Klasifikasi Gempa SNI
description
Transcript of Klasifikasi Gempa SNI
Klasifikasi Gempa SNI Gempa ringan: Gempa dengan P.E.60% dalam 50 th => gempa 50 tahun
Gempa rencana: Gempa dengan P.E.10% dalam 50 th => gempa 500 tahun
Gempa nominal: Gempa rencana yang menyebabkan leleh pertama yang
direduksi dengan f1
Umur layan gedung ditetapkan 50 tahun
Konsep Response Gedung terhadap Gempa
Kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang kali dan bolak balik akibat beban gempa diatas beban gempa yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama ,sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup,sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri,walaupun sudah berada di ambang keruntuhan.
Konsep Daktilitas SNI Gempa 2002
• 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;
• Daktail Penuh:• Suatu tingkat daktilitas struktur gedung yang nilainya 5,3 ;• Daktilitas Parsial:• Seluruh tingkat daktilitas struktur gedung dengan nilai faktor
daktilitas di antara1,0 (elatik penuh) dan 5,3 .
Response Bangunan Terhadap Gempa
• I = I1 I2 (1)
• 1,0 ≤ µ = δm / δy ≤ µm (2)
• Vy = Vc / µ (3)
• Vn = Vy / fI = Vc / R (4)
• fI = 1,6 (5)
• 1,6 ≤ R = µ fI ≤ Rm (6)
Nilai R utk berbagai nilai µ
diberikan di Tabel 2 Untuk gedung dengan sistem
struktur lebih dari 1
R = ∑ VS / (∑VS / RS) (7)
V0
Vm
Vy
Vn
ff2
f1
daktail
elastikV
µR
δn δy δm
δ
V
Fi
C1 = nilai faktor respon gempa, didapatdari spektrum respons gempa rencana
V = C1I Wt/ R
Dasar Pemahaman Respon Gedung terhadap GempaV0
Vm
Vy
Vn
f
0
R
δn δy δm
f1
• Nilai penting dalam penentuan
beban gempa disain V n adalah
C1 dan R;
• Respon spektra elastik nilai➱
R menentukan tingkat kerusakan
gedung pasca gempa.
Ve = C1 I Wt
Vn = Ve / R
Wilayah Gempa 5
C=0,90 T
(Tanah lunak )
C=0,50
T(Tanah sedang)
C=0,35
T
(tanah keras)
C1
C
T1
0,2 0,5 0,6 1,0 2,0 4,0
0,50
0,57
0,70
Spektrum Respons Gempa Rencana
Am
A0
Tc T
Ar / T
• Am = 2,5 A0
• Tc = 0,5 det, tanah keras
0,6 det, tanah sedang
1,0 tanah lunak
• T ≤ Tc ➪ C = Am
• T > Tc ➪ C = Ar / T
Dimana Ar = Am Tc
Secara konseptual, merupakan adaptasi dari UBC- 97
AA00 W1W1 W2W2 W3W3 W4W4 W5W5 W6W6
B dsrB dsr 0,030,03 0,100,10 0,150,15 0,200,20 0,250,25 0,300,30
TKTK 0,040,04 0,120,12 0,180,18 0,240,24 0,280,28 0,330,33
TSTS 0,050,05 0,150,15 0,230,23 0,280,28 0,320,32 0,360,36
TLTL 0,080,08 0,200,20 0,300,30 0,340,34 0,360,36 0,380,38
B Dsr = batuan dasar, TK= t keras, TS = t sedang , TL = t lunak
NILAI Ar
AArr
Soil TipeSoil Tipe Zone 1Zone 1 Zone 2Zone 2 Zone 3Zone 3 Zone 4Zone 4 Zone 5Zone 5 Zone 6Zone 6
Base RockBase Rock 0.030.03 0.100.10 0.150.15 0.200.20 0.250.25 0.300.30
Dense SoilDense Soil 0.050.05 0.150.15 0.230.23 0.300.30 0.350.35 0.420.42
Stiff SoilStiff Soil 0.0800.080 0.230.23 0.330.33 0.420.42 0.500.50 0.540.54
Soft SoilSoft Soil 0.200.20 0.500.50 0.750.75 0.850.85 0.900.90 0.950.95
SOIL PROFILE TYPES – SNI Gempa 2002
SOIL SOIL PROFIPROFI
LES LES TYPETYPE
SOIL PROFILE NAMESOIL PROFILE NAME
(GENERIC DESCRIPTION)(GENERIC DESCRIPTION)
AVERAGE SOIL PROPERTIES FOR AVERAGE SOIL PROPERTIES FOR TOP 30 M OF SOIL PROFILESTOP 30 M OF SOIL PROFILES
Shear wave Shear wave velocity velocity
(m/s)(m/s)
SPT NSPT N
(Cohesion(Cohesionles soil les soil layers)layers)
Undrained Undrained shear shear
strength strength (kpa)(kpa)
SSAA Hard RockHard Rock > 1,500> 1,500 Diasumsikan tidak ada di Diasumsikan tidak ada di IndonesiaIndonesia
SSBB RockRock 760 -1,500760 -1,500
SSCC Very Dense soil & soft Rock Very Dense soil & soft Rock (Tanah keras)(Tanah keras)
360 - 760 360 - 760
((≥350)≥350)
> 50> 50 100100
SSDD Stiff Soil ProfileStiff Soil Profile
(Tanah Sedang) (Tanah Sedang)
180 - 360180 - 360
(175 - 350)(175 - 350)
15 - 5015 - 50 50 – 10050 – 100
SSEE Soft Soil Profile Soft Soil Profile
(Tanah Lunak)(Tanah Lunak)
< 180< 180
(<175)(<175)
<15<15 <50<50
SSFF Soil requiring site-spesific evaluationSoil requiring site-spesific evaluation
(Tanah Khusus)(Tanah Khusus)
Definisi Lain untuk Tanah Lunak
• Setiap profil tanah lunak setebal > 3 m dng PI >20, Wn ≥ 40% dan Su < 25 kPa
Perbandingan Beban Gempa SNI 1989 dan SNI 2002
0,5 1,0 2,0 3,0
0,0450,035
µµ TKTK TLTL
DaktailDaktail 44 0,0550,055 0,090,09
ElastikElastik 11 0,220,22 0,360,36
SNI Gempa 1989
SNI gempa 2002, Elastik:
TT TKTK TSTS TLTL
0,20,2 0,700,70 0,830,83 0,900,90
1,01,0 0,350,35 0,500,50 0,900,90
0,09
0,07
Wilayah Gempa 5
C= (Tanah lunak)
0,90
TC= (Tanah sedang)
0,50
T
C= (Tanah keras)0,25
T
CC
0 0,2 0,5 3,00,6 1,0 2,0
0,70
0,83
0,90
Utk T0 = 1,0 percepatan :➱
0,260,320,36
Zona 2
Waktu Getar Alami Str.Portal Gedung (T)
T = 0,0853 H3/4 untuk SRPM bajaT = 0,0731 H3/4 untuk SRPM beton atau SRBE T = 0,0488 H3/4 untuk Sistem struktur lain H = Tinggi stuktur gedung (m)
Approksimasi Perioda Struktur Ta(ASCE 7-05)
Fundamental Period : Ta = Cthn
TABLE 12.8-2 VALUES OF APPROXIMATE PERIOD
PARAMETERS C1 AND X
Struktur TypeStruktur Type CCtt xx
Moment-resisting frame system in Moment-resisting frame system in which the frames resist 100% of the which the frames resist 100% of the required seismic force and are not required seismic force and are not enclosed or adjoined by components enclosed or adjoined by components that are more rigid and will prevent the that are more rigid and will prevent the frames from deflecting where frames from deflecting where subjected to seismic forces.subjected to seismic forces.
Steel moment resisting framesSteel moment resisting frames 0.0280.028
(0,0724)”(0,0724)”0.80.8
Concrete moment resisting framesConcrete moment resisting frames 0,0160,016
(0,0466)”(0,0466)”0.90.9
Precentrically braced steel frames Precentrically braced steel frames 0,030,03
(0,0731)”(0,0731)”0.750.75
All other structural systemAll other structural system 0.020.02
(0.0488)(0.0488)
0.750.75
Untuk gedung dengan jumlah lantai kurang dari Untuk gedung dengan jumlah lantai kurang dari 12 lantai, alternatif perhitungan perioda:12 lantai, alternatif perhitungan perioda:
Untuk Sistem Rangka Pemikul Momen :
Ta = 0,1 N N = Jumlah Lantai
Untuk Sistem Dinding Geser :
Ta = 0,0019 ha
Cu
CW = 100 ∑ ( ha )2
AB
X
i=1 hi
Ai
1+0,83 ( )2hi
Di[ ]Where
AB = area of base of structure, ft2
AI = web area of shear wall “ i “ in ft2
Di = length of shear wall “ I “ in ft
Hi = height of shear wall “ I “ in ft
x = number of shear walls in the building effective in
resisting lateral forces in the direction under consideration
* Metric equivalent are shown in parentheses
x
Kontrol nilai T1 Gedung T1 waktu getar alami➱ fundamental struktur gedung beraturan rumus Raylengh :➱
n
∑ Wi di
2
i=1
ri = 6,3 n
g ∑ Fi di
i=1
W1 = berat lantai tingkat i Fi = Beban gempa nominal statik ekivalen yang bekerja di pusat massa lantai tingkat I; di = Simpangan horizontal lantai tingkat I; G = Percepatan gravitasi = 9,8 m/d2.
Bila T1 dihitung dengan cara
lain, (rumus empirik atau
analisis viorasi bebas 3D).
nilainya tidak boleh
menyimpang lebih
dari 20% dari hasil di atas
Penentuan Beban Geser Dasar• Beban Geser Dasar
Nominal statik ekivalen V:
V = C1 I Wt
R
• Wt = berat total gedung, termasuk beban hidup yang sesuai
Apabila rasio tinggi struktur dan ukuran denah dalam arah pembebanan gempa ≥ 3, maka 0,1V harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yang bekerja pada pusat massa lantai paling atas. Sisanya dibagi sesuai Fi
• Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur menjadi beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang bekerja pada pusat massa lantai tingkat i:
F i = Wi zi V
n
∑ Wi Zi
i
Zi = ketinggian lantai I diukur dari taraf penjepitan struktur atas.
Faktor Keutamaan I → I = I1 I2
Kategori GedungKategori Gedung Faktor KeutamaanFaktor KeutamaanII11 II22 II
Gedung umum,hunian,perniagaan, perkantoranGedung umum,hunian,perniagaan, perkantoran 1,01,0 1,01,0 1,01,0Monumen dan bangunan monumentalMonumen dan bangunan monumental 1,01,0 1,61,6 1,61,6Gedung penting pasca gempa, rumah sakit, instalasi Gedung penting pasca gempa, rumah sakit, instalasi air, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dlm air, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dlm keadaan darurat, fasilitas radio dan televisikeadaan darurat, fasilitas radio dan televisi
1,41,4 1,01,0 1,41,4
Gedung penyimpanan bahan berbahaya, gas, produk Gedung penyimpanan bahan berbahaya, gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracunminyak bumi, asam, bahan beracun 1,61,6 1,01,0 1,61,6Cerobong, tangki di atas menaraCerobong, tangki di atas menara 1,51,5 1,01,0 1,51,5
I1 = utk peyesuaian perioda ulang gempa berkait dengan penyesuaian probabilitas terjadinya
gempa selama umur gedung ;
I2 = utk penyesuaian perioda ulang gempa berkait dengan penyesuaian umur gedung
Parameter Response StrukturTaraf kinerja Taraf kinerja
strukturstruktur µµ RR
Pers.(6)Pers.(6)
ff22
Pers.(37)Pers.(37)
ffPers.(39)Pers.(39)
Elastik penuhElastik penuh 1,01,0 1,61,6 1,001,00 1,61,6
Daktail parsialDaktail parsial
1,51,5
2,02,0
2,52,5
3,03,0
3,53,5
4,04,0
4.54.5
5,05,0
2,42,4
3,23,2
4,04,0
4.84.8
5,65,6
6,46,4
7,27,2
8,08,0
1,091,09
1,171,17
1,261,26
1,351,35
1,441,44
1,511,51
1,611,61
1,701,70
1,71,7
1,91,9
2,02,0
2,22,2
2,32,3
2,42,4
2,62,6
2,72,7
Daktail penuhDaktail penuh 5,35,3 8,58,5 1,751,75 2,82,8
Sistem dan sub sistem gedungSistem dan sub sistem gedung Uraian sistem pemikul beban gempaUraian sistem pemikul beban gempa
µµmm RRmm ff1. Sistem dinding 1. Sistem dinding
penumpu penumpu
(sistem struktur yang tidak memiliki (sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi Beban lateral semua beban gravitasi Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka dipikul dinding geser atau rangka bresing)bresing)
1. Dinding geser beton bertulang1. Dinding geser beton bertulang 2,72,7 4,54,5 2,82,8
2. Dinding penumpu dengan rangka baja ringan dan bresing 2. Dinding penumpu dengan rangka baja ringan dan bresing tariktarik
1,81,8 2,82,8 2,22,2
3. Rangka bresing dimana bresingnya memikul beban 3. Rangka bresing dimana bresingnya memikul beban gravitasigravitasi
a . Bajaa . Baja 2,82,8 4,44,4 2,22,2
b . Beton bertulang (tidak untuk wilayaWilayah 5 & 6b . Beton bertulang (tidak untuk wilayaWilayah 5 & 6 1,81,8 2,82,8 2,22,2
2. Sistem rangka gedung 2. Sistem rangka gedung
(Sistem struktur yang pada dasarnya (Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap.gravitasi secara lengkap.
Beban lateral dipikul dinding geser Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing)atau rangka bresing)
1 . Rangka bresing eksentris baja (RBE)1 . Rangka bresing eksentris baja (RBE) 4,34,3 7,07,0 2,82,8
2 . Dinding geser beton bertulang2 . Dinding geser beton bertulang 3,33,3 5,55,5 2,82,8
3 . Rangka bresing biasa3 . Rangka bresing biasa
a . Bajaa . Baja 3,63,6 5,65,6 2,22,2
b . Beton bertulang (tidak untuk wilayaWilayah 5 & 6b . Beton bertulang (tidak untuk wilayaWilayah 5 & 6 3,63,6 5,65,6 2,22,2
4 . Rangka bresing konsentrik khusus 4 . Rangka bresing konsentrik khusus
a . Bajaa . Baja 4,14,1 6,46,4 2,22,2
5 . Dinding geser beton bertulang berangkai daktail5 . Dinding geser beton bertulang berangkai daktail 4,04,0 6,56,5 2,82,8
6 . Dinding geser beton bertulang kantilever daktail penuh6 . Dinding geser beton bertulang kantilever daktail penuh 3,63,6 6,06,0 2,82,8
7 . Dinding geser beton bertulang kantilever daktail parsial7 . Dinding geser beton bertulang kantilever daktail parsial 3,33,3 5,55,5 2,82,8
3 . Sistem rangka pemikul 3 . Sistem rangka pemikul momenmomen
( Sistem struktur yang pada ( Sistem struktur yang pada dasarnya memikul rangka ruang dasarnya memikul rangka ruang pemikul beban gravitasi secara pemikul beban gravitasi secara lengkap.lengkap.
Beban lateral dipikul rangka Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur )mekanisme lentur )
1 . Rangka pemikul momen khusus ( SRPMK )1 . Rangka pemikul momen khusus ( SRPMK )
a . Bajaa . Baja 5 , 25 , 2 8 , 58 , 5 2 , 82 , 8
b . Beton bertulangb . Beton bertulang 5 , 25 , 2 8 , 58 , 5 2 , 82 , 8
2 . Rangka pemikul momen menengah beton ( SRPMM )2 . Rangka pemikul momen menengah beton ( SRPMM ) 3 , 33 , 3 5 , 55 , 5 2 , 82 , 8
3 . Rangka pemikul momen biasa ( SRPMB )3 . Rangka pemikul momen biasa ( SRPMB )
a . Bajaa . Baja 2 , 72 , 7 4 , 54 , 5 2 , 82 , 8
b . Beton bertulangb . Beton bertulang 2 , 12 , 1 3 , 53 , 5 2 , 82 , 8
4 . Rangka batang baja pemikul momen khusus ( SRBPMK )4 . Rangka batang baja pemikul momen khusus ( SRBPMK ) 4 , 04 , 0 6 , 56 , 5 2 , 82 , 8
4 . Sistem ganda4 . Sistem ganda
( Terdiri dari : 1) rangka ruang ( Terdiri dari : 1) rangka ruang yang memikul seluruh beban yang memikul seluruh beban gravitasi ; 2) pemikul beban lateral gravitasi ; 2) pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul bresing dengan rangka pemikul momen.momen.
Rangka pemikul momen harus Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh kurangnya 25% dari seluruh beban lateral. 3) Kedua sistem beban lateral. 3) Kedua sistem harus direncanakan untuk harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan seluruh beban lateral dengan mempertahankan interaksi sistem mempertahankan interaksi sistem ganda )ganda )
1 . Dinding geser1 . Dinding geser
a . Beton bertulang dengan SRPMK beton bertulanga . Beton bertulang dengan SRPMK beton bertulang 5 , 25 , 2 8 , 58 , 5 2 , 82 , 8
b . Beton bertulang dengan SRPMB bajab . Beton bertulang dengan SRPMB baja 2 , 62 , 6 4 , 24 , 2 2 , 82 , 8
C . Beton bertulang dengan SRPMM beton bertulangC . Beton bertulang dengan SRPMM beton bertulang 4 , 04 , 0 6 , 56 , 5 2 , 82 , 8
2 . RBE baja2 . RBE baja
a . Dengan SRPMK bajaa . Dengan SRPMK baja 5 , 25 , 2 8 , 58 , 5 2 , 82 , 8
b . Dengan SRPMB bajab . Dengan SRPMB baja 2 , 62 , 6 4 , 24 , 2 2 , 82 , 8
3 . Rangka bresing biasa3 . Rangka bresing biasa
a . Baja dengan SRPMK bajaa . Baja dengan SRPMK baja 4 , 04 , 0 6 , 56 , 5 2 , 82 , 8
b . Baja dengan SRPMB bajab . Baja dengan SRPMB baja 2 , 62 , 6 4 , 24 , 2 2 , 82 , 8
c . Beton bertulang dengan SRPMK beton bertulang c . Beton bertulang dengan SRPMK beton bertulang
( tidak untuk wilayah 5 & 6) ( tidak untuk wilayah 5 & 6)
4 , 04 , 0 6 , 56 , 5 2 , 82 , 8
d . Beton bertulang dengan SRPMM beton bertulang d . Beton bertulang dengan SRPMM beton bertulang
( tidak untuk wilayah 5 & 6 )( tidak untuk wilayah 5 & 6 )
2 , 62 , 6 4 , 24 , 2 2 , 82 , 8
4 . Rangka bresing konsentrik khusus4 . Rangka bresing konsentrik khusus
a . Baja dengan SRPMK bajaa . Baja dengan SRPMK baja 4 , 64 , 6 7 , 57 , 5 2 , 82 , 8
b . Baja dengan SRPMB bajab . Baja dengan SRPMB baja 2 , 62 , 6 4 , 24 , 2 2 , 82 , 8
5 . Sistem struktur 5 . Sistem struktur gedung kolom gedung kolom kantilever ( sistem kantilever ( sistem struktur yang struktur yang memanfaatkan kolom memanfaatkan kolom kantilever untuk kantilever untuk memikul beban lateral )memikul beban lateral )
Sistem struktur kolom kantileverSistem struktur kolom kantilever 1,41,4 2,22,2 22
6 . Sistem interaksi 6 . Sistem interaksi dinding geser dengan dinding geser dengan rangkarangka
Beton bertulang biasa ( tidak untuk wilayah 3,4,5 & 6 )Beton bertulang biasa ( tidak untuk wilayah 3,4,5 & 6 ) 3,43,4 5,55,5 2,82,8
7. Subsistem tunggal7. Subsistem tunggal
( Subsistem struktur ( Subsistem struktur bidang yang bidang yang membentuk struktur membentuk struktur gedung secara gedung secara keseluruhan )keseluruhan )
1 . Rangka terbuka baja1 . Rangka terbuka baja 5,25,2 8,58,5 2,82,8
2 . Rangka terbuka beton bertulang2 . Rangka terbuka beton bertulang 5,25,2 8,58,5 2, 82, 8
3 . Rangka terbuka beton bertulang dengan balok 3 . Rangka terbuka beton bertulang dengan balok betonbeton
pratekan ( bergantung pada indeks baja total )pratekan ( bergantung pada indeks baja total )
3,33,3 5,55,5 2,82,8
4 . Dinding geser beton bertulang berangkai daktail 4 . Dinding geser beton bertulang berangkai daktail
penuhpenuh
4,04,0 6,56,5 2,82,8
5 . Dinding geser beton bertulang kantilever daktail5 . Dinding geser beton bertulang kantilever daktail
parsialparsial
3,33,3 5,55,5 2,82,8
Batas Nilai T T1 < ξ n (25)
Dimana koefisien ξ ditetapkan menurut Tabel 8.
Tabel 8 Koefisien ξ yang membatasi waktu getar alami Fundamental struktur gedung
Wilayah GempaWilayah Gempa ξξ11
22
33
44
55
6 6
0,200,20
0,190,19
0,180,18
0,170,17
0,160,16
0,15 0,15
Momen Inersia Efektif(Hanya untuk perhitungan gaya dalam dan deformasi dan bukan untuk penentuan level beban gempa) 5.5 Kekakuan Struktur 5.5.1 Dalam perencanaan struktur gedung terhadap pengaruh Gempa Rencana.Pengaruh perletakan beton pada unsur-unsur struktur pada beton bertulang.Beton pratekan dan baja kompositharus diperhitungkan terhadap kekakuannya. Untuk itu momen inersia penampang unsur struktur dapat ditentukan sebesar momen inersia penampang untuk dikalikan dengan suatu persentaseefektifitas penampang sebagai berikut :
- Untuk kolom dan balok rangka brton bertulang terbuka : 75%- Untuk dinding geser beton bertulang kantilever : 60%
- Untuk dinding geser beton bertulang - Komponen dinding yang mengalami tarikan aksial : 50%- Komponen dinding yang mengalami tekanan aksial : 80%- Komponen balok perangkai dengan tulangan diagonal : 40%
- Komponen balok perangkai dengan tulangan memanjang : 20%
Efek P-Delta
Efek P-Delta adalah pengaruh geometri terhadap respon stuktur akibat gaya normal tekan. Efek ini diperhatikan bila inter-storey drift melebihi 0,02 h/R dimana h tinggi antar lantai dan R faktor reduksi gempa kuat akibat beban gempa V saja
Perpindahan Maksimum Antar Lantai ∆s
Perpindahan maksimum lantai = 0,7RXi, dimana Xi perpindahan lantai Selisih perpindahan antar lantai adalah ∆s ∆s maksimum 0,02Hi dimana Hi adalah tinggi lantai yang ditinjau Beban yang ditinjau dalam perhitungan perpindahan adalah kombinasi beban LRFD.
Eksentrisitas Struktur 5.4.3 Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus
ditinjau suatu eksentrisitas rencana ed. Apabila ukuran horisontal terbesar denah struktur gedung pada lantai tingkat itu, diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa, dinyatakan dengan b, maka eksentrisitas rencana ed harus ditentukan sebagai berikut :
- untuk 0 < e ≤ 0.3b :
ed = 1,5e + 0,05b (21)
atau
ed = e – 0,05b (22)
Eksentrisitas Struktur
- untuk e > 0,3b :
ed = 1,33e + 0,1b (23)
atau
ed = 1,17e – 0,1b (24)
Gempa Vertikal
Cv = ψ A0 I
Wilayah gempaWilayah gempa ψψ
11
2 2
33
44
55
6 6
0,50,5
0,50,5
0,50,5
0,60,6
0,70,7
0,80,8
Struktur Atas & Struktur Bawah
- Struktur atas suatu gedung adalah seluruh bagian struktur gedung yang berada diatas permukaan tanah - Struktur bawah adalah seluruh bagian struktur gedung yang berada dibawah muka tanah => struktur basement dan /atau struktur pondasinya. - Bila tidak dilakukan analisis interaksi tanah-struktur, struktur atas dan struktur bawah dapat dianalisis terhadap pengaruh Gempa Rencana secara terpisah, dimana struktur atas dapat dianggap terjepit lateral pada taraf lantai dasar. - Selanjutnya struktur bawah dapat dianggap sebagai struktur tersendiri
yang berada didalam tanah yang dibebani oleh kombinasi beban yang dibebani oleh struktur atas, beban gempa yang berasal dari gaya inersia sendiri dan beban gempa yang berasal dari tanah sekelilingnya. - Pada gedung tanpa besmen, taraf penjepitan struktur atas dapat dianggap terjadi pada bidang tapak pondasi langsung, bidang telapak pondasi rakit dan bidang atas kepala (poer) pondasi tiang.
Lanjutan . . . .• Apabila penjepitan tidak sempurna dari struktur atas gedung
pada struktur bawah diperitungkan terhadap,maka struktur atas gedung tersebut harus dipehitungkan terhadap pengaruh deformasi lateral maupun rotasional dari struktur bawahnya.
• Dalam perencanaan struktur atas dan struktur bawah suatu gedung terhadap pengaruh Gempa Rencana, struktur bawah tidak boleh gagal lebih dahulu dari struktur atas. => respon struktur bawah harus elastis penuh, tidak tergantung pada tingkat daktilitas yang dimiliki struktur atas.
Pengaruh Gempa pada Struktur Bawah
• Pembebanan dari struktur atas Struktur bawah tidak boleh gagal lebih dulu dari struktur atas; Struktur bawah harus dapat memikul beban gempa maksimum Vm
=> Vm = f2 Vy f2 = 0,83 + 0,17µ V = f Vn
Pembebanan dari Gaya Inersia Adanya interaksi tanah-struktur, terjadi interaksi kinematik dan
inersia => lantai basmen mengalami percepatan dan mengalami gaya inersia sendiri:
Fb = 0,10 A0 I Wb
Kombinasi Beban
1) Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan U = 1,4 D (4) Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup
L, dan juga beban atap A atau beban hujan R, paling tidak harus sama dengan
U = 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R) (5)
Kombinasi Beban
3) Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai :
U = 1,2D + 1,0L ± 1,0E (8)
4) Faktor beban untuk L boleh direduksi menjadi 0,5 kecuali untuk ruangan garasi, ruangan pertemuan, dan semua ruangan yang beban hidup L-nya lebih besar dari pada 500 kg/m2
atau
U = 0,9D ± 1,0E (9)
Persyaratan Bangunan Tahan Gempa
• Sistem struktur yang digunakan pada suatu daerah harus sesuai dengan tingkat kerawanannya terhadap gempa
• Aspek kontinuitas dan integritas struktur bangunan perlu diperhatikan
• Material yang digunakan harus memenuhi persyaratan
• Kualitas pengerjaan harus sesuai kaidah yang berlaku
KETENTUAN UNTUK PERENCANAAN TAHAN GEMPA Penyesuaian aturan detailing dengan adanya rancangan peraturan gempa
yang baru yang mengacu pada USB. Aturan detailing dibedakan berdasarkan tingkat kerawanan tergadap
gempa. Sistem struktur dasar dibedakan atas: Sistem rangka pemikul momen (SRPMB,SRPMM,SRPMT & SRPMK) Sistem rangka batang pemikul momen (SRBPM) Sistem rangka bresing konsentrik (SRBK) Sistem rangka bresing eksentrik (SRBE) Sistem dinding struktural (SDSB & SDSK)
Aturan detailing dapat mengacu pada SNI 2847 dan SNI 1729
Korelasi Terminologi Kegempaan dalam Beberapa Aturan yang Ada
Code, standard, Code, standard, or or
Resource Resource document and document and
editionedition
Level of seismic risk or assigned seismic Level of seismic risk or assigned seismic performance or design categories as defined in performance or design categories as defined in
the code the code sectionsection
LowLow Moderate/Moderate/
IntermediateIntermediate
HighHigh
Uniform Building Uniform Building Code1991, 1994, Code1991, 1994,
19971997
Seismic Zone Seismic Zone 0, 10, 1
Seismic Zone 2Seismic Zone 2 Seismic Seismic Zone 3,4Zone 3,4
SNI 1726SNI 1726 Seismic Zone Seismic Zone 1, 21, 2
Seismic Zone 3, 4Seismic Zone 3, 4 Seismic Seismic Zone 5,6Zone 5,6
Struktur Penahan Beban Gempa
• Semua unsur struktur gedung, termasuk subsistemnya, harus diperhitungkan memikul pengaruh gemparencana;
• Pengabaian oleh salah satu atau lebih kolom atau subsistem struktur gedung hanya diperkenankan bila partisipasi pemikulan pengaruh gempanya kurang dari 10% =>
۰ Unsur atau subsistem tsb harus direncanakan terhadap simpangan sistem struktur gedung dengan perilaku elastik penuh• Dalam sistem struktur yang terdiri dari kombinasi dinding-dinding geser
dan rangka-rangka terbuka, beban geser dasar nominal yang dipikul rangka terbuka tidak boleh kurang dari 25% dari beban geser nominal total yang bekerja dalam arah kerja beban gempa yang ditinjau.
Jenis Analisis Struktur
• Static Push Over Analysis• Analisis Beban Gempa Statik Ekivalen - Struktur Gedung Beraturan - Struktur gedung tidak beraturan• Analisis Ragam Spektrum Respons• Analisis Respon Dinamik Riwayat Waktu Linear• Analisis Respon Dinamik Riwayat Waktu Non-Linear
Statik Push Over Analysis (S.P.O.A)• Cara analisis statik dua atau tiga dimensi, linear dan non-linear, dimana
pengaruh Gempa Rencana terhadap struktur gedung dianggap sebagai beban-beban statik yang menangkap pada pusat massa masing-masing lantai, yang nilainya ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan yang menyebabkan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur gedung, kemudian dengan meningkatkan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk elasto-plastis yang besar sampai mencapai kondisi diambang keruntuhan;
• Keuntungan cara ini => dapat dimanfaatkan untuk mendapatkan informasi mengenai tingkat daktilitas perlu dari tiap komponen struktur gedung, khususnya bila dikaitkan dengan target performance gedung dalam analisis yang didasarkan pada performance based earthquake design concept.
Analisis Statik Ekifalen
• Suatu cara analisis 3 dimensi dimensi linear dengan meninjau beban-beban ekifalen;
• Karena sifat struktur gedung beraturan yang praktis berperilaku sebagai struktur 2 dimensi, respon dinamiknya praktis hanya ditentukan oleh respon ragam pertama dan dapat ditampilkan sebagai akibat dari beban gempa statik ekivalen.
Analisis Statik Ekivalen pada Gedung Tidak Beraturan
• Beban gempa statik ekivalen didapat dari penjabaran gaya geser tingkat maksimum dinamik sepanjang tinggi struktur yang diperoleh dari analisis respon dinamik elastik linear 3 dimensi;
Analisis Ragam Spektrum Respons
• Reson dinamik struktur 3 dimensi yang berperilaku elastik penuh ditentukan dengan metoda analisis dimana respons dinamik total gedung didapat sebagai superposisi dari respons dinamik maksimum masing-masing ragam yang didapat melalui spektrum respons Gempa Rencana;
• Penjumlahan respons ragam untuk gedung tidak beraturan yang memiliki waktu getar alami yang berdekatan harus dilakukan dengan cara CQC;
• Bila waktu getar alaminya berjauhan penjumlahan respons dapat dilakukan dengan cara SRSS;
• Waktu getar alami yang selisihnya kurang dari 15% dianggap berdekatan;• Untuk memenuhi persyaratan V minimum, dimana perlu gaya geser
tingkat nominal sepanjang tinggi gedung dapat dikalikan dengan Faktor Skala:
• Faktor Skala = 0,8V1/ V1 ≥1
Analisis Respons Dinamik Riwayat Waktu Linear dan Non-Linear
• Linear : Riwayat waktu respons dinamik strutur gedung 3 dimensi elastik penuh akibat gempa rencana pada taraf pembebanan gempa nominal sebagai data masukan, dimana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metoda integrasi langsung atau dapat juga melalui metoda analisis ragam;
• Non-Linear: Riwayat waktu respons dinamik struktur gedung 3 dimensi berperilaku elastik penuh (linear) maupun elasto-plastis (non-linear) terhadap gempa rencana sebagai data masukan dimana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung degan metoda integrasi langsung.
Data Akselerogram Disain• Untuk analisis respons dinamik riwayat waktu;• Percepatan muka tanah asli dari gempa masukan harus diskalakan ke taraf
pembebanan gempa nominal:• A = A0 I / R• Akselerogram gempa masukan yang ditinjau dalam analisis respons dinamik
harus diambil dari rekaman gerakan tanah akibat gempa yang didapat di suatu lokasi yang mirip kondisi geologi, topografi, dan seismotektoniknya dengan lokasi tempat struktur gedung berbeda;
• Minimal pakai 4 buah akselerogram dari 4 gempa berbeda, salah satunya harus akselerogram gempa EI Centro N-S 14 Mei 1940;
• Karena tidak akuratnya perkiraan gerakan tanah akibat gempa pada suatu lokasi, masukan yang digunakan dapat juga menggunakan gerakan tanah yang disimulasi.
Kinerja Struktur Gedung• Kinerja Batas Layan: - Ditentukan oleh simpangan antar tingkat akibat gempa rencana,=> untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan, disamping untuk mencegah kerusakan non-struktur dan ketidaknyamanan penghuni; - Dalam segala hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur gedung <0,03/R kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, diambil yang terkecil.
• Kinerja Batas Ultimit - Ditentukan oleh simpangan dan simpangan antar-tingkat struktur gedung akibat gempa rencana dalam kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan; - Dihitung dari respon struktur akibat gempa nominal dan dikalikan dengan ξ,dimana: - Struktur gedung beraturan: ξ= 0,7R - Struktur tidak beraturan: ξ= 0,7R/ Faktor Skala• Dalam segala hal simpangan antar-tingkat ≤ 0,02 x tinggi tingkat.
Jarak Pemisah Gedung
• Jarak pemisah antar gedung minimal sama dengan jumlah simpangan maksimum masing-masing gedung;
• Dalam segala hal ≥0,025 x tinggi diukur dari taraf penjepitan;
• Untuk dua gedung yang tidak direncanakan untuk bekerja sama, lebar sela pemisah (delatasi) ≥ 75 mm.
Usual Classification of Diaphragms: Flexible Rigid
a.) Examples : Untopped Precast Concrete Precast Concret with
Steel Deck Conc. Slab on Steel Deck Plywood Cast-in-place Concrete
b.) Force Distribution: Tribulari Areas Rigidity of Lateral Elements
3. Test for Classification: ∆D > 2* Story Drift ∆D < 2 * Story Drift
∆D < Permissible ∆D< Permissblea.) Examples: Conc.or Masonry Shear Walls Conct. Slab
or Topping &
Steel Rigid Framesb.)Test Required: Wood Diaphragms & Shear Walls Conc.Slab
& Steel Bracing Conc. Slab
& Conc. Or Masonry
Shear Walls
Persyaratan Diafragma Kaku
DIAGRAM DEFORMATION, a
STORY DISPLACEMENT, b
forc
e
IF a IS GREATER THAN 2b, THE DIAPHRAGM IS CONSIDERED FLEKSIBLE.