Studi kinerja sistem dinding berangkai hybrid

Abstract

Sistem struktur dinding berangkai (CWS) telah dipelajari secara eksperimental maupun analisis. Sistem dengan dua atau lebih dinding geser yang dihubungkan dengan balok kopel banyak digunakan dalam perencanaan konstruksi bangunan tinggi pada wilayah dengan potensi seismik tinggi. Balok kopel sebagai salah satu elemen penyusun sistem yang berfungsi sebagai penyalur beban vertikal pada dinding, yang mana membentuk aksi kopel yang menahan sebagian momen guling. Pada umumnya balok kopel menggunakan material beton bertulang. Balok kopel baja merupakan alternatif dari pelaksanaan konstruksi detailing balok kopel beton bertulang yang terbilang kompleks dan tidak efisien. Studi kinerja sistem dinding berangkai hybrid menggunakan model matematis struktural 25 lantai gedung perkantoran dengan sistem tunggal dinding geser beton bertulang khusus. Pada studi ini, tiga tipe balok kopel dan tiga dinding geser didistribusikan sepanjang tinggi struktur bangunan. Lokasi sistem struktur yang ditinjau di Kota Jakarta dengan kelas situs tanah D dan struktur termasuk dalam struktur dengan KDS-D. Kinerja sistem struktur dapat diperoleh dengan menggunakan bantuan program PERFORM-3D yang dikenakan beban gempa riwayat waktu terskalakan terhadap spektrum desain gempa maksimum (MCER) dengan target kinerja struktur berada pada level Collapse Prevention(CP). Pemodelan elemen balok kopel sistem struktur menggunakan model momen-rotasi (rotational spring), sedangkan dinding struktural dimodelkan sebagai fiber section atau equivalent frame model dengan material beton 1D inelastik dan material baja inelastik. Rasio bentang dengan tinggi balok kopel dan material balok kopel merupakan parameter studi yang digunakan. Performa model struktur CWS dan struktur HCWS berdasarkan batasan rotasi balok kopel pada ASCE/SEI 41-13 berada pada level kinerja Collapse Prevention(CP), sedangkan berdasarkan ATC40:1996 kedua struktur memenuhi level kinerja Life Safety(LS). Tahanan lateral struktur CWS lebih besar daripada struktur HCWS. Hal tersebut direpresentasikan dengan rasio kopel struktur CWS lebih besar 0.71% dari rasio kopel struktur HCWS, yang mana rasio kopel merupakan representasi dari gaya geser dasar yang ditahan oleh sistem struktur. Mekanisme keruntuhan degradasi geser struktur yang direncanakan tercapai, yaitu plastifikasi balok kopel terjadi disepanjang tinggi bangunan disertai kelelehan pada dasar dinding struktural. Plastifikasi juga terjadi pada bagian sisi atas dinding struktural dan keruntuhan terjadi lebih cepat akibat rasio kopel yang cukup tinggi. Kinerja sistem struktur dinilai baik dengan struktur termasuk dalam KDS-D dengan tinggi bangunan yang melebihi tinggi yang disyaratkan. Kedua sistem struktur dinding berangkai menunjukkan bahwa balok kopel baja dapat dijadikan sebagai alternatif pada perencanaan dan konstruksi sistem dinding berangkai.