Evaluasi Kinerja Dan Kapasitas Struktur Castellated Beam Hotel Nukila Ternate & Analisis Pushover Mengacu SNI: 1729-2020
Heri Istiono 1* , Dwi Cahyani Putri 2
1,2 Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya
Email: 1 heri_istiono@itats.ac.id

## Abstract
Indonesia is a country that has the potential to earthquakes, for the construction of this hotel a strong and economical  structural  design  is  needed.  Steel  material  is  one  of  the  construction  materials  that  has advantages compared to other construction materials, castellated beam steel structure is the choice to build the Nukila Hotel. At 2019, an earthquake with a magnitude of 7.1 rocked Ternate. During the construction process of this hotel, torsion occurred during erection. Therefore, it is necessary to evaluate the structural planning in the form of evaluating the performance and capacity of the structure using non-linear statistical methods. The results of the analysis indicate that the structural behavior control obtained a mass partition value of 93.80% on the X axis and 92.80% on the Y axis, on the 14th mode. On the X axis it can withstand the basic shear force of 73.15% and 72 ,59%, for the Y axis. All castellated beam structures are included in the compact section so that the design strength of the beam is able to withstand the ultimate shear strength of 114240 N. The composite column is also included in the compact section and the design strength of the column is 9832.84 kN, which means that it is able to withstand the axial compressive strength of 9809.28 kN.  The  evaluation  results  also  show  that  the  performance  of  the  building  structure  is  included  in  the category of Immediate Occupancy for the X axis and Life Safety for the Y axis.
Keywords: Castellated beam, composite steel column, Pushover, structure performance

## Abstrak
Indonesia merupakan negara yang berpotensi mengalami gempa, untuk pembangunan hotel ini diperlukan perencanaan  struktur  yang  kuat  dan  ekonomis.  Material  baja  adalah  salah  satu  bahan  konstruksi  yang memiliki  keunggulan  dibandingkan  dengan  material  konstruksi  lainnya,  struktur  baja castellated  beam menjadi pilihan untuk membangun Hotel Nukila. Pada tahun 2019 telah terjadi Gempa bumi bermagnitudo 7,1 mengguncang Kota Ternate. Pada saat proses pembangunan hotel ini, telah terjadi torsi ketika dilakukan erection . Maka dari itu, perlu dilakukan evaluasi pada perencanaan struktur yaitu berupa evaluasi kinerja dan kapasitas struktur dengan menggunakan metode statistik non-linier . Hasil dari analisis tersebut menunjukkan bahwa kontrol perilaku struktur didapatkan nilai partisi massa 93,80% pada sumbu X dan 92,80% yaitu pada sumbu Y, pada modal ke 14. Pada sumbu X dapat menahan gaya geser dasar sebesar 73,15% dan 72,59%, untuk sumbu Y. Untuk semua struktur castellated beam termasuk kedalam penampang kompak sehingga kekuatan rencana pada balok mampu menahan kekuatan geser ultimate sebesar 114240 Kolom komposite juga termasuk kedalam penampang kompak dan kekuatan rencana kolom didaptkan 9832,84 kN yang artinya mampu menahan kuat tekan aksial sebesar 9809,28 kN. Hasil evaluasi juga menunjukkan bahwa kinerja dari struktur bangunan tersebut termasuk kedalam kategori Immediate Occupancy untuk sumbu X dan Life Safety untuk sumbu Y.
Kata kunci : Castellated beam , kinerja struktur, kolom baja komposit, Pushover .

## 1. Pendahuluan
Meningkatnya perkembangan pada tempat wisata di Indonesia, harusnya diimbangi juga dengan berkembangnya sarana prasarana khususnya dalam jasa property, yaitu tempat penginapan seperti hotel, vila. Untuk menunjang pembangunan Hotel ini diperlukan perencanaan struktur yang merupakan unsur penting dalam pembangunan yang tentunya mengikuti peraturan yang berlaku saat ini [7][12]. Tetapi, mengingat di Indonesia merupakan negara yang sangat berpotensi mengalami gempa, karena berada di
wilayah  jalur  gempa  pasifik  dan  jalur  gempa  asia  Untuk  membangun  struktur  yang  kuat  menahan gempa, pembangunan Hotel Nukila Ternate dirancang dengan menggunakan struktur baja [1][11].
Hotel  Nukila  Ternate  dirancang  dengan  menggunakan  struktur  baja castellated dan  kolom komposit yang memiliki keuntungan mempunyai kekuatan yang sangat tinggi sehingga bisa mengurangi ukuran  dimensi  struktur,  keawetan  yang  tinggi  juga  dalam  penyambungan  antar  elemen  yang  dapat menggunakan alat sambung las ataupun baut. Karena pada saat proses erection, salah satu balok telah terjadi torsi. Penyebab dari torsi ini adalah bentang balok yang terlalu panjang dengan dimensi yang terlalu pipih, maka dari itu perlu dilakukan evaluasi pada struktur hotel ini.
Pada  penilitan  ini,  akan  dilakukan  evaluasi  pada  kapasitas  dan  kinerja  struktur  yang  dikenal sebagai Performance Based Design dengan metode Direct Displacement Based Design yang bertujuan untuk mencapai target perpindahan serta kinerja batas yang telah direncanakan, dan pola keruntuhan Untuk mengetahui perilaku keruntuhan pada bangunan maka digunakan  analisis statik nonlinier atau analisis Pushover [2][9][10].

## 2. Dasar Teori
2.1 Kontrol Perilaku Struktur
1. Waktu getar alami dan partisipasi massa
Pasal 7.9.1 SNI 1726-2019 menyatakan bahwa partisipasi massa dari struktur bangunan adalah 100%  dari massa  strukturnya,  namun  ada toleransi  untuk  analisis  sebesar  90%  dari massa  actual. Pasal 7.8.2.1 SNI 1726 2019 menyatakan bahwa periode struktur harus memenuhi persamaan sebagai berikut [5] :
𝑇𝑎 𝑚𝑖𝑛 = 𝐶𝑡. 𝐻𝑛 𝑥 < 𝑇 𝑎𝑐𝑡 < 𝑇𝑎 𝑚𝑎𝑥 = 𝑇𝑎 𝑚𝑖𝑛 . 𝐶𝑢
(1)
Dimana  Ct  dan  Cu  didapatkan  dari  tabel  17  dan  18  SNI  1726-2019  dan  tinggi  bangunan  di simbolkan dengan Hn x .

## 2. Drift antar lantai
Simpangan  antar  lantai  struktur  bangunan  mengacu  pada  pasal  7.8.6  SNI  1726-2019,  dimana simpangan  antar  tingkat  desain  harus  dikalkulasi  sebagai  perbedaan  simpangan  antar  tingkat. Simpangan tingkat yang ditinjau adalah sebagai berikut [3]:
𝛿𝑥 = 𝐶𝑑. 𝛿 𝑥𝑒 /𝑙𝑒
(2)
Cd adalah faktor perbesaran simpangan lateral; δ xe adalah simpangan di tingkat-x dan le adalah faktor keutamaan gempa.

## 2.2 Pushover Analysis
Pushover  analisis merupakan  metode  analisis  non-linier  yang  bisa  diaplikasikan  pada  struktur bangunan  seperti  gadung  bertingkat  dan  jembatan.  Pada  prosesnya  analisis  ini  memberikan  beban static  pada  pusat  massa  masing-masing  lantai  atau  pada  titik  yang  ditinjau,  dimana  nilainya  akan ditingkatkan secara berkala sampai melewati batas beban sehingga akan menyebabkan terjadinya sendi plastis  pertama  didalam  struktur  tersebut.  Selanjutnya  dengan  penambahan  beban  akan  mengalami perubahan bentuk pasca elastic yang besar sampai batas mencapai target [3],[4]. Adapun output dari pushover analysis ini adalah dapat memperkirakan deformaso dan gaya maksimum yang terjadi serta menunjukan bagian mana saja yang diambang kritis, kritris maupun hancur [10][11].

## 2.3 Target Displacement
Target displacement merupakan displacement maksimul yang terjadi dan dari hasil tersebut bisa digunakan  untuk  menentukan  level  kinerja  bangunan. Target  displacement didapatkan  dari  grafik kapasitas  struktur  [13].  Untuk  memperoleh target displacement maka  perlu  dihitung  titik  kinerja struktur sesuai dengan pasal 3.3.3.2.4 FEMA 356. Untuk memperolehnya dengan cara memodifikasi factor koefisien berdasarkan FEMA 356 [8]:
𝛿𝑇 = 𝐶0. 𝐶1. 𝐶2. 𝐶3. 𝑆𝑎( 𝑇𝑒 2 4𝜋 2 ) (3)
dimana
Te adalah Waktu getar efektif

## δT adalah Target displacement
C0 adalah faktor modifikasi untuk spectral displacement menjadi roof displacement berdasarkan tabel 3-2 dari FEMA 356
C1  adalah  faktor  modifikasi  untuk  menghubungkan  perpindahan  inelastic  maksimum  dengan perpindahan yang dihitung dari respon elastik linier. Nilai C1 C1 = 1,0 untuk Te > Ts dan
C1 = [1,2+R(R-1) Ts /Ts]/R untuk Te < Ts
C2 adalah faktor modifikasi untuk mewakili efek dari bentuk hirterestis pada perpindahan maksimum, diambil berdasarkan tabel 3.3 dari FEMA 356
C3 adalah koefisien untuk mempertimbangkan pembesaran lateral akibat P-Delta Effect jika gedung berada pada  kondisi pasca leleh dengan kondisi kekakuann positif maka
C3 = 1, sedangkan jika kondisi kekakuannya negatif maka C3 dihitung sebagai berikut : g adalah Percepatan grvitasi9,81 m/detik 2

## 2.4 Level Kinerja
Level kinerja struktur merupakan kondisi actual struktur setelah terjadi gempa, apakah bangunan tersebut  rusak  ringan,  rusak  sedang  atau  rusak  berat.  Kinerja  struktur  ini  bertujuan  untuk mempertimbangkan perbaikan bangunan pasca terjadi gempa [13].

## 3. Metode
Pada evaluasi Gedung ini, akan dilakukan analisis dengan bantuan software ETABS V.18 dan menggunakan analisis Pushover 2D. Berikut adalah bagan alirnya yang dapat dilihat pada Gambar 1.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Pembebanan
a Beban Sendiri (DL) dan Beban Mati Tambahan (SIDL) Tabel 1. Berat Sendiri Material Berat Keramik + Spesi 1,1 kN/m³ Penggantung Plafond 0,15 kN/m 2 Sanitasi + Plumbing 0,3 kN/m 2 Pasangan dinding ½ Bata 2,5 kN/m 2 b Beban Hidup
Pada  peneilitan  kali  ini  fungsi  bangunan  kali  ini  merupakan  hotel  maka  beban  hidup  yang digunakan sebesar (4.79) Kn/m2.
Tabel 2. Beban Hidup Nama Ruangan Merata (kN/m²) Lobby 4,79 Ruang Kantor/Ruang Meeting 4,79 Kamar Tidur 1,92 Atap Taman 4,79 Balkon/Dek 4,79 c Beban Gempa
Peninjauan  beban  gempa  pada  perencanaan  struktur  bangunan  ini  ditinjau secara analisa dinamis  3  dimensi.  Fungsi response spectrum ditetapkan sesuai peta wilayah  gempa  untuk daerah  Ternate-Maluku Utara. Dari analisis respon spectrum didapatkan parameter yang akan dibutuhkan, yakni:
1. Kelas Situs Tanah  (SD) = Tanah Lunak (SE) 2. Kategori Resiko = II 3. Faktor Keutamaan Gempa (Ie) = 1 4. Percepatan Gempa Periode Pendek 0,2 detik ( S S ) = 1,1309 g
5. Percepatan Gempa Periode 1 detik ( S 1 ) = 0,4926 g
6. Faktor Amplifikasi Getaran Periode Pendek 0,2 detik ( F a ) = 0,9 g 7. Faktor Amplifikasi Getaran Periode Pendek 1 detik  ( F v ) = 2,4 g 8. Percepatan Respon Spectral Periode Pendel 0,2 detik ( S MS )  = 1,01781 g 9. Percepatan Respon Spectral Periode Pendel 1 detik  ( S M1 ) = 1,18224 g 10. Desain Percepatan Spectral Periode Pendel 0,2 detik ( S DS ) = 0,67854 g 11. Desain Percepatan Spectral Periode Pendel 1 detik ( S D1 ) = 0,78816 g 12. Periode Getar Struktur (T 0 ) = 0,232310549 detik (T S ) = 1,161552746 detik (T L ) = 16 detik 13. Kategori Desain Seismik (KDS) = E 14. Faktor Skala ( SF ) = 1,783 m/s 2

## 3.2 Pemodelan Struktur
Gambar 2. Tampak 3D Pemodelan Struktur Pada ETABS
Tabel 3. Penempatan Kolom
Keterangan Dimensi Posisi Kolom Kolom 1 HB.400  x 400 x 13 x 21mm L.Ground – L.Sky Lounge Kolom 2 HB.350  x 350 x 12 x 19mm L.Ground – L.Sky Lounge Kolom 3 WF.300 x 150 x 6,5 x 9 mm L.Ground – L.Sky Lounge Kolom 4 WF.200 x 100 x 5,5 x 8 mm Roof Top (Atap) Tabel 4. Penempatan Balok Keterangan Dimensi Posisi Balok Balok 1 CB. 525 x 175 x 7 x 11 mm L. Ground – L. Sky Lounge Balok 2 CB. 450 x 150 x 6,5 x 9 mm L. Ground – L. Sky Lounge Balok 3 CB. 375 x 125 x 6 x 9 mm L. Ground – L. Sky Lounge Balok 4 WF. 250 x 125 x 6 x 9 mm L. Ground – L. Sky Lounge

## 3.3 Kontrol Perilaku Struktur
1. Kontrol Partisi Massa Partisipasi  modal  massa  minimum  yaitu  lebih  dari  90%  pada  modal  ke  14  dengan jumlah modal yang ditinjau adalah 20 modal dan periode getar terbesar yaitu 1,673736 s.
2. Waktu Getar Alami Tmax = 1,4 x 1,55566 = 2,177924 s > 3,57 s
Maka yang digunakan, T=Tc          T = 1,673736 s
3. Koefisien Respon Seismik Cs Maksimum = 0,0856179339 Cs Hitung = 0,0737098976 Cs Minimum = 0,02985576
Karena hasil nilai Cs Hitung < Cs maksimum, maka untuk nilai Cs yang digunakan adalah Cs minimum sebesar 0,02985576
4. Kontrol Gaya Geser Dasar (Base Shear)
Diperoleh total nilai berat efektif seismik (Wt) sebesar 4121208,8 kg = 404152.61 kN Maka, V= Cs x Wt = 12066,28332 Kn.
Berdasar SNI 1726 – 2019 pasal 7.9.2.5.2 Gaya geser dasar VX dan VY untuk arah x dan arah y harus dihitung dan menghasilkan nilai ɲx dan ɲy harus lebih dari 1. Maka telah terpenuhi.
5. Kontrol Kontribusi Shear Wall
Dikategorikan aman karena memenuhi syarat system ganda, karena struktur rangka sudah melebihi dari 25% yang dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 5. Kontribusi Shear Wall Arah Lokasi Gaya Geser Presentase X Shear Wall 3061,6439 26,85 % Keseluruhan 4207,1566 Y Shear Wall 3431,8656 27,40% Keseluruhan 4207,1566 Sumber : Output ETABS (2021)

## 3.4 Kontrol Kapasitas Struktur
1. Kontrol Kapasitas Kolom
Pada desain struktur existing, semua dimensi kolom baja dikategorikan aman karena pada saat dilakukan control penampang profil kolom, luas penampang minimum, luas bersih penampang baja  nilai  yang  didapatkan  telah  memenuhi  syarat  berdasarkan  penelitian  dengan  bantuan software ETABS v.18 2. Kontrol Kapastias Castellated Beam Berikut adalah Gambar Balok Castellated dan bagian-bagiannya

## Gambar 3. Detail Castellated Beam Dari Profil IWF 350mm
Gambar  3  adalah  contoh  dimensi  balok  castellated  dari  WF.350.  Berikut  adalah  dimensi  pada bagaian-bagian castellated beam yang terbuat dari Profil IWF yang dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6. Dimensi Balok Baja Profil Setelah Di Castella
IWF h dg b ds dT ho ao s e mm x xmm mm mm mm mm mm mm mm mm mm 350 x 175 175 525 101,04 76,5 87,5 350 377,08 287 87,5 300 x 150 150 450 86,61 66 75 300 323,21 246 75
250 x 125 125 375 72,17 53,5 62,5 250 269,34 205 62,5
Berdasarkan penelitian pada software ETABS v.18, struktur balok baja castellated semua dimensi  dapat  dikategorikan  aman,  karena  pada  saat  dilakukan  kontrol  tegangan  leleh, tegangan  geser  maksimum  telah  memenuhi.  Berikut  adalah  tabel  Tegangan  Lentur  dan Tegangan Geser Maksimum pada balok baja Castellated.
Tabel 7. Tegangan Lentur dan Tegangan Geser Maksimum
IWF 0,4 x fy ds Kontrol mm x xmm Mpa Mpa Mpa mm 350 x 175 86,853 73,245472 96 - Memenuhi - - 96 34,256 Memenuhi 300 x 150 95,307 80,374659 96 - Memenuhi - - 96 32,521 Memenuhi 250 x 125 104,315 87,971204 96 - Memenuhi - - 96 38,016 Memenuhi 3.5 Analisis Pushover
1. Kurva Kapasitas
Gambar 4. Kurva Kapasitas Pushover Sumbu X
Gambar 5. Kurva Kapasitas Pushover Sumbu Y
Displacement  yang  terjadi  didapatkan  dari  kurva  kapasitas  pushover,  dimana  dari displacement didapat dari perpotongan grafik tersebut pada nilai base shear maks (untuk displacement maks)  dan  dengan  cara  yang  sama  digunakan  untuk  menentukan displacement saat leleh pertama terjadi.

## 2. Hasil Analisis Pushover
Tabel 13. Rekapitulasi Perhitungan Analisis Pushover Keterangan Pushover Arah X Arah Y Target Displacement (mm) 142 409,985 Base Shear (V max – kN) 542,745 958,575 Displacement (Dmax – mm) 189 572,535 Daktilitas 2,041 6,176 Ratio Drift 0,004 0,012 Level Kinerja IO LS

## 4. Kesimpulan
Dari  hasil  evaluasi  yang  dilakukan  terhadap  struktur  Hotel  Grand  Parada  Nukila  Ternate,  dapat disimpulkan bahwa:
1. Kontrol perilaku struktur yang terjadi pada gedung hotel ini ketika terjadi gempa masih memenuhi dengan bantuan program ETABS dihasilkan sebagai berikut:
a) Didapat nilai partisi massa 93,8% pada sumbu Y dan 92,8% pada sumbu X yang mana terjadi pada modal ke 14, nilai ini telah memenuhi persyaratan. Sesuai dengan yang disyaratkan sebesar 100%, namun nilai untuk pastisi massa bisa dipakai nilai minimum yaitu sebesar 90%.
b) Simpangan  antar lantai  pada  Gempa  Arah  X  Sumbu X  dikategorikan  tidak  aman,  karena  nilai story  drift  melebihi  batas  izin.  Sedangkan  Gempa  Arah  Y  sumbu  Y,  Gempa  X  sumbu  Y  dan Gempa Y sumbu Y aman.
2. Nilai Ratio Drift pada analisis pushover sumbu X sebesar 0,0040, yang artinya nilai ini tidak melebihi 0,01, maka ratio drift yang didapat masuk kedalam Level Kinerja Immediate Occupancy
3. Ratio  Drift  pada  analisis  pushover  sumbu  Y  sebesar 0,0121,  yang  artinya  nilai ini tidak  melebihi 0,02, maka ratio drift yang didapat masuk kedalam Level Kinerja Life Safety.

## Referensi
[1] Yunalia Muntafi.2012. Evaluasi Kinerja Bangunan Gedung DPU Wilayah Kabupaten Wonogiri Dengan Analisis Pushover. Simposium Nasional RAPIXI FT UMS 2012 ISSN: 1412-9612
[2] Ibnu Khaldun,R., Agus Setiya,B., Edy,P.2014. Evaluasi Kinerja Struktur Pada Hotel di Wilayah Karanganyar  Dengan  Analisis Pushover Menggunakan  Software  ETABS.  e-Jurnal  Matriks Teknik Sipil Vol. 2 No.1/Maret 2014/116 ISSN 23354-8630.
[3] Rezky,R.,  Alez,K.,Zulfikar,D.2015.  Kinerja  Struktur  Akibat  Beban  Gempa  Dengan  Metode Respon  Spektrum  dan  Time  History  Pada  Hotel  SKA  Pekanbaru.  JOM  FTeknik  Vol.2  No.2 Oktober 2015.
[4] Hizkia  Yehezkiel, M.2014.  Analisis Pushover Pada  Bangunan  Dengan  Soft  First  Story.  Jurnal Sipil Statik Vol.2 No.4, April 2014 (214-224) ISSN: 2337-6732
[5] F  SNI-1726-2019.  2019.  Tata  Cara  Perencanaan  Ketahanan  Gempa  Untuk  Struktur  Bangunan Gedung Dan Non Gedung. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.
[6] SNI  1727-2020.2020.  Beban  minimum  untuk  persyaratan  perancangan  bangunan  Gedung  dan struktur lain. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.
[7] Istiono, H., & Khoe, L. (2019). Analisis Perhitungan Struktur Bangunan Tahan Gempa dengan Kolam Renang Berdasarkan SNI 1726 : 2019 Abstrak . 146–151.
[8] FEMA  356.2000. Prestandard  And  Comentary  for  The  Seismic  Rehabilitation  Of  Building. Federal Emergency Management Agency. Washington.
[9] Istiono,  H.,  &  Propika,  J.  (2017).  Analisa  Non-Linier  Pada  Mekanisme  Keruntuhan  Jembatan Rangka Baja Tipe Pratt. Borneo Engineering : Jurnal Teknik Sipil , 1 (2), 68
[10]  Istiono,  H.,  &  AY  Ramadhan  (2020).  Analisis  pengaruh  p-delta  effect  terhadap  perbedaan ketinggian struktur gedung tahan gempa (studi kasus: non-highrise building). Rekayasa Sipil 14 (3), 218-226
[11]  Istiono, H., E Susanti, J Propika, AY Ramadhan (2022). Study comparison P-Delta Effect analysis depends on height variation of the building. Journal of Civil Engineering, Planning and Design (JCEPD) 1 (1)
[12]  Istiono, H., Y Lisawiyani (2022). Studi Komparasi Perilaku Struktur Gedung At-Tauhid Di Kota Surabaya  Dengan  Menggunakan  SNI  1726-2012  Dan  SNI  1726-2019. Borneo  Engineering: Jurnal Teknik Sipil 1 (1), 11-20
[13]  Istiono, H., HNDM Prasetyo (2020). Analisis Respon Struktur dan Level Kinerja Bangunan Pasca Gempa Pada Gedung Hotel Biliton. Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan 1 (1), 523-532