Analisis Pushover untuk Mengetahui Perilaku Struktur saat Terkena Gempa

Menurut SNI Gempa 03-1726-2002, analisis statik beban dorong (pushover) adalah :

suatu analisis nonlinier statik, yang dalam analisisnya pengaruh gempa rencana terhadap struktur bangunan gedung dianggap sebagai beban statik pada pusat massa masing-masing lantai, yang nilainya ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan sehingga menyebabkan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur bangunan gedung, kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk pasca-elastik yang besar sampai mencapai target peralihan yang diharapkan atau sampai mencapai kondisi plastik [1].

Metode analisis pushover merupakan salah satu komponen performance based design yang menjadi sarana untuk mengetahui kapasitas suatu struktur [2], dari hasil analisis, dapat digambarkan hubungan antara base shear dan roof displacement, hubungan tersebut kemudian dipetakan sebagai kurva kapasitas struktur.

Selain itu, analisis pushover juga dapat memperlihatkan secara visual perilaku struktur pada saat kondisi elastis, plastis dan sampai terjadinya keruntuhan pada elemen-elemen strukturnya. Informasi tersebut berguna dalam menggambarkan respons inelastis bangunan ketika mengalami gempa.

Analisis struktur gedung 16 lantai berikut ini mengilustrasikan pushover analysis.

Gambar 1 Analisis Pushover untuk Mengetahui Perilaku Struktur saat Terkena Gempa
Gambar 1 -4 tentang Pushover Analysis

Gambar 1 menunjukkan model struktur 16 lantai. Struktur ini dibebani gaya push over pada arah-x dan arah-y.

Pada gambar 2, terlihat telah terbentuk sendi plastis berwarna merah jambu (pelelehan pertama) pada balok lantai 10, ketika struktur dibebani gaya dorong pada arah-x sebesar 357966 kg.

Seiring ditingkatkannya gaya dorong terbentuklah sendi-sendip plastis lainnya pada balok yang mulai ada yang berwarna biru (mulai tampak kerusakan struktur ringan pada balok) seperti yang ditunjukkan pada gambar 3, di mana beban yang bekerja adalah = 602576 kg, yang mengakibatkan lendutan pada arah x =0.2199 m.

Pada Gambar 4 terlihat sendi plastis berwarna biru semakin banyak terjadi pada balok dan terlihat mulai terjadi pelelehan pertama pada kolom lantai dasar, gaya yang bekerja pada step ini adalah 704000 kg dan lendutan yang terjadi = 0.3099 m.

Gambar 2 sampai dengan gambar 6 menunjukkan visualisasi perilaku struktur dan terbentuknya sendi-sendi plastis pada posisi-posisi struktur akibat dibebani beban tertentu pada pusat masa dimana besarnya beban tersebut ditingkatkan secara berangsur-angsur.

Gambar 5-7 Analisis Pushover untuk Mengetahui Perilaku Struktur saat Terkena Gempa
Gambar 5-7 tentang Pushover Analysis

Dengan penambahan beban sampai 871050 kg struktur sudah diambang keruntuhan ditandai dengan terbentuknya sendi plastis berwarna kuning di kolom lantai dasar seperti ditunjukkan pada gambar 5. Dengan penambahan beban sedikit saja struktur akan mengalami keruntuhan seperti pada gambar 6. Gambar 7 menunjukkan hubungan simpangan arah-X dan Base Reaction.

Warna yang ditunjukkan oleh sendi plastis menunjukkan tingkat kelelehan yang terjadi seperti digambarkan pada gambar 5. Berdasarkan filosofi desain yang ada, tingkat kinerja struktur bangunan akibat gempa rencana adalah Life Safety, yaitu walaupun struktur bangunan mengalami tingkat kerusakan yang cukup parah namun keselamatan penghuni tetap terjaga karena struktur bangunan tidak sampai runtuh.

Pada grafik diatas respon linier dimulai dari titik A (unloaded component) dan kelelehan mulai terjadi pada titik B. Respon dari titik B ke titik C merupakan respon elastis plastis.

Titik C merupakan titik yang menunjukkan puncak kekuatan komponen, dan nilai absisnya yang merupakan deformasi menunjukkan dimulainya degradasi kekuatan struktur (garis C-D).

Pada titik D, respon komponen struktur secara substansial menghadapi pengurangan kekuatan menuju titik E. Untuk deformasi yang lebih besar dari titik E, kekuatan komponen struktur menjadi nol [3].

Tipikal kurva tersebut seperti ditunjukkan pada gambar 8 berikut:

Gambar 8 Tahapan Kerusakan Struktur Berdasarkan Terbentuknya Sendi Plastis.
Gambar 8 Tahapan Kerusakan Struktur Berdasarkan Terbentuknya Sendi Plastis.

Keterangan gambar 8:

A = Awal Pembebanan, belum ada sendi plastis

B = Batas linier yg diikuti pelelehan pertama pada struktur

IO = Immediate Occupancy, terjadi kerusakan ringan struktur

LS = Life Safety, terjadi kerusakan sedang pada struktur, namun belum berpotensi runtuh

CP = Collapse Prevention, kerusakan berat pada struktur yang berpotensi runtuh

C = Batas maksimum gaya geser yang masih mampu ditahan

D = Terjadi degradasi kekuatan struktur

E = Runtuh

Kurva kapasitas hasil dari analisis push over (gambar 8) menunjukkan hubungan antara gaya geser dasar (base shear) dan perpindahan atap akibat beban lateral yang diberikan pada struktur dengan pola pembebanan tertentu sampai pada kondisi ultimit atau target peralihan yang diharapkan. Dengan mengetahui perilaku struktur dari mulai masih dalam batas elastis sampai dengan keruntuhannya, maka kita dapat merencanakan dan mensimulasikan pola keruntuhan yang diharapkan, yang mampu meminimalisir jumlah korban pada saat terjadinya gempa.

Referensi:

[1] SNI 03-1726-2002

[1] FEMA 451, 2006

[3] ATC 40, 1996, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings

Untuk kebutuhan analisa dan desain struktur, anda bisa menghubungi :

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27,  Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Telp: (021) 8404531
Whatsapp Bussines : 0813 828 271 82 or click this Link : Whatsapp

Atau tinggalkan pesan dibawah ini:

Tinggalkan Pesan

[recaptcha]

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.