• Tidak ada hasil yang ditemukan

sendi plastis

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "sendi plastis"

Copied!
9
0
0

Teks penuh

(1)

Bab XI Bab XI Perenc

Perencanaan anaan Struktur Tahan Struktur Tahan GempaGempa

XI.1. Pendahuluan XI.1. Pendahuluan

Struktur bangunan normal (gedung perkatoran, bangunan sekolah, toko, dsb), Struktur bangunan normal (gedung perkatoran, bangunan sekolah, toko, dsb), pada umumnya tidak perlu di desain untuk menahan gaya gempa kuat dengan pada umumnya tidak perlu di desain untuk menahan gaya gempa kuat dengan respon elastik tanpa mengalami kerusakan. Bila struktur berespon elastik maka respon elastik tanpa mengalami kerusakan. Bila struktur berespon elastik maka di

dipeperlrlukukan an didimemensnsi i dadan n kekekukuatatan an ststruruktktur ur yayang ng bebesasar r dadan n bebernrniaiali li titidadakk ekonomis. Dikatakan tidak ekonomis, sebab gempa kuat yang terjadi sangatlah ekonomis. Dikatakan tidak ekonomis, sebab gempa kuat yang terjadi sangatlah  jarang, hanya beresiko 10% dalam kurun waktu

 jarang, hanya beresiko 10% dalam kurun waktu 500 tahun. Oleh sebab itu, 500 tahun. Oleh sebab itu, padapada saat gempa kuat terjadi, resiko kerusakan tetapi tanpa keruntuhan struktur pada saat gempa kuat terjadi, resiko kerusakan tetapi tanpa keruntuhan struktur pada tingkat desain tertentu, harus

tingkat desain tertentu, harus dapat diterima.dapat diterima.

De

Dengngan an kokonsnsep ep di di atatasas, , mamaka ka kekerurusasakakan n ststruruktktur ur papada da sasaat at gegempmpa a kukuatat berl

berlangangsung sung harharus us di di desadesain in padpada a temptempat-teat-tempampat t terttertentu entu sehsehinggingga a mudamudahh dip

diperbaerbaiki iki setesetelah lah gemgempa pa kuakuat t seleselesai. sai. MekMekanisanisme me kerkeruntuuntuhan han dendengan gan desdesainain kerusakan harus direncanakan sehingga struktur dapat rusak pada level desain kerusakan harus direncanakan sehingga struktur dapat rusak pada level desain tanpa keruntuhan. Lokasi kerusakan di desain pada

tanpa keruntuhan. Lokasi kerusakan di desain pada balok dan kolom dasar balok dan kolom dasar yangyang disebut dengan sendi plastis. Sendi plastis ini harus mampu berdeformasi secara disebut dengan sendi plastis. Sendi plastis ini harus mampu berdeformasi secara in-elastik dengan cara memindahkan energi gempa secara baik melalui proses in-elastik dengan cara memindahkan energi gempa secara baik melalui proses pembentukan sendi plastis. Proses pembentukan ini dapat terjadi dengan baik pembentukan sendi plastis. Proses pembentukan ini dapat terjadi dengan baik bi

bila la plplasastistisitaitas s plplasastistisitaitas s di di dedesasain in memelallalui ui kekelelelehlehan an tutulanlangagan n lelentuntur r atatauau tulanga

tulangan n longitudinlongitudinal. Plastisitas al. Plastisitas pada tulangan lentur pada tulangan lentur merupakamerupakan n perlemaperlemahanhan struktur, oleh sebab itu, komponen struktur lainnya harus didesain lebih kuat dari struktur, oleh sebab itu, komponen struktur lainnya harus didesain lebih kuat dari tulanga

tulangan n lentur pada sendi plastis. Karena lentur pada sendi plastis. Karena sendi plastis potensial dapat terbentuksendi plastis potensial dapat terbentuk dalam jumlah yang

dalam jumlah yang besar maka, diharapkan mekanisme keruntuhan yang daktailbesar maka, diharapkan mekanisme keruntuhan yang daktail (t

(tididak ak ggetetasas) ) dadapapat t teterbrbenentutuk k dedengngan an susuatatu u kikinenerjrja a ststruruktuktur r yayang ng babaikik.. Mekanisme ini dikenal dengan istilah “beam-sway mechanisms” dengan konsep Mekanisme ini dikenal dengan istilah “beam-sway mechanisms” dengan konsep balok lemah kolom kuat (

balok lemah kolom kuat (strong column weak beamstrong column weak beam) seperti yang terlihat pada) seperti yang terlihat pada Gambar XI.1.(a). Mekanisme “column sway” seperti pada gambar XI.1.(b) harus Gambar XI.1.(a). Mekanisme “column sway” seperti pada gambar XI.1.(b) harus dihinda

(2)

Gambar XI.1.(a). Beam Sway Mechanism; (b).Column Sway Mechanism

 Agar kerusakan elemen struktur dapat diperbaiki maka deformasi lateral in-elastis struktur harus dibatasi. Faktor ini dikenal dengan istilah daktilitas struktur  dan perencanaan struktur sisebut dengan “damage control ” atau “limit state design”. Perencanaan struktur dengan “limit state design” akan mengatur  kemampuan struktur untuk bertahan pada saat gempa kuat terjadi, meskipun mengalami kerusakan pada sendi plastis. Pada lokasi sendi plastis perlu direncanakan dengan detail khusus. Dengan demikian pada saat kerusakan struktur terjadi pada sendi plastis, struktur tidak runtuh sehingga jumlah korban dapat ditekan seminimal mungkin. Perencanaan struktur pada level ini disebut dengan istilah “survivalability ”. Pengaturan besar nilai deformasi sebagai fungsi daktilitas dapat dilihat pada Gambar XI.2 yang berkaitan dengan respon struktur.

(3)

Gambar XI.2. Respon Struktur Berdasarkan Nilai Daktilitas

Gempa ringan adalah gempa yang sering terjadi pada struktur (frequent  earthquake). Desain struktur tahan gempa pada kondisi “damage control ” diperhitungkan dengan percepatan gempa ringan. Dengan demikian harga struktur dapat bernilai ekonomis. Gempa ringan ini dapat ditentukan dengan angka resiko gempa lebih besar, yaitu sekitar 60%. Menurut SNI 03-1726-2002, nilai gempa ringan ditentukan dari gempa gempa kuat dibagi dengan faktor  reduksi gempa R. Di bawah gempa ringan, struktur harus dapat berespon elastis tanpa mengalami kerusakan. Untuk mengatasi masalah ini, deformasi lateral harus dibatasi sehingga respon elastis dapat memberikan kenyamanan bagi pengguna gedung. Faktor utama pengaturan deformasi ini adalah kekakuan struktur atau stiffness yang merupakan fungsi geometri dan dimensi struktur. Sistem perencanaan pada kondisi ini disebut dengan “serviceability limit state”.

XI.2. Proses Desain

Desain struktur beton bertulang menjadi ekonomis bila direncanakan mampu menahan beban gempa ringan tanpa kerusakan. Pada saat gempa kuat terjadi,

(4)

struktur boleh rusak tetapi terkontrol tanpa keruntuhan. Mekanisme struktur diatur  dengan cara memindahkan energi gempa melalui deformasi inelastis (plastis).

Beberapa struktur beton bertulang misalnya balok tinggi (deep beam) dan beton prategang tidak dapat sepenuhnya bersifat daktail penuh (full ductile) pada saat gempa kuat berlangsung. Untuk tipe struktur ini diperbolehkan untuk berdeformasi secara inelastik terbatas atau daktilitas terbatas (limited ductility). Hal ini dapat dilakukan dengan meningkatkan beban gempa ringan sebesar dua kali sebagai kompensasi (trade-off). Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam “trade off” untuk perencanaan struktur tahan gempa dapat dilihat pada Tabel XI.  Akibat “detailing” pada sendi plastis, perencanaan daktail penuh tidak selalu lebih ekonomis dari daktail terbatas, terutama untuk lokasi dengan besar gempa yang relatif kecil seperti Kalimantan Timur. Pada daerah dengan gempa kecil, harga perencanaan detail (detailing) untuk menjamin terbentuknya sendi plastis dapat menjadi lebih mahal dibandingkan dengan perencanaan dengan cara meningkatkan beban gempa sebesar 2E dimana nilai E relatif kecil. Perencanaan daktail penuh hanya bernilai ekonomis bila nilai gempa kuat dominan dibandingkan pengaruh gaya vertikal.

SNI 03-2847-2002 memberikan istilah struktur daktail penuh dengan sebutan komponen struktur lentur pada Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Struktur daktail terbatas disebut dengan istilah Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah (SRPMM).

Tabel XI.1. “Trade-off” Perencanaan Struktur Tahan Gempa

No Jenis Perencanaan Besar Beban Gempa (E) Besar  Daktilitas Detail Struktur  I Daktail Penuh E 4.0-5.3 Daktail berat pada sendi plastis dan kolom II Daktail Terbatas 2E 2.0 Detail ringan pada sendi plastis dan kolom *E : Gaya Gempa Ringan

(5)

Desain momen lentur balok harus menjamin bahwa daerah balok yang potensial menjamin sendi plastis harus didetail khusus supaya dapat mendisipasi energi gempa kuat secara optimal seperti yang terlihat pada Gambar XI.3 yang merupakan persyaratan detail khusus balok sesuai dengan SNI 03-2847-2002 untuk SPRMK.

Gambar XI.3. Confiment pada Sendi Plastis

Syarat desain balok pada saat terjadi plastisitas sesuai dengan SNI 03-2847-2002 anatara lain sebagai berikut :

1. Tidak boleh keruntuhan geser  

2. Untuk menjamin persayaratan (1) maka apabila gaya geser akibat gempa melebihi 0.5 kali gaya geser total akibat gempa dan beban vertikal, maka kontribusi kekuatan beton terhadap gaya geser diabaikan.

3. Daerah sendi plastis harus cukup dikekang dengan sengkang (hoops) atau persyaratan confinement harus dipenuhi

4. Pengaruh Tekuk pada tulangan longitudinal tidak diperhitungkan 5. Sliding shear tidak diperhitungkan

6. Pengaruh overstrength pada tulangan longitudinal diperhitungkan. 7. Tidak ada batas maksimum desain geser  

Hal khusus yang belum diakomodasikan oleh kedua peraturan SNI 03-2847-2002 adalah kemungkinan terjadinya empat sendi plastis pada balok. Hal ini

(6)

dapat terjadi bila bentang bersih balok relatif besar (L ≥ 8m) dimana gaya gravitasi (beban vertikal) lebih mendominasi respon struktur dibandingkan dengan gaya gempa. Penambahan jumlah sendi plastis akan menambah putaran sudut plastis balok yang menyebabkan bentang balok memanjang. Penambahan panjang bentang balok akan menambah “in-stability” struktur akibat efek sekunder dari bentuk geometri struktur seperti terlihat pada Gambar XI.4. Desain harus direkayasa sehingga maksimum dua sendi plastis yang terbentuk pada satu bentang balok, masing-masing terbentuk di muka kolom kiri dan kolom kanan balok. Rekayasa dilakukan dengan cara memperkuat lokasi sendi plastis di tengah bentang sehingga sendi plastis tersebut tidak terjadi.

Gambar XI.4. Mekanisme 2 dan 4 Sendi Plastis pada Balok

XI.2.2. Desain Kolom

Desain kolom terbagi dua kategori, yaitu :

1. Kolom dasar yang harus didesain plastis

2. Kolom di atas kolom dasar yang didesain lebih kuat dari balok

Kolom dasar harus mampu berfungsi sebagai sendi plastis pada saat gempa kuat berlangsung. Struktur akan bersifat getas bila kolom dasar tidak dapat menjadi sendi plastis. Konsekuensi dari perencanaan struktur daktail penuh ini

(7)

mengakibatkan kolom dasar harus dikekang penuh dan tidak boleh runtuh akibat gaya geser. Pembatasan jumlah tulangan dan persyaratan sambungan kolom dasar ditengah kolom (bukan diatas “Pile Cap” pondasi) adalah untuk memenuhi persyaratan plastisitas pada kolom dasar. Di atas kolom dasar, semua kolom harus di desain lebih kuat daripada sendi plastis balok di muka kolom, termasuk persyaratan kekangan di seluruh kolom.

Gambar XI.5. Strong Column Weak Beam

XI.2.3. Desain Join (Pertemuan Balok dan Kolom)

Pada saat terjadi sendi plastis pada balok, join mengalami transfer gaya geser  yang besar. Gaya geser ini ditransfer melalui mekanisme gaya strat diagonal pada join. SNI 03-2847-2002 mempunyai pendekatan yang berbeda untuk respon pada join. Apabila tidak terjadi “crushing” beton pada join maka tulangan horisontal dan vertikal pada join tidak dibutuhkan. Pengaruh gaya aksial tekan diabaikan. Syarat tulangan pada join cukup diberikan oleh pengekangan yang besarnya sama dengan pengekangan kolom. Batas “crushing” pada beton dapat meningkat bila terdapat tiga atau lebih balok yang menyatu dengan kolom melalui join. Hal ini dapat menambah kekuatan kekangan join yang mengurangi besarnya tulangan kekangan (hoops) pada join.

(8)

Gambar XI.6. Join (Hubungan Balok dan Kolom)

XI.2.4. Dinding Geser 

Untuk memperkuat dan memperkaku struktur tahan gempa pada umumnya digunakan dinding geser, terutama pada bangunan tinggi. Dinding geser adalah energi disipator yang efektif dimana disipasi energi gempa kuat dilakukan melalui sendi plastis yang terbentuk pada dasar dinding geser. Selama gempa kuat terjadi panel dinding geser tidak boleh runtuh akibat gaya geser. Untuk desain kuat geser panel, SK SNI 1991 mengakomodasikan peningkatan gaya geser  akibat momen plastis (overstrength) pada dinding geser. Peningkatan gaya geser  ini pada SNI 2002 diakomodasikan dalam nilai φ yang lebih kecil (φ =0.55). Meskipun demikian tulangan geser horisontal dan vertikal panel dinding geser  baik SK SNI 1991 maupun SNI 2002 pada umunya dapat diakomodasikan melalui tulangan minimum. Dengan demikian kuat geser panel dinding geser  untuk kedua peraturan memberikan nilai yang hampir sama.

(9)

Gambar

Gambar XI.1.(a). Beam Sway Mechanism; (b). Column Sway Mechanism
Gambar XI.2. Respon Struktur Berdasarkan Nilai Daktilitas
Tabel XI.1. “Trade-off” Perencanaan Struktur Tahan Gempa
Gambar XI.3. Confiment pada Sendi Plastis
+5

Referensi

Dokumen terkait

masyarakat dengan peningkatan pendapatan. Oleh karena itu pada bagian ke lima dari tulisan ini kajian difokuskna pada pendapatan dan pengeluaran penduduk di lokasi kajian.

Hasil analisa dengan metode decision tree dalam penelitian ini ditarik kesimpulan bahwa atribut Lingkungan sangat berpengaruh dalam faktor penyalahgunaan narkoba sebagai root

Hasil pengujian sifat fisik virus menunjukkan bahwa penyebab penyakit pada tanaman pepaya di Malang adalah virus dalam famili Potyviridae yaitu Papaya ringspot virus (PRSV). Pada

BUMN tidak lain dari pada bentuk kebijaksanaan pemerintah dalam mencoba menciptakan atau mempertahankan keseimbangan kasar antara sektor swasta dan sektor pemerintah.

Dengan banyaknya perusahaan yang mulai bermunculan dalam memasarkan barang atau produk mereka ke masyarakat secara luas, maka Multicom dituntut untuk membuat suatu

Dengan asumsi bahwa dalam pembahasan akhir hasil pemeriksaan jumlah pajak terutang sesuai perhitungan PT KA disetujui sebagai jumlah pajak yang akan dibayarkan

Peneliti menganalisa pengguna dan sistem sehingga di dapat masukan sistem persediaan barang yang telah berjalan secara terkomputerisasi harus diubah sebagian

Berdasarkan hasil wawancara yang telah dilakukan, maka dapat dilihat pada tabel 4.5 bahwa mayoritas pendapatan perempuan Samijali menurun seiring dengan diadakannya