Gaya Normal Analisis Beban Statik Ekivalen

mampu menahanya, maka diperlukan tulangan tambahan untuk dapat menahan gaya yang tejadi. Tegangan geser dan lentur akan timbul disepanjang komponen struktur tempat bekerjanya gaya geser dan momen lentur. Terjadinya lentur ditahan oleh tulangan longitudinal, sedangkan untuk gaya geser, ditahan oleh tulangan tambahan berupa sengkang. Adapun mekanisme perlawanan geser sebagai berikut: a Adanya perlawanan geser beton sebelum terjadi retak. b Adanya gaya ikatan antar agregat c Timbulya aksi pasak tulangan longitudinal sebagai perlawanan ter- hadap gaya transversal yang harus ditahan. d Terjadinya perlengkungan pada balok yang relatif tinggi. e Adanya perlawanan penulangan geser yang berupa sengkang vertikal ataupun miring untuk balok bertulangan geser.

F. Gaya Normal

Gaya normal merupakan gaya yang sejajar sumbu bagian konstruksi yang ditinjau. Pada stuktur bangunan, yang mengalami gaya normal atau aksial paling besar adalah kolom. Pada kolom gaya aksial sangat dominan sehingga keruntuhan sangat sulit dihindari. Apabila beban ditambah, maka retak akan terjadi diseluruh badan kolom tersebut dan apabila bebannya terus bertambah, maka akan terjadi keruntuhan dan tekuk buckling yang ditandai dengan lepas atau hancurnya selimut beton kemudian diikuti dengan lelehnya tulangan baja. Untuk mencegah terjadinya keruntuhan dan buckling, kolom diusahakan tidak terlalu Universitas Sumatera Utara panjangtinggi dan penulangan kolom harus sangat diperhatikan, baik tulangan memanjang, maupun sengkangnya.

G. Lendutan

Komponen struktur beton bertulang yang mengalami lentur harus direncanakan agar mempunyai kekakuan yang cukup untuk membatasi lendutan atau deformasi apapun yang dapat memperlemah kekuatan ataupun mengurangi kemampuan layan struktur pada beban kerja. Besar lendutan yang terjadi dapat diatasi dengan meningkatkan inersia tampang tersebut. Untuk konstruksi dua arah, semua lendutan yang dihitung dengan menggunakan formula standar atau cara lain tidak boleh melebihi nilai lendutan izin maksimum yang ditetapkan dalam SNI 03-2847-2002. Rumus-rumus standar untuk untuk perhitungan lendutan diberikan dalam buku- buku mekanika teknik. Rumus lendutan δ untuk tengah- tengah bentang sebuah balok tertumpu bebas dengan panjang l dan EI konstan, serta letak beban terpusat ditengah bentang adalah Tabel II.2. Lendutan izin maksimum Universitas Sumatera Utara Untuk balok yang mendapatkan beban terbagi rata sepanjang balok, lendutan di tengah-tengah bentang adalah Sedangkan lendutan dari pelat pada umumnya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : II.3. Konsep Perencanaan Terhadap Gaya Gempa A. Sejarah Penggunaan Gaya Horizontal Akibat adanya Gempa Pers.2.3 Pers.2.4 Pers.2.5 Pers.2.6 Universitas Sumatera Utara Ketika gempa bumi terjadi tanah akan bergetar dan bangunan akan bergoyang goyang. Setelah mengalami sejarah yang panjang, goyangan massa bangunan kemudian dianalogikan sebagai akibat dari adanya beban horizontal dinamik yang bekerja pada massa bangunan yang bersangkutan. Hal ini seperti yang disajikan pada Gambar 2.1. Prinsip ini sudah diketahui sejak awal abad ke-20 tepatnya setelah gempa San Fransisco USA 1906 dan gempa Messina-Regio Italia 1908. Pada saat itu efek beban dinamik pada struktur bangunan belum sepenuhnya dikuasai, terutama secara analitik. Suatu komisi yang terdiri para ahli yang bertugas mempelajari perilaku bangunan gedung tahan gempa yang pada akhirnya menghasilkan dua rekomendasi yang berbeda yaitu bangunan diisolasi terhadap tanah dengan dukungan roll sementara rekomendasi yang lain bangunan disatukan secara rigid dengan fondasi,yang pada akhirnya rekomendasi kedua inilah yang diambil sebagai keputusan akhir. Efek beban dinamik terhadap bangunan kemudian disederhanakan yaitu menjadi beban ekivalen statik yang bekerja pada massa bangunan yang bersangkutan. Kemudian pada tahun 1909 disetujui bahwa suatu bangunan harus didisain dengan beban horisontal paling tidak dari berat total bangunan. Setelah terjadi pengembangan. a. Struktur SDOF dengan beban gempa b. Struktur yang bergoyang Universitas Sumatera Utara

c. Beban horizontal ekuivalen Gambar. II.2. Representasi Beban Horizontal Akibat Gempa Bumi.

B. Analisis Beban Statik Ekivalen

Perkembangan beban yang berkaitan dengan gempa bumi terus mengalami banyak perubahan, setelah itu pula banyak gempa besar terjadi misalnya gempa El Centro 1994, gempa Taft 1952, gempa Perlu 1940, gempa Chile 1943, yang mendorong untuk memperbaiki konsep beban horisontal akibat gempa. Beban ekivalen statik ini mempunyai karakter yang berbeda dengan beban statik. Intensitas beban statik misalnya beban gravitasi, beban angin maupun beban salju ditentukan berdasarkan nilai ratarata maksimum. Karakter-karakter tersebut berbeda pada beban ekivalen statik. Beban ekivalen statik adalah suatu representasi dari beban gempa setelah disederhanakan dan dimodifikasi, yang mana gaya inersia yang bekerja pada suatu massa akibat gempa disederhanakan menjadi ekivalen beban statik. Jadi beban ekivalen statik adalah beban yang equivalent dengan beban gempa yang membebani bangunan dalam batas-batas tertentu sehingga tidak terjadi overstress pada bangunan yang bersangkutan. Sedangkan untuk tujuan pembebanan yang lebih teliti guna memperoleh jaminan yang lebih besar, Universitas Sumatera Utara maka harus dipakai konsep beban yang lain, misalnya dengan cara dinamik analisis. Bergetarnya bangunan akibat gempa kemudian disederhanakan seolah-olah terdapat gaya horisontal yang bekerja pada massa bangunan. Apabila bangunan mempunyai banyak massa maka terdapat banyak gaya horisontal yang masing-masing bekerja pada massa-massa tersebut. Sesuai dengan prinsip keseimbangan maka dapat dianalogikan seperti adanya gaya horisontal yang bekerja pada dasar bangunan yang kemudian disebut Gaya Geser Dasar, V. Gaya geser dasar ini secara keseluruhan membentuk keseimbangan dengan gaya horisontal yang bekerja pada tiap-tiap massa bangunan tersebut. Beban geser nominal, V yang bekerja pada bangunan menurut SNI 03-1726-2003 dapat dihitung dengan : Dimana : V = Beban geser nominal static ekivalen C 1 = nilai factor respon spectrum I = Faktor keutamaan bangunan W t = Berat total bangunan R = Faktor reduksi gempa Dinamik karakteristik bangunan adalah massa, kekakuan dan redaman. Dalam konsep ekivalen statik hanya massa yang diperhitungkan, dan inilah yang menjadi perbedaan utama antara konsep statik dan konsep dinamik. Apabila terdapat simpangan horisontal akibat gempa sebagaimana tampak pada Gambar II.3.a, maka simpangan horisontal y tersebut seolah-olah adalah akibat dari adanya gaya horisontal H. Konsep adanya gaya horizontal H akibat gempa kemudian menjadi lebih jelas pada stick model seperti pada Gambar II.3.c. Pada gambar tersebut terdapat keseimbangan antara gaya geser dasar V dengan gaya horisontal H yang bekerja pada massa. Pers.2.7 Universitas Sumatera Utara a. Struktur SDOF b. Gaya Geser c. Stick Model Gambar II.3. Gaya Geser Dasar. Di setiap tempat lokal maupun global biasanya mempunyai kondisi geologi, topografi dan kondisi tanah yang berbeda. Pada tempat-tempat tersebut juga mempunyai frekuensi kejadian, mekanisme kejadian, ukuran gempa dan kemungkinan daya rusak gempa yang berbeda-beda. Hal-hal tersebut adalah faktor pertama yang mempengaruhi koefisien gempa dasar C. Apabila terjadi gempa, maka daerah tersebut akan mempunyai respon dan juga resiko gempa yang berbeda pula. Faktor yang kedua adalah berhubungan dengan kondisi tanah setempat tanah lokal. Pengalaman dari beberapa kejadian gempa bumi menunjukkan bahwa kondisi tanah lokalyang ditunjukkan oleh jenis, properti dan tebal lapisan tanah berpengaruh terhadap respon tanah dan kerusakan bangunan. Jenis tanah menurut SNI 03-1726-2002 adalah tanah keras dan tanah lunak, yang kedua- duanya mempunyai definisi yang jelas. Untuk semua daerah gempa, kedua jenis tanah tersebut akan berpengaruh terhadap nilai koefisien gempa dasar C. Faktor ketiga yang mempengaruhi koefisien gempa dasar C adalah periode getar T struktur. Dengan demikian untuk memperoleh koefisien gempa dasar C umumnya terdapat tiga pertanyaan yang harus dijawab yaitu dimana bangunan akan dibangun, jenis tanah dimana bangunan akan didirikan, dan periode getar struktur. Agar perencanaan struktur beton dapat dilakukan dengan cara yang sederhana analisis statis ekivalent tanpa melakukan analisis yang rumit analisis dynamis dan Universitas Sumatera Utara prilaku struktur diharapkan sangat baik bila dilanda gempa, maka tata letak struktur sangat penting untuk diatur. Tentunya tidak ada suatu bentuk struktur yang sangat ideal memenuhi semua syarat-syarat yang diijinkan tetapi beberapa pedoman dasar dibawah ini dapat dipakai sebagai acuan dalam merencanakan tata letak struktur. 1. Bangunan harus mempunyai bentuk yang sederhana 2. Bentuk yang simetris 3. Tidak terlalu langsing baik pada denahnya maupun potongannya 4. Distribusi kekuatan sepanjang tinggi bangunan seragam dan menerus 5. Kekakuan yang cukup 6. Terbentuknya sendi plastis harus terjadi pada elemen-elemen horisontal lebih dahulu dibandingkan dengan elemen vertikal.

C. Wilayah Gempa Indonesia