Tugas Laporan Dinamika Struktur Dan Teknik Gempa (Nur Fajri Pebriani) [PDF]

Citation preview

TUGAS DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG GROSIR TAHAN GEMPA



LAPORAN STRUKTUR



Diajukan oleh : Nur Fajri Pebriani 14.11.1001.7311.364



JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SAMARINDA SAMARINDA 2017



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang Desain struktur yang merupakan bagian dari keseluruhan proses perancanaan bangunan memerlukan proses desain. Proses desain ini dapat dibedakan dalam dua bagian. Pertama, desain umum, yaitu pemilihan tipe struktur dari berbagai alternatif yang memungkinkan. Perencanaan struktur bangunan merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam desain sebuah bangunan karena menyangkut keamanan sebuah bangunan secara struktural.Desains truktur yang dimaksud dalamTugas Dinamika dan Struktur Gempa ini adalah mendesain suatu bangunan yang tahan gempa. Desain tersebut disajikan dalam gambar struktur yang jelas dan mudah dipahami. Perhitungan struktur dikerjakan secara teliti, akurat dan menggunakan software khusus untuk perhitungan struktur. Indonesia terletak di daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko akibat bencana gempa tersebut perlu direncanakan struktur bangunan tahan gempa. Perencanaan tahan gempa pada umumnya didasarkan pada analis aelastik yang diberi factor beban kuruntuh struktur bangunan pada saat gempa adalah pada saat kondisi in-elastis. Merencanakan suatu struktur dengan beban gempa, banyak aspek yang mempengaruhinya diantaranya adalah periode bangunan. Periode bangunan itu sangat dipengaruhi oleh massa struktur serta kekakuan struktur tersebut. Kekakuan struktur sendiri dipengaruhi oleh kondisi struktur, bahan yang digunakan serta dimensi struktur yang digunakan. Evaluasi untuk memperkirakan kondisi inelastic struktur bangunan pada saat gempa perlu untuk mendapatkan jaminan bahwa kinerjanya memuaskan pada saat terjadinya gempa. Bila terjadi gempa ringan, bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik unan boleh mengalami kerusakan pada komponen non strukturalnya, akan tetapi komponen strukturalnya tidak boleh mengalami kerusakan. Bila terjadi gempa besar, bangunan boleh mengalami kerusakan pada komponen non structural maupun komponen strukturalnya, akan tetapi penghuni bangunan dapat menyelamatkan diri. Konsep perhitungan desain struktur bangunan yang terdiri dari 5 lantai ini menggunakan perencanaan gempa berbasis kekuatan untuk konstruksi beton berdasarkan peraturan SNI 1726 : 2012 mengenai desain bangunan tahan gempa.



1 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Peraturan SNI 1726 : 2012 ini berbeda dari peraturan SNI gempa sebelumnya, dimana gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar dua persen atau gempa dengan period aulang 2.500 tahun yang merupakan gempa maksimum yang mempertimbangkan risiko tertarget (Maximum Considered Earhquake Targeted Risk/ MCER). SNI 1726 : 2012 menentukan bahwa analisis beban gempa dapat dilakukan dengan 3 prosedur, yaitu analisis gaya lateral ekivalen, analisis spectrum respons ragam, dan prosedur riwayat respons seismik. Penentuan prosedur analisis yang dapat digunakan bergantung pada kategori desain seismic struktur, system struktur, property dinamis, dan keteraturan. Ketentuan prosedur analisis yang diizinkan dapat dilihat pada Tabel 1 Prosedur Analisis yang diijinkan (SNI Tabel 13). Selain ketiga prosedur tersebut SNI memperbolehkan dilakukannya procedur alternate dengan persetujuan pemberiizin yang mempunyai kuasa hukum (SNI Pasal 7.6).



1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada perencanaan struktur tahan gempa ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana cara mendesain struktur tahan gempa menggunakan Peraturan SNI 1726 : 2012 untuk bangunan 5 lantai ? 2. Bagaimana cara meminimalisir hancurnya bangunan akibat dampak yang ditimbulkan gempa bumi ? 3. Bagaimana kinerja struktur jika dievaluas dengan analisis respon spectrum dan static ekivalen dengan peraturan gempa SNI 1726-2012 ?



1.3 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan perencanaan struktur tahan gempa ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui cara mendesain sturktur tahan gempa untuk bangunan bertingkat. 2. Menganalisa kinerja struktur 5 lantai dengan analisis respon spectrum menggunakan peraturan gempa SNI 1726-2012. 3. Mengetahui mengetahui hasil dari beban hidup, beban mati dan beban gempa dengan prinsip SRPMK serta sesuai gedung bertingkat yang belaku di Indonesia. 2 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



1.4 Batasan Masalah Batasan masalah dalam perencanaan ini adalah sebagai berikut : 1. Analisis struktur ditinjau dalam 3 (tiga) dimensi menggunakan program Etabs V 16.2.0.mulai dari basement hingga lantai atap. 2. Bangunan yang ditinjau adalah gedung bertingkat 5 lantai. 3. Analisis gempa berdasarkan SNI 1726-2012, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung. 4. Peraturan pembebanan SNI 1727-2013, beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur. 5. Sistem struktur yang direncanakan adalah kombinasi system rangka beton bertulang pemikul momen khusus. 6. Struktur yang digunakan adalah struktur beton bertulang. 7. Tidak meninjau aspek ekonomis.



3 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Perancangan Gedung Sistem struktur dalam perancangan gedung juga menjadi pertimbangan, sistem struktur hendaknya memiliki kriteria yang lazim untuk digunakan dan seperti yang telah kita ketahui struktur harus mampu menahan beban-beban yang bekerja baik beban vertikal dan gravitasi maupun beban lateral. Filososfi perancangan bangunan tahan gempa diadopsi hampir seluruh negara di dunia mengikuti ketentuan berikut ini, pada: a. Gempa kecil bangunan tidak boleh mengalami kerusakan, b. Gempa menengah komponen struktural tidak boleh rusak, namun komponen nonstruktural diijinkan mengalami kerusakan, c. Gempa kuat komponen struktural boleh mengalami kerusakan, namun bangunan tidak boleh mengalami keruntuhan. Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) adalah desain struktur beton bertulang dengan pendetailan yang menghasilkan struktur yang fleksibel (memiliki daktilitas tinggi). Dengan pendetailan mengikuti ketentuan SRPMK, maka faktor reduksi gaya gempa R dapat diambil sebesar 8, yang artinya bahwa gaya gempa rencana hanya 1/8 dari gaya untuk elastis desain (pengambilan nila R>1) artinya mempertimbangakan post-elastic desain, yaitu struktur mengalami kelelehan tanpa kegagalan fungsi). Ketentuan SRPMK dijelaskan dalam SNI 03-2847-2002 Bab23.3 yang sama dengan ketentuan ACI 318-02. Desain struktur beton bertulang dengan SRPMK sudah dimulai sejak tahun 1960 (Blume et al, 1961) dan pertama kali diwajibkan penggunaanya untuk wilayah yang memiliki resiko gempa tinggi dalam Uniform Building Code (ICBO 1973). Saat ini, SRPMK wajib digunakan untuk wilayah yang memiliki resiko gempa tinggi (Kategori desain seismik D,E dan F dalam SNI 1726-2012 atau ASCE-7). SRPMK dapat digunakan juga dalam kategori desain seismik A, B dan C, namun perlu diperhatikan jika tidak ekonomis.



4 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Berdasarkan pengalaman para praktisi, untuk desain yang ekonomis dengan SRPMK, bentang balok yang proporisional adalah 6 sampai 9 m. Untuk jarak antar lantai yang tinggi, perlu diperhatikan kemungkinan soft story. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, dalam SNI 1726-2012 dan ASCE-7 faktor reduksi gaya gempa dapat diambil sebesar 8. Disebabkan karena struktur SRPMK memiliki sifat fleksibel dengan daktilitas yang tinggi, sehingga bisa direncanakan dengan gaya gempa rencana yang minimum. Kekuatan dan kekakuan dari struktur juga harus diperhatikan untuk mampu menahan beban rencana, baik beban gravitasi maupun angin dan gempa, dan juga struktur harus menghasilkan story drift yang sesuai dengan batasan peraturan. Drift dari struktur dihitung dengan beban terfaktor yang diamplifikasi dengan faktor cd (SNI 1726-2012 tabel 9).Analisa kekakuan efektif dari frame juga harus empertimbangkan efek dari keretakan beton (Post elastic desain). Struktur SPRMK diharapkan memiliki tingkat daktilitas yang tinggi, yaitu mampu menerima mengalami siklus respon inelasitis pada saat menerima beban gempa rencana. Pendetailan dalam ketentuan SRPMK adalah untuk memastikan bahwa respon inelastis dari strukur bersifat daktail. Prinsip ini terdiri dari tiga: a.



Strong-Column/weak-beam yang bekerja menyebar di sebagian besar lantai.



b.



Tidak terjadi kegagalan geser pada balok, kolom dan joint.



c.



Menyediakan detail yang memungkinkan perilaku daktail.



Metode desain kapsitas pada dasarnya diaplikasikan pada perancangan struktur tahan gempa dengan tujuan agar bentuk-bentuk keruntuhan yang sifatnya getas tidak muncul dalam mekanisme disipasi energi yang dihasilkan oleh struktur. Agar tujuan ini dapat dicapai maka perlu dirancang suatu hierarki keruntuhan sedemikian hingga hanya bentukbentuk keruntuhan yang daktail yang muncul. Pendetailan dalam SRPMK bertujuan untuk mendapatkan struktur yang bersifat daktail. Beberapa ketentuan SRPMK:



5 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



a.



Tulangan sengkang dipasang dengan rapat terutama pada bagian struktur yang mengalami kelelehan seperti hubungan balok-kolom untuk mencegah keruntuhan geser



b.



Pada analisa kekuatan geser pada balok atau kolom, kekuatan geser dari beton (Vc) diabaikan terutama pada balok yang mengalami gaya aksial kecil, sehingga hanya tulangan saja yang menahan gaya geser.



c.



Lokasi dan pendetailan splice untuk mencegah keruntuhan akibat splice Mekanisme keruntuhan pada struktur beton bertulang dapat terjadi melalui mekanisme



lentur tarik, lentur tekan, geser, tarik diagonal, kegagalan angkur, kegagalan lekatan tulangan, kegagalan tekan dan lain-lain. Diantara berbagai mekanisme tersebut, mekanisme lentur tarik tarik yang merupakan mekanisme yang dapat yang dapat menghasilkan perilaku yang paling daktail. Sedangkankeruntuhan geser pada umunya bersifat getas. Mencegah terjadinya keruntuhan geser suatu elemen struktur pendisipasi energi biasanya dirancang dengan kekuatan geser yang lebih tinggi dari pada gaya geser maksimum yang mungkin timbul pada saat elemen struktur mengembangakan kapasitas lenturmya. Mekanisme sendi plastis terbentuk di ujung-ujung balok dan di dasar kolom bawah, menghasilkan perilaku histeresis yang stabil, pembentukan sendi plastis haruslah di dominasi oleh perilaku lentur. Hal ini hanya dapat dicapai melalui penerpan persyaratanpersyaratan detailing penulangan yang terencana dengan baik. Beberapa persyaratan detailing SRPMK (SNI 2847:2013 Pasal 21.5) pada dasarnya diformulasikan dengan menerapkan konsep desain kapasitas. Sendi plastis dapat terjadi pada suatu struktur portal berderajat kebebasan banyak MDOF (Multi Degree of Freedom). Gedung saat dilanda gempa yang cukup besar, akan timbul momen-momen pada balok atau kolomnya, apabila besar dari momen-momen tersebut melampaui besar momen kapasitas balok atau kolom portal, maka terjadi sendi plastis pada balok atau kolom ditandai dengan melelehnya tulangan baja pada beton bertulang (Gambar 2.1). Sendi plastis terjadi secara bertahap sampai bangunan gedung tersebut runtuh. (Ulfah ,2011). Pada saat struktur mengalami gaya lateral gempa, distribusi kerusakan sepanjang ketinggian bangunan bergantung pada distribusi lateral story drift (simpangan antar lantai). Jika struktur memiliki kolom yang lemah, simpangan antar lantai akan cenderung 6 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



terpusat pada satu lantai (a). Sebaliknya jika kolom sangat kuat, maka drift akan tersebar merata, dan keruntuhan lokal di satu lantai dapat diminimalkan (c dan b). Sebagai contoh dapat dilihat pada perencanaan Strong-Column/Weak-Beam (Gambar 2.2).



Gambar 2.1 Kemungkinan pola terbentuknya sendi plastis ,Widodo (2007) dalam Ulfah (2011).



(a) Story mechanism (b) Intermediatemechanism (c) Beammechanism Gambar 2.2 Desain SPRMK mencegah terjadinya mekanisme soft story (a) dengan membuat kolom kuat sehingga drfit tersebar merata sepanjang lantai (c) atau sebagian besar lantai (b)



7 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Gambar 2.3 Perencanaan geser untuk Balok SRPMK



2.2 Spesifikasi Material Beton Beton merupakan percampuran dari bahan-bahan agregat halus dan agregat kasar yaitu pasir, batu, batu pecah atau bahan semacam lainya, kemudian ditambah semen dan air. Nilai kuat tekan beton lebih tinggi daripada kuat tarikny, karena beton termasuk bahan bersifat getas maka dalam penggunaanya pada komponen struktural bangunan beton diperkuat dengan baja tulangan untuk membantu kelemahan beton yang lemah terhadap gaya tarik, demikian sehingga terjadi pembagian tugas, dimana baja tulangan yang menahan gaya tarik, sedangkan beton menahan gaya tekan. Salah satu parameter material beton yang paling berpengaruh dalam hal ini adalah nilai kuat tekan. Berdasarkan SNI 2847:2013 Pasal 21.1.4.2, kuat tekan f’c untuk material beton yang digunakan pada struktur bangunan tahan gempa sebaiknya tidak kurang dari 20 Mpa, selain itu, Pasal 21.1.4.3 lebih jauh membatasi penggunaan mutu beton tidak melebihi 35 MPa apabila digunakan beton ringan. Batasan ini didasarkan atas fakta bahawa tidak cukup banyak bukti eksperimental dan data langsung lapangan yang memperlihatkan perilaku elemen struktur beton yang dikonstruksi dengan menggunakan beton ringan, terutama dalam hal perpindahan akibat pembebanan siklik dalam rentang nonlinier.



8 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



2.3 Spesifikasi Material Tulangan Baja tulangan salah satu parameter yang paling berpengaruh terhadap perilaku plastifikasi yang dihasilkan pada elemen struktur tahan gempa adalah kondisi permukaan baja tulangan yang digunakan. Berdasarkan kondisi permukaanya, baja tulangan dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu baja tulangan polos dan baja tulangan ulir. Penggunaan tulangan polos sebagai baja tulangan elemen struktur dapt memberikan dampak yang negatif terhadap kinerja plasifikasi yang dihasilkan. Kuat lekatan baja tulangan polos pada beton, yang pada dasarnya hanya terdiri atas mekanisme adhesi dan friksi, diketahui hanyalah sekitar 10% kuat lekatan tulangan ulir. SNI 2847:2013 membatasi nilai kuat leleh disyaratkan untuk bahan baja tulangan sebesar 400 MPa. Penggunaan baja tulangan dengan spesifikasi mutu yang lebih tinggi pada dasarnya dilarang. Pembatasan ini disebabkan poleh penggunaan bahan baja tulangan yang mutunya tinggi dapat menyebabkan timbulnya geser dan tegangan lekatan yang tinggi antara baja tulangan dan beton, yang dapat menyebabkan kegagalan brittle pada saat elemen mengembangkan kemampuan lentur maksimumnya. hal ini dapat terjadi khususnya pada saat elemen struktur mengalami beban gempa yang sifatnya bolak-balik atau (siklik). Berdasarkan Pasal 21.1 SNI 2847:2013 untuk beton bertulang, untuk desain elemen struktur yang diharapkan memikul beban gempa, baja tulangan yang digunakan harus memenuhi ketentuan-ketentuan khusus baja tulangan dengan mutu maksimum 400 MPa (BJTD 40), sesuai ASTM A 706M-1993 (Tabel 2.1). Baja tulangan dengan spesifikasi ASTM A 615M-1993 mutu 280 dan 400 (Tabel 2.2) dapat digunakan apabila : a.



Kuat leleh aktual berdasarkan uji laboratorium tidak melebihi kuat leleh spesifikasi dengan selisih kuat 125 MPa



b.



Rasio antara kuat tarik aktual terhadap kuat leleh aktual tidak kuramg dari 1,25MPa.



9 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Berdasarkan persyaratan ASTM A 706M, nilai kuat leleh aktual maksimum untuk baja tulangan ulir BJTD40 dibatasi 540 MPa. Kuat leleh aktual yang terlalu tinggi pada dasrnya sangat berbahaya bagi rancangan srtruktur bangunan tahan gempa. Spesifikasi produksi baja tulangan pada umumnya mencatumkan nilai batas atas kuat leleh yang diijinkan Tabel 2.1 Spesifikasi Baja Tulangan Paduan Rendah (ASTM A 706 M, 1993) Kuat tarik minimum, MPa



550A



Kuat leleh minimum, MPa



400



Kuat leleh maksimum, MPa



540



Perpanjangan minimal dalam 200 mm, % Ukuran daiameter tulangan: a. 10,15 dan 20



14



b. 25,30 dan 35



12



c. 45 dan 55



10



Kuat tarik tidak boleh kurang dari 1,25 kali kuat leleh aktual Nilai kuat lebih maksimum batang individu = 1,35



Tabel 2.2 Persyaratan Baja Tulangan Karbon (ASTM A 615, 1993) Spesifikasi



Mutu 300 Mutu 400 Mutu 500



Kuat tarik minimum,MPa



500



600



700



Kuat leleh minimum,MPa



300



400



500



a. 10



11



9



...



b. 15, 20



12



9



...



c. 25



...



8



...



d. 30



...



7



...



Perpanjangan minimal dalam 200 mm, % Ukuran daiameter tulangan:



10 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



e. 35,45,55



...



7



6



2.4 Pembebanan Pembebanan merupakan factor penting dalam merancang stuktur bangunan. Untuk itu, dalam merancang struktur perlu mengidentifikasikan beban-beban yang bekerja pada system struktur. Beban-beban yang bekerja pada suatu struktur ditimbulkan secara langsung oleh gaya-gaya alamiah dan buatan manusia (Schueller, 2001). Secara umum, struktur bangunan dikatakan aman dan stabil apabila mampu menahan beban gravitasi (beban mati dan beban hidup) dan beban gempa yang bekerja pada bangunan tersebut. a. Beban Mati Beban mati merupakan berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, cladding gedung dan komponen arsitektural dan structural lainnya serta peralatan layan terpasang lain termasuk berat keran (SNI 1727:2013 pasal 3.1) b. Beban Hidup Beban hidup merupakan beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain. (SNI 1727:2013 pasal 4.1). Beban hidup selalu berubah-ubah dan sulit diperkirakan. Perubahan tersebut terjadi sepanjang waktu, baik untuk jangka pendek maupun jangka panjang (Schueler, 2010). Beban hidup atap merupakan beban yang diakibatkan pelaksanaan pemeliharaan oleh pekerja, peralatan, dan material.Selain itu juga beban selama masa layan struktur yang diakibatkan oleh benda bergerak, seperti tanaman atau benda dekorasi kecil yang tidak berhubungan dengan penghunian (SNI 1727:2013 pasal 4.1) c. Beban Gempa Berdasarkan SNI 1726:2012, penghitungan pengaruh beban gempa pada strukturdapat dilakukan dengan menggunakan beberapa metode



analisis,



diantaranya yaitu: a. Analisis beban gempa statik ekuivalen b. Analisis ragam spektrum respons c. Analisis respons dinamik riwayat waktu.



11 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Struktur-struktur bangunan yang di evaluasi adalah struktur gedung beraturan yang terdiri atas 5 lantai menggunakan sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK),karena sifat struktur gedung yang beraturan, maka penghitungan pengaruh gempa dapat dilakukan dengan menggunakan metode analisis beban gempa statik ekuivalen, dimana pengaruh dinamis gempa hanya ditentukan oleh respons sstruktur ragam pertama. 2.5 Kategori Resiko Bangunan Gedung Berbagai kategori resiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai tabel 2.6 pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Ie menurut Tabel 2.7. Khusus untuk struktur bangunan dengan kategori resiko IV, bila dibutuhkan pintu masuk untuk operaional dari struktur bangunan yang bersebelahan, maka struktur bangunan yang bersebelahan tersebut harus didesain sesuai kategori resiko IV. Tabel 2.3Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Non Gedung Beban Gempa Jenis pemanfaatan Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain: 1. Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, danperikanan 2. Fasilitassementara 3. Gudangpenyimpanan 4. Rumah jaga dan struktur kecillainnya Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: 1. Perumahan 2. Rumah toko dan rumahkantor 3. Pasar 4. Gedungperkantoran 5. Gedung apartemen/ rumah susun 6. Pusat perbelanjaan/mall 7. Bangunanindustri 8. Fasilitasmanufaktur 9. Pabrik



Kategori risiko



I



II



12 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk: 1. Bioskop 2. Gedungpertemuan 3. Stadion 4. Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah danunit gawatdarurat 5. Fasilitas penitipananak 6. Penjara 7. Bangunan untuk orangjompo. Gedungdannongedung,tidaktermasukkedalamkategoririsikoIV,yan g memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/ataugangguanmassalterhadapkehidupanmasyarakatsehariharibila terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasiuntuk: 1. Pusat pembangkit listrikbiasa 2. Fasilitas penangananair 3. Fasilitas penangananlimbah 4. Pusattelekomunikasi Gedung dan non gedung yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak) yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran



III



13 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk: 1. Bangunan-bangunanmonumental 2. Gedung sekolah dan fasilitaspendidikan 3. Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yangmemiliki fasilitas bedah dan unit gawatdarurat 4. Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi,serta garasi kendaraan darurat 5. Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai,dan tempat perlindungan darurat lainnya 6. Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasidan fasilitas lainnya untuk tanggapdarurat 7. Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnyayang dibutuhkan pada saat keadaandarurat 8. Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumahatau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi pada saat keadaandarurat Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV Sumber : SNI 1726:2012 Tabel 1



IV



Tabel 2.4Faktor Keutamaan Gempa Kategori risiko I atau II III IV Sumber : SNI 1726:2012 Tabel 2



Faktor keutamaan gempa, Ie 1,0 1,25 1,50



2.6 Parameter Percepatan Tanah Ss dan S1 Parameter-parameter dasar pegerakan tanah dalam SNI 1726:2012 adalah Ss dan S1 adalah parameter percepatan batuan dasar pada periode pendek (0,2 detik) dengan redaman 5% berdasarkan gempa maksimum yang dipertimbangkan resiko tersesuaikan (MCER =Risk Target Maksimum Earthqueke) dengan kemungkinan 2% terlampui dalam 50 tahun. S1 adalah percepatan batuan dasar pada periode 1 detik dengan redaman 5% berdasarkan gempa maksimum tertimbang Resikotersesuaikan dengan kmungkinan 2% terlampui dalam 50 tahun. Penggunaan penting kedua parameter ini adalah dalam 14 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



menentukan parameter percepatan spektra desain SDsdan SD1(SNI 1726:2012 pasal 6.2). Percapatan batuan dasar MCERdi lokasi pembangunan gedung pada periode pendek (0,2 detik) dan 1 detik seperti terlihat pada gambar 2.4 dan 2.5 atau berdasarkan peta pada (Gambar 9 &Gambar 10 dalam SNI 1726:2012 gempa).



Gambar 2.4 Parameter Ss MCERuntuk lokasi situs berdasarkan Gambar 9SNI 1726:2012



15 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Gambar 2.5 Parameter S1 MCERuntuk lokasi situs berdasarkan Gambar 10SNI 1726:2012



2.7 Klasifikasi Situs Analisis klasifikasi Situs menurut SNI 1726:2012 Pasal 5, seperti terlihat pada Tabel 2.5 (atau Tabel 3 SNI 1726:2012 Gempa), mengklasifikasikan situs tanah ke dalam 6 kelompok. Tabel 2.5 Klasifikasi Situs (Tabel 3 SNI 1726:2012) Kelas situs



vs (m/detik)



N atau N ch



su (kPa)



SA (batuan keras) SB (batuan)



>1500 750 sampai 1500 350 sampai 750



N/A N/A



N/A N/A



>50



>100



175 sampai 350



15sampai 50



SC (tanah keras, sangat padat dan batuan lunak) SD (tanah sedang) SE (tanah lunak)



50 sampai 100 < 175 20, 2. Kadar air, w >40%, 3. Kuat geser niralir su < 25 kPa 16



Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



SF (tanah khusus, yang membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifiksitus yang mengikuti 6.10.1)



Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut: 1. Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasilemah 2. Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan H > 3 m) 3. Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5 m dengan Indeks Plasitisitas PI > 75 ) Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H > 35 m dengan su < 50 kPa



2.8 Klasifikasi Situs Analisis klasifikasi Situs menurut SNI 1726:2012 Pasal 5, seperti terlihat pada Tabel 2.6 (atau Tabel 3 SNI 1726:2012 Gempa), mengklasifikasikan situs tanah ke dalam 6 kelompok. Tabel 2.6 Klasifikasi Situs (Tabel 3 SNI 1726:2012)



17 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



2.9 Parameter Respons Spektra Pereceatan SMS dan SM1 Kedua parameter dasar Ss dan S1 tidak dapat digunakan langsung untuk setiap situs tanah. Masih diperlukan faktor amplifikasi seismik pada periode 0,2 detik dan 1 detik yang terdiri dari: a. Faktor amplifikasi getaran untuk percepatan pada getaran periode pendek,Fadan b. Faktor amplifikasi getaran untuk percepatan yang mewakilli getaran periode 1 detik , FV. Keduafaktor ini disebut sebagai faktor kelas situs. Produk dari kombinasi parameter dasar pergerakan tanah dan faktor amplifikasi adalah SMsdan SM1,yang masing–masing adalah parameter respons spektra percepatan untuk gempa ketimbang maksimum pada periode pendek (0,2 detik) dan periode 1 detik telah disesuaikan dengan pengaruh kelas situs. Parameter-parameter ini ditentukan menurut persamaan berikut (SNI 1726:2012 Pasal 6.2) : SMs=Fa.Ss...................................................................................................................(2-1) SMs=FV.S1...................................................................................................................(2-2) Keterangan Ss = parameter respons spektra percepatan gempa MCERterpetakan untuk periode pendek. S1 = parameter respons spektra percepatan gempa MCERterpetakan untuk periode 1,0 detik. koefisian Fadan FVmengikuti (Tabel 4 dan Tabel 5 SNI 1726:2012) atau Tabel2.9 dan 2.10 seperti terlihat berikut.



18 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



Tabel 2.7 Koefesien Situs, Fa(Tabel 4 SNI 1726:2012) Kelas Situs SA SB SC SD SE SF CATATAN



Parameter respon spectral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada periode pendek Ss< 0,25 Ss = 0,5 Ss = 0,75 Ss = Ss> 1,25 1,0 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9 b SS



(a) Untuk nilai-nilai antara Ssdapat dilakukan interpolasi linier SS = Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situsspesifik, lihat 6.10.1



2.10 Nilai Parameter Percepatan Spektral Desain Parameter percepatan spektral desain untuk periode pendek, SDSpada periode 1 detik, SD1,harus ditentukan melalui persamaan berikut :



2.11 Gambar Respon Spektral Desain Desain seperti pada terlihat pada gambar 2.6 (Gambar 1 Sni 1726:2012). Spektrum ini mempunyai 3 segmen. untuk: a. Periode lebih kecil dai T0, Spektrum respons percepatan desain, Sa, harus diambil dari persamaan :



19 Nama : Nur Fajri Pebriani NPM : 14.11.1001.7311.364



DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA



b. Periode lebih besar dari atau sama dengan T0dan lebih kecil dari atau sama dengan Ts, spektrum respons percepatan desain, Sa,, sama dengan SDS. c. Periode lebih besar dari Ts,spektrum respons percepatan desain, Sa, diambil berdesarkan persamaan:



Gambar 2.6 Spektrum Respons Desain Setelah itu katagori desain seismik (KDS) masing–masing bangunan akan dievaluasi berdasarkan Tabel 2.8 dan Tabel 2.9 atau (Tabel 6 dan 7 SNI1726:2012). Tabel 2.8 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respon Percepatam pada Periode Pendek (Tabel 6 SNI 1726 : 2012). Nilai SDS SDS