Sistem struktur penahan gaya lateral yang dapat digunakan beserta koefisien-koefisien desain yang diperlukan dalam perhitungan dari kedua peraturan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.
SNI 03-1726-2002:
Pada Tabel 3 SNI 03-1726-2002 disajikan nilai dari daktilitas maksimum, µm
faktor reduksi gempa /koefisien modifikasi respons maksimum, Rm dan faktor kuat lebih total struktur, f, untuk masing-masing jenis sistem dan subsistem struktur.
ASCE 7-10:
Pada ASCE 7-10, nilai koefisien desain yang diperlukan untuk memperhitungkan gaya geser dasar, gaya dalam elemen dan simpangan antar tingkat rencana disajikan dalam notasi-notasi Response Modification Coefficient, R, Overstrength Factor,Ω0, dan Deflection Amplification Factor, Cd. Nilai-nilai tersebut disajikan dalam Tabel 2.15. Selain itu, juga terdapat batasan ketinggian struktur sesuai dengan Kategori Desain Gempa.
52
Universitas Kristen Petra Tabel 2.15. Koefisien dan Faktor Desain pada Sistem Struktur Penahan
Gaya Gempa (ASCE 7-10 Tabel 12.2-1)
Seismic Force–Resisting System Requirements Ra Ω0g
Cdb
1. Special reinforced concrete
shear 14.2 5 2 1/2 5 NL NL 160 160 100
5. Intermediate precast shear
wallsl 14.2 4 2 1/2 4 NL NL 40k 40k 40k
sheathed with wood structural and 14.5 panels rated for shear resistance
or steel sheets
53
Universitas Kristen Petra Tabel 2.15. Koefisien dan Faktor Desain pada Sistem Struktur Penahan
Gaya Gempa (ASCE 7-10 Tabel 12.2-1) (lanjutan)
Seismic Force–Resisting 16. Light frame (cold-formed
steel) 14.1 6 1/2 3 4 NL NL 65 65 65
walls sheathed with wood structural
panels rated for shear resistance or steel sheets
4. Special reinforced concrete
shear wallsl,m 14.2 6 2 1/2 5 NL NL 160 160 100
5. Ordinary reinforced concrete 14.2 5 2 1/2 4 1/2 NL NL NP NP NP
shear wallsl
6. Detailed plain concrete shear 14.2 and
14.2.2.8 2 2 1/2 2 NL NP NP NP NP
special concentrically braced frames
12. Steel and concrete composite 14.3 3 2 3 NL NL NP NP NP
ordinary concentrically braced Frames
13. Steel and concrete composite 14.3 6 1/2 2 1/2 5 1/2 NL NL 160 160 100 plate shear walls
14. Steel and concrete composite 14.3 6 2 1/2 5 NL NL 160 160 100
special shear walls
54
Universitas Kristen Petra Tabel 2.15. Koefisien dan Faktor Desain pada Sistem Struktur Penahan
Gaya Gempa (ASCE 7-10 Tabel 12.2-1) (lanjutan)
Seismic Force–Resisting
Requirements Seismic Design Category
B C Dd Ed Fe 15. Steel and concrete
composite 14.3 5 2 1/2 4 1/2 NL NL NP NP NP
19. Detailed plain masonry
shear walls 14.4 2 21/2 2 NL NP NP NP NP
20. Ordinary plain masonry
shear walls 14.4 1 1/2 2 1/2 1 1/4 NL NP NP NP NP
21. Prestressed masonry shear 14.4 1 1/2 2 1/2 1 3/4 NL NP NP NP NP Walls
22. Light-frame (wood) walls 14.5 7 2 1/2 4 1/2 NL NL 65 65 65
sheathed with wood structural panels rated for shear resistance
23. Light frame (cold-formed
steel) 14.1 7 2 1/2 4 1/2 NL NL 65 65 65
walls sheathed with wood structural panels rated for shear
resistance or steel sheets 24. Light-frame walls with shear
14.1 and
14.5 2 1/2 2 1/2 2 1/2 NL NL 35 NP NP
panels of all other materials 25. Steel buckling-restrained
braced frames 14.1 8 21/2 5 NL NL 160 160 100
26. Steel special plate shear
wall 14.1 7 2 6 NL NL 160 160 100
C. MOMENT-RESISTING FRAME SYSTEMS 1. Steel special moment frames
14.1 and
12.2.5.5 8 3 5 1/2 NL NL NL NL NL
2. Steel special truss moment 14.1 7 3 5 1/2 NL NL 160 100 NP
Frames
4. Steel ordinary moment frames
12.2.5.6
and 14.1 3.5 3 3 NL NL NPi NPi NPi
5. Special reinforced concrete moment framesn
55
Universitas Kristen Petra Tabel 2.15. Koefisien dan Faktor Desain pada Sistem Struktur Penahan
Gaya Gempa (ASCE 7-10 Tabel 12.2-1) (lanjutan)
Seismic Force–Resisting System
Structural System Limitations Including Requirements Structural Height, hn (ft) Limitc
Ra Ω0g
1. Steel eccentrically braced
frames 14.1 8 2 1/2 4 NL NL NL NL NL 5. Steel and concrete
composite 14.3 8 2 1/2 4 NL NL NL NL NL
eccentrically braced frames 6. Steel and concrete
composite 14.3 6 2 1/2 5 NL NL NL NL NL
special concentrically braced frames 7. Steel and concrete
composite 14.3 7 1/2 2 1/2 6 NL NL NL NL NL
plate shear walls 8. Steel and concrete
composite 14.3 7 2 1/2 6 NL NL NL NL NL
special shear walls 9. Steel and concrete
composite 14.3 6 2 1/2 5 NL NL NP NP NP mengurangi gaya gempa hingga ke taraf Strength Level bukan taraf Allowable Stress Level.
bDeflection Amplification Factor, Cd, untuk digunakan pada pasal 12.8.6, 12.8.7, dan 12.9.2.
cNL= Not Limited dan NP= Not Permitted. Untuk sistem satuan SI gunakan 30,5 m untuk 100 ft dan 48,8 m untuk 160 ft.
56
Universitas Kristen Petra
dLihat pasal 12.2.5.1 untuk penjelasan dari sistem-sistem penahan gaya gempa yang dibatasi terhadap ketinggian struktur, hn, sebesar 240 ft (73,2 m) atau kurang.
eLihat pasal 12.2.5.1 untuk sistem-sistem penahan gaya gempa yang dibatasi terhadap ketinggian struktur, hn, sebesar 160 ft (48,8 m) atau kurang.
fSistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB) diperbolehkan untuk digunakan sebagai pengganti dari Sistem Ranngka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) pada SDC B atau C.
gApabila nilai overstrength factor, Ωo, yang telah ditabelkan di atas lebih besar dari 2,5 maka nilai Ωo dapat direduksi sebesar 0,5 untuk struktur-struktur dengan diafragma yang fleksibel.
hLihat pasal 12.2.5.7 untuk batasan struktur yang termasuk SDC D, E, atau F.
iLihat pasal 12.2.5.6 untuk batasan struktur yang termasuk SDC D, E, atau F.
jUntuk Steel ordinary concentrically braced frames diperbolehkan untuk memiliki satu tingkat atau lebih dengan batasan ketinggian struktur, hn, 60 ft (18,3 m) apabila beban mati pada atap dan struktur penthouse tidak melebihi 20 psf (0,96 kN/m2).
kPeningkatan batasan ketinggian struktur, hn, hingga 45 ft (13,7 m) diperboelhkan untuk fasilitas gudang penyimpanan bertingkat satu.
lPada pasal 2.2 ACI 318. Shear Wall didefinisikan sebagai Structural Wall.
mPada pasal 2.2 ACI 318. Definisi dari “special structural wall” termasuk di dalamnya adalah konstruksi precast maupun cast-in-place.
nPada pasal 2.2 ACI 318. Definisi dari “special moment frame” termasuk di dalamnya adalah konstruksi precast maupun cast-in-place.
oSebagai kemungkinan lain, pengaruh beban gempa dengan overstrentgh factor, Emh, diperbolehkan didasarkan atas kekuatan yang diharapkan yang ditentukan sesuai dengan AISI S110.
pCold-formed steel-special bolted moment frames harus dibatasi ketinggiannya hanya untuk satu tingkat sesuai dengan AISI S110.
Analisis:
Perbedaan yang pertama adalah pada tabel ASCE 7-10 terdapat syarat eksplisit mengenai batasan ketinggian struktur atas untuk setiap Kategori Desain Gempa tertentu. Sedangkan SNI 03-1726-2002 tidak mencantumkan batasan ketinggian ini pada bagian tabel pemilihan sistem struktur.
Perbedaan yang lain terletak pada notasi koefisien-koefisien desain seperti Koefisien Modifikasi Respons, R, Overstrength Factor, Ωo, dan Deflection Amplification Factor, Cd. Bila dikaitkan dengan SNI 03-1726-2002 maka koefisien-koefisien desain tersebut akan memiliki kesetaraan sebagai berikut (Tanuwidjaja, 2006):
57
Universitas Kristen Petra Tabel 2.16. Perbandingan Koefisien desain ASCE 7-10 dan SNI 03-1726-2002
Koefisien ASCE 7-10 SNI-03-1726-2002
Koefisien Modifikasi Respons R Rm
Overstrength Factor Ωo f
Deflection Amplification Factor Cd ξ
Penjelasan mengenai R dan Ωo menurut ASCE 7-10 ini dikutip dari Draft SNI yang baru yang menyatakan apabila Ve adalah pembebanan maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana yang dapat diserap oleh suatu struktur bangunan yang berprilaku elastik penuh dan Vm adalah pembebanan maksimum yang dapat diserap oleh struktur bangunan yang berprilaku inelastik maka:
d e
m R
V = V (2.1)
Apabila Vn adalah pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan struktur bangunan, maka berlaku hubungan sebagai berikut :
R V R
V
V V e
d e m
n =
= Ω
= Ω
0
0 . (2.2)
Sehingga R = Rd Ω0.
Faktor kuat lebih total Ω0 dapat juga dinyatakan sebagai
Ω0 = f1 f2 (2.3)
dengan f1 = 1,6 sebagai faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung pada struktur bangunan.
Sedangkan untuk nilai Cd, pada SNI 03-1726-2002 nilai tersebut dinyatakan sebagai faktor pengali simpangan maksimum atau simpangan antar tingkat maksimum akibat pembebanan gempa nominal ( ξ ) yang dapat ditemukan pada bagian pemeriksaan kinerja batas ultimit pada SNI 03-1726-2002 pasal 8.2.
Hubungan antara R, Ωo dan Cd.dapat dilihat pada Gambar 2.13.
58
Universitas Kristen Petra Gambar 2.13. Hubungan antara R, Ωo, dan Cd
Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai Cd adalah faktor yang diperlukan untuk memperkirakan besarnya simpangan struktur dalam kondisi inelastik maksimum, ∆D, dari simpangan struktur dalam kondisi elastik maksimum akibat pembebanan gaya gempa rencana, ∆S.
Pada pasal pemilihan struktur ASCE 7-10 tidak terdapat penjelasan mengenai daktilitas seperti pada SNI 03-1726-2002 pasal 4.3. Namun, konsep tersebut masih relevan sehingga nilai R yang terdapat dalam Tabel ASCE 7-10 adalah nilai R yang maksimum.
Kesimpulan:
Diusulkan untuk digunakan ASCE 7-10 Tabel 12.2-1 sebagai bagian yang tidak terpisahkan dari prosedur perencanaan ketahanan gempa yang baru.
59
Universitas Kristen Petra 2.3.8. Kombinasi Sistem Struktur dalam Arah yang Berbeda (ASCE 7-10
Pasal 12.2.2)
Adakalanya digunakan lebih dari satu subsistem struktur untuk menahan gaya lateral di kedua arah yang berbeda. Ketentuan mengenai hal tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut.
SNI 03-1726-2002:
Tidak membahas ASCE 7-10:
Sistem struktur penahan gaya gempa yang berbeda diperbolehkan untuk digunakan sebagai penahan gaya gempa di sepanjang kedua arah sumbu orthogonal struktur. Apabila sistem yang berbeda digunakan, maka secara berturut-turut, nilai R, Ωo Cd harus digunakan untuk masing-masing sistem, termasuk syarat batasan sistem struktur seperti yang tercantum dalam ASCE 7-10 Tabel 12.2-1.
Kesimpulan:
Nilai faktor reduksi gempa rencana/koefisien modifikasi respons untuk masing-masing arah apabila terjadi kombinasi sistem strutur dalam arah yang berbeda diusulkan menggunakan prosedur ASCE 7-10.
2.3.9. Kombinasi Sistem Struktur dalam Arah yang Sama (ASCE 7-10 Pasal