Aplikasi SNI Gempa 1726-2012.pdf

Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies

Himawan Indarto

Hanggoro Tri Cahyo A.

Kukuh C. Adi Putra

Agustus 2013

Bambang Dewasas Files

http://filebambangdewasa.wordpress.com

Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies ii

Seismic design (and analysis) is as much an art

as it is a science.

FEMA 451B

Buku Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies merupakan hand-out Shortcourse

Teknik Sipil UNNES 2013 - A Tribute To Bambang Dewasa. Sebagian gambar, ilustrasi dan

tabel bersumber dari dokumen NEHRP Recommended Provisions for New Buildings and

Other Structures : Training and Instructional Materials FEMA 451B / Juni 2007.

Buku ini tidak diperjual belikan dan bebas didistribusikan untuk keperluan non-komersial.

Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies iii

Kata Pengantar

Kecintaan Almarhum Drs. Bambang Dewasa pada dunia struktur dengan penulisan karya-

karya apiknya yang tersimpan di blog http://filebambangdewasa.wordpress.com telah

menginspirasi kami untuk terus mengembangkan materi pembelajaran yang mengikuti

perkembangan peraturan SNI terbaru. Hal ini adalah tugas sekaligus tantangan bagi dosen

untuk dapat menyampaikan materi yang rumit pasal per pasal dalam SNI, menjadi sebuah

penjelasan yang sederhana. Setelah SNI Gempa 2012, tidak lama lagi akan diterbitkan SNI

Beton Terbaru RSNI 2874-201x sebagai acuan baru perancangan struktur beton di

Indonesia.

Untuk tahun ini kami menyelenggarakan pelatihan singkat Shortcourse Teknik Sipil UNNES

2013 - A Tribute To Bambang Dewasa dengan topik Aplikasi SNI Gempa 2012 pada

Struktur Gedung Beton Bertulang. Tujuan dari pelatihan ini adalah untuk turut

mensosialisasikan peraturan SNI 1726:2012 tentang Tata cara perencanaan ketahanan

gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung.

Kami ucapkan selamat datang bagi peserta shortcourse, semoga pelatihan singkat ini dapat

memberikan pencerahan dan ilmu yang bermanfaat. Kami ucapkan terimakasih atas

kesediaan Bapak Ir. Himawan Indarto, MS dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas

Diponegoro untuk berbagi ilmu kegempaan dengan mahasiswa di Jurusan Teknik Sipil

UNNES. Atas kerja keras panitia shortcourse, kami ucapkan penghargaan dan terimakasih.

Semarang, 27 Agustus 2013

Drs. Sucipto, MT

Ketua Jurusan Teknik Sipil UNNES

Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies iv

Daftar Isi

Kata Pengantar ................................................................................................................................ iii

Daftar Isi ............................................................................................................................................ iv

Sesi 1. Prosedur Analisis Beban Seismik SNI Gempa 1726:2012 pada Bangunan

Gedung ................................................................................................................................................ 1

1. Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV) dan faktor keutamaan (Ie) .. 1

2. Menentukan Parameter percepatan gempa (SS, S1) ................................................................. 3

3. Menentukan Kelas Situs (SA SF) .................................................................................................. 4

4. Menentukan Koefisien-koefisien situs dan paramater-parameter respons spektral

percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan risiko-tertarget (MCER) ............. 7

5. Menentukan Spektrum respons Desain ....................................................................................... 9

6. Menentukan Kategori desain seismik (A-D) ............................................................................ 10

7. Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem (R, , 0) ......................................... 11 8. Batasan Perioda fundamentalstruktur (T) ............................................................................... 34

9. Perhitungan Geser dasar seismik ................................................................................................ 35

10. Struktur bangunan gedung beraturan dan tidak beraturan ........................................... 41

11. Kombinasi Pembebanan ............................................................................................................... 49

12. Arah pembebanan beban gempa ............................................................................................... 54

13. Analisis spektrum respons ragam ............................................................................................ 55

14. Penentuan simpangan antar lantai ........................................................................................... 55

15. Pemisahan struktur ........................................................................................................................ 57

16. Desain pondasi ................................................................................................................................. 57

17. Persyaratan perancangan dan pendetailan bahan pondasi ............................................ 60

Sesi 2. Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 menggunakan Software SAP2000 v10. ........... 65

Langkah 1 : Mempersiapkan Satuan dan Grid ............................................................................ 65

Langkah 2 : Menginputkan Mutu Material ................................................................................... 67

Langkah 3 : Menginputkan Dimensi Penampang Elemen...................................................... 68

Langkah 4 : Menginputkan Beban dan Kombinasi Beban ..................................................... 71

Langkah 5 : Pembuatan model struktur ....................................................................................... 74

Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies v

Langkah 6 : Menginputkan Code yang digunakan .................................................................... 75

Langkah 7 : Pemilihan Kombinasi Pembebanan untuk Desain, Framing Type ............. 76

Langkah 8 : Pemilihan DOF dan Beban yang akan di analisis .............................................. 77

Langkah 9 : Menampilkan hasil analisis struktur ..................................................................... 79

Langkah 10 : Proses pendesainan elemen ................................................................................... 80

Langkah 11 : Menampilkan hasil pendesainan elemen .......................................................... 81

Langkah 12 : Mengiputkan beban gempa prosedur analisis ragam .................................. 82

Langkah 13 : Memasukan parameter Massa ............................................................................... 89

Langkah 14 : Memasukan joints constrain pada pelat lantai ............................................... 90

Langkah 15 : Analisis Struktur ......................................................................................................... 91

Langkah 16 : Pembacaan hasil beban gempa ............................................................................. 92

Langkah 17 : Penginputan luas tulangan tumpuan terpasang ............................................. 95

Daftar Pustaka ................................................................................................................................................ 131

Profil Instruktur ............................................................................................................................................ 132

Profil Asisten Instruktur ........................................................................................................................... 133

Aplikasi SNI Gempa 1726:2012 for Dummies 1

Sesi 1.

Prosedur Analisis Beban Seismik SNI Gempa 1726:2012

pada Bangunan Gedung

Struktur bangunan gedung terdiri dari struktur atas dan bawah. Struktur atas adalah

bagian dari struktur bangunan gedung yang berada di atas muka tanah. Struktur bawah

adalah bagian dari struktur bangunan gedung yang terletak di bawah muka tanah, yang

dapat terdiri dari struktur besmen, dan/atau struktur fondasinya. Struktur bangunan

gedung harus memiliki sistem penahan gaya lateral dan vertikal yang lengkap, yang mampu

memberikan kekuatan, kekakuan, dan kapasitas disipasi energi yang cukup untuk menahan

gerak tanah desain dalam batasan-batasan kebutuhan deformasi dan kekuatan yang

disyaratkan. Berikut ini penjelasan langkah-langkah analisis beban seismik berdasarkan

SNI Gempa 1726:2012 untuk bangunan gedung.

1. Menentukan Kategori Resiko Struktur Bangunan (I-IV) dan faktor

keutamaan (Ie)

Untuk berbagai kategori risiko struktur bangunan gedung dan non gedung sesuai Tabel 1

pengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan Ie

menurut Tabel 2.

Tabel 1. Kategori risiko bangunan gedung dan non gedung untuk beban gempa

Jenis pemanfaatan Kategori

risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia

pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk, antara lain:

- Fasilitas pertanian, perkebunan, perternakan, dan perikanan

- Fasilitas sementara

- Gudang penyimpanan

- Rumah jaga dan struktur kecil lainnya

I

Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori risiko

I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Perumahan ; rumah toko dan rumah kantor

- Pasar

- Gedung perkantoran

- Gedung apartemen/ rumah susun

- Pusat perbelanjaan/ mall

- Bangunan industri

- Fasilitas manufaktur

- Pabrik

II


Jenis pemanfaatan Kategori

risiko

Gedung dan non gedung yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia

pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Bioskop

- Gedung pertemuan

- Stadion

- Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit gawat darurat

- Fasilitas penitipan anak

- Penjara

- Bangunan untuk orang jompo

Gedung dan non gedung, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV, yang

memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau

gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi

kegagalan, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:

- Pusat pembangkit listrik biasa

- Fasilitas penanganan air

- Fasilitas penanganan limbah

- Pusat telekomunikasi

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

Gedung dan non gedung yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting,

termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk :

- Bangunan-bangunan monumental

- Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan

- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah

dan unit gawat darurat

- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulans, dan kantor polisi, serta garasi

kendaraan darurat

- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat

perlindungan darurat lainnya

- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya

untuk tanggap darurat

- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada

saat keadaan darurat

- Struktur tambahan (termasuk menara telekomunikasi, tangki penyimpanan

bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam

kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material

atau peralatan pemadam kebakaran ) yang disyaratkan untuk beroperasi

pada saat keadaan darurat

Gedung dan non gedung yang dibutuhkan untuk mempertahankan fungsi

struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko IV.

IV


Tabel 2. Faktor keutamaan gempa (Ie)

Kategori risiko Faktor keutamaan gempa, Ie

I atau II 1,0

III 1,25

IV 1,50

2. Menentukan Parameter percepatan gempa (SS, S1)

Parameter percepatan terpetakan

Parameter (percepatan batuan dasar pada perioda pendek) dan (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) harus ditetapkan masing-masing dari respons spektral

percepatan 0,2 detik dan 1 detik dalam peta gerak tanah seismik dengan kemungkinan 2

persen terlampaui dalam 50 tahun (MCER, 2 persen dalam 50 tahun), dan dinyatakan dalam

bilangan desimal terhadap percepatan gravitasi.

Gambar 1 - Contoh peta parameter (percepatan batuan dasar pada perioda pendek) untuk kota Semarang dan sekitarnya.


Gambar 2 - Contoh peta parameter (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) untuk kota Semarang dan sekitarnya.

3. Menentukan Kelas Situs (SA SF)

Dalam perumusan kriteria desain seismik suatu bangunan di permukaan tanah atau

penentuan amplifikasi besaran percepatan gempa puncak dari batuan dasar ke permukaan

tanah untuk suatu situs, maka situs tersebut harus diklasifikasikan terlebih dahulu. Profil

tanah di situs harus diklasifikasikan sesuai dengan Tabel 3, berdasarkan profil tanah

lapisan 30 m paling atas. Penetapan kelas situs harus melalui penyelidikan tanah di

lapangan dan di laboratorium, yang dilakukan oleh otoritas yang berwewenang atau ahli

desain geoteknik bersertifikat, dengan minimal mengukur secara independen dua dari tiga

parameter tanah yang tercantum dalam Tabel 3. Dalam hal ini, kelas situs dengan kondisi

yang lebih buruk harus diberlakukan. Apabila tidak tersedia data tanah yang spesifik pada

situs sampai kedalaman 30 m, maka sifat-sifat tanah harus diestimasi oleh seorang ahli

geoteknik yang memiliki sertifikat/ijin keahlian yang menyiapkan laporan penyelidikan

tanah berdasarkan kondisi getekniknya. Penetapan kelas situs SA dan kelas situs SB tidak


diperkenankan jika terdapat lebih dari 3 m lapisan tanah antara dasar telapak atau rakit

fondasi dan permukaan batuan dasar.

Tabel 3. Klasifikasi situs

Kelas situs (m/detik) atau (kPa) SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat

padat dan batuan

lunak)

350 sampai 750 >50 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak) < 175 20,

2. Kadar air, w 40%,

3. Kuat geser niralir < < 25 kPa SF (tanah khusus,yang

membutuhkan

investigasi geoteknik

spesifik dan analisis

respons spesifik-situs

yang mengikuti

pasal 6.10.1)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari

karakteristik berikut:

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti

mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah

- Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan H > 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H >7,5 m dengan Indeks

Plasitisitas PI>75)

- Lapisan lempung lunak/setengah teguh dengan ketebalan H>35m

dengan < 50 kPa CATATAN: N/A = tidak dapat dipakai

Penetapan kelas situs SC, SD dan SE harus dilakukan dengan menggunakan sedikitnya hasil

pengukuran dua dari tiga parameter , , dan , yang dihitung sesuai :

Metode , kecepatan rambat gelombang geser rata-rata (v) pada regangan geser yang kecil, di dalam lapisan 30 m teratas. Pengukuran di lapangan dapat dilakukan dengan uji Seismic-Downhole (SDH), uji Spectral Analysis of Surface Wave (SASW),atau uji seismik

sejenis.

Metode N, tahanan penetrasi standar rata-rata () dalam lapisan 30 m paling atas atau tahanan penetrasi standar rata-rata tanah non kohesif (PI


Bila dan menghasilkan kriteria yang berbeda, kelas situs harus diberlakukan sesuai dengan kategori tanah yang lebih lunak.

Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata

berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke- n dari

atas ke bawah, sehingga ada total n -lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30 m paling

atas tersebut. Bila sebagian dari lapisan n adalah kohesif dan yang lainnya nonkohesif,

maka k adalah jumlah lapisan kohesif dan m adalah jumlah lapisan non-kohesif. Simbol i

mengacu kepada lapisan antara 1 dan n .

Kecepatan rata-rata gelombang geser () Nilai vs harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut :

(1)

dengan,

! = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter; ! = kecepatan gelombang geser lapisani dinyatakan dalam meter per detik (m/detik); !"!# = 30 meter.

Tahanan penetrasi standar lapangan rata-rata (), dan tahanan penetrasi standar rata-rata untuk lapisan tanah non-kohesif ().

Nilai dan harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut:

$ (2)

di mana Ni dan di dalam Persamaan 2 berlaku untuk tanah non-kohesif, tanah kohesif, dan

lapisan batuan.

% $& (3)


di mana ! dan ! dalam Persamaan 3 berlaku untuk lapisan tanah non-kohesif saja, dan !'!# = , di mana ds adalah ketebalan total dari lapisan tanah non kohesif di 30m lapisan paling atas.

Ni adalah tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur langsung di

lapangan tanpa koreksi, dengan nilai tidak lebih dari 305 pukulan/m. Jika ditemukan

perlawanan lapisan batuan, maka nilai Ni tidak boleh diambil lebih dari 305 pukulan/m.

Kuat geser niralir rata-rata ()

Nilai s) harus ditentukan sesuai dengan perumusan berikut: * +,

(4)

dengan,

d./.# = = ketebalan total dari lapisan-lapisan tanah kohesif di dalam lapisan 30 meter paling atas.

! = kuat geser niralir (kPa), dengan nilai tidak lebih dari 250 kPa seperti yang ditentukan dan sesuai dengan tata cara yang berlaku.

PI =indeks plastisitas, berdasarkan tata cara yang berlaku.

w =kadar air dalam persen, sesuai tata cara yang berlaku.

4. Menentukan Koefisien-koefisien situs dan paramater-parameter

respons spektral percepatan gempa maksimum yang dipertimbangkan

risiko-tertarget (MCER)

Untuk penentuan respons spektral percepatan gempa MCER di permukaan tanah,

diperlukan suatu faktor amplifikasi seismik pada perioda 0,2 detik dan perioda 1 detik.

Faktor amplifikasi meliputi faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran

perioda pendek (01) dan faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik (02). Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (34) dan perioda 1 detik (3) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs, harus ditentukan dengan perumusan berikut ini :


34=01 (5)

3=02 (6)

dengan,

= parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk perioda pendek;

=parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan untuk perioda 1,0 detik.

dan koefisien situs 01 dan 02 mengikuti Tabel 4 dan Tabel 5.

Tabel 4. Koefisien situs, 01 Kelas

situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada

perioda pendek, T=0,2 detik, 5 0,25 =0,5 =0,75 =1,0 1,25

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF SSb

(a) Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linier (b) SS= Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs-spesifik, lihat pasal

6.10.1.

Tabel 5. Koefisien situs, 02 Kelas

situs

Parameter respons spektral percepatan gempa (MCER) terpetakan pada

perioda pendek, T=0,2 detik, 5 0,1 =0,2 =0,3 =0,4 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2,0 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF SSb

(a) Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linier (b) SS= Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs-spesifik, lihat pasal

6.10.1.


Parameter percepatan spektral desain

Parameter percepatan spektral desain untuk perioda pendek, 6 dan pada perioda 1 detik, 6, harus ditentukan melalui perumusan berikut ini :

64=2 39 34 (7)

6=2 39 3 (8)

5. Menentukan Spektrum respons Desain

Bila spektrum respons desain diperlukan oleh tata cara ini dan prosedur gerak tanah dari

spesifik-situs tidak digunakan, maka kurva spektrum respons desain harus dikembangkan

dengan mengacu Gambar 3 dan mengikuti ketentuan di bawah ini :

Untuk perioda yang lebih kecil dari :; , spektrum respons percepatan desain, 1 , harus diambil dari persamaan;

1 64


Gambar 3 - Spektrum respons desain

6. Menentukan Kategori desain seismik (A-D)

Struktur harus ditetapkan memiliki suatu kategori desain seismik yang mengikuti pasal ini.

Struktur dengan kategori risiko I, II, atau III yang berlokasi di mana parameter respons

spektral percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, , lebih besar dari atau sama dengan 0,75 harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik E.

Struktur yang berkategori risiko IV yang berlokasi di mana parameter respons spektral

percepatan terpetakan pada perioda 1 detik, , lebih besar dari atau sama dengan 0,75, harus ditetapkan sebagai struktur dengan kategori desain seismik F.

Semua struktur lainnya harus ditetapkan kategori desain seismik-nya berdasarkan kategori

risikonya dan parameter respons spektral percepatan desainnya, 64 dan 6. Masing-masing bangunan dan struktur harus ditetapkan ke dalam kategori desain seismik yang

lebih parah, dengan mengacu pada Tabel 6 atau 7, terlepas dari nilai perioda fundamental

getaran struktur, T .

Apabila lebih kecil dari 0,75, kategori desain seismik diijinkan untuk ditentukan sesuai Tabel 6 saja, di mana berlaku semua ketentuan di bawah :

1) Pada masing-masing dua arah ortogonal, perkiraan perioda fundamental struktur, :1 , yang ditentukan sesuai dengan pasal 7.8.2.1 adalah kurang dari 0,8 :.


2) Pada masing-masing dua arah ortogonal, perioda fundamental struktur yang

digunakan untuk menghitung simpangan antar lantai adalah kurang dari : ; 3) Persamaan 22 digunakan untuk menentukan koefisien respons seismik , ; 4) Diafragma struktural adalah kaku sebagaimana disebutkan di pasal 7.3.1 atau untuk

diafragma yang fleksibel, jarak antara elemen-elemen vertikal penahan gaya gempa

tidak melebihi 12 m.

Tabel 6. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda pendek.

Nilai 5D5 Kategori risiko I atau II atau III IV 5D5 < 0,167 A A 0,167 5D5 < 0,33 B C 0,33 5D5 < 0,50 C D 0,50 5D5 D D

Tabel 7. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda 1 detik

Nilai 5DE Kategori risiko I atau II atau III IV 5DE < 0,067 A A 0,067 5DE < 0,133 B C 0,133 5DE < 0,20 C D 0,20 5DE D D

7. Pemilihan sistem struktur dan parameter sistem (R, F G, H I)

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah satu tipe yang

ditunjukkan dalam Tabel 9. Pembagian setiap tipe berdasarkan pada elemen vertikal yang

digunakan untuk menahan gaya gempa lateral. Sistem struktur yang digunakan harus

sesuai dengan batasan sistem struktur dan batasan ketinggian struktur yang ditunjukkan

dalam Tabel 9. Koefisien modifikasi respons yang sesuai, R, faktor kuat lebih sistem, ; , dan koefisien amplifikasi defleksi, , sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel 9 harus digunakan dalam penentuan geser dasar, gaya desain elemen, dan simpangan antarlantai

tingkat desain.

Setiap sistem penahan gaya gempa yang dipilih harus dirancang dan didetailkan sesuai

dengan persyaratan khusus bagi sistem tersebut yang ditetapkan dalam dokumen acuan

yang berlaku seperti terdaftar dalam Tabel 9 dan persyaratan tambahan yang ditetapkan

dalam pasal 7.14 (Persyaratan perancangan dan pendetailan bahan).


Tabel 9. Faktor R , , dan ; untuk sistem penahan gaya gempa (Contoh untuk Rangka Beton Bertulang Pemikul Momen )

Sistem penahan-gaya

seismik

Koefisien

modifikasi

respons,

R

Faktor

kuatlebih

sistem,

H I

Faktor

pembesaran

defleksi,

F Gb

Batasan sistem struktur

dan batasan

Tinggi struktur J(m)c Kategori desain seismik

B C Dd Ed Fe

C.Sistem rangka pemikul

momen

(C.5). Rangka beton

bertulang pemikul momen

khusus (Gambar 6)

8 3 5 TB TB TB TB TB

(C.6). Rangka beton


menengah (Gambar 5)

5 3 4 TB TB TI TI TI

(C.7). Rangka beton


biasa (Gambar 4)

3 3 2 TB TI TI TI TI

b Faktor pembesaran defleksi, , untuk penggunaan dalam pasal 7.8.6, 7.8.7 dan 7.9.2 c TB = Tidak Dibatasi dan TI = Tidak Diijinkan.

d Lihat pasal 7.2.5.4 untuk penjelasan sistem penahan gaya gempa yang dibatasi sampai bangunan

dengan ketinggian 72 m atau kurang.

e Lihat pasal 7.2.5.4 untuk sistem penahan gaya gempa yang dibatas sampai bangunan dengan ketinggian 48 m

atau kurang.

Gambar 4 - Rangka beton bertulang pemikul momen biasa Elastic Response


Gambar 5 - Rangka beton bertulang pemikul momen menengah Inelastic Response

Gambar 6 - Rangka beton bertulang pemikul momen khusus Inelastic Response


Tentang Beban Gempa

Gempa adalah fenomena getaran yang diakibatkan oleh benturan atau pergesekan lempeng

tektonik (plate tectonic) bumi yang terjadi di daerah patahan (fault zone). Gempa yang

terjadi di daerah patahan ini pada umumnya merupakan gempa dangkal karena patahan

umumnya terjadi pada lapisan bumi dengan kedalaman antara 15 sampai 50 km. Gempa

terjadi jika tekanan pada lapis batuan yang disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik

bumi, melebihi kekuatan dari batuan tersebut. Lapisan batuan akan pecah di sepanjang

bidang-bidang patahan. Jika rekahan ini sampai ke permukaan bumi, maka akan terlihat

sebagai garis atau zona patahan. Jika terjadi pergerakan vertikal pada zona patahan di

dasar lautan, maka hal ini dapat menimbulkan gelombang pasang yang hebat yang sering

disebut sebagai tsunami.

Pada saat terjadi benturan antara lempeng-lempeng aktif tektonik bumi, akan terjadi

pelepasan energi gempa yang berupa gelombang-gelombang energi yang merambat di

dalam atau di permukaan bumi. Gelombang-gelombang gempa (seismic waves) ini dapat

berupa gelombang kompresi (compressional wave) atau disebut juga sebagai Gelombang

Primer, dan gelombang geser (shear wave) atau disebut sebagai Gelombang Sekunder.

Selain kedua gelombang tersebut ini, terdapat juga gelombang-gelombang yang merambat

di permukaan bumi, gelombang ini disebut gelombang Rayleigh-Love. Gelombang-

gelombang gempa yang diakibatkan oleh energi gempa ini merambat dari pusat gempa

(epicenter) ke segala arah, dan akan menyebabkan permukaan bumi bergetar. Permukaan

bumi digetarkan dengan frekuensi getar antara 0.1 sampai dengan 30 Hertz. Gelombang

Primer akan menyebabkan getaran dengan frekuensi lebih dari 1 Herzt, dan menyebabkan

kerusakan pada bangunan-bangunan rendah. Gelombang Sekunder, karena arah

gerakannya horisontal, maka gelombang ini dapat menyebabkan kerusakan pada

bangunan-bangunan yang tinggi. Gelombang Rayleigh dan Gelombang Love karena

frekuensinya getarnya yang rendah, menyebabkan gelombang ini dapat merambat lebih

jauh sehingga dapat mengakibatkan pengaruh kerusakan pada daerah yang sangat luas.

Karena arah gerakannya yang berputar maupun horisontal, menyebabkan gelombang

permukaan ini sangat berbahaya bagi bangunan-bangunan tinggi. Pada saat bangunan

bergetar akibat pengaruh dari gelombang gempa, maka akan timbul gaya-gaya pada

bangunan, karena adanya kecenderungan dari massa bangunan untuk mempertahankan

posisinya dari pengaruh gerakan tanah. Beban gempa yang terjadi pada struktur bangunan

merupakan gaya inersia.

Besarnya beban gempa yang terjadi pada struktur bangunan tergantung dari beberapa

faktor yaitu, massa dan kekakuan struktur, waktu getar alami dan pengaruh redaman dari

struktur, kondisi tanah, dan wilayah kegempaan dimana struktur bangunan tersebut

didirikan. Massa dari struktur bangunan merupakan faktor yang sangat penting, karena


beban gempa merupakan gaya inersia yang besarnya sangat tergantung dari besarnya

massa dari struktur.

Beban gempa yang diperhitungkan pada perencanaan struktur, pada umumnya adalah

gaya-gaya inersia pada arah horisontal saja. Pengaruh dari gaya-gaya inersia pada arah

vertikal biasanya diabaikan, karena struktur sudah dirancang untuk menerima

pembebanan vertikal statik akibat pembebanan gravitasi, yang merupakan kombinasi

antara beban mati dan beban hidup. Kebiasaan di dalam mengabaikan pengaruh gaya-gaya

inersia pada arah vertikal akibat pengaruh beban gempa pada prosedur perencanaan

struktur, akhir-akhir ini sedang ditinjau kembali.

Pada kenyataannya, jarang dijumpai struktur bangunan yang mempunyai hubungan yang

sangat kaku antara struktur atas dengan pondasinya. Bangunan-bangunan Teknik Sipil

mempunyai kekakuan lateral yang beraneka ragam, sehingga akan mempunyai waktu getar

alami yang berbeda-beda pula. Dengan demikian respon percepatan maksimum dari

struktur tidak selalu sama dengan percepatan getaran gempa. Sistem struktur bangunan

yang tidak terlalu kaku, dapat menyerap sebagian dari energi gempa yang masuk kedalam

struktur, sehingga dengan demikian beban yang terjadi pada struktur dapat berkurang.

Akan tetapi struktur bangunan yang sangat fleksibel, yang mempunyai waktu getar alami

yang panjang yang mendekati waktu getar dari gelombang gempa di permukaan, dapat

mengalami gaya-gaya yang jauh lebih besar akibat pengaruh dari gerakan gempa yang

berulang-ulang. Besarnya beban gempa horisontal yang dapat terjadi pada struktur

bangunan akibat gempa, tidak hanya disebabkan oleh percepatan gempa saja, tetapi juga

tergantung dari respons sistem struktur bangunan dengan pondasinya. Beberapa faktor

lainnya yang berpengaruh terhadap besarnya beban gempa yang dapat terjadi pada

struktur adalah, bagaimana massa dari bangunan tersebut terdistribusi, kekakuan dari

struktur, mekanisme redaman pada struktur, jenis pondasi serta kondisi tanah dasar, dan

tentu saja perilaku serta besarnya getaran gempa itu sendiri. Faktor yang terakhir ini

sangat sulit ditentukan secara tepat karena sifatnya yang acak. Pada saat terjadi gempa,

gerakan tanah berperilaku tiga dimensi, ini berarti bahwa gaya inersia yang terjadi pada

struktur akan bekerja ke segala arah, baik arah horisontal maupun arah vertikal secara

bersamaan.

Analisis dan perencanaan struktur bangunan tahan gempa, pada umumnya hanya

memperhitungkan pengaruh dari beban gempa horisontal yang bekerja pada kedua arah

sumbu utama dari struktur bangunan secara bersamaan. Sedangkan pengaruh gerakan

gempa pada arah vertikal tidak diperhitungkan, karena sampai saat ini perilaku dari respon

struktur terhadap pengaruh gerakan gempa yang berarah vertikal, belum banyak diketahui.


Massa dari struktur bangunan merupakan faktor yang sangat penting, karena beban gempa

merupakan gaya inersia yang bekerja pada pusat massa, yang menurut hukum gerak dari

Newton besarnya adalah : V = m.a = (W/g).a , dimana a adalah percepatan pergerakan

permukaan tanah akibat getaran gempa, dan m adalah massa bangunan yang besarnya

adalah berat bangunan (W) dibagi dengan percepatan gravitasi (g). Gaya gempa horisontal

V = (a/g).W = .W dimana =a/g disebut sebagai koefisien respons seismik. Dengan demikian gaya gempa merupakan gaya yang didapat dari perkalian antara berat struktur

bangunan dengan suatu koefisien.

Pada bangunan gedung bertingkat, massa dari struktur dianggap terpusat pada lantai-lantai

dari bangunan, dengan demikian beban gempa akan terdistribusi pada setiap lantai tingkat

(Gambar 7). Selain tergantung dari massa di setiap tingkat, besarnya gaya gempa pada

suatu tingkat tergantung juga pada ketinggian tingkat tersebut dari permukaan tanah.

Besarnya beban gempa horisontal V yang bekerja pada struktur bangunan, dinyatakan

sebagai berikut :

K . M 1 . NOP . M

dengan,

1 = Spektrum respons percepatan desain (g); NO = Faktor keutamaan gempa; R = Koefisien modifikasi respons;

W = Kombinasi dari beban mati dan beban hidup yang direduksi (kN).

Gambar 7 - Beban gempa pada struktur bangunan

W

V

V1

V3

V2

W1

W2

W3


Besarnya koefisien reduksi beban hidup untuk perhitungan Wt, ditentukan sebagai berikut,

Perumahan / penghunian : rumah tinggal, asrama, hotel, rumah sakit = 0,30

Gedung pendidikan : sekolah, ruang kuliah = 0,50

Tempat pertemuan umum, tempat ibadah, bioskop,

restoran, ruang dansa, ruang pergelaran = 0,50

Gedung perkantoran : kantor, bank = 0,30

Gedung perdagangan dan ruang penyimpanan, toko, toserba, pasar,

gudang, ruang arsip, perpustakaan = 0,80

Tempat kendaraan : garasi, gedung parkir = 0,50

Bangunan industri : pabrik, bengkel = 0,90

Salah satu aspek penting dalam meninjau perilaku struktur bangunan yang bergetar akibat

gempa adalah waktu getar alami struktur. Perhatikanlah struktur sederhana yang

diilustrasikan pada Gambar 8. Jika pada puncak dari struktur diberikan perpindahan

horisontal dan kemudian dilepaskan, maka bagian atas dari struktur akan bergetar atau

berosilasi bolak-balik dengan amplitudo yang semakin mengecil sampai akhirnya struktur

kembali pada kondisi diam. Yang menarik adalah bahwa gerakan dari getaran struktur ini

tidak acak sama sekali, tetapi teratur. Getaran seperti ini disebut sebagai getaran harmonis,

karena pola getaran berubah secara sinusoidal terhadap waktu.

Waktu yang diperlukan getaran untuk melakukan satu siklus bolak-balik lengkap disebut

waktu getar alami (T), sedangkan frekuensi getaran (f) didefinisikan sebagai banyaknya

siklus yang terjadi untuk satu satuan waktu. Hubungan antara waktu getar dan frekuensi

getar dinyatakan dalam bentuk persamaan : f = 1/T.

Gambar 8 - (a) Model dari struktur. (b) Getaran bebas dari struktur

(c) Amplitudo getaran bebas


Besarnya frekuensi getaran yang terjadi pada struktur tergantung pada massa struktur dan

kekakuan kolom. Jika kolom pada struktur mempunyai kekakuan yang kecil, maka gaya

pemulihan yang diperlukan untuk mengembalikan struktur dari keadaan terdefleksi ke

posisi yang semula, juga relatif kecil. Dengan demikian, puncak dari struktur akan bergerak

bolak-balik secara relatif lebih lambat sampai getaran berhenti. Struktur dengan kekakuan

kolom yang kecil mempunyai waktu getar alami yang panjang. Sebaliknya struktur dengan

kolom yang kaku, akan memberikan gaya pemulihan yang besar sehingga getaran yang

terjadi akan berhenti dalam waktu yang relatif singkat. Struktur seperti ini mempunyai

waktu getar alami yang pendek.

Selain tergantung pada massa dan kekakuan kolom, panjang atau pendeknya waktu getar

dipengaruhi juga oleh mekanisme redaman pada struktur dalam hal menyerap energi

getaran. Sebagai contoh, gaya gesek dari sendi yang menghubungkan balok dan kolom dari

struktur pada Gambar 8 akan menyebabkan terjadinya redaman. Mekanisme redaman pada

struktur dapat juga terjadi, misalnya dengan adanya retakan dari elemen-elemen struktur .

Risiko Gempa di Indonesia

Berdasarkan akibat-akibat yang dapat ditimbulkan oleh bencana gempa di Indonesia, maka

perlu adanya upaya-upaya untuk menekan bahaya bencana yang diakibatkan oleh gempa.

Aspek rekayasa gempa sangat perlu diterapkan pada rekayasa struktur, agar bangunan

mempunyai ketahanan yang baik terhadap pengaruh gempa. Penggunaan standar

bangunan sangat penting untuk menjamin bahwa bangunan tersebut aman untuk dihuni.

Penentuan tingkat risiko terjadinya gempa untuk suatu wilayah, secara analitis

dimungkinkan, berkat sifat-sifat dari peristiwa gempa yang pernah terjadi sebelumnya,

sebagaimana halnya pada beberapa bencana alam lainnya, seperti halnya banjir. Peristiwa

terjadinya gempa dapat direpresentasikan dengan suatu model matematik dan teori

probabilitas. Tingkat risiko gempa pada suatu wilayah diartikan sebagai probabilitas atau

kemungkinan terlampauinya respon pergerakan tanah yang maksimum pada wilayah

tersebut, dalam suatu kurun waktu tertentu. Dengan mengetahui sejarah kegempaan suatu

daerah yang diperoleh dari pengamatan atau rekaman gempa yang pernah terjadi di masa

lalu, tingkat risiko atau peluang terjadinya gempa pada suatu wilayah dapat diperkirakan

dengan menggunakan rumus-rumus matematika dan statistik.

Tingkat risiko gempa pada suatu wilayah atau zona, tidak dapat ditentukan hanya

berdasarkan frekuensi terjadinya gempa saja. Hal ini disebabkan karena tingkat risiko

gempa diukur berdasarkan kerusakan struktur yang ada pada suatu lokasi, yang tidak

hanya tergantung dari besarnya gempa, tetapi juga tergantung pada jarak pusat gempa

(epicenter) dari lokasi yang ditinjau, serta kondisi tanah pada lokasi tersebut. Sebagai

contoh, gempa kuat dengan magnitude M=7 pada Skala Richter dengan pusat gempa

berjarak 300 km dari lokasi yang ditinjau, belum tentu menimbulkan kerusakan yang lebih


besar dibandingkan gempa dengan magnitude M=5 atau M=6 pada Skala Richter, tetapi

dengan pusat gempa yang berjarak 50 km. dari lokasi yang ditinjau. Demikian pula halnya

pengaruh beban gempa pada struktur bangunan yang terletak di atas tanah lunak dan di

atas tanah keras, dapat juga berlainan.

Konsep keamanan dari suatu struktur terhadap pengaruh gempa, harus dikaitkan dengan

risiko atau peluang terjadinya (incidence risk) gempa tersebut selama umur rencana (design

life time) dari struktur bangunan yang ditinjau. Karena gempa merupakan peristiwa

probabilistik, maka gempa dengan kekuatan atau intensitas tertentu, mempunyai periode

ulang (return period) yang tertentu pula. Dengan demikian, jika risiko terjadinya suatu

gempa selama umur rencana bangunan sudah tertentu, maka periode ulang dari gempa

tersebut sudah tertentu pula. Hubungan antara umur rencana bangunan, periode ulang

gempa, dan risiko terjadinya gempa, berdasarkan teori probabilitas dapat dinyatakan

dalam suatu persamaan matematika sebagai berikut :

dengan,

RN = Risiko terjadinya gempa selama umur rencana (%)

TR = Periode ulang terjadinya gempa (tahun)

N = Umur rencana dari bangunan (tahun)

Pada perencanaan struktur bangunan tahan gempa, perlu ditinjau 3 taraf beban

gempa, yaitu Gempa Ringan, Gempa Sedang dan Gempa Kuat, untuk merencanakan elemen-

elemen dari sistem struktur, agar tetap mempunyai kinerja yang baik pada saat terjadi

gempa. Gempa Ringan, Gempa Sedang, dan Gempa Kuat untuk keperluan prosedur

perencanaan struktur didefinisikan sebagai berikut :

a) Gempa Ringan

Gempa Ringan adalah gempa yang peluang atau risiko terjadinya dalam periode

umur rencana bangunan 50 tahun adalah 92% (RN = 92%), atau gempa yang periode

ulangnya adalah 20 tahun (TR = 20 tahun). Akibat Gempa Ringan ini struktur

bangunan harus tetap berperilaku elastis, ini berarti bahwa pada saat terjadi gempa

elemen-elemen struktur bangunan tidak diperbolehkan mengalami kerusakan

struktural maupun kerusakan non-struktural. Pada saat terjadi Gempa Ringan,

penampang dari elemen-elemen pada sistem struktur dianggap tepat mencapai

1 TR

1

N

1

RN = x 100%


kapasitas nominalnya, dan akan berdeformasi lebih lanjut secara tidak elastis

(inelastis) jika terjadi gempa yang lebih kuat.

Karena risiko terjadinya Gempa Ringan adalah 92%, maka dapat dianggap bahwa

selama umur rencananya, struktur bangunan pasti akan akan mengalami Gempa

Ringan, atau risiko terjadinya Gempa Ringan adalah 100% (RN = 100%).

b) Gempa Sedang

Gempa Sedang adalah gempa yang peluan atau risiko terjadinya dalam periode umur

rencana bangunan 50 tahun adalah 50% (RN = 50%), atau gempa yang periode

ulangnya adalah 75 tahun (TR = 75 tahun). Akibat Gempa Sedang ini struktur

bangunan tidak boleh mengalami kerusakan struktural, namun diperkenankan

mengalami kerusakan yang bersifat non-struktural. Gempa Sedang akan

menyebabkan struktur bangunan sudah berperilaku tidak elastis, tetapi tingkat

kerusakan struktur masih ringan dan dapat diperbaiki dengan biaya yang terbatas.

c) Gempa Kuat

Gempa Kuat adalah gempa yang peluang atau risiko terjadinya dalam periode umur

rencana bangunan 50 tahun adalah 2% (RN = 2%), atau gempa yang periode

ulangnya adalah 2500 tahun (TR = 2500 tahun). Akibat Gempa Kuat ini struktur

bangunan dapat mengalami kerusakan struktural yang berat, namun struktur harus

tetap berdiri dan tidak boleh runtuh sehingga korban jiwa dapat dihindarkan.

Gempa kuat akan menyebabkan struktur bangunan berperilaku tidak elastis, dengan

kerusakan struktur yang berat tetapi masih berdiri dan dapat diperbaiki.

Penjelasan Tentang Daktilitas Struktur

Pada umumnya struktur Teknik Sipil dianggap bersifat elastis sempurna, artinya bila

struktur mengalami perubahan bentuk atau berdeformasi sebesar 1 mm oleh beban

sebesar 1 ton, maka struktur akan berdeformasi sebesar 2 mm jika dibebani oleh beban

sebesar 2 ton. Hubungan antara beban dan deformasi yang terjadi pada struktur, dianggap

elastis sempurna berupa hubungan linier. Jika beban tersebut dikurangi besarnya sampai

dengan nol, maka deformasi pada struktur akan hilang pula (deformasi menjadi nol). Jika

beban diberikan pada arah yang berlawanan dengan arah beban semula, maka deformasi

struktur akan negatif pula, dan besarnya akan sebanding dengan besarnya beban. Pada

kondisi seperti ini struktur mengalami deformasi elastis. Deformasi elastis adalah

deformasi yang apabila bebannya dihilangkan, maka deformasi tersebut akan hilang, dan

struktur akan kembali kepada bentuknya yang semula.

Pada struktur yang bersifat getas (brittle), maka jika beban yang bekerja pada struktur

sedikit melampaui batas maksimum kekuatan elastisnya, maka struktur tersebut akan

patah atau runtuh. Pada struktur yang daktail (ductile) atau liat, jika beban yang ada

melampaui batas maksimum kekuatan elastisnya, maka struktur tidak akan runtuh, tetapi

struktur akan mengalami deformasi plastis (

yang apabila bebannya

kondisi plastis ini struktur akan mengalami deformasi yang bersifat permanen, atau

struktur tidak dapat kembali kepada bentuknya yang semula. Pada struktur yang daktail,

meskipun terjadi deformas

Pada kenyataannya, jika suatu beban bekerja pada struktur, maka pada tahap awal, struktur

akan berdeformasi secara elastis. Jika beban yang bekeja terus bertambah besar, maka

setelah batas elastis dari bahan struktur dilampaui, struktur kemudian akan berdeformasi

secara plastis. Dengan demikian pada struktur akan terjadi deformasi elastis dan deformasi

plastis, sehingga jika beban yang bekerja dihilangkan, maka hanya sebagian saja dari

deformasi yang hilang (deformasi elastis =

permanen (deformasi plastis =

diperlihatkan pada Gambar

Beban gempa yang besar akan menyebabkan deformasi

rusaknya elemen-elemen dari struktur seperti balok dan kolom. Pada kondisi seperti ini,

walaupun elemen-elemen struktur bangunan mengalami kerusakan, namun secara

keseluruhan struktur tidak mengalami keruntuhan.

Gambar

V0

e

Aplikasi SNI Gempa 1726:20

struktur akan mengalami deformasi plastis (inelastic). Deformasi plastis adalah deformasi

yang apabila bebannya dihilangkan, maka deformasi tersebut tidak akan hilang. Pada



meskipun terjadi deformasi yang permanen, tetapi struktur tidak mengalami keruntuhan.



tis dari bahan struktur dilampaui, struktur kemudian akan berdeformasi



yang hilang (deformasi elastis = e), sedangkan sebagian deformasi akan bersifat permanen (deformasi plastis = p). Perilaku deformasi elastis dan plastis dari struktur diperlihatkan pada Gambar 9 dan 10.

Beban gempa yang besar akan menyebabkan deformasi yang permanen dari struktur akibat

elemen dari struktur seperti balok dan kolom. Pada kondisi seperti ini,

elemen struktur bangunan mengalami kerusakan, namun secara

keseluruhan struktur tidak mengalami keruntuhan.

Gambar 9 - Deformasi elastis pada struktur

e=0

V=0

1726:2012 for Dummies 21

). Deformasi plastis adalah deformasi

dihilangkan, maka deformasi tersebut tidak akan hilang. Pada



i yang permanen, tetapi struktur tidak mengalami keruntuhan.



tis dari bahan struktur dilampaui, struktur kemudian akan berdeformasi



e), sedangkan sebagian deformasi akan bersifat

p). Perilaku deformasi elastis dan plastis dari struktur

yang permanen dari struktur akibat

elemen dari struktur seperti balok dan kolom. Pada kondisi seperti ini,

elemen struktur bangunan mengalami kerusakan, namun secara

Deformasi elastis pada struktur

Gambar

Energi gempa yang bekerja pada struktur bangunan, akan dirubah menjadi energi kinetik

akibat getaran dari massa struktu

redaman dari struktur, dan energi yang dipancarkan oleh bagian

mengalami deformasi plastis. Dengan demikian sistem struktur yang bersifat daktail dapat

membatasi besarnya energi gempa y

dapat berkurang. Dari penjelasan diatas, dapat disimpulkan bahwa salah satu faktor

penting yang dapat mempengaruhi besar kecilnya beban gempa yang bekerja pada

struktur bangunan adalah daktilitas struktur.

Kemampuan Struktur Menahan Gempa Kuat

Beban gempa sebenarnya yang bekerja pada struktur bangunan dapat melampaui beban

gempa rencana yang tercantum di dalam peraturan. Di dalam peraturan, besarnya beban

gempa rencana yang diperhitungkan bekerja pada stru

Sedang. Dengan demikian, jika terjadi Gempa Kuat, maka gaya

gaya lintang, gaya normal, dan torsi) yang terjadi pada elemen

balok dan kolom, dapat melampaui gaya

tidak ditinjau di dalam perencanaan, maka pada saat terjadi Gempa Kuat, elemen

V0

e+p


Gambar 10 - Deformasi plastis (inelastis) pada struktur


akibat getaran dari massa struktur, energi yang dihamburkan akibat adanya pengaruh

redaman dari struktur, dan energi yang dipancarkan oleh bagian


membatasi besarnya energi gempa yang masuk pada struktur, sehingga pengaruh gempa



struktur bangunan adalah daktilitas struktur.

Kemampuan Struktur Menahan Gempa Kuat



gempa rencana yang diperhitungkan bekerja pada struktur bangunan adalah Gempa

Sedang. Dengan demikian, jika terjadi Gempa Kuat, maka gaya-gaya dalam (momen lentur,

gaya lintang, gaya normal, dan torsi) yang terjadi pada elemen-elemen struktur seperti

balok dan kolom, dapat melampaui gaya-gaya dalam yang sudah diperhitungkan. Jika hal ini

tidak ditinjau di dalam perencanaan, maka pada saat terjadi Gempa Kuat, elemen

V=0

p

Sendi Plastis


Deformasi plastis (inelastis) pada struktur


r, energi yang dihamburkan akibat adanya pengaruh

redaman dari struktur, dan energi yang dipancarkan oleh bagian-bagian struktur yang


ang masuk pada struktur, sehingga pengaruh gempa





ktur bangunan adalah Gempa

gaya dalam (momen lentur,

elemen struktur seperti

dah diperhitungkan. Jika hal ini

tidak ditinjau di dalam perencanaan, maka pada saat terjadi Gempa Kuat, elemen-elemen


dari struktur akan mengalami kerusakan, bahkan secara keseluruhan struktur dapat

mengalami keruntuhan.

Agar struktur bangunan mempunyai kemampuan yang cukup dan tidak terjadi keruntuhan

pada saat terjadi Gempa Kuat, maka dapat dilakukan dua cara sbb. :

a) Membuat struktur bangunan sedemikian kuat, sehingga struktur bangunan tetap

berperilaku elastis pada saat terjadi Gempa Kuat. Struktur bangunan yang dirancang

tetap berperilaku elastis pada saat terjadi Gempa Kuat adalah tidak ekonomis.

Meskipun pada saat terjadi Gempa Kuat struktur ini tidak mengalami kerusakan

yang berarti, sehingga tidak memerlukan biaya perbaikan yang besar, namun pada

saat pembuatannya, struktur bangunan ini memerlukan biaya yang sangat mahal.

Struktur bangunan yang didesain tetap berperilaku elastis pada saat terjadi Gempa

Kuat, disebut Struktur Tidak Daktail. Penggunaan sistem struktur portal tidak

daktail masih dianggap ekonomis untuk bangunan gedung bertingkat menengah

dengan ketinggian tingkat antara 4 s/d 7 lantai, dan terletak pada wilayah dengan

pengaruh kegempaan ringan sampai sedang.

b) Membuat struktur bangunan sedemikian rupa sehingga mempunyai batas

kekuatan elastis yang hanya mampu menahan Gempa Sedang saja. Dengan

demikian, struktur ini masih bersifat elastis pada saat terjadi Gempa Ringan atau

Gempa Sedang. Pada saat terjadi Gempa Kuat, struktur bangunan harus dirancang

agar mampu untuk berdeformasi secara plastis. Jika struktur mempunyai

kemampuan untuk dapat berdeformasi plastis cukup besar, maka hal ini dapat

mengurangi sebagian dari energi gempa yang masuk ke dalam struktur. Struktur

bangunan yang didesain berperilaku plastis pada saat terjadi Gempa Kuat, disebut

Struktur Daktail. Penggunaan sistem struktur portal daktail cukup ekonomis untuk

bangunan gedung bertingkat menengah sampai tinggi, yang dibangun pada wilayah

dengan pengaruh kegempaan kuat.

Perencanaan Kapasitas (Capacity Design)

Dari penjelasan di atas, untuk mendapatkan struktur bangunan yang cukup ekonomis,

tetapi tidak mengalami keruntuhan pada saat terjadi Gempa Kuat, maka sistem struktur

harus direncanakan bersifat daktail. Untuk mendapatkan sistem struktur yang daktail,

disarankan untuk merencanakan struktur bangunan dengan menggunakan cara

Perencanaan Kapasitas. Pada prosedur Perencanaan Kapasitas ini, elemen-elemen dari

struktur bangunan yang akan memancarkan energi gempa melalui mekanisme perubahan

bentuk atau deformasi plastis, dapat terlebih dahulu dipilih dan ditentukan tempatnya.


Sedangkan elemen-elemen lainnya, direncanakan dengan kekuatan yang lebih besar untuk

menghindari terjadinya kerusakan.

Pada struktur beton bertulang, tempat-tempat terjadinya deformasi plastis yaitu tempat-

tempat dimana penulangan mengalami pelelehan, disebut daerah sendi plastis. Karena

sendi-sendi plastis yang terbentuk pada struktur portal akibat dilampauinya Beban Gempa

Rencana dapat diatur tempatnya, maka mekanisme kerusakan yang terjadi tidak akan

mengakibatkan keruntuhan dari struktur bangunan secara keseluruhan.

Karena pada prosedur Perencanaan Kapasitas ini terlebih dahulu harus ditentukan tempat-

tempat di mana sendi-sendi plastis akan terbentuk, maka dalam hal ini perlu diketahui

mekanisme leleh yang dapat terjadi pada sistem struktur portal. Dua jenis mekanisme leleh

yang dapat terjadi pada struktur gedung akibat pembebanan gempa kuat, ditunjukkan pada

Gambar 11.

Kedua jenis mekanisme leleh atau terbentuknya sendi-sendi plastis pada struktur gedung

adalah :

1) Mekanisme Kelelehan Pada Balok (Beam Sidesway Mechanism), yaitu keadaan

dimana sendi-sendi plastis terbentuk pada balok-balok dari struktur bangunan,

akibat penggunaan kolom-kolom yang kuat (Strong ColumnWeak Beam).

2) Mekanisme Kelelehan Pada Kolom (Column Sidesway Mechanism), yaitu keadaan di

mana sendi-sendi plastis terbentuk pada kolom-kolom dari struktur bangunan pada

suatu tingkat, akibat penggunaan balok-balok yang kaku dan kuat (Strong Beam

Weak Column)

Gambar 11 - Mekanisme leleh pada struktur gedung akibat beban gempa (a) Mekanisme

leleh pada balok, (b) Mekanisme leleh pada kolom


Pada perencanaan struktur daktail dengan metode Perencanaan Kapasitas, mekanisme

kelelehan yang dipilih adalah Beam Sidesway Mechanism, karena alasan-alasan sebagai

berikut :

1) Pada Column Sidesway Mechanism, kegagalan dari kolom pada suatu tingkat akan

mengakibatkan keruntuhan dari struktur bangunan secara keseluruhan (Gambar

12).

Gambar 12 Terbentuknya sendi plastis pada struktur gedung akibat beban gempa.

2) Pada struktur dengan kolom-kolom yang lemah dan balok-balok yang kuat (Strong

BeamWeak Column), deformasi akan terpusat pada tingkat-tingkat tertentu,

sehingga daktilitas yang diperlukan oleh kolom agar dapat dicapai daktilitas dari

struktur yang disyaratkan, sulit dipenuhi.


Kerusakan yang terjadi pada kolom-kolom bangunan, akan lebih sulit diperbaiki

dibandingkan jika kerusakan terjadi pada balok. Jadi mekanisme kelelehen pada portal

yang berupa Beam Sidesway Mechanism, merupakan keadaan keruntuhan struktur

bangunan yang lebih terkontrol. Pemilihan perencanaan struktur bangunan dengan

menggunakan mekanisme ini membawa konsekuensi bahwa kolom-kolom pada struktur

bangunan harus direncanakan lebih kuat dari pada balok-balok struktur, sehingga dengan

demikian sendi-sendi plastis akan terbentuk lebih dahulu pada balok. Karena hal tersebut

di atas, maka dalam perencanaan portal daktail pada struktur bangunan tahan gempa,

sering juga disebut perencanaan struktur dengan kondisi desain Kolom Kuat Balok Lemah

(Strong ColumnWeak Beam).


Contoh 1.

Menentukan Spektrum respons desain dan Kategori desain seismik.

Tentukan spektrum respon desain untuk lokasi proyek gedung perkuliahan UDINUS

Semarang Jalan Imam Bonjol Semarang Jawa Tengah jika diketahui nilai N-SPT untuk titik

BH.2 sebagai berikut :

Lapisan ke i

Tebal Lapisan

(GQ) dalam meter

Deskripsi Jenis Tanah Nilai N-SPT

1 6,0 Lanau Kelempungan 12

2 8,0 Lempung sangat lunak 2

3 10,0 Lempung kaku 22

4 6,0 Lempung keras 55

5 10,0 Pasir padat 60

Jawab :

Profil tanah yang mengandung beberapa lapisan tanah dan/atau batuan yang nyata

berbeda, harus dibagi menjadi lapisan-lapisan yang diberi nomor ke-1 sampai ke- n dari

atas ke bawah, sehingga ada total n -lapisan tanah yang berbeda pada lapisan 30 m paling

atas tersebut. Nilai untuk lapisan tanah 30 m paling atas ditentukan sesuai dengan perumusan berikut :

$

! = tebal setiap lapisan antara kedalaman 0 sampai 30 meter; ! tahanan penetrasi standar 60 persen energi (N60) yang terukur langsung di lapangan tanpa koreksi.

!"!# = + c+ d+ e = 6 + 8 + 10 +6 = 30 meter

f"!# = f +

gfg +

hfh +

ifi = 6/12 + 8/2 + 10/22 + 6/55 = 5,064

$ = 30 / 5,06 = 5,924


Maka klasifikasi situs pada lokasi proyek termasuk kelas situs SE (tanah lunak) dengan nilai

< 15.

Untuk menentukan spektrum respon desain untuk lokasi proyek data yang diperlukan

adalah :

(percepatan batuan dasar pada perioda pendek) = 1,001 g (percepatan batuan dasar pada perioda 1 detik) = 0,335 g Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada getaran perioda pendek (01) = 0,9 Faktor amplifikasi terkait percepatan yang mewakili getaran perioda 1 detik (02) = 2,66 Parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (34) =01 = 0,901 g Parameter spektrum respons percepatan pada perioda 1 detik (3)= 02 = 0,891 g

Parameter percepatan spektral desain untuk perioda pendek, 6 =2 39 34 = 0,601 g Parameter percepatan spektral desain untuk perioda 1 detik, 6 =2 39 3 = 0,594 g

Pembuatan kurva spektrum respons desain (Gambar C.1.1) :

:; 0,2 4j4jk = 0, 198 detik : 4j4jk = 0,989 detik

Untuk perioda yang lebih kecil dari :; , spektrum respons percepatan desain, 1 64


T

(detik)

T

(detik)

Sa

(g)

TS+0.8 1.789 0.332

TS+0.9 1.889 0.314

TS+1 1.989 0.299

TS+1.1 2.089 0.284

TS+1.2 2.189 0.271

TS+1.3 2.289 0.260

TS+1.4 2.389 0.249

TS+1.5 2.489 0.239

TS+1.6 2.589 0.229

TS+1.7 2.689 0.221

TS+1.8 2.789 0.213

TS+1.9 2.889 0.206

TS+2 2.989 0.199

TS+2.1 3.089 0.192

TS+2.2 3.189 0.186

TS+2.3 3.289 0.181

TS+2.4 3.389 0.175

TS+2.5 3.489 0.170

TS+2.6 3.589 0.166

TS+2.7 3.689 0.161

TS+2.8 3.789 0.157

TS+2.9 3.889 0.153

4 4 0.149

Proyek gedung perkuliahan UDINUS Semarang termasuk jenis pemanfaatan sebagai gedung

sekolah dan fasilitas pendidikan dengan kategori resiko IV dan faktor keutamaan (Ie) = 1,5.

Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek

(64) adalah KDS D. Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik (6) adalah KDS D. Sehingga kategori desain seismik berdasarkan nilai 64, 6 dan ketegori resiko adalah termasuk dalam KDS D.

Material yang dipilih beton bertulang dan sistem penahan-gaya seismik yang diijinkan

adalah sistem rangka pemikul momen - Rangka beton bertulang pemikul momen khusus

(SRPMK) dengan koefisien modifikasi respons (R) = 8,0.


Gambar C.1.1 - Spektrum respons desain untuk proyek UDINUS Semarang

Contoh 2.

Menentukan Spektrum respons desain dari situs puskim.pu.go.id

Jawab :

Untuk membuat spektrum respons desain dari situs puskim.pu.go.id dengan alamat lengkap

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_spektra_indonesia_2011/, pengisian lokasi proyek

dapat berdasarkan koordinat yang diklik dari peta lokasi (Gambar C.2.1).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Pe

rce

pa

tan

re

spo

n s

pe

ktr

a S

a (

g)

Periode, T (detik)

Spektrum Respons Desain SNI 2002 dan 2012Proyek UDINUS Semarang - Kelas situs SE (tanah lunak)

SNI 1726:2012

SNI 03-1726-2002


Gambar C.2.1 - Lokasi proyek UDINUS Semarang

atau dapat juga berdasarkan nama kota dengan pengetikan nama kota seperti pada Gambar

C.2.2.

Gambar C.2.2 Nama kota proyek UDINUS Semarang


Namun disarankan untuk lokasi yang telah jelas alamatnya untuk menggunakan pengisian

dengan koordinat yang diklik dari peta lokasi. Perbedaan hasilnya seperti dibawah ini :

Hasil Pembuatan kurva spektrum respons desain pada lokasi proyek dengan pengisian

koordinat lokasi pada Gambar C.2.3.

Gambar C.2.3 Kurva spektrum respons desain berdasarkan input koordinat

Hasil Pembuatan kurva spektrum respons desain pada lokasi proyek dengan pengisian

nama kota (Gambar C.2.4).


Gambar C.2.4 Kurva spektrum respons desain berdasarkan input nama kota


8. Batasan Perioda fundamentalstruktur (T)

Perioda fundamental struktur (:) , tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas pada perioda yang dihitung () dari Tabel 14 dan perioda fundamental pendekatan, ( :1). Sebagai alternatif pada pelaksanaan analisis untuk menentukan perioda fundamental

struktur, (:), diijinkan secara langsung menggunakan perioda bangunan pendekatan, ( :1 ). Perioda fundamental pendekatan ( :1 ), dalam detik, harus ditentukan dari persamaan berikut :

:1 l . %"m (26)

dengan,

%" adalah ketinggian struktur, dalam (m), di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur, dan koefisien l dan x ditentukan dari Tabel 15.

Tabel 14. Koefisien untuk batas atas pada perioda yang dihitung

Parameter percepatan respons spektral Parameter percepatan respons spektral Parameter percepatan respons spektral Parameter percepatan respons spektral desaindesaindesaindesain pada 1 detik,pada 1 detik,pada 1 detik,pada 1 detik, 5DE

KoefiKoefiKoefiKoefisien sien sien sien F 0,4 1,4

0,3 1,4 0,2 1,5

0,15 1,6 0,1 1,7

Tabel 15. Nilai parameter perioda pendekatan l dan x Tipe struktur Fx x

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya gempa

yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan komponen yang

lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika dikenai gaya gempa:

Rangka baja pemikul momen 0,0724 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488 0,75

Sebagai alternatif, diijinkan untuk menentukan perioda fundamental pendekatan :1, dalam detik, dari persamaan berikut untuk struktur dengan ketinggian tidak melebihi 12 tingkat

di mana sistem penahan gaya gempa terdiri dari rangka penahan momen beton atau baja

secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 m.


:1 0,1 (27)

dengan,

N = jumlah tingkat.

Perioda fundamental struktur (:) yang digunakan :

Jika : > :1 gunakan T = :1 Jika :1< :< :1 gunakan T = : Jika : < :1 gunakan T = :1

dengan,

: = Perioda fundamental struktur yang diperoleh dari program analisis struktur.

9. Perhitungan Geser dasar seismik

Geser dasar seismik, V , dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan

persamaan berikut:

K M (21)

dengan,

= koefisien respons seismik M= berat seismik efektif Koefisien respons seismik, , harus ditentukan sesuai dengan, 4jky z{9 (22)

dengan,

64 parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda pendek R faktor modifikasi respons dalam Tabel 9 NO faktor keutamaan gempa dalam Tabel 2

Nilai yang dihitung sesuai dengan Persamaan 22 tidak perlu melebihi berikut ini:

4jA


harus tidak kurang dari

0,04464NO 0,01 (24)

Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana sama dengan atau lebih besar dari 0,6 g , maka harus tidak kurang dari:

;,4A


terbuka, serta beban penyimpanan yang tidak melebihi 5 persen dari berat seismik

efektif pada suatu lantai, tidak perlu disertakan);

2) Jika ketentuan untuk partisi disyaratkan dalam desain beban lantai: diambil sebagai

yang terbesar di antara berat partisi aktual atau berat daerah lantai minimum

sebesar 0,48 kN/m2;

3) Berat operasional total dari peralatan yang permanen;

4) Berat lansekap dan beban lainnya pada taman atap dan luasan sejenis lainnya.

Contoh 3.

Analisis beban gempa pada r

Suatu reservoir air beton bertulang

dengan mutu beton fc=20 MPa

Contoh No.1. Reservoir air merupakan bagian dari intalasi air minum yang te

berfungsi setelah terjadinya gempa.

kN. Reservoir air didukung oleh 4 kolom beton berukuran

(diukur dari pile cap). H

reservoir.

Jawab :

Berat total reservoir (W) :

Berat volume air = 9,81

Berat total reservoir (W)

= 20.9,81 + 20 = 216,2


Analisis beban gempa pada reservoir

beton bertulang pada Gambar C.3.1, didesain memiliki

dengan mutu beton fc=20 MPa. Reservoir direncanakan di lokasi

Reservoir air merupakan bagian dari intalasi air minum yang te

berfungsi setelah terjadinya gempa. Berat kosong dari reservoir dan peralatan adalah 2

. Reservoir air didukung oleh 4 kolom beton berukuran 0,40x0,40m dengan tinggi 12 m

Hitunglah beban gempa yang diperkirakan bekerja

Gambar C.3.1 Struktur Reservoir

:

9,81 kN/m3

= berat air + berat kosong reservoir

216,2 kN

Reservoir

20 m3

Kolom

40x40cm

Pile Cap

Pondasi Tiang

Pancang

Balok

Pengaku


didesain memiliki kapasitas 20 m3

lokasi proyek UDINUS pada

Reservoir air merupakan bagian dari intalasi air minum yang tetap harus

Berat kosong dari reservoir dan peralatan adalah 20

40m dengan tinggi 12 m

beban gempa yang diperkirakan bekerja pada struktur


Percepatan gravitasi : g = 9,81 m/det2

Massa (m) = W/g = 216,2 /9,81 = 22,04 kN.det2/m

Modulus elastisitas beton (E) = 4700fc = 21019 MPa Momen inersia kolom (Ic) = 1/12.(0,40.0,403) = 0,002133 m4

Panjang kolom : L = 12 m

Kekakuan 1 kolom :

k = 3.(E.Ic)/L3 =3.( 2,1019x107. 0,002133)/ (12)3 = 77,836 kN/m

Kekakuan 4 kolom :

k = 4.(77,836) = 311,344 kN/m

Frekuensi getar () dan waktu getar (T) dari struktur reservoir (dimodelkan sebagai

sistem SDOF), dihitung sebagai berikut :

Frekuensi getar struktur : ' = d,dee cc,;e = 3,758 rad./detik

Waktu getar struktur : : c = (2. 3,14)/ 3,758 = 1,671 detik.

Pada lokasi proyek UDINUS pada Contoh No.1, kategori desain seismik berdasarkan nilai

S, S dan ketegori resiko adalah termasuk dalam KDS D. Namun demikian reservoir diharapkan masih berfungsi pasca gempa, sehingga harus didesain tetap elastis (tidak boleh

mengalami kerusakan) saat terjadinya gempa. Sistem penahan-gaya seismik yang

digunakan adalah sistem rangka pemikul momen - Rangka beton bertulang pemikul momen

biasa (SRPMB) dengan koefisien modifikasi respons (R) = 3,0. Kategori resiko III - I= 1,25.

K . M 1 . NOP . M

Sesuai kurva Spektrum Respon Desain pada Gambar C.3.2,

untuk T = 1,671 detik maka 1= 0,352 g.

K . M 0,352.1,253 . 216,2 Geser dasar seismik , K 31,7 kN


Gambar C.3.2 Spektrum Respons Desain pada Contoh No.1

Setelah dihitung beban gempa yang diperkirakan bekerja pada struktur reservoir, untuk

selanjutnya dapat dibuat model struktur dan model pembebanan pada struktur untuk

keperluan analisis struktur.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Pe

rce

pa

tan

re

spo

n s

pe

ktr

a S

a (

g)

Periode, T (detik)

Spektrum Respons Desain SNI 2012Proyek UDINUS Semarang - Kelas situs SE (tanah lunak)


10. Struktur bangunan gedung beraturan dan tidak beraturan

Struktur bangunan gedung harus diklasifikasikan sebagai beraturan atau tidak beraturan

berdasarkan pada kriteria dalam pasal ini. Klasifikasi tersebut harus didasarkan pada

konfigurasi horisontal dan vertikal dari struktur bangunan gedung.

Ketidakberaturan horisontal

Struktur bangunan gedung yang mempunyai satu atau lebih tipe ketidakberaturan seperti

yang terdaftar dalam Tabel 10 harus dianggap mempunyai ketidakberaturan struktur

horisontal. Struktur-struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik sebagaimana

yang terdaftar dalam Tabel 10 harus memenuhi persyaratan dalam pasal-pasal yang

dirujuk dalam tabel itu.

Ketidakberaturan vertikal

Struktur bangunan gedung yang mempunyai satu atau lebih tipe ketidakberaturan seperti

yang terdaftar dalam Tabel 11 harus dianggap mempunyai ketidakberaturan vertikal.

Struktur-struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik sebagaimana yang

terdaftar dalam Tabel 11 harus memenuhi persyaratan dalam pasal-pasal yang dirujuk

dalam tabel itu.

PENGECUALIAN:

1) Ketidakberaturan struktur vertikal Tipe 1a, 1b, atau 2 dalam Tabel 11 tidak berlaku

jika tidak ada rasio simpangan antar lantai akibat gaya gempa lateral desain yang

nilainya lebih besar dari 130 persen rasio simpangan antar lantai tingkat diatasnya.

Pengaruh torsi tidak perlu ditinjau pada perhitungan simpangan antar lantai.

Hubungan rasio simpangan antar lantai tingkat untuk dua tingkat teratas struktur

bangunan tidak perlu dievaluasi;

2) Ketidakberaturan struktur vertikal Tipe 1a, 1b, dan 2 dalam Tabel 11 tidak perlu

ditinjau pada bangunan satu tingkat dalam semua kategori desain seismik atau

bangunan dua tingkat yang dirancang untuk kategori desain seismik B, C, atau D.

Batasan dan persyaratan tambahan untuk sistem dengan ketidakberaturan struktur

Ketidakberaturan horisontal dan vertikal struktur yang terlarang untuk kategori

desain seismik D sampai F

Struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik E atau F dan memiliki

ketidakberaturan horisontal Tipe 1b atau ketidakberaturan vertikal Tipe 1b, 5a, atau 5b

tidak boleh digunakan. Struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D dan

memiliki ketidakberaturan vertikal Tipe 5b tidak boleh digunakan.


Tingkat lemah berlebihan

Struktur dengan ketidakberaturan vertikal Tipe 5b sebagaimana yang didefinisikan dalam

Tabel 11, tidak boleh melebihi dua tingkat atau ketinggian 9 m.

Elemen yang mendukung dinding atau rangka tak menerus

Kolom, balok, rangka batang, atau pelat yang mendukung dinding atau rangka struktur yang

tidak menerus dan yang mempunyai ketidakberaturan horisontal Tipe 4 pada Tabel 10 atau

ketidakberaturan vertikal Tipe 4 pada Tabel 11 harus direncanakan untuk menahan efek

gaya gempa termasuk faktor kuat lebih berdasarkan pasal 7.4.3. Sambungan elemen

diskontinu tersebut ke elemen struktur pendukung harus cukup untuk menyalurkan gaya

pada mana elemen diskontinu tersebut disyaratkan untuk didesain.

Peningkatan gaya akibat ketidakberaturan untuk kategori desain seismik D hingga F

Untuk struktur yang dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F dan mempunyai

ketidakberaturan struktur horisontal Tipe 1a, 1b, 2, 3, atau 4 pada Tabel 10 atau

ketidakberaturan struktur vertikal Tipe 4 pada Tabel 11, gaya desain yang ditentukan

berdasarkan pasal 7.10.1.1 harus ditingkatkan 25 persen untuk elemen-elemen sistem

penahan gaya gempa di bawah ini:

Sambungan antara diafragma dengan elemen-elemen vertikal dan dengan elemen-elemen

kolektor;

Elemen kolektor dan sambungannya, termasuk sambungan-sambungan ke elemen vertikal,

dari sistem penahan gaya gempa.

PENGECUALIAN Gaya yang dihitung menggunakan efek gaya gempa, termasuk faktor kuat

lebih sesuai pasal 7.4.3, tidak perlu diperbesar.


Tabel 10. Ketidakberaturan horisontal pada struktur.

Tipe Tipe dan penjelasan

ketidakberaturan Ilustrasi

1a Ketidakberaturan torsi

didefinisikan ada jika

simpangan antar lantai

tingkat maksimum, torsi

yang dihitung termasuk tak

terduga, di sebuah ujung

struktur melintang

terhadap sumbu lebih dari

1,2 kali simpangan antar

lantai tingkat rata-rata di

kedua ujung struktur.

Persyaratan

ketidakberaturan torsi

dalam pasal pasal referensi

berlaku hanya untuk

struktur di mana

diafragmanya kaku atau

setengah kaku.

1b Ketidakberaturan torsi

berlebihan


simpangan antar lantai

tingkat maksimum, torsi

yang dihitung termasuk tak

terduga, di sebuah ujung

struktur melintang

terhadap sumbu lebih dari

1,4 kali simpangan antar

lantai tingkat rata-rata di

kedua ujung struktur.

Persyaratan

ketidakberaturan torsi

berlebihan dalam pasal-

pasal referensi berlaku

hanya untuk struktur di

mana diafragmanya kaku

atau setengah kaku.




2. Ketidakberaturan sudut

dalam


kedua proyeksi denah

struktur dari sudut dalam

lebih besar dari 15 persen

dimensi denah struktur

dalam arah yang

ditentukan.

3. Ketidakberaturan

diskontinuitas diafragma


terdapat diafragma dengan

diskontinuitas atau variasi

kekakuan mendadak,

termasuk yang mempunyai

daerah terpotong atau

terbuka lebih besar dari 50

persen daerah diafragma

bruto yang melingkupinya,

atau perubahan kekakuan

diafragma efektif lebih dari

50 persen dari suatu

tingkat ke tingkat

selanjutnya.




4. Ketidakberaturan

pergeseran melintang

terhadap bidang


terdapat diskontinuitas

dalam lintasan tahanan

gaya lateral, seperti

pergeseran melintang

terhadap bidang elemen

vertikal.

5. Ketidakberaturan sistem

nonparalel

didefninisikan ada jika

elemen penahan gaya

lateral vertikal tidak paralel

atau simetris terhadap

sumbu-sumbu ortogonal

utama sistem penahan gaya

gempa.


Tabel 11. Ketidakberaturan vertikal pada struktur.



1a. Ketidakberaturan

Kekakuan Tingkat

Lunak

didefinisikan ada

jika terdapat suatu tingkat

di mana kekakuan

lateralnya kurang dari 70

persen kekakuan lateral

tingkat di atasnya atau

kurang dari 80 persen

kekakuan rata-rata tiga

tingkat di atasnya.

1b. Ketidakberaturan

Kekakuan Tingkat

Lunak Berlebihan


terdapat suatu tingkat di

mana kekakuan lateralnya

kurang dari 60 persen

kekakuan lateral tingkat

di atasnya atau kurang

dari 70 persen kekakuan

rata-rata tiga tingkat di

atasnya.

2 Ketidakberaturan Berat

(Massa)


massa efektif semua

tingkat lebih dari 150

persen massa efektif

tingkat di dekatnya. Atap

yang lebih ringan dari

lantai di bawahnya tidak

perlu ditinjau.




3 Ketidakberaturan

Geometri Vertikal


dimensi horisontal sistem

penahan gaya gempa di

semua tingkat lebih dari

130 persen dimensi

horisontal sistem penahan

gaya gempa tingkat di

dekatnya.

4 Diskontinuitas Arah

Bidang dalam

Ketidakberaturan

Elemen Penahan Gaya

Lateral Vertikal


pegeseran arah bidang

elemen penahan gaya

lateral lebih besar dari

panjang elemen itu atau

terdapat reduksi

kekakuan elemen

penahan di tingkat di

bawahnya.



ketidakberaturan

Ilustrasi

5a. Diskontinuitas dalam

Ketidakberaturan Kuat

Lateral Tingkat

didefinisikan ada jika kuat

lateral tingkat kurang dari

80 persen kuat lateral

tingkat di atasnya. Kuat

lateral tingkat adalah kuat

lateral total semua elemen

penahan seismik yang

berbagi geser tingkat

untuk arah yang ditinjau.

5b. Diskontinuitas dalam

Ketidakberaturan Kuat

Lateral Tingkat yang

Berlebihan

didefinisikan ada jika kuat

lateral tingkat kurang dari

65 persen kuat lateral

tingkat di atasnya. Kuat

tingkat adalah kuat total

semua elemen penahan

seismik yang berbagi

geser tingkat untuk arah

yang ditinjau.


11. Kombinasi Pembebanan

Kombinasi beban untuk metoda ultimit

Struktur, komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi harus dirancang

sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi pengaruh beban-beban terfaktor

dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut :

1,4D

1,2D + 1,6L + 0,5(Lr atau R)

1,2D + 1,6(Lr atau R) +(L atau 0,5R)

1,2D + 1,0W +L+0,5(Lr atau R)

1,2D + 1,0E + L

0,9D + 1,0W

0,9D + 1,0E

D = beban mati (dead load)

L = beban hidup (live load)

Lr = beban hidup pada atap (roof live load)

R = beban air hujan (rain load)

W = beban angin (wind load)

H = beban tekanan tanah lateral, tekanan air dalam tanah atau tekanan berat sendiri

material (load due to lateral earth pressure, ground water pressure, or pressure of bulk

materials)

E = beban gempa (earthquake load)

F = beban tekanan fluida (load due to fluids with well-defined pressures and maximum

heights)

PENGECUALIAN Faktor beban untuk L pada kombinasi 3, 4, dan 5 boleh diambil sama

dengan 0,5 kecuali untuk ruangan garasi, ruangan pertemuan dan semua ruangan yang nilai

beban hidupnya lebih besar daripada 500 kg/m2.

Bila beban air F bekerja pada struktur, maka keberadaannya harus diperhitungkan dengan

nilai faktor beban yang sama dengan faktor beban untuk beban mati D pada kombinasi 1

hingga 5 dan 7.

Bila beban tanah H bekerja pada struktur, maka keberadaannya harus diperhitungkan

sebagai berikut:


Bila adanya beban H memperkuat pengaruh variabel beban utama, maka perhitungkan

pengaruh H dengan faktor beban = 1,6;

Bila adanya beban H memberi perlawanan terhadap pengaruh variabel beban utama,maka

perhitungkan pengaruh H dengan faktor beban = 0,9 (jika bebannya bersifat permanen)

atau dengan faktor beban = 0 (untuk kondisi lainnya).

Pengaruh yang paling menentukan dari beban-beban angin dan seismik harus ditinjau,

namun kedua beban tersebut tidak perlu ditinjau secara simultan.

Kombinasi beban untuk metoda tegangan ijin

Beban-beban di bawah ini harus ditinjau dengan kombinasi-kombinasi berikut untuk

perencanaan struktur, komponen-elemen struktur dan elemen-elemen fondasi berdasarkan

metoda tegangan ijin:

D

D + L

D + (Lr atau R)

D + 0,75L + 0,75(Lr atau R)

D + (0,6W atau 0,7E)

D + 0,75(0,6W atau 0,7E) +0,75L + 0,75(Lr atau R)

0,6D + 0,6W

0,6D + 0,7E

Bila beban air F bekerja pada struktur, maka keberadaannya harus diperhitungkan dengan

nilai faktor beban yang sama dengan faktor beban untuk beban mati D pada kombinasi 1

hingga 6 dan 8.

Bila beban tanah H bekerja pada struktur, maka keberadaannya harus diperhitungkan

sebagai berikut:

Bila adanya beban H memperkuat pengaruh variabel beban utama, maka

perhitungkanpengaruh H dengan faktor beban = 1;

Bila adanya beban H memberi perlawanan terhadap pengaruh variabel beban utama, maka

perhitungkan pengaruh H dengan faktor beban = 0,6 (jika bebannya bersifat permanen)

atau dengan faktor beban = 0 (untuk kondisi lainnya).

Pengaruh yang paling menentukan dari beban-beban angin dan seismik harus ditinjau,

namun kedua beban tersebut tidak perlu ditinjau secara simultan.


Kombinasi dan pengaruh beban gempa

Pengaruh beban gempa, E , harus ditentukan sesuai dengan berikut ini:

Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 5 dalam pasal 4.2.2 (Kombinasi beban untuk

metoda ultimit )atau kombinasi beban 5 dan 6 dalam pasal 4.2.3 (Kombinasi beban untuk

metoda tegangan ijin), E harus ditentukan sesuai dengan Persamaan 14 berikut:

E = + 2 (14)

Untuk penggunaan dalam kombinasi beban 7 dalam pasal 4.2.2(Kombinasi beban untuk

metoda ultimit ) atau kombinasi beban 8 dalam pasal 4.2.3 (Kombinasi beban untuk metoda

tegangan ijin), E harus ditentukan sesuai dengan Persamaan 15 berikut:

E = - 2 (15)

dengan,

E = pengaruh beban gempa;

= pengaruh beban gempa horisontal seperti didefinisikan dalam pasal 7.4.2.1; 2 = pengaruh beban gempa vertikal seperti didefinisikan dalam pasal 7.4.2.2.

Pengaruh beban gempa horisontal, , harus ditentukan sesuai dengan Persamaan 16 sebagai berikut:

(16)

dengan,

= pengaruh gaya gempa horisontal dari V atau 0 . Jika disyaratkan dalam pasal 7.5.3 dan pasal 7.5.4, pengaruh tersebut harus dihasilkan dari penerapan gaya horisontal secara

serentak dalam dua arah tegak lurus satu sama lain;

= faktor redundansi, seperti didefinisikan dalam pasal 7.3.4.

Faktor redundansi, , harus dikenakan pada sistem penahan gaya gempa dalam masing-masing kedua arah ortogonal untuk semua struktur. Nilai diijinkan sama dengan 1,0 untuk struktur dirancang untuk kategori desain seismik B atau C. Untuk struktur yang

dirancang untuk kategori desain seismik D, E, atau F, harus sama dengan 1,3 kecuali jika satu dari dua kondisi berikut dipenuhi, di mana diijinkan diambil sebesar 1,0:


Masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen geser dasar dalam arah yang

ditinjau harus sesuai dengan Tabel 12;

Struktur dengan denah beraturan di semua tingkat dengan sistem penahan gaya gempa

terdiri dari paling sedikit dua bentang perimeter penahan gaya gempa yang merangka pada

masing-masing sisi struktur dalam masing-masing arah ortogonal di setiap tingkat yang

menahan lebih dari 35 persen geser dasar.

Tabel 12. Persyaratan untuk masing-masing tingkat yang menahan lebih dari 35 persen

Documents

Aplikasi SNI Gempa 1726-2012.pdf