FENOMENA GEMPA
Pendahuluan
Akibat kerusakan yang ditimbulkan oleh gempa akan menyebabkan jatuhnya korban jiwa dan kerugian harta benda dalam jumlah yang banyak. Dalam 500 tahun terakhir, gempa telah menyebabkan jutaan korban jiwa di seluruh dunia, termasuk 240000 korban saat terjadi gempa Tang-Shan di Cina pada 1976.
Pelat Tektonik
Saat ini terdapat tujuh lempeng tektonik besar dan beberapa lempeng kecil. Subduksi, dimana salah satu lempeng tektonik bergerak ke bawah sedangkan lempeng lainnya sedikit terangkat.
Gempa Bumi
Ada tiga kemungkinan pergerakan yang dapat terjadi antara satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng tektonik lainnya, yaitu. Gempa bumi dapat terjadi dimana saja di muka bumi, namun umumnya terjadi di sekitar batas antar lempeng tektonik.
Bencana yang Ditimbulkan Gempa
- Pengaruh Akibat Goncangan Tanah
- Pergeseran Tanah
- Banjir
Struktur bangunan juga dapat mengalami kerusakan akibat kuatnya gelombang permukaan akibat terdorong dan pecahnya tanah. Air yang berasal dari sungai atau waduk akan membanjiri wilayah tersebut dan merusak bangunan atau mungkin menghanyutkan dan menenggelamkan orang.
Cara Mempelajari Gempa
- Parameter-parameter Gempa
- Menentukan Letak Episentrum dan Magnitude Gempa
Untuk mendapatkan lokasi episentrum gempa secara pasti, diperlukan minimal 2 seismograf lain yang terletak di tempat lain. Untuk mengetahui dimana terjadinya gempa bumi, perlu dilakukan kajian terhadap data rekaman gempa bumi (seismogram) yang terekam pada seismograf.
Patahan
Tariklah garis lurus melalui kedua titik tersebut yaitu 24 sekon dan 23 mm sehingga memotong grafik skala Magnitudo. Pembacaan titik potong pada grafik skala magnitudo menunjukkan magnitudo gempa M=5 skala richter.
Mengukur Besaran Gempa
- Skala Richter
Meski skala Richter tidak memiliki batas atas, namun gempa dengan magnitudo lebih besar dari M=8 sangat jarang terjadi. Gempa bumi dengan magnitudo negatif skala Richter terjadi setiap hari, namun getarannya sangat kecil sehingga sulit dideteksi.
Gelombang Gempa
- Gelombang P
- Gelombang S
- Gelombang L
- Gelombang R
Perambatan gelombang S disertai dengan gerakan berputar sehingga lebih berbahaya dibandingkan gelombang P. ombak di laut.
Wilayah Gempa
Tsunami
ASPEK REKAYASA GEMPA PADA DESAIN STRUKTUR
Pendahuluan
Sebaran gempa bumi besar destruktif berkekuatan M > 6 skala Richter yang terjadi di Indonesia pada tahun 1900 hingga 1996 ditunjukkan pada Gambar 2.2. Sebaran lokasi gempa besar yang terjadi pada tahun 1900 hingga 1996 dengan magnitudo M > 6 skala Richter (Sumber: Badan Meteorologi dan Geofisika).
Konstruksi Engineered Dan Non-Engineerred
Bangunan konstruksi non-rekayasa kategori kedua ini merupakan bangunan yang paling sering dibangun di negara-negara berkembang, termasuk Indonesia. Sejak beberapa tahun yang lalu, batasan atau kriteria desain Bangunan Rekayasa didasarkan pada kriteria desain berbasis kinerja karena orientasinya adalah menyelamatkan nyawa dan harta benda ketika struktur bangunan terguncang akibat gempa.
Pelajaran dari Kerusakan Bangunan Akibat Gempa
- Gempa Alor ( Nopember 2004 )
Kerusakan prasarana yang terjadi akibat gempa bumi di Bengkulu (2000), Karangasem, Nabire dan Kepulauan Alor dapat dikelompokkan menjadi 4 jenis, yaitu kerusakan bangunan konstruksi non-rekayasa, kerusakan non-struktural pada rangka bangunan, kerusakan struktur bangunan. terhadap rekayasa konstruksi bangunan dan kerusakan prasarana transportasi (jalan, jembatan, dermaga, bandar udara). Kegagalan kolom menahan gaya geser yang besar pada bagian kolom yang berada di antara 2 bukaan jendela.
Risiko Gempa di Indonesia
- Gempa Ringan
- Gempa Sedang
- Gempa Kuat
- Gempa Rencana
Peluang atau risiko terjadinya gempa bumi pada suatu struktur bangunan selama umur rencana dapat dihitung dengan menggunakan rumus probabilitas di atas. Dalam filosofi perancangan struktur bangunan tahan gempa, terdapat konsep pembebanan seismik yang disebut pembebanan dua tingkat.
Beban Gempa Nominal
- Faktor Keutamaan Struktur
- Daktilitas Struktur
- Arah Pembebanan Gempa
Salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi besarnya beban gempa yang bekerja pada suatu struktur bangunan adalah daktilitas struktur tersebut. Faktor daktilitas maksimum (µm), faktor reduksi gempa maksimum (Rm), faktor kekuatan lebih struktur (f1) berbagai jenis sistem dan subsistem struktur bangunan.
Wilayah Gempa dan Spektrum Respon
Percepatan puncak batuan dasar dan percepatan puncak permukaan tanah untuk setiap wilayah gempa Indonesia. Am dan Ar masing-masing merupakan percepatan respon maksimum atau faktor respon gempa maksimum dan pembilang pada persamaan hiperbolik faktor respon gempa C pada spektrum respon gempa bumi rencana.
Jenis Tanah Dasar dan Perambatan Gelombang Gempa
Kemudian PI adalah Indeks Plastisitas tanah lempung, wn adalah kadar air alami tanah, dan Su adalah kuat geser lapisan tanah yang ditinjau. Pada jenis tanah khusus, gerak gempa pada permukaan tanah harus ditentukan dari hasil analisis rambat gelombang gempa. Yang dimaksud dengan Jenis Tanah Khusus pada Tabel 4-6 adalah jenis tanah yang tidak memenuhi persyaratan yang tercantum pada tabel tersebut.
Pengaruh Gempa Vertikal
Karena sifat-sifat jenis tanah tertentu tidak dapat dirumuskan secara umum, maka sifat-sifatnya harus dikaji secara khusus di setiap lokasi ditemukannya jenis tanah tersebut. Yang juga termasuk dalam jenis Tanah Khusus adalah tanah yang mempunyai potensi pemadatan tinggi, lempung sangat sensitif, pasir bersemen rendah yang rapuh, tanah gambut, tanah dengan kandungan bahan organik tinggi dengan ketebalan lebih dari 3 m. , lempung sangat lunak dengan PI > 75 dan tebal lebih dari 10 m, lapisan lempung dengan 25 kPa < Su < 50 kPa dan tebal lebih dari 30 m. Beban gempa ini harus dilihat bekerja ke atas atau ke bawah, yang kuantitasnya harus dihitung sebagai hasil kali faktor respon gempa vertikal (Cv) dengan beban gravitasi, termasuk beban hidup yang sesuai.
Daktilitas Struktur
- Kemampuan Struktur Menahan Gempa Kuat
Struktur bangunan yang dirancang untuk tetap tangguh ketika terjadi gempa kuat tidaklah ekonomis. Struktur bangunan yang dirancang untuk tetap tangguh ketika terjadi gempa kuat disebut struktur tidak ulet. Apabila terjadi gempa kuat maka struktur bangunan harus didesain mampu mengalami deformasi plastis.
Perencanaan Kapasitas (Capacity Design)
Agar struktur bangunan mempunyai kapasitas yang cukup dan tidak runtuh ketika terjadi gempa kuat, maka dapat dilakukan dua cara sebagai berikut: Membuat struktur bangunan kuat sehingga struktur bangunan tetap tangguh ketika terjadi gempa kuat. Karena sambungan plastis yang terbentuk pada struktur gerbang akibat pelampauan beban rencana gempa dapat diposisikan, maka mekanisme kerusakan yang terjadi tidak akan mengakibatkan runtuhnya struktur bangunan secara keseluruhan.
PERILAKU STRUKTUR TERHADAP GEMPA
Pendahuluan
Perilaku Material Dan Elemen Struktur
- Beton
- Baja
- Perilaku Struktur Beton Bertulang
- Interaksi Beton dan Tulangan
- Perilaku Struktur Beton Prategang (Prestressed Concrete)
- Perilaku Struktur Baja
- Perilaku Struktur Pasangan Batu Bata
- Perilaku Struktur Kayu
Pada struktur bangunan gedung bertingkat, beban gempa horizontal V kemudian didistribusikan ke setiap tingkat struktur bangunan. Struktur beton bertulang pada umumnya mempunyai berat sendiri yang besar, sehingga beban gempa yang bekerja pada struktur bangunan tersebut relatif besar. Setelah menghitung waktu getaran struktur bangunan pada arah X (Tx) dan arah Y (Ty), maka nilai faktor respon gempa C dapat ditentukan dari Diagram Spektrum Respon Gempa Rencana (Gambar 8-4).
EVALUASI KEAMANAN DAN PERKUATAN STRUKTUR
Pendahuluan
Penilaian keselamatan terhadap struktur bangunan eksisting diperlukan untuk menjamin kinerja bangunan pada saat terjadi gempa. Seperti diketahui, semakin lama periode ulang gempa, maka dampak gempa terhadap struktur bangunan akan semakin besar. Untuk memprediksi perbedaan besaran beban gempa menurut kedua standar tersebut, maka perlu dilakukan penilaian terhadap keselamatan struktur bangunan.
Evaluasi Keamanan Bangunan Terhadap Gempa
Penilaian keselamatan ini diharapkan dapat menghindari atau meminimalisir kerusakan atau runtuhnya bangunan akibat gempa bumi yang mungkin terjadi di kemudian hari. Menurut standar baru ini, gempa bumi yang direncanakan untuk diperhitungkan dalam konstruksi bangunan mempunyai periode ulang 500 tahun, sedangkan menurut standar lama periode ulangnya hanya 200 tahun. Pada tahun 1979, Okada dan Bresler mengembangkan prosedur untuk mengevaluasi keamanan struktur beton bertulang terhadap gempa bumi untuk gedung bertingkat rendah (sampai 5 lantai) dan gedung sekolah.
Perbaikan Dan Perkuatan Bangunan Yang Sudah Ada
- Struktur Baja
- Struktur Beton Bertulang
- Struktur Beton Pracetak dan Beton Prategang
- Struktur Kayu
- Dinding Bata
Analisis desain struktur bangunan terhadap pengaruh beban gempa statik pada prinsipnya harus menggantikan beban horizontal yang bekerja pada struktur. Besarnya beban geser pondasi horizontal nominal akibat gempa yang bekerja pada suatu struktur bangunan dapat ditentukan dari rumus. Dengan faktor reaksi gempa C = 0,82 maka beban geser pondasi horizontal nominal akibat gempa yang bekerja pada struktur bangunan.
KRITERIA DASAR PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN
Pendahuluan
Agar beban gempa yang dihitung pada struktur bangunan tidak terlalu besar dan arahnya cukup dapat diprediksi, serta pendistribusian beban gempa dapat dilakukan secara sederhana, maka ketentuan-ketentuan yang harus diperhatikan pada saat merencanakan struktur bangunan di Daerah sensitif gempa adalah: tata letak struktur, perencanaan kapasitas (capacity design) dengan konsep kolom kuat – balok lemah, serta detail elemen struktur yang baik. Agar perencanaan struktur dapat dilakukan dengan menggunakan analisis statik sederhana, tanpa melakukan prosedur analisis dinamik yang rumit, dan perilaku struktur diharapkan mempunyai kinerja yang baik pada saat terjadi gempa, maka sangat penting untuk mengatur tata letak struktur bangunan. Beberapa kriteria dasar yang dapat dijadikan acuan dalam perencanaan tata letak struktur bangunan di daerah rawan gempa adalah:
Analisis Struktur Terhadap Beban Gempa
- Pengaruh Beban Gempa Horisontal
- Pengaruh Beban Gempa Vertikal
- Pengaruh Beban Gravitasi Vertikal
Untuk merencanakan kekuatan elemen-elemen tersebut, cukup merencanakan pengaruh beban gempa horizontal pada satu arah saja. Analisis terhadap elemen-elemen struktur bangunan ini dapat dilakukan secara sederhana dengan mengkaji pengaruh percepatan vertikal bumi akibat gempa bumi, sebagai ekuivalen beban gempa vertikal statik. Beban gravitasi vertikal pada struktur bangunan dapat berupa gabungan beban mati dan beban hidup.
Beban Gempa Statik Ekuivalen
- Waktu Getar Struktur
- Pembagian Beban Gempa Pada Struktur
Analisis beban gempa statik nominal ekivalen merupakan suatu metode untuk memperkirakan karakteristik dinamis sebenarnya dari beban gempa yang bekerja pada struktur. Fi = Beban gempa horizontal pada arah yang dipertimbangkan yang bekerja pada lantai ke-i (dalam kg). Beban gempa statik nominal ekuivalen (V) akibat gempa bumi harus didistribusikan sepanjang tinggi tingkat bangunan dalam beban horizontal terpusat (Fi) yang bekerja pada setiap tingkat lantai (Gambar 4), dengan rumus
Prosedur Analisis Dinamik
- Analisis Ragam Spektrum Respons
- Analisis Respons Dinamik Riwayat Waktu
- Ragam Getar Struktur
Nilai akhir respon dinamik suatu struktur bangunan gedung terhadap pembebanan gempa pada suatu arah tertentu tidak boleh lebih rendah dari 80% nilai respon variasi pertama. Perhitungan respon dinamik suatu struktur bangunan tidak beraturan terhadap beban gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dapat dilakukan dengan metode Analisa Rentang Spektrum Respon dengan menggunakan Spektrum Respon Gempa Rencana yang nilai ordinatnya dikalikan dengan koreksi I/R. faktor , dimana I adalah faktor prioritas, sedangkan R adalah faktor pereduksi gempa pada struktur bangunan yang bersangkutan. Perhitungan respon dinamis struktur bangunan tidak beraturan terhadap dampak gempa bumi rencana dapat dilakukan dengan menggunakan metode analisis dinamik berupa Time History Dynamic Response Analysis yang bersifat linier atau non linier dengan akselerometer gempa yang dihitung sebagai masukan pergerakan tanah. .
Pemilihan Cara Analisis
Untuk keperluan analisis desain seismik pada struktur bangunan berukuran sedang atau sedang, dapat dilakukan prosedur analisis statik dengan metode Beban Gempa Nominal Statis Ekuivalen. Metode analisis dinamik yang sering digunakan dalam praktik desain struktur adalah metode analisis rentang spektrum respons. Selain analisis spektrum respons, analisis dinamik juga dapat dilakukan dengan menggunakan metode analisis respons dinamik linier riwayat waktu.
Kriteria Dasar Perencanaan
- Material Struktur
- Jenis Struktur
Beban gempa yang diperoleh dari hasil perhitungan pada Tabel 8-5 selanjutnya digunakan untuk menghitung waktu getaran struktur. Setelah distribusi beban gempa pada bangunan diketahui, maka perlu dilakukan pengecekan waktu getaran aktual struktur tersebut dengan menggunakan rumus Rayleigh. Dengan demikian sifat daktilitas ini akan membatasi atau mengurangi dampak beban gempa yang bekerja pada struktur jembatan.
PERHITUNGAN BEBAN GEMPA STATIK EKUIVALEN PADA
Pendahuluan
Dengan adanya standar baru gempa Indonesia yaitu Perencanaan Ketahanan Gempa Struktur Rumah dan Bangunan (SNI), hal ini menegaskan bahwa standar gempa yang lama yaitu SNI sudah tidak berlaku lagi, misalnya pada struktur yang direncanakan daktil sempurna pada standar lama, besarnya faktor reduksi gempa R = 6, sedangkan menurut standar baru R = 8,5, sehingga untuk periode pengulangan gempa yang berbeda maka beban gempa yang harus dihitung menurut standar lama dan standar baru adalah sama-sama dekat satu sama lain. Untuk memberikan gambaran mengenai standar gempa baru, berikut contoh perhitungan beban gempa pada bangunan dengan menggunakan Metode Analisis Statis Ekuivalen.
Denah dan Konfigurasi Struktur
Mengingat bangunan ini bertingkat rendah dan kota Jogjakarta terletak pada daerah kegempaan sedang (terletak pada zona gempa 4 pada peta gempa Indonesia), maka sistem struktur akan direncanakan menggunakan portal beton bertulang yang bersifat elastis (tidak daktil). . Pengaruh beban gempa terhadap bangunan dapat dianalisis dengan menggunakan metode analisis statik atau analisis dinamik. Pengaruh beban gempa ekuivalen statik nominal terhadap bangunan gedung dapat dianalisis dengan menggunakan Metode Analisis Statis Ekuivalen.
Perhitungan Beban Gempa pada Bangunan Gedung
- Perhitungan Berat Bangunan (W t )
- Waktu Getar Empiris Struktur (T E )
- Faktor Keutamaan Struktur (I)
- Faktor Reduksi Gempa (R)
- Jenis Tanah Dasar
- Faktor Respon Gempa (C)
- Beban Geser Dasar Nominal Akibat Gempa
- Waktu Getar Alami Fundamental Struktur
- Pembatasan waktu getar alami struktur
Waktu osilasi alami struktur T, dihitung dengan rumus empiris (TE) untuk menentukan faktor respon C terhadap gempa, nilainya tidak boleh menyimpang lebih dari 20% dari nilai waktu dasar osilasi alami struktur tersebut. struktur, dihitung menggunakan Rayleigh. rumus (TR). Untuk bangunan lima lantai, waktu dasar getaran alami (TR) struktur dihitung dengan menggunakan rumus Rayleigh sebagai berikut. Perhitungan waktu getaran alami dasar (TR) struktur gantri arah X dan gantri arah Y ditunjukkan pada Tabel 8-6 dan Tabel 8-7.
BEBAN GEMPA PADA JEMBATAN
- Pendahuluan
- Respon Elastis dan Inelastis
- Tipe Struktur Jembatan
- Jembatan Tipe A
- Jembatan Tipe B
- Jembatan Tipe C
- Pemilihan Jenis Jembatan Yang Sesuai
- Waktu Getar Jembatan
- Contoh Perhitungan Kekakuan Pilar Jembatan
- Pembatasan Simpangan akibat Gempa
- Beban Gempa Pada Jembatan
- Contoh Perhitungan Beban Gempa Pada Jembatan
Respon elastis dan respon inelastis struktur jembatan yang dimodelkan dengan SDOF ditunjukkan pada Gambar 7-3. Struktur jembatan tipe B cocok digunakan pada jembatan di daerah gempa sedang yaitu zona gempa 4 atau 3. Jembatan tipe C akan runtuh bila terjadi gempa kuat, karena struktur jembatan ini tidak didesain berperilaku daktil.
ANALISIS BEBAN GEMPA PADA RESERVOIR
Gedung pertemuan merupakan salah satu bentuk pemanfaatan sebagai fasilitas penunjang pendidikan dengan kategori risiko III (Tabel 1. Kategori risiko gedung dan non gedung) dengan Faktor Prioritas (Ie) = 1,25 (Tabel 2 Faktor Prioritas (Ie)). Bangunan gedung maupun non bangunan yang mempunyai resiko tinggi terhadap nyawa manusia jika terjadi kegagalan : - Bioskop-. 1 Faktor Amplifikasi Percepatan Gempa Periode Kedua, Fv (SNI Site Class Faktor Amplifikasi Percepatan Gempa Periode Pendek.
ANALISIS BEBAN GEMPA PADA BANGUNAN GEDUNG
