BAB III PERSYARATAN GEMPA RENCANA MENURUT
KONSEP KE-5 SNI 1726-2002
III.1 Umum
Pada bab ini akan dibahas mengenai peraturan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung yang digunakan pada penelitian ini, yaitu konsep ke-5 SNI
1726-2002. Pembahasan dalam bab ini akan dibatasi pada faktor keutamaan bangunan, faktor daktilitas struktur, percepatan muka tanah, spektrum respons elastik,
besar gempa dasar nominal, kekakuan struktur efektif, pembatasan waktu getar alami fundamental dan analisis beban statik ekuivalen.
III.2 Gempa Rencana dan Kategori Gedung
Standar ini menentukan pengaruh Gempa Rencana yang harus ditinjau dalam perencanaan struktur gedung serta berbagai bagian dan peralatannya secara umum.
Akibat pengaruh Gempa Rencana, struktur gedung secara keseluruhan harus masih berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan. Gempa rencana
ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun. Bergantung pada probabilitas terjadinya keruntuhan struktur gedung selama
umur gedung tersebut yang diharapkan, pengaruh Gempa Rencana terhadapnya harus dikalikan dengan suatu Faktor Keutamaan I menurut persamaan:
I = I
1
I
2 ………………………………………………
SNI-1726 3.1
Universitas Sumatera Utara
Dimana I
1
adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung,
sedangkan I
2
adalah Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan periode ulang gempa berkaitan dengan penyesuaian umur gedung tersebut. Faktor-faktor Keutamaan I
1,
I
2
dan I ditetapkan menurut Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Faktor Keutamaan 1 untuk Berbagai Kategori Gedung
Kategori Gedung Faktor Keutamaan
I
1
I
2
I
Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan dan perkantoran
1,0 1,0
1,0
Monumen dan bangunan monumental 1,0
1,6 1,6
Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, puast
penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi
1,4 1,0
1,4
Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk minyak bumi, asam bahan beracun.
1,6 1,0
1,6
Cerobong, tangki diatas menara 1,5
1,0 1,5
Catatan : Untuk semua struktur bangunan gedung yang ijin penggunaannya diterbitkan
sebelum berlakunya standar ini maka Faktor Keutamaan, I, dapat dikalikan 80.
Universitas Sumatera Utara
III.3 Pembebanan Gempa Nominal dan Daktilitas Struktur Gedung
Pembebanan gempa nominal yang harus ditinjau akibat beban gempa rencana harus disesuaikan dengan daktilitas struktur yang akan digunakan. Masing-masing
tingkat daktilitas struktur mempunyai faktor reduksi gempa yang digunakan untuk mereduksi beban gempa rencana menjadi beban gempa nominal yang secara singkat
dapat dilihat pada tabel 3.2
Tabel 3.2. Parameter Daktilitas Struktur Gedung
Taraf kinerja struktur gedung µ
R = 1.6 µ
Elastis penuh 1,0
1,6
Daktail parsial 1,5
2,0 2,5
3,0 3,5
4,0 4,5
5,0 2,4
3,2 4,0
4,8 5,6
6,4 7,2
8,0 Daktail penuh
5,3 8,5
III.4 Percepatan Tanah Maksimum
Jika tidak dilakukan analisis khusus, percepatan tanah maksimum dapat ditentukan dari tabel 3.3.
Tabel 3.3. Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Percepatan Puncak
Universitas Sumatera Utara
Muka Tanah untuk Masing-masing Wilayah Gempa Indonesia
Wilayah Gempa
Percepatan puncak
batuan dasar PBA ‘g’
Percepatan puncak muka tanah A
o
PGA ‘g’ Tanah
Keras Tanah
Sedang Tanah
Lunak Tanah
Khusus 1
2 3
4 5
6 0,04
0,10 0,15
0,20 0,25
0,30 0,04
0,12 0,18
0,24 0,28
0,33 0,05
0,15 0,23
0,28 0,32
0,36 0,08
0,20 0,30
0,34 0,36
0,38 Diperlukan
evaluasi khusus di
setiap lokasi
Dari tabel diatas tampak bahwa wilayah gempa di Indonesia terbagi dalam 6 wilayah gempa, dimana wilayah gempa 1 adalah wilayah dengan tingkat kegempaan
paling tinggi. Pembagian wilayah gempa ini didasarkan atas percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh Gempa Rencana dengan periode ulang 500 tahun.
Percepatan puncak muka tanah adalah percepatan minimum yang harus diperhitungkan dalam perencanaan struktur gedung. Percepatan respons maksimum
dari masing-masing wilayah gempa adalah sebesar 2.5 kali dari percepatan puncak muka tanah.
III.5 Spektrum Respons Elastik
Universitas Sumatera Utara
Spektrum Respons Elastik Gempa Rencana menurut konsep ini adalah spektrum percepatan S
a
T, dimana T adalah waktu getar alami detik. Spektrum Respons Elastik gempa rencana ini berbeda antara satu dengan lainnya, yaitu
berdasarkan zone gempa dan jenis tanah. Spektrum Respons Elastik Gempa ini diperuntukkan bagi struktur dalam kondisi elastik R = 1.6,
µ = 1 Tabel 3.2. Spektrum Respons Elastik Gempa Rencana S
a
T ini terdiri dari tiga bagian, yaitu: Untuk 0 T
≤ 0.2 :
S
a
T = T
A A
A A
m
− +
……………………SNI-1726 3.2
Untuk 0.2 T ≤ Tc detik :
S
a
T = A
m ………………………………
SNI-1726 3.3
Untuk T Tc detik : S
a
T = A
m
T …………………… SNI-1726
3.4
Dimana : T
= Waktu getar alami bangunan detik
Tc = Waktu getar alami sudut, dari tabel 3.4
detik S
a
T = Spektrum percepatan, sebagai fungsi dari T x g
Universitas Sumatera Utara
A
o
= Percepatan puncak muka tanah PGA x g
A
m
= Percepatan respons maksimum = 2.5 A
o
x g
Tabel 3.4 Nilai Waktu Getar Alami Sudut Tc Untuk Berbagai Jenis Tanah
Jenis Tanah Tc detik
Tanah keras Tanah sedang
Tanah lunak 0.50
0.60 1.00
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1 Respon Spektrum Gempa rencana
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Wilayah Gempa Indonesia dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar dengan Periode Ulang 500 tahun
Menurut peta gempa Indonesia dalam Konsep ke-5 SNI 1726-2002, Untuk gempa dengan wilayah 5 dan kondisi tanah lunak, maka Spektrum Respons Elastik
Gempa Rencana S
a
T menjadi : Untuk 0 T
≤ 0.2 detik : S
a
T =
T T
6 .
3 2
. 2
. 2
. .
1 2
. +
= −
+
………………… SNI-1726 3.5
Untuk 0.2 T ≤ 1.0 detik :
………………… SNI-1726 3.6
S
a
T = A
m
= 0.90 Untuk T 1.0 detik
………………… SNI-1726 3.7
S
a
T = A
m
T = 0.90 T
III.6 Beban Gempa Dasar Nominal
Besarnya Beban Geser Dasar Nominal Statik Ekivalen V yang bekerja pada tingkat dasar pada taraf penjepitan lateral pada struktur rumah dan gedung, dapat
dihitung dari Spektrum Respons Elastik menurut persamaan 3.8 :
1 1
1 W
R C
V =
………………… SNI-1726 3.8
Universitas Sumatera Utara
Dimana : C
1
= Nilai respons elastik gempa rencana, yang didapat dari gambar 3.1 untuk waktu getar alami fundamental dari bangunan
1 = Faktor keutamaan gedung, yang didapat dari Tabel 3.1
R = Faktor daktilitas struktur, yang didapat dari tabel 3.2
W
1
= Berat total gedung, termasuk beban hidup tereduksi
III.7 Kekakuan Struktur Efektif
Dalam perencanaan struktur gedung terhadap pengaruh Gempa Rencana, pengaruh keretakan beton pada unsur-unsur struktur dari beton bertulang, beton
pratekan dan baja komposit harus diperhitungkan terhadap kekakuannya. Untuk itu, momen inersia penampang unsur struktur dapat ditentukan sebesar momen inersia
penampang utuh dikalikan dengan suatu prosentase efektifitas penampang sebagai berikut :
- untuk kolom dan balok rangka beton bertulang terbuka : 75
III.8 Pembatasan Waktu Getar Alami Fundamental
Universitas Sumatera Utara
Untuk mencegah penggunaan struktur gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T
1
dari struktur gedung harus dibatasi, bergantung pada koefisien ζ untuk wilayah gempa tempat struktu gedung berada dan jumla
tingkat bangunan n menurut persamaan 3.9 : T
1
ζ n …………………… SNI-1726
3.9 dimana koefisien ζ ditetapkan menurut Tabel 3.5
Tabel 3.5 Koefisien ζ yang Membatasi Waktu Getar Alami
Fundamental Struktur Gedung Wilayah Gempa
ζ 1
2 3
4 5
6 0,20
0,19 0,18
0,17 0,16
0,15
III.9 Analisa Beban Gempa Statik Ekuivalen Beban Geser Dasar Nominal V harus dibagi sepanjang tinggi struktur
gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen F
i
yang bertitik
tangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan 3.10 :
Universitas Sumatera Utara
∑
=
=
n i
i i
i i
i
z W
z W
F
1
…………………….. SNI-1726
3.10 dimana W
i
adalah berat lantai tingkat ke-i termasuk beban hidup tereduksi z
i
adalah ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral, sedangkan n adalah
nomor lantai tingkat paling atas. Apabila rasio antara tinggi struktur gedung dan lebar bentang dalam arah
pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0,1 V harus dianggap sebagai beban horisontal terpusat yang bertitik tangkap pada pusat massa lantai
tingkat paling atas, sedangkan 0,9 V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV KONSEP DESAIN STRUKTUR BETON BERDASARKAN
Kategori