Base dan
HDRB V (kN) D (m) ATC-40 1158.114 0.031 B FEMA 356 1153.56 0.031 B FEMA 440 1174.34 0.031 B V (kN) D (m) ATC-40 1160.519 0.032 B FEMA 356 1114.505 0.03 B FEMA 440 1175.508 0.032 B Target Perpindahan Arah X Base Isolator Level kinerja Target Perpindahan Arah Y Base Isolator Level kinerja IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Dari  hasil  perencanaan  dan  analisis  pada  bab-bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Perbandingan  gaya  geser,  displacement,  simpangan  antar lantai,  pada  gedung  yang  ditinjau  menggunakan  base isolator  tipe  HDRB  didaerah  gempa  kecil  dengan  fixed base pada daerah gempa besar adalah :
a. Gaya  geser  yang  terjadi  pada  struktur  mengalami reduksi sebanyak 66,59%. Arah x dan 67,30% arah y.
b. Struktur  gedung  yang  ditinjau  menggunakan HDRB memiliki displacement yang  lebih  besar  dari  pada struktur  gedung fixed  based .  Pada  kasus  yang  ditinjau, peningkatan  displacement  gedung  yang  menggunakan HDRB  dibandingkan  dengan fixed  based terhadap beban gempa yang terjadi adalah :
- Arah x : 66,97%
- Arah y : 57,53%
c. Struktur  gedung  yang  ditinjau  menggunakan HDRB mampu mengurangi simpangan antar lantai ( ∆ ) terhadap struktur  gedung fixed  based .  Penurunan  simpangan antar  lantai  pada  gedung  yang  yang  ditinjau menggunakan HDRB dibandingkan dengan fixed based terhadap beban gempa yang terjadi adalah
- Arah x : 82,52%
- Arah y : 78,08%
d. Berdasarkan hasil perhitungan untuk balok dan kolom secara keseluruhan gaya-gaya dalam pada struktur base isolation  mengalami  penurunan  terhadap  struktur  fix base.
2. Level  kinerja  struktur  gedung  yang  ditinjau  memakai HDRB dan fixed based menurut ATC-40, FEMA 356  dan FEMA  440  adalah B ( Operational) ,  yaitu  tidak  ada kerusakan yang berarti pada struktur dan non struktural dan gedung masih dapat dipakai secara normal.

## B. Saran
Dari  studi  ini  hanya  menganalisis  pengaruh  penggunaan base  isolator  jenis HDRB pada  struktur  gedung  beton bertulang  menggunakan pushover  analysis .  Oleh  sebab  itu disarankan  untuk  studi  selanjutnya,  analisis  dapat  dilakukan dengan  membandingkan  penggunaan  base  isolator  tipe  yang lebih  bervariasi,  sehingga  penerapan  prinisip  isolator  pada struktur gedung dapat diketahui lebih detail.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Y. Lesmana, “Analisis Prilaku Gedung Tinggi Yang Menggunakan Sistem Base Isolation Akibat Beban Gempa Nonlinier Time History Analysis,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2013.
[2] R.  Pratiwi,  Eka,  Desy,  Teruna,  Daniel,  “Kajian  Pengaruh Karakteristik  Mekanik  Damper  Leleh  Baja  Terhadap  Respon Bangunan  Akibat  Gaya  Gempa  Dengan  Menggunakan  Analisis Riwayat Waktu,” Univeritas Sumatera Utara, 2013.
[3] B.  Nanda,  “Aplication  Of  Tuned  Liquid  Damper  For  Controlling Structural Vibration,” Institute Of Technologi Rourkela, 2010.
[4] V.  Rizcky,  “Evaluasi  Kinerja  Gedung  Beton  Bertulang  Dengan Pushover  Analysis  Akibat  Beban  Gempa  Padang,”  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2013.
[5] W.  Pranata,  “Kajian  Daktilitas  Struktur  Gedung  Beton  Bertulang dengan  Analisis  Riwayat  Waktu  dan  Analisis  Beban  Dorong,” 2008.
[6] R.  Pradika,  “Perencanaan  dan  Evaluasi  Kinerja  Gedung  A Rusunawa  Gunung  Sari  Menggunakan  Konstruksi  Baja  Berbasis Konsep Kinerja dengan Metode Pushover Analysis,” 2012.
[7]
FEMA-273, NEHRP Guidelines For The Seismic Rehabilitation of Buildings,  Report  No.  FEMA-273 .  Washington  D.C.:  Federal Emergency Management Agency, 1996.