commit to user
i
EVALUASI KINERJA STRUKTUR PADA GEDUNG
BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS V 9.50
( STUDI KASUS : GEDUNG SOLO CENTER POINT )
Evaluation Performance of Building Structure with Response Spectrum Analysis using Software ETABS V 9.50
(Case Study : Solo Center Point Building)
SKRIPSI
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Disusun oleh :
ISMAILAH NUR ELLIZA
I 0109043
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2013
commit to user
commit to user
commit to user
iv
MOTTO
“Alloh SWT tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya” (QS.Al-Baqoroh:286)
Semua yang indah akan tepat pada waktuNya.
Orang harus cukup tegar untuk memaafkan kesalahan, cukup pintar untuk belajar dari kesalahan dan cukup kuat untuk mengoreksi kesalahan.
Semangat dan kerja keras adalah kunci keberhasilan yang dilandasi keyakinan dan doa
Tuhan menabulkan do’a kita dengan 3 cara :
Apabila Tuhan Mengatakan YA maka kita akan mendapatkan apa yang kitamau Apabila Tuhan mengatakan TIDAK maka kita akan mendapatkan yang lebih baik Apabila Tuhan mangatakan Tunggu maka kita akan mendapatkan yang terbaik sesuai
dengan kehendak-Nya
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Assalamu’alaikum.Wr.Wb.
Puji syukur saya panjatkan kepada ALLAH SWT atas rahmat dan hidayah-Nya. Nikmat iman dan sehat yang ALLAH SWT berikan kepada saya.
Skripsi ini saya persembahkan sebagai ucapan terima kasih juga kepada:
Ibu dan Bapak yang selalu mendukung, mendo’akan, membimbing, juga mendengarkan segala keluh kesah saya selama ini. Terimakasih ya Ibu, Bapak, segala pengorbanan yang kalian lakukan untukku hanya Allah SWT yg dapat membalasnya. Semoga Allah SWT selalu memberikan yang terbaik bagi kalian. Saya akan selalu berusaha untuk membahagiakan kalian sampai akhir hidup saya. Terima kasih pada si ade Nisa dan seluruh keluarga besar saya, yang telah memberi dukungan semangat dan doanya.
Dosen pembimbing saya, Bapak Edy Purwanto dan Bapak Setiono terimakasih atas bimbingan, ilmu yang disampaikan pada saya dan menyemangati saya sehingga Tugas Akhir dapat terselesaiakan.
Teman seperjuangan saya Dian Ayu Angling Sari dan Bagus Hendri S, yang saling bahu membahu, saling menyemangati, mendengarkan seluruh keluh kesahku, menikmati lembur di ces bersama sampai satpam “ngusir”,berbagi suka dan duka bersama,terima kasih maaf aku sering merepotkan. Semoga kenangan ini akan menjadi kenangan manis yang akan menjadi cerita indah buat anak-anak kita kelak dan tak lekang oleh waktu.
Buat Mamahnya Ayu terima kasih banyak atas dukungannya selama ini maaf kalo selama ini sering merepotkan. Dede Kinanthi semoga jadi anak yang berbakti yaa, amin.Sekali lagi terima kasih telah menjadi pendukung kami “bertiga”,serasa punya keluarga baru di Solo.
Teman sepermainan saya, Eir, Tyo, Tutut, Revy, Paska, Nisa, Nadya. Terimakasih atas dukungan dan bantuannya selama ini. Maaf kalo selama ini saya banyak nyusahin dan ngerepotin kalian. Kalo kita udah punya hidup masing – masing nanti, jangan pernah lupa keep contact.
Buat para pejuang kloter satu Tutut, Revy, Alty, Syfa pejuang kloter selanjutnya semangat kawan mari kita susul perintis 09 Festy, ST. Semangat.
Buat warga setia CES yang budiman, pak ketua Patrich, Ade Dewa, Fido, Satya, Adit kecil dan warga Ces lainnya terima kasih, maaf sering merepotkan dan sering rusuh di CES.
commit to user
vi selalu.
Buat mba mba kos: mb Hyw, mb puu, mb lia, mb ayu ang telah menginspirasiku, terima kasih.
Seluruh teman - teman Civil Engineering 2009 yang telah saya anggap keluarga. Terimakasih banyak. Mohon maaf atas semua kesalahan yang saya lakukan. Sukses untuk kita semua.
Semua teman-teman dan sahabat saya dimanapun kalian berada saat ini, semoga silaturahmi kita selalu terjaga dengan baik.
commit to user
vii
ABSTRAK
Ismailah Nur Elliza, 2012. EVALUASI KINERJA STRUKTUR PADA GEDUNG BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS V 9.50 (STUDI KASUS : GEDUNG
SOLO CENTER POINT)
Wilayah Indonesia terdiri daratan, lautan dan gunung-gunung maka dari itu Indonesia termasuk negara yang rawan terjadi gempa. Hal ini disebabkan Indonesia terletak pada pertemuan empat lempeng tektonik utama, yaitu lempeng Eurasia, Pasifik, Filipina dan Indo-Australia. Pengembangan infrastruktur yang sangat digemari pada zaman sekarang adalah gedung bertingkat karena semakin terbatasnya lahan yang tersedia. Dengan adanya kejadian gempa di Indonesia yang mengakibatkan kerugian sangat besar bagi bangunan, maka diperlukan pengembangan analisis gempa terhadap struktur. Ada 2 pendekatan yang digunakan untuk memperhitungkan beban lateral (gempa bumi) yang bekerja pada suatu struktur, yaitu analisis secara statik ekivalen dan analisis dinamik ( response
spectrum atau time history ).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keamanan gedung dilihat dari
displacement, drift dan base shear. Hasil dari penelitian ini dianalis dengan
kinerja struktur batas layan dan kinerja struktur batas ultimit. Metode yang digunakan adalah analisis dinamik response spektrum dengan menggunakan program ETABS V 9.50.
Nilai displacement pada arah X adalah 0,1254 m dan pada arah Y adalah 0,1533 m. Maksimum total drift pada arah X adalah 0,0055 m dan pada arah Y adalah 0,0099 m, sehingga gedung aman terhadap kinerja batas ultimate (0,02h) dan kinerja batas layan {(0,03/R) x h}. Displacement pada gedung Solo Center Point tidak melampaui displacement maksimal dan aman terhadap gempa rencana. Kata kunci : Response spektrum,drift, displacement, base shear
commit to user
viii
ABSTRACT
Ismailah Nur Elliza, 2012. EVALUATION PERFORMANCE OF BUILDING STRUCTURE WITH SPECTRUM RESPONSE ANALYSIS USING SOFTWARE ETABS V 9.50 (CASE STUDY: SOLO BUILDING CENTER POINT)
Indonesian territory consists of lands, oceans and mountains, that is why Indonesia becomes an earthquakes prone country. This because Indonesia is located at the confluence of four major tectonic plates, the Eurasian plate, the Pacific, the Philippines and Indo-Australia. The development of popular infrastructure in recent times is the high rise building due to the limited area. Because of the earthquakes in Indonesia, which resulted in huge losses for the building, it would require the development of seismic analysis of structures. There are two approaches used to calculate the lateral loads (earthquakes) on working structure, the equivalent static analysis and dynamic analysis (spectrum response or time history).
The objecives of this study is to determine the safety of the building seen from the displacement, drift and base shear. The results of this study had been analyzed by the performance of the structure service ability limit the performance of the structure and performance of structures ultimit limit. The method used is the spectrum response dynamic analysis using ETABS program V 9.50.
The value of displacement in the X direction is 0,1254 m and the Y direction is 0,1533 m. Maximum total drift in the direction of X is 0,0055 m and the Y direction is 0,0099 m, so that the building is safe for ultimate performance limit (0,02 h) and service ability performance limit {(0,03 / R) x h}. The displacement in Solo Center Point building does not exceed the maximum displacement and
safe against earthquake plan.
commit to user
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat, hidayah , serta karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “EVALUASI KINERJA STRUKTUR PADA GEDUNG BERTINGKAT DENGAN ANALISIS RESPON SPEKTRUM MENGGUNAKAN SOFTWARE ETABS V 9.50 ( STUDI KASUS : GEDUNG SOLO CENTER POINT )”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan adanya penulisan skripsi ini diharapkan dapat memberikan wacana dan manfaat khususnya bagi penulis sendiri dan bagi orang lain pada umumnya.
Atas bantuan dan kerjasama yang baik dari semua pihak hingga selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Segenap Pimpinan Fakultas Teknik Univeritas Sebelas Maret Surakarta. 2. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
3. Edy Purwanto, ST, MT, dan Setiono, ST, MSc selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dalam menyusun laporan ini.
4. Ir. Rr. Rintis Hadiani, MT selaku pembimbing Akademik.
5. Rekan-rekan mahasiswa teknik sipil angkatan 2009 atas kerjasama dan bantuannya.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan pemikiran bagi pembaca, karena banyak kekurangan yang masih harus diperbaiki. Kritik dan saran akan penulis terima untuk kesempurnaan tulisan ini.
Surakarta, Januari 2013
commit to user
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
MOTTO... iv
PERSEMBAHAN ... v
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR... ix
DAFTAR ISI... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xvii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian... 3
1.5. Manfaat Penelitian... 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 4
2.1. Tinjauan Pustaka ... 4
2.2. Dasar Teori ... 8
2.2.1. Analisis Dinamik ... 8
2.2.2. Sistem dengan Banyak Kebebasan ... 13
2.2.2.1. Pembentukan Persamaan MDOF ... 14
2.2.3. Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa ... 15
2.2.4. Prinsip dan Kaidah Perancangan ... 16
2.2.4.1. Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan .... 16
2.2.4.2. Sistem Struktur ... 17
commit to user
xi
2.2.4.5. Defleksi Lateral ... 24
2.2.5. Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa ... 25
2.2.5.1. Faktor Keutamaan ... 25
2.2.5.2. Koefisien Modifikasi Respon ... 28
2.2.5.3. Wilayah Gempa ... 30
2.2.5.4. Jenis Tanah Setempat ... 31
2.2.5.5. Faktor Respon Gempa ... 32
2.2.5.6. Kategori Desain Gempa (KDG) ... 34
2.2.5.7. Arah Pembebanan Gempa ... 36
2.3. Kinerja Struktur ... 36
2.3.1. Kinerja Batas Layan ... 36
2.3.2. Kinerja Batas Ultimit ... 37
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 38
3.1. Data Struktur Gedung ... 38
3.2. Tahapan Analisis ... 39
3.2.1. Studi Literatur ... 40
3.2.2. Pengumpulan data ... 40
3.2.3. Pemodelan 3D ... 41
3.2.4. Perhitungan Pembebanan ... 42
3.2.5. Analisis Respon Spektrum ... 43
3.2.6. Diagram Alir Pembuatan Grafik Respon Spektrum ... 44
3.2.7. Pembahasan Hasil Analisis Respon Spektrum Dari Program ETABS V 9.5 ... 45
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 47
4.1. Denah Solo Center Point ... 47
4.2. Data Elevasi Gedung ... 48
4.3. Spesifikasi Material ... 49
4.3.1. Mutu Beton... 49
commit to user xii 4.3.3.1. Plat Lantai ... 50 4.3.3.2. Balok ... 51 4.3.3.3. Kolom ... 52 4.4. Pembebanan ... 52 4.4.1. Beban Mati ... 52
4.4.2. Reduksi Beban Hidup (LR)... 53
4.4.3. Perhitungan Berat Struktur Tiap Lantai ... 53
4.4.4. Momen Inersia Massa Bangunan ... 57
4.4.5. Beban Gempa ... 59
4.4.5.1. Faktor Respon Gempa ... 59
4.4.6. Data Gempa ... 59
4.4.7. Faktor Reduksi Gempa ... 61
4.4.8. Tekanan Tanah Pada Dinding Basement... 62
4.4.9. Tekanan ke Atas (Uplift) Pada Lantai dan Pondasi ... 63
4.5. Hasil Analisis Displacement, Drift dan Base Shear dengan Beban Gempa... 64
4.5.1. Hasil Analisis Displacement akibat Beban Kombinasi ... 64
4.5.2. Hasil Analisis Base Shear akibat Beban Kombinasi ... 65
4.6. Hasil Kontrol Struktur Gedung ... 66
4.6.1. Evaluasi Beban Gempa ... 66
4.6.2. Kinerja Batas Layan ... 67
4.6.3. Kinerja Batas Ultimit ... 70
4.6.4. Kontrol Partisipasi Massa ... 73
4.6.5. Level Kinerja Struktur (ATC-40) ... 74
4.7. Grafik Simpangan Struktur Terhadap Beban Gempa ... 76
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 80
5.1. Kesimpulan ... 80
5.2. Saran... 80
DAFTAR PUSTAKA ... 81 DAFTAR LAMPIRAN
commit to user
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Beban Hidup Pada Lantai Gedung ... 20
Tabel 2.2. Berat Sendiri Bahan Bangunan ... 21
Tabel 2.3. Berat Sendiri Komponen Gedung ... 23
Tabel 2.4 Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnyan untuk beban gempa ... 25
Tabel 2.5. Faktor Keutamaan Gempa dan Angin, ASCE 7-10 ... 28
Tabel 2.6. Parameter Sistem Struktur Beton Umum ... 29
Tabel 2.7. Klasifikasi Situs ... 32
Tabel 2.8. Koefisien Situs, Fa ... 33
Tabel 2.9. Kategori Lokasi Fv untuk Menentukan Nilai S1 ... 33
Tabel 2.10. Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda Pendek ... 35
Tabel 2.11. Kategori Desain Gempa (KDG) Berdasarkan Parameter Percepatan Perioda 1,0 detik ... 35
Tabel 2.12. Kategori Desain Gempa (KDG) dan Resiko Kegempaan ... 36
Tabel 3.1. Deskripsi Gedung ... 38
Tabel 4.1. Data Elevasi Gedung ... 48
Tabel 4.2. Mutu Beton Gedung Solo Center Point ... 49
Tabel 4.3. Tipe Balok ... 51
Tabel 4.4. Tipe Kolom ... 52
Tabel 4.5. Beban Mati Lantai Basement 2 ... 53
Tabel 4.6. Rekapitulasi Berat Struktur Per Lantai ... 55
Tabel 4.7. Massa Bangunan ... 56
Tabel 4.8. Momen Inersia Lantai Banguan ... 58
Tabel 4.9. Data Tanah yang Digunakan Untuk Desain ... 59
Tabel 4.10. Faktor Skala Spektrum Respon Gempa Rencana ... 61
Tabel 4.11. Parameter Sistem Struktur Beton Umum ... 61
Tabel.4.12. Simpangan Horisontal (Displacement) Terbesar ... 64
Tabel 4.13. Base Shear Terbesar ... 65
commit to user
xiv
Tabel 4.16. Kinerja Batas Layan Arah Y(∆s) ... 68
Tabel 4.17. Kinerja Batas Ultinit Arah X (∆m) ... 70
Tabel 4.18. Kinerja Batas Ultinit Arah Y (∆m) ... 71
Tabel 4.19. Hasil dari Modal Partisipasi Massa Rasio... 73
Tabel 4.20. Batasan Rasio Drift Atap Menurut ATC-40. ... 74
Tabel 4.21. Level Kinerja Struktur arah X ... 75
commit to user
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Tampak Gedung Solo Center Point ... 2
Gambar 2.1. Kestabilan Struktur Portal ... 7
Gambar 2.2. Diagram Beban (P) - Waktu (t) ... 11
Gambar 2.3. Balok dengan Tumpuan Sederhana dengan Beban Merata p(x,t) .. 13
Gambar 2.4. Respons Struktur... 13
Gambar 2.5.Defleksi Lateral... 24
Gambar 2.6. Peta Wilayah Gempa di Indonesia untuk S1 ... 30
Gambar 2.7. Peta Wilayah Gempa di Indonesia untuk Ss ... 31
Gambar 2.8. Desain Respon Spektrum... 34
Gambar 3.1 Tampak Gedung Solo Center Point ... 38
Gambar 3.2. Sistem koordinat yang digunakan dalam program ETABS ... 42
Gambar 3.3. Diagram Alir Pembuatan Respon Spektrum ... 45
Gambar 3.4. Diagram Alir Analisis Respon Spektrum ... 46
Gambar 4.1. Tampak Gedung Solo Center Point ... 47
Gambar 4.2. Respon Spektrum Gedung Solo Center Point ... 60
Gambar 4.3. Data Tanah ... 62
Gambar 4.4. Beban Tekanan Tanah ... 62
Gambar 4.5. Beban Uplift... 63
Gambar 4.6. Grafik Kontrol Kinerja Batas Layan Arah X dan Arah Y ... 69
Gambar 4.7. Grafik Kontrol Kinerja Batas Ultimit Arah X dan Arah Y ... 72
Gambar 4.8. Displacement Akibat Beban Gempa Arah X ... 76
Gambar 4.9. Displacement Akibat Beban Gempa Arah Y ... 77
Gambar 4.10. Story Drift Akibat Beban Gempa Arah X ... 78
commit to user
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Langkah ETABS V 9.50commit to user
xvii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
B = Panjang gedung pada arah gempa yang ditinjau (m) C = Faktor respons gempa dari spektrum respons
Ct = Koefisien pendekatan waktu getar alamiah untuk gedung beton bertulang menurut IBC 2006
Ec = Modulus elastisitas beton E = Beban Gempa
e = Eksentrisitas antara pusat masa lantai dan pusat rotasi Fa = Koefisien periode pendek
Fv = Koefisien periode 1.0 detik
f’c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
fy = Mutu baja / kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan (Mpa)
fys = Mutu tulangan geser/sengkang (Mpa)
g = Percepatan gravitasi Hn = Tinggi gedung I = Faktor keutamaan k = Kekakuan struktur M = Momen n = Jumlah tingkat
N = Nomor lantai tingkat paling atas
P-∆ = Beban lateral tambahan akibat momen guling yang terjadi oleh beban gravitasi yang titik tangkapnya menyimpan kesamping yang disebabkan oleh beban gempa lateral (N-mm)
q = Beban merata (Kg/m2) qD = Beban mati merata (Kg/m2)
qL = Beban hidup merata (Kg/m2)
R = Faktor reduksi gempa representatif dari struktur gedung yang bersangkutan
SS = Parameter respon spektra percepatan pada periode pendek
commit to user
xviii spesifik
T = Waktu getar gedung pada arah yang ditinjau (dt) Teff = Waktu getar gedung effektif (dt)
T1 = Waktu getar alami fundamental (dt)
V = Gaya geser dasar (ton)
V i = Gaya geser dasar nominal (ton)
Vn = Gaya geser gempa rencana (ton)
Wi = Berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai (ton)
Wt = Berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai (ton)
Zi = Ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral (m)
Droof = Displacement atap
ζ = Koefisien pengali dari jumlah tingkat struktur gedung yang membatasi waktu getar alami fundamental struktur gedung, bergantung pada wilayah gempa
ξ (ksi) = Faktor pengali dari simpangan struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana pada taraf pembebanan nominal untuk mendapatkan simpangan maksimum struktur gedung pada saat mencapai kondisi diambang keruntuhan
γ (Gamma) = factor beban secara umum ∑(Sigma) = Tanda penjumlahan
commit to user
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Wilayah Indonesia terdiri daratan, lautan dan gunung-gunung maka dari itu Indonesia termasuk negara yang rawan terjadi gempa. Hal ini disebabkan Indonesia terletak pada pertemuan empat lempeng tektonik utama, yaitu lempeng Eurasia, Pasifik, Filipina dan Indo-Australia.
Gempa bumi adalah getaran atau gerakan bergelombang pada kulit bumi akibat dari pergeseran tiba-tiba dari lapisan tanah di bawah permukaan bumi (lempeng bumi). Ketika pergeseran ini terjadi, maka timbul getaran yang disebut dengan gelombang seismic. Gelombang ini menjalar ke segala arah menjauhi pusat gempa. Getaran yang sampai ke permukaan bumi bisa bersifat merusak struktur bangunan serta menelan korban jiwa.
Gempa dahsyat yang melanda Indonesia yang telah menimbulkan korban terhadap manusia dan harta benda yang cukup besar diantaranya :
• 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 Padang tahun 2009 dengan besaran 7,6 Skala Richter • Gempa Mentawai tahun 2010 dengan besaran 7,2 Skala Richter
Dengan adanya kejadian gempa di Indonesia yang mengakibatkan kerugian sangat besar bagi bangunan, maka diperlukan pengembangan analisis gempa terhadap struktur. Ada 2 pendekatan yang digunakan untuk memperhitungkan beban lateral (gempa bumi) yang bekerja pada suatu struktur, yaitu analisis secara statik ekivalen dan analisis dinamik ( respon spektrum atau time history ). Analisis
commit to user
dinamik sangat cocok digunakan untuk analisis struktur bangunan yang tidak beraturan, bertingkat banyak terhadap pengaruh gempa.
Dalam penelitian ini menggunakan analisis dinamik dengan metode analisis respon spektrum. Respon spektrum adalah suatu spektrum yang disajikan dalam bentuk grafik/plot antara periode struktur T, lawan respon-respon maksimum berdasarkan rasio redaman dan gempa tertentu. Dalam analisis respon spektrum hanya dipakai untuk menentukan gaya geser tingkat nominal dinamik akibat pengaruh gempa rencana. Gaya-gaya internal dalam unsur struktur gedung didapat dari analisis 3 dimensi berdasarkan beban gempa statik ekuivalen.
Gambar 1.1. Tampak Gedung Solo Center Point
Sumber : PT. Mukti Adhi Sejahtera (2011)
1.2.
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas maka rumusan masalah ini adalah bagaimana mengevaluasi struktur dengan analisis respon spektrum dilihat berdasarkan Displacement, drift dan base shear.
commit to user
1.3.
Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Struktur yang digunakan adalah struktur beton.
2. Bangunan yang ditinjau bangunan bertingkat 19 lantai dan 2 basement.
3. Analisis struktur ditinjau dalam 3 dimensi menggunakan bantuan software ETABS v9.5
4. Analisa gaya gempa berdasarkan SNI 03-1726-2002 dengan peta gempa terbaru (Peta Hazard Gempa Indonesia 2010).
5. Sistem struktur yang direncanakan adalah : a. Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus.
b. Dual System (kombinasi sistem rangka pemikul momen dan sistem dinding struktural).
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis struktur gedung dengan analisis respon spektrum yang ditinjau berdasarkan displacement, drift dan base
shear.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini memberi manfaat terhadap ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang teknik sipil.
2. Mengembangkan pengetahuan mengenai penggunaan software ETABS v9.5 khususnya dalam desain struktur beton portal 3 dimensi.
commit to user
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1.
Tinjauan Pustaka
Gempa bumi merupakan getaran yang terjadi pada permukaan tanah yang dapat disebabkan oleh aktivitas tektonik, vulkanisme, longsoran termasuk batu, bahan peledak. Dari semua penyebab tersebut di atas, goncangan yang disebabkan oleh peristiwa tektonik merupakan penyebab utama kerusakan struktur dan perhatian utama dalam kajian tentang bahaya gempa. (Chen dan Lui, 2006)
Gempa bumi yang paling banyak terjadi di Indonesia adalah gempa bumi tektonik, yang merupakan jenis gempa yang menimbulan kerusakan paling luas. (Dewi dan Sudrajat, 2007)
Hal yang perlu diperhatikan adalah kekuatan bangunan yang memadai untuk memberikan kenyamanan bagi penghuninya terutama lantai atas. Semakin tinggi bangunan, defleksi lateral yang terjadi juga semakin besar pada lantai atas. (Mc.Cormak,1995)
Hal penting dari evaluasi berbasis kinerja adalah sasaran kinerja bangunan terhadap gempa dinyatakan secara jelas. Sasaran kinerja tersebut terdiri dari kejadian gempa rencana yang ditentukan (earthquake hazard), dan taraf kerusakan yang diijinkan atau level kinerja (performance level) dari bangunan terhadap kejadian gempa tersebut. (Dewobroto, 2006)
Evaluasi kinerja dapat memberikan informasi sejauh mana gempa akan mempengaruhi struktur bangunan gedung. Hal ini penting untuk evaluasi perilaku seismik struktur gedung pasca leleh. (Pranata, 2006)
commit to user
Dinamik secara sederhana dapat didefinisikan sebagai perubahan waktu. Beban dinamik adalah setiap beban yang besarnya, arahnya atau posisinya berubah menurut waktu. Demikian juga, respons struktur terhadap beban dinamik, yaitu lendutan dan tegangan yang dihasilkan, juga perubahan waktu, atau sifat dinamik (Clough and Penzien, 1997).
Berdasarkan IBC 2006, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan kriteria sebagai berikut:
a. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil.
b. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tetapi bukan merupakan kerusakan struktural.
c. Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non-struktural pada gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh.
d. Sistem sprinkler untuk proteksi kebakaran dan tangga keluar tetap utuh.
Menurut SNI-1726-2002 pasal 1.3 dilakukannya perencanaan ketahanan gempa untuk struktur gedung bertujuan untuk :
a. Menghindari terjadinya korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat gempa yang kuat.
b. Membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga masih dapat diperbaiki.
c. Membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi gempa ringan sampai sedang
d. Mempertahankan setiap saat layanan vital dari fungsi gedung.
Menurut Applied Tecnology Council (ATC)-40, kriteria-kriteria struktur tahan gempa adalah sebagai berikut :
1. Immediate Occupancy (IO)
Bila gempa terjadi, struktur mampu menahan gempa tersebut, struktur tidak mengalami kerusakan struktural dan tidak mengalami kerusakan non struktural. Sehingga dapat langsung dipakai.
commit to user 2. Life Safety (LS)
Struktur gedung harus mampu menahan gempa sedang tanpa kerusakan struktur, walaupun ada kerusakan pada elemen non-struktur.
3. Collapse Pervention (CP)
Struktur harus mampu menahan gempa besar tanpa terjadi keruntuhan struktural walaupun struktur telah mengalami rusak berat, artinya kerusakan struktur boleh terjadi tetapi harus dihindari adanya korban jiwa manusia. Daniel L. Schodek (1999) menyatakan bahwa pada struktur stabil apabila dikenakan beban, struktur tersebut akan mengalami perubahan bentuk (deformasi) yang lebih kecil dibandingkan struktur yang tidak stabil. Hal ini disebabkan karena pada struktur yang stabil memiliki kekuatan dan kestabilan dalam menahan beban.
Stabilitas merupakan hal yang sulit di dalam perencanaan struktur yang merupakan gabungan dari elemen-elemen. Untuk memperjelas mengenai stabilitas struktur akan diilustrasikan dalam Gambar 2.1.
(a) Susunan kolom dan balok (b) Ketidakstabilan terhadap beban horisontal Δ
commit to user
(c) Tiga metode dasar untuk menjamin kestabilan struktur sederhana meliputi : penopang diagonal, bidang geser dan titik hubung kaku.
(d) Setiap metode yang dipakai untuk menjamin kestabilan pada struktur harus dipasang secara simetris. Apabila tidak, dapat terjadi efek torsional pada struktur.
Gambar 2.1. Kestabilan Struktur Portal.
Sumber : Daniel L. Schodek (1999)
Pada Gambar 2.1(a). struktur stabil karena struktur belum mendapatkan gaya dari luar, apabila suatu struktur dikenakan gaya horisontal maka akan terjadi deformasi seperti yang terlihat pada Gambar 2.1(b). Hal ini disebabkan karena struktur tidak mempunyai kapasitas yang cukup untuk menahan gaya horisontal dan struktur tidak mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bentuk struktur ke bentuk semula apabila beban horisontal dihilangkan sehingga akan terjadi simpangan horisontal yang berlebihan yang dapat menyebabkan keruntuhan. Menurut Daniel L. Schodek (1999), terdapat beberapa cara untuk menjamin kestabilan struktur seperti pada Gambar 2.1(c). Cara pertama dengan menambahkan elemen struktur diagonal pada struktur, sehingga struktur tidak mengalami deformasi menjadi jajaran genjang seperti pada Gambar 2.1(b). Hal ini disebabkan karena dengan menambahkan elemen struktur diagonal gaya-gaya yang dikenakan pada struktur akan disebarkan keseluruh bagian termasuk ke elemen diagonal, gaya-gaya yang diterima masing-masing struktur akan berkurang sehingga simpangan yang dihasilkan lebih kecil. Cara kedua adalah dengan menggunakan dinding geser. Elemennya merupakan elemen permukaan bidang kaku, yang tentunya dapat menahan deformasi akibat beban horisontal dan
commit to user
simpangan horisontal yang akan dihasilkan akan lebih kecil. Cara ketiga adalah dengan mengubah hubungan antara elemen struktur sedemikian rupa sehingga perubahan sudut untuk suatu kondisi pembebanan tertentu. Hal ini dengan membuat titik hubung kaku diantara elemen struktur sebagai contoh meja adalah struktur stabil karena adanya titik hubung kaku di antara setiap kaki meja dengan permukaan meja yang menjamin hubungan sudut konstan di antara elemen tersebut, sehingga struktur menjadi lebih kaku. Dalam menentukan letak bresing maupun dinding geser hendaknya simetris. Hal ini untuk menghindari efek torsional.
2.2.
Dasar Teori
2.2.1. Analisis Dinamik
Secara umum analisis struktur terhadap beban gempa dibagi menjadi dua macam, yaitu :
1. Analisis beban statik ekuivalen adalah suatu cara analisis struktur dimana pengaruh gempa pada struktur dianggap sebagai beban statik horizontal yang diperoleh dengan hanya memperhitungkan respon ragam getar yang pertama. Biasanya distribusi gaya geser tingkat ragam getar yang pertama ini di sederhanakan sebagai segitiga terbalik.
2. Analisis dinamik adalah analisis struktur dimana pembagian gaya geser gempa di seluruh tingkat diperoleh dengan memperhitungkan pengaruh dinamis gerakan tanah terhadap struktur. Analisis dinamik terbagi menjadi 2, yaitu :
a. Analisis ragam respon spektrum dimana total respon didapat melalui superposisi dari respon masing-masing ragam getar.
b. Analisis riwayat waktu adalah analisis dinamis dimana pada model struktur diberikan suatu catatan rekaman gempa dan respon struktur dihitung langkah demi langkah pada interval tertentu.
Analisis dinamik untuk perancangan struktur tahan gempa dilakukan jika diperlukan evaluasi yang lebih akurat dari gaya-gaya gempa yang bekerja pada struktur, serta untuk mengetahui perilaku dari struktur akibat pengaruh gempa.
commit to user
Pada struktur bangunan tingkat tinggi atau struktur dengan bentuk atau konfigurasi yang tidak teratur. Analisis dinamik dapat dilakukan dengan cara elastis maupun inelastis. Pada cara elastis dibedakan Analisis Ragam Riwayat Waktu (Time History Modal Analysis), dimana pada cara ini diperlukan rekaman percepatan gempa dan Analisis Ragam Spektrum Respon (Respons Spectrum
Modal Analysis), dimana pada cara ini respon maksimum dari tiap ragam getar
yang terjadi didapat dari Spektrum Respon Rencana (Design Spectra). Pada analisis dinamis elastis digunakan untuk mendapatkan respon struktur akibat pengaruh gempa yang sangat kuat dengan cara integrasi langsung (Direct
Integration Method). Analisis dinamik elastis lebih sering digunakan karena lebih
sederhana.
Untuk struktur gedung yang tidak beraturan yang tidak memenuhi struktur gedung beraturan, pengaruh gempa rencana terhadap struktur gedung tersebut harus ditentukan melalui analisis respon dinamik 3 dimensi. Untuk mencegah terjadinya respon struktur gedung terhadap pembebanan gempa yang dominan dalam rotasi dari hasil analisis vibrasi bebas 3 dimensi, paling tidak gerak ragam pertama (fundamental) harus dominan dalam translasi. (SNI 03-1726-2002)
Analisis dinamik adalah untuk menentukan pembagian gaya geser tingkat akibat gerakan tanah oleh gempa dan dapat dilakukan dengan cara analisis ragam spektum respon. Pembagian gaya geser tingkat tersebut adalah untuk menggantikan pembagian beban geser dasar akibat gempa sepanjang tinggi gedung pada analisis beban statik ekuivalen. Pada analisis ragam spektum respon, sebagai spektrum percepatan respon gempa rencana harus dipakai diagram koefisien gempa dasar (C) untuk wilayah masing-masing gempa. Nilai C tersebut tidak berdimensi sehingga respon masing-masing ragam merupakan respon relatif. Untuk stuktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu-waktu getar alami yang berdekatan harus dilakukan dengan metoda yang dikenal dengan Kombinasi Kuadratik Lengkap (Complete Quadratic Combination atau CQC). Waktu getar alami harus dianggap berdekatan, apabila selisih nilainya kurang dari 15%. Untuk struktur gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berjauhan, penjumlahan respon ragam tersebut dapat dilakukan dengan metoda yang dikenal
commit to user
dengan Akar Jumlah Kuadrat (Square Root of the Sum of Squares atau SRSS) (SNI 03-1726-2002)
Perbedaan antara Beban Statik dan Dinamik (Widodo 2000)
Pada ilmu statika keseimbangan gaya-gaya didasarkan atas kondisi statik, artinya gaya-gaya tersebut tetap intesitasnya, tetap tempatnya dan tetap arah/ garis kerjanya. Gaya-gaya tersebut dikategorikan sebagai beban statik. Kondisi seperti ini akan berbeda dengan beban dinamik dengan pokok-pokok perbedaan sebagai berikut ini :
a. Beban dinamik adalah beban yang berubah-ubah menurut waktu (time
varying) sehingga beban dinamik merupakan fungsi dari waktu.
b. Beban dinamik umumnya hanya bekerja pada rentang waktu tertentu. Untuk gempa bumi maka rentang waktu tersebut kadang-kadang hanya beberapa detik saja. Walaupun hanya beberapa detik saja namun beban angin dan beban gempa misalnya dapat merusakkan struktur dengan kerugian yang sangat besar.
c. Beban dinamik dapat menyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat massa yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan.
d. Beban dinamik lebih kompleks dibanding dengan beban statik, baik dari bentuk fungsi bebannya maupun akibat yang ditimbulkan. Asumsi-asumsi kadang perlu diambil untuk mengatasi ketidakpastian yang mungkin ada pada beban dinamik.
e. Karena beban dinamik berubah-ubah intensitasnya menurut waktu, maka pengaruhnya terhadap struktur juga berubah-ubah menurut waktu. Oleh karena itu penyelesaian problem dinamik harus dilakukan secara berulang-ulang bersifat penyelesaian tunggal ( single solution ), maka penyelesaian problem dinamik bersifat penyelesaian berulang-ulang (multiple solution).
f. Sebagai akibat penyelesaian yang berulang-ulang maka penyelesaian struktur dengan beban dinamik akan lebih mahal dan lebih lama.
commit to user
Gambar 2.2. Diagram Beban (P) - Waktu (t)
Sumber : www.mafiosodeciviliano.com (Mei,2011)
Beban dinamik menimbulkan respon yang berubah-ubah menurut waktu, maka struktur yang bersangkutan akan ikut bergetar atau ada gerakan. Dalam hal ini bahan akan melakukan resistensi terhadap gerakan dan pada umumnya dikatakan bahan yang bersangkutan mempunyai kemampuan untuk meredam getaran. Dengan demikian pada pembebanan dinamik, akan terdapat peristiwa redaman yang hal ini tidak ada pada pembebanan statik.
Menurut Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung SNI 01-1726-2002, Struktur gedung ditetapkan sebagai struktur gedung beraturan, apabila memenuhi ketentuan sebagai berikut :
1. Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10 tingkat atau 40 m.
2. Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut.
3. Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15% dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut. 4. Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban
lateral yang arahnya saling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu utama orthogonal denah struktur gedung secara keseluruhan.
commit to user
5. Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatan bidang muka dan kalaupun mempunyai loncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari 75% dari ukuran terbesar denah struktur bagian gedung sebelah bawahnya. Dalam hal ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkat tidak perlu dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka.
6. Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan, tanpa adanya tingkat lunak. Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu tingkat, di mana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan lateral tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata-rata 3 tingkat di atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateral suatu tingkat adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan satu satuan simpangan antar-tingkat.
7. Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya setiap lantai tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% dari berat lantai tingkat di atasnya atau di bawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak perlu memenuhi ketentuan ini.
8. Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila perpindahan tersebut tidak lebih dari setengah ukuran unsur dalam arah perpindahan tersebut.
9. Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang atau bukaan yang luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai tingkat. Kalaupun ada lantai tingkat dengan lubang atau bukaan seperti itu, jumlahnya tidak boleh melebihi 20% dari jumlah lantai tingkat seluruhnya.
Untuk struktur gedung beraturan, pengaruh gempa rencana dapat ditinjau sebagai pengaruh beban gempa statik ekuivalen, sehingga menurut standar ini analisisnya dapat dilakukan berdasarkan analisis statik ekuivalen.
commit to user
Struktur gedung yang tidak memenuhi ketentuan diatas, ditetapkan sebagai struktur gedung tidak beraturan. Untuk struktur gedung tidak beraturan, pengaruh Gempa Rencana harus ditinjau sebagai pengaruh pembebanan gempa dinamik, sehingga analisisnya harus dilakukan berdasarkan analisis respon dinamik.
2.2.2. Sistem dengan Banyak Derajat Kebebasan (MDOF)
Pada kenyataan adalah sulit mendapatkan struktur yang hanya memiliki satu derajat kebebasan (Single Degree Of Freedom = SDOF) atau pendekatan yang diberikan oleh sistem SDOF mempunyai keandalan yang kurang memenuhi untuk beberapa struktur pada umumnya, sehingga pendekatan pada sistim MDOF akan lebih baik. (Paz, 1996). Sebagai contoh suatu struktur berupa balok diatas tumpuan sederhana (simple beam) seperti gambar 2.1.
Gambar 2.3. Balok dengan Tumpuan Sederhana dengan Beban Merata p (x, t)
Pendekatan diskrit struktur pada gambar 2.3. akan lebih baik jika derajat kebebasannya lebih dari satu, dan akibat dari beban yang bekerja p (x, t) akan timbul respons struktur sebagaimana terlihat pada gambar 2.4.
v : peralihan (displacement)
Gambar 2.4. Respons struktur
kumpulan dari respons yang diskrit pada gambar 2.4. ini menggambarkan respons struktur yang lebih teliti daripada hanya ditinjau satu derajat kebebasan saja, dan tentunya masih banyak derajat kebebasan yang ditinjau hasil yang diperoleh semakin akurat. P (x, t) m (x) , EI (x) V (x , t) V4 (t) V3 (t) V2 (t) V1 (t)
commit to user 2.2.2.1. Pembentukan Persamaan MDOF
Dengan memperhatikan gambar 2.4., maka pada tiap titik nodal mempunyai 3 (tiga) derajat kebebasan yang menyatakan :
- perpindahan lateral ( ) - perpindahan rotasi ( )
- perpindahan longitudinal ( )
Selanjutnya pada tiap titik nodal, terdapat 4 tipe gaya yang bekerja yaitu : - gaya luar pi (t)
- gaya pegas f Si
- gaya redaman f Di
- gaya inersia f Ii
Gaya pegas, gaya redaman dan gaya inersia adalah gaya-gaya yang disebabkan adanya gerakan (motion). Pada titik nodal (i) akan selalu berlaku persamaan kesetimbangan :
f Ii + f Di + f Si = pi (t) (2.1)
dalam bentuk matik dapat ditulis :
[ f Ii ] + [ f Di ] + [ f Si ] = { pi (t)} (2.2)
masing-masing suku dari persamaan (2.1) adalah a. [ f Si ] = koefisien pengaruh kekakuan
𝑓 𝑆𝑖 = 𝑘𝑖1. 𝑢1 + 𝑘𝑖2. 𝑢2 + 𝑘𝑖3. 𝑢3+ … + 𝑘𝑖𝑛. 𝑢𝑛 atau dalam bentuk matrik dapat ditulis
[ f S ] = [ k ].{u} (2.3)
dimana [ k ] : matrik kekakuan b. [ f Di ] = koefisien pengaruh redaman
𝑓 𝐷𝑖 = 𝑐𝑖1. 𝑢 1+ 𝑐𝑖2. 𝑢 2+ 𝑐𝑖3. 𝑢 3+ … + 𝑐𝑖𝑛. 𝑢 𝑛 atau dalam bentuk matrik dapat ditulis
𝑓𝐷 = 𝑐 . 𝑢 (2.4)
dimana [ c ] : matrik redaman c. [ f Ii ] = koefisien massa
commit to user atau dalam bentuk matrik dapat ditulis
𝑓𝐼 = 𝑚 . 𝑢 (2.5)
dimana [ m ] = matrik massa, yang berupa matrik diagonal. Dengan demikian keseimbangan total pada MDOF adalah
𝑚 𝑢 + 𝑐 𝑢 + 𝑘 𝑢 = 𝑝 𝑡 (2.6)
persamaan ini merupakan persamaan system MDOF.
2.2.3. Konsep Perencanaan Gedung Tahan Gempa
Struktur tahan gempa adalah struktur yang tahan (tidak rusak dan tidak runtuh) apabila terlanda gempa, bukan struktur yang semata-mata (dalam perencanaan) sudah diperhitungkan dengan beban gempa (Tjokrodimulyo, 2007)
Dalam perencanaan bangunan tahan gempa struktur yang didesain harus memenuhi kriteria sebagai berikut :
a. Di bawah gempa ringan (gempa dengan periode ulang 50 tahun dengan probabilitas 60% dalam kurun waktu umur gedung) struktur harus dapat berespon elastik tanpa mengalami kerusakan baik pada elemen structural (balok, kolom, pelat dan pondasi struktur) dan elemen non struktural (dinding bata, plafond dan lain lain).
b. Di bawah gempa sedang (gempa dengan periode ulang 50-100 tahun) struktur bangunan boleh mengalami kerusakan ringan pada lokasi yang mudah diperbaiki yaitu pada ujung-ujung balok di muka kolom, yang diistilahkan sendi plastis, struktur pada tahap ini disebut tahap First Yield yang merupakan parameter penting karena merupakan batas antara kondisi elastik (tidak rusak) dan kondisi plastik (rusak) tetapi tidak roboh atau disingkat sebagai kondisi batas antara beban gempa ringan dan gempa kuat.
c. Di bawah gempa kuat (gempa dengan periode ulang 200-500 tahun dengan probabilitas 20%-10% dalam kurun waktu umur gedung) resiko kerusakan harus dapat diterima tapi tanpa keruntuhan struktur. Jadi, kerusakan struktur pada saat gempa kuat terjadi harus didesain pada tempat-tempat tertentu sehingga mudah diperbaiki setelah gempa kuat terjadi.
commit to user 2.2.4. Prinsip dan Kaidah Perancangan
2.2.4.1. Prinsip Dasar Perencanaan, Perancangan dan Pelaksanaan
Prinsip-prinsip dasar perlu diperhatikan dalam perencanaan, perancangan dan pelaksanaan struktur bangunan beton bertulang tahan gempa yaitu :
1. Sistem struktur yang digunakan haruslah sesuai dengan tingkat kerawanan daerah dimana struktur bangunan tersebut berada terthadap gempa.
2. Aspek kontinuitas dan integritas struktur bangunan perlu diperhatikan. Dalam pendetailan penulangan dan sambungan-sambungan, unsur-unsur struktur bangunan harus terikat secara efektif menjadi satu kesatuan untuk meningkatkan struktur secara menyeluruh.
3. Konsistensi sistem struktur yang diasumsikan dalam desain dengan sistem struktur yang dilaksanakan harus terjaga.
4. Materi beton yang digunakan haruslah memiliki daya tahan yang tinggi dilingkungannya.
5. Unsur-unsur arsitektural yang memiliki masa yang besar harus terikat dengan kuat pada sistem portal utama dan harus diperhitungkan pengaruhnya terhadap sistem struktur.
6. Metode pelaksanaan, sistem quality control dan quality assurance dalam tahapan konstruksi harus dilaksanakan denagn baik dan harus sesuai dengan kaidah yang berlaku.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa besarnya gaya gempa yang diterima struktur bangunan pada dasarnya dipengaruhi oleh karakteristik gempa yang tejadi, karakteristik tanah dimana bangunan berada dan karakteristik struktur bangunan. Karakteristik struktur bangunan yang berpengaruh diantaranya bentuk bangunan, massa bangunan, beban gravitasi yang bekerja, kekakuan dan lain-lain.
commit to user 2.2.4.2. Sistem Struktur
Ada 4 jenis sistem struktur dasar yang ditetapkan dalam peraturan perencanaan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002), yaitu :
1. Sistem dinding penumpu, yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.
2. Sistem rangka gedung, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.
3. Sistem rangka pemikul momen, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur. 4. Sistem ganda, yaitu sistem yang terdiri dari rangka ruang yang memikul
seluruh beban gravitasi, pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral, dan kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda.
Selain 4 sistem struktur dasar tersebut, dalam SNI 03-1726-2002 juga mengenalkan 3 sistem struktur lain, yaitu sistem struktur gedung kolom kantilever (sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral), sistem interaksi dinding geser dengan rangka, dan subsistem tunggal (subsistem struktur bidang yang membentuk struktur gedung secara keseluruhan).
commit to user 2.2.4.3 Jenis Beban
Beban yang akan ditanggung oleh suatu struktur atau elemen struktur tidak selalu dapat diramalkan sebelumnya. Meski beban-beban tersebut telah diketahui dengan baik pada salah satu lokasi struktur tertentu, distribusi dari elemen yang satu ke elemen yang lain pada keseluruhan struktur masih membutuhkan asumsi dan pendekatan. Jenis beban yang biasa digunakan dalam bangunan gedung meliputi :
a. Beban Lateral, yang terdiri atas :
1) Beban Gempa
Besarnya simpangan horisontal (drift) bergantung pada kemampuan struktur dalam menahan gaya gempa yang terjadi. Apabila struktur memiliki kekakuan yang besar untuk melawan gaya gempa maka struktur akan mengalami simpangan horisontal yang lebih kecil dibandingkan dengan struktur yang tidak memiliki kekakuan yang cukup besar. Berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal 15.11.2.3, untuk mensimulasikan arah pengaruh Gempa Rencana yang sembarang terhadap struktur gedung baja, pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh gempa dalam arah tegak lurus pada arah utama tetapi efektifitasnya hanya sebesar minimal 30% tapi tidak lebih dari 70%.
2) Beban Angin
Beban angin pada struktur terjadi karena adanya gesekan udara dengan permukaan struktur dan perbedaan tekanan dibagian depan dan belakang struktur. Beban angin tidak memberi konstribusi yang besar terhadap struktur dibandingkan dengan beban yang lainnya. Menurut Schodek (1999), besarnya tekanan yang diakibatkan angin pada suatu titik akan tergantung kecepatan angin, rapat massa udara, lokasi yang ditinjau pada stuktur, perilaku permukaan struktur, bentuk geometris struktur, dimensi struktur.
commit to user b. Beban Gravitasi, yang terdiri atas :
1) Beban Hidup
Beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung dan ke dalamnya termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup gedung tersebut, sehingga mengakibatkan perubahan pembebanan pada lantai dan atap.
Beban hidup dapat menimbulkan lendutan pada struktur, sehingga harus dipertimbangkan menurut peraturan yang berlaku agar struktur tetap aman. Menurut Schueller (1998), beban yang disebabkan oleh isi benda-benda di dalam atau di atas suatu bangunan disebut beban penghunian (occupancy load). Beban ini mencakup beban peluang untuk berat manusia, perabot partisi yang dapat dipindahkan, lemari besi, buku, lemari arsip, perlengkapan mekanis dan sebagainya.
commit to user
Dilanjutkan Tabel 2.1. Beban Hidup Pada Lantai Gedung
No Lantai gedung Beban Satuan
1. Lantai dan tangga rumah tinggal, kecuali yang
disebut dalam no 2. 200 Kg/m
2
2.
Lantai tangga rumah tinggal sederhana dan gudang-gudang tidak penting yang bukan untuk took, pabrik atau bengkel.
125 Kg/m2
3. Lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, took, toserba,
restoran, hotel, asrama, dan rumah sakit. 250 Kg/m
2
4. Lantai ruang olah raga. 400 Kg/m2
5. Lantai dansa. 500 Kg/m2
6.
Lantai dan balkon dalam dari ruang-ruang untuk pertemuan yang lain dari yang disebut dalam no 1 s/d 5, seperti masjid, gereja, ruang pagelaran, ruang rapat, bioskop dan panggung penonton dengan tempat duduk tetap.
400 Kg/m2
7. Panggung penonton dengan tempat duduk tidak
tetap atau untuk penonton berdiri. 500 Kg/m
2
8. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut
dalam no 3. 300 Kg/m
2
9. Tangga, bordes tangga dan gang dari yang disebut
dalam no 4,5,6 dan 7. 500 Kg/m
2
10. Lantai ruang pelengkap dari yang disebut dalam no
3,4,5,6 dan 7. 250 Kg/m
2
11.
Lantai untuk pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang arsip, took buku, took besi, ruang alat-alat dan ruang mesin harus direncanakan terhadap beban hidup yang ditentukan tersendiri dengan minimum.
400 Kg/m2
12. Lantai gedung parkir bertingkat :
commit to user
Dilanjutkan
No. Lantai gedung Beban Satuan
Untuk lantai tinggkat lainnya 400 Kg/m2
13.
Balkon-balkon yang menjorok bebas keluar harus direncanakan terhadap beban hidup dari lantai yang berbatasan dengan minimum.
300 Kg/m2
Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11)
2). Beban Mati
Beban mati (DL) adalah berat dari semua bagian gedung yang bersifat tetap. Beban mati terdiri dari dua jenis, yaitu berat struktur itu sendiri dan
superimpossed deadload (SiDL). Beban superimpossed adalah beban mati
tambahan yang diletakkan pada struktur, dimana dapat berupa lantai (ubin/keramik), peralatan mekanik elektrikal, langit-langit, dan sebagainya. Perhitungan besarnya beban mati suatu elemen dilakukan dengan meninjau berat satuan material tersebut berdasarkan volume elemen. Berat satuan (unit weight) material secara empiris telah ditentukan dan telah banyak dicantumkan tabelnya pada sejumlah standar atau peraturan pembebanan.
Tabel 2.2. Berat Sendiri Bahan Bangunan
No Bahan Bangunan Beban Satuan
1 Baja 7850 Kg/m3
2 Batu alam 2600 Kg/m3
3 Batu belah, batu bulat, batu gunug ( berat tumpuk ) 1500 Kg/m3
4 Batu karang ( berat tumpuk ) 700 Kg/m3
5 Batu pecah 1450 Kg/m3
6 Besi tuang 7250 Kg/m3
7 Beton ( 1 ) 2200 Kg/m3
8 Beton bertulang ( 2 ) 2400 Kg/m3
9 Kayu ( kelas 1 ) ( 3 ) 1000 Kg/m3
commit to user
No Bahan Bangunan Beban Satuan
12 Pasangan batu belah, batu bulat, batu gunung 2200 Kg/m3
13 Pasangan batu cetak 2200 Kg/m3
14 Pasangan batu karang 1450 Kg/m3
15 Pasir ( kering udara sampai lembab ) 1600 Kg/m3
16 Pasir ( jenuh air ) 1800 Kg/m3
17 Pasir kerikil, koral ( kering udara sampai lembab ) 1850 Kg/m3
18 Tanah, lempung dan lanau (kering udara sampai lembab) 1700 Kg/m3
19 Tanah, lempung dan lanau ( basah ) 2000 Kg/m3
20 Timah hitam ( timbel ) 1140 Kg/m3
Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983)
commit to user
Dilanjutkan Tabel 2.3. Berat Sendiri Komponen Gedung
No Komponen gedung Beban Satuan
1 Adukan, per cm tebal : Dari semen
Dari kapur, semen merah atau tras
21 17
Kg/m2 Kg/m2 2 Aspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per cm
tebal
14 Kg/m2
3 Dinding pasangan bata merah : Satu batu Setengah batu 450 250 Kg/m2 Kg/m2 4 Dinding pasangan batako :
Berlubang : Tebal dinding 20 cm ( HB 20 ) Tebal dinding 10 cm ( HB 10 ) Tanpa lubang Tebal dinding 15 cm Tebal dinding 10 cm 200 120 300 200 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 5 Langit-langit dan dinding ( termasuk rusuk-rusuknya,
tanpa penggantung langit-langit atau pengaku ), terpadu dari :
Semen asbes ( eternity dan bahan lain sejenis ), dengan tebal maksimum 4mm.
Kaca, dengan tebal 3-4 mm.
11 10
Kg/m2 Kg/m2 6 Penggantung langit-langit ( dari kayu ), dengan bentang
maksimum 5 m dan jarak s.k.s. minimum 0,80 m. 40 Kg/m2 7 Penutup atap genting dengan reng dan usuk / kaso per m2
bidang atap. 50 Kg/m2
8 Penutup atap sirap dengan reng dan usuk / kaso, per m2
bidang atap. 40 Kg/m2
9 Penutup atap seng gelombang ( BWG 24 ) tanpa gording 10 Kg/m2 10 Penutup lantai dari ubin semen Portland, teraso dan
commit to user
No Komponen gedung Beban Satuan
11 Semen asbes gelombang ( tebal 5 mm ) 11 Kg/m2
12 Ducting AC dan penerangan 30,6 Kg/m2
Sumber : Peraturan pembebanan Indonesia untuk bangunan gedung (Standar Nasional Indonesia 1983.hal.11-12)
2.2.4.4. Kombinasi Pembebanan
Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 11.2, kombinasi beban yang dipakai dalam penelitian ini yaitu :
a. U = 1,4 D b. U = 1,2 D + 1,6 L c. U = 0,9 D + 1,0E d. U = 1,2 D + 1,0L + 1,0E Dimana: U = Kuat Perlu D = Beban Mati L = Beban Hidup E = Beban Gempa 2.2.4.5. Defleksi Lateral
Besarnya simpangan horisontal (drift) harus dipertimbangkan sesuai dengan peraturan yang berlaku, yaitu kinerja batas layan struktur dan kinerja batas ultimit. Mc.Cormac (1981) menyatakan bahwa simpangan struktur dapat dinyatakan dalam bentuk Drift Indeks seperti pada Gambar 2.1.
Gambar 2.5. Defleksi Lateral
Sumber : Mc. Cormac (1981)
L L
H H
commit to user Dilanjutkan
Drift Indeks dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.1 :
Drift Indeks = h
(2.1) Dimana :
= besar defleksi maksimum yang terjadi (m) h = ketinggian struktur portal (m)
Besarnya drift Indeks tergantung pada besarnya beban-beban yang dikenakan pada struktur. Berdasarkan AISC 2005, besarnya drift indeks berkisar antara 0,01 sampai dengan 0,0016. Kebanyakan, besar nilai drift indeks yang digunakan antara 0,0025 sampai 0,002.
2.2.5. Ketentuan Umum Bangunan Gedung Dalam Pengaruh Gempa
2.2.5.1. Faktor Keutamaan
Untuk berbagai kategori gedung bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama umur gedung yang diharapkan. Pengaruh gempa rencana terhadap struktur gedung harus dikalikan dengan suatu faktor keutamaan (I).
Tabel 2.4. Kategori Resiko Bangunan Gedung dan Struktur lainnya Untuk Beban Gempa
Jenis Pemanfaatan Kategori
Resiko Gedung dan struktur lainnyan yang memiliki resiko rendah terhadap jiwa
manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk tidak dibatasi untuk : - Fasilitas Pertanian.
- Fasilitas sementara tertentu - Fasilitas gedung yang kecil
I
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori
commit to user
Dilanjutkan
Jenis Pemanfaatan Kategori
Resiko Gedung dan struktur lainnya yang memiliki resiko tinggi terhadap
jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan
Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam kategori resiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan.
Gedung dan struktur lainnyan, tidak termasuk kedalam kategori resiko IV, (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fsilitas manufaktur, proses penanganan penyimpanan, penggunaan atau tempat penyimpanan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak), yang mengandung bahan beracun atau peledak dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.
III
Gedung dan struktur lain yang ditunjukkan sebagai fasilitas yang penting, tetapi tidak dibatasi untuk :
- Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki fasilitas bedah dan unit gawat darurat.
- Fasilitas pemadam kebakaran, ambulance dan kantor polisi serta kendaraan darurat.
- Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai, dan tempat perlindungan darurat lainnya.
- Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan fasilitas lainnya untuk tanggap darurat.
- Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang dibutuhkan pada saat keadaan darurat.
- Struktur tambahan ( termasuk tidak dibatasi untuk, tower
commit to user
Sumber : RSNI 1726-2010
Jenis Pemanfaatan Kategori
Resiko - telekomunikasi, tangki penyimpan bahan bakar, tower pendingin,
struktur stasiun listrik,tangki air pemadam kebakaran atau struktur rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran) diisyaratkan dalam kategori resiko IV untuk operasi pada saat keadaan darurat
- Tower.
- Fasilitas penampung air dan struktur pompa yang dibutuhkan untuk meningkatkan tekanan air pada saat memadamkan kebakaran
- Gedung dan struktur lainnya yang memiliki fungsi yang penting terhadap sistem pertahanan nasional.
Gedung dan struktur lainnya (termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas manufaktur, proses, penanganan , penyimpanan, penggunaan atau tempat penyimpanan bahan bakar berbahaya, bahan kimia berbahaya, limbah berbahaya) yang mengandung bahan yang sangat beracun dimana jumlah kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyarakan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi nasyarakat bila terjadi kebocoran.
Gedung dan struktur lainnya yang mengandung bahan yang beracun, sangat beracun atau mudah meledak dapat dimasukkan dalam kategori resiko yang lebih rendah bilamana dapat dibuktikan dengan memuaskan dan berkekuatan hukum melalui kajian bahaya bahwa kebocoran bahan beracun dan mudah meledak tersebut tidak akan mengancam kehidupan masyarakat. Penurunan kategori resiko ini tidak diijinkan jika gedung atau struktur lainnya tersebut juga merupakan fasilitas yang penting.
Gedung dan struktur lainnya yang dibutuhkan untuk mempertahankan struktur bangunan lain yang masuk kedalam kategori resiko IV
commit to user
Tabel 2.5. Faktor Keutamaan Gempa dan Angin, ASCE 7-10 Kategori Resiko Faktor Keutamaan
Gempa (IE) Faktor Keutamaan Angin (Iw) I atau II 1,00 1,00 III 1,25 1,00 IV 1,50 1,00 Sumber : RSNI 1726-2010
2.2.5.2. Koefisien Modifikasi Respon.
Koefisien modifikasi respon, rasio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung elastik penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencana pada struktur gedung daktail, bergantung pada faktor daktilitas struktur gedung tersebut, faktor reduksi gempa representatif struktur gedung tidak beratutan.
commit to user
Tabel 2.6. Parameter Sistem Struktur Beton Umum
Tabel Sistem Struktur Beton Bertulang Penahan Gaya Seismik R Ωo Cd
Batasan Sistem Struktur dan Batasan Tinggi Struktur (m) Berdasarkan Kategori Disain Seismik KDS / (Seismic
Design Category - SDC)
B C D E F
1. Sistem dinding penumpu (Bearing Wall System)
- Dinding geser beton bertulang khusus 5,0 2,5 5,0 TB TB 48 48 30
- Dinding geser beton bertulang biasa 4,0 2,5 4,0 TB TB TI TI TI
- Dinding geser beton polos didetail 2,0 2,5 2,0 TB TI TI TI TI
- Dinding geser beton polos biasa 1,5 2,5 1,5 TB TI TI TI TI
- Dinding geser pracetak menengah 4,0 2,5 4,0 TB TB 12 12 12
- Dinding geser pracetak biasa 3,0 2,5 3,0 TB TI TI TI TI
2. Sistem rangka bangunan (Building Frame Systems)
- Dinding geser beton bertulang khusus 6,0 2,5 5,0 TB TB 48 48 30
- Dinding geser beton bertulang biasa 5,0 2,5 4,5 TB TB TI TI TI
- Dinding geser beton polos didetail 2,0 2,5 2,0 TB TI TI TI TI
- Dinding geser beton polos biasa 1,5 2,5 1,5 TB TI TI TI TI
- Dinding geser pracetak menengah 5,0 2,5 4,5 TB TB 12 12 12
- Dinding geser pracetak biasa 4,0 2,5 4,0 TB TI TI TI TI
3. Sistem rangka pemikul momen (Moment Resisting Frame Systems)
- Rangka beton bertulang pemikul momen khusus 8,0 3,0 5,5 TB TB TB TB TB
- Rangka beton bertulang pemikul momen menengah 5,0 3,0 4,5 TB TB TI TI TI
- Rangka beton bertulang pemikul momen biasa 3,0 3,0 2,5 TB TI TI TI TI
4. Sistem ganda dengan rangka pemikul momen khusus (Dual Systems With Special Momen Frames)
- Dinding geser beton bertulang khusus 7,0 2,5 5,5 TB TB TB TB TB
- Dinding geser beton bertulang biasa 6,0 2,5 5,0 TB TB TI TI TI
5. Sistem ganda dengan rangka pemikul momen menengah (Dual Systems With Intermediate Momen Frames)
- Dinding geser beton bertulang khusus 6,5 2,5 5,0 TB TB 48 30 30
- Dinding geser beton bertulang biasa 5,5 2,5 4,5 TB TB TI TI TI
6. Sistem interaktif dinding geser-rangka dengan rangka pemikul momen beton bertulang biasa dan dinding geser beton bertulang biasa
(Shear Wall Frame Interactive System With Ordinary Reinforced Concrete Moment Frames and Ordinary Reinforced Concrete Shear Walls)
4,5 2,5 4,0 TB TI TI TI TI
7. Sistem kolom kantilever didetail untuk memenuhi persyaratan untuk: (Cantievered Coloum Systems Detailed to Conform to for:)
- Rangka beton bertulang pemikul momen khusus 2,50 1,25 2,50 10 10 10 10 10
- Rangka beton bertulang pemikul momen menengah 1,50 1,50 1,50 10 10 TI TI TI
- Rangka beton bertulang pemikul momen biasa 1,00 1,50 1,00 10 TI TI TI TI
Catatan : TB = Tidak Dibatasi; TD= Tidak Diijinkan
commit to user 2.2.5.3. Wilayah Gempa
Menurut peta hazard gempa Indonesia 2010, meliputi peta percepatan puncak (PGA) dan respon spektra percepatan di batuan dasar (SB) untuk perioda pendek 0.2 detik (Ss) dan untuk periode 1.0 detik (S1) dengan redaman 5% mewakili tiga level hazard gempa yaitu 500, 1000 dan 2500 tahun atau memiliki kemungkinan terlampaui 10% dalam 50 tahun, 10% dalam 100 tahun, dan 2% dalam 50 tahun. Definisi batuan dasar SB adalah lapisan batuan di bawah permukaan tanah yang memiliki memiliki kecepatan rambat gelombang geser (Vs) mencapai 750 m/detik dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnya yang memiliki nilai kecepatan rambat gelombang geser yang kurang dari itu. Pada Pererncanaan Gedung Solo
Center Point digunakan wilayah gempa yang disusun berdasarkan peta respon
spektrum percepatanuntuk periode pendek 0,2 detik di batuan dasar SB untuk
probabilitas terlampaui 10% dalam 50 tahun (redaman 5%).
Gambar 2.6. Peta Wilayah Gempa di Indonesia untuk S1 Sumber : Peta hazard gempa Indonesia 2010
commit to user
Gambar 2.7. Peta Wilayah Gempa di Indonesia untuk SS Sumber : Peta hazard gempa Indonesia 2010
2.2.5.4. Jenis Tanah Setempat
Perambatan gelombang Percepatan Puncak Efektif Batuan Dasar (PPEBD) melalui lapisan tanah di bawah bangunan diketahui dapat memperbesar gempa rencana di muka tanah tergantung pada jenis lapisan tanah. Pengaruh gempa rencana di muka tanah harus ditentukan dari hasil analisis perambatan gelombang gempa dari kedalaman batuan dasar ke muka tanah dengan menggunakan gerakan gempa masukan dengan percepatan puncak untuk batuan dasar (SNI 03-1726-2002). RSNI Gempa 2010 menetapkan jenis-jenis tanah di Indonesia menjadi 4 kategori, yaitu Tanah Keras, Tanah Sedang, Tanah Lunak, dan Tanah Khusus.
commit to user Tabel 2.7. Klasifikasi Situs
Kelas Situs Kecepatan Rambat Gelombang (m/s) N SPT (cohesionles soil layers) Kuat geser niralir (kPa)
SA (Batuan Keras) >1500 N/A N/A
SB (Batuan) 750 – 1500 N/A N/A
SC (Tanah Keras, Sangat Padat dan Batuan Lunak)
350 – 750
> 50 ≥ 100 SD ( Tanah Sedang) 175-350 15 - 50 50 - 100
SE (Tanah Lunak)
< 175 < 15 < 50 Atau setiap profil yang mengandung lebih dari 3m tanah dengan karakteristik sebagai berikut:
1. Indeks plastisitas, PI > 20 2. Kadar air, w ≥ 40 %
3. Kuat geser niralir šu < 25 kPa
SF ( Tanah Khusus yang membutuhkan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons spesifiksitus yang mengikuti Pasal 6.9.1)
Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut :
Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah Lempung sangat organik dan/atau
gambut (ketebalan H>3 m)
Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H>7,5m dengan indeks plastisitas PI>75)
Lapisan lempung lunak/medium kaku dengan ketebalan H> 35m dengan šu < 50 kPa
Keterangan : N/A = tidak dapat dipakai
Sumber : RSNI 1726-2010
2.2.5.5. Faktor Respon Gempa
Faktor respon gempa dinyatakan dalam percepatan gravitasi, besarnya nilai faktor respon gempa diperoleh dari perhitungan SS dan S1.
