DINDING GESER 2

GEMPA GEMPA RENCANA RENCANA UNTUK UNTUK ANALISA RIWAYAT WAKTU WAKTU (Benjamin L umantarna, Ku rniawan Sut anto, And ri Zachari a)

GE MP A RE NCANA UNT UK ANALIS ANALIS A RI WA YAT W AKTU Benjamin Lumantarna Guru Besar Madya, Fakultas Teknik J urusa n Teknik Sipil, Sipil, Unive Universitas rsitas Kristen Petra K u r n i a w a n S u t a n t o , A n d r i Za Za c h a r i a Alumni, Fakultas Teknik Ju rusan Teknik Sipil Sipil,, Universitas Universitas Kristen Petra

ABSTRAK Belum adanya riwayat waktu gempa rencana yang disetujui untuk dipakai di Indonesia, menyebabkan dalam ana lisa lisa riwayat waktu h arus digunakan minimal minimal empat riwayat waktu gempa yang berbeda. berbeda. Hal ini menyebabkan kesulitan-kesulitan tersendiri dalam melakukan penelitian. Salah satu pemecahan yang dapat diambil adalah memodifikasi rekaman riwayat waktu gempa yan g sesungguhnya untuk menghasilkan suatu gempa rencana yang menghasilkan respons spek tra yang konsisten dengan respons spektra yang ditentukan dalam peraturan gempa. Penelitian Penelitian ini membandingkan gaya geser geser t ingkat yang diha silkan silkan oleh oleh gempa r encana yan g diperol diperoleh eh dar i rekaman gempa El-Centro 15 Mei 1940 N-S, Denpasar 1981, Pacoima 9 Februari 1971 S16E dan Parkfield 27 Ju ni 1966 N-E, terhadap envelope envelope gaya gaya geser tingkat ke empat gempa tersebut sesuai dengan perat ura n gempa. Untuk perbandingan perbandingan ini dipakai dipakai enam buah model model struktur sederhana dengan dengan bentuk denah yang teratur dan simetris, dengan jumlah lantai 5, 10,15, 20, 25 dan 30 lantai. Sedangkan untuk mendapatkan gempa rencana digunakan suatu program interaktif yang dinamakan RESMAT Dari evaluasi yang dilakukan terhadap ke enam model struktur tersebut dapat disimpulkan bahwa gempa rencana yang didapatkan dari modifikasi Gempa Pacoima 9 Februari 1971 S16E, menghasilkan pembagian gaya geser yang setara dengan envelope gaya geser tingkat dari ke empat gempa tersebut diatas.

Kata kunci : analisa riwayat waktu, accelerogram gempa gempa rencana, spectrum consistent time history.

ABSTRACT

In the absence of design earthquake accelerogram, to do time history analysis the Indonesian Seismic code code required required the use of of a m inim um of four earthqu earthqu ake accele accelerog rogram ram s. This procedure procedure gives gives som som e difficulty in researc research. h. One possibility possibility is to use a spectrum consistent consistent tim e history reco record rd in the analysis. Using an interactive program called RESMAT, four spectrum consistent time histories are created from, El-Centro, May 15, 1940 N-S, Denpasar 1981, Pacoima February 9, 1971 S16E and Parkfield June 27, 1966 N-E, earthquake records. The resulting time history records are applied to six (6) symmetrical buildin gs with five, ten, 15, 20, 25 and 30 story in a tim e history history analysis. The story story shears obtained obtained are th en com com pared wit h th e story shear envelope of th e four original original earth qua ke reco records rds as specified specified in the code. It is shown that spectrum consistent time history obtained from Pacoima, February 9, 1971 S16E, in all cases gives conservative story shears compared with the envelope of the four original earthquake records as specified specified by th e code

Keywods : tim e hostory hostory an alysis, design design earth qu ake acceleg accelegram ram , spectrum spectrum consistent consistent tim e history.

PENDAHULUAN C a t a t a n : Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1 Juni 1999. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan pada Dimensi Teknik Sipil volume 1 nomor 2 September 1999.

24

Didalam penelitian prilaku suatu struktur terhadap gempa diperlukan suatu gempa rencana yang dapat digunakan untuk melakukan analisa

Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan – Universitas Kristen Petra http://puslit.petra.ac.id/journals/civil/

DIMENSI TEKNIK SIPIL VOLUME 1, NO. NO. 1 MARET 1999 1999

respons riwayat waktu. Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung (peraturan gempa Indonesia)[1] tidak memberi-kan gempa rencana, tetapi untuk perencanaan, selama belum tersedia hasil pencatatan gempa setempat yang memuaskan yang dapat diguna-kan untuk mendapatkan pembagian gaya geser tingkat yang representatif, peraturan gempa Indonesia menentukan penggunaan minimal 4 (empat) riwayat waktu gempa yang berbeda. Gaya geser tingkat yang diperoleh dari ke empat rekaman gempa itu kemudian disesuaikan sehingga nilai gaya geser maksimum di tingkat dasar menjadi sama dengan 90 % gaya geser dasar yang didapatkan menurut cara pembebanan statik ekuivalen.

Centro 15 Mei 1940 N-S, Denpasar 1981, Pacoima 9 Februari 1971 S16E dan Parkfield 27 Juni 1966 NE. Gaya geser tingkat yang dihasilkan oleh gempa rencana ini terhadap 6 (enam) buah struktur sederhana dengan bentuk denah yang teratur dan simetris di wilayah gempa I, dengan jumlah lantai 5, 10,15, 20, 25 dan 30 lantai, dibandingkan dengan envelope gaya geser tingkat yang dihasilkan oleh ke empat gempa tersebut setelah disesuaikan dengan nilai gaya geser maksimum di tingkat dasar sesuai dengan peraturan gempa Indonesia.

Dalam makalah yang terdahulu [2,3] telah disampaikan suatu program interaktif, RESMAT, yang dapat digunakan untuk memodifikasi rekaman riwayat waktu gempa yang sesungguhnya sehingga menghasilkan suatu gempa rencana yang menghasilkan r espons espons spektr a yang konsisten dengan respons spektra yang telah ditentukan.

Rekaman gempa rencana yang dihasilkan oleh program RESMAT dengan memodifikasi gempa Pacoima 9 Februari 1971 S16E (gempa Pacoima modifikasi) beserta respons spektrum percepatannya ditunjukkan dalam gambar 1, sedangkan rekaman gempa Pacoima 9 Februari 1971 S16E yang asli beserta beserta respons respons spektr um percepatan percepatan -nya ditunjukkan ditunjukkan dalam gambar 2.

G E M P A R E N C AN A N A DA D AN R E S P O N S S P E K T R U M YA YA N G D I H A S I L K AN AN

Dalam penelitian ini dibuat 4 (empat) buah gempa rencana rencana dengan mengguna mengguna kan rekama n gempa ElGambar 1. Rekaman Gempa Pacoima Modifikasi beserta Respons Spektrumnya

Gambar 2: Rekaman Gempa Pacoima Pacoima 9 Februari 1971 S16E beserta Respon s Spektru mnya Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan – Universitas Kristen Petra http://puslit.petra.ac.id/journals/civil/

25


B A N G U N A N YA YA N G D I T I N J A U D AN AN H A SI S I L P E R H I T U N G AN AN Denah struktur berlantai 5 dan 10 serta denah struktur berlantai 15, 20, 25 dan 30 ditunjukkan dalam gambar 3. Ukuran balok, kolom dan dinding geser geser ditunjukka n dalam t abel 1. 1. Pada setiap struktur yang ditinjau dilakukan analisa riwayat waktu dengan pembebanan gempa yang sesungguhnya dan gempa rencana yang didapat dari modifikasi gempa yang bersangkutan. Dengan demikian setiap struktur yang ditinjau dibebani dengan 8 macam gempa, yaitu 4 gempa yang sebenarnya dan 4 gempa rencana. Perhitungan analisa riwayat waktu dilakukan dengan menggunakan program paket ETABS [4]. Gaya geser rencana diperoleh dari penjumlahan gaya inersia maksimum yang didapatkan untuk masing-masing lantai. Hasil perhitungan tipikal ditunjukkan dalam bentuk perbandingan gaya geser tingkat dalam gambar 4 sampai dengan gambar 9.

Centro 15 Mei 1940 N-S, Denpasar 1981, Pacoima 9 Februari 1971 S16E dan Parkfield 27 Juni 1966 NE. dan gempa rencana yang didapatkan dari modifikasi gempa-gempa ini setelah disesuaikan dengan nilai gaya geser maksimum di tingkat dasar sesuai dengan peraturan gempa Indonesia, beserta envelope dari keempat gaya geser tingkat yang terjadi untuk struktur berlantai 10. Gambar 6 menunjukkan perbandingan gaya geser tingkat yang terjadi akibat gempa rencana yang didapatkan dari modifikasi gempa-gempa tersebut diatas beserta en velope velope nya dibandingkan dengan envelope envelope dari gaya geser tingkat gempa yang sebenarnya. Gambar 7, 8 dan 9 adalah per-bandingan gaya geser tingkat gempa sebenarnya dengan gempa rencana untuk struktur belantai 30. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat dalam pustaka [5]. Tabel 2 menunjukkan faktor pengali yang diperlukan agar gaya geser dasar yang terjadi akibat gempa rencana sama dengan 90 % dari gaya geser dasar yang diperoleh dengan cara pembebanan statik ekuivalen.

Gambar 4 dan 5, berturut-turut menunjukkan gaya geser tingkat yang terjadi akibat gempa El-

Gambar 3. Denah Denah Strukt ur yang di tinjau

T a b e l 1 .: .: U k u r a n B a l o k , K o lo lo m d a n D i n d i n g G e s e r

Lantai Kolom Balok Induk Balok Anak Dinding Geser Periode

26

5 70x70 40x70 30x50 -0.85

10 100x100 40x70 30x50 -1.60

15 100x100 40x70 30x50 50 1.36

20 110x110 40x70 30x50 50 2.06

25 120x120 40x70 30x50 50 2.16

30 120x120 40x80 30x60 60 2.30



Gambar Gambar 4. Gaya Geser Geser Tingkat Struktur 10 Lantai akibat Beban Gempa Sesungguhnya

Gambar 5. Gaya Geser Tingkat Struktur 10 Lantai akibat Beban Gempa Rencana


27


Gambar 6. Gaya Geser Tingkat Struktur 10 Lantai Berserta Envelope nya Akibat Beban Gempa Rencana, Dibandingkan Dengan EnvelopeGaya EnvelopeGaya Geser Geser Tingkat Aki bat Beban Gempa Sesunggu Sesunggu hnya.

Gambar Gambar 7. Gaya Geser Geser Tingkat Struktur 30 Lantai akibat Beban Gempa Sesungguhnya

28



Gambar 8. Gaya Geser Tingkat Struktur 30 Lantai akibat Beban Gempa Rencana

Gambar 9. Gaya Geser Tingkat Struktur 30 Lantai Berserta Envelope nya Akibat Beban Gempa Rencana, Dibandingkan Dengan EnvelopeGaya EnvelopeGaya Geser Tingkat Akibat Beban Gempa Sesungguhnya. T a b e l 2 .: .: F a k t o r P e n g a l i Ga Ga y a G e s e r D a s a r

Tingkat Periode El-Centro Modifikasi. Denpasar Modifikasi Pacoima Modifikasi Parkfield Modifikasi

5 0.85 0.88 0.91 1.07 0.81

10 1.60 0.81 0.78 0.83 0.69

15 1.36 0.80 0.79 0.97 0.73

20 2.06 0.51 0.59 0.63 0.52

25 2.16 0.50 0.56 0.62 0.53

30 2.30 0.56 0.58 0.71 0.51


29


DISKUSI DAN KESIMP ULAN Pada umumnya gempa rencana yang digunakan menun jukkan hasil gaya gaya geser geser tingkat yang sangat mendekati envelope dari gaya geser tingkat yang didapatkan dari gempa yang sebenarnya, meskipun masih diperlukan faktor pengali untuk menyesuaikan gaya geser dasar. Hasil perbandingan gaya geser juga menunjuk-kan dari semua bangunan yang ditinjau, gempa rencana Pacoima Modifikasi merupakan envelope dari ke empat gempa rencana yang didapatk didapatk an dengan menggunakan program RESMAT (gambar 5 dan 8). Demikian pula terlihat bahwa gempa rencana Pacoima Modifikasi memberikan hasil yang selalu lebih besar dari envelope gaya geser tingkat yang terjadi akibat gempa sebenarnya (gambar 6 dan 9). 9).

3. Kesimpulan dalam butir pertama masih perlu diuji lebih lanjut dengan menggunakan struktu r yang tidak tidak sederhan sederhan a.

D AF AF T A R P U S T AK AK A 1.

Departemen Pekerjaan Umum. Pedoman Pere Perencanaan ncanaan Ketahanan Ketahanan Gempa Gempa Untuk Rum ah Lembaga dan Gedung 1983.Yayasan 1983. Yayasan Penyeledikan Masalah Bangunan, Jakarta, 1983.

2.

Lukito, Martin Angelo, Program Untuk Membuat Accelerogram Gempa Yang Disesuaikan Dengan Respon Spektrum Tertentu, Skripsi/Tugas Akhir no. 636.S, Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil,

Gambar Gambar 10. Rekaman Rekaman Gempa El Centro Modifi kasi. Meskipun gempa rencana El-Centro Modifikasi menunjukkan hasil gaya geser tingkat yang tidak terlalu berbeda jauh dengan gaya geser rencana yang lain, Rekaman gempa rencana yang diperoleh diperoleh dari modifikasi gempa El-Centro 15 Mei 1940 N-S (gambar 10.) menunjukkan perubahan percepatan gempa yang sangat ekstrim sehingga perlu diragukan validitasnya. Memperhatikan hasil perhitungan dan perbandingan bandingan yang ditunjukkan ditunjukkan , dapat disimpul disimpulkan: kan: 1. Untuk struktur yang ditinjau, gempa Pacoima Modifikasi menunjukkan kemung-kinan yang terbaik untuk dipakai sebagai gempa rencana di Indonesia. 2. Untuk lebih meyakinkan kesimpulan ini perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan melakukan modifikasi yang lebih teliti sehingga dapat diperoleh respons spektrum yang lebih sesuai dengan design spektrum yan g diberikan. diberikan.

30

3.

Universitas Kristen Petra, Surabaya, 1995. Lumantarna, Benjamin dan Martin Angelo Lukito, Resmat, An Interactive Program to Create Spectrum-Consistent Time History, History , Proceedings, HAKI International Conference, Jakarta, 1997

4 . H a b ib ib u ll ll a h , As h r a f, f, ETABS, Users Manual Version 6.13, Computers and Structures, Inc., Berkeley, California, USA, 1996. 5 . S u t a n t o, o, K u r n ia ia w a n , d a n A n d r i Za Za ch ch a r i a , Evalu asi “Gemp a Ren cana” yan g Dihasilk an Program RESMAT untuk Analisa Respons Riwayat Waktu , Skripsi/Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Petra, Surabaya, 1997.


DINDING GESER 2

Recommend Documents