Standar Nasional Indonesia Standar peren (1)

Standar perencanaan ketahanan gempa

ICS 91.120.25

Standar Nasional Indonesia

Prakata

dalam rang

Standar Nasional Indonesia (SNI) tentang “Perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan” adalah modifikasi dan revisi dari SNI 03-2833-1992, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan jalan raya. Dalam standar ini dijelaskan dinamika struktur agar setiap

ka P

perencana akan menguasai segi kekuatan, keamanan dan kinerja ketahanan gempa

enyeb

jembatan dalam suatu proses perencanaan utuh.

“ Copy stand arluasan, P

Standar ini disusun oleh Panitia Teknik Bahan Konstruksi Bangunan dan Rekayasa Sipil melalui Gugus Kerja Jembatan dan Bangunan Pelengkap Jalan pada Subpanitia Teknik Rekayasa Jalan dan Jembatan.

engenal ar i

Tata cara penulisan disusun mengikuti Pedoman Standardisasi Nasional 08:2007 dan

n i dibu

dibahas dalam forum Konsensus yang diselenggarakan pada tanggal 11 Mei 2006 di Bandung, yang melibatkan para narasumber, pakar dan lembaga terkait.

an d at oleh BS an P

engapli N untuk Bad kasian St

andar, Pedoman, an P

enelit ian d

an P Manu gembangan D en al (SPM)

Bi dang Konstru ep artemen

Pekerjaan Umum ksi Bangunan

dan R

ekaya

sa Sip

il ”

Pendahuluan

Standar ini merupakan modifikasi dan peninjauan ulang peraturan gempa sesuai

dalam rang

perkembangan teknologi sehingga menjadi setaraf dengan peraturan luar negeri serta mengikuti perkembangan spesifikasi Jepang, New Zealand dan California. Karena tuntutan perkembangan teknologi maka standar ini membahas analisis dinamis. ka P

Cara spektral moda tunggal dan majemuk dengan atau tanpa pengaruh interaksi tanah

enyeb

merupakan perhitungan semi-dinamis. Analisis dinamis dengan cara riwayat waktu sering

“ Copy stand arluasan, P

menggunakan rekaman akselerasi gempa dari luar, sehingga perlu disesuaikan dengan akselerasi puncak ( Peak Ground Acceleration) untuk wilayah gempa yang ditinjau.

Interaksi tanah pada fondasi berdasarkan parameter dinamis yang diturunkan dari parameter

engenal ar i

statis N( SPT) dibahas untuk tipe fondasi langsung, fondasi tiang dan sumuran. Analisis

n i dibu

interaksi tanah pada cara spektral moda tunggal dilakukan dengan perhitungan tangan. Cara spektral moda majemuk memerlukan analisis dengan menggunakan perangkat lunak.

an d at oleh BS an

Periode ulang gempa menentukan besarnya akselerasi puncak gempa PGA yang berkaitan

P engapli

dengan umur rencana jembatan. Umur rencana jembatan 50 dan 100 tahun sebanding

N untuk Bad

dengan periode ulang gempa 500 tahun dan 1000 tahun. Akselerasi puncak PGA sesuai

kasian St

wilayah gempa akan menetapkan besarnya koefisien respon gempa. Koefisien respon gempa menetapkan besarnya gaya gempa horizontal dan vertikal yang bekerja pada struktur jembatan.

andar, Pedoman, an P

enelit

Koefisien respon gempa dapat ditentukan dengan dua cara : plastis dan elastis. Koefisien

respon plastis merupakan perhitungan statis ekuivalen dengan faktor daktilitas 4 dan faktor

ian d

risiko 1. Koefisien respon elastis merupakan perhitungan dinamis dengan faktor daktilitas

an P

dan faktor risiko pilihan yang disesuaikan dengan konfigurasi dan fleksibilitas pilar jembatan.

Manu en

Perencanaan perletakan menjadi pembahasan penting mengingat kerusakan perletakan

gembangan D al

akibat gempa berpengaruh pada seluruh jembatan. Terjatuhnya bangunan atas akibat

(SPM)

gerakan gempa diatasi dengan sistem penahan di tumpuan. Sistem perletakan isolasi dasar akan meredam gaya gempa di tiap pilar/pangkal jembatan secara individual. Sistem Bi

dang Konstru

peredam schock transmission unit atau locking unit device yang sering digunakan pada

ep artemen

jembatan bentang panjang akan meredam gempa dengan kerjasama semua pilar dan/atau pangkal jembatan dalam memikul gaya gempa.

Pekerjaan Umum ksi

Bangunan

dan R

ekaya

sa Sip

il ”

Standar perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan

dalam rang

1 Ruang lingkup

Standar ini digunakan untuk merencanakan struktur jembatan tahan gempa sehingga

ka P

kerusakan terjadi setempat dan mudah diperbaiki, struktur tidak runtuh dan dapat

enyeb

dimanfaatkan kembali.

“ Copy stand arluasan, P

Standar ini merupakan modifikasi dan peninjauan ulang SNI 03-2833-1992, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan jalan raya dalam lingkup aspek sebagai berikut:

engenal ar i

− struktur daktail dan tidak daktail;

n i dibu

− perencanaan dan penelitian seismik terkait; − analisis seismik untuk jembatan bentang tunggal sederhana dan majemuk;

an d at oleh BS

− analisis interaksi fondasi dan tanah sekitarnya;

an P

− analisis perlengkapan perletakan dalam menahan gerakan gempa;

engapli

− analisis perletakan dengan sistem isolasi dasar sebagai peredam gempa; N untuk Bad − prinsip analisis riwayat waktu; kasian St

− analisis sendi plastis.

andar, Pedoman, an P enelit 2 Acuan normatif

ian d SNI 03-1726-2002, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung

an P Manu en

al gembangan D 3 Istilah dan definisi

(SPM)

3.1 Bi dang Konstru ep

cara analisis dinamis artemen

cara perencanaan gempa melalui analisis kinerja dinamis struktur selama terjadi gempa

ksi Pekerjaan Umum 3.2

Bangunan cara koefisien gempa

cara perencanaan gempa dimana beban gempa dikerjakan secara statis pada struktur,

dan R

mempertimbangkan karakteristik getaran dari keadaan batas elastis dan plastis struktur

ekaya

sa cara perencanaan daktail

Sip il ”

cara perencanaan gempa dimana beban gempa dikerjakan secara statis pada struktur, mempertimbangkan daktilitas dan kekuatan dinamis dari keadaan batas plastis struktur

cara perencanaan isolasi gempa

cara perencanaan gempa dimana gaya inersia dikurangi oleh perletakan dengan isolasi

gempa, untuk memperpanjang waktu alami jembatan secukupnya, dan untuk meningkatkan

kinerja redaman

3.5 faktor daktilitas

rasio dari simpangan respon terhadap simpangan leleh pada lokasi dimana gaya inersia

dalam rang

bangunan atas bekerja dalam elemen struktural

3.6 ka P faktor daktilitas ijin

enyeb “ Copy stand

faktor daktilitas yang diijinkan dalam elemen struktural untuk membatasi simpangan respon

arluasan, P

dari elemen struktural

3.7 engenal ar i jenis tanah untuk perencanaan gempa n i dibu

an d at oleh BS an P

klasifikasi jenis tanah secara teknis sehubungan karakteristik getaran tanah akibat gempa

3.8 engapli N untuk Bad kekuatan ultimit

kasian St

kekuatan horizontal dari elemen struktural akibat gaya gempa

andar, Pedoman, an P 3.9

enelit koefisien gempa horizontal rencana

ian d

koefisien yang digunakan untuk mengalikan berat jembatan agar diperoleh gaya inersia dalam arah horizontal untuk perencanaan gempa

an P Manu gembangan D en

3.10 al (SPM)

koefisien gempa horizontal ekuivalen Bi

koefisien gempa horizontal yang diperoleh dengan mempertimbangkan faktor daktilitas ijin

dang Konstru ep artemen 3.11

likuefaksi Pekerjaan Umum ksi

fenomena kerusakan struktur tanah bila lapisan tanah pasir jenuh kehilangan kekuatan geser

Bangunan

karena melonjaknya tekanan air pori akibat gerakan gempa

3.12 dan R

panjang dudukan tumpuan ekaya

panjang yang dibentuk pada ujung gelagar dalam sistem pencegah kehilangan tumpuan,

sa

antara ujung gelagar dan tepi atas bangunan bawah, untuk mencegah gelagar berpindah

Sip

dari tepi atas bangunan bawah walaupun terjadi simpangan relatif besar yang tidak terduga

il ”

antara bangunan atas dan bangunan bawah

pengaruh gempa

evaluasi teknis dari pengaruh gerakan gempa pada jembatan seperti gaya inersia, tekanan tanah, tekanan air, dan likuefaksi dan penyebaran lateral yang digunakan dalam

perencanaan gempa

3.14 periode alami

waktu getar alami dari jembatan yang bergetar bebas

dalam rang

3.15 perlengkapan pencegah lepasnya gelagar dari tumpuan

ka P

enyeb “ Copy stand

perlengkapan yang dipasang pada ujung gelagar dalam sistem pencegah kehilangan

tumpuan, untuk mencegah ujung gelagar berpindah melewati panjang tumpuan walaupun

arluasan, P

terjadi simpangan besar tidak terduga antara bangunan atas dan bangunan bawah

3.16 engenal ar i perlengkapan pembatas simpangan berlebih n i dibu

an d at oleh BS

perlengkapan yang dipasang untuk menahan gaya inersia selama terjadi gempa dalam

kombinasi dengan perletakan untuk mencegah terjadinya simpangan relatif besar antara

an P

bangunan atas dan bangunan bawah walaupun perletakan mengalami kerusakan

engapli N untuk Bad

3.17 kasian St perlengkapan pencegah penurunan bangunan atas

perlengkapan yang dipasang untuk mencegah penurunan yang akan mempengaruhi andar, Pedoman, an P

gerakan kendaraan bila perletakan dan sebagainya mengalami kerusakan

enelit ian d

3.18 an P

perletakan isolasi Manu gembangan D en

tumpuan perletakan yang digunakan untuk jembatan yang direncanakan dengan isolasi

al

gempa, yang berfungsi untuk memperpanjang waktu alami jembatan secukupnya serta

(SPM)

meningkatkan kinerja redaman

Bi dang Konstru ep

3.19 artemen perlengkapan distribusi gaya horizontal

Pekerjaan Umum

perlengkapan untuk mendukung gaya inersia bangunan atas oleh sejumlah bangunan

ksi

bawah selama terjadi gempa. Perlengkapan digunakan untuk jembatan dengan perletakan

Bangunan

karet, perletakan isolasi atau perletakan tetap

3.20 dan R

permukaan tanah untuk perencanaan gempa ekaya

permukaan tanah anggapan untuk perencanaan gempa

sa Sip 3.21 il ”

permukaan tanah dasar

permukaan atas dari tanah cukup keras dengan luas mencakup lokasi yang ditinjau dan berada dibawah tanah yang dianggap bergetar dalam perencanaan gempa

pengaman sambungan dilatasi

perlengkapan yang dipasang untuk mencegah kerusakan sambungan dilatasi oleh gempa

3.23 penyebaran lateral

fenomena tipikal dimana tanah bergerak horizontal akibat likuefaksi

dalam rang

3.24 sendi plastis

ka P

enyeb “ Copy stand

struktur sendi yang mengijinkan deformasi plastis agar mempertahankan kekuatan secara

stabil bila elemen struktural mengalami pembebanan berulang. Bagian dimana terjadi sendi

arluasan, P

plastis disebut daerah sendi plastis, dan panjang daerah sendi plastis dalam arah aksial dari elemen disebut panjang sendi plastis

engenal ar i 3.25

n i dibu spektra respon akselerasi

an d at oleh BS

nilai maksimum dari respon akselerasi untuk sistem derajat kebebasan tunggal dengan

an P

waktu alami dan konstanta redaman tertentu akibat gerakan gempa spesifik

engapli N untuk Bad

3.26 kasian St sistem pencegah kehilangan tumpuan

perlengkapan yang dipasang untuk mencegah bangunan atas terhadap kehilangan tumpuan andar, Pedoman, an P

akibat gempa, dan terdiri dari panjang tumpuan, perlengkapan pencegah kehilangan

enelit

tumpuan, perlengkapan pembatas simpangan berlebih dan perlengkapan pencegah

ian d

penurunan bangunan atas

Manu an P 3.27

gembangan D en al unit getar rencana

(SPM)

sistem struktural yang dapat dianggap bergetar sebagai unit tunggal selama terjadi gempa

Bi dang Konstru ep

3.28 artemen gempa vertikal

Pekerjaan Umum

percepatan vertikal gerakan tanah

ksi Bangunan

4 Peraturan gempa yang dimodifikasi dan R

4.1 Cara analisis tahan gempa ekaya

Analisis seismik rinci tidak harus dilakukan untuk jembatan dengan bentang tunggal

sa

sederhana. Bagaimanapun disyaratkan panjang perletakan minimum (lihat Tabel 4 dan

Sip il ”

Gambar 2) serta hubungan antara bangunan atas dan bangunan bawah direncanakan

menahan gaya inersia yaitu perkalian antara reaksi beban mati dan koefisien gempa.

Pilihan prosedur perencanaan tergantung pada tipe jembatan, besarnya koefisien akselerasi gempa dan tingkat kecermatan. Terdapat empat prosedur analisis (lihat Gambar 1), dimana

prosedur 1 dan 2 sesuai untuk perhitungan tangan dan digunakan untuk jembatan beraturan

yang terutama bergetar dalam moda pertama. Prosedur 3 dapat diterapkan pada jembatan

tidak beraturan yang bergetar dalam beberapa moda sehingga diperlukan program analisis

rangka ruang dengan kemampuan dinamis (lihat Tabel 1 dan Tabel 2). Prosedur 4

diperlukan untuk struktur utama dengan geometrik yang rumit dan atau berdekatan dengan

Statis-Semi dinamis / dinamis sederhana Statis-Semi dinamis / dinamis sederhana Statis-Semi dinamis / dinamis sederhana Statis-Semi dinamis / dinamis sederhana 1. Beban seragam/ koefisien gempa 1. Beban seragam/ koefisien gempa 1. Beban seragam/ koefisien gempa 1. Beban seragam/ koefisien gempa

dalam rang

2. Spektral moda tunggal 2. Spektral moda tunggal 2. Spektral moda tunggal 2. Spektral moda tunggal

Cara Analisis Cara Analisis Cara Analisis Cara Analisis

Rangka ruang, Semi dinamis Rangka ruang, Semi dinamis Rangka ruang, Semi dinamis Rangka ruang, Semi dinamis Rangka ruang, Semi dinamis Rangka ruang, Semi dinamis

Prosedur Prosedur Prosedur ka P Prosedur

3. Spektral moda majemuk 3. Spektral moda majemuk 3. Spektral moda majemuk 3. Spektral moda majemuk 3. Spektral moda majemuk 3. Spektral moda majemuk

enyeb “ Copy stand

arluasan, P

Dinamis Dinamis Dinamis Dinamis Dinamis Dinamis 4. Riwayat Waktu 4. Riwayat Waktu 4. Riwayat Waktu 4. Riwayat Waktu 4. Riwayat Waktu 4. Riwayat Waktu

engenal ar i n Gambar 1 Prosedur analisis tahan gempa i dibu an d at oleh BS an

Tabel 1 Kategori kinerja seismik

P engapli N untuk Bad

Klasifikasi kepentingan II kasian St puncak di batuan dasar (Jembatan utama dengan

Koefisien percepatan

Klasifikasi kepentingan I

(Jembatan biasa dengan (A/g)

faktor keutamaan 1,25)

faktor keutamaan 1) andar, Pedoman,

an P

C B enelit

A A an P Manu

gembangan D Tabel 2 Prosedur analisis berdasarkan kategori kinerja seismik (A-D) en

al

(SPM) Jumlah bentang

D C B A Bi Tunggal sederhana dang Konstru 1 1 1 - ep

artemen

2 atau lebih menerus 2 1 1 - 2 atau lebih dengan 1 sendi

Pekerjaan Umum ksi

2 atau lebih dengan 2 atau lebih sendi 3 3 1 -

Bangunan

Struktur rumit 4 3 2 1

dan R

ekaya

sa Sip

il ”

Tabel 3 Faktor modifikasi respon (R d ) untuk kolom dan hubungan dengan bangunan bawah

dalam rang

Penghubung (connection) bangunan atas pada

Kolom atau pilar

Kepala ka P Sambungan

Kolom, pilar

atau tiang

jembatan (b)

“ Copy stand

Pilar tipe

2 (sumbu kuat)

arluasan, P

dinding (a)

3 (sumbu lemah)

Kolom tunggal

engenal ar i n

majemuk

i dibu

pile cap beton

2-3

an d at oleh BS

Catatan:

an

a. Pilar tipe dinding dapat direncanakan sebagai kolom tunggal dalam arah sumbu lemah

P engapli

pilar

N untuk Bad

b. Untuk jembatan bentang tunggal digunakan faktor R d = 2,5 untuk hubungan pada kepala

kasian St

jembatan c. Sebagai alternatif hubungan kolom dapat direncanakan untuk gaya maksimum yang

dikembangkan oleh sendi plastis kolom andar, Pedoman, an P enelit

Gaya seismik rencana ditentukan dengan membagi gaya elastis dengan faktor modifikasi respon R ian d

d sesuai tingkatan daktilitas (lihat Tabel 3). Untuk pilar kolom majemuk R d = 5 untuk kedua sumbu ortogonal. Faktor R d = 0,8 untuk hubungan bangunan atas pada kepala

an P

jembatan, R d = 1,0 untuk hubungan kolom pada cap atau bangunan atas dan kolom pada

gembangan D fondasi. Untuk perencanaan fondasi digunakan setengah faktor R en d tetapi untuk tipe pile cap

Manu

al

digunakan faktor R d . Untuk klasifikasi D yaitu analisis rinci, dianjurkan cara perhitungan gaya

(SPM)

maksimum yang dikembangkan oleh sendi plastis, sehingga faktor R d tidak digunakan dalam hal ini.

Bi dang Konstru ep

Tabel 4 Kriteria panjang perletakan minimum (N) artemen

Pekerjaan Umum `Panjang perletakan minimum, N

ksi

Kategori kinerja seismik

( mm )

Bangunan

N = (203 + 1,67 L + 6,66 H) (1 + 0,00125 S 2 )

A dan B

N = ( 305 + 2,5 L + 10H ) ( 1 + 0,00125 S 2 )

− L adalah panjang lantai jembatan (m)

− H adalah tinggi rata-rata dari kolom (m), sama dengan nol untuk bentang tunggal sederhana

sa Sip

− S adalah sudut kemiringan/skew perletakan (derajat)

il ” il ”

ka P enyeb

“ Copy stand arluasan, P

engenal ar i n i dibu

an d at oleh BS an

P engapli N untuk Bad

kasian St

andar, Pedoman, an P enelit

Gambar 2 Dimensi panjang dudukan perletakan minimum ian d an P

Manu 4.2 Koefisien geser dasar (base shear)

gembangan D en al (SPM)

Koefisien geser dasar elastis dan plastis berdasarkan program ‘ Shake’ dari California Transportation Code ditentukan dengan rumus (1.a, 1.b) dan Gambar 3 sebagai berikut:

Bi dang Konstru ep

C elastis = A . R . S ……………………………………………… (1.a)

artemen

C plastis =

….………………………………………….. (1.b)

Pekerjaan Umum

Z ksi

Bangunan

dengan pengertian: C elastis adalah koefisien geser dasar tanpa faktor daktilitas dan risiko (Z) (lihat Gambar 4);

dan R

plastis adalah koefisien geser dasar termasuk faktor daktilitas dan risiko (Z) (lihat Gambar 5); A adalah percepatan/akselerasi puncak

PGA di batuan dasar (g) (lihat Tabel 6);

ekaya

R adalah respon batuan dasar;

sa Sip

S adalah amplifikasi di permukaan sesuai tipe tanah;

Z adalah faktor reduksi sehubungan daktilitas dan risiko (lihat Gambar 3).

il ” il ”

ka P enyeb

“ Copy stand arluasan, P

engenal ar i n i dibu

an d at oleh BS an

P engapli N untuk Bad

kasian St

Gambar 3 Faktor reduksi pengaruh daktilitas dan risiko (Z) andar, Pedoman, an P enelit

Dengan menghilangkan faktor Z dari spektra respon, diperoleh koefisien geser dasar elastis

ian d

yang memberikan kebebasan untuk menentukan tingkat daktilitas serta tingkat plastis. Spektra tanpa faktor Z digunakan dalam analisis dinamis, karena versi spektra yang telah

an P

direduksi akan membingungkan. Analisis dinamis menggunakan faktor reduksi R d (lihat

Manu en

Tabel 3) sebagai pengganti faktor Z .

gembangan D al (SPM)

Koefisien geser dasar elastis (A.R.S) diturunkan untuk percepatan/akselerasi puncak ( PGA) wilayah gempa Indonesia dari respon spektra “Shake” sesuai konfigurasi tanah (lihat

Bi

Gambar 4). Perkalian tiga faktor A, R dan S menghasilkan spektra elastis dengan 5%

dang Konstru ep

redaman. Konfigurasi tanah terbagi dalam tiga jenis: tanah teguh dengan kedalaman batuan

artemen

(0 m sampai dengan 3 m), tanah sedang dengan kedalaman batuan (3 m sampai dengan 25 m), tanah lembek dengan kedalaman batuan melebihi 25 m. Fondasi pada tanah lembek

Pekerjaan Umum

harus direncanakan lebih aman dari fondasi pada tanah baik (lihat Tabel 5). ksi

Bangunan

Koefisien geser dasar C elastis juga dapat ditentukan dengan rumus berikut:

C elastis =

2 dengan syarat C elastis ≤ 2 , 5 . A ………………………………. (2)

dan R

ekaya

dengan pengertian:

sa Sip

A adalah akselerasi puncak di batuan dasar (g) (lihat Tabel 6);

il ”

T adalah perioda alami struktur (detik);

S adalah koefisien tanah (lihat Tabel 5).

Tabel 5 Koefisien tanah (S)

(tanah teguh)

(tanah sedang)

(tanah lembek)

Peraturan gempa yang selama ini berlaku, menggunakan koefisien geser dasar plastis (A.R.S/Z) dimana termasuk faktor daktilitas rata-rata sebesar 4 dan faktor risiko 1 serta redaman 5%, sehingga langsung dapat digunakan oleh perencana dalam menentukan nilai koefisien gempa untuk analisis statis (lihat Gambar 5).

dalam rang

Peta gempa untuk periode ulang 50 tahun,100 tahun, 200 tahun, 500 tahun, dan 1000 tahun, Gambar 6, menunjukkan akselerasi di batuan dasar sebagai berikut:

ka P Tabel 6 Akselerasi puncak PGA di batuan dasar sesuai periode ulang

enyeb “ Copy stand

arluasan, P PGA (g)

0,59-0,67 Wilayah 2

Wilayah 1 0,34-0,38

engenal ar i

Wilayah 3 0,23-0,26

n i dibu

Wilayah 4 0,17-0,19

0,29-0,34 Wilayah 5

an d at oleh BS

an P engapli

Wilayah 6 0,03-0,06

N untuk Bad kasian St

andar, Pedoman, an P

enelit ian d

an P Manu gembangan D en al (SPM)

Bi dang Konstru ep artemen

Pekerjaan Umum ksi Bangunan

dan R

ekaya

sa Sip

il ”

periode ulang 500 tahun

.5 0 0. Koefisien geser dasar (C) elastis untuk analisis dinamis,

0 0. 0 0. Gambar 4

2. 1. 1. A.R.S

A.R.S

SNI 2833:2008

.0

.0 3

SNI 2833:2008 m e

11 dari 77 WIL

periode ulang 500 tahun

.5 .5

anjutan) Koefisien geser dasar (C) elastis untuk analisis dinamis,

A.R.S

A.R.S

Gambar 4 (l

12 dari 77 WI

periode ulang 500 tahun

(lanjutan) Koefisien geser dasar (C) elastis untuk analisis dinamis,

1. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. A.R.S 0. A.R.S Gambar 4

SNI 2833:2008

SNI 2833:2008

13 dari 77

periode ulang 500 tahun

Koefisien geser dasar (C) plastis untuk analisis statis,

Gambar 5

“ Copy standar ini dibuat oleh BSN untuk Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pekerjaan Umum dalam rangka Penyebarluasan, Pengenalan dan Pengaplikasian Standar, Pedoman, Manual (SPM) Bidang Konstruksi Bangunan dan Rekayasa Sipil ”

14 dari 77

mpa Indonesia untuk periode ulang 500 tahun ah ge

y Wila

Gambar 6

SNI 2833:2008

4.3 Prinsip analisis riwayat waktu

4.3.1 Umum

dalam rang

Analisis dinamis diperlukan sebagai verifikasi, bila kinerja struktur terhadap gempa tidak diwakili sepenuhnya oleh prosedur perhitungan statis dan semi dinamis (lihat Tabel 2).

Analisis dinamis perlu dipertimbangkan untuk tipe jembatan dengan kinerja rumit sebagai

− bentang utama melebihi 200 m;

“ Copy stand

− jembatan fleksibel dengan periode panjang yang melebihi 1,5 detik; arluasan, P − jembatan dengan pilar tinggi yang melebihi 30 m;

− jembatan pelengkung dengan lantai di atas, struktur kabel (cable-stayed), jembatan gantung, jembatan yang menggunakan isolasi dasar.

engenal ar i n i dibu

4.3.2 Cara analisis dinamis an d at oleh BS an

Cara yang digunakan untuk analisis dinamis adalah cara respon spektra berdasarkan P engapli

analisis riwayat waktu dan analisis moda, serta cara integral langsung yang menggunakan

N untuk Bad

rumus pergerakan equation of motion.

kasian St

Untuk analisis riwayat waktu diperlukan data gempa besar tipikal yang umumnya terjadi di luar lokasi jembatan. Gerakan gempa masukan berupa gelombang akselerasi dengan

andar, Pedoman, an P

amplitudo yang dimodifikasi berdasarkan wilayah frekuensi (frequency zone) sehingga

enelit

sesuai akselerasi standar respon spektra. Gempa tipikal harus dipilih berdasarkan kondisi tanah dan topografi yang serupa dengan lokasi jembatan, sehingga dapat dilakukan

ian d

modifikasi amplitudo.

an P Gempa masukan di permukaan tanah anggapan dimodifikasi dengan rumus berikut: Manu en

gembangan D al

S = c D S o …………………………………………….. (3a)

(SPM)

dengan pengertian:

Bi dang Konstru

ep artemen

S adalah Akselerasi gempa masukan (g);

c D adalah Faktor modifikasi nilai redaman terhadap standar 5% sesuai konstanta redaman moda h i ;

Pekerjaan Umum

S o adalah Akselerasi wilayah gempa dari respon spektra (g).

ksi Bangunan

+ 0 , 5 ………………………………….... (3b)

40 h i + 1

dan R

dengan pengertian:

h i adalah konstanta redaman moda

ekaya

sa

Bilamana analisis dinamis menunjukkan hasil yang jauh lebih kecil dari analisis statis, maka

Sip

perencanaan seismik umumnya didasarkan pada hasil analisis statis.

il ”

4.4 Pengaruh gaya inersia

Gaya inersia diperhitungkan pada setiap unit getar rencana ( vibration unit) yang sesuai

dengan anggapan struktur untuk periode alami (T) yang dibahas lebih lanjut dalam sub bab 4.5.

Perencanaan tahan gempa secara plastis (dengan koefisien gempa horizontal rencana) dan

secara elasto-plastis (dengan tingkat daktilitas pilihan) menggunakan gaya inersia dalam dua secara elasto-plastis (dengan tingkat daktilitas pilihan) menggunakan gaya inersia dalam dua

dalam rang

ka P enyeb

“ Copy stand arluasan, P

engenal ar i n i dibu

an d at oleh BS an

P engapli N untuk Bad

kasian St

andar, Pedoman, an P enelit

ian d an P

Gambar 7 Arah gerakan gaya inersia

Manu gembangan D en

Gaya gempa dalam arah ortogonal dikombinasikan sebagai berikut:

al (SPM)

Kombinasi beban 1: 100% gaya gerakan memanjang ditambah 30% gaya gerakan melintang.

Bi

Kombinasi beban 2: 100% gaya gerakan arah melintang ditambah 30% gerakan arah

dang Konstru ep

memanjang.

artemen

4.5 Perumusan periode alami jembatan Pekerjaan Umum ksi Bangunan

4.5.1 Rumus periode alami

Rumus periode alami ditentukan berdasarkan sistem dinamis dengan satu derajat

dan R

kebebasan tunggal sebagai berikut:

ekaya

……………………………………………….……. (4a)

gK

sa Sip

dengan pengertian:

il ”

W adalah berat bangunan bawah jembatan dan bagian bangunan atas yang dipikul (tf); K adalah konstanta kekakuan (tf/m);

g adalah gravitasi (9,8 m/s 2

Bila gaya W bekerja dalam arah horizontal, deformasi simpangan horizontal δ pada bangunan atas menjadi sebagai berikut:

……………………………….…. (4b)

sehingga dalam rang T = 2 π = 2 π = 2 , 01 δ

gK

ka P 4.5.2 Cara spektral moda tunggal

enyeb “ Copy stand

Bila unit getar rencana terdiri dari satu bangunan bawah dan bagian bangunan atas yang

arluasan, P

didukungnya, periode alami dihitung dengan rumus empiris berikut:

T = 2 , 01 δ ……………………..…………………..……. (5)

engenal ar i n

dengan pengertian:

i dibu

an d at oleh BS

T adalah periode alami dari unit getar rencana (detik);

δ adalah simpangan pada kedudukan gaya inersia bangunan atas, bila gaya sesuai 80%

an P

berat bangunan bawah diatas permukaan tanah untuk perencanaan tahan gempa dan berat

engapli

bagian bangunan atas yang dipikul olehnya dianggap bekerja dalam arah gaya inersia (m).

N untuk Bad kasian St

Dalam perhitungan periode alami digunakan teori getaran moda tunggal (Gambar 8).

andar, Pedoman, an P

enelit ian d

an P Manu

gembangan D en al (SPM)

Bi dang Konstru ep

artemen Pekerjaan Umum

ksi Bangunan

Gambar 8 Model perhitungan periode alami (moda tunggal) dan R 4.5.3 Cara spektral moda majemuk

ekaya

Bila unit getar rencana terdiri dari beberapa bangunan bawah dan bangunan atas yang didukung olehnya, periode alami dihitung dengan rumus (6) dan rumus (7) berikut:

sa Sip

il ”

T = 2 , 01 δ

w 2 ( s ) u ( s ) ds

w ( s ) u ( s ) ds

dengan pengertian: dengan pengertian:

∫ adalah berarti integrasi dari seluruh unit getar rencana.

dalam rang

ka P

enyeb “ Copy stand arluasan, P

engenal ar i n i dibu an d at oleh BS an P engapli

N untuk Bad kasian St

andar, Pedoman, an P enelit

EI U adalah kekakuan lentur bangunan atas EI ian d P adalah kekakuan lentur bangunan bawah

W U adalah berat bangunan atas an P W C adalah berat balok perletakan Manu W P adalah berat badan pilar en gembangan D W F adalah berat dasar pilar al

K S adalah koefisien pegas pada tumpuan

(SPM)

Bi dang Konstru

ep artemen

Pekerjaan Umum ksi Bangunan

il ” Gambar 9 Model perhitungan periode alami (moda majemuk) il ” Gambar 9 Model perhitungan periode alami (moda majemuk)

F : tetap M : bergerak

ka P enyeb

“ Copy stand arluasan, P

engenal ar i n i dibu

an d at oleh BS an

P engapli

W (s) : Berat bangunan atas dan bangunan bawah di posisi s (tf/m)

N untuk Bad

kasian St

Perpindahan pada posisi s arah akibat gaya inersia, dimana gaya lateral bekerja akibat

berat struktur atas dan bawah berada diatas permukaan tanah untuk disain seismic pada arah yang ditinjau (m)

andar, Pedoman, an P

Sebagian gaya yang terjadi akibat gaya lateral akibat berat dari struktur atas dan bawah yang berada di atas permukaan tanah pada disain seismic ditinjau dari arah dimana

enelit

gaya inersia bekerja (tf atau tf.m)

ian d an P

Manu en gembangan D

al (SPM)

Bi dang Konstru ep

T = 2 , 01 δ

artemen Pekerjaan Umum

ksi Bangunan

dan R

ekaya

sa Sip Gambar 10 Bagan alir perhitungan periode alami (moda majemuk)

il ”

4.5.4 Analisis ‘eigen value’

Periode alami dan deformasi dapat diperoleh dengan analisis ‘eigen value’ yang tidak jauh

menyimpang terhadap nilai T dengan toleransi perbedaan maksimum 20% (berdasarkan

Rumus 6 dan Rumus 7).

4.6 Deformasi jembatan dengan interaksi fondasi

4.6.1 Deformasi jembatan dalam rang

Dalam perhitungan periode alami, digunakan kekakuan yang menyebabkan deformasi dalam struktur dengan/tanpa memperhitungkan interaksi tanah fondasi. Deformasi ka P δ (dalam Rumus 5) ditentukan sebagai berikut:

enyeb

δ = δ p + δ 0 + θ 0 h 0 ……………………………………………….……… (8)

“ Copy stand arluasan, P

dengan pengertian: δ p adalah deformasi lentur dari badan bangunan bawah (m);

δ 0 adalah simpangan lateral dari fondasi (m);

engenal ar i n

0 adalah sudut rotasi dari fondasi (radial); h 0 adalah tinggi terhadap permukaan tanah untuk gaya inersia bangunan atas (m).

i dibu

an d at oleh BS an

Bila badan bangunan bawah mempunyai penampang seragam, deformasi lentur P δ

p engapli

ditentukan sebagai berikut:

N untuk Bad

kasian St

3 EI 8 EI

andar, Pedoman, an P

dengan pengertian:

enelit

W U adalah berat bagian bangunan atas yang dipikul oleh bangunan bawah yang ditinjau

ian d

(tf, kN); W

an P

adalah berat badan bangunan bawah (tf, kN);

Manu

EI adalah kekakuan lentur badan bangunan bawah (tf.m 2 atau kN.m 2 );

gembangan D en

h adalah tinggi dari ujung bawah badan bangunan bawah terhadap kedudukan gaya

al (SPM)

inersia bangunan atas (m); h p adalah tinggi badan bangunan bawah (m).

Bi dang Konstru ep

Bila badan bangunan bawah mempunyai penampang tidak seragam atau berupa portal

artemen

kaku, deformasi lentur δ p ditentukan dengan memasukan berat bagian bangunan atas dan berat badan bangunan bawah dalam rumus berikut:

Pekerjaan Umum ksi

Wh 3

Bangunan

3 EI

W merupakan berat ekuivalen (tf, kN) yang ditentukan sebagai berikut:

dan R

W=W U + 0,3 W p ………….…………………………………………… (11)

ekaya

Simpangan lateral δ 0 dan sudut rotasi θ 0 dari fondasi (lihat Gambar 11) ditentukan sebagai berikut:

sa Sip

δ il ”

o A rr − M 0 A sr

A ss A rr − A sr A rs

H o A rs + M o A ss

A ss A rr − A sr A rs

A rr = K θ x

A sr = K y θ x

A ss = K y A ss = K y

M 0 adalah momen gaya luar pada permukaan tanah anggapan (tf.m, kN.m); θ dalam rang

adalah sudut rotasi fondasi keliling sumbu x (rad); K y adalah konstanta pegas tanah dalam arah y (tf/m); K θ x adalah konstanta pegas rotasi fondasi keliling sumbu x;

K y θ x adalah konstanta pegas dari fondasi akibat simpangan dalam arah y dan rotasi keliling sumbu x (tf);

ka P

enyeb “ Copy stand

A ss ,A sr ,A rs dan A rr merupakan konstanta pegas tanah yang tergantung pada jenis fondasi

arluasan, P

yaitu tipe fondasi langsung, sumuran atau tiang.

engenal ar i

n i dibu

an d at oleh BS

θ x an P engapli

N untuk Bad kasian St

Ketinggian tanah

andar, Pedoman, an P

untuk desain seismik

enelit ian d

an P Manu en

gembangan D al (SPM)

Bi dang Konstru ep

artemen

Beban dan perpindahan pada ketinggian tanah

untuk desain seismik

ksi Pekerjaan Umum Bangunan

Gambar 11 Beban dan simpangan pada permukaan tanah anggapan

0 0 ditentukan sebagai berikut:

Bila bangunan bawah mempunyai penampang seragam, gaya (H ) dan momen luar (M )

h F ………………………………..…… (13) il ”

dengan pengertian:

0 adalah gaya lateral pada permukaan tanah anggapan (tf, kN); M 0 adalah momen gaya luar pada permukaan tanah anggapan (tf.m, kN.m);

W F adalah berat balok pur atau sumuran diatas permukaan tanah (tf, kN); h F adalah tinggi pur atau sumuran diatas permukaan tanah anggapan dalam perencanaan seismik (m).

4.6.2 Koefisien reaksi tanah

Koefisien reaksi tanah dasar ( subgrade) diperoleh dari rumus berikut:

dalam rang

“ Copy stand

arluasan, P

V SD

10 g

engenal ar i

dengan pengertian:

n i dibu

adalah koefisien reaksi tanah dasar arah horizontal (kgf/cm H0 3 );

an d

at oleh BS

k V0 adalah koefisien reaksi tanah dasar arah vertikal (kgf/cm ); E adalah modulus dinamis deformasi tanah (kgf/cm 2

ν D adalah rasio Poisson dinamis tanah (~ 0,3-0,5);

N untuk Bad

G adalah modulus geser dinamis tanah (kgf/cm D 2 );

kasian St

adalah berat isi tanah (tf/m 3 );

g adalah percepatan gravitasi (=9,8 m/s 2 );

andar, Pedoman,

an P enelit

SD

adalah kecepatan gelombang geser elastis tanah (m/s).

Dimana V SD untuk lapisan i diperoleh dari rumus berikut:

ian d

V SD i = c V V si

an P Manu

c V = 0 , 8 ( V si < 300 m / s ) ………………………………………………….... (15)

en gembangan D al

c V = 1 , 0 ( V si ≥ 300 m / s )

(SPM)

dengan pengertian:

Bi dang Konstru

ep artemen

V SDi adalah kecepatan gelombang geser elastis rata-rata dari lapisan tanah i yang

digunakan untuk perhitungan pegas tanah (m/s); V si adalah kecepatan gelombang geser elastis rata-rata untuk lapisan i sesuai rumus 15

Pekerjaan Umum

(m/s);

ksi

c V adalah faktor modifikasi berdasarkan regangan tanah.

Bangunan

Parameter dinamis ditentukan berdasarkan nilai parameter statis N (SPT) sebagai berikut:

V si = 100 N 1 ( 1 ≤ N i ≤ 25 )

dan R

lapis kohesif

lapis kepasiran

sa Sip

dengan pengertian:

il ”

N i adalah nilai N rata-rata (SPT) lapisan tanah ke-i; i lapisan ke-i bila tanah dibagi dalam n lapisan dari permukaan sampai tanah keras; (nilai SPT tanah keras : N ≥25 untuk tanah kohesif atau N≥50 untuk tanah kepasiran).

4.6.3 Interaksi fondasi

4.6.3.1 Interaksi fondasi langsung

Konstanta pegas tanah yang digunakan untuk perhitungan interaksi fondasi langsung (lihat

K y = k SB A B

dalam rang

enyeb “ Copy stand

k SB = λ k v arluasan, P

engenal ar i

dengan pengertian:

n i dibu

k 3 SB adalah koefisien reaksi geser tanah pada dasar (tf/m );

an d at oleh BS

adalah koefisien reaksi vertikal tanah pada dasar (tf/m ); k

an

adalah nilai koefisien reaksi vertikal tanah dasar dari rumus 14 (kgf/cm 3

A adalah luas dasar fondasi (m 2 );

N untuk Bad

A v adalah luas dasar fondasi (cm );

kasian St

I B adalah momen inersia (m 4 );

B v adalah lebar beban ekivalen dari fondasi (cm); λ adalah rasio koefisien reaksi geser tanah k SB terhadap koefisien reaksi vertikal tanah k v .

andar, Pedoman, an P enelit ian d

an P

Manu

en gembangan D

al

x y H 0 Permukaan tanah anggapan dalam perencanaan seismik

(SPM)

Gambar 12 Fondasi langsung

Bi dang Konstru ep 4.6.3.2 Fondasi sumuran

artemen

Konstanta pegas tanah yang digunakan untuk perhitungan interaksi fondasi sumuran (lihat

Pekerjaan Umum

Gambar 13) adalah sebagai berikut: ksi

Bangunan

K y = 2 b ( 1 / 2 k H 1 l 1 + k H 2 l 2 + k H 3 l 3 ) + k SB A B

dan R

H 2 ( 1 + 2 1 l 2 + k H 3 ( l 1 + l 2 + l 3 )( l 1 + l 2 ) l 3 ] ekaya

k SB A B l + k v I B

sa Sip

y θ x = − 2 b [ 1 / 3 k H 1 l 1 + k H 2 l 2 ( l 1 + 1 / 2 l 2 ) + k H 3 l 3 ( l 1 + l 2 + 1 / 2 l 3 ) ] − k SB A B l

il ”

k H = k HO ⎜

K HO = E D = 1 , 2 k HO ⎢ 2 ( 1 + ν D )

V SD ⎥ ……………………………………….. (18)

10 g ⎦ 10 g ⎦

dalam rang

dengan pengertian: l adalah panjang tertanam sumuran dibawah permukaan tanah anggapan dalam

ka P

desain seismik;

enyeb

l 1 ,l 2 ,l 3 adalah ketebalan lapisan tanah pada sumuran;

“ Copy stand arluasan, P

2b adalah lebar sumuran (m);

A B adalah luas dasar sumuran (m 2 ); A H adalah luas beban permukaan horizontal (cm 2 );

engenal ar i n

B H adalah lebar beban permukaan ekivalen dari dasar tegak lurus pada arah

pembebanan (cm);

i dibu

I B adalah momen inersia dasar sumuran (m 4 );

an d at oleh BS

k H1 ,k H2 ,k

adalah koefisien reaksi horizontal lapisan tanah pada sumuran (tf/m H3 3 );

an

k V adalah koefisien reaksi vertikal tanah dasar pada dasar sumuran (tf/m 3 );

P engapli

k adalah koefisien reaksi geser horizontal tanah dasar pada dasar sumuran (tf/m SB 3 ).

N untuk Bad kasian St

andar, Pedoman, an P

o enelit M

permukaan dalam perencanaan seismik x y H ian d

H1 1 l

an P Manu

l k H2 2 l

gembangan D en

dang Konstru ep artemen

Gambar 13 Fondasi sumuran

Pekerjaan Umum

ksi 4.6.3.3 Fondasi tiang

Bangunan

Konstanta pegas tanah yang digunakan untuk perhitungan interaksi fondasi tiang (lihat Gambar 14) adalah sebagai berikut:

dan R

K y = nK 1

ekaya

K z = nK

4 + K VP ∑ y i

K θ x = nK …………………………………………………. (19)

il ”

K y θ x = − nK 2

K VP = α A p E

dengan pengertian:

n adalah jumlah tiang; y i adalah koordinat pangkal tiang pada kedudukan i;

A P adalah luas netto tiang (m 2 ); E P adalah modulus elastis tiang (tf/m 2 );

l adalah panjang tiang (m); α adalah koefisien sesuai rumus 20 atau 21.

dalam rang

Besaran α dapat ditentukan berdasarkan konstanta pegas dengan rumus berikut:

λ ka P tan k λ + γ α =

γ enyeb tan k λ + λ

“ Copy stand arluasan, P

engenal ar i

λ n = l i dibu

an d at oleh BS an P

dengan pengertian:

engapli

N untuk Bad

adalah luas penampang netto tiang (cm );

kasian St

A l adalah luas penampang total tiang (cm ); E adalah modulus elastisitas tiang (kg/cm p 2 );

andar, Pedoman, an P

l adalah panjang tiang (cm); V adalah panjang keliling tiang (cm);

enelit

k adalah koefisien konstanta pegas reaksi tanah dasar ujung tiang (kg/cm s 3 );

ian d

C s adalah modulus konstanta pegas

geser permukaan tiang (kg/cm 3 ).

Manu an P

Besaran α dapat ditentukan dari rumus empiris:

en gembangan D al

tiang pipa baja : α = 0,027( l /D) + 0,2 ≈ nilai 0,2 − 3,0

(SPM)

tiang beton prategang : α = 0,041( l /D) − 0,27 ≈ nilai 0,1 − 3 Bi ………………….... (21) dang Konstru

tiang cor di tempat : α = 0,022( l /D) − 0,05 ≈ nilai 0,2 − 1,4

ep artemen

dengan syarat l /D ≥ 10

Pekerjaan Umum Tabel 7 Koefisien pegas K tegak lurus sumbu tiang

ksi Bangunan

Pangkal tiang jepit

Pangkal tiang sendi

K 1 3 3 3 3 12 dan R EI β 4 EI β 3 EI β 2 EI β

( 1 + β h ) + 2 ( 1 +h β ) + 0 , 5 ekaya

K 2 ,K 3 λ 2 2 EI β 00

K 1 . sa Sip

il ”

K 4 4 3 EI β ( 1 + β h ) + 0 , 5 2 EI β 00

Koefisien reaksi horizontal tanah dasar k H ditentukan dengan rumus: Koefisien reaksi horizontal tanah dasar k H ditentukan dengan rumus:

H β . D …………………………………………………………………………….. (22) k Ho β D =

dalam rang

4 ka P EI

enyeb

dengan pengertian:

“ Copy stand

k adalah koefisien reaksi horizontal tanah dasar tiang (kgf/cm 3 H arluasan, P ); k HO adalah standar koefisien reaksi horizontal tanah dasar;

B H adalah lebar ekuivalen fondasi tegak lurus terhadap arah pembebanan (cm);

engenal ar i

D adalah diameter tiang (cm);

EI adalah kekakuan lentur tiang (kgf/cm );

i dibu

1/ β adalah kedalaman tanah untuk ketahanan horizontal (cm); kurang dari panjang

an d at oleh BS

fondasi.

an P engapli

N untuk Bad

kasian St

andar, Pedoman, an P enelit

ian d

Manu an P

M o ,H o

gembangan D en

al (SPM)

h permukaan dalam perencanaan seismik

Bi dang Konstru ep

artemen

Pekerjaan Umum

ksi

Bangunan

Gambar 14 Fondasi tiang

dan R

4.6.3.4 Tekanan tanah akibat gempa ekaya

Tekanan tanah akibat gempa dihitung dengan rumus berikut:

sa Sip

Tekanan tanah aktif:

il ”

EA = γ xK EA − 2 c K EA + q ' K

EA

cos ( φ − θ o − θ )

EA =

cos θ o cos θ cos ( θ + θ o + δ E ) ) ⎢ 1 −

sin( φ + δ E ) sin( φ − α − θ o ) ⎤

cos( θ + θ o + δ E ) cos( θ − α ) ⎦ ⎥

Tekanan tanah pasif: P EA = γ xK EP − 2 c K EP + q ' K EP

cos 2 ( φ − θ

K EA =

dalam rang

cos θ o cos θ cos ( θ − θ o + δ E ) ) ⎢ 1 −

sin( φ − δ E ) sin( φ + α − θ o ) ⎤

cos( θ − θ o + δ E ) cos( θ − α ) ⎥ ⎦

ka P

enyeb “ Copy stand

dengan pengertian :

2 2 arluasan, P

P EA adalah tekanan tanah aktif akibat gempa pada kedalaman x (tf/m ,kN/m );

P EP adalah tekanan tanah pasif akibat gempa pada kedalaman x (tf/m 2 ,kN/m 2 );

K EA adalah koefisien tekanan tanah aktif akibat gempa; K EP adalah koefisien tekanan tanah pasif akibat gempa;

engenal ar i

γ adalah berat isi tanah (tf/m 3

,kN/m 3 );

i dibu

x adalah kedalaman dimana tekanan tanah P EA dan P EP bekerja pada permukaan

an d at oleh BS

tembok penahan (m);

an

c adalah kohesi tanah (tf/m 2

,kN/m 2 );

engapli

q’ adalah beban pada permukaan tanah (tf/m ,kN/m );

N untuk Bad

φ adalah sudut geser tanah (derajat);

kasian St

α adalah sudut kemiringan permukaan tanah terhadap bidang horizontal (derajat); θ adalah sudut antara permukaan belakang tembok terhadap bidang vertikal (derajat);

δ adalah sudut geser permukaan belakang tembok dengan tanah (derajat);

andar, Pedoman, an P

θ adalah tan o -1 k h (derajat);

enelit

h k adalah koefisien gempa horizontal sesuai peraturan gempa.

ian d

Catatan: bila nilai φ±α-θ o <o dianggap bahwa sin( φ±α-θ o ) = 0, dan q’ adalah beban pada permukaan

an P Manu

tanah dimana tidak termasuk beban hidup.

gembangan D en al (SPM)

Bi dang Konstru ep

artemen Pekerjaan Umum

ksi Bangunan

dan R

ekaya

a. Aktif

b. Pasif

sa Sip

Gambar 15 Tekanan tanah akibat gempa

il ”

4.6.4 Potensi likuefaksi (F L )

Potensi likuefaksi dari lapisan endapan tanah pasir jenuh mempunyai ciri berikut:

a) muka air tanah kurang dari 10 m terhadap permukaan tanah;

b) terdapat lapisan tanah pasir jenuh pada kedalaman kurang dari 20 m terhadap

permukaan tanah, dan; permukaan tanah, dan;

d) rasio ketahanan terhadap likuefaksi F L ≤ 1.

dalam rang

Rasio ketahanan likuefaksi ditentukan dengan perumusan berikut:

F L = R/L …………………………………………………………………………………. (24)

ka P

R= C w R L

( dengan C w =1 )

enyeb

L= r d K hc σ v / σ’ v

“ Copy stand

r d = 1,0-0,015x

arluasan, P

σ v ={ γ t1 h w + γ t2 (x-h w )}/10 σ’ v ={ γ t1 h w + γ t2 (x-h w )}/10

engenal ar i

dengan pengertian:

n i dibu

F L adalah rasio ketahanan likuefaksi;

an d at oleh BS

R adalah rasio kekuatan geser dinamis;

an

L adalah rasio tegangan geser saat gempa;

P engapli

R L adalah rasio kekuatan triaksial siklik berdasarkan SPT dan ukuran butir tanah;

N untuk Bad

r d adalah koefisien reduksi dalam arah kedalaman tegangan geser saat gempa;

kasian St

K hc adalah koefisien gempa horizontal statis ekuivalen (dari nilai C plastis ); σ adalah tekanan total pada kedalaman ditinjau kgf/cm 2 v ;

2 σ’ andar, Pedoman, adalah tekanan efektif pada kedalaman ditinjau kgf/cm an P

x adalah kedalaman terhadap permukaan tanah (m);

enelit

γ adalah berat isi (tf/m t1 3 ) tanah diatas muka air tanah;

ian d

t2

adalah berat isi (tf/m ) tanah dibawah muka air tanah;

an P

γ’ t2 adalah berat isi efektif (tf/m 3 ) tanah dibawah muka air tanah;

Manu

gembangan D en

h w adalah kedalaman muka air tanah (m).

al (SPM)

Daya dukung lapisan tanah direduksi dengan koefisien D E berikut:

Bi

Tabel 8 Koefisien reduksi daya dukung tanah

dang Konstru ep

artemen Nilai F L

Kedalaman x (m)

Pekerjaan Umum ksi

sa 4.7 Perumusan gaya inersia

Sip

il ”

4.7.1 Gaya inersia jembatan gelagar sederhana

Gaya inersia bangunan atas yang bekerja pada bangunan bawah (lihat Gambar 16) dalam

arah sumbu jembatan diperhitungkan sesuai perumusan berikut: arah sumbu jembatan diperhitungkan sesuai perumusan berikut:

ka P enyeb

Kepala jembatan

“ Copy stand arluasan, P

Gambar 16 Gaya inersia dalam arah sumbu jembatan gelagar sederhana

engenal ar i n

a) gaya inersia bangunan atas pada kepala jembatan;

i dibu

− bila perletakan A ki tetap: H A =k hA W A an d at oleh BS

− bila perletakan A ki bergerak: H A =f A ,ki R

dimana f A, ki R A, ki ≤½k A, ki hA W A an

b) gaya inersia bangunan atas pada pilar jembatan.

engapli

− bila kedua perletakan A ka dan B ki tetap: H P =k hA W A +k hB W B N untuk Bad − bila perletakan A ka tetap dan B ki bergerak,yang terbesar dari: H P =k hA W A atau H P =k hA kasian St

W A -f R A, ki +f A, ki R B ki B, ki

dimana: f R A, ki ≤½k A, ki hA W A dan f R B, ki ≤½ k B, ki hB W B andar, Pedoman, an P

− bila kedua perletakan A ka dan B ki bergerak: H P =f

dimana: f

dengan pengertian:

an P

H A adalah gaya inersia bangunan atas pada kepala jembatan (tf, kN);

Manu gembangan D en

H P adalah gaya inersia bangunan atas pada pilar (tf, kN);

al

W A adalah beban mati gelagar A (tf, kN);

(SPM)

W B adalah beban mati gelagar B (tf, kN);

Bi

adalah reaksi vertikal pada kepala jembatan akibat W A, ki A (tf, kN);

dang Konstru

ep artemen

adalah reaksi vertikal pada pilar akibat W A, ka A (tf, kN);

adalah reaksi vertikal pada pilar akibat W B, ki B (tf, kN);

k hA adalah koefisien gempa lateral dari unit getar gelagar A;

Pekerjaan Umum

k hB adalah koefisien gempa lateral dari unit getar gelagar B;

ksi

f A, ki adalah koefisien gesek bila perletakan A ki bergerak;

Bangunan

f A, ka adalah koefisien gesek bila perletakan A ka bergerak;

f B, ki adalah koefisien gesek bila perletakan B ki bergerak;

dan R

Dengan catatan:

a) perletakan elastomer merupakan perletakan bergerak;

ekaya

b) perletakan sendi murni merupakan perletakan tetap;

sa

c) gaya gesek ditinjau akibat beban mati saja serta besarnya ditentukan berdasarkan

Sip

koefisien gesek pada tumpuan sebagai berikut:

il ”

perletakan rol : 0,05

− perletakan geser (sliding ) : 0,10 – 0,25

− perletakan elastomer

Gaya inersia bangunan atas yang bekerja pada bangunan bawah dalam arah melintang jembatan gelagar sederhana, diperhitungkan sebagai perkalian reaksi perletakan vertikal

beban mati bangunan atas dengan koefisien gempa lateral.

4.7.2 Gaya inersia jembatan gelagar menerus

Pada jembatan gelagar menerus dengan satu perletakan tetap, gaya inersia bangunan atas yang bekerja pada bangunan bawah (lihat Gambar 17) dalam arah sumbu jembatan

dalam rang

diperhitungkan sesuai perumusan berikut:

ka P enyeb

“ Copy stand arluasan, P

engenal ar i n i dibu

an d

Kepala jembatan

Pilar 1

Pilar 2

at oleh BS an P engapli

Gambar 17 Gaya inersia dalam arah sumbu jembatan gelagar menerus N untuk Bad

kasian St

a) gaya inersia bangunan atas pada kepala jembatan;

− Bila perletakan A ki tetap dan kedua perletakan A C dan A ka bergerak: H A =k hA W A andar, Pedoman, an P

− Bila perletakan A ki bergerak: H A =f R A, ki dimana f A ki R A, ki ≤k A, ki hA R

A, ki

enelit

b) gaya inersia bangunan atas pada pilar 1; − ian d Bila perletakan A C tetap dan kedua perletakan A ki dan A ka bergerak: H P1 =k hA W A

− Bila perletakan A C bergerak: H P1 =f AC R AC dimana f AC R AC ≤k hA R AC an P

c) gaya inersia bangunan atas pada pilar 2. Manu

gembangan D en

− Bila kedua perletakan A ka dan B ki tetap dan kedua perletakan A ki dan A C bergerak :

− Bila perletakan A ka tetap dan A ki ,A C ,B ki bergerak, yang terbesar dari: H P2 =k hA W A Bi

atau H P2 =k hA W A -f R A, ki –f A, ki AC R AC +f

R B, ki B, ki

dang Konstru ep

Dimana: f

− Bila kedua perletakan A ka dan B ki bergerak: H P2 =f

Dimana: f

Pekerjaan Umum

ksi

Bangunan

dengan pengertian:

H A adalah gaya inersia bangunan atas pada kepala jembatan (tf, kN);

H P1 adalah gaya inersia bangunan atas pada pilar1 (tf, kN);

dan R

H P2 adalah gaya inersia bangunan atas pada pilar2 (tf, kN);

A adalah beban mati gelagar A (tf, kN);

ekaya

W B adalah beban mati gelagar B (tf, kN); R

sa Sip

adalah reaksi vertikal pada kepala jembatan akibat W A, ki A (tf, kN);

R AC adalah reaksi vertikal pada pilar 1 akibat W A (tf, kN);

il ”

R adalah reaksi vertikal pada pilar 2 akibat W

A, ka

B (tf, kN);

adalah reaksi vertikal pada pilar 2 akibat W B, ki B (tf, kN);

hA

k adalah koefisien gempa lateral dari unit getar gelagar A;

k hB adalah koefisien gempa lateral dari unit getar gelagar B;

f adalah koefisien gesek bila perletakan A A, ki ki bergerak;

f AC adalah koefisien gesek bila perletakan A C bergerak;

f A, ka adalah koefisien gesek bila perletakan A ka bergerak;

f adalah koefisien gesek bila perletakan B B, ki ki bergerak.

Dengan catatan: − perletakan elastomer merupakan perletakan bergerak; − perletakan sendi murni merupakan perletakan tetap.

dalam rang

Gaya inersia bangunan atas yang bekerja pada bangunan bawah dalam arah melintang jembatan gelagar menerus, diperhitungkan sebagai perkalian reaksi perletakan vertikal beban mati bangunan atas dengan koefisien gempa lateral.

ka P

enyeb 4.7.3 Gaya inersia jembatan bersudut

“ Copy stand

arluasan, P

Bila unit getar rencana terdiri dari beberapa bangunan bawah dan bagian bangunan atas yang bersudut/ skew , gaya inersia yang bekerja pada bangunan bawah (lihat Gambar 18) dihitung sesuai perumusan berikut.

engenal ar i

n i dibu

a) Bila gaya inersia dianggap bekerja dalam arah komponen horizontal tekanan tanah (lihat

an d

Gambar 18 b):

at oleh BS

− Bangunan bawah dengan perletakan tetap: F F =F F1 +F

an

F2 P

dimana F F1 =F FT k h cos θ dan F F2 =F FL k h cos θ

engapli

− N untuk Bad

Bangunan bawah dengan perletakan bergerak: F M =F M1 +F M2 kasian St

dimana F M1 =F MT k h cos θ dan

M2

F =Rk

h sin θ (k h sin θ≤f s ) atau F M2 =Rf s sin θ (k h sin θ >f s )

andar, Pedoman, an P

enelit ian d

an P Manu en

gembangan D al (SPM)

Bi dang Konstru ep

artemen Pekerjaan Umum

ksi Bangunan

Gambar 18 Gaya inersia jembatan bersudut/skew

b) Bila gaya inersia dianggap bekerja dalam arah tegak lurus pada arah bekerjanya

− Bangunan bawah dengan perletakan tetap: F F =F F1 +F F2 dimana F F1 =F FT k h sin θ dan F F2 =F FL k h cos θ

− Bangunan bawah dengan perletakan bergerak: F M =F M1 +F M2

dimana F M1 =F MT k h sin θ dan

dalam rang

F M2 =Rk h cos 2 θ (k h cos θ≤f s ) atau F M2 =Rf s cos θ (k h cos θ >f s )

Dengan pengertian:

ka P

enyeb

F F adalah gaya inersia pada bangunan bawah dengan perletakan tetap (tf, kN);

F M adalah gaya inersia pada bangunan bawah dengan perletakan bergerak (tf, kN);

“ Copy stand arluasan, P

F FT adalah gaya lateral dalam arah tegak lurus sumbu jembatan pada bangunan bawah dengan perletakan tetap (tf, kN);

F FL adalah gaya lateral dalam arah sumbu jembatan pada bangunan bawah dengan engenal perletakan tetap (tf, kN); ar i

n i dibu

F MT adalah gaya lateral dalam arah tegak lurus sumbu jembatan pada bangunan bawah dengan perletakan bergerak (tf, kN);

an d at oleh BS

k h adalah koefisien gempa lateral;

an P

R adalah reaksi vertikal akibat beban mati bangunan atas pada bangunan bawah

engapli

dengan perletakan bergerak (tf, kN);

N untuk Bad

f s adalah koefisien gesek statis dari perletakan bergerak;

kasian St

θ adalah sudut skew (derajat).

andar, Pedoman, an P 4.7.4 Permukaan tanah anggapan

enelit

Permukaan tanah dalam perhitungan tahan gempa umumnya merupakan permukaan tanah

ian d

rencana biasa. Bila terdapat lapisan tanah dengan daya dukung yang diabaikan, permukaan tanah untuk perhitungan tahan gempa dianggap pada permukaan dasar lapisan tersebut

an P Manu

(lihat Gambar 19).

en gembangan D al

Kategori tanah yang daya dukungnya diabaikan (= nol) adalah sebagai berikut:

(SPM)

a) lapisan tanah sangat lembek atau silt sampai kedalaman 3 m terhadap permukaan tanah dengan kuat tekan

kurang dari 0,25 kgf/cm unconfined 2 ;

Bi dang Konstru