Teknik Gempa - Bab 1 Pendahuluan

TEKNIK GEMPA

1.1

BAB 1 - PENDAHULUAN

Struktur

1.1.1 Definisi Struktur Struktur adalah suatu himpunan atau susunan dari berbagai elemen-elemen material yang dirangkai menjadi suatu kesatuan dengan tujuan untuk menyalurkan atau meneruskan beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut secara aman ke tanah.

1.1.2 Sistem Struktur Secara umum kita mengenal, banyak bentuk dan sistim struktur yang ada, seperti struktur jembatan, gedung, bendungan dan lain sebagainya, sebagainya, pada dasarnya penamaan dari struktur di atas didasarkan pada fungsi sistem ini pada saat menerima beban luar yang bekerja. Dalam kajian mengenai analisis struktur, struktur dibedakan menjadi dua kategori sistem struktur dasar yaitu : 1. Sistem struktur kerangka Sistem struktur kerangka atau portal adalah sistem struktur yang terdiri atas rakitan elemenelemen struktur vertikal dan horisontal seperti kolom (column) dan (column) dan balok (beam) yang bersifat kaku sempurna dengan ukuran penampang elemen baik lebar dan tinggi adalah lebih kecil apabila dibandingkan dengan ukuran bentang yang ada. Komponen struktur portal pada dasarnya dapat disusun dari beton bertulang, baja struktur dan kayu. 2. Sistem struktur kontinum Sistem struktur kontinum adalah sistem struktur yang tidak dapat dibedakan dimensi unsur elemennya dimana lebar elemen sama dengan panjang bentang seperti pelat (plate), (plate), cangkang (shell) dan (shell) dan lain sebagainya.

1.2

Jenis-jenis Struktur

1.2.1 Analisa Keseimbangan Gaya Berdasarkan analisa penyelesaian persamaan keseimbangan gaya, jenis struktur dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : HENCE MICHAEL WUATEN 1

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

1. Struktur statis tertentu (determinate (determinate structures) Struktur-struktur yang keseimbangan gayanya dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan keseimbangan statis. 2. Struktur statis tak tentu (indeterminate (indeterminate structures) Struktur-struktur yang keseimbangan gayanya tidak dapat diselesaikan hanya dengan berdasarkan pada persamaan keseimbangan statis.

1.2.2 Fungsi Struktur Berdasarkan fungsi dan kegunaan struktur, struktur dapat dibedakan menjadi beberapa bagian sebagai berikut : 1. Struktur Gedung Struktur gedung (building) adalah (building) adalah gabungan dari beberapa elemen struktur seperti, pondasi, kolom, balok, pelat atau cangkang yang biasanya digunakan untuk keperluan kantor, hunian, pertokoan, gudang, rumah sakit dan lain sebagainya. Struktur gedung pada dasarnya dibuat dengan material beton bertulang, baja, dan kayu dengan desain arsitektur yang memukau.

Gambar 1.1 Contoh struktur gedung kantor

(Sumber : www.architec www.architectureanddesign.com.au) tureanddesign.com.au)

HENCE MICHAEL WUATEN 2

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

Gambar 1.2 Contoh struktur gedung apartemen

(Sumber : www.demo.crystaltec.com.au)

2. Struktur Jembatan Struktur jembatan (bridge) adalah struktur yang berfungsi sebagai sarana penghubung transportasi dari satu tempat ke tempat yang lain yang disebabkan oleh adanya perbedaan kondisi topografi. Pada umumnya struktur jembatan terbuat dari komposisi material beton bertulang, beton prategang, beton pracetak, baja, kayu dan bambu yang dirangkai dalam berbagai bentuk, seperti jembatan kabel (cable stayed bridge), jembatan gantung (suspension bridge), jembatan rangka baja, jembatan kayu dan lain sebagainya.

Gambar 1.3 Contoh struktur jembatan kabel

(Sumber : www.estatetimesnigeria.com)


TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

Gambar 1.4 Contoh struktur jembatan pelengkung baja

(Sumber : www.assemblies.org.uk)

3. Struktur Bendungan Struktur bendungan (dam) pada umumnya merupakan struktur gabungan dari timbunan tanah dan struktur beton bertulang yang berfungsi untuk membendung air sehingga muka air naik sampai level tertentu untuk tujuan penyediaan sumber daya air seperti irigasi pertanian, instalasi pembangkit tenaga listrik dan lain sebagainya.

Gambar 1.5 Contoh struktur dam untuk irigasi

(Sumber : www.britishdams.org)


TEKNIK GEMPA

Gambar 1.6 Contoh struktur dam untuk PLTA

BAB 1 - PENDAHULUAN

(Sumber : www.borneoproject.org)

4. Struktur Terowongan Struktur terowongan (tunnel) merupakan struktur bawah tanah, yang pada awal mulanya difungsikan sebagai sistim drainase kota atau penanggulangan banjir, namun dalam perkembangannya struktur terowongan kemudian dijadikan sebagai sebagai sarana transportasi yang dibangun untuk menghubungkan kedua tempat yang dihalangi oleh pegunungan, bahkan dijadikan sebagai sarana penghubung penghubung antar pulau seperti Euro Tunnel yang menghubungkan antara Pulau Inggris dengan daratan Eropa. Struktur terowongan dapat terbuat dari struktur baja atau beton bertulang dengan bentuk lingkaran atau setengah lingkaran.

Gambar 1.7 Contoh struktur terowongan untuk drainase

(Sumber : www.conversationalreading.com)


TEKNIK GEMPA

Gambar 1.8 Contoh struktur terowongan jalan

BAB 1 - PENDAHULUAN

(Sumber : www.ethz.chconversationalreading.com)

5. Struktur Kubah Struktur kubah (dome) adalah struktur pelat yang berbentuk seperti cangkang (shell), bulat, setengah bulat yang sering dijumpai pada atap bangunan monumental seperti, kubah masjid, gereja, stadion dan sebagainya. Struktur kubah dapat dibentuk dari pelat atau tenda, struktur lengkung atau sistim kabel dari berbagai jenis bahan seperti, bahan baja, beton atau tenda.

Gambar 1.9 Contoh struktur kubah stadion Tokyo Dome

Gambar 1.10 Contoh struktur kubah dari bahan tenda

(Sumber : www.upload.wikimedia.com)

(Sumber : www.goldendome.org)


TEKNIK GEMPA

1.3

BAB 1 - PENDAHULUAN

Analisis Struktur

1.3.1 Definisi dan Tujuan Analisis struktur adalah alat dalam proses menganalisa kemampuan suatu struktur akibat gayagaya yang bekerja pada struktur tersebut. Analisa struktur bukan merupakan tahapan akhir dalam sebuah proses perancangan, tetapi alat yang digunakan untuk mendukung proses perancangan dari sebuah struktur. Tujuan dari analisis struktur adalah untuk membantu engineer dalam mengambil keputusankeputusan penting dalam sebuah proses perancangan struktur. Pada umumnya, keluaran yang dihasilkan dari suatu proses analisis struktur adalah berupa respon struktur terhadap beban yang bekerja, dalam bentuk perubahan posisi elemen atau konfigurasi bentuk. Dimana, akibat adanya gayagaya luar (external forces) yang bekerja pada struktur, kemudian akan menghasilkan gaya-gaya dalam (internal forces) yang terjadi pada elemen-elemen struktur, berupa gaya aksial (axial forces), gaya geser (shear forces), momen lentur (bending moments) dan torsi (torsion).

1.3.2 Beban Statis dan Dinamis Dalam kenyataannya di lapangan struktur harus didesain untuk mampu memikul beban yang bersifat statis ataupun dinamis. Beban statis pada struktur dapat disebabkan oleh berat sendiri, beban hidup dan beban-beban lain yang intensitasnya, titik dan arah kerjanya bersifat tetap dan tidak berubahrubah. Sedangkan beban dinamis adalah beban yang intensitasnya berubah-ubah menurut waktu atau merupakan beban dalam fungsi waktu yang bekerja dalam rentang waktu tertentu saja, akan tetapi memiliki efek yang dapat mengakibatkan kerusakan pada struktur. Selain itu, beban dinamik dapat menyebabkan timbulnya gaya inersia pada pusat massa struktur yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan, sehingga penyelesaian persoalan dinamik harus dilakukan secara berulang-ulang mengikuti sejarah pembebanan yang ada, dimana jika dalam penyelesaian problem secara statik bersifat tunggal (single solution), maka dalam penyelesaian problem dinamik bersifat penyelesaian berulang-ulang (multiple solution).

1.3.3 Metode Analisis Dalam analisis struktur ada dua metode yang dapat digunakan, yaitu metode elastis dan metode plastis (inelastis), dimana kedua metode ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing serta mempunyai tujuan tersendiri dalam penggunaannya di dalam analisa struktur. 1. Analisis Metode Elastis Analisis dengan metode elastis dilakukan untuk menghitung gaya-gaya dalam yang bekerja HENCE MICHAEL WUATEN 7

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

pada struktur yang diakibatkan oleh gaya-gaya luar yang berkerja pada struktur tersebut, seperti gaya aksial, gaya geser, momen dan puntir. Analisis dengan metode elastis didasarkan pada anggapan bahwa, gaya-gaya dalam yang berkerja pada struktur tersebut, masih dalam keadaan dan batas-batas elastis dan defleksi yang terjadi pada struktur masih cukup kecil. Analisis elastis dapat dengan mudah dilakukan pada semua jenis struktur, karena dalam analisis ini semua gaya-gaya dalam yang terjadi masih dianggap dalam kondisi elastis sehingga penggunaannya dapat digunakan pada semua jenis bahan, baik yang bersifat getas maupun bahan yang bersifat daktail. Pada umumnya hasil perhitungan dengan metode elastis berupa gaya-gaya dalam yang digunakan dalam proses perancangan struktur atau memeriksa keamanan struktur. 2. Analisis Metode Plastis Analisis dengan metode plastis pada umumnya digunakan untuk menentukan besarnya beban runtuh atau beban ultimit yang terjadi pada suatu struktur serta perilaku keruntuhannya. Dalam analisis dengan metode plastis gaya-gaya dalam yang bekerja pada suatu struktur telah melebihi batas elatis dan nilai defleksi yang terjadi sudah cukup besar. Dengan demikian penggunaan analisis plastis hanya dapat digunakan pada bahan yang sifatnya daktail seperti baja dan beton bertulang dengan pendetailan yang cukup baik. Salah satu keuntungan dari penggunaan metode plastis adalah penggunaan persamaan matematik yang relatif mudah, apabila dibandingkan dengan penggunaan persamaan matematik dalam metode elastis untuk perhitungan struktur-struktur statis tidak tentu berderajat banyak seperti struktur portal, portal beratap lancip dan balok menerus. Akan tetapi analisis dengan metode plastis tidak dianjurkan penggunaannya pada analisis struktur statis tertentu (determinate structures) maupun struktur-struktur sederhana dengan pin connected members. Selain itu, salah satu tujuan dari analisis plastis adalah untuk menentukan besarnya beban runtuh yang terjadi pada struktur, disamping untuk mengetahui perilaku dari tegangan-regangan pada material yang digunakan jika telah melampaui batas elastis pada saat terjadi keruntuhan struktur.

1.4

Perencanaan Struktur

1.4.1 Kriteria Perencanaan Struktur Dalam perencanaan suatu struktur, banyak hal yang harus diperhatikan sebagai bahan masukan, pertimbangan dan kriteria-kriteria yang harus dipenuhi agar dapat mencapai suatu hasil yang maksimal serta memenuhi unsur keamanan dan kenyamanan dari suatu struktur. Adapun kriteria-kriteria yang harus diperhatikan dan dipenuhi dalam perencanaan suatu struktur, adalah sebagai berikut : HENCE MICHAEL WUATEN 8

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

1. Pengaturan ruang, bentang, harus memenuhi kebutuhan pemakaian sehingga struktur tersebut dapat selaras dengan estetika, lingkungan sekitar dan anggaran dari pemilik. 2. Struktur yang didesain, harus diperhitungkan dan kuat untuk dapat menerima semua kombinasi beban yang bekerja. 3. Struktur dan elemen struktur tidak boleh mengalami lendutan yang melebihi nilai maksimum, terangkat pada elemen atau bagian struktur, bergetar, dan retak yang berlebihan yang dapat mengganggu fungsi dari bangunan tersebut. 4. Desain struktur sebaiknya tidak terlalu rumit, sehingga memudahkan dalam proses pemeliharaannya (maintenance).

1.4.2 Proses Desain Struktur Dalam perencanaan suatu struktur, proses desain adalah proses terjadinya pengambilan keputusan yang sifatnya berurutan, berulang-ulang dan terpola yang sangat berpengaruh kepada hasil yang akan dicapai. Adapun tahap-tahap dalam proses desain struktur adalah sebagai berikut : 1. Semua struktur yang akan dibangun harus sesuai dengan kebutuhan pemilik, fungsi, estetika, anggaran dan waktu penyelesaian. 2. Pengembangan konsep proyek didasarkan kepada kebutuhan dan prioritas pemilik dalam anggaran pembangunan, sehingga pemilihan elemen struktur dapat disesuaikan dengan keadaan tersebut. 3. Konsep struktur yang dipilih dan direncanakan, harus didasarkan kepada hasil analisis struktur untuk menentukan harga momen lentur, gaya geser, gaya aksial dan puntir. 4. Perancangan elemen struktur harus disesuaikan dengan hasil perhitungan mekanika dan kebutuhan elemen struktur tersebut, sehingga mengarah kepada perencanaan yang berkualiatas, efisien, dan ekonomis sesuai dengan spesifikasi yang dipakai.

1.4.3 Kondisi Batas Struktur Kondisi batas struktur atau elemen struktur adalah kondisi dimana struktur atau elemen struktur telah mencapai kondisi batas tertinggi untuk memenuhi kebutuhan yang ada. Kondisi batas struktur, dibagi menjadi tiga hal mendasar dan sangat penting yang berpengaruh sangat besar terhadap kekuatan dan kemampuan struktur, yaitu : 1. Kondisi batas ultimit Kondisi batas ultimit adalah kondisi batas yang menyebabkan terjadinya keruntuhan sebagian atau keseluruhan dari struktur (collapse), dimana dalam hal ini kondisi ultimit utama yang terjadi dapat disebabkan oleh : HENCE MICHAEL WUATEN 9

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

a. Hilangnya keseimbangan dari sebagian atau seluruh struktur dimana keruntuhan disebabkan dengan terangkat atau tergesernya seluruh struktur yang diakibatkan oleh tidak terjadinya gaya reaksi yang berfungsi sebagai gaya penyeimbang dalam struktur atau elemen struktur. b. Retaknya bagian kritis dari struktur atau elemen struktur sehingga menyebabkan keruntuhan sebagian atau keruntuhan total dari struktur. c. Terjadinya keruntuhan yang bersifat progresif, dimana pada batas tertentu keruntuhan lokal yang sangat kecil sekalipun, dapat menyebabkan elemen struktur didekatnya menerima beban yang berlebihan sehingga seluruh struktur mengalami keruntuhan, keruntuhan progresif sendiri dapat dicegah, dengan detail struktur yang benar sehingga seluruh struktur terikat dan tidak terjadi kegagalan lokal, kegagalan lokal sendiri dapat terjadi pada masa pelaksanaan konstruksi dibangun, sehingga beban selama masa pelaksanaan pembangunan konstruksi harus diperhitungkan dan diwaspadai, baik dalam perhitungan perencanaan dan pelaksanaannya. d. Terjadinya pembentukan mekanisme plastis, dimana mekanisme ini terjadi apabila tulangan meleleh dan membentuk sendi plastis pada beberapa penampang, yang menjadikan struktur labil. e. Terjadinya instabilitas yang cukup tinggi, akibat deformasi struktur yang biasanya disebabkan oleh tekuk yang cukup tinggi. f. Terjadinya retak, patahan pada elemen struktur yang menyebabkan terjadinya keruntuhan. 2. Kondisi batas layan Kondisi batas layan adalah kondisi yang meliputi terganggunya fungsi struktur, tetapi tidak menyebabkan terjadinya keruntuhan struktur. Adapun kondisi batas layan struktur ini meliputi : a. Lendutan besar pada kondisi ini, yang menyebabkan tidak bekerjanya fungsi dari masingmasing elemen struktur. b. Terjadinya lebar retak yang cukup besar yang melebihi dari nilai lebar retak yang diijinkan, sehingga dapat menyebabkan terjadinya proses korosi yang sangat cepat pada tulangan akibat adanya udara yang masuk melalui lubang-lubang retak yang cukup lebar dan juga dapat menyebabkan kerusakan beton secara perlahan. c. Banyaknya getaran-getaran yang tidak diinginkan terjadi, yang dapat mengganggu pemakaian bangunan tersebut. 3. Kondisi batas khusus Kondisi batas khusus adalah kondisi akibat kerusakan atau kegagalan pembebanan yang sifatnya abnormal atau di luar dari prediksi dan jangkauan kemampuan manusia yang dapat HENCE MICHAEL WUATEN 10

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

disebabkan oleh alam, seperti kerusakan akibat gempa, banjir, tanah longsor, lahar, efek struktural akibat kebakaran, ledakan, korosi, kemunduran kualitas serta instabilitas fisik dan kimia dalam kurun waktu jangka panjang.

1.4.4 Keamanan Struktur Selain hal-hal yang sudah disebutkan di atas, ada beberapa faktor yang juga perlu diperhatikan seperti faktor beban, faktor keamanan, dan faktor kekuatan bahan. Adapun faktor-faktor lain yang seringkali luput dari perhatian oleh pihak pelaksana di lapangan karena situasi dan kondisi yang ada di lapangan serta faktor-faktor lain yang terjadi dan dilakukan baik secara sengaja ataupun tidak sengaja, sebagai berikut : 1. Ketidakpastian kekuatan bahan Kekuatan bahan yang tepat dari balok, kolom dan elemen struktur lainnya dari hasil perhitungan perencanaan selalu berbeda, hal ini disebabkan oleh : a. Ketidakpastian dari kekuatan baja, beton, dan material pendukung lainnya dalam realisasi di lapangan dengan perencanaan sebelumnya. b. Perbedaan yang terjadi antara ukuran gambar kerja dengan ukuran dalam pelaksanaan dilapangan atau terjadinya penyimpangan dan perubahan desain dari pelaksanaan pekerjaan, tanpa adanya perhitungan ulang yang sesuai dengan prosedur. c. Pengaruh akibat adanya penggunaan asumsi dalam perhitungan kekuatan struktur dan elemen struktur dalam perencanaan. 2. Ketidakpastian akibat beban Beban-beban dalam struktur, mudah dipengaruhi oleh letak, jenis beban yang bekerja dan beban akibat berat sendiri dari elemen struktur yang tidak mungkin untuk dapat ditimbang di lapangan, hal ini tentu saja menyebabkan terjadinya perbedaan antara beban-beban dalam perhitungan perencanaan dan beban-beban yang ada di lapangan, yang berhubungan dengan ketidakpastian dari kekuatan bahan dan efek dari beban, maka untuk mendapatkan keamanan struktur yang dikehendaki, sangat perlu untuk memperhitungkan faktor yang dapat memperbesar ataupun memperkecil kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur. 3. Tingkat keruntuhan Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam memperhitungkan tingkat keamanan yang memadai untuk jenis dan fungsi struktur, antara lain : a. Kerugian yang terjadi akibat keruntuhan dan biaya dalam membangun kembali struktur tersebut serta bahaya kehilangan nyawa manusia yang sangat beresiko tinggi apabila terjadinya keruntuhan struktur. HENCE MICHAEL WUATEN 11

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

b. Jenis keruntuhan dan tanda-tanda keruntuhan dapat terjadi apabila meningkatnya pembebanan.

1.4.5 Kerusakan Struktur Kerusakan pada suatu struktur dapat disebabkan oleh kesalahan akibat perancangan, metode pelaksanaan ataupun akibat bencana alam (natural disaster). Kerusakan struktur yang diakibatkan oleh kesalahan dalam perancangan ataupun metode pelaksanaan merupakan sebuah kesalahan dan kekeliruan yang besar sehingga perlu diminimalisasi dengan pemahaman yang cukup baik terhadap fungsi, bentuk, tujuan dari struktur yang dibuat, perhitungan pembebanan rencana yang bekerja pada struktur dan tentunya adalah analisis struktur. Untuk kerusakan yang terjadi pada suatu struktur akibat bencana alam memang tidak dapat dicegah, namun dapat diminimalisasi dengan mengaplikasikan semua komponen beban yang disebabkan oleh alam sehingga dapat mengurangi resiko kerusakan struktur dalam kondisi yang parah.

Gambar 1.11 Kerusakan struktur akibat gempa di Nepal, 2015

(Sumber : www.telegraph.co.uk)

Gambar 1.12 Kerusakan struktur akibat badai Tornado di Kansas, USA, 2007

(Sumber : www.wikipedia.co.org)


TEKNIK GEMPA

1.5

BAB 1 - PENDAHULUAN

Struktur Tahan Gempa

1.5.1 Pengertian Dasar Struktur tahan gempa adalah struktur yang tahan, tidak rusak dan tidak langsung runtuh apabila mengalami gempa. Gempa yang dimaksud adalah gempa rencana yang telah diperhitungkan dalam proses perencanaan berdasarkan metode perhitungan beban gempa yang berlaku dan mengacu pada ketentuan dan standar yang berlaku mengenai struktur tahan gempa, dimana di Indonesia standar yang berlaku adalah SNI 1726-2012 tentang tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk gedung dan non gedung dan SNI 2833-2008 tentang standar perencanaan gempa untuk jembatan.

1.5.2 Perkembangan Struktur Tahan Gempa Perkembangan struktur tahan gempa sendiri dimulai sejak tahun 1930 di Amerika Serikat, dimana pada tahun tersebut pertama kali dibuat dalam bentuk peraturan perencanaan tahan gempa, setelah gempa dasyat yang menghancurkan San Fransisco tahun 1906. Pada tahun 1932 peraturan yang sama mengenai struktur tahan gempa, dibuat di Jepang dengan nilai beban gempa horisontal sebesar 10 % dari berat lantai.

Gambar 1.13 Gempa San Fransisco tahun 1906

(Sumber : www.sfpl.org)


TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

Di Indonesia sendiri, perhatian terhadap efek gempa telah dimulai sejak tahun 1955 seperti tertuang dalam Peraturan Beton Indonesia 1955 dengan mensyaratkan nilai beban gempa horizontal sebesar 5 % dari nilai berat lantai. Adapun sekilas mengenai perkembangan struktur tahan gempa di Indonesia antara lain : 1. Peraturan Beton Indonesia Tahun 1955. 2. Peraturan Muatan Indonesia Tahun 1970 dengan membagi wilayah Indonesia ke dalam tiga wilayah gempa dengan nilai H masing-masing : wilayah gempa 1 : H = 2,5 % W wilayah gempa 2 : H = 5,0 % W wilayah gempa 3 : H = 10 % W 3. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia Untuk Gedung Pada Tahun 1981. 4. SNI 03-1726-1989 Tata Cara Pembebanan Gempa Untuk Gedung. 5. SNI 03-2833-1992 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan Jalan Raya. 6. SNI 03-1726-2002 Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Struktur Bangunan Gedung. 7. SNI 2833-2008

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Jembatan.

8. SNI 1726-2012

Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Gedung dan Non Gedung

9. SNI 1727-2013

Beban Minimum Untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain.

10. SNI 7973-2013

Spesifikasi Desain Untuk Konstruksi Kayu.

11. SNI 2847-2013

Peryaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.

Selain dalam bentuk SNI, peraturan mengenai struktur tahan gempa juga dijabarkan dalam bentuk pedoman teknis sesuai dengan jenis-jenis struktur yang diterbitkan oleh Departemen Pekerjaan Umum. Banyaknya peraturan yang ada, ternyata sangat kontradiktif dengan kenyataan yang ada di lapangan. Hal ini terbukti dengan pada saat terjadi gempa di Flores tahun 1992, gempa dan tsunami di Aceh tahun 2004 dan gempa Jogjakarta tahun 2006, dimana banyaknya struktur yang mengalami keruntuhan total akibat beban gempa. Keadaan ini memang sangat disayangkan, karena peraturan yang dibuat tidak diterapkan dalam proses pelaksanaan di lapangan.

1.5.3 Pertimbangan Dasar Perencanaan Struktur Tahan Gempa Sebelum melakukan perencanaan atau pembangunan sebuah konstruksi, perencana atau pelaksana agar sebaiknya memperhatikan beberapa hal seperti, kondisi alam, teknik membangun, kondisi ekonomi, standar bangunan yang berlaku, kerusakan akibat bencana gempa sebelumnya, jenis sistem struktur yang akan digunakan dan kadar kecocokan sistem struktur yang akan dibangun. HENCE MICHAEL WUATEN 14

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

Selain hal di atas sebaiknya juga diperhatikan ketentuan umum mengenai pendirian bangunan di daerah rawan gempa antara lain : 1. Hindari mendirikan struktur di lokasi yang berada di bibir pantai dan di lereng bukit atau sebaiknya memilih daerah yang datar. 2. Hindari membangun di daerah berpasir dengan kedalaman lebih dari 1 m, dimana hal ini untuk menghindari terjadinya efek liquifaksi atau bangunan terdorong ke atas pada saat terjadi gempa. 3. Sebaiknya membangun dengan fondasi yang simetris dan usahakan denah bangunan simetris dan sederhana. 4. Apabila denah berbentuk L atau U maka bangunan sebaiknya dilatasi untuk mengurangi kerusakan secara total saat gempa terjadi. 5. Struktur bangunan harus kuat dan sambungan kuda-kuda juga harus kuat.

1.5.4 Persyaratan Struktur Tahan Gempa Untuk membuat sebuah struktur tahan gempa sebaiknya memenuhi persyaratan berikut ini, sebagai acuan dasar antara lain : 1. Struktur telah diperhitungkan dengan beban gempa rencana . 2. Struktur sebaiknya dibuat dalam kondisi daktail. 3. Denah struktur sebaiknya dibuat secara struktural simetris. 4. Kekakuan antar tingkat dibuat dalam kondisi seragam. 5. Simpangan yang terjadi antar tingkat bernilai kecil. 6. Antara komponen struktur dan non struktur sebaiknya dipisahkan. Selain persyaratan di atas, untuk pengaruh beban gempa juga harus memperhatikan faktor-faktor penting lainnya yang dipakai dalam perhitungan, seperti faktor keutamaan jenis struktur, faktor respons gempa, faktor reduksi beban gempa serta berat gedung secara keseluruhan.

1.5.5 Filosofi Bangunan Tahan Gempa Dalam merencanakan sebuah struktur tahan gempa terdapat beberapa filosofi yang digunakan sebagai acuan taraf keamanan minimum untuk bangunan gedung dan rumah tinggal yang masuk dalam kategori bangunan tahan gempa yaitu : 1. Apabila terjadi gempa ringan, bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada komponen non struktural yaitu dinding retak, genteng dan langit-langit jatuh, kaca pecah, dan lain sebagainya maupun pada komponen strukturalnya yaitu kolom dan balok tidak boleh retak, pondasi tidak boleh amblas dan lain sebagainya. HENCE MICHAEL WUATEN 15

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

2. Apabila terjadi gempa sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan pada komponen non strukturalnya akan tetapi komponen struktural tidak boleh rusak. 3. Apabila terjadi gempa besar, bangunan boleh mengalami kerusakan baik pada komponen non struktural maupun komponen strukturalnya, akan tetapi jiwa penghuni bangunan tetap selamat, artinya sebelum bangunan runtuh masih cukup waktu bagi penghuni bangunan untuk keluar atau mengungsi ke tempat aman atau dalam Pedoman teknis bangunan gedung tahan gempa tahun 2006 disebutkan, apabila terkena gempa bumi besar, bangunan tersebut tidak boleh runtuh baik sebagian maupun seluruhnya dan bangunan tersebut tidak boleh mengalami kerusakan yang tidak dapat diperbaiki. Dengan pengertian bahwa, bangunan tersebut boleh mengalami kerusakan tetapi kerusakan yang terjadi harus dapat diperbaiki dengan cepat sehingga dapat berfungsi kembali.

1.5.6 Tujuan Perencanaan Struktur Tahan Gempa Dalam SNI 03-1726-2012 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung, disebutkan bahwa tujuan dari perencanaan struktur tahan gempa, antara ain : 1. Menghindari terjadinya korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat gempa yang kuat. 2. Membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga masih dapat diperbaiki. 3. Membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi gempa ringan sampai sedang. 4. Mempertahankan setiap saat layanan vital dari fungsi gedung.

1.5.7 Dampak Gempa Pada Bangunan Secara umum dampak yang ditimbulkan oleh gempa dapat berupa kerugian secara materil dan menimbulkan adanya korban jiwa. Terhadap konstruksi bangunan, gempa yang terjadi dapat memberikan dampak yang bersifat langsung ataupun tidak langsung. Dampak akibat gempa pada bangunan dapat berupa : 1. Gaya inersia pada bangunan Gempa bumi menyebabkan goyangan pada tanah sehingga dasar bangunan di atasnya akan ikut tergoyang. Sesuai hukum kelembaman Newton, meski dasar bangunan bergerak bersama tanah, atap bangunan cenderung tetap berada di posisinya. Akan tetapi karena dinding dan tiang-tiang saling berhubungan dengan atap, sehingga atap akan terseret bersama rumah, dimana kecenderungan untuk tetap pada keadaan semula tersebut disebut inersia. HENCE MICHAEL WUATEN 16

TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

2. Pengaruh deformasi pada struktur Selain terjadi gaya inersia, pada struktur dan elemen struktur akan mengalami perubahan bentuk atau deformasi. Besarnya deformasi yang terjadi pada struktur atau elemen struktur tersebut, sangat tergantung dari jenis dan bahan penyusun struktur tersebut.

Gambar 1.14 Efek inersia dan deformasi pada bangunan pada saat terjadi gempa

Munculnya gaya inersia yang berlebihan ditambah dengan terjadinya deformasi pada struktur maupun elemen struktur dapat mengancam kestabilan dari struktur dan dalam kondisi tertentu dimana kondisi batas struktur terlampaui maka kemungkinan gagal struktur ataupun collapse tidak dapat dihindari lagi.

1.6

Kerusakan Struktur Akibat Gempa Dalam perencanaan sebuah struktur tahan gempa harus diketahui bahwa kerusakan struktur

akibat gempa dapat disebabkan oleh akibat langsung dan akibat tidak langsung. Akibat langsung adalah kerusakan struktur baik sebagian atau secara keseluruhan yang dapat disebabkan oleh kerusakan tanah seperti, tanah terbelah, terjadi perbedaan penurunan muka tanah dan efek dari getaran yang ditransmisikan dari tanah ke struktur. Sedangkan akibat tidak langsung dapat berupa kerusakan struktur yang diakibatkan oleh hempasan tsunami, longsor yang terjadi pada lereng bukit, terputusnya aliran listrik akibat rusaknya jaringan listrik, kerusakan jaringan telekomunikasi seperti telephone, radio, internet dan televisi, kerusakan pada jaringan air bersih, kebakaran dan berbagai dampak lainnya yang sifatnya merugikan bagi umat manusia akibat terjadinya gempa bumi.


TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

Gambar 1.15 Kerusakan struktural akibat gempa di Mexico

Efek dari gempa yang biasanya diperhitungkan dalam perencanaan sebuah struktur tahan gempa dan yang juga dijelaskan dalam peraturan seperti SNI 1726-2012 adalah kerusakan struktur akibat adanya getaran gempa pada pondasi. Namun demikian beberapa penyebab lain seperti yang telah dijelaskan di atas juga harus diperhatikan dan dapat diantisipasi.

Gambar 1.16 Kerusakan struktural akibat gempa di Jogjakarta 2006

1.6.1 Kerusakan Struktur Akibat Kerusakan Permukaan Tanah Kerusakan yang terjadi pada permukaan tanah (surface faulting) dapat terjadi pada saat gempa berlangsung dan hal ini dapat menyebabkan terjadinya penurunan permukaan tanah sehingga secara otomatis berpengaruh terhadap struktur yang berada di lokasi yang mengalami kerusakan permukaan tanah (Satyarno, 2002). Kerusakan permukaan tanah dapat menimbulkan kondisi yang tidak stabil terhadap sebuah struktur di atasnya sehingga kemungkinan terjadinya kerusakan pada struktur cukup besar atau bahkan dapat menyebabkan terjadinya keruntuhan total struktur.


TEKNIK GEMPA

Gambar 1.17 Kerusakan permukaan tanah di Loma Prieta, California 1989

BAB 1 - PENDAHULUAN

(Sumber : www.earthquake.usgs.gov)

1.6.2 Kerusakan Struktur Akibat Liquefaction Efek likuifaksi (liquefaction) adalah suatu proses atau kejadian berubahnya sifat tanah dari keadaan padat menjadi keadaan cair, yang disebabkan oleh beban siklik pada waktu terjadi gempa sehingga tekanan air pori meningkat mendekati atau melampaui tegangan vertikal. Kerusakan struktur akibat liquefaction adalah kerusakan yang menyebabkan struktur terhempas, amblas, miring dan bahkan terguling. Kerusakan akibat liquefaction pada struktur, biasanya tergantung dari respon tanah yang terkena getaran gempa. Sedangkan respon dari tanah yang mengalami getaran gempa sangat tergantung kepada karakteristik mekanika lapisan tanah, tinggi muka air tanah, intensitas getaran dan durasi getaran gempa. Sebagai contoh apabila tanah yang mengalami getaran gempa berupa butiran lepas seperti pasir, maka tanah tersebut dapat dipadatkan oleh adanya getaran gempa sehingga dapat menimbulkan penurunan dan perbedaan penurunan muka tanah yang cukup besar. Pemadatan tanah ini dapat disebabkan oleh tekanan air pori hidrostatis yang berlebihan sehingga menyebabkan terjadinya liquefaction (Satyarno, 2002).

Gambar 1.18 Kerusakan akibat liquefaction di Loma Prieta, California 1989

(Sumber : www.earthquake.usgs.gov )


TEKNIK GEMPA

BAB 1 - PENDAHULUAN

1.5.3 Kerusakan Struktur Akibat Getaran Permukaan Tanah Kerusakan struktur akibat getaran permukaan tanah disebabkan oleh bergetarnya permukaan tanah yang mengalami gempa sehingga mengakibatkan struktur ikut bergetar. Untuk keadaan ini, respon dari struktur sangat tergantung dari tipe pondasi yang digunakan, konfigurasi struktur, material struktur, desain struktur serta pendetailan struktur dan elemen struktur (Satyarno, 2002).

Gambar 1.19 Kerusakan akibat getaran tanah di Loma Prieta, California 1989

(Sumber : www.earthquake.usgs.gov )


Teknik Gempa - Bab 1 Pendahuluan

Recommend Documents