Volume 19, Nomor 4, November 2021
Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Studi Numerik Penambahan Pelat Pengaku Diagonal Pada Steel Plate Shear Wall
(SPSW) dengan Adanya Variasi Opening
Novin Agustina Nur Putri 1,* , Budi Suswanto 1
Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: novinagustina15@gmail.com
Info Artikel Abstract
Diajukan                 06 Juli 2021 Diperbaiki              15 Agustus 2021
Disetujui                15 Agustus 2021
Keywords: SPSW, opening, diagonal stiffened, finite element method
Steel Plate Shear Wall (SPSW) is an earthquake-resistant structural system. SPSW is applied to high rise buildings. The application of SPSW in high rise buildings allows for an opening for  the architectural needs of the building, but the modeling of the opening  can affect the performance of the structure. In this study, validation was carried out using the Abaqus aid program related to the shear force achievement parameters and the hysteresis curve of the experimental model SPSW (S4) which has a circular opening in the middle of the span. In the results of the validation of the SPSW (S4) model using Abaqus, the maximum shear force achieved is 710 kN at a drift of 4.11%, while the experimental Alavi conducted 740 in at a drift of 3.80%. The results of the  maximum  shear force between modeling using Abaqus and Experimental conducted by Alavi are not much different, with value 4.05%. Then the SPSW model was applied by opening the box in the middle of the stretch of a 10-story building. The SPSW (S4) model can be used as a model for application in a 10-story building, but the opening shape is changed to a rectangle like a window. From the modeling results using the SAP 2000 program, the profiles for HBE are WF 600.300 and VBE using KC 800.300, with a thickness of 4 mm infill plate and 12 mm stiffener plate. Control analysis of the model is also carried out such as mass participation control, structure vibration period control, dynamic shear force control of the structure, displacement  control and cross section control that meet the requirements.
Kata kunci: SPSW, opening, pelat pengaku diagonal, metode elemen hingga

## Abstrak
Steel Plate Shear Wall (SPSW) merupakan sistem struktur penahan gempa yang diterapkan pada gedung tinggi. Penerapan SPSW pada gedung tinggi memungkinkan adanya opening untuk kebutuhan arsitektural gedung, akan tetapi pemodelan opening dapat mempenga- ruhi kinerja struktur. Pada penelitian ini, dilakukan validasi menggunakan program bantu Abaqus terkait parameter capaian gaya geser dan kurva histeresis model eksperimental SPSW(S4) yang memiliki opening berbentuk lingkaran pada tengah bentang. Pada hasil validasi model SPSW(S4)  menggunakan Abaqus, capaian gaya geser maksimal yang dihasilkan yaitu 710 kN pada saat drift 4,11%, sedangkan pada eksperimental yang dilaku- kan Alavi 740 kN pada drift 3,80%. Hasil capaian gaya geser antara pemodelan meng- gunakan Abaqus dan Eksperimental yang dilakukan Alavi tidak jauh berbeda yaitu 4.05%. Kemudian dilakukan pengaplikasian model SPSW dengan opening kotak pada tengah bentang untuk Gedung 10 lantai. Sehingga model SPSW(S4) dapat dijadikan model untuk pengaplikasian pada gedung 10 lantai, akan tetapi bentuk opening diubah menjadi persegi panjang seperti jendela. Dari hasil pemodelan menggunakan program bantu SAP 2000 didapatkan profil untuk HBE yaitu WF 600.300 dan VBE menggunakan KC 800.300, dengan ketebalan pelat pengisi 4 mm dan pelat pengaku 12 mm. Pengontrolan analisis pada model juga dilakukan seperti kontrol partisipasi massa, kontrol periode getar struktur, kontrol gaya geser dinamis struktur, kontrol simpangan dan kontrol penampang yang telah memenuhi persyaratan.
1. Pendahuluan Steel Plate Shear Wall (SPSW) merupakan sistem pena- han beban lateral yang terdiri dari pelat baja yang terhubung dengan balok Horizontal Boundary Element (HBE) dan ko- lom Vertical Boundary Element (VBE), dipasang pada satu atau beberapa tepi sepanjang ketinggian penuh struktur untuk membentuk dinding penopang [1]. SPSW pada struktur ge- dung biasanya dipasang pada sisi sumbu lemah dari struktur bangunan. Desain struktur tahan gempa untuk perencanaan
SPSW dijelaskan pada AISC Seismic design guidlines dan FEMA P-750. SPSW diharapkan dapat memberikan kapa- sitas deformasi inelastis yang signifikan, melalui pemben- tukan plastic - hinge di ujung HBE. VBE diharapkan tidak terjadi leleh akibat geser dan lentur kecuali pada dasar kolom [2].
Pada dasarnya terdapat dua macam tipe pelat pengisi SPSW, yaitu SPSW tanpa pengaku ( unstiffened ) dan dengan pengaku ( stiffened ). SPSW dengan pengaku dapat mencegah
Novin Agustina Nur Putri dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 4, November 2021 (407-416) 408
terjadinya tekuk pada pelat pengisi dan SPSW dapat menga- lami leleh maksimum sebelum tekuk terjadi, sehingga disipa- si energi dapat diserap maksimal oleh struktur [3]. Sedang- kan SPSW tanpa pengaku lebih cenderung mengalami pasca- tekuk akibat dari tegangan geser saat dilakukan pembebanan lateral secara maksimal [4]. Pada kondisi pasca tekuk, pelat pengisi yang tidak menggunakan pengaku, gaya tarik pada pelat pengisi setelah tekuk elastis ditransfer keluar dari bidang pelat ke sambungan HBE dan VBE. Serta pengguna- an pelat tipis dan ramping mengakibatkan tingkat kapasitas tegangan geser yang sangat rendah di pelat. Sehingga efek pinching yang signifikan seringkali muncul dalam kurva histeretik, khususnya ketika sambungan balok ke kolom tidak daktail [5].
Salah satu keuntungan penggunaan SPSW untuk gedung tinggi yaitu memungkinkan adanya opening untuk kebutuhan arsitektural gedung dan pengerjaan konstruksinya lebih ce- pat, bila dibandingkan dengan dinding geser dari beton. Pada sistem struktur SPSW yang memiliki kebutuhan akan ope- ning seringkali mempengaruhi kinerja sistem struktur, se- hingga perencanaan bentuk dan dimensi opening harus diperhatikan. Penelitian eksperimental terkini yang dilaku- kan Alavi, dkk.  [6]  meninjau adanya opening berbentuk lingkaran dengan diameter 400mm atau 1/3 dari tinggi satu modul VBE dan menambahkan diagonal stiffened pada pelat pengisi, hasil penelitian dari pembebanan siklik, efek pinching pada spesimen tidak terjadi, akan tetapi nilai rasio daktilitas struktur SPSW dengan opening lebih rendah ( µ = 8,7) dari SPSW dengan diagonal stiffened tanpa opening ( µ = 9,3)
Penelitian eksperimental lanjutan terkait SPSW yang terdapat opening juga dilakukan Sabouri et al  [7]meninjau opening jendela dengan ukuran 258 mm X 488 mm dan men- ambahkan cross stiffened pada pelat pengisi. Dari penelitian ini dapat ditarik kesimpulan, bahwa pada spesimen dengan lebar efektif opening mencapai 63% dapat mengurangi kekakuan dan gaya geser ultimate sebesar 22% dan 36% dari spesimen SPSW tanpa opening . Akan tetapi pada sambungan horizontal dan vertikal yang mengelilingi opening menga- lami cracked dan reptured dikarenakan kekakuan yang lebih tinggi dari pada pelat pengisi.
Penelitian eksperimental lainnya yang berfokus pada tipe pelat pengaku SPWS dilakukan oleh Hadad dkk. [8], dengan 3 tipe pelat pengaku yaitu cross-stiffened (CS-SPSW), cir- cular-stiffened (CRS-SPSW), dan diagonal stiffened (DS- SPSW). Dari hasil eksperimental dapat ditarik kesimpulan, bahwa kekakuan tertinggi diperoleh oleh CS-SPSW, tetapi penurunan kekakuannya tidak menguntungkan, ditandai de- ngan ada beberapa cross-stiffened tidak bisa mencapai
pelelehan pertama. Selain itu, karena penyusutan kekakuan, stabilitas struktur perlu dievaluasi. Struktur dengan degradasi kekakuan bertahap, mampu mendistribusikan kembali defor- masi plastis dan memberikan deformasi inelastik yang lebih besar. Dari aspek ini, kekakuan DS-SPSW  menunjukkan degradasi yang lebih baik, mengindikasikan bahwa panel de- ngan pengaku diagonal berkinerja lebih baik.
Penelitian SPSW  ini fokus  pada SPSW dengan adanya variasi opening dan penerapan pelat pengaku diagonal pada pelat pengisi. Metode yang akan digunakan yaitu finite element method (FEM) dengan program bantu Abaqus untuk validasi model, serta dilakukan pengaplikasian SPSW de- ngan adanya opening dan pelat pengaku pada perencanaan Gedung 10 Lantai dengan program bantu SAP 2000.

## 2. Metode
Pada penelitian ini dilakukan dua metode analisis yaitu dengan menggunakan metode elemen batas ( finite element method ) dengan program bantu Abaqus dan metode analisis respon spektrum untuk Gedung 10 lantai menggunakan prog- ram bantu SAP 2000. Analisis elemen batas digunakan untuk validasi model SPSW(S4) [6], sedangkan analisis full load menggunakan program bantu SAP 2000 digunakan untuk pengecekan model SPSW dengan opening ketika diterapkan pada gedung tinggi.

## A. Validasi menggunakan Program Bantu Abaqus
Validasi model dilakukan pada spesimen SPSW(s4) dari penelitian Alavi [6]. Spesimen SPSW(s4) merupakan spesi- men SPSW yang memili opening lingkaran pada tengah ben- tang, serta memiliki penngaku diagonal pada pelat pengisi. Metode elemen batas dilakukan dengan memodelkan elemen SPSW(s4) dengan rasio lebar-tinggi 1,33. Rasio lebar-tinggi ini mempresentasikan perbandingan antara lebar HBE  2 m dengan tinggi VBE 1.5 m.
Gambar 1 . Model SPSW(S4) [6]
1800 120 0 400 600 HEB 160 HEB 160 HEB 160 HEB 1 60 HEB 1 60 HOLE PL  1 mm PL  5 mm PL  5 mm Fish plate PL 5 mm 700 700 300 300 168 0 151 12 151 70 1650
Pada Gambar 1 , profil untuk HBE dan VBE mengguna- kan HEB 160, sedangkan pelat pengisi SPSW menggunakan pelat baja dengan ketebalan 1 mm dan pelat pengaku meng- gunakan tebal pelat 5mm. Elemen VBE dan HBE mengguna- kan material dengan tegangan leleh ( f y ) = 340 MPa dan tega- ngan tarik ( f u ) = 450 MPa, untuk pelat pengisi nilai f y = 280 MPa dan f u = 500 MPa, sedangkan pelat pengaku yang dipa- sang pada pelat pengisi nilai f y = 340 MPa dan f u = 470 MPa, dengan Gambar 2 untuk grafik stress-strain pada HBE dan VBE.
Gambar 2 . Grafik Stess-Strain HEB dan VBE
Spesimen dimodelkan dengan tipe elemen C3D8R yang artinya spesimen dimodelkan secara tiga dimensi  dengan bentuk solid continum element yang memiliki 8 nodal dimana setiap nodal memiliki tiga derajat kebebasan. R pada tipe ele- men merupakan reduce integration elements bertujuan me- ngurangi integrasi elemen tanpa mengurangi hasil akurasinya [9], [10]. Sambungan antar elemen menggunakan surfaced- based tie constraints yang pada setiap nodal permukaan per- tama ( slave surface ) akan memiliki nilai sama untuk derajat kebebasannya dengan nodal pada permukaan kedua ( master surface ).  Tipe tie constraints digunakan untuk menyatukan part yang menggunakan sambungan las [10].
Pembebanan pada spesimen dilakukan dengan metode displacement control menggunakan beban siklik yang me- ngacu  protokol  ATC-24 untuk pembebanan siklik, dengan pembebanan ke arah u 3 . Beban siklik diinput pada boundary condition dengan step dan displacement seperti pada Gambar 3 .

## B. Pengaplikasian SPSW dengan Opening menggunakan Program Bantu SAP 2000
Pada awal pemodelan digunakan metode analisis meng- gunakan respons spektrum dengan pemodelan  Gedung 10 lantai pada program bantu SAP 2000. Material yang digunakan untuk HBE dan VBE yaitu A572 Gr 50 dan untuk material pelat pengisinya yaitu A203 Gr B, dengan lebar bangunan 28 m, panjang bangunan 20 m, tebal pelat pengisi
4 mm, pelat pengaku 12 mm, lebar SPSW 5 m dan tinggi SPSW 4 m. Tabel 1 merupakan profil yang digunakan pada analisis.
Tabel 1 . Profil yang digunakan pada SAP 2000 Lantai Kolom Balok Arah Vertikal Balok Arah Horizontal 1-4 KC 800x300x13x24 WF 600x300x12x20 WF 600x300x12x20 5-7 KC 700x300x13x24 WF 500x200x10x16 WF 500x200x10x16 8-10 KC 600x300x12x20 WF 400x200x8x13 WF 400x200x8x13
Pada program SAP 2000, pemodelan frame dilakukan dengan cara penginputan material pada Define > Material > Add New Material > Material Property Data . Kemudian se- telah input material selesai tahapan selanjutnya yaitu define penampang yang digunakan pada Define > Section Proper- ties > Frame Properties > Add New Property , untuk penam- pang Wide Flange dan King Cross . Setelah itu dilakukan penggambaran 3D model bangunan gedung 10 lantai seperti pada Gambar 5 dengan ilustrasi SPSW yang memiliki opening persegi seperti pada Gambar 4 .
Gambar 3 . Pembebanan Siklik pada Abaqus sesuai Protokol ATC-24 [6]
Pembebanan pada gedung 10 lantai diimplementasikan pada setiap lantai meliputi beban hidup,  beban mati tam- bahan dan beban gempa yang berupa respons spektrum[11]. Pembebanan lantai yang digunakan mengikuti Tabel 2 . Pada gedung ini diasumsikan digunakan sebagai apar- temen yang berada pada Surabaya, sehingga untuk wilayah gempa menggunakan Surabaya. Pada SNI 1726:2019 Tabel 3 [12] untuk kategori resiko gedung hunian yaitu II, dengan nilai I e = 1,0. Parameter gempa diambil dengan menggunakan program bantu Peta Gempa dan Respons Spektra 2019
0 100 200 300 400 500 0 0.05 0.1 0.15 0.2 St ess , σ (M Pa) Strain, ε Stress-strain curve HEB dan VBE -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 0 5 10 15 20 25 30 In te rs to ry D is pl ac em en t , mm Cycles Number , N
Novin Agustina Nur Putri dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 4, November 2021 (407-416) 410
(PUSGEN-PUSKIM PUPR, 2019-2020), sehingga didapat- kan grafik respon spektrum seperti pada Gambar 6 .
Tabel 2 . Beban Mati Tambahan dan Beban Hidup
No Beban Kg/m 2 Lantai 1  Beban mati tambahan pelat lantai 135,5 2-9 2  Beban mati tambahan pelat atap 35,5 10 3  Beban hidup pelat lantai 192 2-9 4  Beban hidup pelat atap 97 10
Gambar 4 . Ilustrasi Pemodelan SPSW pada SAP 2000
Gambar  5 . Pemodelan Gedung 10 Lantai menggunakan SAP 2000
Kontrol pemodelan SAP 2000 dilakukan untuk pengece- kan model bangunan sesuai dengan batasan yang diisyarat- kan SNI 1726:2019 [12] terkait beban gempa yang diterap- kan. Pengecekan model bangunan meliputi kontrol partisi- pasi massa, kontrol waktu getar alami fundamental, kontrol gaya dasar dinamis struktur, kontrol simpangan dan kontrol penampang.
Gambar 6 . Respon Spektrum
Kontrol terhadap partisipasi massa pada pemodelan struk- tur untuk perhitungan respon dinamik  struktur harus seku- rang-kurangnya 90% untuk arah x maupun arah y struktur, sesuai dengan SNI 1726:2019 pasal 7.9.1.1[12].  Kontrol waktu getar alami fundamental struktur untuk mencegah bangunan mengalami getar terlalu besar. Berdasarkan SNI 1726:2019 didapatkan batasan perioda minimum seperti pada persamaan 1 dan batasan perioda maksimum seperti pada persamaan 2.
𝑇𝑇 𝑎𝑎 = 𝐶𝐶 𝑡𝑡 × ℎ 𝑛𝑛 𝑥𝑥 (1)
dimana: 𝑇𝑇 𝑎𝑎
= Perioda fundamental struktur, s ℎ 𝑛𝑛 = Ketinggian total struktur, m 𝐶𝐶 𝑡𝑡 = Parameter pendektan (SNI 1726:2019 Tabel 18) 𝑥𝑥
= Parameter pendektan (SNI 1726:2019 Tabel 18)
𝑇𝑇 = 𝑇𝑇 𝑎𝑎 × 𝐶𝐶 𝑢𝑢 (2)
dimana:
𝐶𝐶 𝑢𝑢 = koefisien (SNI 1726:2019 Tabel 17) Kontrol terhadap gaya geser dasar yang dialami struktur pada arah x dan y ditetapkan tidak boleh kurang dari 100% dari nilai gaya geser statik yang didapatkan dari berat struktur, dimana nilai gaya geser ( V ) dihitung melalui metode statik ekivalen seperti pada persamaan 3.
𝑉𝑉 = 𝐶𝐶 𝑆𝑆 × 𝑊𝑊 (3)
Dimana:
𝑉𝑉 = Gaya geser statis, kg 𝐶𝐶 𝑆𝑆 = Koefisien respons seismik 𝑊𝑊 = Berat seismik, kg Kontrol simpangan antar lantai didasarkan SNI 1726:2019 pasal 7.8.6, pembatasan simpangan antar lantai ini bertujuan untuk mencegah kerusakan non-struktural dan keti- daknyamanan penghuni.  Dengan perhitungan nilai simpa- ngan seperti pada persamaan 4.
𝛿𝛿 𝑥𝑥 = 𝐶𝐶𝑑𝑑 × 𝛿𝛿𝑥𝑥𝑥𝑥1 𝐼𝐼𝐼𝐼 (4) Dimana: 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 1 2 3 4 5 Re sp on S pe kt ru m P er ce pa ta n, Sa (g ) Periode, T (detik) Respon Spektrum
𝛿𝛿 𝑥𝑥 = Simpangan lantai 𝛿𝛿 𝑥𝑥𝐼𝐼1 = Simpangan yang dihitung akibat beban gempa tingkat
1
𝐶𝐶 𝑑𝑑 = faktor pembesaran defleksi (SNI 1726:2019 Tabel 12)
𝐼𝐼𝐼𝐼 = faktor keutamaan gedung (SNI 1726:2019 Tabel 4) Tahapan kontrol selanjutnya yaitu kontrol terhadap penampang. Kontrol penampang dilakukan dengan steel check design pada pemodelan Gedung mengacu AISC 360- 16  [2], steel check design bertujuan untuk mengetahui kapasitas penampang yang digunakan, dengan batasan rasio tidak boleh melebihi 1,00.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## A. Validasi Model SPSW(S4)
Validasi pada spesimen SPSW(S4)  yang dimodelkan pada program bantu Abaqus ditinjau dari hasil grafik histe- risis, gaya geser maksimal, serta deformasi yang dihasilkan. Parameter tersebut digunakan sebagai pembanding analisis hasil dari eksperimental Alavi.
Tabel  3. Hasil perbandingan Drift  Rasio dan Nilai Gaya Geser
Eksperimental Alavi Pemodelan Abaqus Drift saat pelelehan pertama 0.59% 0.16% Drift saat gaya geser Maksimal 3.80% 4.11% Nilai gaya geser maksimal 740 kN 710 kN Pada Tabel 3 , hasil eksperimental Alavi SPSW(s4) me- miliki pelelehan awal yang terjadi pada displacement 8,9 mm (0,59%), sedangkan pada pemodelan Abaqus pelelehan awal terjadi pada displacement 2,5 mm (0,16%).  Kondisi  pele- lehan terjadi pada pelat pengisi yang tegangannya mencai
307-346 MPa di beberapa titik dan pada pelat pengaku lingkaran 423-461 MPa, seperti pada Gambar 8 . Pada drift 2,4% SPSW (s4) eksperimental Alavi terjadi local tears pada pelat pengisi yang berada dekat dengan pelat pengaku lingkaran, seperti pada Gambar 7 . Meskipun terjadi local tears , spesimen masih dapat menyerap energi hingga 740 kN  pada drift 3,8%, kemudian spesimen mengalami degrasi dan berhenti pada siklus pembebanan ke-28.
Sedangkan pemodelan spesimen SPSW(s4)  mengguna- kan Abaqus, pada drift 2,66%, pada pelat pengaku lingkaran mengalamai tegangan paling besar (594-648 MPa) dan pada pelat pengisinya terjadi tegangan (432-486 MPa), seperti pada Gambar 9 . Gaya geser maksimum yang terjadi 710 kN pada drift 4,11%, seperti pada eksperimental, spesimen juga mengalamai degradasi energi yang diserap hingga siklus ke- 28. Kondisi akhir dari spesimen dapat dilihat pada Gambar 10 untuk pemodelan Abaqus, dan Gambar 11 hasil eksperi- mental Alavi.
Gambar  8 .  Pelelehan pertama pada SPSW(s4)  di Abaqus saat drift 0,16%
Gambar 9 . Tegangan Von-Mises saat drift 2.66% Gambar 12 dan Gambar 13 menunjukkan kurva histe- risis spesimen SPSW(s4)  pada eksperimen  oleh  Alavi dan pemodelan abaqus, dengan nilai gaya geser maksimal pada eksperimen oleh Alavi 740 kN pada drift 3,8% [6] dan pada pemodelan menggunakan Abaqus 710 kN pada drift 4,11%. Selisih dari hasil perbandingan gaya geser adalah 4,05% dari
Novin Agustina Nur Putri dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 4, November 2021 (407-416) 412
eksperimental. Pada Gambar 14 merupakan gabungan dari kurva histeresis eksperimental Alavi dan pemodelan Abaqus.
Gambar 10 . Tegangan Von-Mises saat drift 4,.62%
Gambar 11 . Tegangan saat drift 4,4% eksperimental Alavi [6]
Gambar  12 .  Kurva  Histeresis SPSW (s4)  eksperimental Alavi [6]
B. Pemodelan SPSW dengan Opening pada Gedung 10 Lantai Pada pemodelan gedung 10 lantai dengan adanya SPSW dengan opening pada core bangunan menggunakan program bantu SAP 2000, dilakukan beberapa kontrol  pada pemo- delan meliputi kontrol partisipasi massa, kontrol periode fundamental struktur, kontrol gaya dasar dinamis struktur,
kontrol simpangan antar lantai dan analisis  kontrol pena- mpang. Berikut rincian pembahasan terkait kontrol terhadap model:
1) Kontrol Partipasi Massa Menurut SNI 1726:2019 pasal 7.9.1.1 hasil analisis didapatkan partisipasi masa ragam terkombinasi paling sedikit 90% dari massa aktual dalam masing-masing arah. Dari hasil analisis menggunakan program bantu SAP 2000, didapatkan partisipasi massa arah X: 94,12 % dan partisipasi massa arah Y: 94,11 % seperti pada Tabel  4 , maka dapat disimpulkan analisis struktur telah memenuhi syarat partisi- pasi massa ragam paling sedikit 90%.
Tabel 4 . Partisipasi massa Participation Ratios OutputCase ItemType Item Static Dynamic Text Text Text Percent Percent MODAL Acceleration UX 99,9189 94,1243 MODAL Acceleration UY 99,9351 94,1088 MODAL Acceleration UZ 0,0059  0,0004445 2) Kontrol Periode Fundamental Struktur
Untuk mendapatkan struktur bangunan yang kaku, nilai waktu getar alami ( T ) dari struktur harus dibatasi sesuai SNI1726:2019. Berdasarkan SNI 1726:2019 persamaan 26 didapatkan perioda minimum ( 𝑇𝑇 𝑎𝑎 = 𝐶𝐶 𝑡𝑡 × ℎ 𝑛𝑛 𝑥𝑥 ), dengan nilai parameter periode pendekatan 𝐶𝐶 𝑡𝑡 = 0,0488 dan x = 0,75 pada Tabel 18 SNI 1726:2019.
Gambar 13 . Gabungan Kurva Histeresis Eksperimental Alavi dan pemodelan Abaqus
𝑇𝑇 𝑎𝑎 = 𝐶𝐶 𝑡𝑡 × ℎ 𝑛𝑛 𝑥𝑥 = 0,7762 s Untuk periode maksimum nilai peroda tersebut dikali faktor C u . Periode maksimal menentukan batas atas periode yang dihitung, harus ditinjau parameter percepatan respons spectral design pada 1 detik (S D1 > 0,4) sehingga untuk C u diambil 1,4.
Lat er al She ar L oad (kN ) Displacement (mm)
𝑇𝑇 = 𝑇𝑇 𝑎𝑎 × 𝐶𝐶 𝑢𝑢 = 1,0867 𝑠𝑠 Pada  analisis  menggunakan program bantu SAP 2000, periode yang didapatkan pada modal 1 yaitu 1,0846 s tertera pada Gambar 15 , sehingga periode tersebut kurang dari periode maksimum dan masih memenuhi ketentuan.
Gambar 14 . Kurva Histeresis Validasi Spesimen SPSW(s4) dengan Abaqus
Gambar 15 . Perioda (T) pada Modal 1
3) Kontrol Gaya Dasar Dinamis Struktur SNI 1726:2019 Pasal 7.9.1.4.1 menjelaskan apabila kombinasi respons untuk gaya geser dasar hasil analisis ragam ( V t ) kurang dari 100% dari gaya geser ( V ) yang dihitung melalui metode statik ekivalen, maka gaya tersebut harus dikalika V / V t . Pada Tabel 12 SNI 1726:2019 untuk koefisien modifikasi respon ( R ) dinding geser pelat baja khusus yaitu 8 dan faktor pembesaran defleksi ( C d ) yaitu 6,5. Koefisien respons seismik didapat sebagai berikut:
𝐶𝐶 𝑠𝑠 = 𝑆𝑆𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑅𝑅 𝐼𝐼𝐼𝐼 � = 0,0945
Nilai 𝐶𝐶 𝑠𝑠 tidak boleh lebih dari:
𝐶𝐶 𝑠𝑠 = 𝑆𝑆𝐷𝐷1 𝑇𝑇 × �𝑅𝑅 𝐼𝐼𝐼𝐼 � � = 0,0566
Nilai 𝐶𝐶 𝑠𝑠 tidak kurang dari:
𝐶𝐶 𝑠𝑠 = 0,044 × 𝑆𝑆 𝐷𝐷𝑆𝑆 × 𝐼𝐼𝐼𝐼 = 0,0333 Sehingga nilai 𝐶𝐶 𝑠𝑠 diambil 0,0566 Dari hasil analisis  SAP 2000, diperoleh berat total struktur seperti pada Tabel 5 dengan total berat struktur W = 7.651.694,81 kg.
Tabel 5 . Berat Struktur OutputCase CaseType GlobalFZ Kgf DEAD LinStatic 6.047.742,31 LIVE LinStatic 951.152 BEBAN TAMBAHAN LinStatic 652.800,5 W 7.651.694,81
Sehingga untuk gaya geser statik, sebagai berikut: 𝑉𝑉 𝑠𝑠𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠 = 𝐶𝐶 𝑠𝑠 × 𝑊𝑊 = 433239,45 kg Dari hasil analisis  dinamis gaya geser pada SAP 2000, diperoleh gaya geser akibat gempa x dan y seperti pada Tabel 6.
Tabel 6 . Gaya Geser akibat Gempa x dan y
OutputCase GlobalFX GlobalFY kgf kgf Ex 407837,6 2207,52 Ey 2207,56 365638,94 Kontrol gaya geser: Gempa arah x
𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑠𝑠𝑛𝑛𝑎𝑎𝑑𝑑𝑠𝑠𝑠𝑠 ≥ 100% 𝑉𝑉 𝑠𝑠𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠 407837,6 ≤ 433239,45    ( 𝐍𝐍𝐍𝐍𝐍𝐍 𝐎𝐎𝐎𝐎 ) Gempa arah y 𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑠𝑠𝑛𝑛𝑎𝑎𝑑𝑑𝑠𝑠𝑠𝑠 ≥ 100% 𝑉𝑉 𝑠𝑠𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠 365638,94 ≤ 433239,45  ( 𝐍𝐍𝐍𝐍𝐍𝐍 𝐎𝐎𝐎𝐎 )
Dari kontrol di  atas, bangunan belum memenuhi syarat nilai akhir respons. Pada Pasal 7.9.4.2 SNI 1726:2019 dijelaskan apabila gaya geser dasar hasil analisis kurang dari 100%, maka harus diperbesar dengan faktor skala 𝐶𝐶𝑠𝑠 × 𝑊𝑊 𝑉𝑉
𝐶𝐶𝑠𝑠 × 𝑊𝑊 𝑉𝑉 = 0 , 0566 × 7651694 , 81 407837 , 6 = 1,06228 Arah y
𝐶𝐶𝑠𝑠 × 𝑊𝑊 𝑉𝑉 = 0 , 0566 × 7651694 , 81 365638 , 94 = 1,18488
Setelah dikalikan skala, didapatkan gaya geser seperti pada Tabel 7 . Kontrol gaya geser: Gempa arah x 𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑠𝑠𝑛𝑛𝑎𝑎𝑑𝑑𝑠𝑠𝑠𝑠 ≥ 100% 𝑉𝑉 𝑠𝑠𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠 462770,82 ≥ 433239,45 (OK) Gempa arah y 𝑉𝑉 𝑑𝑑𝑠𝑠𝑛𝑛𝑎𝑎𝑑𝑑𝑠𝑠𝑠𝑠 ≥ 100% 𝑉𝑉 𝑠𝑠𝑡𝑡𝑎𝑎𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠
-800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 -75 -25 25 75 La te ra l S he ar L oa d (k N) Displacement (mm) SPSW(s4)
Novin Agustina Nur Putri dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 4, November 2021 (407-416)
414
462645,19 ≥ 433239,45 (OK) Dari kontrol diatas dapat disimpulkan bahwa analisis struktur gedung di  atas masih memenuhi persyaratan SNI 1726:2019 Pasal 7.8.
Tabel 7 . Gaya Geser setelah Pembesaran OutputCase GlobalFX GlobalFY kgf kgf Ex 462770,82 2504,86 Ey 2793,24 462645,19 4) Kontrol Simpangan Antar Lantai
Pembatasan simpangan antar lantai suatu struktur bertujuan untuk mencegah kerusakan non-struktur dan ketidaknyamanan penghuni.  Simpangan yang terjadi dari hasil dinamis harus lebih kecil dari simpangan hasil analisis. Simpangan ijin ∆ i untuk tingkat 1:
𝛿𝛿 𝑥𝑥 = 𝐶𝐶𝑑𝑑 × 𝛿𝛿𝑥𝑥𝑥𝑥1 𝐼𝐼𝐼𝐼 Simpangan ijin ∆ i untuk tingkat 2: 𝛿𝛿 𝑥𝑥 = ( 𝛿𝛿 𝑥𝑥𝐼𝐼2 − 𝛿𝛿 𝑥𝑥𝐼𝐼1 ) 𝐶𝐶𝑑𝑑 𝐼𝐼𝐼𝐼 Batasan ijin simpangan lantai diatur pada Tabel 16 SNI 1726:2019, dengan semua struktur lainnya 0,02 h ax , dengan tinggi antar lantai 4 m. Sehingga pada analisis menggunakan program bantu SAP 2000 didapatkan simpangan antar lantai untuk gempa arah x dan y seperti pada Tabel 8 dan Tabel 9 . Pada Gambar 16 dan Gambar 17 merupakan hasil per- pindahan lateral yang dialami Gedung SPSW, dengan perpin- dahan arah Y lebih besar dibandingkan dengan arah X. Se- dangkan Gambar 18 dan Gambar 19 menunjukkan simpa- ngan antar lantai, pada arah Y simpangan terbesar berada pada lantai 5, sedangkan arah X simpangan terbesar berada pada lantai 7.
Tabel 8 . Simpangan antar lantai gempa arah Y
Lantai Elevasi (m) δe (mm) δxe (mm) δx (mm) Δ ijin (mm) Ket 10 40 35.17  1.92  12.48  80.00  OK 9 36 33.25  2.72  17.68  80.00  OK 8 32 30.53  3.43  22.30  80.00  OK 7 28 27.10  3.68  23.92  80.00  OK 6 24 23.42  4.07  26.46  80.00  OK 5 20 19.35  4.40  28.60  80.00  OK 4 16 14.95  4.26  27.69  80.00  OK 3 12 10.69  4.28  27.82  80.00  OK 2 8 6.41 3.96  25.74  80.00  OK 1 4 2.45 2.45  15.93  80.00  OK 0 0 0.00 0.00 0.00  80.00  OK
Tabel 9 . Simpangan antar Lantai Gempa arah X
Lantai Elevasi (m) δe (mm) δxe (mm) δx (mm) Δ ijin (mm) Ket 10 40 27.54 1.71 11.12  80.00  OK 9 36 25.83 2.49 16.19  80.00  OK 8 32 23.34 3.12 20.28  80.00  OK 7 28 20.22 3.30 21.45  80.00  OK 6 24 16.92 3.24 21.06  80.00  OK 5 20 13.68 3.07 19.96  80.00  OK 4 16 10.61 2.93 19.05  80.00  OK 3 12 7.68 2.95 19.18  80.00  OK 2 8 4.73 2.81 18.27  80.00  OK 1 4 1.92 1.92 12.48  80.00  OK 0 0 0.00 0.00 0.00 80.00  OK
Gambar 16 . Perpindahan Lateral Arah Y Gambar 17 . Perpindahan lateral arah X 0 2 4 6 8 10 12 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 Lan tai Perpindahan Lateral Setiap Lantai (mm) Perpindahan Lateral (Ey) 0 2 4 6 8 10 12 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 Lan tai Perpindahan Lateral Setiap Lantai (mm) Perpindahan Lateral (Ex)
Gambar 18 . Simpangan antar Lantai arah Y

## Gambar 19 . Simpangan antar lantai arah X
5) Analisis Kontrol Penampang Pada analisis  menggunakan program bantu SAP 2000 kontrol kekuatan penampang diperlukan untuk mengetahui dan memastikan penampang yang digunakan telah sesuai dengan persyaratan. Persyaratan yang digunakan pada SAP 2000 yiatu AISC 360-16.
Gambar 20 . Steel Check Design arah y
Dari hasil steel check desain seperti pada Gambar 20 dan Gambar 21 yang menggunakan persyaratan AISC 360-16 untuk elemen balok dan kolom memiliki rasio yang tidak melebihi 0,5, sehingga aman digunakan sebagai profil bangunan.
Gambar 21 . Steel Check Design arah x

## 4. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat di- simpulkan sebagai berikut:
1) Pada pemodelan Steel Plate Shear Wall (SPSW) menggu- nakan program bantu Abaqus, didapatkan hasil validasi spesimen  SPSW(S4)  yaitu nilai gaya geser maksimal yang tercapai tidak jauh berbeda, pada eksperimental 740 kN saat drift 3,80% dan pada pemodelan menggunakan Abaqus 710 kN saat drift 4,11%, sehingga selisih dari hasil perbandingan gaya geser adalah 4,05% dari eksperimental.
2) Pola kegagalan pada spesimen SPSW(S4)  terjadi  pada pelat pengisi, hal ini ditandai dengan adanya bidang tarik diagonal pada eksperimental Alavi. Pada pemodelan Abaqus pelelehan pertama terjadi pada pelat pengisi ditandai dengan tercapainya tegangan pelat pengisi 307 MPa.
3) Pada pengaplikasian SPSW dengan opening pada Ge- dung 10 lantai di dapatkan profil untuk HBE yaitu WF 600x300 dan VBE yaitu KC 800x300, dengan meng- gunakan pelat pengisi ketebalan 4 mm dan pelat pengaku 12 mm.

## 0
2 4 6 8 10 12 0.00 10.00 20.00 30.00 Lan tai Simpangan antar Lantai (mm) Simpangan antar Laintai (Ey) 0 2 4 6 8 10 12 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 Lan tai Simpangan antar Lantai (mm) Simpangan antar Lantai (Ex)
Novin Agustina Nur Putri dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 4, November 2021 (407-416) 416
4) Pada model Gedung 10 lantai dengan SPSW yang ter- dapat opening , kontrol desain struktur terkait kontrol partisipasi massa, kontrol periode getar struktur, kontrol gaya geser dinamis struktur, kontrol simpangan,  dan kontrol penampang telah memenuhi persyaratan.

## Daftar Pustaka
[1]  R. S..  Bruneau, Michel Ph.D.,P.Eng; Uang, Chia- Ming Ph.D.; Sabelli, Ductile Design of Steel Structures . United States of Amarica: The McGraw- Hill Companies, 2011.
[2]  AISC, “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, ANSI/AISC 341-10,” Struct. Anal. Des. Tall Build. , pp. 355–410, 2011, doi: 10.1201/b11248-
8.
[3]  M. Wang, W. Yang, Y. Shi, and J. Xu, “Seismic behaviors of steel plate shear wall structures with construction details and materials,” J. Constr. Steel Res. , vol. 107, pp. 194–210, 2015, doi: 10.1016/j.jcsr. 2015.01.007.
[4]  A. Schumacher and G. Y. Grondin, “Connection of Infill Panels in Steel Plate Shear Wall,” no. 217, 1997.
[5]  C. Dou, Z. Q. Jiang, Y. L. Pi, and Y. L. Guo, “Elastic shear buckling of sinusoidally corrugated steel plate shear wall,” Eng. Struct. , vol. 121, pp. 136–146, 2016, doi: 10.1016/j.engstruct.2016.04.047.
[6]  E. Alavi and F. Nateghi, “Experimental study on diagonally stiffened steel plate shear walls with central perforation,” J. Constr. Steel Res. , vol. 89, pp. 9–20, 2013, doi: 10.1016/j.jcsr.2013.06.005.
[7]  S. Sabouri-Ghomi and S. Mamazizi, “Experimental investigation on stiffened steel plate shear walls with two rectangular openings,” Thin-Walled Struct. , vol. 86, pp. 56–66, 2015, doi: 10.1016/j.tws.2014.10.005.
[8]  O. Haddad, N. H. Ramli Sulong, and Z. Ibrahim, “Cyclic performance of stiffened steel plate shear walls with various configurations of stiffeners,” J. Vibroengineering , vol. 20, no. 1, pp. 459–476, 2018, doi: 10.21595/jve.2017.18472.
[9]  D. L. Logan, A  First Course In The Finite Element Method . 2012.
[10]  A. Khennane, Introduction to FEA using Matlab and ABAQUS . 2013.
[11]  Badan Standarisasi Nasional, “Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural Badan Standardisasi Nasional (SNI 1729:2015),” Bandung , pp. 1–289,
2015, [Online]. Available: www.bsn.go.id.
[12]  Badan Standardisasi Nasional, “Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan nongedung,” Tata Cara Perenc. Ketahanan Gempa Untuk Strukt. Bangunan Gedung dan Non Gedung , no.
8, p. 254, 2019.