Kajian Struktur Bangunan di Kota Medan Terhadap Gaya Gempa di Masa yang Akan Datang

KAJIAN STRUKTUR BANGUNAN

DI KOTA MEDAN TERHADAP GAYA GEMPA

DI MASA YANG AKAN DATANG

Pidato Pengukuhan

Jabatan Guru Besar Tetap

dalam Bidang Analisa Struktur pada Fakultas Teknik,

diucapkan di hadapan Rapat Terbuka Universitas Sumatera Utara

Gelanggang Mahasiswa, Kampus USU, 8 Desember 2007

Oleh:

JOHANNES TARIGAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

Yang terhormat,

• Bapak Ketua dan Anggota Majelis Wali Amanat Universitas Sumatera Utara

• Bapak Rektor Universitas Sumatera Utara

• Para Pembantu Rektor Universitas Sumatera Utara

• Ketua dan Anggota Senat Akademik Universitas Sumatera Utara

• Ketua dan Anggota Dewan Guru Besar Universitas Sumatera Utara

• Para Dekan Fakultas/Pembantu Dekan, Direktur Sekolah Pascasarjana, Direktur dan Ketua Lembaga di lingkungan Universitas Sumatera Utara

• Para Dosen, Mahasiswa dan Seluruh Keluarga Besar Universitas Sumatera Utara

• Seluruh Teman Sejawat serta para undangan dan hadirin yang saya muliakan

Selamat pagi dan salam sejahtera bagi kita semua,

Pertama-tama marilah kita panjatkan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena kita sampai saat ini telah diberi nafas kehidupan dan kesehatan sehingga kita dapat hadir pada upacara pengukuhan ini.

Berdasarkan Keputusan Menteri Pendidikan Nasional RI Nomor:

26912/A4.5/KP/2007 tanggal 31 Mei 2007, maka kami telah diangkat sebagai Guru Besar Tetap dalam Bidang Analisa Struktur pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Terima kasih kami ucapkan kepada Pemerintah Republik Indonesia dan Menteri Pendidikan Nasional atas diberinya kepercayaan untuk mendapat jabatan Guru Besar.

Bapak Rektor dan hadirin yang terhormat,

Perkenankanlah kami menyampaikan pidato pengukuhan sebagai Guru Besar Tetap di hadapan Bapak/Ibu dan hadirin sekalian, yang berjudul:

I. PENDAHULUAN

Gempa dahsyat yang melanda Indonesia tiga tahun terakhir yang telah menimbulkan korban terhadap manusia dan harta benda yang cukup besar adalah sbb:

• Gempa/Tsunami Aceh 26 Desember 2004 dengan besaran 9 Skala

Richter

• Gempa Nias 28 Maret 2005 dengan besaran 8,7 Skala Richter

• Gempa Yogyakarta 26 Mei 2006 dengan besaran 5,9 Skala Richter

• Gempa Bengkulu 12 September 2007 dengan besaran 7,9 Skala Richter.

Saat ini ada peraturan yang terbaru untuk mendesain Gempa di Indonesia yakni SNI 1726, yang diterbitkan pada tahun 2002, sedangkan sebelumnya adalah SKBI-2.3.53.1987 yang diterbitkan tahun 1987.

Melihat kejadian gempa mulai tahun 2004 dan peraturan gempa Indonesia tahun 2002 apakah struktur bangunan di Medan yang didirikan sebelum tahun 2004 masih aman terhadap Gempa yang akan datang?

II. BELAJAR DARI GEMPA YANG LALU

II.1 Gempa/Tsunami Aceh 26 Desember 2004

Gempa besar terjadi lebih dahulu, lalu kemudian diikuti dengan gelombang tsunami yang kecepatannya gelombangnya diperkirakan 600 km/jam. Gempa terjadi dengan 9 Skala Richter dengan epicenter di pulau Andaman, sebelah utara Aceh. Korban yang tewas akibat gempa/tsunami ini sebanyak lebih kurang 230.000 orang yang tersebar di Aceh, Nias, Malaysia, Thailand, Sri Langka, dan India. Rumah kebanyakan runtuh akibat disapu gelombang tsunami.

Pada Gambar II.2 kerusakan yang terjadi ada pada kolom. Bangunan ini adalah perkantoran milik swasta dengan jumlah tingkat 5 lantai. Bangunan ini belum roboh, walaupun kolomnya sudah miring, karena sendi plastis sudah terjadi di kolom. Desain yang benar adalah bahwa sendi plastis harus didesain terjadi di balok lebih dahulu. Dikenal dengan perencanaan kolom kuat balok lemah. Ada sesuatu yang menarik dalam kasus pada Gambar II.2 ini yakni bahwa Modal Shape yang terjadi diperkirakan adalah Modal Shape ke-2.

Gambar II.1: Gedung Keuangan yang Rusak Akibat Gempa

Gambar II.2: Gedung Perkantoran yang Bentuk

Kerusakan Seperti Modal Shape yang Ke-2

Gambar II.3: Bangunan yang Kerusakannya Tipe Sandwich.

Gedung di Sampingnya Tidak Mengalami Kerusakan

Gambar II.4: Gedung Supermarket

Dari persamaan dinamik

{

[ ]

K

−

ω

2

[ ]

M

} { }

•

A

=

0

, maka Modal Shape yang kedua didapat dari

ω

2, dari persamaan

{

[ ]

[ ]

}

0

2

=

−

M

K

ω

.

{ }

A ≠0 dari sini

akan diperoleh Modal Shape seperti persamaan:

[

Φ

Φ

Φ

N

]

=

Φ

₁

,

₂

,...

Modal Shape yang kedua adalah Φ₂ seperti yang terlihat di Gambar II.2.

Dari Gambar II.3 kerusakan yang terjadi adalah tipe sandwich. Jika dilihat bangunan sebelahnya masih berdiri. Sudah pasti ada sesuatu perbedaan dalam rancangan struktur di antara kedua bangunan tersebut. Yang satu tahan terhadap gempa, yang satu tidak tahan terhadap gempa.

Contoh bangunan lain yang rusak akibat Gempa Aceh adalah supermarket di Banda Aceh seperti pada Gambar II.4. Bangunan rusak berat dan rata dengan tanah. Seharusnya bangunan publik didesain tidak boleh roboh dan rusak seperti ini.

II.2 Gempa Nias 28 Maret 2005

Gempa 28 Maret 2005 yang terjadi di Nias adalah dengan besaran 8,7 Skala Richter. Jumlah korban hampir 1.000 orang di seluruh pulau Nias. Korban kebanyakan diakibatkan oleh reruntuhan bangunan dari berlantai satu sampai berlantai tiga. Tipe kerusakan akibat Gempa Nias dapat dilihat dari Gambar II.5, II.6, II.7, dan II.8.

Gambar II.5: Gedung 2 Lantai yang Roboh di Gunung Sitoli

Dari Gambar II.5 dapat dilihat kerusakan gempa pada gedung Pertokoan Monalisa yang terkenal di Gunung Sitoli. Bangunan ini rata dengan tanah dengan tipe kerusakan sandwich.

Tipe kerusakan yang spesifik dapat dilihat pada Gambar II.6 (Jembatan Idanogawo) yakni girder jembatan miring. Penyebabnya adalah terjadi

likuifaksi, yakni abutment bergeser dan terguling. Ini dikarenakan pondasi tidak lagi dapat ditahan oleh tanah di bawah pondasi dikarenakan tanah kehilangan daya dukung akibat gempa yang terjadi. Kasus likuifaksi banyak terjadi di Nias setelah Gempa 28 Maret 2005.

Rumah penduduk yang roboh dapat dilihat di Gambar II.7, di mana kolom tidak mampu memikul gempa sedangkan balok beton pada atap masih utuh. Dapat dipastikan bahwa pada rumah ini penghuninya kena timpa reruntuhan. Kerusakan masih dapat dicegah seandainya strukturnya dikonsep dengan baik demikian juga pelaksanaan pembangunan kolomnya memakai material beton minimum K175 dan besi beton minimum 4 diameter 12 mm dengan ukuran sengkang yang cukup. Detailing juga harus memenuhi persyaratan di daerah gempa seperti pada literatur SKBI-1987.

Yang menarik adalah Gambar II.8 adalah bangunan Gereja BNKP Gunung Sitoli, di mana kolom dan dinding tidak rusak, akan tetapi kuda-kuda kayu dan atapnya sebagian roboh ke bawah. Robohnya atap ke bawah adalah

akibat Gempa Vertikal. Berdasarkan SNI 1726 tahun 2002 bahwa gempa

vertikal harus diperhitungkan terhadap struktur. Sedangkan peraturan sebelumnya belum ada ketentuan tersebut.

Gambar II.7: Rumah yang roboh Rata dengan Tanah

II.3 Gempa Yogyakarta 27 Mei 2006

Berkekuatan 5,9 Skala Richter. Korban jiwa sekitar 4.500 orang dan 3.800 bangunan hancur total akibat gempa ini. Beda gempa Yogyakarta dengan Gempa Aceh dan Nias adalah karena epicenter-nya terletak di daratan sehingga walaupun gempanya hanya 5,9 Skala Richter akan tetapi menimbulkan korban yang cukup parah karena bangunan yang rusak kebanyakan terletak di sekitar patahan seperti pada Gambar II.9.

`

Bangunan yang roboh akibat gempa Yogyakarta dapat dilihat di gambar II.10, II.11, dan II.12.

Pada Gambar tersebut dapat dilihat pada bentuk kerusakan yang terjadi di mana yang menyebabkan bangunan rusak adalah gempa pada saat Modal Shape yang pertama. Seperti pada rumus dinamika

Φ

=

[

Φ

₁

,

Φ

₂

,...

Φ

_N

]

maka

[ ]

Φ₁ adalah Modal Shape yang pertama. Bangunan pada Gambar

II.10 adalah bangunan yang baru. Bangunan ini diprediksi didesain belum memakai SNI 2847. Bangunan pada Gambar II.11 juga sama halnya dengan bangunan pada Gambar II.10.

Gambar II.12 adalah ciri khas bangunan perumahan di daerah Yogyakarta, di mana atapnya genteng, akan tetapi kebanyakan rumah warga dibangun dengan kolom tanpa tulangan. Dan mayoritas korban terdapat di daerah pemukiman di mana dinding dan atapnya runtuh menimpa warga penghuni rumah tersebut.

Bangunan yang rusak

didaerah patahan ini

II.4 Gempa Bengkulu 12 September 2007

Gempa Bengkulu 12 September 2007, dengan skala gempa 7,9 Skala Richter. Sebelum Gempa ini pada tahun 2000 telah terjadi gempa di Bengkulu. Pada saat itu banyak bangunan yang roboh. Pada gempa 12 September 2007, kelihatannya masih juga banyak bangunan yang roboh yang lokasi bangunannya dibangun pada lokasi yang sama pada waktu kejadian gempa 2000. Artinya adalah bahwa bangunan yang dibangun setelah kejadian gempa tahun 2000 belum juga memenuhi bangunan tahan gempa.

Kerusakan bangunan akibat gempa tahun 2007 tidak hanya terjadi di Bengkulu akan tetapi sampai ke daerah pesisir Selatan Sumatera Barat sampai ke Padang. Kerusakan bangunan akibat gempa Bengkulu dapat dilihat di Gambar II.13 dan II.14.

Gambar II.10:

Modal Shape 1 yang Terjadi pada Bangunan Bertingkat 5.

Gambar II.11:

Modal Shape 1 yang Terjadi pada Bangunan Bertingkat 2.

Gambar II.12:

Pada Gambar II.13 dapat dilihat bangunan sedehana yang roboh di mana bangunan tersebut belum memenuhi kaedah bangunan tahan gempa. Demikian juga pada Gambar II.14 kolomnya patah karena diprediksi bangunannya belum didesain dengan bangunan tahan gempa.

III. DINAMIKA STRUKTUR

Dari teori dinamika struktur bahwa ada tiga model untuk menghitung respons yakni sbb.:

• Single Degree of Freedom

Persamaan keseimbangan adalah

)

(

t

v

m

v

k

v

c

v

m

&

&

+

&

+

&

=

−

&

&

_g

Dimana

v

&

&

_g

(

t

)

: Gaya Gempa Respons struktur adalah:

( )

τ

ω

τ

τ

ω

mv e ζω τ t d

m t

v t _D

t g D ) ( sin 1 ) ( ( ) 0 − − = − −

∫

&&

V

S

v

ω

1

max

=

Dimana

S

_V

=

Pseudo

−

velocity

Spectral displacement Sd

ω

V d

S S =

Sedangkan spectral acceleration:

d v

a

S

S

S

=

ω

⋅

=

ω

2

⋅

Maka gaya gempa maximum yang terjadi adalah:

a d

d

S

k

S

m

S

m

S

f

=

×

=

ω

2

×

×

=

×

Gambar II.13: Kerusakan Gempa Bengkulu pada Bangunan

Sederhana

Gambar II.14: Kerusakan Gempa Bengkulu pada Bangunan Beton

Dalam Building Code suatu negara ini dikenal dengan Respons Spectra. Respons spectra yang populer adalah Gempa El-Centro Mei 1940. Gempa El-Centro mempunyai amplitudo yang cukup besar yakni 0,32g dan waktu getar yang cukup lama. Peraturan gempa negara lain berinspirasi dari sini, termasuk peraturan gempa Indonesia. Di Gambar III.1 dapat dilihat ground motion dari Gempa El-Centro.

Gambar III.1: Ground Motion Gempa El-Centro, Tahun 1940

Sedangkan respons spectra dari gempa El-Centro dapat dilihat pada Gambar III.2 di bawah.

Gambar III.2: Respons Spectra Gempa El-Centro a.) Kecepatan dan

• Multi Degree Of Freedom (MDOF) Persamaan keseimbangan adalah sbb.:

[ ]

m

{ }

&

v

&

v

+

[ ]

c

{ }

v

&

v

+

[ ]

k

( )

v

=

−

[ ]

m

&

v

&

_g

(

t

)

N N

Y

Y

Y

Y

v

=

Φ

=

φ

_{1 1}

+

φ

_{2 2}

+

...

..

+

φ

Di mana

Φ

: Modal Shape

Dengan diketahuinya Modal Shape maka dengan cara Modal Analisis dapat dihitung gaya gempa berdasarkan respons spectra yang ditetapkan.

• Sistem Kontinue

Sistem kontinue digunakan pada bangunan-bangunan khusus seperti menara (TV), cerobong asap (chimney), dll. yang kekakuannya kontinue.

( )

( ) ₂ ( ) ( )

2 2 2 2 2 t u x m x u x EI x t u x

m _⎥=− &&_g

⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ∂ ∂ ∂ ∂ + ∂ ∂ IV. LIKUIFAKSI

Jika terjadi gempa maka persamaan keseimbangan pada tanah adalah:

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⋅

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

=

g

a

a

g

z

a

g

W

ma

F

t _vo max

max

σ

γ

Di mana

F

: Gaya Gempa, m: massa, W: Berat Tanah,

γ

_t: Berat Jenis

Tanah,

a

_max: Maximum percepatan horizontal akibat gempa,

σ

_vo: Total

tegangan vertikal tanah di bawah pondasi.

Sedangkan tegangan geser tanah:

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

=

g

a

F

_vo max

max

σ

τ

Selama gempa terjadi

σ

_vo berubah menjadi nol, dengan demikian

τ

_max

Oleh karena itu berdasarkan Seed dari Literatur [Robert, 2005], maka berdasarkan nilai SPT potensi bahaya likuifaksi adalah sbb.:

( )

N

_{1 60} Potensi Bahaya Likuifaksi

Besar 0-20 20-30 >30 Sedang Tidak berarti

Berdasarkan Magnitude, percepatan gempa, waktu gempa dan Skala Intensitas MMI, maka potensi likuifaksi dapat dilihat di Tabel 1 di bawah:

Tabel 1: Korelasi antara ML, Percepatan Gempa, Waktu Gempa, dan MMI

Menurut Yaets et al., Gere and Shah dan Housner

Lokal Magnitude

(ML)

Percepatan gempa amax Waktu gempa Skala Intensitas MMI

2

≤

I-II

3 III 4 IV-V

5 0,09 g 2 det VI-VII

6 0,22 g 12 det VII-VIII

7 0,32 g 24 det IX-X

8

≥

≥

0

.

50

g

≥34det XI-XII

Dari tabel di atas jika Gempa dengan Skala Richter di atas 0,09g dengan waktu getar di atas 2 detik, maka gempa tersebut berpotensi untuk likuifaksi.

V. PERKEMBANGAN PERATURAN GEMPA INDONESIA

• SKBI-2.3.53.1987

Berdasarkan SKBI-2.3.53.1987, maka zona gempa ditetapkan seperti Gambar V.1., sedangkan perhitungan gaya gempa secara statik ekuivalen adalah sebesar:

T

W I C V = . .

Ada 6 zona yang berlaku di Indonesia. Zona 1 adalah zona yang paling berbahaya, sedangkan zona 6 adalah zona yang aman terhadap gempa. Dalam peraturan ini ditetapkan ada 4 jenis struktur yakni Struktur A, B, C, dan D. Di mana masing-masing jenis struktur mempunyai koefisien Gempa C yang berbeda. Dasar pemikirannya adalah setiap struktur tersebut mempunyai waktu getar alami yang berbeda.

Gambar V.1: Peta Gempa Indonesia Dibuat Tahun 1987

Gambar V.3: Sebuah Bangunan di Medan yang Didesain terhadap Gaya Gempa

Sebagai contoh bangunan yang didesain adalah satu bangunan di Medan di mana bangunan tersebut terdiri dari 5 lantai, auditorium, pentas dan tower 8 lantai. Tapi yang ditonjolkan di sini adalah tower yang 8 lantai dengan ketinggian 35 m, lihat Gambar V.3.

Dalam analisa bangunan tersebut akan didesain dengan 6 zona gempa berdasarkan SKBI-2.3.53.1987. Jenis tanah adalah tanah lunak.

Struktur tower sekolah menggunakan shear wall (dinding geser) di tengah bangunan. Lebar tower 3 m dan panjang 4 m, tinggi tower = 35 m, yang terdiri dari lantai I: 4.5 m, lantai II: 3.5 m, lantai III: 3.5 m, lantai IV: 3.5 m, lantai V: 4.0 m, lantai VI: 4.0 m, lantai VII: 7m dan lantai VIII = 5 m. Perhitungan dilakukan dengan SANS-Pro. Model struktur dapat dilihat di Gambar V.4.

Gambar V.5. Perbandingan Gaya Gempa dan Displacement Setiap Lantai untuk Zona yang Berbeda untuk Jenis Tanah Lunak

Sesuai dengan SKBI 2.3.53.1987

• SNI-1726

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 maka wilayah gempa Indonesia dibagi 6 wilayah berdasarkan amplitudo pada batuan dasar sbb: Wilayah 1: 0,03g, Wilayah 2: 0,10g, Wilayah 3: 0,15g, Wilayah 4: 0,20g, Wilayah 5: 0,25g, dan Wilayah 6: 0,30g. Peta wilayah Gempa Indonesia dapat dilihat di Gambar V.6.

Urutan bahaya Gempa berdasarkan kabupaten di Sumatera Utara berdasarkan ACI/UBC dan SNI 2847 adalah sbb:

• Risiko Gempa High/Tinggi

Wilayah 6 dan 5: Kabupaten Nias dan Nias Selatan Kabupaten Tapteng, Tapsel, Padang Sidempuan, Sibolga, Tapanuli Utara, Tarutung, Sipirok, Kabupaten Madina.

• Risiko Gempa Moderate/Menengah:

Wilayah 4 dan 3: Kabupaten Humbanghas, Kabupaten Pakpak Barat, Kabupaten Dairi, Kabupaten Tobasa, Kabupaten Samosir, Kabupaten Karo, Simalungun, Pematang Siantar,Rantau Perapat, Tanjung Balai,

Deli Serdang, Kab Asahan, Medan, Binjai, Kabupaten Langkat,

Kabupaten Serdang Bedagai.

• Risiko Gempa Low/Rendah

Wilayah 1 dan 2: Selat Malaka dan Malaysia

Cara menghitung gaya gempa dapat dilihat secara detail di SNI 1726. Ada 2 macam gempa yang harus diperhatikan sewaktu desain yakni:

1. Gempa horizontal 2. Gempa vertikal

Gempa Horizontal

Gaya gempa horizontal yang terjadi pada bangunan dapat dimodelkan

seperti pada Gambar V.7. Sedangkan gaya gempa adalah t

1_I.W

R C

V = _,

dimana V:Gaya Gempa, C1:Faktor Respons gempa (lihat Gambar IV.8), I:

Faktor Keutamaan Bangunan (lihat Tabel 2), R: Faktor reduksi Gempa, Wt:

Berat total bangunan termasuk beban hidup.

Tabel 2: Faktor Keutamaan Bangunan (I)

No. Katagori Gedung (I)

1. Gedung kantor umum seperti untuk penghunian, perniagaan dan perkantoran

1

2. Monumen dan bangunan monumental 1.6

3. Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat peyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi

1.4

4. Gedung untuk meyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun

1.6

5. Cerobong, tangki diatas menara 1.5

Fi

Gambar V.7: Model Gaya Gempa Horizontal pada Bangunan

Sedangkan gaya gempa di setiap lantai dapat dihitung dengan:

V z W

z W F _n

i i i

i i i

∑

= =

Faktor yang membedakan gaya gempa pada keenam Wilayah Indonesia

adalah C1, sedangkan yang lain-lain tetap sama. Sedangkan Respons

spektrum rencana (C1) seperti Gambar IV.8.

Gambar V.8: Koefisien Dasar Gempa C1

Gambar V.9: Perbandingan Gaya dan Displacement Setiap Lantai untuk Zona yang Berbeda untuk Jenis Tanah Lunak Sesuai dengan SNI 1726-2002

Gaya Gempa Vertikal

Gaya gempa vertikal dapat dilihat di Gambar V.10. Gempa vertikal dapat terjadi dan berbahaya pada bentang bentang besar seperti rangka atap, jembatan dll.

Gambar V.10: Gaya Gempa Vertikal

Gaya vertikal gempa dihitung dengan v _t

W I R C

V = . , di mana

C

_v

=

Ψ

A

₀

I

Cv = Koefisien gempa vertikal,

Ψ

= faktor respons gempa vertikal sesuai

dengan Tabel 3

Ao = Dapat dilihat di Tabel 4, I = Faktor keutamaan bangunan, R = Faktor reduksi dan Wt = Berat

Tabel 3: Faktor Respons Gempa Vertikal Wilayah

Gempa

Ψ

Kota/Kabupaten

1 0,5 Malaysia

2 0.5 Selat Malaka

3 0.5 Rantau Perapat, Tanjung Balai, Deli Serdang, Kab Asahan,

Medan, Binjai, Kab. Langkat

4 0.6 Kab. Humbanghas, Kab. Pakpak Barat, Kab. Dairi, Kab. Tobasa, Kab. Samosir, Kab. Karo, Simalungun, Pematang Siantar

5 0.7 Kab. Tapteng, Kab. Tapsel, Sibolga, Tapanuli Utara, Kab Madina 6 0.8 Nias, Nias Selatan

Tabel 4: Ao Wilayah

Gempa

Tanah Keras (N>50)

Tanah Sedang (15<N<50)

Tanah Lembek (N<15)

Tanah Khusus

1 0.04 0.05 0.08 Khusus

2 0.12 0.15 0.20

3 0.18 0.23 0.30

4 0.24 0.28 0.34

5 0.28 0.32 0.36

6 0.33 0.36 0.38

• Amplitudo pada Batuan Dasar Berdasarkan [Rizkita, 2007]

Setelah gempa Aceh dan Nias maka berdasarkan studi yang dibuat oleh [Rizkita, 2007] amplitudo pada batuan dasar untuk Indonesia dapat dilihat di Gambar V.11.

Gambar V.11: Peta Gempa Indonesia 2007

Kemudian bangunan yang pada Gambar V.3 dihitung dengan peta Indonesia 2007, dan hasilnya dapat dilihat di Gambar V.12.

Gambar V.13: Perbandingan Gaya dan Displacement di Setiap Lantai untuk Medan Berdasarkan SKBI 2.3.53-1987, SNI 1726-2002 dan Peta Gempa 2007 untuk Jenis Tanah Lunak

Jika dibandingkan ketiga hasil baik SKBI-2.3.53.1987, SNI 1726 tahun 2002 dan Peta Indonesia 2007, lihat Gambar V.13, maka hasilnya untuk Zona/Wilayah gempa Medan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

SKBI 1987 SNI 1726

2002

2007

Perpindahan lantai atas 1,5 cm 6 cm 9 cm

VI. TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BETON UNTUK BANGUNAN GEDUNG BERDASARKAN SNI 2847

• Bahan

Semen

Semen portland harus memenuhi SNI 15-2049-1994.

Agregat

Harus memenuhi SNI 03-2461-1991.

Air

Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan bahan merusak yang mengandung Oli, Asam, alkali, Garam, bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.

Baja Tulangan

Tulangan momen harus tulangan ulir.

• Persyaratan Pendetailan

Berdasarkan wilayah yang ditetapkan Bab V pada struktur beton pada bangunan ditetapkan sbb.:

Wilayah Gempa (WG)1 dan 2/Risiko Gempa (RG) Rendah - Tidak ada syarat khusus pendetailan

- Hanya perlu memenuhi persyaratan desain SNI 2847 pasal 3 s.d. 20

Wilayah Gempa (WG)3 dan 4/Risiko Gempa (RG) Menengah - Harus memenuhi persyaratan pendetailan menengah di kolom

Wilayah Gempa (WG)5 dan 6/Risiko Gempa (RG) Tinggi

- Semua komponen struktur harus memenuhi persyaratan pendetailan

• Sistem Struktur

Dasar sistem struktur yang tercantum didalam SNI-1726 Tabel 3 didefinisikan sbb.:

- Sistem Dinding Penumpu didefinisikan Dinding Struktural (DS),

- Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM), ada 3 jenis (SRPMK) (K=Khusus), (SRPMM) (M=Menengah), (SRPMB) (B=Biasa)

- Sistem Ganda, gabungan antara DS dengan SRPM

Dalam SNI-2847 sistem struktur diatas ada ditentukan persyaratannya

maupun detailing-nya. Berdasarkan SNI-2847 Medan termasuk dengan

Wilayah Gempa WG 3 dengan Risiko Gempa RG Menengah. Struktur yang dipilih adalah (SRPMM).

• Tulangan Jangkar antara Bata dan Kolom Menurut SKBI 1987

Untuk mendukung aksi komposit maka diharuskan membuat tulangan jangkar maximum setiap 10 lapis bata.

Tulangan jangkar sangat jarang dijumpai dipasang di Medan ataupun daerah-daerah lainnya walaupun ada di SKBI 1987.. Padahal tulangan jangkar ini sangat membantu struktur utama agar terjadi aksi komposit. Tulangan jangkar juga berfungsi agar batu bata tidak terjatuh kebawah jika gempa ada, lihat Gambar VI.1

Kejadian tanpa tulangan jangkar banyak terjadi sewaktu gempa di Jogjakarta yang mana kolom tetap berdiri namun dinding bata jatuh karena tidak mempunyai tulangan jangkar.

Tulangan jangkar

VII. RISIKO GEMPA DI MEDAN

Berdasarkan wilayah gempa yang telah ditetapkan berdasarkan tahun 1987, 2002 dan 2007 maka percepatan gempa Medan dapat dilihat di tabel di bawah ini. Koefisien Gempa C El CENTRO 1940 SKBI-1987 1987 SNI-1726 2002 2007(Rizkita)

Medan, 0,32g 0,05g

(Risiko Gempa kecil, Potensi Likuifaksi kecil) 0,15g (Risiko Gempa sedang Potensi Likuifaksi ada) 0,25 g (Risiko Gempa Tinggi, Potensi Likuifaksi sedang)

Nias 0,32g 0,13g

(Risiko Gempa sedang, Potensi Likuifaksi ada) 0,30g (Risiko Gempa sedang Potensi Likuifaksi besar) 0,30g

(Risiko Gempa besar Potensi Likuifaksi besar)

Risiko pada Kota Medan berdasarkan peta Gempa 2007 naik dari risiko menengah menjadi risiko tinggi. Oleh karena itu, jika memakai portal beton bertulang maka strukturnya berubah dari SRPMM menjadi SRPMK.

Potensi likuifaksi di daerah Medan untuk masa mendatang juga cukup besar (percepatan gempa 0,25g) karena percepatan gempa berdasarkan Tabel 1. sudah di atas 0,09g. Dan jika percepatan gempa diatas 0,09g berarti potensi likuifaksi sudah ada. Sedangkan untuk Nias bahaya gempa hampir menyamai El-Centro.

VIII. KESIMPULAN

Jika dilihat dari tabel pada Bab VII, untuk masa yang akan datang gaya gempa yang dapat terjadi di Medan adalah 5 kali lebih besar dari sebelum tahun 1987 dan 1,67 kali lebih besar dari tahun 2002.

Kelihatannya jika diikuti amplitudo gempa pada tahun 2007, maka struktur bangunan yang telah berdiri di Medan dengan perhitungan sebelum tahun 2007 (masih mengikuti Peta Gempa tahun 1987 dan 2002) kurang aman terhadap gempa. Demikian juga potensi terhadap likuifaksi untuk Medan juga ada.

Konsep struktur pada SKBI-1987 belum selengkap SNI-1726, terutama pada Gempa Wilayah 5 dan 6. Sedangkan untuk Medan berdasarkan SKNI-1726 ditetapkan menjadi wilayah moderat/sedang. Akan tetapi berdasarkan konsep peraturan 2007 Wilayah Medan telah meningkat menjadi berisiko tinggi karena amplitudonya dapat mencapai 0,25g. Dengan demikian konsep struktur harus ditingkatkan dari Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM) menjadi Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).

Pemakaian tulangan jangkar pada struktur beton akan membantu menaikkan kekakuan portal. Di mana selama ini banyak pemilik bangunan mengabaikan tulangan jangkar ini.

UCAPAN PENGHARGAAN DAN TERIMA KASIH

Hadirin yang saya muliakan,

Sebelum mengakhiri pidato pengukuhan ini, izinkanlah saya menyampaikan ucapan terima kasih dengan penghargaan yang sedalam-dalamnya kepada seluruh pihak yang telah membantu saya selama ini terutama untuk Sivitas Akademika Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara sebagai awal pembinaan karier saya.

Selanjutnya ucapan terima kasih ini saya sampaikan dengan rasa hormat kepada Bapak Prof. Dr. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, SpA(K), Rektor Universitas Sumatera Utara dalam menyetujui pengesahan untuk jabatan Guru Besar ini.

Terima kasih dan penghargaan juga kami sampaikan kepada Bapak dan Ibu para Anggota Senat Universitas Sumatera Utara, Bapak dan Ibu Anggota Dewan Guru Besar Universitas Sumatera Utara, Tim Penilai Kenaikan Pangkat Univesitas Sumatera Utara yang telah menilai kelayakan saya untuk jabatan Guru Besar pada Fakultas Teknik USU yang kita cintai ini.

Selanjutnya ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada para Pembantu Rektor Universitas Sumatera Utara, Dekan Fakultas Teknik USU, Pembantu Dekan Fakultas Teknik USU, Ketua Jurusan dan Sekretaris Departemen Teknik Sipil USU dan seluruh dosen Departemen Teknik Sipil yang sangat mendukung kami untuk mendapatkan Jabatan Guru Besar di Departemen Teknik Sipil USU.

Terima kasih dan penghargaan kami sampaikan khusus kepada Prof. Dr. Ing B. Kotulla dan Prof. Dr. Ing. FH Schroeder, Promotor dan Co-promotor sewaktu studi di Bergische Universitaet di Wuppertal-Jerman atas bimbingannya selama mengambil program doktor.

Khusus kepada Prof. Dr. Ir. Bachrian Lubis, MSc, terima kasih dalam dukungannya memberikan motivasi untuk segera mengusulkan ke Guru Besar.

Untuk mantan dosen Mekanika Teknik yang sangat kami cintai Prof. Dr. Ir. Muhar Husin, Dipl. Sanitary, terima kasih atas ilmu yang diberikan yang membuka wawasan kami untuk menjadi S3 di bidang Struktur dan menjadi Guru Besar di Bidang Analisa Struktur, demikian juga kepada Drs. Sanggup Bangun, terima kasih atas konseling dan bimbingan yang diberikan selama studi S1 di Jurusan Sipil Fakultas Teknik USU. Untuk dosen-dosen yang lain di Jurusan Sipil Fakultas Teknik USU yang tak bisa kami sebutkan satu per satu, terima kasih atas jasa-jasamu membimbing kami.

Terima kasih juga kami sampaikan kepada Yayasan Supersemar di mana kami menerima beasiswa dari tahun 1975 sampai tahun 1980 selama studi S1, demikian juga kepada DAAD (Deutsche Akademische Auslandamt Deutschland) beasiswa dari tahun 1982-1985, Beasiswa ADB/USU dari tahun 1985-1988 dan beasiswa dari Pemerintah Bavaria-Jerman dari tahun 1988-1989.

Khusus untuk kedua orang tuaku Bapa Naik Damianus Tarigan (Alm.) dan Ibu Ruth Kita Sebayang, terima kasih atas kasih sayang yang diberikan kepada kami anak-anaknya. Tanpa bimbingan beliau kami tidak akan seperti ini.

Kepada istriku tersayang, Dra Malemta Sebayang, yang mendampingiku selama ini dan khusus selama belajar di Jerman terima kasih aku ucapkan kepadamu atas pengabdian kepada suamimu. Juga kepada anak-anak, Antonius Juanta Tarigan, Franz Josef Tarigan, dan Stefanie Tarigan terima kasih atas dukungan kepada bapak sehingga mendapat guru besar.

Terima kasih tak terhingga saya sampaikan kepada guru-guru SD St. Antonius-Medan, SD RK. St. Xaverius Kabanjahe, SMP RK. St. Xaverius Kabanjahe, SMA Negeri I Medan yang telah mendidik saya di jenjang pendidikan dasar dan menengah.

Terima kasih juga kami sampaikan kepada panitia yang telah berpartisipasi dalam pelaksanaan pengukuhan ini.

Bapak Rektor dan hadirin sekalian yang saya hormati,

DAFTAR PUSTAKA

Chopra Anil K. (1995). “Dynamics of Structures” Theory and Application to Earthquake Engineering. Prentice Hall, New Jersey.

Clough R. W. (1986). “Dynamics of Structures”. McGraw-Hill, Singapore.

Purnomo Rachmat (2006), “Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa”. ITSpress, Surabaya.

Rizkita Parithusta (2007). “New attenuation Relation for Earthquake Ground Motions in Indonesia Considering Deep Source Event”. Seminar HAKI, Jakarta.

Robert W. Day (2006). ”Foundation Engineering Handbook. Design and Construction with 2006 International Building Code”. Mc. Graw Hill, Singapore.

SKBI (1987). “Petunjuk Perencanaan Beton Bertulang Dan Struktur Dinding Bertulang untuk Rumah dan gedung”. Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.

SNI 1726 (2002). ”Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung”. Jakarta.

SNI 2847 (2002).“Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung”. Jakarta.

Tarigan Johannes (2005). “Belajar dari Kerusakan Bangunan Akibat Gempa Nias dan Aceh”. Seminar Himpunan Ahli Konstruksi (HAKI), Medan.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. DATA PRIBADI

Nama : Johannes Tarigan

NIP : 130 905 362

Pangkat dan Golongan : Pembina Tingkat I, IVb

Tempat/Tanggal Lahir : Kabanjahe, Kabupaten Karo/24 Desember 1956

Alamat : Jln. Sembada VII No.: 1, Medan 20131

E-mail : johnstar@indosat.net.id

Nama Ayah : Naik Damianus Tarigan (Alm.)

Nama Ibu : Ruth Kita br. Sebayang

Nama Istri : Malemta br. Sebayang

Nama Anak : 1. Antonius Juanta Tarigan

2. Franz Josef Tarigan 3. Stefanie Tarigan

B. PENDIDIKAN

Stratum Tempat Tahun Tamat Ijazah/ Keterangan Bidang Studi SD

SD St. Antonius Medan (Kelas I s.d. V) SD RK St Xaverius Kabanjahe (kelas VI)

1969 Ijazah Umum

SMP SMP RK St. Xaverius

Kabanjahe 1972 Ijazah Umum

SMA SMA Negeri I Medan 1974 Ijazah IPA

S1 USU, Fakultas Teknik 1980 Ijazah Teknik

Sipil

S2

Bergische Universitaet

Wuppertal Jerman

1986 Ujian kesetaraan

ke Dipl. Ing

Teknik Sipil S3 Bergische Universitaet Wuppertal Jerman

1988 Ijazah dengan nilai Magna Cum Laude

C. JABATAN DAN PEKERJAAN

I. Jabatan Akademik

Tanggal Jabatan

1 November 1984 Assisten Ahli Madya

1 April 1987 Assisten Ahli

1 September 1990 Lektor Muda

1 Oktober 1995 Lektor Madya

1 September 1998 Lektor

1 Januari 2005 Lektor Kepala

1 Juni 2007 Guru Besar

II. Pekerjaan Periode

Tahun

Institusi dan Tempat Jabatan

1980-1982 Jurusan Sipil Fakultas Teknik USU

Staff Pengajar Assisten

Laboratorium Mekanika Tanah

1982-1990 Bergische Universitaet

Wuppertal Jerman

Assisten pada Institut konstruktive Ingenieurbau Massivbau/Fertig-teilen.

Spanbeton, Fertigteilen, Dynamische Belastung.

1990-sekarang Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Staff pengajar dalam mata kuliah Metode Elemen Hingga, Analisa Struktur Lanjutan, Teknik Gempa, Pelat dan Cangkang, Dinamika Struktur

2004-sekarang Program Magister Teknik Sipil, Sekolah Pasca Sarjana

Staff pengajar dalam mata kuliah Metode Elemen Hingga, Analisa Struktur Lanjutan

III. Sertifikat Keahlian

Tahun Keahlian/Assosiasi Bidang

2005 IPU (Ahli Utama)/HAKI Teknik Struktural

2005 IPU(Ahli Utama)/HAKI Teknik Sipil

D. PENGHARGAAN

• 2005, Penghargaan dari Paus Benediktus XVI, desain bangunan

penjiarahan Annaivelangkani di Medan.

• 2005, Satya Lencana Karya Satya 20 tahun.

• 1999, Satya Lencana Karya Satya 10 tahun

E. PUBLIKASI 3 TAHUN TERAKHIR

1. Tarigan Johannes, 2006, ”Pembelajaran dari Gempa 26 Desember

2004 terhadap struktur bangunan bertingkat”, ”Jurnal Sistem Teknik Industri Vol. 7, (terakreditasi), Medan.

2. Tarigan Johannes, 2005, “Kerusakan akibat Tsunami dan Gempa

Northern Sumatera 26 Desember 2004 terhadap Banda Aceh dan Sirombu Nias Barat ”Jurnal Sistem Teknik Industri vol. 6, no:3 (terakreditasi), Medan.

3. Tarigan Johannes, 2005, “Analisa dampak gempa 26 Desember

2004 dan 28 Maret 2005 terhadap kerusakan bangunan di Nias serta perancangan bangunan dimasa datang.” Jurnal Teknik Industri Vol. 6, No. 4 (terakreditasi), Medan.

F. PENELITIAN 3 TAHUN TERAKHIR

1. Evaluasi Struktur Bangunan Terminal Internasional Polonia Medan, Pasca Kebakaran, 2006.

2. Damage Evaluation of 3 Stories High-Rise Building and Tower of

Telkomsel in Banda Aceh, after Aceh Earthquake, Civil Engineering Department, University of Sumatera Utara, Medan, Indonesia, 2005. 3. Evaluasi Struktur Tower Telkomsel dan Bangunan 2 Lantai di Bawah

Tower Tersebut di Sibolga, Pasca gempa Nias dan Aceh.

4. Damage Evaluation of 10 Stories High-Rise Building in Pekanbaru, after Nias Earthquake, Civil Engineering Department, University of Sumatera Utara, Medan, Indonsia, 2006.

5. Evaluation of Housing Construction in Nias Island, after Nias

Earthquake 28 March 2005, Badan Rehabilitasi dan Rekonstruksi (BRR), Aceh-Nias, Indonesia, 2006.

6. Evaluasi Struktur Bangunan Bank Sumut Medan, Pasca gempa Aceh

dan Nias, 2006.

8. Evaluasi Struktur Bangunan Hotel Asean Medan, Pasca gempa Aceh dan Nias, 2006.

9. Evaluasi Struktur Bangunan Bank Mandiri Medan, Pasca gempa Aceh dan Nias, 2006.

10. Evaluasi Struktur Bangunan PT Indosat Medan, Pasca gempa Aceh dan Nias, 2006.

G. PRESENTASI DALAM KEGIATAN/PERTEMUAN ILMIAH 3 TAHUN TERAKHIR

1. ”Pengujian kuat lentur balok beton under reinforced dengan overreinforced”, Seminar Pascasarjana Magister Teknik Sipil-Himpunan Ahli Konstruksi (HAKI), USU 2004.

2. “Solution for the stability of slopes by an ecotechnic approach”

dipresentasikan pada Internasional Seminar and Workshop on Ecological Architecture and Environment in the Tropics 2005 Universitas Soegijapranata-Semarang.

3. “Pembelajaran dari Gempa Mexico, Liwa, Aceh dan Nias”

dipresentasikan pada Seminar, Gempa Bumi dan Tsunami dalam kaitannya dengan konstruksi bangunan, DPRD-SU bekerja sama dengan LPJKD-SU dan BMG Sumbagut, Medan 2005.

4. ”Gempa dan Tsunami Aceh 26 Desember 2004”, Seminar di Biro Rektor USU, Medan 2005.

5. ”Gempa/Tsunami Aceh dan Nias”, Seminar Universitas Darma Agung, Medan 2005.

6. ”Belajar dari kerusakan Bangunan akibat Gempa Nias dan Aceh, Seminar HAKI, Medan, 2005.

7. ”Penerapan metode elemen hingga pada galian basement, Seminar HAKI, MEDAN, 2005.

H. KENGGOTAAN DALAM ORGANISASI ILMIAH/PROFESI

1. Ketua Komisariat Daerah (Komda) Sumut, Himpunan Ahli

Konstruksi Indonesia (Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia)

2. Ketua IV Lembaga Pengembangan Jasa Konstruksi (LPJKD)

Sumatera Utara

3. Perhimpunan Alumni Jerman (PAJ)

4. Perhimpunan Alumni DAAD (Deutsche Akademi Austauch Dienst) di

I. PENGALAMAN SEBAGAI AHLI STRUKTUR 3 TAHUN TERAKHIR

Tahun Kegiatan Tempat Pemilik/Sumber Dana

1. Desain Pondasi Roller Coaster dan Twin Flip.

Berastagi PT Mikie Holiday/PT Mikie Holiday

2. Desain struktur yang aman terhadap Gempa pada 7 gedung sekolah.

Teluk Dalam/Nias Selatan

Diknas/Spanisch Red Cross

3. Desain struktur yang aman terhadap Gempa pada 4 gedung sekolah.

Meulaboh/ NAD

Diknas/Spanisch Red Cross

4. Desain struktur yang aman terhadap Gempa pada Menara Air

ketinggian 15 m di rumah Sakit Nagan Raya, Aceh

Nagan Raya

Kabupaten Nagan

Raya/Caritas Austria dan YEL

5. Desain struktur Rumah Sakit St. Elisabet, 6 tingkat dan 1 basemen.

Medan Yayasan St.Elisabet/Yayasan St.Elisabet.

6. Design struktur Rumah Tahanan Gunung Sitoli Nias

Gunung Sitoli

Dep. Hukum dan HAM/BRR NAD NIAS 2007

7. Desain struktur Sekolah Candra Kusuma, 5 lantai, Auditorium bentang 27 m.

Medan Yayasan Candra

Kusuma/Yayasan Candra Kusuma

1. Desain struktur Cambridge Condominium, 23 lantai, 3 Basemen.

Medan PT Global Medan

Square/PT Global Medan Square

2. Desain struktur Astoria Hotel 18 lantai Batam

Batam PT Astoria

Hotel/PT Astoria Hotel

3. Design Ruang fitness PT Indosat

Medan PT Indosat/PT Indosat

2006

4. Desain Rumah Jompo St.Elisabeth

Medan Yayasan

Elisabeth/Rumah Sakit Elisabeth

1. Perkuatan Pondasi dan Struktur Bangunan Wihara.

Pematang Siantar

Yayasan Vihara Meitreya

2. Perkuatan Struktur Bangunan Wihara.

Medan Yayasan Vihara Meitreya

3. Desain struktur Rumah Tahanan Imigrasi

Medan Dep Hum dan Ham/APBN

2005

4. Desain Jembatan Gantung dengan Bentang 112 m

Bukit Lawang