BAB I PENDAHULUAN - Perpustakaan Digital ITB ... di mana lapisan bumi tidak lagi sanggup menahan...

Click here to load reader

  • date post

    24-May-2018
  • Category

    Documents

  • view

    215
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of BAB I PENDAHULUAN - Perpustakaan Digital ITB ... di mana lapisan bumi tidak lagi sanggup menahan...

  • Tugas Akhir I-1

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 LATAR BELAKANG

    Indonesia merupakan daerah pertemuan tiga lempeng tektonik besar, yaitu lempeng

    Indo-Australia, Eurasia dan lempeng Pasific (gambar 1). Lempeng Indo-Australia

    bertabrakan dengan lempeng Eurasia di lepas pantai Sumatra, Jawa dan Nusa

    Tenggara, sedangkan dengan Pasifik di utara Irian dan Maluku Utara. Di sekitar

    lokasi pertemuan lempeng ini akumulasi energi tabrakan terkumpul sampai di suatu

    titik di mana lapisan bumi tidak lagi sanggup menahan tumpukan energi sehingga

    lepas berupa gempa bumi. Pelepasan energi sesaat ini menimbulkan berbagai dampak

    terhadap bangunan karena percepatan gelombang seismik, tsunami, longsor, dan

    likuifaksi. Besarnya dampak gempa bumi terhadap bangunan bergantung pada

    beberapa hal, diantaranya adalah skala gempa, jarak episenter, mekanisme sumber,

    jenis lapisan tanah di lokasi bangunan dan kualitas bangunan.

    Gambar 1. 1 Peta tektonik Indonesia

  • Tugas Akhir I-2

    Indonesia sebagai daerah rawan gempa telah mengalami beberapa kali gempa besar di

    antaranya adalah Gempa Bumi Aceh tanggal 26 Desember 2004 (9.1 Skala

    Magnitudo) yang telah menelan kurang lebih 150 ribu korban jiwa dan Gempa

    Maluku tanggal 21 Januari 2007 (7.5 Skala Magnitudo).

    Kerugian akibat gempa bumi tidak langsung disebabkan oleh gempa bumi, namun

    disebabkan oleh kerentanan bangunan sehingga terjadi runtuhan bangunan, kejatuhan

    peralatan dalam bangunan, kebakaran, tsunami dan tanah longsor. Faktor kerentanan

    bangunan sangat erat hubungannya untuk perhitungan bencana gempa bumi di masa

    yang akan datang. Faktor gempa bumi tidak dapat dielakkan tapi harus dihadapi

    dengan merencanakan bangunan beserta lingkungannya yang tahan terhadap gempa

    bumi.

    Metode analisis yang umum digunakan dalam perencanaan gedung tahan gempa saat

    ini adalah metode elastik dan statik. Metode tersebut dapat dibagi lagi menjadi elastik

    statik, elastik dinamik, inelastik statik, dan inelastik dinamik.

    Metode analisis inelastik yang didasarkan pada analisis riwayat waktu (time history

    analysis) secara lengkap memerlukan waktu yang lama, rumit, dan kurang praktis

    untuk keperluan umum. Analisis inelastik statik yang berupa metode spektrum

    kapasitas (capacity spectrum method) adalah penyederhanaan dari metode analisis

    inelastik dinamik. Metode ini diharapkan dapat menjadi solusi dari kelemahan analisis

    statik dan mampu mengakomodasi kelebihan yang dimiliki analisis inelastik dinamik,

    misalnya perpindahan maksimum dan pola keruntuhan.

    Metode spektrum kapasitas untuk menentukan perpindahan struktur inelastik pada

    saat gempa kuat terjadi adalah salah satu dari desain berbasis kinerja (performance

    based design).

    Pada tugas akhir ini, akan dilakukan analisis bangunan tahan gempa dengan

    menggunakan metode berbasis kinerja (performance based design) melalui analisis

    beban dorong statik (push over analysis) menggunakan prosedur yang ada pada ATC

    40 terhadap bangunan tipe struktur rangka (sistem ganda dengan dinding geser)

  • Tugas Akhir I-3

    dengan balok kolom dan struktur rangka (sistem ganda dengan dinding geser) dengan

    flat slab.

    1.2 TUJUAN PENULISAN

    Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :

    1). Menganalisis perilaku struktur dengan tipe struktur balok kolom dan flat slab

    terhadap pengaruh gempa kuat (zona 3 pada peraturan Uniform Building

    Code,UBC 1997 dan peraturan International Building Code, IBC 2003) berupa

    perpindahan lantai (displacement), gaya geser per lantai pada saat perpindahan

    maksimum, mekanisme sendi plastis, dan kapasitas struktur berupa performance

    point dan performance level sehingga dapat diketahui kinerja struktur tersebut.

    2). Membandingkan kinerja struktur dengan tipe struktur balok kolom dan flat slab

    terhadap beban gempa kuat dengan metode analisis beban dorong statik (static

    push-over analysis)

    1.3 RUANG LINGKUP

    Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisis kinerja dari struktur terhadap beban

    gempa kuat yang direncanakan, Adapun ruang lingkup dari permasalahan ini adalah :

    1). Struktur gedung beraturan (Reguler) tiga dimensi dengan tipe struktur portal

    ddengan sub sistem penahan gempa berupa dinding geser (shear wall) dengan

    komponen batas (boundary element).

    2). Struktur dimodelkan sebagai struktur gedung beraturan berdasarkan Standar

    Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Beton Bertulang (SNI-03-2847-

    2002)

    3). Peraturan pembebanan berdasarkan Peraturan Pembebanan Indonesia untuk

    Rumah dan Gedung (SKBI 1987).

    4). Perencanaan gempa menggunakan peraturan Uniform Building Code (UBC) 1997

    dan International Building Code, IBC 2003 dengan metode analisis statik non

    liner (Push-over analysis) berdasarkan peraturan ATC-40.

  • Tugas Akhir I-4

    5). Struktur bangunan berada di zona gempa wilayah 3 pada peraturan UBC 1997

    (0.3g) dan untuk peraturan IBC 2003 digunakan parameter Ss = 0.83 dan S1=0.45

    di atas tanah sedang.

    6). Model elemen yang digunakan adalah elemen balok-kolom dan flat slab

    7). Struktur yang ditinjau adalah struktur 5, 10, 20, dan 30 lantai.

    8). Program yang digunakan adalah ETABS versi 9.0.0, dan PCACOL versi 2.3.

    C A = 0 .3 3

    2 .5 C A = 0 .8 3

    C (g )

    T (D e tik )

    C v /T = 0 .4 5 /T

    D IS A IN R E S P O N S S P E C T R AZ O N A G E M P A 3 , T A N A H L U N A K (U B C 1 9 9 7 )

    0 .1 0 .6

    Gambar 1. 2 Kurva desain respons spektrum

    1.4 SISTEMATIKA PENULISAN

    Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari enam bab dengan Bab I berupa pendahuluan

    yang berisi latar belakang penulisan, tujuan penulisan, ruang lingkup, dan sistematika

    penulisan. Pada Bab II yaitu Tinjauan Pustaka dibahas konsep dinamika struktur dan

    konsep perencanaan struktur tahan gempa. Sedangkan pada Bab III diuraikan

    mengenai metode analisis yang digunakan yaitu analisis statik nonlinier (Push-over

    analysis). Bab IV berisi Pemodelan Struktur dan Kriteria Perencanaan Bangunan

    Tahan Gempa. Kemudian Bab V membahas mengenai analisis dan pembahasan dari

    metode statik nonlinier (push-over analysis) pada struktur yang telah dimodelkan

    pada Bab IV. Laporan diakhiri dengan kesimpulan dan saran pada Bab VI.

  • Tugas Akhir II-1

    BAB II

    KONSEP PERENCANAAN STRUKTUR TAHAN GEMPA

    2.1 GEMPA BUMI

    Gempa bumi adalah suatu gerakan tiba-tiba atau suatu rentetetan gerakan tiba-tiba

    dari tanah dan bersifat transient yang berasal dari suatu daerah terbatas dan menyebar

    dari titik tersebut ke segala arah (M.T. Zein)

    Beban gempa adalah beban yang bekerja pada suatu struktur akibat dari pergerakan

    tanah yang disebabkan karena adanya gempa bumi (baik itu gempa tektonik atau

    vulkanik) yang mempengaruhi struktur tersebut. Gempa mengakibatkan beban pada

    struktur karena interaksi tanah dengan struktur dan karakteristik respons struktur.

    Jenis-jenis gempa bumi yang ada :

    1). Gempa bumi runtuhan disebabkan oleh keruntuhan yang terjadi baik di atas

    maupun di bawah permukaan tanah.

    2). Gempa bumi vulkanik disebabkan oleh kegiatan gunung berapi baik sebelum

    maupun saat meletusnya gunung berapi tersebut.

    3). Gempa bumi tektonik disebabkan oleh terjadinya pergeseran kulit bumi

    (litosfer) yang umumnya terjadi di daerah patahan kulit bumi.

    Gempa bumi yang paling banyak terjadi di Indonesia adalah gempa bumi tektonik,

    yang merupakan jenis gempa yang menimbulkan kerusakan paling luas.

  • Tugas Akhir II-2

    2.2 PENGARUH GEMPA TERHADAP STRUKTUR

    Suatu bangunan yang dirancang tahan terhadap beban gempa harus memenuhi tiga

    syarat di bawah ini :

    1. Gempa ringan adalah nilai beban gempa yang diturunkan dari faktor

    R= x f1. Struktur harus dapat berespons elastik tanpa mengalami

    kerusakan baik pada elemen struktural ( pelat, balok, kolom, dan fundasi

    struktur) dan elemen non struktural ( dinding bata, plafon dan lain-lain).

    2. Gempa sedang adalah nilai beban gempa yang diturunkan dari nilai

    daktilitas struktur ( ). Struktur bangunan boleh mengalami kerusakan

    ringan pada lokasi yang mudah diperbaiki yaitu pada ujung-ujung balok di

    muka kolom, yang disebut dengan istilah sendi plastis. Struktur pada tahap

    ini disebut tahap force yield yang merupakan parameter penting karena

    merupakan batas antara kondisi elastik ( tidak rusak ) dan kondisi plastik

    (rusak) tetapi tidak roboh atau disingkat sebagai batas antara beban gempa

    ringan dan gempa kuat.

    3. Gempa kuat adalah nilai beban gempa yang peluang dilampauinya dalam

    rentang masa layan gedung 50 tahun adalah 10 % atau nilai beban gempa

    yang perioda ulangnya 500 tahun. Risiko kerusakan harus dapat diterima

    tapi tanpa terjadi keruntuhan pada struktur. Jadi, kerusakan struktur pada

    saat gempa kuat terjadi harus didesain pada tempat-tempat tertentu

    sehingga mudah diperbaiki setelah gempa kuat terja