BAB II TINJAUAN DAN LANDASAN TEORI
2.13 Desain Code Peraturan SNI 03-1726-2002
Syarat – syarat perencanaan struktur gedung tahan gempa yang ditetapkan dalam standar ini tidak berlaku untuk bangunan sebagai berikut :
- Gedung dengan sistem struktur yang tidak umum atau masih memerlukan pembuktian tentang kelayakannya.
- Gedung dengan sistem isolasi landasan (base isolation) untuk meredam pengaruh gempa terhadap struktur atas.
- Bangunan teknik sipil seperti jembatan, bangunan air, dinding dan dermaga pelabuhan, anjungan lepas pantai dan bangunan non – gedung lainnya.
35 - Rumah tinggal satu tingkat dan gedung – gedung non – teknis lainnya.
2.13.1 Gempa Rencana dan Kategori Gedung
Gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, agar probabilitas terjadinya terbatas pada 10% selama umur masa gedung 50 tahun. Akibat pengaruh gempa rencana, struktur gedung secara keseluruhan harus masih berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan.
Kategori gedung ditentukan berdasarkan dari fungsi kepentingan gedung pasca terjadinya gempa. Pengaruh gempa rencana harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan, I. Berikut ini adalah tabel dari faktor keutamaan berdasarkan fungsi gedung :
Tabel. 2. Faktor keutamaan (I) untuk berbagai kategori gedung dan bangunan
2.13.2 Struktur Gedung Beraturan dan Tidak Beraturan
Seperti yang tercantum pada pasal 4.2, struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan apabila memenuhi kriteria sebagai berikut :
- Tinggi bangunan tidak lebih dari 10 lantai atau 40m
- Denah tanpa tonjolan, tidak lebih dari 25% panjang dan lebar denah bangunan
I1 I2 I 1.0 1.0 1.0 1.0 1.6 1.6 1.4 1.0 1.4 1.6 1.0 1.6 1.5 1.0 1.5 Faktor Keutamaan Kategori gedung Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan dan perkantoran Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusar penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi. Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun. Monumen dan bangunan monumental Cerobong, tangki di atas menara
36 - Denah tanpa coakan sudut, tidak lebih dari 15% panjang dan lebar denah
bangunan
- Sistem struktur terbentuk oleh subsistem – subsistem penahan beban lateral - Sistem tanpa loncatan bidang muka, tidak kurang dari 75% ukuran terbesar
denah bangunan
- Kekakuan lateral yang beraturan, tanpa adanya tingkat lunak. Tingkat lunak adalah suatu tingkat dimana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata – rata 3 tingkat diatasnya
- Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya setiap tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% dari berat lantai tingkat diatasnya atau dibawahnya
- Sistem unsur – unsur vertikal dari penahanan beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya
- Sistem lantai tingkat menerus, tanpa lubang atau bukaan, luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai tingkat. Lubang dan bukaan tidak boleh melebihi 20% dari jumlah lantai tingkat seluruhnya.
2.13.3 Pemilihan Sistem Struktur
Sesuai pasal 4.3.4, nilai faktor daktilitas struktur gedung di dalam perencanaan struktur gedung dapat dipilih menurut kebutuhan, tetapi tidak boleh diambil lebih besar dari nilai faktor daktilitas maksimum m yang dapat dikerahkan oleh masing-masing sistem atau subsistem struktur gedung. Dalam tabel 3 ditetapkan nilai m yang dapat dikerahkan oleh beberapa jenis sistem dan subsistem struktur gedung, berikut dengan
37 faktor reduksi maksimum Rm yang bersangkutan. Berikut pemilihan jenis struktur yang digunakan pada penelitian ini :
Tabel. 3. Nilai Faktor R, m dan f.
Pada penelitian ini digunakan sistem rangka baja pemikul momen khusus dengan nilai R = 8.5, m = 5.2.
2.13.4 Wilayah Gempa dan Respons Spektrum
Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 wilayah gempa seperti ditunjukkan dalam gambar 2.1 hal 21 pada desain code SNI 1726-2002, di mana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian wilayah gempa ini, didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun, yang nilai rata – ratanya untuk setiap wilayah gempa ditetapkan dalam tabel 4.
Tabel. 4. Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak muka tanah untuk SNI 03-1726-2002
38 Tabel. 5. Spektrum respons gempa rencana SNI 03-1726-2002
2.13.5 Gaya Geser Dasar Gempa dan Beban Lateral Gempa
Berdasarkan SNI 03-1726-2002, pasal 6.1, struktur gedung beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan gempa nominal akibat gempa rencana dalam arah masing – masing sumbu utama denah struktur tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekuivalen. Beban geser dasar nominal statik yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan :
(Pers. 31)
Keterangan :
C1 : nilai faktor respons gempa dari spektrum respons gempa rencana
Tanah keras Tanah sedang Tanah lunak Tanah khusus 1 0.03 0.04 0.05 0.08 2 0.10 0.12 0.15 0.2 3 0.15 0.18 0.23 0.3 4 0.20 0.24 0.28 0.34 5 0.25 0.28 0.32 0.36 6 0.30 0.33 0.36 0.38 Wilayah Gempa Percepat an puncak batuan dasar ('g') Percepatan puncak muka tanah A0 ('g') Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi Am Ar Am Ar Am Ar 1 0.10 0.05 0.13 0.08 0.20 0.20 2 0.30 0.15 0.38 0.23 0.50 0.50 3 0.45 0.23 0.55 0.33 0.75 0.75 4 0.60 0.30 0.70 0.42 0.85 0.85 5 0.70 0.35 0.83 0.50 0.90 0.90 6 0.83 0.42 0.90 0.54 0.95 0.95 Wilayah Gempa
Tanah Keras Tanah Sedang Tanah Lunak Tc = 0.5 det. Tc = 0.6 det. Tc = 1.0 det.
39 R : faktor reduksi gempa terhadap elastisitas, beban nominal dan faktor daktilitas struktur
Faktor respons gempa C ditentukan oleh persamaan-persamaan sebagai berikut : - untuk T Tc :
C = Am (Pers. 32)
- untuk T > Tc :
C = Ar / T, dengan (Pers. 33)
Ar = Am Tc (Pers. 34)
Beban geser nominal di atas harus didistribusikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban nominal statik ekivalen, Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-I menurut persamaan :
∑ (Pers. 35)
Keteragan :
Wi : berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup
Zi : ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepit lateral N : nomor lantai tingkat paling atas
Apabila rasio antara tinggi struktur gedung dan ukuran denahnya dalam arah pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0,1 harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat paling atas, sedangkan 0,9 sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban – beban gempa nominal statik ekivalen menurut persamaan di atas.
40 2.13.6 Waktu Getar Alami Fundamental
Sesuai pasal 6.2, waktu getar alami fundamental struktur gedung beraturan dalam arah masing – masing sumbu utama dapat ditentukan dengan rumus rayleigh sebagai berikut:
∑
∑ (Pers. 36)
Dimana Wi dan Fi mempunyai arti yang sama seperti pasal 6.1.3, adalah simpangan horizontal lantai tingkat ke-i dinyatakan dalam mm dan ’g’ adalah percepatan gravitasi yang ditetapkan sebesar 9810 mm/det2.
Apabila waktu getar alami fundamental T1 struktur gedung untuk penentuan faktor respons gempa C1 ditentukan dengan rumus – rumus empiris atau didapat dari hasil analisis vibrasi bebas 3 dimensi, nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari nilai yang dihitung menurut pasal 6.2.1.