Aspek rekayasa gempa sangat perlu diterapkan pada rekayasa struktur, agar bangunan mempunyai ketahanan yang baik terhadap pengaruh gempa Penggunaan standar.

Presentasi berjudul: "Aspek rekayasa gempa sangat perlu diterapkan pada rekayasa struktur, agar bangunan mempunyai ketahanan yang baik terhadap pengaruh gempa Penggunaan standar."— Transcript presentasi:

1 Aspek rekayasa gempa sangat perlu diterapkan pada rekayasa struktur, agar bangunan mempunyai ketahanan yang baik terhadap pengaruh gempa Penggunaan standar bangunan sangat penting untuk menjamin bahwa bangunan tersebut aman untuk dihuni

2 Usaha dapat dilakukan oleh manusia : 1. Memahami tingkah laku alam, sehingga manusia dapat mengikuti keinginan alam. Dengan demikian manusia dapat berdampingan dan harmonis dengan alam

3 2. Mencoba untuk memperkirakan kapan suatu gempa baik gempa tektonik maupun vulkanik akan terjadi. Usaha-usaha ini telah mendorong berkembangnya suatu disiplin ilmu yang dikenal dengan “ Peramalan Gempa” (Earthquake Prediction ).

4 3. Mempelajari perilaku dari suatu struktur atau konstruksi bangunan jika diguncang gempa, dengan harapan akan dapat direncanakan dan dibangun struktur atau konstruksi yang tahan terhadap pengaruh gempa. Usaha ini telah mendorong lahirnya suatu disiplin ilmu “ Rekayasa Gempa “ ( Earthquake Engineering ). Ilmu ini merupakan bagian dari ilmu Teknik Sipil.

5 1. Engineered construction yaitu bangunan yang direncanakan berdasarkan perhitungan struktur dan dilaksanakan dibawah pengawasan tenaga ahli. 2. N on engineered construction. yaitu bangunan yang dibangun secara spontan berdasarkan kebiasaan tradisional setempat dan pelaksanaannya tidak dibantu arsitek atau ahli bangunan, melainkan mengikuti cara-cara yang diperoleh dari hasil pengamatan tingkah laku bangunan sejenis yang mengalami gempa bumi di masa lalu.

6 Kerusakan non struktural :  Yaitu kerusakan yang terjadi pada elemen- elemen bangunan yang tidak difungsikan untuk menahan beban, dengan demikian kerusakan ini tidak mempengaruhi kekuatan struktur dari bangunan secara keseluruhan.

7  Penutup atap lepas dari dudukannya Penutup atap lepas dari dudukannya  Rangka plafon rusak atau plafon terlepas dari rangkanya  Dinding pengisi rusak atau roboh karena dinding-dinding ini tidak diangkur pada elemen-elemen struktur penahan beban, atau dinding tidak diberi balok-balok dan kolom- kolom praktis.

8 Yaitu kerusakan yang terjadi pada elemen-elemen bangunan yang difungsikan untuk menahan beban, seperti balok-balok dan kolom-kolom utama dari struktur bangunan.

9  Kegagalan kolom menahan gaya geser yang besar di bagian atas dan di bagian bawah kolom karena gaya geser terpusat akibat perbedaan kekakuan yang besar antara lantai tingkat. (kerusakan akibat soft first storey)  Kegagalan kolom menahan geser yang besar pada bagian kolom yang berada diantara 2 bukaan jendela. Kerusakan ini disebut short colomn effect.  Kegagalan kolom menahan gaya geser yang besar.

10 Tingkat resiko gempa di suatu wilayah diartikan sebagai probabilitas atau kemungkinan terlampauinya respon pergerakan tanah yang maksimum pada wilayah tersebut dalam suatu kurun waktu tertentu.

11 Tingkat resiko gempa pada suatu wilayah atau zona, tidak dapat hanya ditentukan berdasarkan frekuensi terjadinya gempa saja. Hal ini disebabkan karena tingkat resiko gempa diukur berdasarkan kerusakan struktur yang ada pada suatu lokasi, yang tidak hanya tergantung dari besarnya gempa, tetapi juga tergantung pada jarak pusat gempa ( epicenter ) dari lokasi yang ditinjau, serta kondisi tanah pada lokasi tersebut.

12  Pada perencanaan struktur bangunan tahan gempa, perlu ditinjau 3 taraf beban gempa, yaitu Gempa Ringan, Gempa Sedang, dan Gempa Kuat untuk merencanakan elemen-elemen dari sistem struktur, agar tetap mempunyai kinerja yang baik pada saat terjadi gempa.

13 adalah gempa yang peluang atau resiko terjadinya dalam periode umur rencana bangunan 50 tahun adalah 92 % (R N = 92%), atau gempa yang periode ulangnya adalah 20 tahun (T R = 20 tahun).gempa yang peluang

14  Akibat gempa ringan ini struktur harus tetap berperilaku elastik, ini berarti bahwa pada saat terjadi gempa elemen-elemen struktur bangunan tidak diperbolehkan mengalami kerusakan struktural maupun non struktural.  Pada saat terjadi gempa ringan, penampang dari elemen-elemen pada sistem struktur dianggap tepat mencapai kapasitas nominalnya, dan akan berdeformasi lebih lanjut secara tidak elastik ( inelastik ) jika terjadi gempa yang lebih kuat.

15 adalah gempa yang peluang atau resiko terjadinya dalam periode umur rencana bangunan 50 tahun adalah 50 % (R N = 50 % ), atau gempa yang periode ulangnya adalah 75 tahun (T R = 75 tahun).

16  Akibat gempa sedang ini struktur bangunan tidak diperbolehkan mengalami kerusakan struktural tetapi diperkenankan mengalami kerusakan non struktural.  Gempa sedang akan menyebabkan struktur bangunan sudah berperilaku tidak elastis, tetapi tingkat kerusakan struktur masih ringan dan dapat diperbaiki dengan biaya yang terbatas.

17  adalah gempa yang peluang atau resiko terjadinya dalam periode umur rencana bangunan 50 tahun adalah 2 % (R N = 2 % ), atau gempa yang periode ulangnya adalah 2500 tahun (T R = 2500 tahun).

18  Akibat gempa kuat ini struktur bangunan dapat mengalami kerusakan struktural yang berat, namun struktur harus tetap berdiri dan tidak boleh runtuh sehingga korban jiwa dapat dihindarkan.  Gempa kuat akan menyebabkan struktur bangunan berperilaku tidak elastis, dengan kerusakan struktur yang berat tetapi masih berdiri dan dapat diperbaiki.

19 adalah gempa yang peluang atau resiko terjadinya dalam periode umur rencana bangunan 50 tahun adalah 10 % (R N = 10 %), atau gempa yang periode ulangnya adalah 500 tahun (T R = 500 tahun).

20  Dalam filosofi perencanaan struktur bangunan tahan gempa, dikenal suatu konsep pembebanan gempa yang disebut Pembebanan Dua Tingkat.  Konsep pembebanan dua tingkat mempunyai pengertian bahwa struktur bangunan selama umur rencananya diperkirakan akan dibebani berulang kali oleh gempa ringan dan gempa sedang, yang mempunyai periode ulang lebih kecil dari 75 tahun.  Serta struktur selama umur rencananya diharapkan mampu menahan sekali terjadinya gempa kuat dengan periode ulang 2500 tahun.

21  Pemilihan periode ulang 500 tahun yang dipilih sebagai dasar perhitungan beban gempa rencana untuk keperluan perencanaan struktur, didasarkan pada tingkat probabilitas terjadinya gempa yang dapat diterima sebesar 10 %, mengingat umur efektif rata-rata struktur bangunan di Indonesia adalah sekitar 50 tahun.

22  Besarnya beban Gempa Nominal yang digunakan untuk perencanaan struktur ditentukan oleh tiga hal, yaitu oleh besarnya Gempa Rencana, oleh tingkat daktilitas yang dimiliki struktur, dan oleh nilai faktor tahanan lebih yang terkandung di dalam struktur.

23 V = C I Wt R I = Faktor keutamaan C = nilai faktor respon gempa yg didapat dari Respon spektrum gempa rencana & waktu getar T Wt= jumlah beban mati dan beban hidup yang direduksi R = faktor reduksi gempa, yang besarnya tergantung daktilitas struktur

24

25

26

27

28 1. Membuat struktur bangunan sedemikian kuat, sehingga struktur bangunan tetap berperilaku elastis pada saat terjadi Gempa Kuat. Struktur bangunan yang dirancang tetap berperilaku elastis pada saat terjadi Gempa Kuat adalah tidak ekonomis. Struktur bangunan yang didesain tetap berperilaku elastis pada saat terjadi Gempa Kuat, disebut Struktur Tidak Daktail. Penggunaan sistem struktur portal tidak daktail masih dianggap ekonomis untuk bangunan gedung bertingkat menengah dengan ketinggian tingkat antara 4 s/d 7 lantai, dan terletak pada wilayah dengan pengaruh kegempaan ringan sampai sedang.

29 2. Membuat struktur bangunan sedemikian rupa sehingga mempunyai batas kekuatan elastis yang hanya mampu menahan Gempa Sedang saja. Dengan demikian, struktur ini masih bersifat elastis pada saat terjadi Gempa Ringan atau Gempa Sedang. Pada saat terjadi Gempa Kuat, struktur bangunan harus dirancang agar mampu untuk berdeformasi secara plastis. Jika struktur mempunyai kemampuan untuk dapat berdeformasi plastis cukup besar, maka hal ini dapat mengurangi sebagian dari energi gempa yang masuk ke dalam struktur.

30 Struktur bangunan yang didesain berperilaku plastis pada saat terjadi Gempa Kuat, disebut Struktur Daktail. Penggunaan sistem struktur portal daktail cukup ekonomis untuk bangunan gedung bertingkat menengah sampai tinggi, yang dibangun pada wilayah dengan pengaruh kegempaan yang kuat.

31  Pada prosedur Perencanaan Kapasitas ini elemen-elemen dari struktur bangunan yang akan memancarkan energi gempa melalui mekanisme perubahan bentuk atau deformasi plastis, dapat terlebih dahulu dipilih dan ditentukan tempatnya. Sedangkan elemen- elemen lainnya, direncanakan dengan kekuatan yang lebih besar untuk menghindari terjadinya kerusakan.

32

33  Mekanisme Kelelehan Pada Balok ( Beam Sidesway Mechanism ), yaitu keadaan dimana sendi-sendi plastis terbentuk pada balok-balok dari struktur bangunan, akibat penggunaan kolom-kolom yang kuat ( Strong Column-Weak Beam ).  Mekanisme Kelelehan Pada Kolom ( Column Sidesway Mechanism ), yaitu keadaan dimana sendi- sendi plastis terbentuk pada kolom-kolom dari struktur bangunan pada suatu tingkat, akibat penggunaan balok-balok yang kaku dan kuat ( Strong Beam-Weak Column )

34  Pada Column Sidesway Mechanism, kegagalan dari kolom pada suatu tingkat akan mengakibatkan keruntuhan dari struktur bangunan secara keseluruhan.  Pada struktur dengan kolom-kolom yang lemah dan balok-balok yang kuat ( Strong Beam-Weak Column), deformasi akan terpusat pada tingkat-tingkat tertentu, sehingga daktilitas yang diperlukan oleh kolom agar dapat dicapai daktilitas dari struktur yang disyaratkan, sulit dipenuhi.

35  Kerusakan yang terjadi pada kolom-kolom bangunan, akan lebih sulit diperbaiki dibandingkan jika kerusakan terjadi pada balok.  Pemilihan perencanaan struktur bangunan dengan menggunakan mekanisme ini membawa konsekuensi bahwa kolom-kolom pada struktur bangunan harus direncanakan lebih kuat daripada balok-balok struktur, sehingga dengan demikian sendi-sendi plastis akan terbentuk lebih dahulu pada balok.  Karena hal tersebut diatas, maka dalam perencanaan portal daktail pada struktur bangunan tahan gempa, sering juga disebut perencanaan struktur dengan kondisi desain Kolom Kuat – Balok Lemah ( Strong Column-Weak Beam )