TINJAUAN KOEFISIEN GEMPA DASAR

DAN PERENCANAAN GESER BALOK

PADA BANGUNAN BERDAKTILITAS

PENUH DI INDONESIA

TESIS

Disusun sebagai salah satu persyaratanuntuk menyelesaikan pendidikan Program Magister

di Institut Teknologi Bandung

oleh

GUNAWAN SISWANTON I M: 250 94 069

PembimbingIr. SINDUR P. MANGKOESOEBROTO, MSEM, Ph.D.

PENGUTAMAAN REKAYASA STRUKTURJURUSAN TEKNIK SIPIL

PROGRAM PASCASARJANAINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

1996

TINJAUAN KOEFISIEN GEMPA DASAR DANPERENCANAAN GESER BALOK PADA BANGUNAN

BERDAKTILITAS PENUH DI INDONESIA

olehGunawan Siswanto

PembimbingIr. Sindur P. Mangkoesoebroto, MSEM, Ph.D.

ABSTRAK

Dalam tesis ini dilakukan tinjauan terhadap dua aspek penting dalam perencanaan bangunan tahan gempa,yaitu beban gempa dan struktur. Tinjauan terhadap beban gempa adalah mengenai koefisien gempa dasar,C, yang ada dalam Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung, 1987, atau SNI-1726-1989-F, sedangkan tinjauan terhadap struktur terutama mengenai perencanaan geser balok padabangunan berdaktilitas penuh berdasarkan Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung1991 atau SNI 03-2847-1992.Tinjauan terhadap koefisien gempa dasar, C, dilakukan terhadap Wilayah 1 dan Wilayah 4 menurut zonasigempa yang ada dalam SNI-1726-1989-F. Studi kasus diambil untuk Kota Manado dan Kota Jakarta yangmasing-masing mewakili Wilayah 1 dan Wilayah 4. Spektrum respons desain untuk kedua kota tersebutdihitung berdasarkan selubung spektrum respons ternormalisasi dari beberapa catatan gempa yang ada diIndonesia, kemudian diskalakan dengan percepatan tanah maksimum (PGA) yang dihitung berdasarkanpersamaan atenuasi Donovan dan Wiratman, dan fungsi Distribusi Gumbel Tipe I. Nilai maksimum dari hasilperhitungan PGA untuk periode ulang 200 tahun adalah 0.07g untuk Kota Jakarta dan 0.25g untuk KotaManado. Spektrum respons desain yang dihasilkan menunjukkan bahwa untuk struktur dengan periode alamitinggi, harga spektrum percepatannya lebih kecil dari pada yang dihitung berdasarkan koefisien gempadasar, C, SNI-1726-1989-F, sedangkan untuk periode rendah harga yang diperoleh tidak mempunyai nilaiyang seragam.Perbandingan juga dilakukan antara spektrum percepatan berdasarkan koefisien gempa dasar, C, SNI-1726-1989-F, dengan yang dipakai dalam peraturan yang ada di negara lain (UBC 91, ANSI-82, BOCA-87 danNEHRP), untuk wilayah gempa terkuat dan fasilitasfasilitas penting. Dari perbandingan tersebut didapatbahwa untuk periode tinggi koefisien gempa dasar, C, mempunyai nilai yang lebih tinggi dari pada spektrumrespons yang ada pada peraturan-peraturan tersebut.Koefisien gempa dasar, C, yang ada dalam SNI-1726-1989-F merupakan spektrum respons inelastik yangditurunkan berdasarkan faktor daktilitas sama dengan empat untuk periode ulang gempa 200 tahun denganresiko gempa 22%. SNI 03-2847-1992 mengatur perencanaan struktur berdaktilitas empat atau berdaktilitaspenuh berdasarkan konsep kolomkuat balok-lemah. Salah satu keruntuhan yang harus dihindarkan dalamperencanaan struktur berdaktilitas penuh adalah keruntuhan geser. Persamaan 3.14-19, SNI 03-2847-1992,mengatur perencanaan geser balok pada bangunan berdaktilitas penuh. Berdasarkan peraturan tersebutdiatur bahwa nilai yang didapat dari persamaan 3.14-19 tidak perlu lebih besar dari Persaman 3.14-20, SNI03-2847-1992. Dari analisis didapat bahwa persamaan ini tidak konsisten dengan konsep kolom-kuat balok-lemah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perilaku kuat geser balok yang didesain dengan menggunakanPersamaan 3.14-19 lebih balk daripada balok yang didesain dengan menggunakan Persamaan 3.14-20.

A STUDY OF BASE SHEAR COEFFICIENT ANDBEAM SHEAR DESIGN OF FULLY DUCTILE

STRUCTURE IN INDONESIA

byGunawan Siswanto,under supervision of

Ir. Sindur P. Mangkoesoebroto, MSEM, Ph.D.

ABSTRACT

A study of two important aspects in designs of seismic resistant building, i.e. earthquake load and structuralbehaviour, is performed in this thesis. The study of the earthquake load is on the base shear coefficient, C, inTata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung, 1987, or SNI-1726-1989-F, whilestudy of structural behaviour is on beam shear design of fully ductile element in Indonesia based on Tata CaraPerhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung 1991 or SNI 03-2847-1992.A study of the base shear coefficient, C, is carried out for Zone 1 and Zone 4 based on the earthquakezonation in SNI-1726-1989-F. Case study is performed for cities of Manado and Jakarta which represent Zone1 and Zone 4, respectively. Design response spectra for those cities are constructed based on the envelope ofsome normalized response spectra for several earthquakes in Indonesia and then scaled down using the peakground acceleration (PGA) computed employing the Donovan and Wiratman attenuation equations, as well asGumbel Type I Probability Distribution function. The maximum values of the computed PGA's for 200-yearreturn period are 0.07g and 0.25g for cities of Jakarta and Manado, respectively. The design spectra show thatfor structures with high fundamental periods, the values of spectral acceleration are smaller than the onescalculated based on SNI-1726-1989-F, while for lower fundamental periods, they do not yield uniform values.Comparison of strongest spectral acceleration for essential facilities is also carried out between the onecalculated based on SNI-1726-1989-F, and those based on codes used in other countries (UBC 91, ANSI-82,BOCA-87 and NEHRP). The comparison shows that for structures with high fundamental periods the value ofspectral acceleration calculated based on SNI-1726-1989-F is the highest.Base shear coefficient, C, in SNI-1726-1989-F is an inelastic spectrum response which is derived based onductility factor of four for 200-year return period of earthquake and risk factor 22%. SNI 03-2847-1992regulates the designs of structures with ductility of four or fully ductile structures based on strong-columnweak-beam concept. In designing fully ductile structures, shear failures should be avoided. Equation 3.14-19of SNI 03-2847-1992, regulates beam shear designs of fully ductile structures. Considering SNI 03-2847-1992, the computed shear force value is not necessarily higher than the one computed base on Equation 3.14-20 of SNI 03-2847-1992. Analysis shows that Equation 3.14-20 is inconsistent with on strong-columnweak-beam concept. Experiments show that the shear behavior of beams designed using Equation 3.14-19are better than those designed using Equation 3.14-20.

page 1page 2page 3page 4page 5page 6page 7page 8page 9page 10