Pemodelan Panel Zone Tingkatkan Akurasi Analisis Gempa pada Gedung Baja Enam Lantai
FORMOSA NEWS – Pemodelan panel zone pada sambungan balok-kolom terbukti memengaruhi respons gempa bangunan baja bertingkat menengah. Temuan ini diungkap dalam penelitian yang dilakukan oleh Indah Nur Afiah dan Mentari Septanya Sitorus dari Universitas Negeri Makassar (UNM) yang dipublikasikan dalam International Journal of Applied and Advanced Multidisciplinary Research (IJAAMR) tahun 2026. Penelitian tersebut menganalisis bagaimana keberadaan panel zone memengaruhi perilaku struktur baja tipe Special Moment-Resisting Frame (SMRF) atau Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus ketika menerima beban gempa. Kajian dilakukan menggunakan model gedung baja enam lantai yang disimulasikan dengan perangkat lunak ETABS berdasarkan standar ketahanan gempa Indonesia SNI 1726:2019 dan spektrum desain gempa Kota Padang, Sumatera Barat. Hasil penelitian menjadi penting karena Indonesia berada di kawasan Ring of Fire, salah satu wilayah dengan aktivitas seismik tertinggi di dunia. Kondisi ini membuat desain bangunan tahan gempa menjadi kebutuhan utama, terutama pada wilayah berisiko tinggi seperti Padang yang berada dekat zona subduksi aktif.
Mengapa Panel Zone Penting?
Pada struktur baja, sambungan antara balok dan kolom merupakan salah satu bagian paling kritis saat terjadi gempa. Di area pertemuan tersebut terdapat bagian yang dikenal sebagai panel zone, yaitu area badan kolom yang menerima kombinasi gaya geser dan momen akibat interaksi balok dan kolom. Dalam praktik perencanaan, bagian ini sering kali diabaikan dan dianggap sebagai sambungan yang sepenuhnya kaku. Padahal, deformasi yang terjadi pada panel zone dapat memengaruhi perilaku keseluruhan bangunan saat menerima beban lateral akibat gempa. Menurut Indah Nur Afiah dan tim peneliti, memasukkan panel zone ke dalam model analisis dapat memberikan gambaran yang lebih realistis terhadap perilaku struktur dibandingkan asumsi sambungan kaku sempurna yang umum digunakan.
Membandingkan Dua Model Bangunan
Tim peneliti membuat dua model bangunan baja enam lantai dengan ukuran 12 meter × 20 meter dan tinggi total 21 meter. Model pertama dibuat tanpa mempertimbangkan panel zone, sedangkan model kedua memasukkan panel zone pada sambungan balok-kolom. Kedua model menggunakan spesifikasi material, dimensi struktur, dan pembebanan yang sama sehingga perbedaan hasil yang muncul benar-benar berasal dari pengaruh panel zone. Analisis dilakukan menggunakan metode Response Spectrum Analysis (RSA), yaitu metode analisis dinamis yang banyak digunakan dalam desain bangunan tahan gempa karena mampu menggambarkan respons struktur secara lebih akurat dibandingkan metode statik ekuivalen.
Struktur Menjadi Lebih Fleksibel
Salah satu temuan utama penelitian ini adalah meningkatnya deformasi struktur ketika panel zone dimasukkan ke dalam model. Pada arah X, perpindahan lateral (displacement) bangunan meningkat antara 12,72 persen hingga 20,31 persen dibandingkan model tanpa panel zone. Peningkatan terbesar terjadi pada bagian atap bangunan. Sementara itu, nilai inter-story drift atau simpangan antar lantai juga meningkat. Kenaikan tertinggi mencapai 29,23 persen pada lantai paling atas. Menurut peneliti, kondisi tersebut menunjukkan bahwa keberadaan panel zone membuat struktur menjadi lebih fleksibel karena terjadi tambahan deformasi pada daerah sambungan balok dan kolom. Meski demikian, seluruh nilai simpangan yang diperoleh masih berada di bawah batas maksimum yang diizinkan oleh SNI 1726:2019 sehingga bangunan tetap memenuhi persyaratan keselamatan terhadap gempa.
Kekakuan Struktur Menurun
Penelitian juga menemukan bahwa keberadaan panel zone menyebabkan penurunan kekakuan struktur (story stiffness). Pada arah X, penurunan kekakuan berkisar antara 12,02 persen hingga 31,30 persen. Penurunan terbesar terjadi pada lantai enam, sedangkan pengaruhnya relatif kecil pada lantai bawah. Fenomena ini menunjukkan bahwa deformasi pada sambungan balok-kolom berkontribusi terhadap berkurangnya kemampuan struktur dalam menahan perpindahan lateral. Namun demikian, distribusi gaya geser antar lantai (story shear) tidak mengalami perubahan signifikan. Perbedaannya hanya berkisar antara 0,13 persen hingga 1,35 persen.Temuan tersebut mengindikasikan bahwa pengaruh utama panel zone lebih terlihat pada aspek deformasi dan fleksibilitas struktur dibandingkan pada distribusi gaya gempa yang bekerja.
Stabilitas Bangunan Tetap Aman
Selain deformasi dan kekakuan, penelitian juga mengevaluasi efek P-Delta, yaitu efek sekunder yang muncul akibat interaksi antara beban gravitasi dan deformasi lateral bangunan saat gempa. Hasil analisis menunjukkan bahwa model dengan panel zone menghasilkan koefisien stabilitas yang lebih tinggi dibandingkan model tanpa panel zone. Kenaikan terbesar mencapai 31,25 persen pada bagian atap bangunan. Meski mengalami peningkatan, seluruh nilai koefisien stabilitas masih jauh di bawah batas maksimum yang diperbolehkan oleh standar nasional. Dengan kata lain, kedua model bangunan tetap dinilai stabil dan aman terhadap pengaruh efek P-Delta selama menerima beban gempa rencana.
Memberikan Gambaran yang Lebih Realistis
Penelitian ini memperlihatkan bahwa memasukkan panel zone ke dalam pemodelan struktur baja menghasilkan respons bangunan yang lebih mendekati kondisi nyata. Menurut Indah Nur Afiah dan Mentari Septanya Sitorus dari Universitas Negeri Makassar, keberadaan panel zone perlu dipertimbangkan dalam analisis struktur tahan gempa karena mampu menunjukkan perilaku deformasi dan kekakuan bangunan secara lebih representatif. Temuan ini dapat menjadi masukan penting bagi para insinyur sipil, konsultan perencana, akademisi, maupun pengambil kebijakan dalam meningkatkan akurasi desain bangunan baja tahan gempa di Indonesia. Ke depan, peneliti merekomendasikan penggunaan metode analisis nonlinier yang lebih kompleks untuk mengamati perilaku struktur secara lebih mendalam, termasuk pengujian eksperimental guna memverifikasi hasil simulasi numerik.
Profil Penulis
Indah Nur Afiah, S.T., M.T. Dosen dan peneliti di Universitas Negeri Makassar. Bidang keahlian meliputi rekayasa struktur, analisis gempa, evaluasi kinerja bangunan, dan desain struktur tahan gempa.
Mentari Septanya Sitorus, S.T. Peneliti dari Universitas Negeri Makassar yang berfokus pada analisis struktur baja, rekayasa gempa, dan pemodelan perilaku struktur bangunan.
Sumber Penelitian
Judul: Seismic Response of Mid-Rise Steel SMRF with Panel Zone Modeling
Penulis: Indah Nur Afiah, Mentari Septanya Sitorus
Jurnal: International Journal of Applied and Advanced Multidisciplinary Research (IJAAMR)
Volume dan Nomor: Vol. 4 No. 5
Tahun Publikasi: 2026
Halaman: 283–300
0 Komentar