1
KURVA FRAGILITAS UNTUK SISTEM STRUKTUR PEMIKUL MOMEN
Oleh: Fadila Faiza / 15008058
Dosen Pembimbing: Prof. Ir. Iswandi Imran MAS.c., Ph.D / NIP. 196312061996031001 Program Studi Teknik Sipil dan Lingkungan - Institut Teknologi Bandung
ABSTRAK
Pada studi ini akan dibahas tentang pembentukkan kurva fragilitas untuk sistem struktur pemikul momen.
Perhitungan fragilitas ditentukan oleh kapasitas bangunan hasil analisis statik non-linear, nilai variabilitas bangunan, dan beban lateral yang divarasikan. Parameter variabilitas bangunan untuk tiap tingkat kerusakan (ringan, menengah, berat, dan runtuh) diambil dari nilai yan diberikan oleh HAZUS (Hazards United States) karena keterbatasan data terkait variabilitas bangunan yang ada di Indonesia. Pada studi ini juga akan ditunjukkan pengarung daktilitas bangunan terhadap tingkat fragilitas yang dihasilkan.
PENDAHULUAN
Bencana gempa yang terjadi di Indonesia seringkali menimbulkan banyak korban dan kerugian ekonomi yang besar. Hal ini dikarenakan oleh bangunan yang berada di Indonesia, terutama bangunan tingkat rendah, tidak direncanakan dengan baik sehingga bangunan akan runtuh seketika ketika gempa terjadi. Dengan kondisi ini dibutuhkan suatu alat mitigasi bencana yang memberikan gambaran tentang nilai kerentanan (fragilitas) bangunan- bangunan yang ada pada suatu wilayah . Kurva fragilitas memberikan hubungan antara probabilitas terjadinya suatu tingkat kerusakan pada suatu bangunan dengan besarnya beban lateral. Dengan adanya kurva fragilitas untuk setiap bangunan diharapkan dapat terbentuk sebuah peta resiko bencana untuk suatu wilayah yang memberikan gambaran tentang tingkat fragilitas bangunan pada wilayah tersebut. Peta ini berguna untuk memudahkan proses rehabilitasi bangunan pasca gempa baik dari segi metode rehabilitasi dan prediksi biayanya.
Selain itu peta ini juga dapat berguna untuk menentukan tempa evakuasi pada saat bencana gempa terjadi.
STUDI KASUS DAN PEMODELAN
Pada studi ini bangunan yang akan dimodelkan adalah bangunan di Kota Bandung. Sesuai RSNI 3-1726-201x, dengan kelas tanah sedang, Kota Bandung termasuk ke dalam kategori desain seismik (KDS) D. Pada RSNI 3-1726-201x disebutkan bahwa dalam perencanaan sistem struktur rangka beton bertulang untuk KDS D harus menggunakan detailing khusus, namun pada pelaksanaannya sebagian besar bangunan tingkat rendah di Kota Bandung tidak memenuhi ketentuan ini. Bangunan rendah di Kota Bandung seringkali didesain dengan detailing menengah bahkan detailing biasa, sehingga bangunan yang akan dimodelkan pada studi ini adalah sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB) dan sistem rangka pemikul momen menengah (SRPMM).
Struktur yang akan dimodelkan adalah bangunan 3 lantai dengan material beton bertulang.
Karakteristik material beton: f’c = 25 MPa dan massa jenis (ρ) = 2400 kg/m3. Mutu baja tulangan yang digunakan sebesar fy = 400 MPa.
Pemodelan strukturnya mengacu pada SNI 03- 2847-2002 dan RSNI 03-1726-201x. Perbedaan hasil perencanaan SRPMB dan SRPMM adalah pada jarak antar sengkang yang digunakan pada elemen balok dan kolom. Jarak antar sengkang pada elemen SRPMM lebih rapat dibanding
2 SRPMB, hal ini memberikan efek daktilitas yang lebih tinggi yang ditunjukkan dari hubungan momen-rotasi tiap elemen. Hubungan momen-rotasi ini dihasilkan dengan menggunakan program Response2000 namun dibatasi dengan nilai hubungan momen-rotasi standar yang diberikan oleh FEMA-356.
Hubungan momen-rotasi ini dimasukkan ke dalam program ETABS sebagai data untuk melakukan analisis pushover.
ANALISIS
Perhitungan kurva fragilitas mengacu pada HAZUS dengan mengasumsikan distribusi lognormal. Perhitungan probabilitas terjadinya suatu tingkat kerusakan menggunakan persamaan berikut:
̅̅̅̅
̅̅̅̅ ]
: Nilai percepatan tanah puncak yang divariasikan
̅̅̅̅: Nilai rata-rata percepatan tanah puncak untuk
mencapai suatu tingkat kerusakan
: Standar deviasi lognormal dari percepatan tanah untuk setiap tingkat kerusakan
Tingkat Kerusakan
Tingkat kerusakan dibedakan menjadi 4 kategori: rusak ringan, menengah, berat, dan runtuh. Klasifikasi tingkat kerusakan ini mengacu pada HAZUS.
Nilai Rata-rata Percepatan Tanah Puncak Nilai ̅̅̅̅dihasilkan dari nilai deformasi pada kurva kapasitas hasil analisis pushover.
Penentuan deformasi untuk masing-masing tingkat kerusakan mengacu pada FEMA-356 (2.8.3). Dari hasil analisis pushover didapatkan kurva kapasitas pada SRPMM lebih daktail dibanding SRPMB, sehingga nilai deformasi yang mungkin terjadi lebih besar. Konversi nilai deformasi (mm) menjadi ̅̅̅̅ menggunakan
konsep equal energi untuk mendapatkan deformasi elastik yang kemudian diubah menjadi spektra akselerasi. Nilai percepatan tanah puncak didapatkan dengan membagi spektral akselerasi dengan faktor amplifikasi pada respon spektra (Af =2.5).
Nilai Variabilitas Bangunan
Nilai variabilitas bangunan merupakan mengacu pada nilai yang diberikan HAZUS untuk tipe struktur Reinforced Concrete Frame Building.
Nilai rata-rata percepatan tanah puncak dan variabilitas ditunjukkan pada tabel berikut
SIMPULAN
Kurva fragilitas menghubungkan antara probabilitas terjadinya suatu tingkat kerusakan dengan beban lateral yang diberikan. Kurva fragilitas yang dihasilkan untuk SRPMM lebih ke kanan dibandingkan SRPMB (Gambar 1), hal ini menunjukkan bahwa tingkat fragilitas SRPMB lebih besar dibandingkan SRPMM.
REFERENSI
[1] Federal Emergency Management Agency (FEMA) (2003). “HAZUS-MH MR4 Technical Manual”, Washington, DC, U.S.A.
[2]FEMA 356. 2005. Prestandard And Commentary For The Seismic Rehabilitation Of Buildings, Applied Technology Council, Washington, D.C.
[3]Iswandi, I., Hendrik, F., 2010.Perencanaan Struktur Gedung Beton Bertulang Tahan Gempa.
Bandung: Penerbit ITB
3
Gambar 1 – Kurva Fragilitas SRPMB dan SRPMM
