Tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar
sebagai berikut : 1.
Gempa ringan, bangunan tidak boleh rusak secara struktural dan arsitektural komponen arsitektural diperbolehkan terjadi kerusakan
seminimum mungkin. 2.
Gempa sedang, komponen struktural balok dan kolom tidak diperbolehkan rusak sama sekali tetapi komponen arsitektural
diperbolehkan terjadi kerusakan seperti : kaca 3.
Gempa berat, boleh terjadi kerusakan pada komponen struktural tetapi tidak menyebabkan keruntuhan bangunan.
Perencanaan struktur dapat direncanakan dengan mengetahui skenario keruntuhan dari struktur tersebut dalam menahan beban maksimum yang bekerja.
Pelaksanaan konsep desain kapasitas struktur adalah memperkirakan urutan kejadian dari kegagalan suatu struktur berdasarkan beban maksimum yang
dialami struktur sehingga kita merencanakan bangunan dengan elemen – elemen struktur tidak dibuat sama kuat terhadap gaya yang direncanakan, tetapi ada
elemen – elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih lemah dibandingkan dengan yang lain dengan harapan di elemen atau titik itulah struktur
terjadi pada saat beban maksimum bekerja.
2.2.1 Waktu Getar Alami Struktur Gedung
Waktu getar alami struktur gedung diperlukan untuk mencari nilai C
1
, yaitu nilai faktor respon gempa yang di dapat dari spektrum respons gempa rencana.
Universitas Sumatera Utara
Sebagai acuan awal nilai waktu getar alami struktur gedung T dapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini .
T = 0.085 H
34
untuk portal baja 2.1
T = 0.06 H
34
untuk portal beton 2.2
T = V = H
B 09
. untuk struktur lain
2.3 Dengan :
H = tinggi stuktur m B = lebar struktur dalam arah gempa yang ditinjau
nilai yang didapat dari persamaan diatas hanya nilai T perkiraan awal yang selanjutnya akan ditentukan oeh persamaan dibawah ini.
T = 6,3
i i
n i
i i
n i
d F
g d
W
1 1
= =
∑ ∑
2.4 Dimana :
W
i
= berat lantai tingkat ke-i F
i
= beban gempa statik ekivalen beban gempa lantai ke-i d
i
= simpangan horizontal lantai ke-i g
= percepatan gravitasi = 9.81 mdet
2
untuk mencegah penggunaan struktur bangunan gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu getar alami fundamental T dari struktur bangunan gedung
harus dibatasi, bergantung pada koefisien ζ untuk wilayah gempa dan jenis struktur bangunan gedung, menurut persamaan :
T
1
ζH
34
2.5
Universitas Sumatera Utara
Dimana : H adalah tinggi total struktur dalam meter dan koefisien ζ ditetapkan menurut
tabel 2.1
Tabel 2.1 Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami struktur gedung Wilayah Gempa
ζ
1 2
3 4
5 6
0,20 0,19
0,18 0,17
0,16 0,15
Sumber SNI 03-1726-2002
2.2.2 Gaya Geser Dasar Rencana
Menurut SNI 03-1726-2002, gaya geser dasar rencana total V pada suatu arah ditetapkan sebagai berikut :
V =
t
W R
I C
1
2.6 Dimana :
V = gaya geser dasar rencana total
W
t
= berat total struktur C
1
= nilai faktor respon gempa R
= faktor modifikasi respon atau faktor reduksi beban gempa I
= faktor keutamaan struktur Berat total struktur Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban berikut :
1. Beban mati total dari struktur bangunan.
Universitas Sumatera Utara
2. Bila digunakan dinding partisi pada perencanaan lantai maka harus
diperhitungkan tambahan beban sebesar 0,5 Kpa. 3.
Pada gudang dan tempat – tempat penyimpanan barang maka sekurang – kurangnya 25 dari beban hidup rencana harus
dipertimbangkan. 4.
Beban tetap total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan harus diperhitungkan.
Nilai faktor respon gempa C
1
didapat dari spectrum respon gempa rencana menurut gambar 2.2 untuk waktu getar alami fundamental T.
Gambar 2.2 Respon Spektrum Gempa Rencana
Universitas Sumatera Utara
Lanjutan Gambar 2.2 Respon Spektrum Gempa Rencana
Penentuan wilayah gempa di Indonesia ditentukan dari peta wilayah gempa Indonesia seperti terlihat pada gambar 2.3. Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6
Wilayah Gempa, dimana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan wilayah gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian
wilayah gempa ini, didasarkan atas percepatan puncak batu dasar akibat pengaruh gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun. Wilayah gempa ringan adalah
wilayah 1 dan 2, wilayah gempa sedang wilayah 3 dan 4, dan wilayah gempa berat adalah wilayah 5 dan 6.
Nilai R untuk tiap – tiap struktur dapat dilihat pada tabel 2.2 sedangkan faktor keutamaan I dapat dilihat pada tabel 2.3.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Wilayah Gempa Indonesia Dengan Percepatan Puncak Batuan Dasar Dengan Periode Ulang 500 Tahun
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 faktor reduksi beban gempa dan faktor kuat cadang struktur Ω
o
Sistem Struktur Deskriptif Sistem Pemikul Beban Gempa
R Ω
o
1. Sistem Dinding Penumpu
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.
1. Dinding penumpu dengan rangka baja ringan dan bresing
baja tarik 2,8 2,2
2. Rangka bresing dimana bresing memikul beban gravitasi
4,4 2,2 2.
Sistem Rangka Bangunan Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang
pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.
1. Sistem rangka bresing eksentris SBRE
7,0 2,8 2.
Sistem rangka bresing konsentrik khusus biasa SRBKB 5,6 2,2
3. Sistem rangka bresing konsentrik khusus SRBKK
6,4 2,2 3.
Sistem Rangka Pemikul Momen Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang
pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.
1. Sistem rangka pemikul momen khusus SRPMK
8,5 2,8 2.
Sistem rangka pemikul momen terbatas SRPMT 6,0 2,8
3. Sistem rangka pemikul momen biasa SRPMB
4,5 2,8 4.
Sistem rangka batang pemikul momen khusus SRBPMK 6,5 2,8 4.
Sistem Ganda Terdiri dari : 1 rangka ruang yang memikul seluruh beban
gravitasi; 2 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’ 3 kedua
sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem
ganda.. 1.
Dinding gesar beton dengan SRPMB baja 4,2 2,8
2. SRBE baja
a. Dengan SRPMK baja
8,5 2,8 b.
Dengan SRPMB baja 4,2 2,8
3. SRBKB baja
a. Dengan SRPMK baja
6,5 2,8 b.
Dengan SRPMB baja 4,2 2,8
4. SRBKK baja
a. Dengan SRPMK baja
7,5 2,8 b.
Dengan SRPMB baja 4,2 2,8
5. Sistem Bangunan Kolom Kantilever
Sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral.
Komponen struktur kolom kantilever 2,2 2,0
Sumber SNI 03-1729-2002
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 Faktor Keutamaan I Untuk Berbagai Kategori dan Bangunan No
Kategori gedung Faktor keutaman I
I
1
I
2
I
1 Gedung umum seperti untuk penghunian,
perniagaan dan perkantoran 1,0
1,0 1,0
2 Monumen dan bangunan monumental
1,0 1,6
1,6
3 Gedung penting pasca gempa seperti rumah
sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan
darurat, fasilitas radio dan televisi. 1,4
1,0 1,4
4 Gedung untuk penyimpanan bahan berbahaya
seperti gas, produksi minyak bumi, asam, bahan beracun.
1,6 1,0
1,6 5
Cerobong, tangki di atas menara 1,5
1,0 1,5
Sumber SNI 03-1726-2002
2.2.3 Beban Gempa Perlantai
