Pseudo Elastic METHOD OF DESIGN FOR EARTHQUAKE- RESISTANT STRUCTURE EVALUASI FAKTOR PENGALI PADA METODE DESAIN PSEUDO ELASTIS UNTUK bangunan tidak beraturan 6- DAN 10-LANTAI dengan vertical set-back 50% Di wilayah 2 dan 6 peta gempa indonesia Yudhistira Santosa & Lia Agustina Untari Handoko Wijoyo & Steviani Dewi Teddy

Latar Belakang dan Landasan Teori

Mekanisme Keruntuhan yang Aman Beam Side Sway Mechanism Partial Side Sway Mechanism Desain Kapasitas Pseudo Elastis Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali Mekanisme Plastifikasi Tiap Lantai yang Disarankan Paulay Tom Paulay Rasio Paulay: Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Tindrawati dan Juliana (1997) Chandra dan Dhannyanto (2003) Susanto dan Windy (2004) Harryanto dan Tangguh (2004) Sutejo dan Tingkir (2005) Muljati et al. (2006) Muljati dan Lumantarna (2008) Susanto (2009) Atmaja dan Wijoyo (2009) serta Buntoro dan Weliyanto (2009) Universitas Kristen Petra Surabaya

Rumus Akhir Tplastis dan FP Tplastis = 2,967 Telastis + 0,313 OK untuk bangunan beraturan Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah FP pada Bangunan Tidak Beraturan Bangunan dengan Coakan 40% - Syndinata dan Wibowo (2010) wilayah 2 : Pseudo Elastis NOT OK - Oktavianus dan Laismana (2010) wilayah 6 : Pseudo Elastis OK Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah FP pada Bangunan Tidak Beraturan Bangunan dengan Vertical Set-back 50% - Goenawan dan Wijaya (2010) wilayah 2 : Pseudo Elastis NOT OK - Lauwis dan Sujanto (2010) wilayah 6 : Pseudo Elastis NOT OK Universitas Kristen Petra Surabaya

Letak Kolom Elastis Keterangan: : Kolom Elastis : Kolom Plastis C21 B69 C22 B70 C23 B71 C24 B72 C25 B56 B59 B62 B65 B68 C16 B52 C17 B53 C18 B54 C19 B55 C20 B39 B42 B45 B48 B51 C11 B35 C12 B36 C13 B37 C14 B38 C15 B22 B25 B28 B31 B34 C6 B18 C7 B19 C8 B20 C9 B21 C10 B5 B8 B11 B14 B17 C1 B1 C2 B2 C3 B3 C4 B4 C5 Keterangan: : Kolom Elastis : Kolom Plastis   : Balok

Sejarah Desain Pseudo Elastis pada Bangunan Tidak Beraturan dengan Vertical Set-Back 50% (cont’d)

Sejarah Desain Pseudo Elastis pada Bangunan Tidak Beraturan dengan Vertical Set-Back 50% (cont’d)

Bagaimana kinerja bangunan tidak beraturan dengan vertical set-back 50%, 6- dan 10-lantai di wilayah 2 dan 6 peta gempa Indonesia yang direncanakan secara Pseudo Elastis? Universitas Kristen Petra Surabaya

Mengevaluasi ulang kinerja bangunan tidak beraturan 6- dan 10-lantai dengan vertical set-back 50% di wilayah 2 dan 6 peta gempa Indonesia yang direncanakan secara Pseudo Elastis Universitas Kristen Petra Surabaya

Universitas Kristen Petra Surabaya

Bangunan I (6 lantai) Bangunan II (10 lantai) Universitas Kristen Petra Surabaya

Pengujian kinerja bangunan Analisis Statis Pushover Non-Linear  ETABS v9.0.7 Analisis Dinamis Time History Non-Linear  RUAUMOKO 3D Universitas Kristen Petra Surabaya

Data Struktur Bangunan Wilayah 2 Bangunan I Bangunan II Jumlah Lantai 6 lantai 10 lantai Luas Bangunan 3072 mm2 5632 mm2 Tinggi Bangunan 6 tingkat, 21 m 10 tingkat, 35 m Tinggi Antartingkat 3,5 m Balok Induk 350 x 550 mm2 400 x 600 mm2 Balok Anak 300 x 400 mm2 300 x 450 mm2 Kolom Non VSB pojok Non VSB luar VSB pojok & luar VSB tengah Lantai 1 400 x 400 550 x 550 450 x 450 650 x 650 600 x 600 Lantai 2 Lantai 3   500 x 500 Lantai 4 Lantai 5 350 x 350 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Telastis 1,2511 detik 1,7498 detik

Data Struktur Bangunan Wilayah 6 Bangunan I Bangunan II Jumlah Lantai 6 lantai 10 lantai Luas Bangunan 3072 mm2 5632 mm2 Tinggi Bangunan 6 tingkat, 21 m 10 tingkat, 35 m Tinggi Antartingkat 3,5 m Balok Induk 400 x 650 mm2 Balok Anak 300 x 400 mm2 300 x 450 mm2 Kolom Non VSB pojok Non VSB luar VSB pojok & luar VSB tengah Lantai 1 600 x 600 500 x 500 750 x 750 450 x 450 850 x 850 Lantai 2 Lantai 3   550 x 550 Lantai 4 Lantai 5 700 x 700 Lantai 6 Lantai 7 650 x 650 Lantai 8 Lantai 9 400 x 400 Lantai 10 Telastis 0,7384 detik 1,463 detik

Flowchart Desain Pseudo Elastis Desain Kolom Interior Desain Balok Pengujian Kinerja Bangunan Perhitungan Faktor Pengali Desain Kolom Eksterior Analisis statis Pushover dengan ETABS v9.0.7 Analisis dinamis Time History dengan RUAUMOKO 3D Evaluasi Kinerja Bangunan Pseudo Elastis

Universitas Kristen Petra Surabaya Faktor-faktor yang Perlu Diperhatikan dalam Desain dengan Metode Pseudo Elastis

Faktor Pengali Prediksi Awal yang Tidak Akurat Bangunan FP prediksi awal FP aktual % Selisih FP Penelitian sebelumnya di wilayah 2 PE2- 6 Bangunan Atas 1,652 2,529 53,087% Bangunan Bawah 1,684 3,091 83,551% PE2- 10 1,694 2,399 41,617% 1,735 2,744 58,156% Penelitian sebelumnya di wilayah 6 PE6- 6 2,060 2,390 16,019% 2,491 2,959 18,788% PE6- 10 1,675 2,126 26,925% 1,693 2,255 33,196% Universitas Kristen Petra Surabaya

Faktor Pengali Prediksi Awal yang Tidak Akurat (cont’d) Tplastis regresi awal = 4,025 s CT = 0,124 Tplastis aktual = 2,7174 s CT = 0,184 Selisih nilai CT = 48% Contoh PE2-6: Universitas Kristen Petra Surabaya

Pola Pembebanan Pushover Penelitian sebelumnya  mode 1 saja Penelitian ini  semua mode PE2-6 PE2-10 PE6-6 PE6-10 Modal participating factor mode 1 53,70 30,67 34,53 57,20 Universitas Kristen Petra Surabaya

Tulangan Balok yang Terpasang C21 B69 C22 B70 C23 B71 C24 B72 C25 B56 B59 B62 B65 B68 C16 B52 C17 B53 C18 B54 C19 B55 C20 B39 B42 B45 B48 B51 C11 B35 C12 B36 C13 B37 C14 B38 C15 B22 B25 B28 B31 B34 C6 B18 C7 B19 C8 B20 C9 B21 C10 B5 B8 B11 B14 B17 C1 B1 C2 B2 C3 B3 C4 B4 C5 Keterangan: : Kolom Elastis : Kolom Plastis   : Balok

Penyamaan Tulangan Tumpuan Pembulatan Tulangan Balok yang Merangka pada Kolom C8 Lantai 4 PE2-10 Penelitian Terdahulu Balok Lokasi Tulangan Terhitung Penyamaan Tulangan Tumpuan Grouping T. Kiri T. Kanan B19 Atas 14D16 12D16 Bawah 7D16 6D16 B20 B11 5D16 11D16 4D16 B28 13D16 9D16 : Ujung balok yang merangka pada kolom C8

Pembulatan Tulangan Balok yang Merangka pada Kolom C8 Lantai 4 PE6-10 Penelitian Terdahulu Lokasi Tulangan Hasil Perhitungan Penyamaan T.Kiri dan T.Kanan Tulangan Hasil Grouping T.Kiri T.Kanan B11 Atas 6D19 11D19 12D19 Bawah 3D19 B19 13D19 14D19 7D19 8D19 B20 B28 4D19 : Ujung balok yang merangka pada kolom C8  

Kuat Lebih pada Balok Akibat Strain Hardening Universitas Kristen Petra Surabaya

Hasil dan Analisis

Perbandingan Displacement dan Drift Ratio PE2–6 Universitas Kristen Petra Surabaya

Perbandingan Displacement dan Drift Ratio PE2–10 Universitas Kristen Petra Surabaya

Perbandingan Displacement dan Drift Ratio PE6–6 Universitas Kristen Petra Surabaya

Perbandingan Displacement dan Drift Ratio PE6–10 Universitas Kristen Petra Surabaya

Portal yang Ditinjau

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Lokasi Sendi Plastis

Evaluasi Tingkat Kinerja

Matrix Performance Bangunan PE2–6 dan PE2–10 Berdasarkan Drift Periode Ulang (tahun) Struktur Bangunan Performance Level Serviceability Damage Control Safety Unacceptable Limit State PO TH 50 PE2–6 0,48 0,62 PE2–10 0,46 0,76 200 0,86 1,08 1,13 1,29 500 1,56 1,35 1,48 1,50 1000 1,96 1,65 1,94 1,79 Drift Maksimum 0,5 1 2 > 2 (%) : standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE2–6 dan PE2–10 Berdasarkan Damage Index Kolom Elastis Performance Level Periode Struktur First Yield Serviceability Damage Control Safety Unacceptable Ulang Bangunan Limit State (tahun) PO TH 50 PE2–6 PE2–10 200 0,012 0,001 500 O 0,027 0,071 1000 0,049 0,157 Damage Index < 0,1 0,1 - 0,25 0,25 - 0,4 0,4 - 1 > 1 Maksimum : berada pada kisaran nilai tersebut : standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE2–6 dan PE2–10 Berdasarkan Damage Index Balok Performance Level Periode Struktur First Yield Serviceability Damage Control Safety Unacceptable Ulang Bangunan Limit State (tahun) PO TH 50 PE2–6 O 0,04 PE2–10 0,138 200 0,097 0,29 500 0,487 1000 0,242 0,631 Damage Index < 0,1 0,1 - 0,25 0,25 - 0,4 0,4 - 1 > 1 Maksimum : berada pada kisaran nilai tersebut : standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE2–6 dan PE2–10 Berdasarkan Damage Index Kolom Plastis Performance Level Periode Struktur First Yield Serviceability Damage Control Safety Unacceptable Ulang Bangunan Limit State (tahun) PO TH 50 PE2–6 PE2–10 200 O 0,017 0,092 500 0,182 0,148 1000 0,153 0,535 Damage Index < 0,1 0,1 - 0,25 0,25 - 0,4 0,4 - 1 > 1 Maksimum : berada pada kisaran nilai tersebut : standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE6–6 dan PE6-10 Berdasarkan Drift Periode Ulang (tahun) Struktur Bangunan Performance Level Serviceability Limit State Damage Control Safety Unacceptable PO TH 50 PE6–6 0,45 0,62 PE6–10 0,87 1,05 200 0,81 1,17 1,52 1,51 500 1,07 1,6 2,37 2,05 1000 1,96 2,07 2,76 2,29 Drift Maksimum (%) 0,5 1 2 > 2 : Standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE6–6 dan PE6–10 Berdasarkan Damage Index Balok Periode Ulang (tahun) Struktur Bangunan Performance Level First Yield Serviceability Limit State Damage Control Safety Unacceptable PO TH 50 PE6–6 O 0,082 PE6–10 0,073 200 0,179 0,181 500 0,312 1000 0,473 0,465 Max. Damage Index < 0,1 0,1 - 0,25 0,25 - 0,4 0,4 - 1 > 1 : berada pada kisaran nilai tersebut : Standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE6–6 dan PE6–10 Berdasarkan Damage Index Kolom Elastis Periode Ulang (tahun) Struktur Bangunan Performance Level First Yield Serviceability Limit State Damage Control Safety Unacceptable PO TH 50 PE6–6 PE6–10 200 500 1000 0,051 O 0,046 Max. Damage Index < 0,1 0,1 - 0,25 0,25 - 0,4 0,4 - 1 > 1 : berada pada kisaran nilai tersebut : Standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Matrix Performance Bangunan PE6–6 dan PE6–10 Berdasarkan Damage Index Kolom Plastis Performance Level Periode Struktur First Yield Service- ability Limit State Damage Control Safety Unacceptable Ulang Bangunan (tahun) PO TH 50 PE6–6 0,03 PE6–10 200 0,115 O 0,065 500 0,144 0,029 1000 0,302 0,1 Max. Damage Index < 0,1 0,1 - 0,25 0,25 - 0,4 0,4 - 1 > 1 : berada pada kisaran nilai tersebut : standard Asian Concrete Model Code (ACMC, 2001)

Perbandingan Penelitian Ini dengan Penelitian Sebelumnya

Penelitian sejenis di wilayah 6 Perbandingan Nilai Tplastis Regresi dan Tplastis Aktual Bangunan dengan Vertical Set-Back 50% Bangunan Telastis (detik) Tplastis regresi Tplastis aktual Penelitian ini PE2- 6 1,2511 4,0250 2,1930 PE2- 10 1,7498 5,5046 3,2680 Penelitian sejenis di wilayah 6 PE6- 6 0,7384 2,504 2,074 PE6- 10 1,463 4,6537 3,480 Goenawan dan Wijaya (2010) 2,7174 4 Lauwis dan Sujanto (2010) 0,8015 2,6911 2,3342 3,7549

Nilai FP Prediksi Awal dan FP Aktual Bangunan FP Prediksi Awal FP Aktual % Selisih FP Wilayah 2 PE2- 6 Bangunan Atas 1,652 3,174 92,131% Bangunan Bawah 1,684 4,127 145,071% PE2- 10 1,694 2,976 75,679% 1,735 3,571 105,821% Wilayah 6 PE6- 6 2,182 2,676 22,64% 2,502 3,268 30,616% PE6- 10 1,675 2,311 37,954% 1,693 2,484 46,728%

Grafik Perbandingan Tplastis Regresi Awal dan Tplastis Aktual Universitas Kristen Petra Surabaya

Diskusi, Kesimpulan, dan Saran Universitas Kristen Petra Surabaya Diskusi, Kesimpulan, dan Saran

Diskusi 1. Kesalahan Teknis Faktor Pengali Fixed-End Moment Perhitungan Mbalance pada input-an RUAUMOKO 3D menggunakan fs = 1,25 x fy 2. Faktor Pengali lebih sensitif pada bangunan earthquake-dominant (wilayah 6) Universitas Kristen Petra Surabaya

Diskusi 3. Kolom elastis pada metode Pseudo elastis sangat sensitif terhadap pembulatan jumlah tulangan balok.  Agar lebih aman disarankan menggunakan metode Partial Capacity Design sesuai SNI 03-2847-1992 untuk mendesain kolom elastis. Universitas Kristen Petra Surabaya

Kesimpulan Desain Pseudo Elastis pada bangunan tidak beraturan dengan vertical set-back 50% telah memenuhi pola keruntuhan ”partial side sway mechanism” untuk periode ulang 50, 200, dan 500 tahun pada keempat bangunan. Pada periode ulang 1000 tahun analisis pushover tidak memenuhi pola keruntuhan yang diharapkan hanya pada PE6-10. Untuk analisis time history dengan periode ulang 1000 tahun, keempat bangunan tidak memenuhi pola keruntuhan yang diharapkan. Universitas Kristen Petra Surabaya

Kesimpulan 2. Desain dengan metode Pseudo Elastis sangat sensitif terhadap pembulatan jumlah tulangan balok. 3. Faktor Pengali prediksi awal berbeda jauh dengan Faktor Pengali aktual. Universitas Kristen Petra Surabaya

Saran Desain dengan metode Partial Capacity Design: kolom plastis  Pseudo Elastis kolom elastis  Capacity Design (SNI 03-2847-1992) 2. Jika ingin tetap menggunakan metode desain Pseudo Elastis, disarankan untuk mengkaji ulang rumusan FP maupun rumusan Tplastis regresi awal untuk bangunan tidak beraturan Universitas Kristen Petra Surabaya

Thank You! Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Tindrawati dan Juliana (1997) meninjau portal 2D - menggunakan momen dalam rumusan ps. Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Chandra dan Dhannyanto (2003), - desain bangunan secara 3D. - memodifikasi agar FP tidak tergantung pada peraturan yang berlaku saat itu. - menyarankan hanya kolom eksterior saja yang berperilaku elastis setelah terkena gempa uji. Universitas Kristen Petra Surabaya

Gempa yang ditargetkan Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Gempa yang ditargetkan Kolom interior, boleh terbentuk sendi plastis Balok boleh terbentuk sendi plastis Kolom eksterior, harus tetap elastis Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Susanto dan Windy (2004), meneliti dengan menggunakan gempa target 100, 200, 500, dan 1000 tahun. menyarankan agar memakai gempa target dengan periode ulang 100 tahun sebagai acuan dalam perencanaan Pseudo Elastis Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Harryanto dan Tangguh (2004) - memasukkan pengaruh daktilitas (μ) bangunan. - menyatakan perbandingan CT dan C500 dengan perbandingan PGAT dan PGA500. Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Sutejo dan Tingkir (2005): - memperhitungkan overstrength factor 1,6. - mengunakan gempa target dengan periode ulang 500 tahun, sehingga PGAT = PGA500th. Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Muljati et al (2006): - mengganti menjadi - mengikutsertakan Tplastis pada rumusan FP yang diperoleh dengan menggunakan Momen Inersia Cracked (Icr). Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Muljati dan Lumantarna (2008) mendapatkan nilai CT dengan mencari hubungan antara periode plastis (Tplastis) dan periode elastis (Telastis) bangunan  regresi. Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Susanto (2009) - menyelidiki CT dari response spectrum plastis. - CT yang dihasilkan dari response spectrum plastis dengan menggunakan Teffective tidak jauh berbeda dengan CT yang dihasilkan dari response spectrum elastis dengan menggunakan Tplastis Universitas Kristen Petra Surabaya

Sejarah Faktor Pengali (cont’d) Atmaja dan Wijoyo (2009) serta Buntoro dan Weliyanto (2009) melakukan uji validitas terhadap rumusan FP dan hubungan regresi antara Telastis dan Tplastis. Tplastis = 2,967 Telastis + 0,313 OK untuk bangunan beraturan Universitas Kristen Petra Surabaya