Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan kebutuhan gedung tinggi di wilayah metropolitan dan tingginya kerentanan seismik di Indonesia menjadikan desain bangunan tahan gempa krusial untuk memitigasi keruntuhan struktur. Sistem Rangka Bresing Tahan Tekuk (BRBF) merupakan sistem struktur baja yang masih jarang diterapkan di Indonesia, namun memiliki kinerja seismik yang baik. Hal ini disebabkan oleh kemampuannya untuk mengalami leleh dalam kondisi tarik dan tekan, sehingga menghasilkan kekakuan, kekuatan, dan daktilitas yang tinggi untuk mendisipasi energi gempa. Dalam SNI 1726:2019, penggunaan BRBF sebagai sistem struktur tunggal dibatasi hingga ketinggian tertentu, khususnya untuk bangunan dengan Kategori Desain Seismik (SDC) D, E, dan F. Studi ini membandingkan dua pendekatan perancangan struktur BRBF pada gedung tinggi 40 lantai yang melampaui batas ketinggian dalam SNI 1726:2019, yaitu Desain Preskriptif Berbasis Standar (CBD) dan Desain Seismik Berbasis Kinerja (PBSD). Pada CBD, digunakan koefisien seismik (R, Cd, dan ?0) tanpa mempertimbangkan batasan ketinggian struktur dengan SDC D. Prosedur CBD harus memenuhi kriteria penerimaan global dan komponen sesuai dengan SNI 1726:2019, SNI 7860:2020, dan SNI 1729:2020. Sementara itu, PBSD dimulai dengan penetapan target kinerja struktur, kemudian komponen dirancang untuk mencapai kinerja tersebut dengan tetap mengacu pada kriteria penerimaan global sebagaimana diterapkan dalam CBD. Perbedaan utama PBSD terletak pada desain kapasitas yang mengasumsikan strain-hardening BRB terjadi pada lantai-lantai tertentu, sesuai dengan mekanisme keruntuhan yang diperoleh dari hasil evaluasi. Kurva kapasitas diperoleh melalui analisis beban dorong statik nonlinier (NSP) dengan pola pembebanan ragam getar pertama, sedangkan titik kinerja ditentukan menggunakan metode koefisien dalam ASCE 41-13 berdasarkan spektrum desain. Pemodelan perilaku nonlinier komponen mengacu pada SNI 9273:2024 dan katalog produk manufaktur BRB. Kurva backbone didefinisikan pada lokasi-lokasi yang memungkinkan terbentuknya sendi plastis, termasuk pada elemen yang tidak direncanakan untuk mengalami leleh. Selain itu, studi ini juga menganalisis pengaruh kekakuan diafragma dan efek P-Delta terhadap kurva kapasitas struktur. Hasil studi menunjukkan bahwa meskipun struktur hasil desain CBD melampaui batas ketinggian yang diizinkan, tingkat kinerja Life Safety (LS) untuk kategori risiko II tetap terpenuhi. Sementara itu, pendekatan PBSD memungkinkan efisiensi penampang, khususnya pada komponen kolom, dengan pengurangan penggunaan material hingga 18,97% tanpa penurunan kinerja yang signifikan. Efisiensi ini dicapai akibat perbedaan dalam menentukan beban perlu desain kapasitas. Asumsi bahwa BRB mengalami strain-hardening secara simultan di setiap lantai tidak sesuai dengan mekanisme keruntuhan berdasarkan prosedur NSP sehingga dalam PBSD, terdapat pengurangan beban perlu kolom lantai dasar. Kemudian, dimensi kolom pada lantai atas dapat direduksi tanpa menimbulkan ketidakberaturan geometri vertikal. Hal ini memvalidasi penelitian terdahulu yang menunjukkan bahwa probabilitas terjadinya strain-hardening BRB secara simultan di seluruh lantai sangat kecil dan justru menghasilkan desain kolom yang terlalu besar. Studi ini juga memperlihatkan bahwa asumsi kekakuan diafragma semi-rigid menghasilkan distribusi gaya dalam yang lebih konservatif dan dapat mengurangi kapasitas struktur. Sementara itu, efek P-Delta secara signifikan menurunkan kekuatan dan daktilitas, terutama pada zona inelastik struktur. Studi ini mengindikasikan bahwa BRBF merupakan sistem struktur yang menarik untuk diterapkan di kawasan seismik karena memiliki kemampuan disipasi energi yang baik, sehingga mampu memenuhi tingkat kinerja yang ditetapkan, meskipun gedung ini melebihi batasan ketinggian yang disyaratkan pada SDC D. Selain itu, pendekatan PBSD terbukti menghasilkan penggunaan material yang lebih efisien dibandingkan CBD, terutama dalam menghasilkan dimensi kolom yang optimal. Hal ini berlaku khusus untuk denah beraturan dan pembebanan monotonik seperti pada studi ini.