## STUDI PENGARUH TANGGA PADA PEMODELAN STRUKTUR BANGUNAN TAKBERATURAN AKIBAT BEBAN GEMPA
Rinaldi A. P. Silitonga 1 (aldhysilitonga@gmail.com)
Partogi H. Simatupang 2 (simatupangpartogi@yahoo.com)
Yunita A. Messah 3 (yunafliana@gmail.com)

## ABSTRAK
Ketidakberaturan  bangunan  gedung  mempengaruhi  beban  yang  terjadi  dan  menimbulkan simpangan  antar  lantai  serta titik  pusat  pembebanannya  dapat  berubah.  Ini  yang  menyebabkan bangunan  gedung  bertingkat  sering  didesain  dengan  tidak  menyertakan  tangga  pada pemodelannya.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  bagaimana  respon  struktur bangunan  akibat  perubahan  model  tangga,  dilakukan  analisis  struktur  dengan software SAP2000,  analisis  gempa  respon  spektrum  dan  analisis  struktur  ( running  analysis ).  Model struktur gedung yang digunakan yaitu gedung berbentuk L dengan tangga L, gedung berbentuk L dengan  tangga  U,  gedung  berbentuk  U  dengan  tangga  L,  serta  gedung  berbentuk  U  dengan tangga U. Berdasarkan hasil analisis, dengan penempatan dan variasi bentuk yang berbeda, dapat mempengaruhi  kekakuan  struktur  terhadap  beban  yang  diterima  karena  tangga  sebagai pengekang  ( brace  frame )  yang  mengakibatkan  suatu  struktur  bangunan  gedung  menjadi  lebih kaku  ( rigid ),  hasil  analisis  keempat  model,  ternyata  struktur  lantai  dasar  menerima  gaya  dalam momen  yang  lebih  besar  dan  untuk  perpindahan  yang  terjadi  pada  tangga  U  <  L terhadap  arah memanjang  struktur  sedangkan  perpindahan  yang  terjadi  pada  tangga  L  <  U  terhadap  arah melintang struktur.
Kata Kunci: Tangga, Displacement , Model, SAP2000

## ABSTRACT
The  irregularity  of  the  building  affects  the  load  that  occurs  and  causes  the  deviation  between floors and the center of the load to change. This is why high rise buildings are often designed not to include stairs in the modeling. This study aims to determine how the response of the building structure  due  to  changes  in  the  staircase  model,  structural  analysis  was  carried  out  using SAP2000  software,  earthquake  response  spectrum  analysis  and  structural  analysis  (running analysis).  The  building  models  used  are  L-shaped  buildings  with  L  stairs,  L-shaped  buildings with U stairs, U-shaped buildings with L stairs, and U-shaped buildings with U stairs. the load received because the ladder is a brace frame which causes a building structure to become more rigid, the results of the analysis of the four models, it turns out  that the ground floor structure receives a larger moment force and the displacement that occurs on the U < L stairs towards the direction  of  the  ladder.  extending  the  displacement  structure  that  occurs  on  the  ladder  L  <  U with respect to the transverse direction of the structure.

## Keywords: Stairs, Displacement, Model, SAP2000

## PENDAHULUAN
Seiring  dengan  perkembangan  teknologi,  gedung  dibangun  dalam  beberapa  model  tidak beraturan atau tidak simetris. Ketidakberaturannya bangunan gedung dapat mempengaruhi beban yang terjadi dan akan diterima oleh struktur gedung, yaitu dapat menimbulkan simpangan antar lantai  dan  titik  pusat  pembebanannya  dapat  berubah.Simpangan  yang  terjadi  dan  berubahnya titik pusat pembebanan dapat menyebabkan respon bangunan  yang  berbeda-beda terhadap gaya
1 Prodi Teknik Sipil – FST Undana, (penulis korespondensi);
2 Prodi Teknik Sipil – FST Undana;
3 Prodi Teknik Sipil – FST Undana.
gempa  dibandingkan  dengan  bangunan  gedung  yang  beraturan  atau  simetris.  Ini  yang menyebabkan  bangunan  gedung  bertingkat  sering  didesain  dengan  tidak  menyertakan  tangga pada  pemodelannya.  Pada  penelitian  ini  penulis  tertarik  untuk  meninjau  terhadap  variasi ketidakberaturan  model  gedung  dan  tangga  terhadap  respon  struktur  bangunan  gedung bertingkat.  Penelitian  ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui  bagaimana respon struktur bangunan gedung akibat perubahan model gedung dan tangga.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Struktur Bangunan Tidak Beraturan
Menurut  SNI  1726:2019  pasal  7.3.2,  struktur  gedung  dapat  diklasifikasikan  sebagai  bangunan beraturan  dan  tidak  beraturan.  Kriteria  ini  harus  berdasarkan  pada  konfigurasi  horizontal  dan vertikal  dari  struktur bangunan  gedung.  struktur  dalam  konteks  hubungannya  dengan  bangunan adalah  sebagai sarana untuk menyalurkan beban dan  akibat panggunaannya dan atau kehadiran bangunan ke dalam  tanah. Struktur adalah tata ukur, tata  hubung, tata  letak  dalam  suatu  sistem yang membentuk satuan  kerja (Scodek, 1998).

## Tangga
Tangga  adalah  sebuah  konstruksi  yang  dirancang  untuk  menghubungkan  dua  tingkat  vertikal yang  memiliki  jarak  satu  sama  lain.  Konstruksi  tangga  pada  perencanaan  bangunan  bertingkat seperti  pada  rumah  atau  bangunan  umum  perlu  dirancang  senyaman      mungkin.  Dalam perencanaan  tangga  memiliki  sudut  tangga  yang  ideal  ±  40°  karena  pada  waktu  menggunakan tangga  tidak  terasa  lelah  pada  saat  arah  naik  dan  tidak  berbahaya  pada  saat  arah  turun  dari tangga. Tangga  merupakan suatu sambungan yang dapat dilalui antara tingkat sebuah  bangunan, dan  dapat  dibuat  dari  kayu,  pasangan  batu,  baja,  beton  bertulang  dan  lain-lain.  Tangga dapat  bersifat  permanen  maupun  non  permanen,  tangga  permanen  biasanya  digunakan  untuk menghubungkan dua bidang horisontal pada bangunan lantai bangunan yang  berbeda.

## Pembebanan
Kombinasi beban gempa yang digunakan sebagai berikut:
1. 1,4 D (1)
2. 1,2 D + 1,6 L + 0,5 ( Lr atau R ) (2)
3. 1,2 D + 1,6 ( Lr atau R ) + ( L atau 0,5 W ) (3)
4. 1,2 D + 1,0 W + L + 0,5 ( Lr atau R ) (4)
5. 1,2 D + 1,0 E + L (5)
6. 0,9 D + 1,0 W (6)
7. 0,9 D + 1,0 E (7)

## SAP2000
SAP  2000  merupakan  program  untuk  perhitungan  kekuatan  struktur  khususnya  bangunan- bangunan bertingkat tinggi dan jembatan. Program ini sangat diminati oleh semua civil engineer karena sangat mudah dipelajari dan simpel digunakan. Sebelum adanya program SAP 2000 ini, para civil engineer sering menggunakan rumus analisis struktur yang membutuhkan waktu lama, setelah adanya program ini dapat mempercepat hasil dari analisis.

## Respon Spektrum
Respon  spektrum  adalah  plat  respons  maksimum  (perpindahan,  kecepatan,  percepatan, maksimum    ataupun    besaran    yang    diinginkan)    dari    fungsi  beban  tertentu  untuk  semua kemungkinan  system  berderajad-kebebasan-tunggal.  Absis  dari  spektrum  adalah  frekuensi natural (atau periode) dari system dan ordinat adalah respons maksimum.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  analisis,  dalam  penelitian  ini digunakan  analisis  beban  gempa  dengan  metode Linear  static  Procedures ,  yaitu  Analisis Statis  Equivalen  dan  juga  metode Linear  Dynamic  Procedures ,  yaitu  Metode  Modal  Analisis. Diawali  dengan  perhitungan  pembebanan,  yaitu  beban  mati,  beban  hidup  didasarkan  pada PPIUG  1983  dan  beban  gempa,  menentukan  kelas  situs,  menghitung  nilai  S MS dan  S M1, menghitung  nilai S DS dan  S D1 ,  analisis  kurva  respons  spectrum, load  patern , load  case , load combination dan  Pusat  Massa  per Lantai, kemudian dianalisa menggunakan aplikasi SAP2000 v.20 untuk memperoleh gaya dalam dan displacement , selanjutnya dari output SAP2000 tersebut dilakukan rekapan untuk memperoleh gaya dalam dan displacement .

## Sumber Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskripsi gedung yang akan dipakai yaitu jenis struktur, fungsi gedung, luas total gedung, tinggi gedung dan jumlah lantai gedung.

## Data Primer
(i) Dimensi  struktur,  yaitu  kolom,  balok,  pelat  lantai  dan  tangga  yang  akan  digunakan  dalam penelitian
(ii) Elevasi untuk setiap lantai

## Data Sekunder
(i) Data  Material
Untuk  mutu  beton (fc’), mutu  baja  tulangan  longitudinal (fy)’ dan tulangan sengkang (fys) yang dipakai adalah sebagai berikut  :
Mutu Beton (fc’)
K-300  =  300  kg/cm2,  karena  1  Mpa  =  10  kg/cm2,  maka  mutu beton tersebut adalah: 300 kg/cm 2 = 30 Mpa.
Mutu Baja Tulangan Longitudinal (fy’) fy’ = 400  Mpa. Mutu Baja Tulangan Sengkang (fys) fys = 240  Mpa.
(ii) Beban Gempa
Data  gempa  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  data  respon spektrum PUSKIM (Pusat Litbang Perumahan dan Pemukiman) untuk desain spektra Indonesia di Kota Kupang.
(iii)Data Denah
Deskripsi gedung dapat dilihat pada table berikut.
Tabel 1. Deskripsi Struktur  Gedung

## Dimensi Tangga dan Bangunan
Gambar 1. Dimensi Tangga L
Gambar 2. Dimensi Tangga U
Gambar 4. Dimensi Bangunan L
Gambar 5. Dimensi Bangunan U
Gambar 6. Dimensi Bangunan U

## Model Tangga dan Bangunan
Gambar 7. Model Tangga L

## Gambar 9. Model Tangga U
Gambar 9. Model Gedung Berbentuk L dengan Tangga L
Gambar 10. Model Gedung Berbentuk L dengan Tangga U
Gambar 11. Model Gedung Berbentuk U dengan Tangga L
Gambar 12. Model Gedung Berbentuk U dengan Tangga U

## ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Dalam proses mendesain struktur dengan menggunakan software SAP2000. Dimodelkan struktur tidak  beraturan dengan  4  variasi,  sesuai dengan  denah.  Maka dengan data  mutu beton K-300 atau  30  MPa,  dengan  baja  tulangan  logitudinal (fy’)  dan  tulangan  sengkang  (fys)  sebesar  400 MPa dan 200 MPa. Data tersebut  digunakan untuk melakukan pemodelan struktur gedung sesuai rencana, yaitu dengan 4 variasi gedung.

## Analisis Data
Dilakukan analisa struktur  menggunakan aplikasi  SAP2000 v.20 untuk mengetahui gaya dalam yang  bekerja  dan displacement pada  struktur.  Gaya  dalam  yang  diambil  dalam  penelitian  ini adalah  pada  kolom.  Dari  gaya  dalam  dan displacement tersebut,  dilakukan  rekapitulasi  yang
selanjutnya  akan  digunakan  untuk  menarik  kesimpulan  sesuai  tujuan  penelitian  (Lampiran  9 – 20).

## Hasil Analisis Respons Spektrum dan Beban Lainnya Pada Struktur Gedung Desain
Beban  dan  nilai  respons  spektrum  hasil  analisis  diinput  dalam  struktur  gedung  desain,  maka keempat  model  struktur  yang  didesain  dapat  dilihat  pada  Gambar  13,  Gambar  14,  Gambar  15 dan Gambar 16.
Gambar 13. Gambar Struktur Gedung Berbentuk L dengan Tangga L
Gambar 14. Gambar Struktur Gedung Berbentuk L dengan Tangga U
Gambar 15. Gambar Struktur Gedung Berbentuk U dengan Tangga L

## Gambar 16. Gambar Struktur Gedung Berbentuk U dengan Tangga U

## Gaya  Dalam  Momen  Pada  Struktur  Kolom (M KOLOM )
Keempat  struktur  yang  dianalisis  memiliki  perbedaan  juga  pada  gaya  dalamnya,  yaitu  momen gaya.  Momen  gaya  atau  bisa  juga  disebut  sebagai  torsi  adalah  seberapa  besar  gaya  yang diberikan  untuk  memutar  suatu  benda  terhadap  suatu  poros tertentu  atau  dalam  pengertian  lain adalah  kecenderungan  gaya  dalam  memutar  suatu  benda.  Kolom  yang  akan  ditinjau  adalah kolom  yang  terdapat  pada  pertemuan  portal  4  (memanjang)  dan  portal  F  (melintang)  pada struktur tersebut.
Tabel 2. Rekapan Gaya Dalam Momen Struktur Kolom
Gambar 18. Grafik Hubungan Momen
(M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai
3 Model Struktur Gedung L
(M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai 3 Model Struktur Gedung U Gambar 19. Grafik Hubungan Momen (M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai 2 Model Struktur Gedung L Gambar 20. Grafik Hubungan Momen (M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai 2 Model Struktur Gedung U Gambar 21. Grafik Hubungan Momen (M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai 1 Model Struktur Gedung L Gambar 22. Grafik Hubungan Momen (M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai 1 Model Struktur Gedung U Gambar 23. Grafik Hubungan Momen (M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai Dasar Model Struktur Gedung L Gambar 24 Grafik Hubungan Momen (M) dan Elevasi (h)  untuk Kolom Lantai Dasar Model Struktur Gedung U
Berdasarkan  Tabel  2.,  maka  bisa  diperoleh grafik  hubungan  momen dan elevasi untuk  masing- masing kolom per lantai  gedung,  grafiknya  ditampilkan  pada  Gambar  17.  sampai Gambar 24.
Dari  tabel-tabel  dan  grafik-grafik  di  atas  dapat  diperoleh  hasil  bahwa  terdapat  perbedaan. Momen  kolom  pada  portal  struktur  bangunan  tangga  U  relatif  lebih  besar  baik  pada  bagian bawah,  tengah,  maupun  bagian  atas  kolom  dibandingkan  dengan  momen  kolom  yang  terjadi pada  struktur  bangunan  dengan  tangga  L.  Hal  ini  terjadi  akibat  letak  atau  posisi  tangga  pada portal  yang  berperilaku  sebagai,  pengekang  ( brace  frame )  pada  portal  bangunan,  sehingga berpengaruh  terhadap  kekakuan  struktur  bangunan tersebut  dengan  nilai  gaya  dalam  momen pada  model  struktur  gedung  L  untuk  tangga  U  pada  lantai  dasar,  1,  2  dan  3  lebih  besar  yaitu 26,70%,  31,25%,  34,60%  dan  22,54%  dengan  gaya  dalam  momen  terbesar  terjadi  pada  kolom lantai  dasar  sebesar  293.8335  KNm,  sedangkan  nilai  gaya  dalam  momen  pada  model  struktur gedung  U  untuk  tangga  U  pada  lantai  dasar,  1,  2  dan  3  lebih  besar  yaitu  26,16%,  31,29%, 36,39% dan 21,42% dengan gaya dalam momen terbesar terjadi pada kolom lantai dasar sebesar 298,5096 KNm.
Perpindahan  ( Displacement ) Antar  Lantai Struktur
Perpindahan  ( displacement )  antar  lantai  berguna  untuk menentukan  kinerja  batas  layan  struktur gedung  akibat  beban  gempa,  batas  layan  struktur  disini  yaitu  untuk  membatasi  terjadinya pelelehan  baja  dan  peretakan  beton  yang  berlebihan.  Selain  itu  juga  untuk  menjaga kenyamanan  penghuni  gedung.  Pada  SNI  2019  point  7.12.1,  menetapkan  batas  ijin  simpangan berdasarkan tinggi tingkat antar struktur.

## Tabel 3. Rekapan Nilai Perpindahan (Displacement)
Berdasarkan  tabel  3,  maka  bisa  diperoleh  grafik  hubungan  antara  nilai displacement dan elevasi  untuk  masing-masing  lantai  gedung,  baik  arah  memanjang  dan  arah  melintang, grafiknya bisa dilihat pada Gambar 25 sampai Gambar 28.
Gambar 25. Grafik  Hubungan
Displacement dan Elevasi (h)  antar
Lantai Arah Memanjang  Model
Gambar 26. Grafik Hubungan
Displacement dan Elevasi  (h)  antar Lantai Arah Memanjang  Model
Struktur Gedung L Struktur Gedung U Gambar 27. Grafik  Hubungan Displacement dan Elevasi (h)  antar Lantai Arah melintang Model Struktur Gedung L Gambar 28. Grafik Hubungan Displacement dan Elevasi  (h)  antar Lantai Arah melintang Model Struktur Gedung U
Dari  tabel dan grafik  dapat  diperoleh  hasil  bahwa  terdapat juga perbedaan dari displacement . Dengan  nilai displacement pada  model  struktur  gedung  L  terhadap  arah  memanjang  untuk tangga L > U yaitu 3,21% dan terhadap arah melintang tangga U > L yaitu 25,75% dengan nilai displacement terbesar  terjadi  pada  lantai  4  sebesar  22,60  mm,  sedangkan  untuk  nilai displacement pada model struktur gedung U terhadap arah memanjang untuk tangga L > U yaitu 3,67%  dan  terhadap  arah  melintang  tangga  U  >  L  yaitu  15,79%  dengan  nilai displacement terbesar terjadi pada lantai 4 sebesar 21,00 mm. Dengan variasi dan posisi tangga yang berbeda didapat tangga L dapat memperkecil perpindahan yang terjadi pada arah melintang struktur dan tangga U dapat memperkecil perpindahan yang terjadi pada arah memanjang struktur.

## KESIMPULAN
1. Dengan  penempatan  dan  variasi  bentuk  yang  berbeda,  dapat  mempengaruhi  kekakuan struktur terhadap beban yang diterima karena tangga sebagai pengekang ( brace frame ) yang mengakibatkan suatu struktur bangunan gedung menjadi lebih kaku ( rigid ).
2. Dari  hasil  analisis  ke  empat  model  yang  ada,  ternyata  struktur  lantai  dasar  menerima  gaya dalam  momen  yang  lebih  besar  dan  untuk displacement sendiri  perpindahan  yang  terjadi pada  tangga  U  <  L  terhadap  arah  memanjang  struktur  sedangkan  perpindahan  yang  terjadi pada tangga L < U terhadap arah melintang struktur.
a. Pada analisis nilai gaya dalam momen pada model struktur gedung L untuk tangga U pada lantai dasar, 1, 2 dan 3  lebih besar yaitu 26,70%, 31,25%, 34,60% dan 22,54% sedangkan  nilai  gaya  dalam  momen  pada  model  struktur  gedung  U  untuk tangga  U pada lantai dasar, 1, 2 dan 3 lebih besar yaitu 26,16%, 31,29%, 36,39% dan 21,42%.
b. Pada  analisis  nilai displacement model  struktur  gedung  L  terhadap  arah  memanjang untuk  tangga  L  >  U  yaitu  3,21%  dan  terhadap  arah  melintang  tangga  U  >  L  yaitu 25,75% sedangkan untuk nilai displacement pada model  struktur gedung U terhadap arah memanjang untuk tangga L > U yaitu 3,67% dan terhadap arah melintang tangga U > L yaitu 15,79%.

## Daftar Pustaka
Nasional,  B.  S.  (2019). Tata  Cara  Perencanaan  Ketahanan  Gempa  Untuk  Struktur  Bangunan Gedung dan Nongedung . Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
PPIUG.  (1983). Peraturan  Pembebanan  Indonesia  untuk  Gedung  1983 .  Bandung:  Penerbit Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
PU, K. (2021). Desain Spektra Indonesia . Diambil dari
://puskim.go.id/Apkasi/desain_spektra_gempa_indonesia_2021/.
Schodek, D. L. (1991). Struktur . Bandung: PT ERESCO BANDUNG.