## PERENCANAAN STRUKTUR DENGAN METODE DDBD BESERTA TINGKAT
KINERJANYA DAN IDEALISASINYA TERHADAP SNI 1726 : 2012
Nikko Rianto 1 dan Edison Leo 2
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: nikko.rianto@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta Email: edisonl@ft.untar.ac.id

## ABSTRAK
Perencanaan struktur bangunan gedung tinggi terhadap beban gempa umumnya dilakukan pendekatan desain  berbasis  gaya.  Dalam  desain  berbasis  gaya,  biasanya  akan  dihitung  nilai  gaya  geser  dasar desain  untuk  meramalkan  berapa  besar  nilai  gaya  yang  diberikan  pada  bangunan  pada  saat  gempa terjadi.  Sedangkan dalam  desain berbasis kinerja, untuk meramalkan berapa besar gaya geser desain yang  diberikan  pada  bangunan  saat  terjadi  gempa  untuk  mencapai  kinerja  struktur  yang  diinginkan, salah satunya adalah metode Direct Displacement Based Design ( DDBD ) Priestley et.al. 2007. Dalam metode  ini  perpindahan  sebagai  dasar  penentuan  beban  gempa.    Desain  dengan  metode DDBD diverifikasi apakah desain sudah sesuai dengan tingkat kinerja yang ingin dicapai  dilakukan analisis pushover.  Hasil  dari  analisis pushover berdasarkan  pada  prinsip  desain  balok  lemah  kolom  kuat, sehingga sendi plastis tidak boleh terjadi pada kolom sebelum balok mengalami keruntuhan. Dari hasil analisis pushover akan didapatkan kurva kapasitas yang akan menjadi dasar penentuan tingkat kinerja dan  sesuai  dengan ATC -40, FEMA 356,  dan FEMA 440.  Kemudian  kurva  kapasitas  tersebut  diolah dengan pendekatan gaya untuk mendapatkan parameter-parameter respons struktur R,  , dan Cd dan dibandingkan  dengan  yang  terdapat  pada  SNI  1726  :  2012.  Tingkat  kinerja  struktur  gedung  yang didapat  berada  pada  level Damage  Control .  Parameter  respons  struktur  yang  didapat  lebih  kecil daripada yang tercantum pada SNI 1726 : 2012.
Kata  kunci:  gaya  geser  dasar,  analisis  pushover,  kurva  kapasitas,  tingkat  kinerja,  parameter  respons struktur

## 1. PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Indonesia  merupakan  negara  yang  dikelilingi  oleh  tiga  lempeng  raksasa  yaitu  Lempeng  Samudra  Indo-Australia, Lempeng  Eurasia  dan Lempeng Samudra  Pasifik. Oleh karena itu, Indonesia  memiliki  risiko yang tinggi  terhadap beban gempa terhadap gempa bumi akibat interaksi antara ketiga lempeng tersebut. Dengan tingginya risiko terjadi gempa,  maka  tinggi  pula  risiko  kerusakan  pada  bangunan.  Sehingga  perencanaan  struktur  gedung  terhadap  beban gempa  menjadi  penting.  Pada  umumnya,  perencanaan  struktur  gedung  terhadap  beban  gempa  dilakukan  dengan metode  desain  berbasis  gaya  yaitu  analisis  statik  ekuivalen  dan  analisis  dinamik  (analisis  respons  spektrum  dan analisis riwayat waktu). Untuk metode desain berbasis gaya, prosedur analisisnya tercantum dalam SNI 1726 : 2012. Kemudian  berkembang  trend  terbaru  untuk  perencanaan  bangunan  tahan  gempa  yaitu  metode  desain  berbasis kinerja.  Untuk  desain  berbasis  kinerja  yaitu  dengan  menentukan  tingkat  kinerja  sebagai  acuan  dasar  perencanaan bangunan  tahan  gempa.  Salah  satu  cara  untuk  melakukan  desain  berbasis  kinerja  yaitu  dengan  metode Direct Displacement Based Design ( DDBD ) yaitu dengan menekankan nilai perpindahan sebagai acuan untuk menentukan kekuatan  yang  diperlukan  bangunan  terhadap  gempa  desain.  Kemudian  untuk  memverifikasi  tingkat  kinerja  yang diinginkan,  akan  dilakukan  analisis pushover terhadap  hasil  desain  dengan DDBD. Biasanya  digunakan ATC -40, FEMA 356, dan FEMA 440 sebagai peraturan untuk menentukan tingkat kinerja.

## Tujuan
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  menentukan  tingkat  kinerja  yang  didesain  berdasarkan  asumsi  awal  dan mengetahui nilai parameter respons struktur.

## Batasan Masalah
Batasan  masalah  pada  penelitian  ini  adalah  analisis  struktur  dilakukan  dengan  program  ETABS  v9.7.2,  dibuat struktur  yang  beraturan,  gedung  perkantoran  sepuluh  lantai  dengan  struktur  beton  bertulang,  bangunan  terletak  di Kota  Jakarta  dengan  jenis  tanah  lunak  (SE),  beban  yang  ditinjau  adalah  beban  gravitasi  dan  beban  gempa,  desian balok  dan  kolom  pada  satu  lantai  diambil  gaya  pada  balok  dan  kolom  tengah,  tidak  dilakukan  penulangan  geser, pengaruh  torsi  diabaikan,  tidak  dilakukan  perhitungan  struktur  bawah,  sistem  struktur  merupakan  SRPMK,  tidak memperhitungkan pengaruh gempa vertikal, dan metode untuk penentuan beban gempa yaitu DDBD .

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## Metode Direct Displacement Based Design
Konsep  perencanaan  struktur  berbasis  perpindahan  ( direct  displacement  based  design )  dengan  metode  Priestley [Priestley, 2007] menggunakan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Menentukan tingkat kinerja struktur
Tabel 1 Batasan Simpangan pada Tingkat Kinerja Struktur Sumber : ATC -40, 1996
2. Menghitung gaya geser dasar desain yang secara umum diilustrasikan pada Gambar 1.
Gambar 1 Konsep Direct Displacement Based Design Sumber : Priestley et.al 2007 : 64
Gambar  1(a)  menunjukkan  pemodelan  gedung  sebagai  suatu  sistem Single  Degree  of  Freedom (SDOF),  dengan tinggi bangunan  efektif (H e ) dan massa efektif (m e ). Gambar 1(b) menunjukkan menunjukkan hubungan gaya dan perpindahan  yang  menunjukkan  adanya  kekakuan  awal  elastis  (K i )  kemudian  diikuti  oleh  kekakuan  plastis  (rK i ). Gaya  geser  dasar  desain  metode DDBD menggunakan  kekakuan  efektif  untuk  suatu  perpindahan  rencana  (∆ d ). Gambar  1(c)  menunjukkan  redaman  efektif  ekuivalen  yang  dihitung  berdasarkan  redaman  elastik  awal  dan  nilai displacement ductility dari suatu sistem struktur. Gambar 1(d) menunjukkan untuk mendapatkan periode efektif (T e ),
yang didapat dari plot antara perpindahan rencana (∆ d ) dan respons gempa pada saat redaman inelastik yang telah diubah ke dalam format spektra perpindahan.

## Kinerja Struktur
Kinerja  struktur  merupakan  tingkatan  perilaku  suatu  struktur  terhadap  gempa  rencana.  Pada  umumnya,  tingkat kinerja struktur dapat ditentukan sesuai dengan ketentuan yang tercantum pada ATC- 40, FEMA 356, dan FEMA 440.
1. Kinerja menurut ATC -40
Gambar 2 Tipikal Kurva Kapasitas Pada Berbagai Tingkat Kinerja Sumber : ATC -40, 1996 : 6-6
Gambar 2 menunjukkan beberapa tingkatan kinerja, dimana tingkatan kinerja digambarkan kurva hubungan antara perpindahan  lateral  dan  besar  gaya  yang  bekerja.  Simbol  “♦”  menunjukkan  tingkat  kinerja  pada  suatu  struktur. Dalam metode ini digunakan metode spektrum kapasitas dengan memplotkan demand spektra dan kurva kapasitas sehingga didapatkan tingkat kinerjanya atau dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3 Plot antara Demand Spektra dan Kurva Kapasitas Sumber : Tavio dan Wijaya, 2018
2. Kinerja menurut FEMA 356
Secara garis besar, tingkat kinerjan pada FEMA 356 sama dengan tingkat kinerja pada ATC -40. Berdasarkan FEMA 356 maka kinerja struktur saat terjadi gempa dibagi menjadi beberapa kategori dan dapat dilihat pada Gambar 4.
Dalam  metode  ini,  metode  yang  digunakan  merupakan  suatu  pendekatan  untuk  menentukan  tingkat  kinerja  dari struktur  disebut  dengan  dengan  metode  target  perpindahan  (δ T ).  Prosedur  penyelesaiannya  dilakukan  dengan  cara memodifikasi respons elastik dari sistem SDOF ekuivalen dengan faktor koefisien C 0 , C 1 , C 2 , dan C 3.
g
Keterangan :
T e = waktu getar efektif
g   = percepatan gravitasi 9,81 m/detik 2
δ T = target perpindahan
C 0 = faktor modifikasi untuk perpindahan spektral menjadi perpindahan atap/puncak
C 1 = faktor modifikasi untuk menghubungkan perpindahan inelastik dengan perpindahan respons elastik linier
C 2 = faktor modifikasi yang mewakili efek dari bentuk histerestik perpindahan maksimum
C 3 = koefisien untuk memperhitungkan pembesaran lateral akibat efek P-Delta
3. Tingkat Kinerja Menurut FEMA 440
Metode FEMA 440  merupakan  pengembangan  dari  metode  koefisien  perpindahan FEMA 356  atau  biasa  juga disebut  metode  perpindahan  yang  diperbaiki.  Secara  garis  besar  dasar  dalam  perhitungan FEMA 440  ini  sama dengan FEMA 356,  yaitu  dengan  hasil  akhir  menentukan  target  perpindahan  (δ T ).  Perbaikan  diberikan  untuk menentukan parameter C 1 dan C 2 .

## 3. METODE PENELITIAN
Langkah pertama yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan melakukan studi literatur tentang perencanaan struktur  berbasis  kinerja.  Kemudian  dilakukan  modelisasi  struktur  yang  akan  dianalisis  dengan  membuat  denah, tinggi struktur, dimensi elemen struktur, dan juga beban yang akan bekerja. Setelah itu dilakukan perhitungan beban gempa  dengan  metode DDBD sehingga  didapat  gaya  geser  dasar  desain  dan  beban  gempa  didistribusikan  ketiap tingkat.  Lalu  dilakukan  perhitungan  kebutuhan  tulangan  longitudinal  untuk  balok  dan  kolom  untuk  di- input ke program ETABS. Dengan demikian didapatkan model struktur aktual untuk dilakukan verifikasi tingkat kinerjanya apakah  sesuai  dengan  desain  awal  atau  tidak.  Denah  struktur  dibuat  tipikal  dan  terlihat  seperti  pada  Gambar  5. Langkah-langkah pengerjaan secara umum dapat dilihat pada Gambar 6.

## Gambar 6 Diagram Alir

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Evaluasi Tingkat Kinerja
Evaluasi  tingkat  kinerja  struktur  digunakan  untuk  menentukan  tingkat  kinerja  struktur  yang  didesain.  Dari  hasil evaluasi  kinerja  struktur  ini  nantinya  akan  didapatkan    nilai  kinerja  struktur  berdasarkan ATC -40, FEMA 356  dan FEMA 440. Nilai kinerja struktur  hasil yang didesain  akan dibandingkan dengan  kinerja struktur  yang didesain  di awal saat perhitungan DDBD .
1. Metode Kapasitas Spektrum ( ATC -40)
Penentuan  tingkat  kinerja  dengan  metode  ini  sudah built - in dalam  program  ETABS,  sehingga  hanya  perlu mengkonversi  parameter  gempa  ke  dalam  C a dan  C v serta  menentukan Structural  Behavior  Type .  Untuk  hasil tingkat kinerja dengan metode kapasitas spektrum dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8.

## Gambar 8 Spektrum Kapasitas Arah Y-Y
2. Metode Target Perpindahan ( FEMA 356)
Pada metode ini dilakukan dengan membuat kurva idealisasi biliniear yang diambil dari kurva kapasitas yang dapat dilihat pada Gambar 9 dan Gambar 10.
Gambar 9 Kurva Biliniear Pushover Arah X-X
Gambar 10 Kurva Biliniear Pushover Arah Y-Y
3. Metode Target Perpindahan yang Diperbaiki (FEMA 440)
Nilai  faktor  modifikasi  C 1 dan  C 2 pada  analisis  ini  sama,  sehingga  hasil  tingkat  kinerja FEMA 440  sama  dengan hasil tingkat kinerja pada FEMA 356.
4. Resume
Dari  hasil  perhitungan  dengan  3  metode  di  atas,  dapat  ditabelkan  target  perpindahan  atau  nilai performance  point untuk masing-masing metode dengan nilai target kinerjanya , dan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Performance Point Arah Parameter Rencana Hasil analisis pushover DDBD ATC-40 FEMA 356 FEMA 440 target perpindahan, 0,3929 0,381 0,36679 0,36679 δ t (m)
arah x-x Drift aktual (δ t /T tot ) 0,01058333 0,010188611 0,0101886 Level Kinerja Life Safety Damage Damage Damage Control Control Control target perpindahan, 0,3929 0,462 0,4131 0,4131 δ t (m)
arah y-y Drift aktual (δ t /T tot ) 0,01283333 0,011475 0,011475 Level Kinerja Life Safety Damage Damage Damage Control Control Control
Dari Tabel 2 di atas dapat dilihat untuk masing-masing arah pada 3 metode menghasilkan nilai target perpindahan yang hampir mendekati nilai target perpindahan rencana dengan DDBD . Hal ini berarti secara keseluruhan struktur berada pada tingkat kinerja kategori Damage Control . Dengan level kinerja desain Life Safety maka struktur belum mencapai tingkat kinerja desain tetapi mendekati nilai kinerja desain.
5. Perbandingan nilai displacement dan drift
Dalam pembahasan ini displacement dan drift aktual hasil analisis pushover digunakan untuk mengetahui perilaku akhir dari struktur yang didesain dan dapat dilihat pada Gambar 11dan Gambar 12.
Gambar 11 Perbandingan Drift dan Displacement Arah X-X
Gambar 12 Perbadingan Displacement dan Drift Arah Y-Y
Dari  Gambar 11  dan Gambar  12  di  atas,  dapat  diketahui  bahwa drift  ratio hasil pushover ada  yang melebihi  nilai Design Drift Limit yang berarti tingkat kinerja melebihi batas Life Safety , sedangkan sebagian besar drift ratio tidak melebihi Design Drift Limit . Untuk nilai displacement hasil analisis pushover dan dengan rencana DDBD memiliki nilai yang hampir mendekati, tetapi mulai lantai 6 sampai 10 displacement hasil pushover menunjukkan nilai  yang lebih kecil.
6. Idealisasi Respons Struktur Terhadap SNI 1726 : 2012
Dalam  pembahasan  ini  akan  dilakukan  idealisasi  kurva  kapasitas  dari  hasil pushover  analysis untuk  mengetahui parameter-parameter  respons  struktur.  Akan  dilakukan  idealisasi  dengan  pendekatan  secara  gaya  dan  kurva  sesuai Gambar 12 dan Gambar 13.
Gambar 13 Respons Struktur Arah X-X
Gambar 14 Respons Struktur Arah Y-Y
Dari  Gambar  13  dan  Gambar  14  maka  didapatkan  parameter-paramter  respons  struktur  yaitu,  faktor  reduksi R , faktor pembesaran  defleksi, ,  dan  faktor  kuat  lebih .    Parameter-parameter  tersebut  akan  dibandingkan  dengan tabel yang tertera dalam SNI 1726 : 2012 untuk masing-masing arah pada Tabel 3.
Tabel 3 Perbadingan Parameter Respons Struktur
Parameter Sistem Rangka(x-x)
Sistem Rangka(y-y)
DDBD SNI 2012 DDBD SNI 2012 C d 3,86 5,5 3,20 5,5 Ω 2,16 3 2,35 3 R 7,10 8 7,74 8
Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa parameter respons struktur hasil DDBD berbeda dengan nilai yang tercantum pada SNI  1726  :  2012,  tetapi  nilai-nilai  tersebut  hampir  mendekati.  Dengan  demikian  desain  struktur  berbasis  kinerja dengan metode DDBD dapat menjadi alternatif ingin mengetahui performa struktur pada tingkat kinerjanya.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa :
1. Tingkat  kinerja  menurut ATC -40 , FEMA 356 ,  dan FEMA 440 bahwa  struktur  berada  pada  tingkat  kinerja
Damage  Control .  Artinya  bangunan  masih  mampu  menahan  gempa  yang  terjadi,  risiko  korban  jiwa  manusia sangat kecil. Tingkat kinerja yang terjadi belum mencapai desain awal yaitu Life Safety .
2. Nilai displacement yang didapat secara umum dapat dikatakan mendekati desain awal, tetapi mulai lantai 6-10
menunjukkan nilai displacement yang jauh lebih kecil.
3. Nilai drift yang didapat secara umum dapat dikatakan mendekati desain awal, tetapi pada lantai 2, 3, dan 4 nilai
drift yang terjadi sedikit melebihi design drift limit atau drift desain awal.
4. Nilai parameter-parameter respons struktur hasil desain dengan DDBD lebih kecil daripada nilai parameter yang tercantum pada SNI 1726 : 2012 .
5. Desain  struktur  gedung  berbasis  kinerja  dengan  metode DDBD akan  menjadi  suatu  alternatif  yang  bisa digunakan jika ingin mengetahui performa struktur pada taraf kinerjanya.

## 6. SARAN
1. Untuk  mengetahui  keakuratan  metode DDBD yang  lebih  baik,  dapat  dilakukan  perbandingan  dengan Time
History Analysis baik liniear maupun nonliniear.
2. Dapat dicoba untuk variasi ketinggian struktur dan juga sistem penahan gaya gempa.
3. Memperhitungkan pengaruh gempa vertikal.

## DAFTAR PUSTAKA
Agus S. 2016. “ Perancangan Struktur Beton Bertulang ( Berdasarkan SNI 2847:2013 )”. Jakarta: Erlangga. ASCE  7-10.  2010.  “ Minimum  Design  Loads  for  Buildings  and  Other Structures,”  Virginia:  American  Society  of Civil Engineers.
ATC-40.  1996.  “ Seimis  Evaluation  and  Retrofit  of  Concrete  Buildings ”.Vol.  1.  California:  Applied  Technology Council.
Badan Standarisasi Nasional. 2002. “ Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03- 1726-2002)”. Jakarta: BSN.
Badan Standarisasi Nasional. 2012. “ Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan non Gedung (SNI 1726:2012)”. Jakarta: BSN. Badan  Standarisasi  Nasional.  2013.  “ Persyaratan  Beton  Struktural  untuk  Perancangan  Bangunan  Gedung  dan Struktur (SNI 2847:2013)”. Jakarta: BSN. Budiono,  dan  Supriatna.  2011.  “ Studi  Komparasi  Desain  Bangunan  Tahan  Gempa  dengan  menggunakan  SNI  3- 1726-2002 dan RSNI 03-1726-201X ”. Bandung: ITB.
Computer  and  Structures,  Inc.  1999.  “ Etabs  User’s  Manual-Three-Dimensional  Analysis  and  Design  of  Building System ”. First Edition. California: Computers and Structure, Inc. FEMA 356. 2000. “ Prestandard  and  Commentary  for  the  Seismic  Rehabilitation  of  Building ”. Washington, D.C.: Federal Emergency Management Agency.
FEMA  440.  2005.  “ Improvement  of  Nonliniear  Static  Seismic  Analysis  Procedures ”.  Washinton,  D.C.:  Federal Emergency Management Agency.
Ghosh  and  Fanella.  2003.  “ Seismic  and  Wind  Design  of  Concrete  Buildings ”.  USA:  International  Code  Council., INC.
Paulay, T.; dan Priestley, M. J. N; 1992. “ Seimic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings ”. Newyork: John Wiley & Sons, Inc.
Priestley, M. J. N; Calvi, G. M.; dan Kowalsky, M. J.; 2007. “ Displacement - Based  Seimic  Deisgn  of  Structures ”. Pavia: IUSS Press. Tavio dan Wijaya. 2018. “ Desain Rekayasa Gempa Berbasis Kinerja ”. Yogyakarta: ANDI. Untario,  Edward.  2017.  “ Perbandingan  Analisis  Statik  Dan  Dinamik  Pada  Struktur  Dengan  Variasi Ketidakberaturan Massa Berdasarkan SNI 03-1726-2012 ”.  Skripsi. Jakarta: Untar. Widodo P. 2012. “ Seismologi Teknik dan Rekayasa Kegempaan ”. Yogyakarta: Pustaka Belajar. Widodo P. 2017. “ Analisis Dinamik Struktur ”. Yogyakarta: Pustaka Belajar.