pISSN: 2723-3472 eISSN: 0000-0000 eISSN: 2746 -1033
Volume 4, Issue 1, March 2023, pages 29-40

## REKONSTRUKSI TADULAKO
Civil Engineering Journal on Research and Development https://new.jurnal.untad.ac.id/index.php/renstra
Analisis  Struktur  Baja  dengan  Perhitungan  Beban  Gempa  Menggunakan Metode Time History Berdasarkan SNI 1726:2012 dan SNI 1729:2015
G. Turu’allo a* dan A.H. Anggara a
a Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Tadulako, Jl. Soekarno-Hatta Km 9, Palu 94118, Indonesia
* Corresponding author ’s e -mail: turuallo@yahoo.co.uk
Received: 17 January 2023 ; revised: 1 February 2023 ; accepted: 15 February 2023
Abstract: The selection of material types used in designing a building is one of essential parts since every type of material consisted of different elements. One of primary materials in constructing building structure is steel. The use of steel has been implemented in most building structures nowadays for its high performance of ductility compared to concrete and wood. Ductility is an important requirement to achieve building structure that is resistant to earthquake. In this thesis, there will be an elaboration of an earthquake resistant and steel structured building. The designed building will be a five-floor office configured by an organized structure. The steel framework system of specialized moment loader is used as structure system of earthquake resistance and analysed using time history method. The steel material used has A36 grade (fy = 250 MPa; fu = 400 MPa), and the concrete grade f’c = 30 MPa. The preparation process results in a de sign of an earthquake steel resistant structure building that meets the requirement of intersection between each floor and the maximum intersection value occurs on second floor with 93,5 mm where the legal supposed intersection has been valued on 95 mm. The dimension of structure element used is profile block W 14 x 6,75 x 38 for the x-axis and W 16 x 7 x 40 for y-axis. It also has 12 cm of plate thickness on every level with profile column of Wx14x16x283.
Keywords: material selection, ductility, organized structure, SRPMK, time history analysis, dimension of structure element
Abstrak: Pemilihan jenis material yang akan digunakan dalam mendesain sebuah gedung merupakan salah satu tahapan penting mengingat bahwa setiap jenis material memiliki sifat yang berbeda-beda. Salah satu material utama yang dapat digunakan untuk pembangunan struktur bangunan  adalah  material  baja.  Penggunaan  struktur  baja  pada  saat  ini  telah  banyak  digunakan  pada  struktur  bangunan,  dikarenakan material baja memiliki daktilitas yang cukup tinggi dibandingkan dengan beton maupun kayu, dimana daktilitis merupakan syarat utama dalam mendesain struktur tahan gempa. Dalam tulisan ini, akan direncanakan suatu gedung struktur baja tahan gempa. Struktur gedung yang direncanakan merupakan kantor bertingkat 5 (lima), dengan konfigurasi struktur didesain sebagai struktur beraturan. Sistem rangka baja pemikul momen khusus (SRPMK) digunakan sebagai sistem struktur penahan beban gempa dengan besarnya beban gempa dianalisis menggunakan metode time history . Material baja yang digunakan ialah mutu A36 (fy = 250 MPa; fu = 400 MPa), beton dengan f’c = 30 MPa. Proses perencanaan kemudian menghasilkan suatu desain gedung struktur baja tahan gempa yang memenuhi syarat simpangan antar lantai, dengan simpangan antar lantai maksimum terjadi pada tingkat 2 yaitu sebesar 93,5 mm yang kurang dari simpangan antar lantai ijin sebesar 95 mm. Dimensi elemen struktur yang digunakan ialah balok profil W 14 x 6,75 x 38 untuk balok arah sumbu X dan balok profil W 16 x 7 x 40 untuk balok arah sumbu Y, Plat dengan ketebalan 12 cm serta kolom dengan profil Wx14x16x283 yang diseragamkan untuk semua tingkat.
Kata kunci: pemilihan jenis material, daktilitas, struktur beraturan, SRPMK, analisis time history, dimensi elemen struktur

## 1. Pendahuluan
Secara Geografis Indonesia terletak di antara pertemuan tiga lempeng besar Bumi, yaitu Lempeng Pasifik, Lempeng Eurasia,  dan  lempeng  Indo-Australia [1-3] .  Hal  ini menyebabkan Indonesia menjadi salah satu negara dengan tingkat  resiko  gempa  yang  sangat  tinggi.  Gempa  bumi menyebabkan  banyaknya  rumah  tinggal,  perkantoran, rumah sakit dan fasilitas umum lainnya rusak. Secara umum kerusakan struktur bangunan yang tidak memenuhi standar bangunan  tahan  gempa.  Banyaknya  rumah  tinggal contohnya,  dibangun  tanpa  dukungan  perhitungan  teknis dan hanya mengandalkanpengalaman di lapangan. Terdapat suatu indikasi bahwa masyarakat tidak mau menggunakan jasa  konsultan  teknis  dalam  proses  pembangunan  rumah tinggal.  Maka  dari  itu  pemerintah  Indonesia  harus  ketat dalam pengawasan dan memberikan izin untuk membangun rumah tinggal maupun fasilitas umum lainnya [4] .
Salah satu material utama yang dapat digunakan untuk pembangunan  struktur  bangunan  adalah  material  baja. Penggunaan  struktur  baja  pada  saat  ini  telah  banyak digunakan  pada  struktur  bangunan,  dikarenakan  material baja  memiliki  daktilitas  yang  cukup  tinggi  dibandingkan dengan beton maupun kayu. Daktilitas adalah kemampuan suatu  struktur  untuk  ber  deformasi  dalam  keadaan  tidak elastis  tanpa  kehilangan  kekuatan.  Selain  memiliki daktilitas yang cukup tinggi, baja juga memiliki kelebihan yang lainnya seperti mudah dilaksanakan di lapangan, hal itu  menyebabkan  penggunaan  material  baja  pada  struktur utama bangunan semakin berkembang [5-7] .
Perencanaan struktur baja untuk bangunan gedung telah diatur  dalam  SNI  1729:2015.  Pada  SNI  1729:2015  juga diklasifikasikan  beberapa  macam  sistem  struktur  penahan gempa,  yaitu  Sistem  Rangka  Pemikul  Momen  Biasa (SPRMB),  Sistem  Rangka  Pemikul  Momen  Menengah (SPRMM)  dan  Sistem  Rangka  Pemikul  Momen  Khusus (SPRMK). Prinsip perencanaan yang digunakan dalam SNI
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 4(1), March 2023
1729:2015  adalah  “ Strong  Column  Weak  Beam ”. Dalam tulisan  ini  akan  direncanakan  bangunan  struktur  baja bertingkat tahan gempa dengan konfigurasi struktur sebagai struktur  beraturan.  Tujuannya  agar  dapat  diperoleh  suatu desain  struktur  baja  tahan  gempa  sesuai  dengan  SNI 1729:2015 dan SNI 1726:2012 yang mengacu pada AISC- LRFD [8-12].

## 1.1 Struktur Gedung
Secara  umum,  struktur  bangunan  gedung  dapat digolongkan dalam 2 (dua) jenis, yaitu engineered buildings dan non-engineered buildings. Engineered buildings adalah semua  gedung  yang  dirancang,  dibangun  dan  diawasi pembangunannya  oleh  arsitek  dan  atau  ahli  teknis. Sedangkan non-engineered  buildings adalah  bangunan yang  pada  proses  perencanaan,  pembangunan  dan pelaksanaannya  tidak  melibatkan  arsitek  dan  atau  ahli teknis.  Dalam  praktek  pembangunan  rumah  masyarakat pada  umumya  di  Indonesia,  bangunan  rumah  tinggal merupakan  jenis  bangunan non-engineered  buildings [13- 15] .

## 1.2 Struktur Gedung Tahan Gempa
Ada  beberapa  hal  yang  harus  diperhatikan  dalam merencanakan  struktur  tahan  gempa  khususnya  bangunan gedung,  berkaitan  dengan  pengaruhnya  terhadap  kinerja struktur  saat  menerima  beban  gempa.  Disebutkan  dalam SNI 1726:2012 secara garis besar ada tiga hal penting yang harus  diperhatikan  dalam  perencanaan  bangunan  gedung tahan gempa, antara lain [10] :
1) Beban gempa rencana
Beban gempa rencana adalah beban yang merepresentasikan  gaya  gempa  yang  didesain  bekerja pada  suatu  struktur  gedung.  Besarnya  beban  gempa rencana  ditentukan  oleh  peruntukan  bangunan,  jumlah tingkat,  berat  total  bangunan  dan  lokasi  bangunan tersebut  didirikan  (berkaitan  dengan  zona  gempa). Selain itu, kondisi tanah di lokasi pembangunan gedung juga  berpengaruh  terhadap  besaran  beban  gempa rencana.
2) Konfigurasi gedung
Konfigurasi  gedung mempunyai  pengaruh yang cukup signifikan  terhadap  perilaku  struktur  dalam  menerima beban  gempa.  Bagian  dari  konfigurasi  gedung  yang paling  berpengaruh  adalah  sifat  geometrisnya,  dimana sifat  geometris  inilah  yang  menentukan  struktur diklasifikasikan  sebagai  struktur  beraturan  atau  tidak beraturan.  Menurut  SNI  1726-2012,  syarat  geometris dari  suatu  struktur  gedung  untuk  diklasifikasikan sebagai struktur beraturan memiliki denah yang simetris dalam arah horizontal dan arah vertikal.
3) Daktilitas struktur
Daktilitas  struktur  adalah  kemampuan  struktur  untuk terus  berdeformasi  plastis  saat  menerima  beban  yang melampau batas elastisnya. Daktilitas ini memungkinkan  perencanaan  gedung  yang  ekonomis, tetap  tidak  runtuh  mendadak  saat  terjadi  gempa  kuat. Daktilitas struktur sangat bergantung kepada tipe sistem
penahan gempa yang digunakan pada struktur tersebut. Karena setiap sistem penahan gempa memiliki tingkat deformasi yang berbeda sesuai dengan prinsip kerjanya dan  karakteristik  material  yang  digunakan.Tentunya dalam  merencanakan  struktur  yang  tahan  gempa  dan mampu  bekerja  secara  optimal,  pada  prinsipnya  harus memenuhi kriteria desain. Kriteria desain tersebut tidak hanya  mencakup  aspek-aspek  teknis  namun  juga berkaitan  dengan  performa  struktur  pada  setiap  level pembebanan.
Filosofi  desain  yang  paling  umum  diterapkan  dalam perancangan  struktur  tahan  gempa  yaitu  konsep  desain kapasitas.  Dalam  konsep  desain  kapasitas,  mekanisme pemancaran  energi  gempa  menjadi  tinjauan  utama  dalam perancangan struktur gedung. Pada dasarnya tujuan konsep ini untuk menunjukan bagaimana pengendalian terbentuknya  sendi  plastis  terhadap  elemen  struktur. Terbentuknya  sendi  plastis  ini  kemudian  diharapkan mampu  untuk  memancarkan  sekaligus  membatasi  energi gempa  yang  masuk  ke  sistem  struktur  melalui  deformasi inelastis  yang  cukup  besar  tanpa  mengalami  keruntuhan, sementara elemen struktur lainnya harus direncanakan agar lebih kuat dari sendi plastis yang dapat terjadi.
Melalui  mekanisme  pemancaran  energi  ini,  suatu struktur  dapat  didesain  berdasarkan  respon  inelastisnya terhadap  beban  gempa.  Namun  seperti  penjelasan sebelumnya  bahwa  sangan  tidak  ekonomis  untuk mempertahankan struktur dalam kondisi elastis saat terjadi gempa,  mengingat  gempa  merupakan  beban  siklik.  Oleh karena itu perilaku daktail  dari suatu  struktur akan sangat menentukan  bagi  kemampuan  struktur  untuk  dapat berdeformasi  inelastik  secara  berkelanjutan  akibat  gempa tanpa mengalami penurunan kekuatan yang berarti.
Dalam penerapan konsep desain kapasitas struktur tahan gempa  yaitu  mekanisme  pergoyangan  struktur  harus mengacu pada prinsip Strong Column Weak Beam dengan tujuan  agar  terjadi  mekanisme  pergoyangan  dengan sebagian besar sendi plastis pada balok ( Gambar 1 ).
Gambar 1 . Mekanisme keruntuhan strong column weak beam [16]
Pada  pola  keruntuhan  ini,  saat  terjadi  gempa  rencana dimana  struktur  telah  melampaui  tingkat  elastis,  lokasi sendi-sendi  plastis  yang  diizinkan  terjadi  adalah  pada
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 4(1), March 2023
ujung-ujung  balok  dan  pada  kaki  kolom  lantai  dasar  saja. Dengan  kata  lain  struktur  direncanakan  sedemikian  rupa sehingga  bila  terjadi  kondisi  inelastis,  hanya  terjadi  pada tempat  yang  ditentukan  sehingga  dapat  terkontrol  sebagai dissipasi  energi.  Sedangkan  bagian  struktur  lainnya  tetap berperilaku elastis.
Adapun  mekanisme  kerja  strong  column  weak  beam yaitu  pada  saat  struktur  mendapat  gaya  lateral  gempa, distribusi  kerusakan  sepanjang  ketinggian  bangunan bergantung  pada  distribusi  lateral story  drift (simpangan antar  lantai).  Jika  struktur  memiliki  kolom  lebih  kuat daripada balok ( strong column weak beam ), maka drift akan tersebar  merata  dan  keruntuhan  lokal  di  satu  lantai  dapat diminimalkan  ( Gambar  2 ).  Sebaliknya  jika  kolom  yang lemah, simpangan antar lantai akan cenderung terpusat pada satu  lantai  ( soft  story  effect )  seperti  ditunjukkan  pada ( Gambar 3 ).
Gambar 2 . Mekanisme keruntuhan soft story [17]
Menurut  SNI  1726:2012,  Analisis  respons  riwayat waktu  linier  harus  terdiri  dari  analisis  model  matematis linier suatu struktur untuk menentukan responsnya melalui metoda integrasi numerik terhadap kumpulan riwayat waktu percepatan gerak tanah yang kompatibel dengan spektrum respons desain untuk situs yang bersangkutan.
Paling  sedikit  tiga  gerak  tanah  yang  sesuai  harus digunakan  dalam  analisis.  Apabila  analisis  dua  dimensi dilakukan maka setiap gerak tanah harus terdiri dari riwayat waktu  percepatan  tanah  horisontal  yang  diseleksi  dari rekaman  gempa  aktual.  Apabila  analisis  tiga  dimensi dilakukan  maka  gerak  tanah  harus  terdiri  dari  sepasang komponen  percepatan  tanah  horisontal  yang  sesuai,  yang harus  diseleksi  dan  diskalakan  dari  rekaman  peristiwa gempa individual. Gerak tanah yang sesuai harus diseleksi dari  peristiwa-peristiwa gempa yang memiliki magnitudo, jarak  patahan,  dan  mekanisme  sumber  gempa  yang konsisten dengan hal-hal yang mengontrol ketentuan gempa maksimum yang dipertimbangkan [18] .
Dalam  mendesain  elemen  struktur  baja  terhadap pengaruh  beban  gempa  dan  beban  lainnya  yang  bekerja pada  struktur,  digunakan  metode  LRFD ( Load  Resistance Factor  Design ).  Metode  LRFD  merupakan  metode perencanaan  struktur  baja  dengan  membandingkan kekuatan  struktur  yang  diberi  suatu  faktor  resistensi  ( ϕ ) terhadap  kombinasi  beban  terfaktor  yang  bekerja  pada struktur  tersebut (∑  γi  Qi ).  Pada  metode  ini  fokus perencanaan berdasarkan kondisi batas kekuatan ( ultimate
strength )  yang  menjamin  keselamatan  publik  terhadap beban ekstrim selama masa pakai struktur.
Gambar 3 . Rekaman ground motion [19]
Berdasarkan  Elkan  dan  Chopra,  untuk  mendapatkan faktor  skala  minimum  untuk  masing  masing-masing  data akselogram,  selisih  antara  spektrum  skala  rekaman  dan spektrum target diminimalkan antara 0,2T dan 1,5T melalui metode kuadrat terkecil,
Perencanaan  metode  LRFD  merupakan  metode perencanaan  struktur  baja  dengan  membandingkan kekuatan  struktur  yang  diberi  suatu  faktor  resistensi  ( ϕ ) terhadap  kombinasi  beban  terfaktor  yang  bekerja  pada struktur  tersebut.  Perencanaan  metode  LRFD  memenuhi syarat jika kuat rencana ϕRn lebih besar dari kuat perlu Ru dengan nilai ( ϕ ) bervariasi tergantung aksi komponen yang ditinjau.  Kuat  perlu  merupakan  nilai  maksimum  dari berbagai  kombinasi  pembebanan  yang  ditentukan  dengan bantuan analisis struktur. Hasil analisis struktur kemudian digunakan untuk mengevaluasi setiap elemen struktur dan dibandingkan  dengan  kuat  rencana  tiap  elemen  struktur sesuai  dengan gaya internal  yang bekerja. Tinjauan setiap elemen diperlukan dengan tujuan untuk memeriksa karakter setiap aksi dan perilaku keruntuhannya [20-23].

## 2. Metode Penelitian

## 2.1. Data Penelitian
Lokasi perencanaan gedung dalam tulisan ini terletak di Kota  Palu,  Sulawesi  Tengah.  Pemilihan  lokasi  ini dimaksudkan  karena  Kota  Palu  merupakan  salah  satu wilayah  gempa  kuat  sesuai  dengan  Peta  Hazard  Gempa Indonesia 2017. Gedung direncanakan merupakan gedung perkantoran  bertingkat  5  (lima)  dengan  tinggi  tipikal  3,8 meter.  Sistem  struktur  atas  yang  digunakan  merupakan Sistem  Rangka  Pemikul  Momen  Khusus  (SRPMK)  dari baja. Pemilihan dimensi profil yang akan digunakan dalam perencanaan yaitu dengan cara memperkirakan ( trial error ) dimensi awal elemen struktur berdasarkan ketentuan yang berlaku. Sistem lantai digunakan struktur komposit dengan dek baja gelombang. Adapun tipe struktur bawah digunakan pondasi tiang beton ( bored pile ).
Material  struktur  yang  digunakan  terdiri  dari  baja dengan mutu A36 (fy = 250 MPa; fu = 400 MPa) dan beton dengan kuat tekan f’c = 30 MPa.
Denah  gedung  arah  vertikal  diseragamkan  dengan bentang  5  m,  sedangkan  denah  gedung  arah  horizontal
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 4(1), March 2023
memiliki  bentang  yang  bervariasi  yaitu  4  m  dan  6  m ( Gambar 4 dan Gambar 5 ).
Gambar 4 . Denah struktur gedung rencana Lantai 1-4
Gambar 5. Denah struktur gedung rencana Lantai 5

## 2.2. Metode Perencanaan
2.2.1. Dimensi Elemen Struktur
Dimensi  elemen  struktur  yang  digunakan  dalam perencanaan  didasarkan  pada  preliminary  design  dengan memperkirakan  profil  yang  digunakan  sesuai  ketentuan yang  berlaku.  Adapun  dimensi  elemen  struktur  tersebut ialah seperti yang diperlihatkan pada Tabel 1 .
Tabel 1. Dimensi elemen struktur Elemen Struktur Dimensi Keterangan Kolom W 14 x 16 x 283 Seragam Balok W 14 x 6,75 x 38 Balok Induk Arah X W 16 x 7 x 40 Balok Induk Arah Y W 8 x 6,5 x 24 Balok Anak Balok Tangga W 14 x 6,75 x 30 Seragam Balok Bordes W 14 x 6,75 x 30 Seragam Pelat 120 mm (tebal) Seragam
2.2.2. Pemodelan struktur 3 dimensi Berdasarkan dimensi elemen struktur yang direncanakan,  kemudian  struktur  gedung  dimodelkan  ke dalam bentuk 3D menggunakan Etabs 2020 . Berikut hasil Pemodelan struktur gedung menggunakan perangkat lunak Etabs 2020 diperlihatkan oleh Gambar 6 .
Gambar 6 . Tampilan perspektif struktur
2.2.3. Pembebanan struktur
Secara  garis  besar  beban  yang  bekerja  pada  struktur terbagi  atas  beban  gravitasi,  beban  notional  dan  beban gempa. Beban gravitasi merupakan seluruh beban mati (D) dan  beban  hidup  (L)  yang  direncanakan  bekerja  pada struktur yang terdiri dari:
1). Beban mati (D)
− Berat  sendiri  elemen  struktur  (dihitung  secara otomatis oleh program Etabs 2020)
− Beban finishing pelat atap, Q = 1,913 kN/m2
− Beban finishing pelat lantai, Q = 1,397 kN/m2
− Beban dinding partisi kaca:
− q = 2,117 kN/m (arah x)
− q = 2,102 kN/m (arah y)
− Beban dinding partisi bata ringan :
− q = 7,167 kN/m (arah x)
− q = 7,065 kN/m (arah y)
2). Beban hidup (L)
− Beban hidup merata pada pelat atap, Q = 0,96 kN/m2
− Beban hidup merata pada pelat lantai :
− Lobi dan koridor lantai pertama = 4,79 kN/m2
− Koridor di atas lantai pertama = 3,83 kN/m2
− Kantor = 2,40 kN/m2
Sementara itu, untuk beban notional yang bekerja pada struktur akan dihitung secara otomatis oleh program Etabs 2020 dengan  besar  beban  yang  bekerja  yaitu  0,002  dari berat  total  struktur.  Untuk  beban  gempa,  dianalisis menggunakan  metode Time  History (analisis  riwayat waktu),  dengan  parameter  analisisnya  ditentukan berdasarkan  SNI  1726:2012  sebagaimana  yang  diuraikan berikut ini :
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 4(1), March 2023
1). Data akselogram
Meliputi  Gempa  Denali  pada  tahun  2002  dengan magnitude:  7,9 SR dan   PGA:  0,10252 g ( Gambar 7 ), Gempa El Centro pada tahun 1940 dengan magnitude: 6,95 SR dan PGA: 0,28080 g ( Gambar 8 ), Gempa Kobe pada tahun 1995 dengan magnitude: 6,90 SR dan PGA: 0,48323 g ( Gambar 9 ), Gempa Loma Parieta pada tahun 1989 dengan magnitude: 6,93 SR dan PGA: 0,10286 g ( Gambar 10 ), dan Gempa Northridge pada tahun 1995 dengan  magnitude:  7,28  SR  dan  PGA:  0,15166  g ( Gambar 11 )
Gambar 7 . Grafik akselogram gempa Denali
Gambar 8 . Grafik akselogram gempa El-Centro
Gambar 9 . Grafik akselogram gempa Kobe
Gambar 10 . Grafik akselogram gempa Loma Parieta
2). Data respon spektrum target − Jenis pemanfaatan gedung: Kantor − Kategori resiko struktur: II − Faktor keutamaan gempa, Ie = 1,0 − Klasifikasi situs: Tanah lunak, SE − Nilai Ss = 2,164 g − Nilai S1 = 0,765 g − Faktor Fa = 0,90 − Faktor Fv = 2,40 − Respon percepatan gempa desain:
− SDS = 1,298 g; SD1 = 1,224 g
− Periode Ts = 0,943 detik
− Periode T0 = 0,189 detik
− Kategori desain seismik: E
− Faktor daktilitas struktur, R = 8
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 4(1), March 2023
Berdasarkan  parameter  tersebut,  dibentuk  spektrum respon percepatan gempa target yang akan digunakan dalam penyekalaan data akselogram ( Gambar 12 ).
Gambar 11 . Grafik akselogram gempa Northridge
Gambar 12 . Grafik spektrum respon percepatan gempa
target
Adapun kombinasi pembebanan yang digunakan dalam perencanaan  struktur  gedung  tersebut  dapat  dilihat  pada Tabel 2 .
Tabel 2. Kombinasi pembebanan
No Kombinasi Beban 1 1,4 D
2 1,2 D + 1 L
3 1,2 D + 1,0 L + 1,6 Lr
4 1,2 D + 1,0 L + 0,5 Lr
5 1,4512 D + 1,3 Qx + 0,39 Qy + 1,0 L
6 1,4512 D + 0,39 Qx + 1,3 Qy + 1,0 L
7 0,9 D
8 0,64812 D + 1,3 Qx + 0,39 Qy 9 0,64812 D + 0,39 Qx + 1,3 Qy
10 1,2 D + 1,0 N + 1,0 L
11 1,2 D - 1,0 N + 1,0 L 12 0,9 D + 1,0 L 13 0,9 D - 1,0 L

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 4.1. Hasil Analisis Modal
Faktor yang mempengaruhi analisis modal adalah massa yang  ada  pada  struktur  dan  besarnya  redaman  ( damping ) yang diberikan. Massa tersebut berupa berat seismik efektif yang terdiri dari 100% massa yang berasal dari berat sendiri struktur  dan  berat  komponen  tambahan,  serta  25%  massa yang berasal dari beban hidup. Ini sesuai dengan ketentuan SNI  1726:2012  yang  mengatur  bahwa  besarnya  berat seismik pada struktur harus terdiri dari seluruh beban mati dan  minimal  25%  beban  hidup  merata  pada  tiap  lantai tingkat struktur ( Gambar 13 dan Gambar 14 ).
Gambar 13 . Ragam getar pertama, T = 1,137 detik
Gambar 14 . Ragam getar kedua, T = 0,949 detik
Untuk  memberikan  pembuktian  secara  teoritis  pada gerak  ragam  pertama  dan  kedua  yang  di  dominasi  oleh gerak  translasi,  maka  dari  itu  gerak  ragam  pertama  dan kedua selanjutnya dikontrol terhadap nilai rasio partisipasi massa  untuk  masing-masing  ragam  getar  pada  gerak translasi dan rotasi pada arah sumbu X dan Y ( Tabel 3 ).
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 4(1), March 2023
Tabel 3. Rasio partisipasi massa Ragam Getar Sumbu X Sumbu Y ∑Ux (%) ∑Rx (%) ∑Ux (%) ∑Rx (%) 1 0,803 0 0 0,217 2 0,803 0,249 0,775 0,217 3 0,803 0,249 0,775 0,217 4 0,917 0,249 0,775 0,783 5 0,917 0,752 0,905 0,783 6 0,917 0,752 0,905 0,783 7 0,967 0,7518 0,9053 0,887 8 0,967 0,881 0,963 0,887 9 0,967 0,81 0,963 0,887 10 0,992 0,881 0,963 0,976 11 1 0,881 0,963 1 12 1 0,972 0,991 1 13 1 0,972 0,991 1 14 1 1 1 1 15 1 1 1 1
Nilai  waktu  getar  alami  struktur  akan  menentukan metode yang digunakan dalam mengkombinasikan respon maksimum struktur akibat beban gempa ( Tabel 4 ).
Tabel 4. Waktu getar alami struktur Ragam Getar Waktu Getar Alami, (detik) Selisih Detik % 1 1,137 2 0,949 0,188 18,8 3 0,868 0,081 8,1 4 0,342 0,526 52,6 5 0,267 0,075 7,5 6 0,248 0,019 1,9 7 0,177 0,071 7,1 8 0,127 0,05 5 9 0,12 0,007 0,7 10 0,111 0,009 0,9 11 0,083 0,028 2,8 12 0,076 0,007 0,7 13 0,072 0,004 0,4 14 0,055 0,017 1,7 15 0,053 0,002 0,2 4.2. Hasil Analisis Time History
Parameter pertama yang diperiksa dalam Analisis Time History adalah gaya geser dasar ( base shear ) hasil analisis spektrum respon. Berdasarkan SNI 1726:2012 Pasal 7.9.4.1 menyatakan bahwa nilai gaya geser dasar hasil analisis time history harus  lebih  besar  dari  85%  gaya  geser  dasar  yang dihitung dengan metode statik ekuivalen ( Tabel 5 ). Tahapan selanjutnya setelah syarat gaya geser dasar terpenuhi, ialah memeriksa  simpangan  antar  lantai  yang  terjadi  pada struktur  akibat  beban  gempa  rencana  ( Tabel  6,  Tabel  7, Tabel  8,  Tabel  9,  Tabel  10 ).  Demikian  juga  selanjutnya, untuk  pemeriksaan  kemungkinan  terjadinya  efek  P-delta dilakukan dengan menghitung besarnya koefisien stabilitas θ untuk setiap tingkatan pada struktur. Untuk mendapatkan beban vertikal P yang terbesar, maka ditinjau kolom pada
salah satu bagian tepi terluar struktur ( Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15 )
Tabel 5. Gaya geser dasar Nama Gempa Global Fx Global Fy (kN) (kN) El - Centro 1565,5379 1753,6316 Kobe 1565,5368 1753,6258 Loma Parieta 1565,5395 1753,6281 Northridge 1565,5348 1753,6279 Denali 1565,5365 1753,6256 Tabel 6. Simpangan antar lantai gempa El-Centro Tingkat ∆x ∆y ∆a Atap 37,774 46,4145 95 4 64,9 64,801 95 3 88,682 77,88 95 2 94,149 74,3435 95 1 53,845 38,104 95 Tabel 7. Simpangan antar lantai gempa Kobe Tingkat ∆ x ∆ y ∆ a Atap 36,9875 51,5955 95 4 62,337 72,0555 95 3 84,2985 88,0385 95 2 90,145 86,5975 95 1 52,5745 45,7105 95 Tabel 8. Simpangan antar lantai gempa Loma Parieta Tingkat ∆x ∆y ∆a Atap 44,6985 48,488 95 4 64,3665 68,035 95 3 86,2235 81,994 95 2 93,907 77,8965 95 1 54,659 39,4295 95 Tabel 9. Simpangan antar lantai gempa Northridge Tingkat ∆x ∆y ∆a Atap 41,2665 40,0015 95 4 68,662 53,174 95 3 91,0195 64,4545 95 2 94,9245 64,845 95 1 53,9825 34,738 95 Tabel 10. Simpangan Antar Lantai Gempa Denali Tingkat ∆x ∆y ∆a Atap 41,2665 40,0015 95 4 68,662 53,174 95 3 91,0195 64,4545 95 2 94,9245 64,845 95 1 53,9825 34,738 95
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 4(1), March 2023
Tabel 11 . Efek P-delta Gempa El-Centro Tingkat θx θy θmaks Atap 0,0067 0,0074 0,0909 4 0,0145 0,0135 0,0909 3 0,0249 0,0187 0,0909 2 0,0300 0,0208 0,0909 1 0,0208 0,0128 0,0909 Tabel 12 . Efek P-delta Gempa Kobe Tingkat θx θy θmaks Atap 0,0072 0,0079 0,0909 4 0,0142 0,0144 0,0909 3 0,0220 0,0223 0,0909 2 0,0274 0,0262 0,0909 1 0,0191 0,0160 0,0909 Tabel 13. Efek P-delta Gempa Loma Parieta Tingkat θx θy θmaks Atap 0,0081 0,0078 0,0909 4 0,0142 0,0127 0,0909 3 0,0229 0,0174 0,0909 2 0,0308 0,0196 0,0909 1 0,0211 0,0124 0,0909 Tabel 14 . Efek P-delta Gempa Northridge Tingkat θx θy θmaks Atap 0,0085 0,0076 0,0909 4 0,0165 0,0123 0,0909 3 0,0247 0,0176 0,0909 2 0,0301 0,0197 0,0909 1 0,0209 0,0117 0,0909 Tabel 15. Efek P-delta Gempa Northridge Tingkat θx θy θmaks Atap 0,0072 0,0075 0,0909 4 0,0143 0,0127 0,0909 3 0,0243 0,0172 0,0909 2 0,0297 0,0193 0,0909 1 0,0204 0,0119 0,0909

## 4.3. Hasil Desain Struktur Bawah
4.3.1. Balok Pengikat
Untuk balok pengikat menggunakan profil W 10x8x33.
4.3.2. Pile Cap
Dimensi pile cap yang digunakan ialah panjang x lebar x tinggi masing-masing 2 meter x 1,5 meter x 0,65 meter. Dengan mutu beton f’c 30 MPa.
4.3.3. Bored Pile
Pondasi yang digunakan ialah pondasi bored pile yang berdiameter  400  mm,  dengan  2  buah bored  pile untuk masing-masing  ujung  kolom  di  lantai  dasar.  Jumlah tulangan longitudinal bored pile yang diperoleh dari  hasil perencanaan ialah 8D16.
Untuk gambaran mengenai detail penyambungan dapat dilihat pada Gambar 15 .
Gambar 15 . Detail sambungan reduced beam section (RBS)

## 4.4. Hasil Desain Sambungan Struktur
Berikut  ini  adalah  hasil  desain  sambungan  elemen struktur yang direncanakan
1). Sambungan Reduced Beam Section (RBS)
Sambungan  ini  digunakan  pada  penyambungan  balok dan  sayap  kolom.  Untuk  gambaran  mengenai  detail penyambungan dapat dilihat pada Gambar 16 .
Gambar 16. Detail sambungan reduced beam section (RBS)
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 4(1), March 2023

## 2). Sambungan Flush End Plate
Sambungan  ini  digunakan  pada  penyambungan  balok dan  badan  kolom.  Untuk  gambaran  mengenai  detail penyambungan dapat dilihat pada Gambar 17 .
Gambar 17 . Detail sambungan flush end plate
3). Sambungan Simple Connection
Sambungan  ini  digunakan  pada  penyambungan  balok induk dan balok anak. Untuk gambaran mengenai detail penyambungan dapat dilihat pada Gambar 18 .
Gambar 18 . Detail sambungan simple connection
4). Sambungan Base Plate
Direncanakan sambungan base plate untuk mendistribusikan beban yang dipikul kolom ke pondasi. Untuk gambaran mengenai detail penyambungan dapat dilihat pada Gambar 19.
Gambar 19 . Detail sambungan base plate
5). Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perhitungan  perencanaan  dan pembahasan  sebelumnya,  kesimpulan  yang  dapat  diambil dari penulisan ini sebagai berikut:
1). Berdasarkan  analisis  modal  terhadap  model  struktur gedung  rencana  memiliki  potensi  terhadap  terjadinya efek torsi akibat beban gempa. Hal ini dapat dilihat dari nilai  rasio  partisipasi  massa  (ragam  pertama)  akibat gerak  rotasi  pada  arah  sumbu  Y  sebesar  21,7%  lebih besar  dari  gerak  translasi  pada  arah  sumbu  tersebut (0,00%).  Walaupun  demikian,  nilai  rasio  partisipasi massa 21,7% ini masih kurang dari nilai rasio partisipasi massa  (ragam  pertama)  yang  dihasilkan  oleh  gerak translasi  pada  arah  sumbu  X,  yaitu  sebesar  80,28% sehingga keseluruhan gerak struktur pada periode awal masih didominasi oleh gerak translasi.
2). Struktur  gedung  yang  direncanakan  memiliki karakteristik dinamik sebagai berikut:
a) Periode fundamental  struktur untuk  ragam pertama saat  dilakukan  analisis  vibrasi  bebas  ialah  1,137 detik, nilai ini memenuhi syarat batas bawah periode getar  struktur  namun  melewati  batas  atas  periode getar struktur sehingga digunakan batas atas periode getar (1,069 detik) untuk periode fundamental ragam pertama.
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 4(1), March 2023
b) Periode  fundamental  struktur  untuk  ragam  kedua saat  dilakukan  analisis  vibrasi  bebas  ialah  0,949 detik,  nilai  ini  memenuhi  syarat  batas  bawah  dan batas atas periode getar struktur.
c) Simpangan antar lantai maksimum struktur terjadi di tingkat  2  pada  gempa  Denali,  dengan  nilai simpangan  sebesar  94,9245  mm  yang  memenuhi syarat  kurang  dari  nilai  simpangan  antar  lantai  ijin sebesar  95  mm.  Hal  ini  memberikan  gambaran bahwa  struktur  yang  direncanakan  tahan  gempa memiliki standar kerja yang cukup baik.
d) Daktilitas  yang  dimiliki  struktur  dari  hasil perencanaan  telah  sesuai  dengan  prinsip  strong column weak beam. Hal ini dibuktikan dengan kuat lentur nominal kolom hasil desain yang lebih besar dari  kuat  lentur  nominal  balok  yang  bertemu  pada join yang sama di semua tingkat.
3). Perencanaan  dengan  sistem  rangka  pemikul  momen khusus  (SRPMK).  Adapun  hasil  desain  terhadap  tiap- tiap elemen struktur tersebut ialah seperti berikut:
a) Elemen  balok  pada  struktur  dalam  sumbu  X memiliki  dimensi  yang  seragam,  yaitu  profil W14x6,75x38  pada  semua  tingkat  dengan sambungan  menggunakan  sambungan flush  end plate . Sedangkan elemen balok pada struktur dalam sumbu Y juga memiliki dimensi yang seragam, yaitu profil  W16x7x40  pada  semua  tingkat  dengan sambungan menggunakan sambungan reduced beam section .
b) Sambungan reduced  beam  section dengan kedalaman coakan (parameter c) 35,54 mm.
c) Untuk  sambungan flush  end  plate diperoleh  tebal pelat  ujung  26  mm  serta  diameter  baut  yang digunakan 24 mm dengan jumlah baut pada sisi tarik sebanyak  4  buah  dan  jumlah  baut  pada  sisi  desak sebanyak 2 buah.
d) Elemen  kolom  pada  struktur  di  semua  tingkat memiliki  dimensi  yang  seragam,  yaitu  profil W14x16x283.
e) Pertemuan antar balok dengan kolom (join) memiliki kuat geser yang lebih besar dari gaya geser pada join yang  dihasilkan.  Hal  ini  dibuktikan  dengan  tidak diperlukan  pelat  ganda  ( doubler  plate )  pada  zona panel.
f) Elemen  pelat  yang  didesain  dengan  ketebalan  120 mm menggunakan dek gelombang mampu menahan momen yang terjadi pada masa konstruksi (sebelum komposit) dan masa layan (setelah komposit). Beton dan  dek  baja  dihubungkan  menggunakan  shear connector tipe stud dengan diameter 19 mm dengan jumlah stud connector sebanyak 19 buah.
g) Dimensi  yang  digunakan  untuk base  plate pada kolom eksterior dan kolom interior yaitu 700 mm x 700  mm  dengan  ketebalan  75  mm.  Adapun  baut angkur  pada base  plate kolom eksterior berjumlah 10  buah  dan  4  buah  baut  angkur  pada  base  plate kolom interior .  Berdasarkan  hasil  perhitungan,
diperoleh  bahwa  baut  angkur  mampu  menahan interaksi  antara  gaya  tarik  dan  gaya  geser  yang terjadi pada baut angkur.
h) Balok  pengikat  ( tie  beam )  menggunakan  profil W10x8x33  dengan  jumlah  baut  yang  digunakan  2 baut  diameter  16  mm  untuk  masing-masing  sisi dengan  pelat  penyambung  digunakan  profil L80x80x6.
i) Tipe  struktur  bawah  (pondasi)  menggunakan pondasi bored pile dengan diameter 400 mm. Jumlah bored  pile  yang  digunakan  sebanyak  2  buah  pada masing-masing  kolom  lantai  dasar  dengan  jumlah tulangan  longitudinal  bored  pile  diperoleh  8D16. Kedua bored pile tersebut disatukan oleh sebuah pile cap dengan  dimensi  2000 mm  x  1500  mm  dengan ketebalan 650 mm.

## Daftar Pustaka
[1] Anthony,  T.F.Y.  Savitri,  and  H.  Santoso ,  “ Evaluasi Kinerja  Sistem  Rangka  Baja  dan  Beton  Komposit Pemikul Momen Khusus yang Didesain Berdasarkan SNI 1729:2015 ”, Dimensi Pratama Teknik Sipil , vol. 5, no. 2, p. 1, 2016.
[2] F. Ardianto, Perencanaan Struktur Bangunan Gedung
Tahan Gempa dengan Analisis Dinamis
Menggunakan Metode Analisis Riwayat Waktu , Palu: Universitas Tadulako, 2015.
[3] R.  Azmi, Perencanaan  Ulang  Struktur  Atas  Gedung IRNA  Bedah  RSUD  Dr.  H.  Moch.  Ansari  Saleh Banjarmasin  Kalimantan  Selatan  Menggunakan Struktur  Baja  dengan  Metode  LRFD ,  Malang: Universitas Muhammadiyah Malang,  2017.
[4] Budiono  dan  Supriatna, Studi  Komparasi  Desain Bangunan Tahan Gempa, Bandung, Institut Teknologi Bandung, 2012.
[5] W.  Dewobroto, Struktur  Baja  Perilaku,  Analisis  & Desain – AISC 2010 , Jakarta: LUMINA Press, 2016.
[6] Federation  Emergency  Management  Agency, 2009 NEHRP  Recomended  Seismic  Provisions:  Design Examples (FEMA P-751) , Washington: FEMA, 2012.
[7] Himawan, Aplikasi  SNI  Gempa  1726:2012  for Dummies ,  Semarang:  Universitas  Negeri  Semarang, 2013.
[8] Badan  Standarisasi  Nasional, SNI  1727:2015, Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural , Jakarta: BSN, 2015.
[9] Badan Standarisasi Nasional, SNI 03-1726-2002, Tata Cara  Perencanaan  Ketahanan  Gempa  untuk Bangunan Gedung , Jakarta: : BSN, 2002.
[10] Badan  Standarisasi  Nasional, SNI  1726:2012,  Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan  Gedung  dan  Non  Gedung ,  Jakarta:  BSN, 2015.
[11] Badan Standarisasi  Nasional, SNI 1727:2013, Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain , Jakarta: BSN, 2002.
[12] Badan  Standarisasi  Nasional, SNI  2847:2013 ,
Persyaratan  Beton  Struktural  untuk  Bangunan Gedung , Jakarta: : BSN, 2002.
REKONSTRUKSI TADULAKO: Civil Engineering Journal on Research and Development , Vol. 4(1), March 2023
[13] AISC, Prequalified  Connections  for  Special  and Intermediate  Steel  Moment  Frames  for  Seismic Applications-Including Supplement (No.1-ANSI/AISC 358-10) ,  Illinois:  American  Institute  of  Steel Construction, 2010.
[14] ASCE , Minimum Design Load for Buildings and Other Structures  (ASCE/SEI  7-10) ,  Virginia:  American Society of Civil Engineers,  2010.
[15] AWS  D1.8, Structures  Welding  Code – Seismic Supplement, Miami: American Welding Society , 2010.
[16] E.  Kalkan and  A.K.  Chopra, Practical  Guidelines to Select  and  Scale  Earthquake  Records  for  Nonlinear Response History Analysis of Structure , Washington: Earthquake Engineering Research Institute, 2009.
[17] S.M. Kevin and J.Y. Feng, Design of Rbs Connections for Special Moment Frame , Moraga: Structural Steel Education Council, 2007.
[18] Murray and Shoemaker, Flush and Extended Multiple- Row ,  Washington:  American  Institute  of  Steel Contruction,  2002.
[19] A.  Setiawan, Perencanaan  Struktur  Baja  dengan Metode LRFD , Jakarta: Erlangga, 2008.
[20] R. Tantriono, Perencanaan Gedung Bertingkat Tahan Gempa Menggunakan Struktur Baja, Palu: Universitas Tadulako, 2010.
[21] B.D.  Wardina, Desain  Alternatif  Fondasi  Tiang Bor Pada  RR  Hotel  Palu .  Palu:  Universitas  Tadulako: 2014.
[22] R.  Wantania,  B.D.  Handono,  and  R.E.  Pandaleke, “ Perencanaan  Bangunan  Sekolah  Konstruksi  Baja  4 Lantai  di  Kota Manado “, Jurnal  Sipil Statik , vol.  7, no. 9, p. 1179, 2019.
[23] R.D. Ansyah and H.K. Buwono , “ Perilaku Bangunan Struktur Baja Terhadap Beban Gempa Menggunakan Data Tanah dari Hasil Uji CPT ”, Jurnal Konstruksia , vol. 7, no. 2, p. 53. 2016.
REKONSTRUKSI TADULAKO : Civil Engineering Journal on Research and Development, Vol. 4(1), March 2023
This page is intentionally left blank