PERENCANAAN GEDUNG TAHAN GEMPA

Struktur beton 2

Seismic Design Limit States

Secara ekonomis tidak layak untuk merencanakan bangunan agar dapat menahan gempa besar secara elastis, oleh karena itu, maka konsep perencanaan bangunan tahan gempa selayaknya dibatasi sebagai berikut:

1. Serviceability limit state. Pada pembebanan gempa kecil yang sering terjadi, tidak boleh terjadi kerusakan struktural maupun non struktural yang dapat mengganggu fungsi dari bangunan tersebut. Pada kondisi ini atruktur beton bertulang maupun pasangan dinding batu bata bisa saja mengalami keretakan. Tapi tidak terjadi kelelehan tulangan yang menyebabkan retak-retak besar atau terjadinya crushing pada beton.Bangunan dapat segera difungsikan kembali..

2. Damage control limit state atau limited damage. Pada pembebanan gempa yang lebih besar dari serviceability limit state (sedang) memungkinkan terjadinya kerusakan struktur, kelelehan tulangan dapat mengakibatkan retak-retak besar . Atau bahkan bisa saja terjadi crushing atau spalling pada beton. Akan tetapi kerusakan-kerusakan pada struktur tersebut masih bisa diperbaiki dan selanjutnya struktur masih bisa difungsikan kembali.

3. Survival limit state. Dalam perkembangan modern, seismic design sangat ditekankan pada keselamatan jiwa manusia meskipun gempa yang terjadi adalah gempa besar sekalipun. Oleh karena itu, Pada gempa besar struktur tidak boleh collapse (roboh), meskipun struktur mungkin sudah tidak bisa diperbaiki atau dimanfaatkan lagi.

Untuk memungkinkan struktur berdeformasi besar tanpa collapse (roboh), maka struktur harus didisain sedemikian rupa sehingga struktur berperilaku daktail.

Struktur daktail artinya struktur yang mampu berdeformasi pasca-leleh.

Dalam hal struktur telah direncanakan memiliki daktilitas yang cukup. Energi dari gaya lateral akibat gempa selanjutnya akan dipencarkan melalui terjadinya sendi plastis.

Agar struktur mempunyai daktilitas seperti yang diharapkan, maka struktur harus didisain berdasarkan disain kapasitas

Konsep Desain Kapasitas (Capacity Design)

Secara filosofis konsep desain kapasitas adalah untuk merealisasikan pembentukan suatu mekanisme kelelehan yang direncanakan. Umumnya konsep ini diterapkan pada perencanaan plastic (plastic design) pada struktur baja yang mana kapasitas deformasi plastis yang besar diharapkan terjadi pada sendi-sendi plastis yang diharapkan.Jika prosedur disain kapasitas ini diterapkan untuk perencanaan struktur beton bertulang tahan gempa, maka yang menjadi masalah adalah karena kemam-puan deformasi plastis pada struktur beton bertulang terbatas.

Kapasitas Daktilitas dan Energi Disipasi

• Dengan pemilihan fuse yang tepat dan detailing yang baik, struktur dapat didesain dengan level gaya yang jauh lebih rendah daripada gaya yang dibutuhkan untuk respons elastik.

• Struktur harus mampu menahan beberapa siklus deformasi inelastik tanpa mengalami degradasi kekuatan yang signifikan.

• Degradasi kekakuan tidak dapat dihindari, tapi degradasi kekakuan yang berlebihan dapat menyebabkan keruntuhan struktur.

• Semakin besar disipasi energi per siklus tanpa deformasi yang berlebihan, semakin baik perilaku struktur.

Pemilihan fuse

Penggunaan fuse sesungguhnya telah banyak digunakan dalam perencanan instalasi listrik, pipa bertekanan tinggi bahkan otomotif. Tujuan penempatan fuse ini adalah untuk melokalisir keruntuhan untuk menghindari kerusakan yang lebih parah.

Lebih lemah dari yang lain

Strong column-weak beam

Penerapan pada struktur beton bertulang adalah dengan memilih keruntuhan pada balok (bukan kolom), agar struktur dapat memencarkan energi gempa secara lebih baik. Konsep demikian sering kita sebut strong colum-weak beam.

Strong column-weak beam

Konsep strong colum-weak beam ini diharapkan struktur dapat berperilaku daktail, sehingga struktur dapat berdeformasi lebih besar tanpa mengalami keruntuhan. Ketentuan tentang daktilitas diatur dalam SNI-2002

Konsep Daktilitas SNI Gempa 2002

1. Faktor Daktilitas:Rasio antara simpangan maksimum struktur gedung pada saat mencapai kondisi di ambang keruntuhan dan simpangan struktur gedung pada saat terjadinya pelelehan pertama di dalam struktur gedung;

2. Daktail Penuh:Suatu tingkat daktilitas struktur gedung yang nilainya 5,3;

3. Daktilitas Parsial:Seluruh tingkat daktilitas struktur gedung dengan nilaifaktor daktilitas di antara 1,0 (elatik penuh) dan 5,3.

V

elastis

daktail

I1 : Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitandengan penyesuaian probabilitas terjadinya gempa itu selama umur gedung.I2 : Faktor Keutamaan untuk menyesuaikan perioda ulang gempa berkaitan denganpenyesuaian umur gedung tersebut.

Ve adalah pembebanan maksimum akibat pengaruh Gempa Rencana yang dapat diserap oleh struktur gedung elastik penuh dalam kondisi di ambang keruntuhan dan Vy adalah pembebanan yang menyebabkan pelelehan pertama di dalam struktur gedung, maka dengan asumsi bahwa struktur gedung daktail dan elastik penuh akibat pengaruh Gempa Rencana menunjukkan simpangan maksimum δm.

Vn adalah pembebanan gempa nominal akibat pengaruh Gempa Rencanayang harus ditinjau dalam perencanaan struktur gedung.

f1 adalah faktor kuat lebih beban dan bahan yang terkandung di dalam strukturgedung dan nilainya ditetapkan sebesar f1 =1.6.

R = 1,6 adalah faktor reduksi gempa untuk struktur gedung yang berperilaku elastik penuh, sedangkan Rm adalah faktor reduksi gempa maksimum.

Peta Gempa Indonesia

Jenis Tanah

Waktu Getar Alami Struktur

Penentuan Beban Geser Dasar