PEMODELAN DAN ANALISIS PERILAKU PORTAL - DINDING …

Universitas Udayana – Universitas Pelita Harapan Jakarta – Universitas Atma Jaya Yogyakarta S - 443

PEMODELAN DAN ANALISIS PERILAKU PORTAL - DINDING

PENGISI BERTULANG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

I K. Sudarsana1, D. P. G. Sugupta

2, Yohanes Laka Suku

3

1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali

Email: [email protected] 2Jurusan Teknik Sipil, Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran-Bali

Email: [email protected] 3 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Flores, NTT

Email: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis perilaku model portal satu tingkat dengan satu bentang

yang berdinding pengisi penuh dengan tulangan yang dibebani dengan beban lateral yang bersifat

monotonik sampai struktur mengalami kegagalan. Adapun perilaku struktur yang ditinjau meliputi

hubungan beban-deformasi, kapasitas beban, kekakuan, daktilitas perpindahan, pola retak dan

mode keruntuhan yang terjadi. Tipe dinding yang dianalisis dengan perbandingan tinggi (h’)

terhadap lebar (l’) dinding, h’/l’=1, dengan variasi rasio tulangan 0,0046; 0,0023; 0,0015; 0,0012

dan 0,00 yang diperoleh dengan memvariasikan jarak antara tulangan dalam arah vertikal dan

horizontal dinding.

Hasil analisis menunjukan bahwa pemasangan tulangan pada dinding pengisi dapat meningkatkan

kekuatan, kekakuan dan daktilitas struktur dibandingkan dengan portal dengan dinding pengisi

tanpa tulangan. Pemasangan baja tulangan pada dinding dapat meningkatkan luas bidang dinding

yang menerima tekan serta mengubah pola keruntuhan dari shear and corner compression (S &

CC) menjadi shear and diagonal compression (S & DC) dengan diagonal strut berbentuk botol.

Peningkatan rasio tulangan pada dinding dapat meningkatkan kapasitas beban retak, leleh dan

ultimit serta mampu juga meningkatkan kekakuan dan daktilitas struktur. Pemasangan rasio

tulangan dinding yang lebih besar daripada 0,004, mampu memberikan daktilitas melebihi portal

terbukannya.

Kata Kunci : Portal dinding pengisi bertulang, masonry, elemen hingga, beban lateral

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Struktur beton bertulang dengan dinding pasangan telah banyak dibangun untuk bangunan komersial, industri dan

rumah tinggal di daerah rawan gempa. Dinding pasangan ini dapat berupa pasangan bata merah atau blok beton

yang ditempatkan diantara kolom dan balok rangka beton bertulang. Keberadaan dinding pengisi pada portal-portal

bangunan seperti ini tidak dapat dihindari karena disamping sebagai partisi ruangan, juga sebagai cladding/fascade

bangunan. Panel-panel ini umumnya tidak diperhitungkan dalam proses desain dan dianggap sebagai komponen non

struktur walaupun dinding pasangan ini memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap respon dinamik struktur

rangka beton bertulang seperti meningkatkan kekuatan dan kekakuan portal terbuka. Hal ini mungkin disebabkan

karena pada saat yang bersamaan juga menunjukan mekanisme keruntuhan getas dari dinding dan interaksi dinding-

portal.

Disamping itu, peningkatan terhadap perilaku seismik yang ditunjukkan oleh dinding pasangan terbatas hanya pada

rentang sifat elastis material tersebut namun tidak mampu meningkatkan deformasi inelastic portal-dinding pengisi

tersebut. Perilaku elastis ini mungkin sulit ditentukan pada saat terjadinya getaran gempa kuat sehingga akhirnya

menghasilkan keruntuhan getas yang dapat mengakibatkan bencana yang lebih besar. Pelajaran dari beberapa

kejadian gempa besar yang pernah terjadi seperti gempa Kobe 1995, Turkey 1999, Iran 2002, dan lainnya di belahan

dunia ini, menunjukkan bahwa keruntuhan dinding-dinding pengisi menyebabkan terjadinya kehilangan jiwa

manusia.

I K. Sudarsana, D. P. G. Sugupta, Yohanes Laka Suku


Dalam konsep desain struktur tahan gempa, keruntuhan komponen non-struktur seperti dinding diijinkan bila terjadi

gempa sedang dan kuat. Untuk mencegah keruntuhan total dinding pasangan, penambahan tulangan mungkin dapat

dilakukan. Pemasangan tulangan pada dinding pasangan ini umumnya ditempatkan didalam dinding dalam arah

vertikal maupun horizontal. Tulangan ini diangkerkan pada balok dan kolom disekeliling dinding pasangan tersebut.

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perilaku portal dengan dinding pengisi dengan tulangan yang memiliki

rasio h’/l’=1 dengan variasi rasio tulangan . Analisis dilakukan dengan menggunakan metode elemen hingga

dengan program Lusas Finite Element Analysis (FEA). Perilaku dinding yang diamati baik dalam kondisi batas

layan maupun kondisi batas ultimit.

1.2 Signifikasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perilaku portal-dinding pengisi bertulang dengan variasi rasio tulangan

dinding dan dibebani dengan beban lateral monotonik. Perilaku yang ditinjau meliputi hubungan beban-defleksi,

daktalitas struktur, kekakuan struktur dan pola retak dinding pengisi serta kapasitas bebannya. Hal ini sangat penting

mengingat keruntuhan yang bersifat getas dari dinding pasangan struktur maupun non-struktur akibat beban lateral

seperti gempa dapat mengakibatkan bencana bagi manusia sehingga pemasangan tulangan pada dinding diharapkan

mampu mengurangi kegetasan dari mode keruntuhan tersebut.

2. METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan penelitian analisis numerik menggunakan pemodelan elemen hingga terhadap portal

dengan dinding pengisi berupa pasangan blok masonry yang diberikan tulangan dalam arah vertikal maupun

horizontal. Tinjauan yang dilakukan adalah pengaruh variasi dari rasio tulangan pada dinding terhadap perilaku

portal dengan dinding pengisi akibat beban lateral yang meliputi deformasi horizontal, pola retak, kontur tegangan,

beban retak, leleh dan ultimit dari portal-dinding pasangan.

Pemodelan elemen hingga yang dipergunakan dalam mempelajari pengaruh rasio tulangan dinding terlebih dahulu

dilakukan verifikasi untuk mengetahui keakuratan dari pemodelan yang dilakukan dan sifat-sifat material serta

kriteria-kriteria keruntuhan yang diperhitungkan. Verifikasi dilakukan menggunakan hasil penelitian laboratorium

yang dapat dipercaya. Langkah analisis yang dilakukan sebagai berikut :

2.1 Verifikasi Model

Hasil penelitian yang digunakan dalam memverifikasi pemodelan elemen hingga adalah penelitian eksperimental

oleh Mehrabi et al (1996) yang secara lengkap diuraikan pada Suku (2007). Verifikasi ini juga dipergunakan pada

Sugupta dkk. (2010 in press). Dipilihnya hasil penelitian ini mengingat hasil eksperimen ini sudah banyak diacu

oleh peneliti lainnya seperti FEMA (FEMA 306, 1998), Shing et. al (2006), Willam et. al (2006), Billington dan

Kyriakides (2006). Adapun data eksperimen Model Mehrabi et al. (1996) sebagai berikut:

Gambar 1. Model Portal-Dinding Pengisi Mehrabi et al (1996)

Kolom dianggap terjepit penuh dan untuk mensimulasi beban gravitasi dari lantai diatasnya, diberikan beban

vertikal konstan (Pv) sebesar 294 kN. Beban lateral (Ph) dikerjakan secara bertahap monotonik sampai runtuh.

Dinding pengisi digunakan masonri dari blok beton ukuran 184 x 92 x 92 mm yang dilekatkan dengan mortar.

Adapun sifat bahan (material properties) dari data eksperimental ditampilkan pada Tabel 1. Portal dengan dinding

pengisi dari Mehrabi et. al (1996) ini kemudian dimodelkan dengan metode elemen hingga menggunakan program

Lusas v13.57.

D6-64

Detail Kolom

Total 4 D 16

D6-64

Pemodelan Dan Analisis Perilaku Portal - Dinding Pengisi Bertulang Menggunakan Metode Elemen Hingga


Tabel 1. Properti material

No Material

Kuat

Tekan

(Mpa)

Modulus

Secant

(Mpa)

Regangan

Kuat

tarik

(Mpa)

Modulus

hancur

(Mpa)

Tegangan

leleh baja,fy,

(Mpa)

Tegangan

putus

baja,fsu,

(Mpa)

1 Blok Masonry 15,57 - - - - - -

2 Mortar 15,98 - - - - - -

3 Prisma 3 lapis

dinding 15,09 9515 0,0029 - - - -

4 Beton 29,52 21910 0,0018 3,29 6,75

Baja Tulangan

φ6 mm - - - - - 367 449

Baja tulangan

D13 mm - - - - - 420 661 5

Baja tulangan

D16 mm - - - - - 413 661

Pemodelan Dengan Program Lusas v13.57

Dalam pembuatan model elemen hingga program Lusas, material beton, dinding pengisi, dan spesi dimodelkan

sebagai elemen 2D (surface), sedangkan untuk baja tulangan dimodelkan sebagai elemen batang (bar). Sifat

material beton (concrete model) mengikuti model yang dikembangkan oleh Jefferson (1989) untuk model dengan

multi-crack. Model ini memperhitungkan retak akibat tarikan dan kegagalan karena hancur akibat tekan dimana

pada program Lusas, masing-masing didefenisikan sebagai Model 82 (multi-crack concrete) dan Model 84 (multi-

crack concrete with crushing). Sedangkan sifat material baja tulangan dimodelkan sebagai material elastis-plastis

dengan memperhitungkan kondisi strain hardening. Kriteria Von Misses digunakan untuk material baja.

Adapun langkah-langkah analisis yang dilakukan sebagai berikut a) mendefinisikan geometri model struktur, b)

mendifenisikan meshing tiap elemen, c) mendefinisikan elemen geometri, d) mendefinisikan properties material, e)

mendefinisikan syarat batas, f) mendefinisikan beban, g) mendefinisikan non linier analisis, h) beban monotonik

diberikan secara bertahap dengan penambahan tingkat beban maksimum misalnya sebesar 5 KN, program akan

berhenti menghitung (mengiterasi) jika regangan batas salah satu material telah terlewati, h) melakukan analisis (run

program), i) Selanjutnya dilakukan interprestasi hasil output.

Hasil Analisis dan Perbandingan dengan Data Eksperimen

Perbandingan hasil analisis dengan data pengujian Mehrabi et. al (1996) ditampilkan pada Tabel 2. Berdasarkan

perbandingan beban retak dan ultimit menunjukkan bahwa pemodelan elemen hingga portal-dinding pengisi

menggunakan Lusas v13.57 menunjukkan hasil yang cukup akurat dengan selisih sebesar -1.36% dan 0.44%

masing-masing untuk beban retak pertama dan ultimit. Disamping beban yang ditinjau, kegagalan yang terjadi juga

sangat bersesuaian. Sehingga cara pemodelan ini akan dipergunakan untuk portal-dinding pengisi dengan tulangan

pada penelitian ini untuk mengetahui pengaruh variasi rasio tulangan dinding terhadap perilaku panel dinding baik

pada kondisi batas layan dan ultimit.

Tabel 2. Perbandingan beban retak pertama dan ultimit Retak pertama

dinding

Beban Ultimit

Cara Analisis

Pcr

(kN)

Selisih

(%)

PU

(kN)

Selisih

(%)

Mehrabi et. al 277,68 0,0 277,68 0,0

Lusas v13.57 273,91 -1,36 278,91 0,44

2.2 Variasi Model Portal-Dinding Pengisi yang Dianalisa

Pada penelitian ini propertis portal dinding pengisi yang digunakan diambil sesuai dengan propertis material pada

penelitian eksperimental oleh Mehrabi et al (1996) seperti terlihat pada Tabel 1, namun berbeda dalam hal parameter

yang ditinjau yaitu h’/l’ tetap = 1 dan rasio tulangan dinding. Adapun model yang dianalisis meliputi portal terbuka



l’

h’

(P), portal dengan dinding pengisi tanpa tulangan (PDNT-1) dan portal dengan dinding pengisi bertulang (PDT).

Variabel yang ditinjau adalah rasio tulangan yang terpasang permeter persegi dinding dengan ketebalan dinding 92

mm seperti terlihat pada Tabel 3. Panel dinding memiliki rasio tinggi (h’) dan panjang dinding (l’) tetap sebesar

1,00. Simpangan horizontal ditinjau pada titik ”x” pada Gambar 2(a).

Tabel 3. Konfigurasi Model

Gambar 2(a) Portal terbuka, P-1

Gambar 2(b) Portal-dinding tidak bertulang, PNDT

Gambar 2(c) Portal-dinding bertulang, PDT

3. HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

3.1 Pola Retak dan Mode Keruntuhan

Secara umum keruntuhan portal terbuka diakibatkan oleh lentur sedangkan pada dinding retak terjadi akibat

tegangan tarik dan tekan. Retak awal dinding merupakan retak geser yang terjadi pada pertemuan antara panel

dinding dengan kolom. Kapasitas beban retak awal pada portal-dinding pengisi bertulang (PDT) ditunjukkan pada

Tabel 4 dan kecendrung perbandingannya dapat dilihat pada Gambar 3. Penambahan tulangan pada dinding

meningkatkan kapsitas beban retak awal dibandingkan dengan portal-dinding pengisi tanpa tulangan dan mampu

mengubah mode keruntuhan dari S & CC menjadi S & DC.

Tabel 4. Beban retak dan mode keruntuhan

PDNT -1 0,0000 181,75 1,32 109,90 S & CC

PDT-1 0,0046 199,74 1,40 108,10 S & DC

PDT-2 0,0023 196,48 1,38 102,55 S & DC

PDT-3 0,0015 186,38 1,33 102,67 S & DC

PDT-4 0,0012 186,60 1,33 100.00 S & DC

Mode

KeruntuhanModel

Rasio

T ulangan

Dinding

Beban Retak

Pertama

dinding (Fcr),

kN

Deformasi

Lateral

saat retak,

mm

%

Perbandingan

thd PDNT -1

Catatan:

S&CC : Shear (S) and Corner Compression

S & DC : Shear (S) and Diagonal Compression

PDT-1

PDT-2

PDT-3 PDT-4

PDNT-1

170

175

180

185

190

195

200

205

0.0046 0.0023 0.0015 0.0012 0

Beban Retak Pertama, kN

Rasio Tulangan Dinding

Gambar 3. Hubungan rasio tulangan dinding dengan

beban retak pertama (Pcr)

Variasi

h’/l’

Tulangan fy

(MP

Rasio

Tulangan

P-1 PDNT-1 PDT-1 1,00 D10-184 400 0.0046

- - PDT-2 1,00 D10-368 400 0.0023

- - PDT-3 1,00 D10-552 400 0.0015

- - PDT-4 1,00 D10-736 400 0.0012

Kode Model



Retak Tekan Diagonal

Retak Geser

Terlepas

Terlepas

Terlepas

Terlepas

Retak Sudut

Retak Sudut

Kondisi retak semua model pada akhir pembebanan/keruntuhan ditunjukan pada Gambar 4 (a),(b),(c),(d),(e) dan (f)

masing-masing untuk portal terbuka, dinding pengisi dengan rasio tulangan 0,0046; 0,0023; 0,0015; 0,0012 dan

0,00. Peningkatan beban lateral memperlebar dan memperpanjang retak awal disepanjang pertemuan panel dinding

dengan kolom dan balok bawah portal bahkan menyebabkan timbulnya retak baru pada diagonal dinding,

sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 4 (a) sampai (f).

Akibat pembebanan latral, kolom dari portal terbuka mengalami deformasi double curvature terlihat dari pola retak

tarik dan tekan yang terjadi pada kolom (Gambar 4.a). Adanya dinding pengisi pada panel portal tersebut

mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk deformasi pada struktur portal menjadi deformasi single curvature

dengan pola retak seperti dinding kantilever yang memiliki kolom-kolom sebagai elemen batas (boundary elements).

(a) Portal terbuka, P-1

(b) PDT-1

(c) PDT-2

TerlepasRetak Geser

Retak Tekan Dia.

(d) PDT-3

Terlepas

Retak Diagonal Tekan

Retak Geser

(e) PDT-4

(f) PDNT-1

Gambar 4. Pola retak pada pembebanan ultimit dari semua model yang dianalisa

Peningkatan rasio tulangan pada dinding pasangan juga dapat meningkatkan distribusi retak pada dinding. Hal ini

diakibatkan adanya efek kekangan yang diberikan oleh baja tulangan terhadap pergerakan dari retak geser yang

terjadi.

3.2 Kontur tegangan pada dinding

Distribusi tegangan normal (Sx) yang terjadi pada masing-masing model dapat dilihat dari kontur tegangan yang

ditampilkan pada Gambar 5. Dari kontur tegangan terlihat bahwa konsentrasi medan tegangan tekan terjadi pada

daerah diagonal dinding yang membentuk strut diagonal.

Penambahan baja tulangan pada dinding mengubah bentuk strut diagonal dari berbentuk prismatis (pada PDNT)

menjadi berbentuk botol (pada PDT). Gambar 5 juga menunjukkan bahwa peningkatan rasio tulangan dinding

dapat meningkatkan luas daerah tekan diagonal pada dinding. Hal ini disebabkan oleh baja tulangan mampu

mencegah terjadinya pemisahan dini pada daerah dinding yang mengalami tarik dari portal disekelilingnya seperti

halnya yang terjadi pada portal-dinding tanpa tulangan (PDNT).

X

Y

Z

Tarik

Tekan



(a) PDT-1 (rasio 0,0046)

(b) PDT-2 (rasio 0,0023) (c) PDT-3 (rasio 0,0015)

PDT-4 (rasio 0,0012)

(e) PDNT-1 (rasio 0,00)

Gambar 5. Kontur tegangan normal Sx yang terjadi pada dinding untuk semua model

3.3 Hubungan Beban-Lendutan Lateral

Hubungan antara beban dan deformasi lateral dari portal dengan dinding pengisi ditunjukkan pada Gambar 6. Portal

terbuka memiliki deformasi yang cukup panjang namun beban leleh dan maksimum yang mampu dipikul jauh lebih

kecil dari portal dengan dinding pengisi baik bertulang maupun tidak. Dengan adanya dinding pengisi pada panel

portal tersebut, deformasi horizontal yang terjadi baik pada kondisi leleh maupun ultimit jauh lebih kecil dari portal

terbuka. Hal ini menunjukan bahwa keruntuhan yang ditunjukan oleh portal dengan dinding pasangan sangat getas.

Pengaruh rasio tulangan dinding terhadap deformasi lateral dinding tidak terlalu significant pada kondisi sebelum

leleh baja tulangan terjadi. Pada kondisi sebelum leleh, semua kurva P-δ dari portal dengan dinding pengisi hampir

berimpit, namun pengaruh rasio baja tulangan baru kelihatan pada kondisi leleh sampai kondisi beban ultimit

dimana kurva P-δ mulai mengalami deviasi satu dengan lainnya. Perbedaan dari kurva ini merupakan kontribusi dari

rasio tulangan yang terpasang pada dinding.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0

Ga

ya

late

ral,

kN

Deformasi Horizontal, mm

PDT-1

PDT-2

PDT-3

PDT-4

PDNT-1

P-1

Gambar 6. Hubungan beban dan deformasi lateral

Tabel 5. Beban dan deformasi saat leleh dan ultimit

Defleksi, Defleksi,

(mm) (mm)

P-1 52,25 28,55 66,38 58,20

PDNT-1 244,25 3,78 244,25 3,78

PDT-1 258,53 2,05 366,90 4,53

PDT-2 256,48 2,36 314,52 3,94

PDT-3 253,88 2,64 311,80 4,07

PDT-4 249,40 2,88 307,61 4,36

ModelBeban, F y

(kN)

Beban, F m

(kN)y∆

m∆



3.4 Daktilitas

Daktilitas struktur dihitung berdasarkan rasio antara simpangan pada beban ultimit dengan simpangan pada beban

leleh pertama. Hasil analisis daktilitas struktur portal terbuka dan portal dinding pengisi serta perbandingannya

dengan daktilitas portal terbuka ditampilkan pada Tabel 6. Pemasangan tulangan (arah horisontal dan vertikal) pada

dinding pengisi dapat meningkatkan nilai daktilitasnya. Peningkatan ini tergantung dari rasio tulangan yang

terpasang pada dinding, dimana semakin besar rasio tulangan maka daktilitas semakin tinggi pula. Hubungan rasio

tulangan dinding dengan daktilitas ditunjukkan pada Gambar 7.

Dari Gambar 7 dapat disampaikan bahwa pemasangan rasio tulangan sampai dengan ~ 0.004, daktilitas portal

dinding pengisi masih lebih kecil dari portal terbuka, namun rasio tulangan diatas 0,004, daktilitasnya lebih besar

dari daktilitas portal terbuka. Untuk Model PDT-1, daktilitasnya cukup tinggi karena deformasi leleh yang terjadi

kecil, sedangkan mampu berdeformasi inelastis yang cukup besar sebelum mengalami kegagalan.

Tabel 6. Kekakuan leleh, ultimit dan daktilitas

P-1 Portal terbuka 2,04 100

PDNT -1 0,0000 1,00 49

PDT -1 0,0046 2,21 108

PDT -2 0,0023 1,67 82

PDT -3 0,0015 1,54 75

PDT -4 0,0012 1,51 74

Model

Koefisien

Daktilitas

(µ)

Rasio T ulangan

Dinding

%

Perbandingan

daktilitas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

Koef

isie

n D

ak

tili

tas

Per

pin

dah

an

, µµ µµ


Portal-Dinding (FEA)

Portal Terbuka (FEA)

Gambar 7. Hubungan rasio tulangan dengan faktor

daktilitas portal-dinding bertulang

3.5 Kekakuan Struktur

Penambahan baja tulangan pada dinding dapat meningkatkan kekakuan leleh dan kekakuan ultimit yang cukup

significant seperti terlihat pada Tabel 7. Besarnya peningkatan kekakuan portal dinding pengisi bertulang (PDT)

terhadap portal dinding pengisi tanpa tulangan (PDNT-1) pada kondisi leleh berkisar dari 34% sampai 95,2%.

Sedangkan pada kondisi ultimit, peningkatan kekakuan berkisar antara 9,2% sampai 25,3% terhadap kekakuan

ultimit portal dinding pengisi tanpa tulangan. Dari Gambar 8 dan Tabel 7 juga terlihat bahwa terjadinya degradasi

kekakuan ultimit terhadap kekakuan leleh disebabkan oleh terjadinya pelelehan baja tulangan dan retak pada dinding

yang cukup banyak.

0

20

40

60

80

100

120

140

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

Kek

ak

uan

, k

N/m

m


Portal-Dinding Ultimit (FEA)

Portal Terbuka Ultimit (FEA)

Portal-Dinding Leleh (FEA)

Portal-Terbuka-Leleh (FEA)

Gambar 8. Hubungan rasio tulangan dengan kekakuan

portal-dinding bertulang

Tabel 7. Kekakuan leleh dan ultimit

P-1 Portal terbuka 1,83 2,80 1,14 1,80

PDNT -1 0,0000 64,62 100,0 64,62 100,0

PDT -1 0,0046 126,11 195,2 80,99 125,3

PDT -2 0,0023 108,68 168,2 79,83 123,5

PDT -3 0,0015 96,17 148,8 76,61 118,6

PDT -4 0,0012 86,60 134,0 70,55 109,2

ModelRasio T ulangan

Dinding

Kekakuan

leleh (Ky)

kN/mm

%

Perbandingan

kekakuan

leleh

Kekakuan

ultimit (Ku)

kN/mm

%

Perbandingan

Kekakuan Ult.



3.6 Kapasitas Beban Lateral

Kapasitas beban lateral untuk portal dengan dinding pengisi bertulang baik kapasitas beban leleh maupun beban

ultimit ditampilkan pada Tabel 8. Peningkatan kapasitas beban lateral leleh berkisar antara 2,1% (rasio tulangan

0,0012) sampai 5,85% (rasio tulangan 0,0046) terhadap beban leleh portal dengan dinding pengisi tanpa tulangan.

Sedangkan untuk beban ultimit, peningkatan kapasitas beban lateral adalah sebesar 50,2% dengan jarak antara

tulangan 184 mm (rasio 0,0046) , 28,8% dengan jarak antara tulangan 368 mm (rasio 0,002), 27,7% dengan jarak

antara tulangan 552 mm (rasio 0,0015) dan 25,9% dengan jarak tulangan 736 mm (rasio 0,0012). Peningkatan

kapasitas beban ini dikarenakan kontribusi dari tulangan dalam menahan kegagalan/retak akibat geser sehingga

portal masih memiliki kekakuan untuk memikul beban yang bekerja.

Tabel 8. Beban lateral dan mode keruntuhan

Defleksi, Defleksi,

(mm) (mm)

P-1 52,25 28,55 66,38 58,20 Lentur

PDNT-1 244,25 3,78 244,25 3,78 S & CC

PDT-1 258,53 2,05 366,90 4,53 S & DC

PDT-2 256,48 2,36 314,52 3,94 S & DC

PDT-3 253,88 2,64 311,80 4,07 S & DC

PDT-4 249,40 2,88 307,61 4,36 S & DC

ModelBeban, F y

(kN)

Beban, F m

(kN)Mode Keruntuhan

y∆ m∆

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0.0000 0.0010 0.0020 0.0030 0.0040 0.0050

Beb

an

La

tera

l ,

kN


Portal-Dinding Ultimit (FEA)

Portal terbuka Ultimit (FEA)

Portal-dinding-leleh (FEA)

Gambar 10. Hubungan rasio tulangan dinding

dengan beban lateral

4. SIMPULAN DAN SARAN

4.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya maka dapat diambil beberapa simpulan

sebagai berikut :

1. Pada portal dengan dinding pengisi bertulang rasio h’/l’=1,0 terlihat bahwa pemasangan tulangan pada

dinding pengisi cukup efektif meningkatkan kekuatan, kekakuan dan daktilitas struktur.

2. Pemasangan baja tulangan pada dinding dapat menghambat terjadinya pemisahan dini antara portal dengan

dinding pengisinya dan mampu meningkatkan luas bidang dinding yang menerima tekan serta mengubah

pola keruntuhan dari shear and corner compression (S & CC) menjadi shear and diagonal compression (S

& DC).

3. Bentuk daerah tekan diagonal mengalami perubahan dari berbentuk prismatis menjadi berbentuk botol

(bottle shape) dengan pemasangan baja tulangan pada dinding.

4. Peningkatan rasio tulangan pada dinding dapat meningkatkan kapasitas beban retak, leleh dan ultimit.

Peningkatan juga terjadi pada kekakuan dan daktilitas struktur dengan bertambahnya rasio tulangan

tersebut.

5. Pemasangan rasio tulangan dinding yang lebih besar daripada 0,004, mampu memberikan daktilitas

melebihi portal terbuka.

4.2 Saran

Perlu dilakukan analisis dengan memperhitungkan variabel lain seperti tebal dinding, tipe masonry yang digunakan,

letak tulangan pada dinding untuk mendapatkan pemahaman yang lebih lengkap dari perilaku portal dengan dinding

pengisi bertulang.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standardisasi Nasional. (2002). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI

03-1726-2002, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.

Badan Standarisasi Nasional. (2002). Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-

2847-2002, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung.



Bale, H.H., Suhendro, B., Triwiyono, A. (1999). “Prosedur Elemen-Hingga Multi Lapis untuk Analisis Linier

Elastis Struktur Beton Bertulang”. Teknosains, Vol. 12(2), hal : 191-212.

Budiono, B., Hermani. (2003). ”Model Elemen Hingga Non Linier untuk Karakteristik Panel Dinding Bata Pengisi

terhadap Gaya Laterak Siklik”. Proceedings ITB Sains & Teknologi, Vol. 35 A, No 2, hal : 129-145.

FEMA 306. Evaluation of Raethquake Damaged Concrete and Masonry Wall Buildings- Basic Prosedures Manual.

Prepared by ATC. Redwood City, California.

FEMA 307. Evaluation of Raethquake Damaged Concrete and Masonry Wall Buildings- Basic Prosedures Manual.

Prepared by ATC. Redwood City, California.

Lusas Modeller. (2004). User Manual. High Street Kingston-upon-Themes Surrey.

Madan, A., Reinhorn, A.M., Mander, J.B., dan Valles, R.E. (1997). ”Modeling of Masonry Infill Panels for

Structural Analysis”. J. Struc. Engrs., ASCE, 123(5), p. 604-613.

Mehrabi, A.B., Shing, P.B. (1997). “Finnite Element Modeling of Masonry-Infilled RC Frames”. Journal Strct.

Engrg., ASCE, 122(5). p. 604-613.

Mehrabi, A.B., Shing, P.B., Schuller, M.P., Noland, J.L. (1996). “Experimental Evaluation of Masonry-Infilled RC

Frames”. J. Strct. Engrg. ASCE, 122(3). p. 228-237

Paulay, T dan Priestley, M. J. N. (1992). Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Building. Chichester.

New York . Brisbane . Toronto : John Wiley & Sons, Inc.

Shing, P. B., Restrepo, J, & Stavridis, A. (University of California, San Diego) ; Willam, K., Mettupalayam, S., &

Blackard, B. (University of Colorado, Boulder) ; Billington, S., & Kyriakides, M. (Stanford University).

(2006). Seismic Performance Assessment and Retrofit of Non Ductile RC Frames with Infill Wall. NEESR-

SG : Annual Meeting, July 21-23, 2006, Colorado : University of Colorado, Boulder

Suku, Y.L. (2007). “Pemodelan dan Analisis Perilaku Portal-Diding Pengisi Menggunakan Metode Elemen Hingga

dan Equivalent Diagonal Strut”. Tesis, Program Magister Teknik Sipil, Program Pascasarjana Universitas

Udayana, Bali.



Documents

PEMODELAN DAN ANALISIS PERILAKU PORTAL - DINDING …