doi: mkts.v27i1.29390

## Perilaku Seismik Struktur Rangka Komposit RCS dengan Variasi Rigidity Zone Factor Pertemuan Balok-Kolom
* I Ketut Sudarsana, I Gede Adi Susila, Ni Wayan Sastraningsih Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana
*) ksudarsana@unud.ac.id
Received: 6 April 2020 Revised: 13 Maret 2021 Accepted: 19 Maret 2021

## Abstract
This  research  evaluated  the  effect  of  connection’s  rigidity  zone  factors  of  RCS  frame’s  connections  on  the seismic  behaviors  of  regular  RCS  frames  of  a  five-story  office  building  located  at  seismic  design  category (SDC) of D. The variations on rigidity zone factors were 0, 0.25, 0.50, 0.75, and 1.0, respectively for Model MS, MSR025, MSR05 MSR075, and MR with the same elements’ dimension. Three Dimension finite element modeling was  conducted to do a linear elastic analysis for structural design and nonlinear  static pushover analysis  for  evaluating  the  structural  seismic  performances.  The  results  show  that  all  models  have  met  the strength and serviceability  design limits. The  seismic performances in terms of  base shear, elastic stiffness, and  ductility  of  all  RCS  models  increased  with  an  increase  in  the  values  of  the  rigidity  zone  factor.  The structural performance’s level according to FEMA 440 was life safety (LS) for the Model  MSR05, MSR075, and MR, while for the Model MS and MSR025 was collapse prevention (CP). The seismic energy dissipation for all RCS frames was an intermediate category indicated by the numbers of  developed plastic hinges less than 20% of the total potential plastic hinges.
Keywords: Beam-column joint rigidity, composite RCS, hybrid structure, rigidity zone factor, seismic behavior

## Abstrak
Penelitian  ini  mengevaluasi  pengaruh  rigidity  zone  factor  pertemuan  balok-kolom  rangka  RCS  terhadap perilaku dan kinerja seismik sistem rangka RCS beraturan sebuah gedung kantor 5 tingkat di daerah kategori resiko gempa tinggi (KDS D). Variasi rigidity zone factor adalah 0; 0,25; 0,5; 0,75 dan 1,0 masing-masing untuk  Model  MS,  MSR025,  MSR05,  MSR075,  dan  MR,  dengan  dimensi  model  yang  sama.  Pemodelan  dan analisis 3 dimensi dalam  software berbasis elemen hingga meliputi analisis linear untuk  proses desain dan analisis  nonlinier  static  pushover  untuk  mengevaluasi  kinerja  seismik  struktur.  Hasil  analisis  menunjukan bahwa  semua  model  RCS  telah  memenuhi  batasan-batasan  desain  kekuatan  dan  daya  layannya.  Kinerja seismic dalam hal gaya geser dasar, kekakuan elastis, dan daktilitas struktur meningkat dengan meningkatnya nilai rigidity factor. Level kinerja seismik struktur menurut FEMA 440  adalah life safety (LS) untuk Model MSR05,  MSR075  dan  MR,  sedangkan  untuk  Model  MS  dan  MSR025  adalah  collapse  prevention  (CP). Kemampun  disipasi  energi  gempa  dari  semua  Model  RCS  termasuk  dalam  kategori  menengah  ditunjukan dengan  jumlah  sendi  plastis  yang  terjadi  kurang  dari  20%  jumlah  potensi  sendi  plastis  pada  setiap  model struktur RCS.
Kata kunci: Kekakuan pertemuan balok-kolom, perilaku seismik, rigidity zone factor, komposit RCS

## Pendahuluan
Struktur  rangka beton bertulang (RC) dan struktur rangka  baja  (RS)  merupakan  sistem  struktur  yang banyak  dipergunakan  untuk  bangunan  bertingkat rendah dan sedang. Struktur RC memiliki kekakuan lateral  yang  lebih  besar  daripada  struktur  RS, namun  struktur  RC  memiliki  daktilitas  yang  lebih
rendah  daripada  struktur  RS.  Penggunaan  kolom struktur  beton  bertulang  bersama-sama  dengan struktur  balok  baja  dalam  sebuah  sistem  struktur rangka  yang  juga  disebut  struktur  rangka  hybrid atau  komposit  beton  baja  atau  rangka  RCS ( Reinforced  Concrete-Steel  frame )  (ASCE,  1994;
Kathuria et al ., 2015). Sistem struktur rangka RCS mulai digunakan sejak 30 tahun yang lalu terutama
di  negara  Jepang  dan  Amerika  sebagai  alternative sistem struktur yang lebih ekonomis dari segi bahan dan  pelaksanaanya  dibandingkan  dengan  sistem struktur  konvensional  RC  dan  RS  (Griffis,  1992). Hal ini didapat dengan memanfaat keuntungan dari sifat-sifat beton dari segi kekakuan, damping biaya yang  murah  dan  serta  sifat-sifat  baja  yang  lebih ringan dan efisien waktu pelaksanaannya (Liang et  al., 2004).  Di  samping  itu,  kolom  RC menunjukkan  10  kali  biayanya  lebih  efisien daripada  kolom  baja  ditinjau  dari  kekuatan  aksial dan kekakuannya (Sheikh et al. , 1987).
Pada  semua  sistem  struktur  rangka  seperti  juga struktur rangka komposit RCS, perilaku pertemuan balok-kolom  berperan  cukup  penting  dalam mendistribusikan gaya antar elemen-elemen struktur  yang  bertemu  pada  lokasi  tersebut. Pertemuan  balok-kolom  yang  tidak  cukup  kuat dapat  menyebabkan  terjadinya  keruntuhan  elemen struktur yang bertemu pada daerah tersebut (Yuliati et al ., 2018).
Kekakuan  sebuah  pertemuan  balok-kolom  dapat diperoleh  berdasarkan  hubungan  momen-rotasi ( M-  )  yang  terjadi  pada  pertemuan  tersebut. Mengacu  pada  ketentuan  dalam  struktur  baja, menurut  AISC  360-16,  tipe  sambungan  dapat diklasifikasikan  berdasarkan  kurva  momen-rotasi seperti terlihat pada Gambar 1. Kekakuan sekan ( K s ) pada  saat  beban  layan  dipakai  sebagai  properti indeks  dari  penentuan  kekakuan  sambungan  dan dihitung dari Persamaan 1.
𝐾 𝑠 = 𝑀𝑠 𝜃𝑠 (1)
Dengan 𝑀 𝑠 dan 𝜃 𝑠 adalah  masing-masing  momen dan  rotasi  saat  beban  kerja.  Jika  nilai 𝐾𝑆𝐿 𝐸𝐼 ≥ 20 , maka sambungan adalah fully restrained (FR) atau rigid  dimana  sudut  antar  elemen  yang  disambung dapat  dipertahankan.  Jika  nilai 𝐾𝑆𝐿 𝐸𝐼 ≤ 2 ,  maka sambungan  adalah simple .  Sambungan  dengan kekakuan  diantara  kedua  batas  tergolong partially restrained (PR) atau semirigid.
Gambar 1. Klasifikasi dari respons M- 𝜽 dari pertemuan terkekang penuh (FR), terkekang sebagian (PR) dan pertemuan sederhana
(AISC 360-16)
Sejumlah  pengujian  experimental  dan  analisis numerik telah dilakukan untuk mengetahui perilaku pertemuan  balok-kolom  sistem  rangka  pemikul momen  RCS.  Sheikh et  al .  (1987)  menguji  17 pertemuan  interior  dari  rangka  RCS  dengan  skala 2/3, Kanno (1993) menguji 19 buah pertemuan RCS dan Parra  Wight (2000,2001), selain melakukan pengujian  experimental  terhadap  sembilan  buah pertemuan  exterior  rangka  RCS,  juga  melakukan analisis untuk mengusulkan cara mengevaluasi dan mendesain kapasitas geser pertemuan balok-kolom RCS.
Parra    Wight  (2003)  mengusulkan  pendekatan berdasarkan  kapasitas  deformasi  untuk  mendesain pertemuan  RCS  di  daerah  gempa  tinggi  untuk mengontrol  distorsi  dan  kerusakan  dari  pertemuan balok-kolom  tersebut.  Pengujian  terhadap  enam buah  pertemuan  RCS  juga  dilakukan  oleh  Cheng and  Chen  (2005)  untuk  mengetahui  pengaruh beberapa  parameter  diantaranya  keberadaan  pelat lantai,  sengkang  pada  pertemuan  balok-kolom, balok  silang  ( cross  beam )  dan  model  protokol pembebanan saat pengujian. Review dari hasil-hasil pengujian  experimental  maupun  analisis  numerik sampai  dengan  tahun  2011  dapat  dilihat  dalam Li et al . (2011). Analisis perilaku struktur dilakukan dengan analisis linier dan nonlinier
Analisis linier perilaku struktur merupakan analisis yang  umum  dilakukan  dalam  memperoleh  gaya- gaya  dalam  elemen  struktur  akibat  beban-beban yang  bekerja  seperti  beban  mati,  hidup,  angin, gempa  dan  beban  lainnya  yang  diperhitungkan dalam perancangan struktur. Dalam proses analisis, kekakuan  struktur  ditentukan  oleh  modulus elastisitas  materialnya  dan  penampang  dalam kondisi  belum  retak  atau  dengan  faktor  reduksi retak yang terjadi.
Perilaku struktur hasil dari analisis linear ini dapat berupa simpangan lateral, simpangan antar tingkat ( drift ), periode alami struktur dan gaya geser dasar yang terjadi. SNI 1726:2019 Pasal 7.12.1 Tabel 20 mensyaratkan  bahwa  untuk  struktur  dengan kategori  risiko  II,  simpangan  antar  lantai  tingkat desain  (∆i)  tidak  boleh  melebihi  simpangan  antar tingkat  ijin  yaitu  0,02 h sx dengan h sx adalah  tinggi tingkat di bawah tingkat x . Simpangan antar lantai tingkat  desain  (∆i)  ini  harus  dihitung  sebagai perbedaan  defleksi  pada  pusat  massa  di  tingkat teratas dan  terbawah yang ditinjau. Defleksi pusat massa di tingkat ke-x ( 𝛿𝑥 ) harus ditentukan dengan Persamaan 2.
𝛿 𝑥 = 𝐶𝑑.𝛿𝑥𝑒 𝐼𝑒 (2)
Dengan C d adalah faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 12 SNI 1726:2019, δ xe adalah defleksi pada
lokasi yang disyaratkan berdasarkan dengan analisis elastis  dan I e adalah  faktor  keutamaan  gempa. Berdasarkan  simpang  antar  tingkat  hasil  analisis dapat dihitung mekanisme Soft Story yang mungkin terjadi  pada  suatu  struktur.  Keruntuhan Soft  story dapat terjadi apabila drift ratio lantai tertentu kurang dari  130% drift  ratio lantai  diatasnya.  Keruntuhan ini sangat mungkin terjadi di setiap lantai dan harus dihindari  dalam  merancang  suatu  struktur  gedung. Mekanisme Soft story dapat terjadi apabila:
𝐷𝑟 𝑖 1,3𝐷𝑟 𝑖+1
(3)
dengan Dr i adalah drift  ratio tingkat  ke-i  dihitung dari Persamaan 4.
𝐷𝑟 𝑖 = ∆𝑖 ℎ𝑖 (4)
Pada Persamaan 4, ∆ 𝑖 adalah simpangan antar lantai tingkat ke-i dan ℎ 𝑖 adalah tinggi tingkat ke-i.
Pada  analisis  perilaku  struktur  nonlinier  ditujukan untuk  memprediksi  perilaku  yang  diharapkan  dari struktur akibat beban gempa yang akan datang. Hal ini  menjadi  penting  dengan  berkembangnya performance-based  engineering  (PBE) sebagai sebuah  cara  dalam  mengevaluasi  dan  mendesain struktur  (FEMA  440).  PBE  mengkategorikan kinerja  berdasarkan  kerusakan  yang  diharapkan pada struktur, non-struktur dan isinya. Dalam hal ini kerusakan  yang  terjadi  menunjukan  perilaku inelastic .
Salah  satu  analisis  yang  sering  digunakan  adalah analisis nonliear static pushover . Prosedur analisis nonliear  static  pushover ini  dilakukan  dengan membebani  struktur  secara  bertahap  dengan  pola gaya lateral tertentu sampai target perpindahan yang ditentukan  tercapai  atau  salah  satu  lokasi  dari elemen  struktur  mengalami  kegagalan.  Hasil analisis  ini  dapat  memberikan  informasi  kinerja seismik struktur seperti perilaku struktur mengalami  leleh,  daktilitas  elemen  struktur,  dan terjadinya sendi plastis pada struktur.
Performance  point dari  sebuah  struktur  dapat diperoleh  dari  titik  pertemuan  antara  kurva spektrum  kapasitas  dengan  kurva  spektrum  yang dibutuhkan.  Menurut  FEMA  440,  level  kinerja struktur  diklasifikasikan  kedalam  lima  level  yaitu operational  (OP),  immediate  occupancy  (IO), damage control (DC), life safety (LS) dan collapse prevention  (CP) seperti  terlihat  pada  Gambar  2. Gaya  lateral  dikerjakan  mulai  dari  titik  A  sampai titik  E.  Sebelum  titik  B,  struktur  menunjukan perilaku linier dan setelah titik B, sendi plastis akan mulai terjadi pada bagian-bagian struktur.
Penelitian  mengenai  perilaku  struktur  RCS secara  utuh  dengan  mengintegrasikan  hasil-hasil
pengujian dalam sebuah  sistem struktur yang utuh masih  belum  banyak  dilakukan.  Morshed  (2015) melakukan analisis perbandingan perilaku struktur RCS  dengan  struktur  RC  tiga  tingkat  untuk mewakili  struktur  gedung  tingkat  rendah  dan sedang  dalam  bentuk  portal  2-Dimensi  dan menunjukan bahwa kedua sistem struktur memiliki gaya geser  dasar  yang hampir  sama,  serta  struktur RCS  berperilaku  linear  sampai  gaya  geser maksimum dan mengalami mekanisme keruntuhan soft  story .  Bano    Rahamath  (2017)  juga melakukan analisis perbandingan perilaku struktur RCS  dengan  struktur  RC  baik  struktur  beraturan maupun tidak beraturan. Bano  Rahamath (2017) menunjukan  bahwa  struktur  RCS  lebih flexible daripada struktur RC, dengan level kinerja struktur RCS  adalah  pada  rentang  B  (leleh)  dan  IO, sedangkan struktur RC memiliki level kinerja pada rentang IO ke LS. Dalam Morshed (2015) dan Bano Rahamath  (2017)  tidak  dijelaskan  bagaimana pemodelan perilaku pertemuan balok-kolomnya.

## Gambar 2. Kurva indikator risiko (FEMA 440)
Perilaku  pertemuan  balok-kolom  pada  struktur rangka dapat berperilaku rigid, semi rigid, dan sendi tergantung dari deformasi yang terjadi pada daerah pertemuan  tersebut  (AISC  360-16). Software- software untuk  menganalisis  dan  mendesain struktur  telah  menyediakan  fasilitas rigidity  zone factor untuk  mengakomodasi  perilaku  pertemuan balok-kolom.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk mengevaluasi  perilaku  dan  kinerja  struktur  rangka RCS  dengan  memvariasikan rigidity  zone  factor dari struktur tersebut sehingga  pada saat perancangan  struktur  RCS  dapat  ditentukan  faktor kekauan pertemuan balok-kolom RCS yang sesuai .

## Metode

## Geometri model struktur
Struktur  yang  ditinjau  dalam  penelitian  ini merupakan struktur gedung rangka komposit kolom beton-balok baja (RCS). Struktur gedung memiliki denah beraturan dengan lima bentang pada arah X dengan  panjang  6000  mm  dan  tiga  bentang  pada arah  Y  dengan  panjang  4000  mm.  Gedung  yang terdiri  atas  lima  lantai  difungsikan  sebagai perkantoran dan dianggap berada pada kelas situs D
Deformasi G aya A B IO LS CP C D E
(tanah sedang) di wilayah dengan Kategori Desain Seismik  (KDS)  D  sesuai  SNI  1726:2019.  Denah tipikial, portal arah X dan arah Y ditampilkan pada Gambar 3.

## (a)  Denal tipikal model struktur
(b)  Portal 1-1 Arah X

## (c)  Protal A-A arah Y

## Gambar 3. Geometri struktur yang ditinjau dalam analisis
Sebanyak lima buah model struktur dimodelkan dan dianalisis untuk mengetahui pengaruh rigidity zone factor pada  pertemuan  balok-kolom  terhadap perilaku  dan  kinerja  rangka  komposit  RCS  yaitu Model  MS  (sendi),  Model  Semi  Rigid  (MSR025,
MSR05,  MSR075)  dan  Model  Rigid  (MR)  yang masing-masing  untuk  mewakili  nilai rigidity  zone factor berturut-turut 0; 0,25; 0,5; 0,75; dan 1. Untuk memudahkan  dalam  perbandingan  perilaku  dan kinerja  struktur-struktur  yang  ditinjau,  semua dimensi  struktur  dibuat  sama  dan  memenuhi sebagai  sistem  rangka  pemikul  momen  khusus (SRPMK).

## Properti material
Material kolom beton bertulang dengan spesifikasi kuat  tekan  f’ c 30  MPa,  kuat  tarik  tulangan longitudinal  400  MPa,  dan  kuat  tarik  tulangan transversal  320  MPa.  Sedangkan  material  balok baja mutu BJ41 dengan kuat tarik 250 MPa dan kuat leleh  410  MPa.  Pelat  lantai  menggunakan BONDEK BMT 0,6 mm.

## Pembebanan
Struktur  dirancang  untuk  memikul  beban  mati akibat berat struktur sendiri, beban mati tambahan, beban  hidup  sesuai  SNI  1727:2013  dan  beban gempa  sesuai  SNI  1726:2019.  Beban  mati tambahan pada lantai sebesar 1,45kN/m 2 dan pada atap  sebesar  1,26  kN/m 2 .  Beban  hidup  dianggap merata  sebesar  2,4  kN/m 2 untuk  ruang  kantor  dan beban gempa dihitung menggunakan metode respon spektrum  dengan  parameter  koefisien  modifikasi respon (R) = 8, faktor kuat lebih sistem (Ω 0 )  =  3, dan faktor pembesaran defleksi (C d ) = 5,5. Adapun kombinasi beban yang digunakan untuk mendisain elemen-elemen  struktur  sesuai  dengan  SNI 1726:2019.  Sedangkan  ketentuan-ketentuan  untuk mendesain kolom struktur beton bertulang mengikuti SNI 2847:2019 dan balok baja mengikuti SNI 1729:2015.

## Pemodelan dan analisis struktur
Semua  struktur  dimodelkan  secara  3-Dimensi dalam  software  ETABS  2016.  Kolom  beton  dan balok  baja  dimodelkan  sebagai  elemen  garis  dan pelat  dek  komposit  dimodelkan  dengan element deck dengan distribusi beban pelat satu arah. Balok Anak  ( secondary  beams )  baja  dimodelkan  dengan sambungan sendi terhadap  balok induk baja ( main beams ).  Semua  model  struktur  dianggap  terjepit sempurna  pada  lantai  dasar  seperti  terlihat  pada Gambar  3(a)  dan  3(b).  Pertemuan  balok-kolom dimodelkan dengan menggunakan offset ujung (end offsets) untuk  memperhitungkan rigid  zone dari  elemen-elemen  struktur  tersebut  seperti diilustrasikan pada Gambar 4.
Analisis linear struktur dilakukan untuk memperoleh  gaya-gaya  dalam  yang  dipergunakan dalam  mendesain  struktur.  Sedangkan  untuk mengetahui  kinerja  struktur  dilakukan  analisis
nonlinear static pushover pada arah X dan arah Y. Beban  analisis static  pushover berupa  beban gravitasi ( push grav ) dan beban lateral ( push X dan push  Y ).  Perilaku  nonlinear  dari  elemen-elemen struktur  ditentukan  berdasarkan  perilaku  sendi plastis  ( plastic  hinges )  pada  ujung-ujung  balok induk  baja  dan  kolom  beton  bertulang.  Perilaku sendi plastis ini mengikuti default software dengan sendi  plastis  M3  dan  V2  pada  ujung-ujung  balok dan  sendi  plastis  P-M2-M3  pada  ujung-ujung kolom.
Gambar 4. Offset ujung (End offsets) pada elemen struktur rangka (CSI, 2016)

## Hasil dan Pembahasan

## Dimensi struktur dan stress ratio
Dimensi elemen struktur untuk kelima model yang ditinjau,  diperoleh  melalui  proses  iterasi  untuk memperoleh  rasio  tulangan  kolom  memenuhi persyaratan  1% ≤ 𝜌 ≤ 6%  dan stress  ratio balok baja  dibawah  1,0.  Dimensi-dimensi  balok  dan kolom  adalah  1)  kolom  beton  bertulang,  500x500 mm,  2)  balok  anak  baja,  IWF  200x100,  3)  balok induk baja arah X ,  IWF  300x100  dan  4)  balok induk baja arah Y, IWF 250x100.
Perbandingan nilai rasio tulangan  pada  kolom dan stress  ratio pada  balok untuk  semua  model ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Tulangan  pada  kolom beton  untuk  semua  model  merupakan  tulangan minimum  1%.  Hal  ini  terjadi  karena  diperlukan dimensi  kolom  yang  lebih  besar  untuk  memenuhi persyaratan soft  story .  Balok  anak  pada  semua model  juga  memiliki  rasio  tegangan  yang  sama karena  balok  anak  tidak  dipengaruhi  oleh  beban gempa dan variasi rigidity zone factor yang hanya dikerjakan pada pertemuan balok-kolom. Pengaruh rigidity zone factor baru terlihat pada rasio tegangan dari balok induk struktur baik dalam arah-X (BI-x) maupun arah-Y (BI-y) dimana nilai rasio tegangan meningkat  dengan  meningkatnya  kekakuan  dari pertemuan balok-kolom.

## Tabel 1. Rasio tulangan dan stress ratio
Model Elemen struktur Kolom (%) BA BI-x BI-y MS 1 0,962 0,888 0,720 MSR025 1 0,962 0,915 0,759 MSR05 1 0,962 0,941 0,797 MSR075 1 0,962 0,969 0,843 MR 1 0,962 0,996 0,889

## Periode getar alami dan gaya geser dasar
Dalam  perhitungan  beban  gempa  desain,  periode getar alami struktur dibatasi dalam rentang Ta   T Tu  sesuai  dengan  SNI  1726  :  2019  pasal  7.8.2. Batasan waktu getar tersebut dengan memperhitungkan parameter-parameter desain diperoleh sebagai berikut:
C u = 1,4, untuk S D1 = 0,4032
C t = 0,0724 dan x = 0,8; untuk rangka baja pemikul momen.
Ketinggian struktur, h n = 17,5 m
T a = C t .h n x = 0,7148 detik
T maks = C u .T a = 1,0007 detik
Periode  fundamental  struktur  ( T )  yang  dipakai untuk  menghitung  gaya  geser  dasar  desain  tidak boleh  melebihi  periode  maksimum  ( T maks )  yaitu 1,0007  detik,  namun  hasil  analisis  linear  program ETABS  2016  periode  getar  struktur  merupakan periode  mode  translasi  pada  analisis  modal  dalam arah X dan arah Y yang dirangkum dalam Tabel 2 untuk seluruh model adalah lebih besar dari batasan T maks ,  oleh  karena  itu  gaya  geser  dasar  yang diperhitungkan  dalam  mendesain  elemen  struktur dilakukan koreksi dengan menggunakan T maks .
Gaya  geser  dasar  ( V )  berdasarkan  SNI  1726:2019 pasal 7.8.1 dihitung menurut prosedur gaya lateral ekivalen dengan menggunakan T maks adalah sebagai berikut.
𝐶 𝑠 = 𝑆𝐷1 𝑇( 𝑅 𝐼𝑒 ) = 0,4032 (1,0007)( 8 1 ) = 0,0503

## W = 16.785,259 kN
V = C s .W = 844,298 kN
Gaya  geser  dasar  hasil  analisis  respon  spektrum kemudian  ditingkatkan  dengan  faktor  skala  1,498 untuk  arah  X  dan  1,921  untuk  arah  Y  untuk memenuhi  persyaratan  bahwa  gaya  geser  dasar dengan  metode  respon  spektrum  ( Vt )  lebih  besar dari 85% gaya geser dasar hitung ( V ). Tabel 2 juga menampilkan gaya geser dasar hasil analisis respon spektrum (V t ) dari software ETABS 2016.
Tabel 2. Periode getar dan gaya geser dasar Model Periode getar (detik) Gaya geser dasar (kN) Arah X  Arah Y  Arah X  Arah Y MS 1,544 1,717 722,721  719,600 MSR025 1,506 1,660 737,789  737,192 MSR05 1,469 1,603 750,129  751,647 MSR075 1,432 1,546 768,734  779,259 MR 1,395 1,489 785,259  804,189
Tabel  2 menunjukan bahwa dengan meningkatnya nilai rigidity  zone  factor ,  struktur  bergetar  lebih cepat mengakibatkan waktu getar semakin menurun dan  semakin  meningkatnya  gaya  geser  dasarnya. Hal  ini  terjadi  karena  pertemuan  balok-kolom semakin  kaku  sehingga  kekakuan  keseluruhan struktur meningkat pula.

## Simpangan antar lantai dan softstory
Simpangan  antar  lantai (Δi) merupakan  perbedaan defleksi  pada  pusat  massa  di  tingkat  teratas  dan terbawah  dari  tingkat  yang  ditinjau.  Simpangan antar lantai ini dihitung berdasarkan defleksi pusat massa di tingkat ke-x ( 𝛿 𝑥 ) sesuai dengan Persamaan 2 dan tidak boleh melebihi simpangan  antar lantai ijin menurut SNI 1726:2019 Tabel 20. Untuk semua model struktur yang ditinjau, diperoleh simpangan antar lantai ijin (Δ ijin ) adalah 70 mm. Hasil analisis linear diperoleh simpangan antar lantai ditampilkan pada Gambar 5 dan 6 untuk masing-masing arah X dan  Y.  Pada  semua  tingkat  dari  kelima  model struktur  yang  ditinjau,  simpangan  antar  lantainya lebih kecil dari simpangan ijin. Gambar 5 dan 6 juga menunjukkan bahwa nilai simpangan antar tingkat semakin  kecil  dari  model  MS,  MSR025,  MSR05, MSR075 dan MR. Hal ini dikarena  semakin besar nilai rigidity  zone  factor maka  struktur  semakin kaku sehingga rotasi ujung dari balok-balok struktur mengecil.
Mekanisme  keruntuhan softstory sangat  dihindari dalam mendisain struktur tahan gempa. Pengecekan mekanisme keruntuhan ini dapat dilakukan dengan menggunakan  rasio  antara drift  ratio tingkat  yang ditinjau  ( Dr i )  dengan drift  ratio di  atas  lantai tersebut  ( Dr i+1 ).  Softstory  terjadi  apabila  nilai perbandingan  ini  lebih  dari  1,3.  Menurut  SNI 1726:2019 Pasal 7.3.2.2 mekanisme softstory untuk dua  tingkat  teratas  tidak  perlu  dievaluasi.  Tabel  3 menunjukkan  hasil  evaluasi  mekanisme softstory untuk  semua  model  struktur  yang  ditinjau  dan diperoleh  untuk  tingkat  1  sampai  dengan  3,  nilai perbandingannya  kurang  dari  1,3  sehingga mekanisme softstory tidak terjadi pada semua lantai tersebut.  Pada  Tabel  3  juga  memperlihatkan  data untuk 2 lantai teratas dimana pada lantai 4 nilainya lebih  dari  1,3  dan  lantai  5  nilainya  kosong  karena tidak  ada  lantai  diatasnya.  Sesuai  dengan  SNI
1726:2019,  data  dari  kedua  lantai  ini  tidak  perlu diperhitungkan.  Hasil  perhitungan  menunjukkan peningkatan  nilai rigidity  zone  factor tidak mempengaruhi mekanisme softstory secara significant .
Gambar 5. Simpangan antar tingkat arah X
Gambar 6. Simpangan antar tingkat arah Y
Tabel 3. Mekanisme softstory
Dr i /Dr i+1
Tkt  MS  MSR025  MSR05  MSR075  MR Arah X 5 – – – – – 4 1,45 1,46 1,47 1,48 1,50 3 1,25 1,26 1,27 1,28 1,29 2 1,00 1,01 1,01 1,02 1,02 1 0,52 0,53 0,54 0,55 0,55 Arah Y 5 – – – – – 4 1,36 1,38 1,39 1,41 1,43 3 1,06 1,21 1,22 1,24 1,25 2 0,97 0,97 0,98 0,99 1,00 1 0,50 0,51 0,52 0,53 0,54

## Hasil analisis statis nonlinier pushover
Analisis nonlinear  static  pushover dilakukan  pada Arah-X dan Arah-Y dari semua model struktur yang ditinjau. Hasil analisis berupa hubungan gaya geser dasar  dengan  simpangan  atap  ( V-  )  di  titik  yang ditinjau  seperti  yang  ditampilkan  pada  Gambar  5
0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 No . T in g k at Simpangan antar tingkat (di) MS MSR025 MSR05 MSR075 MR Dijin 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 No . T in g k at Simpangan antar tingkat (di) MS MSR025 MSR05 MSR075 MR Dijin
untuk  arah  X  dan  Gambar  6  untuk  arah  Y.
Berdasarkan kurva V-  yang diperoleh, kencendrungan  perilaku  dari  model  struktur  RCS yang  ditinjau  sesuai  dengan rigidity  factor dari masing-masing  model.  Model  MR  dengan  rigidity factor  1  memiliki  kurva  yang  paling  tegak  baik dalam  arah  X  maupun  arah  Y,  diikuti  secara berturut-turut  oleh  Model  MSR075,  MSR05, MSR025, dan MS.

## Gambar 7. Kurva pushover arah X
Perbedaan  perilaku  dari  semua  model  ini  semakin jelas  terlihat  setelah  beberapa  elemen  struktur mengalami kondisi inelastic . Pada analisis pushover arah  Y,  semua  model  menunjukkan  kurva  yang hampir bertemu pada satu titik pada saat diambang keruntuhan seperti terlihat pada Gambar 8.

## Gambar 8. Kurva pushover arah Y
Besarnya  gaya  geser  dasar  dan  simpangan  yang terjadi pada semua model struktur dirangkum pada Tabel 4 baik pada saat leleh pertama terjadi (V y dan  y ) maupun pada saat diambang keruntuhan (V u dan  u ).  Seperti  halnya  terlihat  pada  kurva  pushover, Tabel 4 juga menunjukkan bahwa gaya geser dasar meningkat  sedangkan  simpangan  lateral  menurun dengan semakin besar nilai rigidity factor . Bila gaya geser yang menyebabkan struktur mengalami leleh pertama  ( V y )  dengan  gaya  geser  dasar  desain  ( V ) dari Tabel 2, maka dapat dilihat V y berkisar antara (2,53-2,58) V dalam arah X dan dalam arah Y, nilai V y berkisar antara (2,16-2,21) V .
Tabel 4. Hasil analisis pushover
Model V y (kN) δ y (mm) V u (kN) δ u (mm) Arah X MS 1.831,04  91,38  3.200,01  319,59 MSR025  1.876,12  89,03  3.223,58  316,56 MSR05 1.923,74  86,66  3.239,39  313,36 MSR075  1.974,19  84,27  3.248,77  311,59 MR 2.027,80  81,87  3.256,94  308,71 Arah Y MS 1.553,03  98,61  2.475,72  356,27 MSR025  1.603,04  94,72  2.513,67  351,50 MSR05 1.656,69  90,84  2.539,50  347,04 MSR075  1.714,49  86,95  2.556,56  340,91 MR 1.777,03  83,05  2.560,88  335,80

## Target perpindahan dan level kinerja struktur
Target perpindahan dihitung mengikuti FEMA 440 yang tersedia pada default software ETABS 2016. Setelah performance point (titik kinerja) diperoleh maka  besarnya  target  perpindahan  ( δ t ),  dan  gaya geser  dasar  pada  saat  titik  kinerja  ( V t )  dapat diperoleh  seperti  ditampilkan  pada  Tabel  5. Parameter S a dan S d pada Tabel 5 adalah parameter spektral percepatan ( S a ), spektral perpindahan ( S d ) dari kurva ADRS. Level kinerja struktur kemudian ditentukan berdasarkan kategori sendi plastis yang terbentuk  pada  saat  dicapainya performance  point tersebut  seperti  kurva  kriteria  risiko  pada Gambar 2.
Tabel 5. Parameter titik kinerja struktur
Model Sa (g) Sd (mm) δt (mm) Vt (kN) Sumbu X MS 0,215 211,23 280,02 3.144,69 MSR025  0,218 206,03 272,65 3.190,32 MSR05 0,220 200,00 264,13 3.228,36 MSR075  0,223 194,52 256,34 3.271,03 MR 0,226 189,25 248,71 3.309,94 Sumbu Y MS 0,171 211,27 286,32 2464,91 MSR025  0,174 204,52 276,06 2509,87 MSR05 0,177 196,85 264,62 2554,61 MSR075  0,180 189,31 253,40 2597,45 MR 0,182 182,59 243,32 2637,11
Rangkuman  dari  level  kinerja  struktur  dari  semua model  yang  ditinjau  dapat  dilihat  pada  Tabel  6 dimana model struktur MSR05, MSR075 dan MR memiliki  level  kinerja  LS  ( life  safety )  sedangkan model  struktur  MS  dan  MSR025  mencapai  CP ( collapse  prevention )  walaupun  dalam  arah  Y struktur  ini  mencapai  level  LS.  Hal  ini menunjukkan bahwa level kinerja LS pada struktur rangka RCS dapat dicapai dengan nilai rigidity zone factor antara  0.5-1.0.  Tabel  6  juga  menampilkan
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 50 100 150 200 250 300 350 400 G ay a g ese r d asa r (k N) Simpangan atap (mm) MS MSR025
MSR05 MSR075 MR 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 50 100 150 200 250 300 350 400 G ay a g ese r d asa r (k N) Simpangan atap (mm) MS MSR025 MSR05 MSR075 MR
jumlah sendi plastis yang terbentuk dan prosentasenya  terhadap  jumlah  total  sendi  plastis yang didefinisikan pada setiap model yaitu 860 titik sendi plastis.
Tabel 6. Level kinerja struktur Model Jml sendi plastis Persentase (%) Level kinerja Sumbu X MS 135 15,68% CP MSR025 148 17,22% CP MSR05 152 17,70% LS MSR075 153 17,82% LS MR 166 19,29% LS Sumbu Y MS 140 16,26% LS MSR025 150 17,47% LS MSR05 155 18,08% LS MSR075 162 18,79% LS MR 167 19,45% LS

## Gambar 9. Kekakuan elastis struktur RCS
Jumlah  sendi  plastis  yang  terjadi  dapat  dijadikan indikator kemampuan suatu struktur untuk menyerap  dan  memencarkan  (disipasi)  energi gempa. Pada saat  tercapainya titik kinerja struktur, semua  model  hanya  mampu  membentuk  sendi plastis  kurang  dari  20%  dari  yang  terdefinisikan, namun demikian prosentasenya semakin meningkat dari  model  MS,  MSR025,  MSR05,  MSR075,  dan MR.  Hal  ini  menunjukkan  pemencaran  energi gempa  makin  baik  dengan  meningkatnya  nilai rigidity  zone  factor pada  pertemuan  balok-kolom struktur RCS.

## Kekakuan struktur
Kekakuan  struktur  yang  ditinjau  adalah  kekakuan elastis  struktur  atau  kekakuan  struktur  sebelum tercapainya  leleh.  Kekakuan  ini  dihitung  dengan perbandingan gaya geser dasar ( V y ) dan
perpindahan  struktur  ( 𝛿 y )  pada  kondisi  leleh. Kekakuan  elastis  struktur  pada  masing-masing model  struktur  RCS  ditampilkan  pada  Gambar  7. Nilai  kekakuan  terbesar  terjadi  pada  model  MR yaitu 24.769,77 kN/m dalam Arah X dan 21.397,40 kN/m  dalam  arah  Y.  Kekakuan  elastis  struktur meningkat sesuai dengan peningkatan nilai rigidity factor nya. Pada semua model struktur yang ditinjau menunjukan bahwa kekakuan elastis struktur dalam arah  X  lebih  besar  daripada  kekakuan  elastis struktur dalam arah Y. Hal ini mungkin disebabkan oleh  jumlah  bentang  dalam  arah  X  lebih  banyak daripada arah Y.

## Daktilitas struktur
Daktilitas struktur  dari semua model yang ditinjau dapat dilihat dari nilai faktor daktilitas perpindahan masing-masing  model  tersebut.  Nilai  faktor daktilitas ini diperoleh dari perbandingan simpangan struktur pada kondisi ultimit (  u ) dengan simpangan  struktur  saat  terjadinya  leleh  pertama (  y ).  Nilai  faktor  daktilitas  dari  semua  model struktur RCS yang ditinjau yang ditampilkan pada Tabel 7 menunjukkan bahwa nilai faktor daktilitas kurang  dari  5,0  untuk  struktur  rangka  daktail meskipun  pada  tahap  desain  semua  model diperhitungkan sebagai SRPMK.
Hal  ini  mungkin  terjadi  karena  kemampuan terbentuknya sendi plastis kurang baik seperti yang ditunjukan  pada  Tabel  6  dimana  hanya  paling banyak 19,45% dari total potensi sendi plastis yang ada. Data pada Tabel 7

## Tabel 7. Faktor daktilitas struktur
Model struktur 𝜹 u (mm) 𝜹 y (mm) Faktor daktilitas Sumbu X MS 319,585 91,384 3,497 MSR025 316,556 89,030 3,556 MSR05 313,364 86,660 3,616 MSR075 311,591 84,273 3,697 MR 308,713 81,866 3,771 Sumbu Y MS 356,274 98,607 3,613 MSR025 351,501 94,724 3,711 MSR05 347,043 90,838 3,820 MSR075 340,908 86,948 3,921 MR 335,802 83,049 4,043
kemudian  diplot  pada  Gambar  8  untuk  melihat kecendrungan  dari  faktor  daktilitas  model  struktur RCS yang ditinjau. Gambar 8 menunjukkan faktor daktilitas struktur arah X lebih kecil daripada arah Y.  Hal  ini  disebabkan  oleh  deformasi  ultimit  (  u ) arah Y jauh lebih besar daripada arah X meskipun deformasi  lelehnya  (  y )  arah  Y  juga  lebih  besar.
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 MS MSR025 MSR05 MSR075 MR Ke k ak u an stru k tu r (k N/m ) Arah X Arah Y
Dari  model  struktur  RCS  yang  ditinjau,  nilai daktilitas  meningkat  dengan  meningkatnya  nilai rigidity zone factor yang dimiliki.

## Gambar 10. Daktilitas aktual struktur RCS

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  pembahasan  yang telah dilakukan  terhadap lima model struktur  RCS yaitu Model MS, MSR025, MSR05, MSR075 dan MR  dengan  variasi  nilai rigidity  zone  factor yang berturutan yaitu 0; 0,25; 0,5; 0,75 dan 1, maka dapat diambil  beberapa  kesimpulan  yaitu  peningkatan nilai  faktor  kekakuan  pertemuan  rangka  RCS meningkatkan  kekakuan  struktur  RCS  sehingga periode  getar  alami  dan  simpangan  tingkat menurun,  sedangkan  gaya  geser  dasar  dan daktilitasnya meningkat.
Level  kinerja  struktur life  safety (LS)  terjadi  pada Model  rangka  RCS  dengan rigidity  zone  factor lebih  besar  atau  sama  dengan  0,5  yaitu  Model MSR05,  MSR075  dan  MR,  sedangkan  Model  MS dan  MSR025  menunjukan  level  kinerja collapse prevention (CP).  Kemampuan  disipasi  energi gempa dari semua model rangka RCS yang ditinjau termasuk  kategori  menengah  dengan  jumal  sendi plastis yang terjadi kurang dari 20% dari total sendi plastis  yang  didefinisikan  pada  setiap  model struktur.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada kolega di Program  Studi  Teknik  Sipil  Universitas  Udayana atas masukannya dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini.

## Daftar Pustaka
AISC.  (2016). Specification  for  Structural  Steel Buildings .  In  AISC  360-16.  Chicago:  American Institute  of  Steel  Construction.  https://www.aisc.
org/Specification-for-Structural-Steel-Buildings- ANSIAISC-360-16-1
ASCE  Task  Committee.  (1994).  Guidelines  for design of joints between steel beams and reinforced concrete  columns. J  Struct  Eng  ASCE , 120 (8), 2330-57. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733- 9445(1994)120:8(2330)
Badan  Standarisasi  Indonesia.  (2013). SNI 2847 tentang  persyaratan  beton  struktural  untuk bangunan  gedung .  Jakarta:  Badan  Standarisasi Indonesia. http://sispk.bsn.go.id/SNI/DetailSNI/ 9759
Badan  Standardisasi  Nasional.  (2013). SNI 1727:2013  tentang  beban  minimum  untuk perencanaan bangunan gedung  dan struktur lain .
Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.http://sispk. bsn.go.id/SNI/DetailSNI/9810
Badan  Standardisasi  Nasional.  (2019). SNI 1726:2019  tentang  tata  cara  perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan  non  gedung .  Jakarta:  Badan  Standardisasi Nasional. http://sispk.bsn.go.id/SNI/DetailSNI/ 12762
Bano,  S.    Rahamath,  A.  (2017).  Seismic performance  assessment  of  RCS  building  by response  spectrum  and  pushover  analysis. International  Journal  of  Advances  in  Scientific Research  and  Engineering , 3 (1),  348-356.  https:/ /www.academia.edu/26939805/Seismic_Performa nce_Assessment_of_RCS_Building_By_Pushover _Analysis
Cheng, C.T.  Chen C.C. (2005). Seismic behavior of  steel  beam  and  reinforced  concrete  column connections. J.  Constr.  Steel  Res. , 61 ,  587-606.
https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2004.09.003
Computer    Structures  Inc.  (CSI).  2016. CSI Analysis  Reference  Manual  for  ETABS®  2016 . United State of America.
Fazli,  H.  (2019).  Optimal  performance-based beismic design of composite building frames of RC Columns  and  Steel  Beams. International  Journal of  Optimization  in  Civil  Engineering , 9 (4),  611- 628. http://ijoce.iust.ac.ir/article - 1-412-en.html
FEMA.  (2005). Improvement  of  nonlinear  static seismic  analysis  procedures  (FEMA  440) . Washington:  Federal  Emergency  Management
Agency.
Griffis, L.G. (1992). Composite Frame Construction, Constructional  Steel  Design  -  An
3,50 3,56 3,62 3,70 3,77 3,61 3,71 3,82 3,92 4,04 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00 4,20 MS MSR025 MSR05 MSR075 MR Dak tili tas ak tu al str u k tu r Arah X Arah Y
International  Guide ,  Ed.  Dowling et  al .,  Elsevier Applied Science, NY, pp. 523-554.
Kanno  R.  (1993).  Strength,  deformation,  and seismic resistance of joints between steel beams and reinforced  concrete  columns. Ph.D.  dissertation Ithaca, NY: Cornell University. https://newcatalog. library.cornell.edu/catalog/2701326
Kathuria,  D.,  Yoshikawa,  H.,  Nishimoto,  S., Kawamoto, S.,  Deierlein, G.G. (2015). Design of composite  RCS  special  moment  frames. Stanford:
Department of Civil and
Enviromental
Engineering. https://purl.stanford.edu/mg641vv 9076
Liang X., Gustavo J.  Wight, J.K. (2004). Seismic Behavior  Of  RCS  Beam  -  Column  -  Slab Subassemblies  Designed  Following  a  Connection Deformation-Based Capacity Design Approach . In 13th World Conference on Earthquake Engineering. Vancouver,  B.C.,  Canada,  August  1-6.  https:// www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/13_300.pdf
Li,  W.,  Li  Q.N.,  Jiang  L.,    Jiang  W.S.  (2011). Seismic  performance  of  composite  reinforced concrete  and  steel  moment  frame  structures-state- of-the-art. Composite  Part  B , 42 (2),  190-206. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2010.10.008
Morshed,  A.E.  (2015).  Seismic  performance assessment of RCS building by pushover analysis. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering
(IOSR-JMCE) , 12 (1),  Jan-Feb.,  67-73.  http:// iosrjournals.org/iosr-jmce/papers/vol12-issue1/ Version-1/K012116773.pdf
Parra-Montesinos G.  Wight J.K. (2000). Seismic response  of  exterior  RC  column-to-steel  beam connections. ASCE Journal Structural Engineering 126 (10),  1113-21.  https://doi.org/10.1061/(ASCE) 0733-9445(2000)126:10(1113)
Parra-Montesinos  G.    Wight  J.K.  (2001). Modeling  shear  behavior  of  hybrid  RCS  beam– column  connections. ASCE  Journal  Structural Engineering , 127 (1), 3-11. https://doi.org/10.1061/
(ASCE)0733-9445(2001)127:1(3)
Parra-Montesinos  G.,    Wight  J.K.  (2003). Towards  deformation-based  capacity  design  of RCS  beam–column  connections. Engineering Structure , 25 (5),  681-90.  https://doi.org/10.1016/ S0141-0296(02)00177-3
Seikh, T. M., Yura, Joseph A.,  Jirsa, J.O. (1987). Moment  connection  between  steel  beams  and concrete columns. Austin: University of Texas.
Yuliati,  N.C.E.,  Murni,  D.S.,  dan  Wisnumurti,  A. W.  (2018).  Comparative  study  of  behaviour  of reinforced  concrete  beam-column  joints  with reference  to  monolithic  and  non-monolithic connection. MATEC  Web  of  Conferences , 195 . https://doi.org/10.1051/matecconf/201819502021