ANALISIS KAPASITAS STRUKTUR SRPMK BETON BERTULANG YANG DIRENCANAKAN BERDASARKAN SNI TERHADAP BEBAN TSUNAMI DI KOTA PADANG

1 ANALISIS KAPASITAS STRUKTUR SRPMK BETON BERTULANG YANG DIRENCANAKAN BERDASARKAN SNI 1726-2012 TERHADAP BEBAN TSUNAMI DI

KOTA PADANG

Yusuf Budiman, Wardi, RiniMulyani

JurusanTeknikSipil, FakultasTeknikSipildanPerencanaan, Universitas Bung Hatta Padang Email :sipilsajo@yahoo.com, wardi_ubh@yahoo.co.id, rinimulyani@bunghatta.ac.id

Abstrak

Indonesia berada di pertemuan tiga lempeng tektonik dunia yaitu lempeng Eurasia, Indo-Australia dan Pasifik yang berpotensi menimbulkan tsunami yang berdampak kepada keselamatan jiwa manusia. Untuk mengurangi risiko kerusakan struktur gedung akibat gempa dan tsunami tersebut, struktur gedung perlu direncanakan untuk menahan beban gempa dan tsunami, khususnya gedung-gedung tertentu seperti shelter evakuasi tsunami. Untuk itu, perlu dilakukan analisa untuk memeriksa kekuatan gedung yang telah direncanakan berdasarkan paraturan gempa yang berlaku di Indonesia(SNI 1726-2012) terhadap beban tsunami. Beban tsunami tersebut ditentukan berdasarkan standar perencanaan bangunan terhadap tsunami, FEMA-P646, yang dikeluarkan oleh Federal Emergency Management Agency dari Amerika, karena Indonesia masih belum memiliki standar perencanaan bangunan terhadap beban tsunami. Dalam tugas akhir ini, dilakukan analisis kapasitas dari struktur gedung Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) yang berlokasi di Kota Padang. kategori risiko gempa untuk bangunan tersebut adalah IV dengan kondisi tanah lunak (SE). Dalam tugas akhir ini,gaya akibat tsunami yang diperhitungkan adalah gaya hidrodinamik, gaya gelombang, dan gaya tumbuk dengan ketinggian tsunami diasumsikan sebesar 10 m. Dari hasil kombinasi beban gempa dan gaya tsunami yang diasumsikan bekerja pada struktur gedung tersebut, dapat disimpulkan bahwa struktur bangunan yang direncanakan berdasarkan SNI 1726-2012 masih memiliki kapasitas yang cukup untuk menahan gaya yang ditimbulkan oleh tsunami.

2 THE CAPACITY ANALYSIS OF A REINFORCED CONRETE SPECIAL MOMENT

RESISTING FRAME BUILDING TO TSUNAMI LOADS IN PADANG CITY

Yusuf Budiman, Wardi, RiniMulyani

Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta of University Padang

Email :sipilsajo@yahoo.com, wardi_ubh@yahoo.co.id, rinimulyani@bunghatta.ac.id

Abstract

Indonesia is located on the confluence of three main tectonic plates in the world such as Eurasia, Indo-Australia and pacific plates. As a result, many big earthquake soccur in Indonesia and some of them trigger tsunamis. The earthquakes and tsunamis have caused great loss of human lives and huge economy consequences, particularly in terms of damage buildings and infrastructures. To minimize the risk of damage buildings, the structures must be designed to resist both earthquake and tsunami loads. Therefore, this study aims to analyzed the capacity of a building, which has been designed to conform with the Indonesian code of earthquake resistant structures (SNI 1726-2012),to tsunami loads. Due to the non-existence of tsunami building code in Indonesia, the tsunami loads are determined using the American FEMA-P646, which is issued by the Federal Emergency Management Agency, USA. In this study, the analysis is performed for a reinforced concrete special moment resisting frame located in Padang City. Based on the SNI 1726-2012, the structures falls on the earthquake risk category of IV and located on Soft Soil (SE) category. For the tsunami loads, only three of tsunami loads are considered including hydrodynamic force, impulsive forces anddebris impact forces. It is assumed that the structure will be inundated with tsunami as high as 10 m above the normal sea water level. The outcome shows that, for this case, the building that has been designed according to the Indonesian earthquake building code, SNI 1726-2012, still has enough capacity to resist the considered tsunami forces.

3 A. PENDAHULUAN

Indonesia merupakan negara dengan tingkat intensitas kegempaan dan tsunami yang cukup tinggi. Ini disebabkan karena Indonesia terletak pada daerah pertemuan tiga lempeng tektonik utama, yaitu Eurasia, Indo-Australia, dan Pasifik. Di pulau Sumatera terdapat 2 (dua) sumber gempa utama yaitu Zona Patahan Sumatera (Sumatran Fault Zone) dan Zona Subduksi Sumatera (sumatran Subduction Zone). Zona patahan Sumatera membagi pulau sumatera dari utara ke selatan sepanjang ± 1900 km di sepanjang Bukit Barisan. Magnitudo gempa maksimum yang dihasilkan oleh zona patahan sumatera ini adalah Mw 7,5.Sumber gempa lainnya di pulauSumatera yaitu Zona Subduksi Sumatra yang merupakan daerah pertemuan lempeng tektonik Indo-Australia dengan Eurasia. Zona ini terletak sepanjang pantai Sumatera dan memiliki potensi dengan magnitudo yang besar dan berpotensi memicu terjadinya tsunami.

Intensitas kegempaan dan tsunami di Indonesia cenderung meningkat dalam sepuluh tahun terakhir. Seperti yang dapat dilihat pada gempa tahun 2004 di propinsi Nanggroe Aceh Darussalam (NAD) dengan magnitudo Mw 9,1 yang memicu terjadinya tsunami. Tsunami tersebut berdampak kepada 6 (enam) negara di Samudera Hindia,

yaitu Indonesia, Sri Langka, India, Thailand, Maladewa dan Somalia. Gempa yang terjadi di Sumatera Barat pada tahun 2009 dengan magnitudo Mw 7,6 juga menyebabkan tanah longsor (landslide) yang menimbun perkampungan di Kabupaten Pariaman, dan Nias. (Mulyani, 2015).

Gempa tersebut menyebabkan korban jiwa sebanyak 1.117 yang tersebar di 3 Kota dan 4 Kabupaten, korban luka berat mencapai 1.214 orag, luka ringan 1.688 orang, korban hilang 1 orang, sedangkan 135.448 rumah rusak berat, 65.380 rumah rusak sedang, dan 78.604 rumah rusak ringan.( BNPB Kota Padang )

Berdasarkan kepada paparan yang telah dijelaskan di atas, wilayah pantai barat Sumatera, khususnya Provinsi Sumatera Barat memiliki pontensi yang cukup besar, baik terhadap gempa maupun tsunami. Sehingga untuk mengurangi risiko kerusakan struktur bangunan, diperlukan perencanaan terhadap beban gempa dan tsunami. Hal tersebut belum sepenuhnya diterapkan di Sumatera Barat. Untuk itu, perlu dilakukan analisa untuk memeriksa kekuatan gedung yang telah direncanakan berdasarkan paraturan gempa terbaru ( SNI 1726-2012 ) terhadap beban tsunami. Pada tugas akhir ini beban tsunami tersebut ditentukan berdasarkan kepada standar perencanaan

4 bangunan terhadap tsunami ( FEMA-P646 )

yang dikeluarkan oleh Federal Emergency Management Agency dari Amerika, karena di Indonesia belum memiliki paraturan yang membahas tentang beban tsunami.

B. METODOLOGI

Dalam penulisan tugas akhir ini, metodologi yang digunakan yaitu studi literature, pengumpulan data, dan metode analisa dengan rincian sebagai berikut : 1. Studi literatur

Studi literatur yang dilakukan, diantaranya :

 Prinsip umum perencanaan struktur dan komponen pada struktur gedung.

 Teori tentang konsep gedung tahan gempa dan tsunami.

 Wilayah yang terkena dampak tsunami di kota Padang berdasarkan peta tsunami, serta arah arus gelombang itu sendiri.  Teori analisa gaya gempa dan tsunami

terhadap bangunan gedung.

 Langkah-langkah atau prosedur perencanaan gedung akibat gaya gempa dan gaya tsunami.

2. Pengumpulan data

Data-data yang dibutuhkan adalah data tanah, data ketinggian tsunami di kota Padang, mutu bahan dan data pendukung lainnya.

3. Metode analisa

Metode analisa pada penulisan tugas akhir ini adalah :

 Analisa beban gravitasi.  Analisa beban gempa.  Analisa beban tsunami.  Analisis struktur.

 Perencanaan struktur atas gedung.

C. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Perencanaan Struktur

Perencanaan struktur gedung shelter tsunami memiliki total tinggi bangunan 20 m, panjang bangunan 56 m, lebar bangunan 42 m, jumlah lantai 5 (lima) lantai dengan jenis struktur beton bertulang. Mutu bahan yang digunakan fc’ 30 MPa, 35 MPa dan mutu baja fy 400 MPa.

a. Dimensi Struktur

Dimensi yang diperoleh untuk komponen struktur adalah :

 Struktur pelat

- Pelat atap, tebal = 150 mm - Pelat lantai, tebal = 150 mm  Struktur balok

- Balok induk (50/75) - Balok anak (40/60)  Struktur kolom

5 b. Beban-beban yang Bekerja

1. Beban Gravitasi

 Beban mati (dead load)

- Instalasi ME + Plumbing = 20 kg/m2 - Plafond + Penggantung = 18 kg/m2 - Plesteran = 21 kg/m2  Beban hidup (live load)

- Beban hidup shelter = 500 kg/m2

2. Beban Gempa

Sebelum dilakukan perhitungan beban gempa terlebih dahulu ditentukan parameter struktur yang dibutuhkan dalam analisis dengan tahapan sebagai berikut :

 Kategori risiko bangunan gedung = kategori risiko IV, faktor keutamaan gempa (Ie) = 1,50.

 Respon spectra percepatan untuk kota Padang, perioda 0,2 detik Ss = 1,351g dan perioda 1,0 detik S1 = 0,599g.

 Klasifikasi situs (jenis tanah) yang diperoleh tanah lunak (SE).

 Koefisien situs Fa dan Fv - Fa = 0,9

- Fv = 2,4

 Percepatan spectra disain

- Percepatan respon spectra perioda 0,2 detik.

SMS = 1,216 SDS = 0,811

- Percepatan respon spectra perioda 1,0 detik.

SM1 = 1,438 SD1 = 0,958

Gambar C.1 Respon spectra gempa  Kategori Disain Seismik-KDS =

Kategori Disain Seismik D (KDS-D).  Sistem dan parameter struktur = Sistem

Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPM-K)

- R = 8 - Ω0 = 3 - Cd = 5 ½

- hn = Tidak dibatasi (TB)

 Fleksibelitas diafragma = diafragma kaku.

 Evaluasi system struktur terkait dengan ketidakberaturan konfigurasi = struktur digolongkan pada struktur beraturan.  Faktor redudansi (ρ) = 1,3

 Prosedur analisis gaya lateral = analisis gaya lateral ekivalen.

 Pemodelan struktur = 3-D

 Analisis struktur akibat beban gempa lateral ekivalen.

6 - Geser dasar seismik

Geser dasar seismik arah-X, Vx = 25335,10 kN.

Geser dasar seismik arah-Y, Vy = 25335,10 kN.

- Menghitung perioda Arah X (T1) = 0,7700 detik Arah Y (T2) = 0,7636 detik

- Menghitung distribusi vertikal gaya gempa

Fx = Cvx . V

T = 0,7700 detik, k = 1,135 T = 0,7636 detik, k = 1,096

Tabel C.1 Perhitungan distribusi gaya gempa arah-X

Tabel C.2 Perhitungan distribusi gaya gempa arah-Y

D. Analisis Struktur 1. Penulangan pelat

DL = 101 kg/m2 + berat sendiri pelat = 101 kg/m2 + (0,15 m x 2400 kg/m3) = 461 kg/m2 LL = 550 kg/m2 Wu = 1,2 DL + 1,6 LL = (1,2 x 461) + (1,6 x 550) = 1433,2 kg/m2

pelat diasumsikan terjepit sejati Ly/Lx = 8,00/4,00 = 2

Berdasarkan tabel 4.2.b buku Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang didapatkan :

Mlx = 0,001 Wu . Lx2 . x dimana :x = 58 Mly = 0,001 Wu . Lx2 . x dimana :x = 15 Mtx = -0,001 Wu . Lx2 . x dimana :x = 82 Mty = -0,001 Wu . Lx2 . x dimana :x = 53 Maka momen disain pelat atap :

Mlx= 0,001 x 1253,2 x 42 x 58 =1255,77 kg.m Mly= 0,001 x 1253,2 x 42 x 15 = 324,77 kg.m Mtx= -0,001x1253,2x42 x 82= -1375,86 kg.m Mty = -0,00 x 253,2 x 42 x 53= - 878,56 kg.m CVX = ℎ =1 ℎ

7  Perencanaan Tulangan Lapangan (Mlx)

Mu = 1255,77 kg.m = 1255,77 x 104 N.mm b = 1000 mm h = 150 mm p = 20 mm Dutama = 10 mm d = h – p – ½ Dutama = 150 – 20 – 5 = 125 mm fc’ = 30 MPa fy = 400 MPa β1 = 0,85 – , ( ) , (fc’ > 28 MPa) = 0,83 Mn = Mu/ø = , ,

= 13952995.56 N.mm Rn = Mn/bd2 = , = 0,893 N/mm2 = 893,00 KN/m2

ρ

min = 1,4/fy = 1,4/400 = 0,0035

ρ

b =0,85.β1 x fy fc' x _       fy 600 600 = 0,85 x 0,83 x 400 30 x       400 600 600 = 0,0317

ρmax

=0,75 ρb = 0,75 x 0,0317 = 0,0238 m = ' . 85 , 0 fc fy = 30 85 , 0 400 x = 15,69 ρ = _         fy Rn m m 1 1 2 1 =           400 893,00 69 , 15 2 1 1 69 , 15 1 x x = 0,0023

ρ < ρmin ; maka digunakan ρ = 0,0035 Luas tulangan tarik (As)

As = ρ x b x d As = 0,0035 x 1000 x 125 = 437,50 mm2 S = As 1000 x D x x 0,25  2 = 50 , 437 1000 x 10 x 14 , 3 x 0,25 2 = 179,43 mm

8 Di pakai tulangan D10 – 150 mm  As

= 524 mm2

Gambar C.2 Penulangan Pelat

2. Penulangan balok

Data-data yang diketahui sebagai berikut:  Tinggi balok (h) = 750 mm

 Lebar balok (b) = 500 mm  Selimut beton (p) = 50 mm  Diameter tulangan utama = D22  Diameter sengkang = D13  Mutu beton (fc’) = 35 MPa  Mutu baja (fy) = 400 MPa  Faktor reduksi lentur (ø) = 0,9

 β1= 0,85 – , ( ), (fc’ > 28 MPa) = 0,83

 tinggi efektif (d) = h – p – ½ Ø tul.utama - Ø tul.sengkang

= 750 – 50 – 11 -13 = 679 mm

 d’ = p + Ø tul.sengkang + ½ Ø tul.utama = 50 + 13 + ½ 22 = 71 mm

 Penulangan daerah tumpuan

Mu= 1141,28 kN.m

Tulangan tarik dan tulangan tekan pada penampang balok diasumsikan telah leleh. Tulangan tarik dan tulangan tekan pada penampang balok diasumsikan telah leleh.

1. Hitung momen nominal

Mn = Mu / ø = 1141,28 /0,9 = 1268,09 kN.m Mn= Mn1 + Mn2

Asumsi, momen nominal tulangan tarik 50% dan momen tulangan tekan 50%

Mn1=50%xMn=50%x1268,09=634,05kN.m Mn2=50%xMn=50%x1268,09=634,05kN.m 2. Perkirakan luas tulangan tarik (asumsikan

lengan momen jd)

Asumsi : jd = 0,9d= 0,9 x 679 = 611,1 mm Mn1= As1 . fy . jd

9 As1= . = , , = 1654,2 mm 2 Mn2= As2 . fy . (d-d’) As2= . ( ) = , ( , , )

= 1662,7 mm2

Jadi luas tulangan tarik (As), As = As1 + As2

= 1654,2 + 1662,7 = 3316,88 mm2 Periksa As terhadap Asmin

Asmin= b.d= √ . 500.679=1770,56mm 2 Asmin= , b.d= , 750 .67 9=1188,25 mm2 As min yang digunakan adalah yang terbesar yaitu 1770,56 mm2

As > As min

3316,88 mm2 > 1770,56 mm2 (OK) Maka digunakan tulangan

- Tulangan tarik 9 D22 (As = 3421,2 mm2) - Tulangan tekan 5 D22 (As = 1900,7 mm2)

3. Periksa asumsi tulangan

 Asumsi tulangan tekan sudah leleh (fs’ = fy dan εs’ > εy)

0,85.fc’.a.b = As1.fs

0,85.fc’.a.b = (As – As’).fy

a = .

, . .

= ( , , ).

, . . = 40,9 mm Tinggi garis netral (c)

c = a/β1 = 40,9/0,83 = 49,3 mm εs’= 0,003 = 0,003 ,

, = 0,0013 εy = fy/Es = 400 / 200000 = 2 x 10-3

εs’ < εy (tulangan tekan belum leleh)

 Gunakan asumsi 2 (tulangan tekan belum leleh, dimana fs’ = εs’.Es dan εs’ < εy) 0,85.fc’.a.b + As.fy = As’.fs’

fs’ = εs’.Es = 0,003 .Es = 0,003 / / .Es (dikali β1) = 0,003 . .Es 0,85.fc’.a.b+As’.Es.0,003 . = As.fy (dikali a) 0,85.fc’.a2.b+As’.Es.0,003.(a-β1.d’)= As.fy.a 0,85.35.a2.500 + 1900,7.2x105.0,003.a - 1416,93.2x105.0,003. 0,83.65,5 = 3421,2.400.a 14875a2+(8501,58-462188,39).a–2747500=0 14875a2 – 453686a – 2747500= 0

Didapat nilai a = 75,3 mm Tinggi garis netral (c)

10 εs’=0,003 =0,003 ,

, =6,5 x 10 -4

εs’ < εy (tulangan tekan belum leleh) (OK) fs’=εs’.Es=(1,57 x 10-3)x(2x105)= 130 MPa

4. Periksa terhadap rasio tulangan minimum

ρ = . = , . = 0,0101 ρ’ = . = , . = 0,0053 ρb1 = 0,85.β1. .

= 0,85.0,83. . = 0,037 ρmax = 0,75. ρb1 + ρ’. = 0,75. 0,037 + 0,0029. = 0,0296  < ρmax (OK)

5. Hitung momen nominal penampang balok Mn=(As.fy – As’.fs’).(d-a/2) + As’.fs’.(d-d’) = [(3421,2x400) –

(1900,7x314)].(679-75,3/2) + [(1900,7x130).(679-71)] = 869388266 N.mm

= 869,39 kN.m

Gambar C.3 Penulangan balok

Penulangan Geser Balok

 Penulangan daerah tumpuan

Merujuk kepada SNI 2847-2013 Pasal 21.6.2 bahwa geser rencana gempa pada balok dihitung dimana tegangan tulangan lentur balok mencapai 1,25fy.

- Kapasitas momen ujung-ujung balok (Mpr1) apr1= , . . , . . = , , , . . =230,88mm Mpr1= 1,25.As.fy.(d-a/2) = 1,25 x 6868,75 x 400 x (674,5-230,88/2) = 1920,02 kN

-Kapasitas momen ujung-ujung balok (Mpr2)

apr2= , . . , . . = , , , . . =220,88mm Mpr2= 1,25.As.fy.(d-a/2) = 1,25 x 6544,86 x 400 x (674,5-220,88/2) = 1845,85 kN

Kuat geser perlu di ujung-ujung balok (Ve)

Ve= ± (SNI2847-2013 Pasal 21.6.2)

=

, , ± , = 515,93 kN Vn = Vc + Vs Ve ≥ ø Vn

11 Vn = Ve/ø = 515,93/0,75 = 687,91 kN Vc = 0,17 √35 b.d = 0,17 x √35 x 500 x 674,5 = 339,18 kN

Mengacu pada SNI 2847-2013 pada daerah tumpuan jika terjadi gempa untuk menahan kuat geser perlu dengan menganggap kontribusi penampang beton dalam menahan geser Vc = 0.

Vn = Vc + Vs 687,91 = 0 + Vs Vs = 687,91 kN

Jika Vn < Vc maka tulangan sengkang tidak dibutuhkan dan digunakan tulangan sengkang minimum.

Vn ( 687,91 kN) > Vc (0) dibutuhkan tulangan sengkang

- Menghitung jarak antar sengkang : Ay = n x luas tulangan sengkang (SNI 2847-2013 Pasal 11.4.7.3) = 2 x (0,25 x 3,14 x 132) = 265,33 mm2 S = . . = , . . , = 104,06 mm

Jarak sengkang tidak boleh melebihi :  Sengkang tertutup

 d/4 = 168,63 mm

 8 kali diameter terkecil tulangan lentur = 200 mm

 24 kali diameter tulangan sengkang tertutup = 312 mm

 300 mm  Sengkang biasa  d/2 = 337,25 mm  600 mm

Jadi, penulangan geser balok yang digunakan D10- 150 mm

3. Penulangan kolom

Data-data yang diketahui sebagai berikut :  Gaya normal kolom (Pu) = 2704,21 kN  Momen arah sumbu-X = 128,62 kN.m  Momen arah sumbu-Y = 626,23 kN.m  Dimensi kolom (D) = D 800 mm  Luas penampang (Agr)

= ¼ Π D2 = ¼ x Π x 802 = 502400 mm2  Tinggi kolom = 4000 mm  Selimut beton (p) = 50 mm  Diameter tulangan utama = 29 mm  Diameter tulangan sengkang = 13 mm  Faktor reduksi = 0,75  Mutu beton (fc’) = 35 MPa  Mutu baja (fy) = 400 MPa

12 1. d’ = 50 + 13 + ½ (29) = 77,5 mm

2. Eksentrisitas momen lentur searah sumbu X (ex)

ex = = ,

, = 0,23 m

3. Eksentrisitas momen lentur searah sumbu Y (ey)

ey = = ,

, = 0,048 m 4. Eksentrisitas resultan momen lentur

e = + = 0,23 + 0,483 = 0,11 m 076 , 0 850 5 , 67 '   h d ∅ . , . = , , , , = 0,23 = , , = 0,227

(

∅ . , .

)

x = 0,052

Dari grafik 6.3.d pada buku grafik dan tabel perhitungan beton bertulang, diperoleh : r = 0,003 < rmin (1%), maka digunakan r = 0,01 (1%)

fc’ = 35 MPa, maka β = 1,33

Rasio tulangan (ρ)

ρ = r.β = 0,01 x 1,33 = 0,0133 Luas tulangan (As)

As = ρ.Agr = 0,0133x 502400 =6681,92 mm 2 Banyak tulangan (n) N = = , = 10,12 maka digunakan 12 D29 (7922,22 mm2) Cek Kapasitas Kolom

Ag = ¼ Π D2 = ¼ Π 292 = 502400 mm2 Ast = 7922,22 mm2

Kontrol Kapasitas Beban Aksial Pnmax = 0,85 Pn

= 0,85.0,85. fc .(Ag – Ast)+(Ast . fy) = 0,85 . [0,85 . 35 . (502400 – 7922,22) + (7922,22 . 400)]

= 15197662 N

= 1519,7662kN >2704,21 kN (OK) Kontrol Kapasitas Momen Nominal

a = , = , , , = 104,5 mm Mn = Ast . fy . (d – a/2) = 7922,22 x 400 x (640 – 104,5/2) = 2460860451 N.mm = 2460,86 kN.m

13 Kontrol

= ø Mn ≥ Mu

= 0,75 x 2460,86 kN.m > 626,23 kN.m = 1986.65 kN.m > 626,23 kN.m (OK)

a. Penulangan geser kolom lantai 2 portal As-2

Data-data yang diketahui sebagai berikut :  Dimensi kolom (D)= Diameter 80 cm  Luas penampang (Agr)

= ¼ Π D2 = ¼ x Π x 8502 = 502400 mm2  Tinggi kolom = 4000 mm

 Selimut beton (p) = 50 mm

 Diameter tulangan utama = 29 mm  Diameter tulangan sengkang =13 mm  Faktor reduksi = 0,75

 Mutu beton (fc’) = 35 MPa  Mutu baja (fy) = 400 MPa

Kuat geser perlu di ujung-ujung balok (Ve) Ve = (SNI 2847-2013 Pasal 21.6.2) = , , , = 1230,43 kN Vn = Vc + Vs Ve ≥ ø Vn Vn = Vu/ø = 1230,43 / 0,75 = 1640,56 kN Vc = 0,17 (1 + ) √fc’ b.d = 0,17 (1 + , ) √35 x 800 .640 = 669,14 kN

Mengacu pada SNI 2847-2013 pada daerah tumpuan jika terjadi gempa untuk menahan kuat geser perlu dengan menganggap kontribusi penampang beton dalam menahan geser

Vc = 0 Vn= Vc + Vs 1640,56 = 0 + Vs Vs = 1640,56 kN

Jika Vn < Vc maka tulangan sengkang tidak dibutuhkan namun digunakan sengkang minimum.

Vs (1640,56 kN) > Vc (0 kN) Tulangan sengkang dibutuhkan

Menghitung jarak antar sengkang :

Av = n x luas tulangan sengkang (SNI 2847-2013 Pasal 11.4.7.3) = 4 x (0,25 x 3,14 x 132)

14 S = . . ,d = 0,8 x Ø kolom (SNI

2847-2013 Pasal 11.2.3) = , . . = 82,81 mm

Jarak sengkang tidak boleh melebihi :

 Seperempat dimensi terkecil komponen struktur = 187,5mm

 6 kali diameter tulangan longitudinal = 174 mm

 150 mm

Jadi, penulangan geser kolom yang digunakan D10-75 mm

Gambar C.4 Penulangan Kolom

4. Perhitungan Beban Tsunami

Gaya-gaya yang diperhitungkan pada pembebanan tsunami dengan data-data sebagai berikut:

- Massa jenis aliran tsunami (ρs) = 1100 kg/m3

- Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2 - Kemiringan pantai 1 : 50 (asumsi)

- Tinggi runup tsunami (R*) = 10 m (asumsi)

- Elevasi bangunan dari tinggi muka laut rata-rata (z) = 4 m (asumsi)

- Panjang lantai per panel (P) = 8 m - Lebar lantai per panel (L) = 6 m - Tinggi per lantai bangunan = 4 m - Kolom struktur dia. 80

Sebelum memperhitungkan beban tsunami terlebih dahulu menentukan tinggi runup rencana dan tinggi genangan tsunami pada struktur bangunan.

Tinggi genangan tsunami (hb)= tinggi runup rencana –

elevasi bangunan terhadap muka rerata air laut

= 1,3 R* - z = (1,3 x 10) – 4 = 9 m

a. Gaya Hidrodinamika (Hydrodynamic Force)

Gaya hidrodinamika terjadi pada struktur gedung secara keseluruhan dengan mengasumsikan tidak ada dinding pengaman pada struktur gedung. Untuk menghitung nilai kecepatan maksimum aliran tsunami adalah :

15 (hu2)max=g.R2. 0,125−0,235. + 0,11.

=9,81.132. 0,125−0,235. + 0,11.

= 105 m3/dt2

1. Kolom 1 (dia. 80 cm) dengan tinggi 4 m dan terendam keseluruhan.

Fd = (1/2) .ρs.Cd.B.(hu2)max ,Cd = 1,2 (kolom lingkaran) = ½. 1100 . 1,2 . 0,8 . 105 = 55241,29 kg.m/dt2 = 55241,29 N

Agar beban terdistribusi merata disepanjang arah vertikal, maka besar nilai Fd menjadi,

Fd = Fd/tinggi kolom = 55241,29 / 4

= 13810,32 N/m = 13,81 kN/m

b. Gaya gelombang (Impulsive Force)

Gaya gelombang yang terjadi pada masing-masing struktur kolom.

1. Kolom 2 (dia. 80 cm) dengan tinggi 4 m

Fs = 1,5Fd

= 1,5 x 13,81 kN/m = 20,72 kN/m

c. Gaya Tumbuk Puing (Debris Impact Forces)

Akibat material yang terbawa oleh arus gelombang tsunami dapat menjadi gaya tambahan yang akan menghantam struktur gedung. Material yang terbawa arus tsunami tergantung dari lokasi dimana posisi struktur bangunan. Untuk hal ini material yang dapat menghantang struktur berupa gelondongan kayu karena disekitar struktur banyak terdapat pohon dengan berat (md) = 450 kg, koefisien massa hidrodinamik (c) = 0, dan kekakuan efektif puing (k) = 2,4 x 106 N/m. (FEMA P-646).

Kecepatan maksimum puing dapat ditentukan dengan persamaan:

umax = 2. . . (1− ) = 2. 9,81. 13. (1− ) = 13,3 m/dt Maka, Fi = 1,3.umax. . . (1 + ) = 1,3.13,3. 2,4 10 . 450. (1 + 0) = 567,71 kN

Posisi puing berada pada permukaan tertinggi aliran tsunami yaitu 13 m dari dasar struktur gedung.

16 5. Cek Kekuaatan Struktur Balok dan

Kolom

Akibat Gaya Momen Jika,

Mn > Mtsu maka struktut Aman Mn < Mtsu maka Struktur Tidak Aman Maka,

a. Momen Balok dengan Momen akibat beban Tsunami

b. Momem Kolom dengan Momen akibat beban Tsunami

Dari hasil perhitungan ini, maka dapat disimpulkan gaya luar yang terjadi lebih dominan gaya gempa dibandingkan gaya tsunami yang terjadi. Maka struktrur yang direncanakan Aman.

E. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penulisan Tugas Akhir tentang Analisa Kekuatan Struktur SRPMK Beton Bertulang Yang Direncanakan Berdasarkan Sni 1726-2012 Terhadap Beban Tsunami Di Kota Padang dengan berpedoman pada SNI 2847:2013 (Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung), SNI 1726:2012 (Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gedung untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung) dan FEMA P-646 (Standar Perencanaan Ketahanan Bangunan Terhadap Tsunami) dapat diperoleh kesimpulang sebagai berikut :

1. Lokasi bangunan tergolong kategori gempa kuat dengan jenis tanah lunak. 2. Sistem struktur Sistem Rangka

Pemikul Momen Khusus (SRPMK) 3. Analisis gaya gempa dengan Analisis

Gaya Lateral Ekivalen.

4. Beban Tsunami yang diperhitungkan pada analisis adalah gaya hidrodinamik (hydrodynamic forces), gaya gelombang (impulsive forces), dan gaya tumbuk puing (debris impact forces).

5. Dari hasil perhitungan, gaya luar yang terjadi lebih dominan gaya gempa dibandingkan gaya tsunami yang terjadi pada struktur.

17 DAFTAR PUSTAKA

Badan Standardisasi Nasional. “Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung, SNI 2847:2013”. Bandung: 2012.

Badan Standardisasi Nasional. “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung”. Bandung: 2011.

Budiono Bambang dan Lucky Supriatna. 2011. “Studi Komparasi Desain Bangunan Tahan Gempa Dengan Menggunakan SNI 03-1726-2002 Dan RSNI 03-1726-201X”. Bandung: ITB.

Imran Iswandi dan Hendrik Fajar. 2009. “Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa Berdasarkan SNI 03-2847-2002”. Bandung: ITB.

Patel V.M, H.S Patel and A.P Singh. 2011. Comparative Study of Earthquake and Tsunami Loading on Vertical Evacuation Structure at Dwarka. International Juornal or Earth Sciences and Engineering, Vol.04, pp.659-668.

Tumilar Steffie. 2011. “Prosedur Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Gedung Berdasarkan SNI 03-1726-201X”. Seminar HAKI: Padang.

Wang Chu-Kia, G. Salmon Charles dan Hariandja Binsar. 1994. “Desain Beton Bertulang Edisi Keempat Jilid 1”. Jakarta: Erlangga.

Wang Tiecheng, Tao Meng dan Hailong Zhao. 2015. Tsunami Loading Analysis and Engineering Prevention and Control. The Open Civil Engineering Journal, 9, 376-381.

Yeh Harry. 2007. Design Tsunami Forces for Onshore Structure. USA: School of Civil and Construction Engineering, Oregon State Univesity