jurnal rekayasa sipil - zona rekayasa struktur - Universitas Brawijaya

PENGARUH PENGGUNAAN PENGEKANG (BRACING) PADADINDING PASANGAN BATU BATA TERHADAP RESPON GEMPALilya Susanti, Sri Murni Dewi, Siti NurlinaJurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya MalangJl. MT. Haryono 167, Malang 65145, IndonesiaE-mail : civil@brawijaya.ac.idABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh keberadaan bracing terhadap ketahanan beban dandeformasi dinding, perbedaan waktu pemasangan bracing terhadap ketahanan respon gempa pada dinding danperbedaan bahan bracing terhadap ketahanan respon gempa pada dinding, yaitu bahan baja dan bracingbambu. Model yang digunakan berupa 24 dinding pasangan batu bata dimensi 1,2 m x 1 m dengan portalbalok dan kolom pada tepinya dengan dimensi 7 cm x 7 cm. Sebanyak 12 model dinding akan menggunakanbracing baja dan sisanya menggunakan bracing bambu. Dari 12 model dinding, 6 benda uji akan dipasangbracing pada fase pra retak dan sisanya pada fase paska retak. Kesemuanya akan diuji dengan bebanmonotonic dan cyclic yang diasumsikan sebagai beban gempa. Hasil pengujian menunjukkan bahwapenggunaan bracing dapat meningkatkan kekuatan dinding. Perbedaan waktu pemasangan bracingmemberikan perbedaan kekuatan pada dinding dimana bracing yang dipasang pada fase pra retakmemberikan kontribusi yang lebih baik daripada bracing yang dipasang pada fase paska retak. Bahan bambucukup efektif digunakan sebagai pengganti baja pada fase pra retak namun pada fase paska retak, bajamemberikan tahanan beban yang lebih baik. Selain itu, penggunaan bracing dapat meningkatkan daktilitasdindng.Kata kunci : bracing, dinding, respon gempaPENDAHULUANDinding pasangan batu bataadalah material yang bersifat non-elastis,non homogen dan anisotropis.Penggunaannya telah dikenal secara luasyaitu hampir pada setiap bangunan diIndonesia. Dinding pasangan batu batajuga seringkali menjadi pilihan utamadengan alasan biaya yang terjangkau,mudah dalam pemasangannya dankemampuannya dalam meredam panas.Pada kebanyakan gedung, dindingbukanlah bagian dari elemen struktural,namun berfungsi sebagai pengaku danpenyekat atau pemisah antar ruangbangunan. Untuk menjadikan dindingtersebut sebagai dinding struktural, makasalah satunya adalah dengan memasangpengekang (bracing) yang dapatbertindak sebagai kolom praktis padadinding.Dinding sangat kaku pada arah inplanenya. Bila terkena getaran gempayang tinggi, akan terjadi keretakandengan arah diagonal yang disertaidengan reduksi kekuatan dankekakuannya (Key, 1988). Bracing dapatmenahan gaya tarik dinding.Adapun beberapa identifikasimasalah yang dapat dikemukakan adalah:a) Dinding pasangan batu bata dianggapbukan merupakan elemen strukturalbangunan sehingga pembuatandinding biasanya dilakukan tanpaperkuatan apapunb) Bila terkena beban gempa, elemendinding seringkali merupakan bagianyang mengalami kerusakan palingparah, biasanya berwujud retakdiagonalc) Kekuatan dinding seharusnya dapatmeningkat dengan penggunaanJURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 1

KodeD-1A(1)D-1A(2)D-1A(3)D-1A(4)D-1A(4)D-1A(5)D-1A(6)D-1B(1)D-1B(2)D-1B(3)D-1B(4)D-1B(5)D-1B(6)D-2A(1)D-2A(2)D-2A(3)D-2A(4)D-2A(5)D-2A(6)D-2B(1)D-2B(2)D-2B(3)D-2B(4)D-2B(5)D-2B(6)Tabel 1. Spesifikasi benda ujiTulanganBracing Kolom Balok SengkangBajadiameter6 mmBajadiameter6 mmBambudimensi8 x 8 mmBambudimensi8 x 8 mmBajadiameter6 mmBajadiameter6 mmBambudimensi8 x 8mmBambudimensi8 x 8mmBajadiameter6 mmBajadiameter6 mmBambudimensi8 x 8 mmBambudimensi8 x 8 mmBajadiameter 4mmBajadiameter 4mmBajadiameter 4mmBajadiameter 4mmPemasanganBracingPra retakPaska retakPra retakPaska retakGambar 1. Detail Benda UjiJURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 3

DataTeknisawalMaterialbaja bambu Batu bata pasir kerikilsemenUji tarikUji tekanSifat fisik material:- pengujian agregat- Pengujian SG,absorpsi, berat isiMenentukan rancangan campuran(mix design)Analisispenampang,bracing danpenulanganPembuatan benda ujimortarbetonPengujian benda ujiPerawatan benda ujiPengujian mortar danbetonData beban simpanganData beban kuat tekanEvaluasi kecukupan dataeksperimenTidakHasil analisis teoritisPembuatan model hubungan antar parameter penelitianYaPengolahan data, analisis hasil dan verifikasiKomparasi analisis teoritis dan hasil eksperimenKesimpulanSelesaiGambar 2. Diagram Alir PenelitianHASIL DAN PEMBAHASANPengujian monotonik yang dilakukanpada masing-masing model benda uji,yaitu model baja dan model bambumenghasilkan data-data nilai maksimumyang ditabelkan dalam Tabel 2 dan Tabel3. Sedangkan ilustrasi pembebanan mulaidari awal sampai runtuh digambarkanpada Gambar 3 dan Gambar 4 masingmasinguntuk model baja dan bambu.JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 4

Beban (KN)Beban (KN)Tabel 2. Hasil pengujian monotonik model bajaNo Keterangan Hasil Uji1 Model bracing bajaBeban maksimumPerpindahan maksimumRegangan vertikal maksimum18,36 KN8,219 mm0,170 mm2Regangan horizontal maksimum 0,155 mmModel tanpa bracing baja3Beban maksimumPerpindahan maksimumRegangan vertikal maksimumRegangan horizontal maksimumModel bracing baja renovasiBeban maksimumPerpindahan maksimum16,20 KN11,272 mm0,009 mm0,055 mm32,40 KN12,052 mmRegangan vertikal maksimum 0,036 mmRegangan horizontal maksimum 0,042 mm35UJI GESER MONOTONIK GABUNGAN (MODEL BAJA)3025201510bracing bajatanpa bracing bajabracing baja renovasi500 2 4 6 8 10 12 14Perpindahan (mm)Gambar 3. Grafik Hubungan Beban –Perpindahan uji gesermonotonik model bajaTabel 3. Hasil pengujian monotonik model bambuJenis PengujianModel bracing bambuBeban maksimumPerpindahan maksimumPerpindahan pada level beban 14,04 KNRegangan vertikal level beban 14,04 KNRegangan horizontal level beban 14,04 KNModel tanpa bracing bambuBeban maksimumPerpindahan maksimumRegangan vertikal maksimumRegangan horizontal maksimumHasil19,98 KN23,567 mm10,454 mm0,800 mm0,065 mm14,04 KN13,823 mm0,310 mm0,035 mm25UJI GESER MONOTONIK GABUNGAN (MODEL BAMBU)201510bracing bambutanpa bracing bambu500 5 10 15 20 25Perpindahan (mm)Gambar 4. Grafik Hubungan Beban –Perpindahan uji gesermonotonik model bambuData hasil pengujian monotonik yang telahdidapatkan sebelumnya, dipakai sebagaireferensi penentuan tahap pembebanansecara cylic. Pengujian cyclic dilakukanJURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 5

Perpindahan (mm)Perpindahan (mm)pada masing-masing model seperti yangtertera pada tabel spesifikasi benda uji.Hasil pengujian maksimum ditabelkanpada Tabel 4 dan Tabel 5, masing-masinguntuk model benda uji baja dan bambu.Ilustrasi pembebanan secara lengkapdiilustrasikan pada Gambar 5 sampaidengan Gambar 7 untuk model baja,dilanjutkan dengan Gambar 8 sampaidengan Gambar 10 untuk model bambu,sebagai berikut:Jenis PengujianModel bracing bajaBeban maksimum rata-rataPerpindahan maksimum rata-rataTahap dan siklus maksimum rata-rataRegangan vertikal maksimum rata-rataRegangan horizontal maksimum rata-rataRegagan tulangan kolom maksimumRegagan tulangan balok maksimumRegagan tulangan bracing maksimumModel tanpa bracing bajaBeban maksimum rata-rataPerpindahan maksimum rata-rataTahap dan siklus maksimum rata-rataRegangan vertikal maksimum rata-rataRegangan horizontal maksimum rata-rataModel bracing baja renovasiBeban maksimum rata-rataPerpindahan maksimum rata-rataTahap dan siklus maksimum rata-rataRegangan vertikal maksimum rata-rataRegangan horizontal maksimum rata-rataTabel 4. Hasil pengujian cyclic model bajaHasil14,69 KN10,163 mmTahap 4 (80% beban maksimum) siklus ke-20,1204 mm0,0406 mm0,78 mm1,24 mm2,23 mm9,72 KN4,95 mmTahap 3 (60% beban maksimum) siklus ke-60,1074 mm0,085 mm14,69 KN4,591 mmTahap 4 (80% beban maksimum) siklus ke-10,07 mm0,196 mmGRAFIK UJI CYCLIC DAN MONOTONIK MODEL BRACING BAJA25CYCLICMONOTONIK201510-12 -10 -8 -6 -4 -2 -5 0 2 4 6 8 1050-10-15-20Beban (KN)Gambar 5. Grafik Hubungan Beban –Perpindahan uji geser cyclic modelbracing bajaGRAFIK UJI MONOTONIK DAN CYCLIC MODEL TANPA BRACING BAJA20CYCLICMONOTONIK151050-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14-5-10-15Beban (KN)Gambar 6. Grafik Hubungan Beban –Perpindahan uji geser cyclic modeltanpa bracing bajaJURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 6

Perpindahan (mm)Perpindahan (mm)Perpindahan (mm)GRAFIK UJI MONOTONIK DAN CYCLIC MODEL BRACING BAJARENOVASI25CYCLICMONOTONIK20151050-6 -4 -2 0-52 4 6 8 10-10-15-20Beban (KN)Gambar 7. Grafik Hubungan Beban – Perpindahan uji geser cyclic modelbracing baja renovasiTabel 5. Hasil pengujian cyclic model bambuJenis PengujianModel bracing bambuBeban maksimum rata-rataPerpindahan maksimum rata-rataTahap dan siklus maksimum rata-rataRegangan vertikal maksimum rata-rataRegangan horizontal maksimum rata-rataRegangan tulangan kolom maksimumRegangan tulangan balok maksimumModel tanpa bracing bambuBeban maksimum rata-rataPerpindahan maksimum rata-rataTahap dan siklus maksimum rata-rataRegangan vertikal maksimum rata-rataRegangan horizontal maksimum rata-rataModel bracing bambu renovasiBeban maksimum rata-rataPerpindahan maksimum rata-rataTahap dan siklus maksimum rata-rataRegangan vertikal maksimum rata-rataRegangan horizontal maksimum rata-rataHasil16 KN8,999 mmTahap 4 (80% beban maksimum) siklus ke-30,136 mm0,043 mm0,37 mm1,04 mm8,42 KN5,398 mmTahap 3 (60% beban maksimum) siklus ke-60,1592 mm0,1818 mm12 KN6,547 mmTahap 3 (60% beban maksimum) siklus ke-50,1886 mm0,2948 mmGRAFIK UJI MONOTONIK DAN CYCLIC MODEL BRACING BAMBUCYCLICMONOTONIK2520151050-12 -10 -8 -6 -4 -2-50 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26-10-15-20Beban (KN)Gambar 8. Grafik Hubungan Beban –Perpindahan uji geser cyclic modelbracing bambuGRAFIK UJI MONOTONIK DAN CYCLIC MODEL TANPA BRACING BAMBUCYCLICMONOTONIK20151050-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16-5-10Beban (KN)Gambar 9. Grafik Hubungan Beban –Perpindahan uji geser cyclic modeltanpa bracing bambuJURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 7

Perpindahan (mm)GRAFIK UJI MONOTONIK DAN CYCLIC MODEL BRACING BAMBURENOVASI2520151050-10 -8 -6 -4 -2 0-52 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26-10-15Beban (KN)CYCLICMONOTONIKGambar 10. Grafik Hubungan Beban – Perpindahan uji geser cyclic modelbracing bambu renovasiBerdasarkan Tabel 2 s.d Tabel 5dan Gambar 5 s.d 10, menunjukkanbahwa bracing memberikan tambahankekakuan dan kekuatan dinding. Padamodel bracing baja, kekuatan dindingmeningkat 13,33 % dan perpindahanakibat pemasangan bracing pada modelbaja 93,34% lebih kecil daripada modelbaja tanpa bracing. Keberadaan bracingpada model bambu menambah kekuatandinding 29,73 % dan perpindahan modelbambu yang menggunakan bracingsebesar 32,23 % lebih kecil daripadamodel bambu tanpa bracing.Level tahanan beban gempa darimodel baja model bracing baja adalahtahap 4 (80% beban maksimum / 14,69KN) siklus ke-2 dan deformasi 10,163mm. Sedangkan pada model modelbracing baja renovasi adalah tahap 4(80% beban maksimum / 14,69 KN)siklus ke-1 dan deformasi 4,591 mm.Untuk model bambu, tahanan bebanmodel bracing bambu mencapai tahap 4(80% beban maksimum / 16 KN) sikluske-3 dan deformasi 8,999 mm. Padamodel bracing bambu renovasi hanyasebesar tahap 3 (60% beban maksimum /12 KN) siklus ke-5 dengan deformasi6,547 mm. Hal ini berarti model denganbracing yang dipasang pada fase praretak memberikan kapasitas tahananbeban gempa dan kapasitas deformasimempunyai level tahanan beban tahap 4(80% beban maksimum/16 KN) siklus ke-3 dan deformasi 8,999 mm. Hal inimenunjukkan bahwa pada fase pra retak,model bambu mempunyai tahanan bebanterhadap respon gempa yang lebih tinggidaripada model baja.Pada model dengan bracing yangdipasang dari awal pembuatan dinding,model yang memakai bracing bajamencapai level tahanan beban tahap 4(80% beban maksimum / 14,69 KN) sikluske-2 dan deformasi 10,163 mm sedangkandinding dengan bracing bambumempunyai level tahanan beban gempatahap 4 (80% beban maksimum / 16 KN)siklus ke-3 dan deformasi 8,999 mm. Halini menunjukkan bahwa pada fase praretak, model bambu mempunyai kapasitastahanan beban terhadap respon gempayang lebih tinggi daripada model baja.Pada model dengan bracing sebagairenovasi, dinding yang memakai bracingbaja mencapai level tahanan beban tahap 4(80% beban maksimum / 14,69 KN) sikluske-3 dan deformasi 8,999 mm sedangkandinding dengan bracing bambumempunyai level tahanan beban tahap 3(60% beban maksimum / 12 KN) sikluske-5 dengan deformasi 6,547 mm. Hal inimenunjukkan bahwa pada fase paskagempa, model bambu mempunyaikapasitas tahanan beban terhadap responJURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 8

yang lebih tinggi daripada model denganbracing yang dipasang pada fase paskaretak. Pada model tanpa renovasi,dinding dengan bracing baja mencapailevel tahanan beban tahap 4 (80% bebanmaksimum/14,69 KN) siklus ke-2 dandeformasi 10,163 mm sedangkandinding dengan bracing dari bambugempa yang lebih rendah dibandingkanmodel baja.Daktilitas struktur ditinjau dariSNI 03-2847-2002, hanya model tanparacing baja yang berada dalam rentangdaktilitas parsial (1 – 5). Sementara modelyang lain berada pada rentang daktilitaspenuh. Hal ini ditunjukkan terlihat darinilai-nilai daktilitas hasil perhitungan yangditabelkan dalam Tabel 6 sebagai berikut:ModelModel bracing bajaModel bracing bambuModel tanpa bracing bajaModel tanpa bracing bambuTabel 6. Perhitungan daktilitas dindingPerpindahan PerpidahanLeleh Ultimit(mm) (mm)0,1310,7553,3611,5748,21923,56711,27213,823Daktilitasperpindahan62,74031,2163,3548,782Daktilitasperpindahan77,85138,6113,93010,687KESIMPULAN DAN SARANKesimpulan1. Penambahan bracing pada portaldinding pasangan batu bata dapatmeningkatkan kekuatan dan kekakuandinding terhadap respon gempa. Halini terjadi karena bracing memberikansumbangan kekuatan dalam menahangaya tarik akibat beban gempa.Dinding pasangan batu bata bersifathampir sama dengan beton yaitukekuatan tekannya jauh lebih tinggidaripada kuat tariknya. Kelemahandinding ini dapat tertutupi denganadanya bracing.2. Perbedaan waktu pemasangan bracingmenghasilkan kekuatan yang berbedaterhadap respon gempa. Bracing yangdipasang dari awal pembuatandinding dapat bertahan lebih baikterhadap beban gempa dibandingkandengan bracing yang dipasang setelahdinding mengalami retak. Hal inidisebabkan karena dinding yang telahretak akibat gempa, mengalamidissipasi energi dan kelelahan struktur(fatigue) sehingga kekuatannya tidaksebaik dinding yang baru dibuat.3. Bambu cukup efektif untuk digunakansebagai pengganti tulangan bajasebagai bahan penyusun bracingwalaupun memiliki kekurangandibandingkan dengan baja. Bracingbambu pada fase pra retak mencapaiketahanan terhadap respon gempayang lebih baik daripada baja. Tetapipada fase paska retak, yaitu setelahdinding bersifat non linier, bahan bajamasih lebih baik digunakan sebagaibracing. Hal ini disebabkan karenaperbedaan perilaku teganganreganganbambu dan baja. Bahan bajabersifat lebih daktail dan masihmempunyai ketahanan yang baikdalam menahan beban meskipun padafase non elastis. Sedangkan bambuyang getas, setelah bersifat non elastiskemampuannya dalam menahanbeban sudah jauh berkurang.4. Pemakaian bracing dapatmeningkatkan daktilitas dinding.Daktilitas struktur dinding denganpemakaian bracing baja lebih tinggidaripada model bracing bambu. Halini disebabkan karena perbedaandaktilitas bahan baja dan bambuseperti yang telah disebutkan dalamkesimpulan no. 3 di atas. Dari semuamodel, hanya model tanpa bracingbaja yang termasuk daktilitas terbatas.JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 9

Model lainnya merupakan strukturdaktilitas penuh. Jadi dapat dikatakanbahwa model bambu mempunyaitingkat daktilitas yang sama denganbaja.Saran1. Perlu kajian teoritis yang lebih detaildalam permodelan benda uji dindingpasangan batu bata.2. Pelaksanaan pembuatan benda ujiperlu diawasi dan diperhatikandengan lebih seksama untukmenghidari ketidaksempurnaan yangmengakibatkan penyimpangan hasilpenelitian terhadap analisis teoritis.3. Perlu tambahan tulangan untukmemperkuat daerah sambunganbalok-kolom karena pada daerahtersebut akan timbul momen yangbesar akibat gaya geser pada ujungatas dinding.4. Penelitian dapat dikembangkandengan model portal lebih dari satulantai dan portal satu lantai denganlebih dari satu bentangan untukmengetahui apakah pemasanganbracing pada dinding pasangan batubata akan bertindak sama denganperilaku ikatan angin pada portalbangunan baja.DAFTAR PUSTAKACalvi, G. M. and Magenes, G. 1997. SeismicEvaluation and Rehabilitation of MasonryBuildings. Proceedings of The US-ItalianWorkshop on Seismic Evaluation andRetrofit 123-132 .Ernawati. 2005. Perkuatan Lentur Balok KayuSengon dengan Menggunakan Bambu Oridengan Perkuatan Lentur pada BagianTarik dan Perkuatan Lentur pada BagianTarik dan Tekan. Tugas Akhir. TidakDipublikasikan.Ghavami, Khosrow. 2005. Bamboo asReinforcement in Structural ConcreteElements. Cement and ConcreteComposites Vol 27: 637-649.Key, D. E. 1988. Earthquake Design Practice forBuildings. Thomas Telford. London.Mangkoesoebroto, S. P.; Goto, T.; Amri, S. andTambunan, S. 2005. Experimental andNumerical Study of Confined MasonryWall Under Cyclic Loading. ITB CentralLibrary Code T.624.1 TAMMarzahn, G. 1997. Dry Stacked Masonry inComparison With Mortar JointedMasonry. Leipzig Annual CivilEngineering Report 2: 353-365Paulay, T. and Priestley, M. J. N. 1992. SeismicDesign of Reinforced Concrete andMasonry Buildings. John Wiley and Sons.Inc, New York.Panitia Teknik Standardisasi Bidang Konstruksidan Bangunan. 2002. Tata CaraPerhitungan Struktur Beton UntukBangunan Gedung (SNI 03-2847-2002).Badan Standardisasi Nasional, Bandung.Sabnis, G. M.; Harris, H. G.; White, R.N andMirza, M.S. 1983. Structural Modelingand Experimental Technique. PrenticeHall. Inc. New Jersey. 07632.Schneider, R. R. and Dickey, W. L. 1994.Reinforced Masonry Design. ThirdEdition. Prentice Hall. Inc. New Jersey.07632.Tomazevic, M. 2000. Some Aspect ofExperimental Testing of SeismicBehaviour of Masonry Walls and Modelsof Masonry Buildings. ISET Journal ofEarthquake Technology 404 Vol 57: 101-117.JURNAL REKAYASA SIPIL / Volume 5, No.1 – 2011 ISSN 1978 – 5658 10