Beban Gempa (E)

3.2 Pembahasan Metodologi

3.2.4 Perhitungan Struktur Sekunder

3.2.5.4 Beban Gempa (E)

Perhitungan beban gempa dilakukan dengan analisa respons spectrum. Respons spectrum adalah suatu diagram hubungan antara percepatan respons maksimum suatu sistem satu derajat kebebasan (SDK) akibat gempa tertentu, sebagai fungsi dari faktor redaman dan waktu getar alami.

Menentukan beban gempa dapat ditijau dari beberapa faktor yaitu, untuk bangunan gedung yang memiliki tinggi lebih dari 40 meter atau 10 lantai maka termasuk kategori gedung tidak beraturan dimana analisis beban gempa harus dilakukan berdasarkan respon dinamik terhadap pembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana, yang dapat dilakukan dengan metoda analisis respon spektrum sebagaimana yang ditentukan pada SNI 1726-2012.

Langkah-langkah dalam menentukan beban gempa yang terjadi pada bangunan tersebut, antara lain sebagai berikut :

a.

Menentukan data desain meliputi denah struktur, potongan memanjang struktur, dan potongan melintang struktur.

b.

Menentukan parameter respons spectral percepatan gempa MCER pada periode pendek, redaman 5% (Ss) dan parameter respons spectral percepatan gempa MCER pada perioda 1 detik, redaman 5% (S1).

Setelah menghitung parameter respons spectral percepatan gempa, grafik respon spektrum dapat dibuat dengan ketentuan di bawah ini berdasarkan SNI 03-1726-2012 pasal 6.4 : 1) Untuk T < T0 : Sa = SDS (0,4 + 0,6 ^𝑇 𝑇₀^)(3.70) 2) Untuk T0 < T < TS : Sa = SDS (3.71) 3) Untuk T > TS : Sa = ^𝑆𝐷1 𝑇 ^(3.72) Keterangan :

T = perioda getar fundamental struktur. T0 = 0,2 ^𝑆𝐷1

𝑆𝐷𝑆 (3.73)

TS = ^𝑆𝐷1

𝑆_𝐷𝑆 ^(3.74)

Gambar 3.4 Spektrum Respons Desain (Sumber : SNI 1726-2012 Gambar 6.4.1)

c.

Menentukan Klasifikasi Situs

Berdasarkan SNI 1726-2012 Pasal 5.1, penentuan klasifikasi situs dilakukan dengan menentukan tahanan

penetrasi rata-rata (N ). 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. Hal ini diatur dalam SNI 1726-2012 Pasal 5.3.

d.

Menentukan parameter percepatan tanah (Ss,S1) (SNI 1726-2012 Pasal 14)

Sumber: SNI 1726-2012

Gambar 3.5 Peta untuk Ss (Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko Tertarget, dengan Periode Ulang

Sumber: SNI 1726-2012

Gambar 3.6 Peta untuk S1 (Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko

Tertarget, dengan Periode Ulang Gempa 2500 th)

e.

Menentukan faktor Koefisien Situs (Fa, Fv).

Berdasarkan SNI 1726-2012 Pasal 6.2 koefisien situs Fa dan Fv ditentukan berdasarkan tabel 4 dan tabel 5.

Tabel 3.5 : Koefisien Situs, Fa Kelas

Situs

Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa (MCER) terpetakan pada perioda pendek, T=0.2 detik, SS

SS < 0.25 SS = 0.5 SS = 0.75 SS = 1.0 SS > 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 Sumber: SNI 1726-2012

Catatan: Untuk nilai-nilai antara SS dapat dilakukan interpolasi linier

Tabel 3.6 : Koefisien Situs, Fv Kelas

Situs

Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa (MCER) terpetakan pada perioda 1 detik, S1

SS < 0.1 SS = 0.2 SS = 0.3 SS = 0.4 SS > 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 Sumber: SNI 1726-2012

Catatan: Untuk nilai-nilai antara SS dapat dilakukan interpolasi linier

f.

Menghitung SMS dan SM1.

Berdasarkan SNI 1726-2012 Pasal 6.2 untuk menentukan parameter spektrum respons percepatan pada perioda pendek (SMS) dan perioda 1 detik (SM1) yang disesuaikan dengan pengaruh klasifikasi situs, harus ditentukan dengan pers. 3.27 dan pers. 3.28.

SMS = Fa.Ss (3.75)

SM1 = Fv.S1 (3.76)

Setelah menghitung parameter spektrum respons, dapat dilakukan perhitungan parameter percepatan spektral desain untuk perioda pendek (SDS) dan pada perioda 1 detik (SD1) ditentukan dengan pers. 3.29 dan pers. 3.30. SDS = ²

3 ^{SMS (3.77)}

SD1 = ²

3 ^{SM1 (3.78)}

g.

Menentukan faktor keutamaan dan kategori resiko bangunan gedung

Berdasarkan SNI 1728-2013 Pasal 4.1.2, gedung yang dimodifikasi ini sesuai dengan tabel 1 kategori resiko bangunan, maka termasuk pada kategori resiko bangunan II.

2) Faktor keutamaan

Pada faktor keutamaan sesuai dengan kategori resiko bangunan yang didapatkan adalah II, Ie = 1,0

Tabel 3.7 Faktor Keutamaan Gempa

Sumber: SNI 1726-2012

h.

Memilih faktor koefisien modifikasi respons (R), Faktor pembesaran defleksi (Cd) dan Faktor kuat lebih sistem (



_{0) untuk sistem penahan gaya gempa (SNI}

1726-2012 Pasal 7.2.2)

Tabel 3.8 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode pendek

Nilai SDS

Kategori Risiko I atau II atau III IV

SDS < 0.167 ^{A A}

0.167 < SDS < 0.33 B C 0.33 < SDS < 0.50 C D

0.50 < SDS D D

Sumber: SNI 1726-2012

Kategori Risiko Faktor Keutamaan Gempa, Ie I atau II 1.00

III 1.25

Tabel 3.9 : Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada periode 1 detik

Nilai SD1

Kategori Risiko I atau II atau III IV

SD1 < 0.167 A A

0.067 < SD1 < 0.133 B C 0.133 < SD1 < 0.20 C D 0.20 < SD1 D

Sumber: SNI 1726-2012

Sistem penahan gaya gempa lateral dan vertikal dasar harus memenuhi salah satu tipe yang ditunjukkan dalam SNI 1726-2012 Pasal 7.2. Dalam hal ini, digunakan sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus yang mampu menahan paling sedikit 25 persen gaya gempa yang ditetapkan dengan dinding geser beton bertulang khusus.

Tabel 3.10 Faktor R, Cd dan



_{0 Untuk sistem penahan gaya}

i.

Prosedur gaya lateral ekivalen. 1) Geser Dasar Seismik

Geser dasar seismik, V, dalam arah yang ditetapkan harus ditentukan sesuai dengan persamaan yang tercantum dalam SNI 1726:2012 Pasal 7.8.1.

V=CSW (3.79)

Keterangan:

CS = Koefisien respons seismik W = Berat seismik efektif

Koefisien respons seismik, CS, harus ditentukan seusai dengan persamaan berikut:

𝐶_𝑆=^𝑆𝐷𝑆

(_𝐼𝑒^𝑅) ^(3.80)

Keterangan:

SDS = Parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda pendek

R = Faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.11 Ie = Faktor keutamaan gempa

Nilai CS yang dihitung sesuai dengan Pers. 2.25 tidak perlu melebihi nilai berikut:

𝐶𝑆= ^𝑆𝐷1

𝑇(_𝐼𝑒^𝑅) ^(3.81)

Nilai CS harus tidak kurang dari nilai berikut: CS = 0.044 SDS Ie > 0.01 (3.82) Sebagai tambahan, untuk struktur yang berlokasi di mana S1 sama dengan atau lebih besar dari 0.6g, maka CS harus tidak kurang dari:

𝐶_𝑆=^0.5𝑆1

(_𝐼𝑒^𝑅) ^(3.83)

Keterangan:

SD1 = Parameter percepatan spektrum respons desain pada perioda sebesar 1 detik

R = Faktor modifikasi respons dalam Tabel 2.11 Ie = Faktor keutamaan gempa

T = Perioda fundamental struktur (detik) S1 = Parameter respons spektral percepatan MCER terpetakan untuk perioda 1 detik

2) Penentuan Perioda

Perioda fundamental struktur, T, dalam arah yang ditinjau harus diperoleh menggunakan properti struktur dan karakteristik deformasi elemen penahan dalam analisis yang teruji. Hal ini diatur dalam SNI 1726:2012 Pasal 7.8.2.

Perioda fundamental struktur, T, tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan atas pada perioda yang dihitung (Cu) dari Tabel 2.12 dan perioda fundamental pendekatan, Ta. Sebagai alternatif pada pelaksanaan analisis untuk menentukan perioda fundamental struktur, T, diijinkan secara langsung menggunakan perioda bangunan pendekatan, Ta.

Perioda fundamental pendekatan (Ta), dalam detik, harus ditentukan dari persamaan berikut:

𝑇𝑎= 𝐶𝑇 ℎ𝑛^𝑥(3.84)

Dimana hn adalah ketinggian struktur (m), di atas dasar sampai tingkat tertinggi struktur, dan koefisien Ct dan xditentukan.

Tabel 3.11 Koefisien untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung

Parameter percepatan respons spektral desain pada 1 detik, SD1

Koefisien CU > 0.4 1.4 0.3 1.4 0.2 1.5 0.15 1.6 < 0.1 1.7 Sumber: SNI 1726:2013

Tabel 3.12 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ct dan x

Tipe Struktur Ct X

Sistem rangka pemikul momen dimana 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 0.0724a 0.8 Rangka beton pemikul momen 0.0466a 0.9 Rangka baja dengan bresing

eksentris 0.0731a 0.75

Rangka baja dengan bresing

terkekang terhadap tekuk 0.0731a 0.75 Semua sistem struktur lainnya 0.0488a 0.75