3.RG-03 Analisis Beban Gempa

(1)

ANALISIS STRUKTUR

BERBEBAN GEMPA

(RSNI 03-1726-2012)

(2)

(3)

1.1 Latar Belakang 1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara rawan gempa di Indonesia merupakan salah satu negara rawan gempa di dunia. Hal ini karena posisi Indonesia yang berada pada dunia. Hal ini karena posisi Indonesia yang berada pada p

peertrteemumuaan n 3 3 lelemmppeenng g tteekkttoonniik k bbeessaar r ddi i dduunniiaa, , yyaaiitutu le

lempempeng ng InIndodo-A-Ausustrtralalia, ia, lemlempepeng ng EuEurarasia sia dadan n lelempempengng Pasifik seperti yang tampak dalam Gambar-1.1.

Pasifik seperti yang tampak dalam Gambar-1.1. B

Bererhuhububung ng sasampmpai ai sasaaat t inini i bebelulum m adada a ttekeknonolologgi i yyanangg da

dapapat t memempmpreredidiksksi, i, babaik ik wawaktktu, u, tetempampat t dadan n inintetensnsititasas gempa bumi, maka diperlukan suatu zonasi rawan gempa gempa bumi, maka diperlukan suatu zonasi rawan gempa un

untutuk k ststanandadard rd acuacuan an dasdasar ar di di selseluruuruh h IndIndoneonesia sia ununtutukk pe

perranancacangngan an sstrtrukuktutur r beberbrbebeban an gegempmpa a sesesusuai ai dedengnganan zzoonnaassi i rraawwaan n ggeemmppa a yyaanng g aadda. a. ZZoonnaassi i rraawwaan n ggeemmppaa disusun berdasarkan statistik dan letak geografis kejadian disusun berdasarkan statistik dan letak geografis kejadian gem

gempa pa sehisehinggngga a dapdapat at dipdiperkirerkirakakan an bagbagaimaaimana na kkejadejadianian gempa bumi yang akan terjadi di suatu wilayah.

(4)

T

Tererddaappaat t bbebebererapapa a ppenenddekekaattaan n uunnttuuk k menmenggaanntitisisippaassii ttererjajadidinnyya a ggememppa a agagaar r titidadak k memeninimbmbululkkan an dadampmpak ak yyaangng besar. Pertama, pendekatan struktural, yaitu disain mengikuti besar. Pertama, pendekatan struktural, yaitu disain mengikuti k

kaaididaah-h-kkaaididaah h sstrtruukktutur r yyaanng g bbeennaar r sseerrtta a mmeemmaassuukkkkaann pa

pararamemeteter r kkegeegempmpaaaan n dadalalam m memendndiriirikakan n babangngununan an sessesuauaii dengan standard yang ada.

dengan standard yang ada.

Selain itu, pembuatan zonasi kegempaan yang telah disusun Selain itu, pembuatan zonasi kegempaan yang telah disusun be

berrdadasasarkrkan an ssttaatitisstitik k ddan an rraawwan an bebencncanana a gegempmpa, a, haharuruss di

dipeperbrbahahararui ui sesecacarra a beberkrkalala. a. InInfforormamasi si popottenensi si ggemempa pa ininii dimasukkan dalam perancangan bangunan berbeban gempa dimasukkan dalam perancangan bangunan berbeban gempa pa

pada da susuatatu u wilwilaayayah. h. KKededua, ua, inintetensnsif if memelaklakukukan an sososisialialisasasisi k

kepepada ada mamassyayararakakat t memengngenenai ai pepemamahahaman man sesertrta a pepelalatihtihanan mengenai dampak gempa bumi.

(5)

4 4

•

• SebaSebagian besagian besar Indonesia masur Indonesia masuk dalam wilayah gempk dalam wilayah gempa aktif a aktif

•

(6)

(7)

2. KONSEP DASAR GEMPA BUMI

2.1 Kosep Dasar Mekanisme Gempa Bumi

Gempa bumi adalah wujud getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi. Seperti telah diterangkan pada bagian sebelumnya, bahwa secara garis besar, gempa bumi dapat diklasifikasikan dalam empat jenis, yaitu :

1. Gempa bumi vulkanik, yang terjadi akibat aktivitas magma yang biasa terjadi sebelum gunung berapi meletus. Bila keaktivan gunung berapi semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan dan juga terjadinya gempa bumi

(8)

2. Gempa tektonik, yang disebabkan oleh adanya aktivitas pergerakan lempeng plat tektonik, yaitu pergeseran lempeng-lempeng tektonik yang terjadi secara tiba-tiba sehingga menyebabkan terjadinya gelombang seismik yang menyebar dan merambat melalui lapis kulit bumi atau kerak bumi yang dapat menimbulkan kerusakan dahsyat atau kerusakan lain seperti tsunami.

3. Gempa bumi runtuhan, yang disebabkan oleh runtuhan, baik di atas maupun dibawah permukaan bumi. Gempa jenis ini biasanya terjadi di daerah kapur atau di daerah pertambangan. Gempa jenis ini jarang terjadi atau hanya bersifat lokal

4. Gempa bumi buatan, yang terjadi disebabkan oleh aktivitas manusia seperti ledakan dinamit, bom ataupun nuklir

(9)

Diantara keempat jenis gempa bumi di atas, gempa bumi tektonik merupakan gempa bumi yang sering terjadi. Secara spesifik, gempa bumi tektonik juga dapat diartikan sebagai peristiwa pelepasan energi gelombang seismik secara tiba-tiba yang diakibatkan oleh adanya deformasi lempeng tektonik yang ada di kerak bumi.

Pelepasan energi gelombang seismik dan guncangan yang terjadi secara tiba-tiba menyebabkan gelombang seismik yang menyebar dan merambat melalui lapisan kulit bumi. Pada kenyataannya, lempeng-lempeng tektonik ini selalu bergerak dan saling mendesak satu sama lain. Pergerakan lempeng-lempeng tektonik ini menyebabkan penimbunan energi secara pelan-pelan. Gempa tektonik kemudian terjadi karena adanya pelepasan energi yang telah lama tertimbun itu.

(10)

Gempa bumi tektonik biasanya jauh lebih kuat getarannya dibanding dengan gempa bumi yang lain. Oleh karena itu getaran gempa bumi tektonik merupakan gempa yang paling banyak menimbulkan kerusakan secara masif dan mengakibatkan banyak korban jiwa

Proses pelepasan gelombang energi berupa gelombang elastik yang disebut gelombang seismik atau gempa yang sampai ke permukaan bumi dapat menimbulkan getaran dan kerusakan terhadap benda atau bangunan di permukaan bumi. Besarnya kerusakan tergantung pada besarnya getaran yang sapai ke permukaan bumi.

(11)

2.2 GEMPA RENCANA

Gempa rencana merupakan besaran gempa bumi yang direncanakan untuk dibebankan pada sistem struktur yang didisain dan disesuaikan dengan keberadaan lokasi bangunan terhadap peta wilayah gempa standard serta jenis tanah dasar bangunan. Akibat pengaruh beban gempa rencana, struktur gedung secara keseluruhan masih harus berdiri walau sudah berada dalam kondisi diambang keruntuhan.

2.3 WILAYAH GEMPA

Wilayah gempa berdasarkan RSNI 03-1726-201x, Pasal 14 ditetapkan berdasarkan parameter Ss (percepatan batuan dasar pada periode pendek 0,2 detik) dan S1 (percepatan batuan dasar pada periode 1 detik). Hal ini dapat dilihat pada Gambar-2.2 dan Gambar-2.3

(12)

(13)

2.4 ARAH PEMBEBANAN GEMPA

Praktek proses perancangan struktur gedung, arah utama beban gempa rencana harus ditentukan yang akan memberikan pengaruh terbesar terhadap unsur-unsur subsistem dan sistem gedung secara keseluruhan. Guna mensimulasikan arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur gedung, maka pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama yang ditentukan harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegaklurus pada arah utama pembebanan tadi, tetapi dengan efektivitas hanya 30%.

Berdasarkan RSNI 03-1726-2012 Pasal 7.3.2.1 dan Pasal 7.3.2.2, ketidakberaturan struktur bangunan dapat dibedakan menjadi ketidakberaturan horisontal dan vertikal. Ketidakberaturan horisontal dan vertikal dapat dilihat pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.2.

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

2.6 KONSEP PERANCANGAN BANGUNAN BERBEBAN GEMPA

Proses perancangan struktur bangunan berbeban gempa

(“tahan gempa” subkhanallah, astaghfirullah), diperlukan standard dan peraturan perancangan bangunan untuk menjamin keselamatan penghuni terhadap gempa besar yang mungkin terjadi serta menghindari serta meminimalisasi kerusakan struktur bangunan dan korban jiwa akibat gempa bumi yang sering terjadi.

Oleh karena itu struktur bangunan gedung yang dibebani gempa harus memiliki kekuatan (kekakuan) dan kenyamanan (stabilitas) yang cukup untuk mencegah terjadinya keruntuhan bangunan. Filosofi dan konsep dasar perancangan bangunan berbeban gempa adalah :

(31)

1. Pada saat terjadi gempa ringan, struktur bangunan dan fungsi bangunan harus dapat tetap berjalan (servicable) sehingga struktur harus kuat dan tidak ada kerusakan baik pada elemen struktural maupun elemen non struktural

2. Pada saat terjadi gempa moderat atau medium, struktur diperbolehkan mengalami kerusakan pada elemen nonstruktural, tetapi tidak diperbolehkan terjadi kerusakan pada elemen struktural

3. Pada saat terjadi gempa besar, diperbolehkan terjadi kerusakan pada elemen struktural dan nonstruktural, tapi tidak boleh menyebabkan sampai bangunan runtuh sehingga tidak ada korban jiwa atau dapat meminimalkan terjadinya korban jiwa.

(32)

(33)

(34)

Daktilitas dapat diklasifikasikan sebagai :

1. Daktilitas penuh, yaitu suatu tingkat daktilitas gedung yang strukturnya mampu mengalami simpangan pascaelastik pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan yang paling besar

2. Daktilitas parsial, yaitu seluruh tingkat daktilitas struktur gedung dengan nila faktor daktilitas diantara struktur bangunan gedung yang elastik dan struktur bangunan gedung yang daktail penuh

Di dalam mekanisme kerusakan, struktur harus didisain pada lokasi-lokasi tertentu sehingga setelah gempa kuat terjadi, struktur dapat diperbaiki. Lokasi kerusakan didisain pada balok dan kolom lantai dasar, yang disebut sendi plastis. Sendi plastis harus mampu berdeformasi secara in-elastik dan maksimum dengan cara memindahkan energi gempa secara baik melalui proses plastisitas

(35)

Untuk mendapatkan mekanisme tersebut, harus dilakukan disain sesuai konsep strong column-weak beam. Konsep tersebut mengharuskan kapasitas nominal pada kolom lebih besar 1,2 kali kapasitas nominal pada balok.Perancangan struktur mengatur kemampuan struktur untuk bertahan pada saat gempa kuat terjadi, meskipun terjadi kerusakan pada sendi plastis disebut denngan damage control . Pengaturan besar nilai deformasi sebagai fungsi daktilitas, lihat pada Gambar-2.4.

2.8 Struktur Penahan Gaya Seismik

Sistem penahan gaya seismik lateral maupun vertikal harus memenuhi salah satu tipe yang ditetapkan dalam RSNI 03-1726-201x, Pasal 7.2. Setiap tipe dibagi berdasar tipe elemen vertikal ang digunakan untuk menahan gaya seismik lateral.

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)