Rapid Visual Screening untuk Mengetahui Potensi Kerentanan Bangunan Terhadap Bahaya Gempa

Transkripsi

1 Tugas Akhir Rapid Visual Screening untuk Mengetahui Potensi Kerentanan Bangunan Terhadap Bahaya Gempa Oleh: Fadilah Alfia Nuri Dosen Konsultasi: Pujo Aji ST., MT., Dr.tchn. Endah Wahyuni, ST., M.Sc., Ph.D. Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2014

2 Latar Belakang Indonesia negara yang rawan gempa, karena merupakan daerah pertemuan dari 3 lempeng tektonik besar, yaitu lempeng Indo-Australia, Eurasia dan lempeng Pasific. Namun pada kenyataanya, belum semua gedung direncanakan kegampaan dan tidak ada data mengenai kondisi kerentanan gempa gedung-gedung di Indonesia. Rapid visual screening (RVS) merupakan suatu metode penilaian suatu bangunan terhadap potensi rentan bahaya gempa berdasarkan observasi visual dari eksterior bangunan, interior jika memungkinkan, sehingga pelaksanaannya relatif cepat (ATC, 2002) Tugas akhir ini merupakan penerapan RVS untuk bangunan di Indonesia 2

3 Permasalahan Utama : Perumusan Masalah Bagaimana penggunaan RVS dengan FEMA 154 untuk memetakan kerentanan bangunan terhadap gempa di Indonesia (studi kasus di ITS)? Detail Permasalahan : 1. Bagaimana sejarah metode Rapid Visual Screening bangunan terhadap kerentanan gempa? 2. Bagaimana perencanaan dan manajemen Rapid Visual Screening? 3. Bagaimana pengumpulan formulir data RVS? 4. Bagaimana penggunaan hasil dari RVS? 5. Bagaimana contoh aplikasi dari RVS? 6. Bagiamana studi kasus RVS terhadap bangunan di ITS? 3

4 Tujuan Utama : Tujuan Penggunaan RVS utuk memetakan kerentanan gempa di Indonesia (studi kasus di ITS). Detail Tujuan : 1. Diketahui sejarah metode Rapid Visual Screening bangunan terhadap kerentanan gempa. 2. Didapat perencanaan dan manajemen Rapid Visual Screening. 3. Didapat pengumpulan formulir data RVS. 4. Didapat penggunaan hasil dari RVS. 5. Didapat contoh aplikasi dari RVS. 6. Didapat studi kasus RVS terhadap bangunan di ITS. 4

5 Batasan dan Ruang Lingkup Teori RVS menggunakan FEMA 154. Bangunan yang ditinjau diasumsikan memiliki parameter yang sama dengan standar FEMA 154. Studi kasus yang digunakan adalah bangunan di ITS. 5

6 Manfaat Manfaat yang diharapkan dalam Tugas Akhir ini adalah: Pemetaan kebutuhan rehabilitasi akibat gempa di Indonesia Sebagai referensi untuk dikembangkan dengan memperhatikan parameter-paremeter mendekati kondisi di Indonesia. 6

7 METODOLOGI Diagram Alir 7

8 TINJAUAN PUSTAKA Studi pustaka yang dipakai adalah Fema 154 tahun 2002 dan SNI 1726 tahun Yang ditinjau dari FEMA 154 meliputi: 1. Sejarah metode Rapid Visual Screening bangunan terhadap kerentanan gempa. 2. Perencanaan dan manajemen Rapid Visual Screening. 3. Pengumpulan formulir data RVS. 4. Penggunaan hasil dari RVS. 5. Contoh aplikasi dari RVS. 8

9 Sejarah metode Rapid Visual Screening bangunan terhadap kerentanan gempa. Rapid visual screening of buildings for potential seismic hazards, yang bermula dari terbitnya Laporan FEMA 154 pada tahun 1988, Rapid visual screening of buildings for potential seismic hazards : A Handbook. 9

10 1. Perencanaan dan manajemen Rapid Visual Screening. Beberapa langkah yang diperlukan dalam merencanakan dan melaksanakan RVS pada bangunan berpotensi berbahaya gempa meliputi : Perencanaan anggaran dan biaya perkiraan 5. Kualifikasi dan Pelatihan Screener 8. Pelaksaan RVS di lapangan Perencanaan pralapangan 3. Pemilihan formulir 6. Akuisisi dan riview data pra lapangan Review dokumen konstruksi Memeriksa kualitas dan penerimaan data lapangan dalam sistem pencatatan. 10

11 1. Perencanaan Anggaran dan Biaya Perkiraan Untuk pelaksanaan RVS secara menyeluruh akan diperlukan banyak tenaga, biaya, dan watu. Namun dalam tugas akhir ini hanya memakai studi kasus bangunan di ITS, sehingga tidak memerlukan banyak biaya. 11

12 2. Perencanaan Pra-Lapangan Dalam memutuskan prioritas urutan bangunan yang di survei bisa dikarenakan oleh: Anggaran Waktu Tingkat bahaya suatu kawasan (yang paling utama) 12

13 3. Pemilihan Formulir Ada tiga jenis formulir yang masing-masing dibagi berdasarkan wilayah kegempaan seperti berikut: rendah (Low/L), sedang (Medium/M), dan tinggi (High/H). Untuk memilih formulir, pertama-tama perlu untuk menentukan wilayah kegempaan berdasarkan area yang akan disurvei. Untuk menentukan wilayah kegempaan suatu daerah dapat ditentukan dengan salah satu dari dua metode : Cari lokasi daerah yang disurvei berdasarkan pada peta zona gempa. Menurut FEMA154 untuk Amerika Serikat bisa mengakses halaman web US Geological Survey, namun belum ada web seperti itu untuk wilayah di Indonesia. 13

14 4. Kualifikasi dan Pelatihan Screener Pelatihan dilakukan oleh salah satu departemen yang paling berpengalaman Pelatihan dilakukan di ruang kelas dan terdiri dari: Diskusi mengenai sistem penahan beban lateral dan bagaimana mereka berperilaku ketika mengalami beban gempa Penjelasan bagaimana menggunakan form RVS dan Referensi Panduan Cepat; Review dari skor struktural dasar dan skor modifier; Penjelasan apa yang harus dicari saat survei di lapangan; Penjelasan bagaimana saat ragu- ragu menentukan skor; Pelatihan di mana screeners ditunjukkan foto-foto interior dan eksterior bangunan dan diminta untuk mengidentifikasi sistem penahan beban lateral serta vertical and plan irragularities. 14

15 5. Akuisisi dan Review Data Pra- Lapangan Informasi tentang sistem struktur, usia atau hunian (yaitu kegunaan) mungkin tersedia dari sumber tambahan. Data ini harus ditinjau dan disusun sebelum memulai survei lapangan. Disarankan bahwa informasi ini ditambahan, bisa dengan ditulis langsung pada formulir yang akan dipakai. 15

16 6. Review Dokumen Konstruksi Bila mungkin, dokumen desain dan konstruksi bangunan harus ditinjau sebelum melakukan survei lapangan untuk membantu screener mengidentifikasi jenis sistem struktural untuk masing-masing bangunan. Tinjauan dokumen konstruksi untuk mengidentifikasi jenis bangunan secara substansial yang akan membantu dalam penentuan pengisian formulir. Prosedur RVS mengharuskan setiap bangunan diidentifikasi sebagai salah satu dari 15 model dari jenis struktural bangunan. 16

17 7. Pelaksaan RVS di Lapangan RVS di lapangan harus dilakukan oleh tim yang terdiri dari dua individu. Tim dari dua dianjurkan untuk memberikan kesempatan untuk mendiskusikan isu-isu yang membutuhkan penghakiman dan untuk memudahkan proses pengumpulan data. Jika pada memungkinan, salah satu anggota tim harus profesional yang dapat mengidentifikasi sistem lateral force resisting. Alat atau peralatan yang diperlukan relatif. Hanya memerlukan sebuah kamera, dan peralatan tulis serta formulir RVS. 17

18 8. Memeriksa kualitas dan penerimaan data lapangan dalam Sistem pencatatan Untuk memeriksa kualitas dari skrining, diperlukan orang yang ahli mengenai bangunan dan gempa. Data yang ada bisa dikoreksi seperlunya oleh para ahli. Diperlukan database elektronik untuk menyimpan hasil dari skrining yang telah dilakukan. Jika data sudah dipastikan kualitasnya bisa dimasukkan dalam database pemerintah kota. Hal itu dimaksudkan untuk referensi jika diperlukan penanganan bangunan yang berpotensi bahaya saat gempa, serta bisa digunakan untuk pemetaan 18

19 Pengumpulan Formulir RVS 1. Memeriksa dan memperbarui informasi identifikasi bangunan 2. Berjalan di sekitar gedung untuk mengidentifikasi ukuran dan bentuknya, serta membuat sketsa bangunan pada formulir 3. Menentukan dan mencatat kategori hunian 4. Menentukan jenis tanah, jika tidak diidentifikasi selama proses perencanaan 5. Mengidentifikasi potensi nonstruktural akan terkena bahaya (jika ada) 6. Mengidentifikasi seismic lateral-load resisting dan menlingkari skor dasar bahaya struktural pada formulir 7. Mengidentifikasi dan melingkari sesuai kinerja seismik atribut Skor modifikasi 8. Menentukan Skor Akhir (dengan menyesuaikan skor yang telah diidentifikasi pada Langkah 7), dan memutuskan apakah evaluasi lebih rinci diperlukan 9. Memotret bangunan dan melampirkan foto pada formulir. 10. Bagian Komentar 19

20 1. Memeriksa dan memperbarui informasi identifikasi bangunan Ruang yang disediakan di bagian kanan pada formulir untuk catatan informasi identifikasi bangunan (yaitu, alamat, nama, jumlah lantai, tahun pembangunan, dan data lainnya). Hal itu dimaksudkan untuk mencatat dan memperbarui informasi saat tahap perencanaan. 20

21 2. Mengidentifikasi ukuran dan bentuk, serta membuat sketsa bangunan pada formulir Pada sketsa seharusnya menunjukkan: Tinggi bangunan lebar bangunan dimensi-dimensi yang ada menekankan fitur-fitur khusus (retak atau konfigurasi masalah yang signifikan) 21

22 22 3. Menentukan dan mencatat kategori hunian Pembagian kelas hunian dijelaskan di bawah ini (dengan indikasi umum beban hunian) : Gedung pertemuan: beban hunian bervariasi yaitu sebanyak 1 orang per 10 sq.ft, tergantung pada kondisi duduk tetap atau bergerak. Komersial: beban hunian bervariasi, yaitu 1 orang per 50 sampai 200 sq.ft. Layanan darurat: beban hunian biasanya 1 orang per 100 sq ft. Gedung pemerintahan : Beban hunian bervariasi, gunakan 1 orang per sq ft. Industrial : Biasanya, beban huniannya 1 orang per 200 persegi ft kecuali gudang, yang mungkin 1 orang per 500 sq ft Perkantoran: menggunakan 1 orang per 100 sampai 200 sq ft). Perumahan: Jumlah orang untuk hunian perumahan bervariasi dari sekitar 1 orang per 300 sq ft di tempat tinggal, untuk mungkin 1 orang per 200 sq ft di hotel dan apartemen, 1 per 100 sq ft di asrama). Sekolah: Beban hunian bervariasi, gunakan 1 orang per 50 sampai 100sq.ft)

23 23

24 4. Menentukan jenis tanah Informasi data tanah harusnya dicari saat tahap perencanaan. Jika tidak ada, perlu diidentifikasi jenis tanahnya saat pelaksaan di lapangan. Jika tidak ada dasar untuk mengklasifikasikan jenis tanah, maka diasumsikan jenis tanah E. Namun, untuk satu lantai atau dua lantai/ bangunan dengan tinggi atap sama dengan atau kurang dari 25 kaki, dapat diasumsikan jenis tanah kelas D ketika kondisinya tidak diketahui. 24

25 25

26 5. Mengidentifikasi potensi nonstruktural akan terkena bahaya (jika ada) Macam-macam pilihan bangunan nonstruktural yang bisa membahayakan adalah: Unreinforced Chimneys. Cerobong asap umumnya kurang terikat ke rumah dan roboh ketika terguncang. Parapets. Parapet adalah barrier berbentuk dinding pada ujung atap, teras, balkon dan struktur lain. Jika berada di atas atap, maka parapet adalah bagian dari dinding eksterior yang menerus ke atas permukaan atap atau terusan dari bagian bangunan di bawahnya, berupa dinding pencegah api Heavy Cladding. Cladding adalah struktur eksterior pada bangunan yang dipasang pada dinding luar sebagai finishing. 26

27 27 6. Mengidentifikasi seismic lateral-load resisting Lima belas jenis bangunan yang digunakan dalam Prosedur RVS meliputi: 1. Rangka kayu - bangunan dengan luas < ft 2 (W1) 2. Rangka kayu - Bangunan dengan luas > ft 2 (W2) 3. Bangunan baja rangka pemikul momen (S1) 4. Bangunan rangka baja dengan bracing (S2) 5. Bangunan light metal (S3) 6. Bangunan rangka baja dengan shear wall beton cor di tempat (S4) 7. Bangunan rangka baja dengan dinding batu tanpa perkuatan (S5) 8. Bangunan beton dengan rangka pemikul momen (C1) 9. Bangunan beton dengan dinding geser/ shear wall (C2) 10. Bangunan beton dengan dinding pasangan bata tanpa perkuatan (C3) 11. Bangunan Tilt -up (PC1) 12. Bangunan rangka beton pracetak (PC2) 13. Bangunan batu diperkuat lantai fleksibel dan atap diafragma (RM1) 14. Bangunan batu diperkuat dengan lantai kaku dan atap diafragma(rm2) 15. Pondasi tanpa perkuatan bangunan bearing - wall (URM)

28 28 7. Mengidentifikasi kinerja seismik atribut Skor modifikasi Faktor-foktoryang dinilai meliputi: Mid-Rise Buildings Jika bangunan memiliki lantai 4 sampai 7 dianggap sebagai mid-rise building High-Rise Bulidings Jika bangunan memiliki banyak lantai 8 atau lebih dianggap sebagai bangunan bertingkat tinggi. Vertikal Irregularity Jika bangunan berbentuk tidak teratur secara vertikal, atau jika beberapa dinding tidak vertikal, maka lingkari pada skor modifikasi. Plan Irragularity Jika bangunan bentuk denahnya tidak teratur dengan bentuk E, L, T, U, atau berbentuk + Pre-Code Skor modifikasi ini berlaku untuk bangunan di wilayah kegempaan moderat dan tinggi, dan berlaku jika bangunan yang ditinjau dirancang dan dibangun sebelum diterapkan kode seismik yang berlaku untuk jenis bangunan itu. Post-Benchmark Skor modifikasi ini berlaku jika bangunan yang ditinjau dirancang dan dibangun setelah kode seismik untuk jenis bangunan itu diberlakukan. Soil Type C, D, or E Skor modifikasi disediakan untuk Jenis Tanah C, D, dan E. Jika tidak tersedia data atau bimbingan yang memadai selama tahap perencanaan untuk mengklasifikasikan jenis tanah, harus diasumsikan jenis tanah E. Namun, untuk bangunan satu atau dua lantai dengan tinggi atap sama dengan atau kurang dari 25 meter, dapat diasumsikan jenis tanah kelas D.

29 29

30 8. Menentukan Skor Akhir Berdasarkan hasil skor akhir, screener dapat memutuskan apakah bangunan tersebut aman atau memerlukan evaluasi lebih rinci yang kemudian dicatat pada lingkaran "YES" atau "NO" di kolom kanan bawah. 30

31 9. Memotret bangunan dan melampirkan foto pada formulir. Foto bangunan yang jelas dan bisa menampakkan keseluruhan bangunan (bentuk bangunan dan elevasi). 31

32 10. Bagian Komentar Kolom terakhir ini untuk komentar screener jika mungkin ingin memberi catatan mengenai bangunan yang diskrining, hunian, kondisi, kualitas data atau kondisi yang tidak biasa/ tidak ada dalam jenis yang tersedia. 32

33 Penggunaan Hasil dari RVS Interpretasi RVS Skor Pada dasarnya skor akhir adalah perkiraan probabilitas bangunan akan runtuh jika terjadi gerakan tanah atau gempa. BSH = -log 10 Pemilihan keputusan skor RVS Penentuan aman atau tidaknya bangunan yang ditinjau bedasarkan skor akhir bangunan tersebut. Nominal angka skor yang membatasi menurut FEMA 154 adalah 2 33

34 34 Contoh aplikasi dari RVS

35 35 Studi Kasus

36 Berdasarkan SNI 1726 tahun 2012, Kota Surabaya pada periode 0,2 detik percepatan respon gempanya adalah sebesar 0,5-0,6 g (gambar 5.1) dan untuk peiode 1 detik sebesar 0,2-0,3 g (berada pada 2 warna, lihat gambar 5.2). Dengan demikian, Kota Surabaya berada pada High Seismicity menurut pembagian zona gempa berdasarkan FEMA 154. Region of Seismicity Regions of Seismicity with Corresponding Spectral Acceleration Response (from FEMA 310) Spectral Acceleration Response, SA (shortperiod, or 0.2 sec) Low less than g(in horizontal direction) Moderate greater than or equal to gbut less than g (in horizontal direction) High greater than or equal to g (in horizontal direction) Notes: g = acceleration of gravity Spectral Acceleration Response, SA (longperiod or 1.0 sec) less than g(in horizontal direction) greater than or equal to gbut less than g (in horizontal direction) greater than or equal to g (in horizontal direction) Gambar 5.1 Peta zona gempa Surabaya periode 0,2 detik Gambar 5.2 Peta zona gempa Surabaya periode 1 detik Setelah menentukan formulir RVS, yakni High Seismicity Form, maka bisa dilanjutkan untuk survei di lapangan. 36

37 Gedung Perpustakaan Perpustakaan 37

38 Gedung Robotika Robotika 38

39 39 Gedung Teknik Mesin

40 40 Asrama Mahasiswa

41 Analisa Data gedung perpustakaan dinyatakan aman karena mendapatkan skor akhir 3,1 hal ini sesuai dengan Laporan Perencanaan Strukur Gedung Perpustakaan (P2T,1994) yang telah direncanakan tahan gempa. Gedung Teknik Mesin dinyatakan aman dengan skor akhir 3,1 hal ini sesuai dengan Laporan Perencanaan Strukur Gedung Teknik Mesin (P2T,1974) yang telah direncanakan kegempaannya. Gedung gedung robotika dinyatakan aman karena mendapatkan skor akhir 2,7 hal ini sesuai dengan Laporan Perencanaan Strukur Pusat Kajian Robotika Nasional (PIMPITS, 2009) yang telah direncanakan tahan gempa. Gedung Asrama Mahasiswa dengan skor akhir 2,6 sehingga dinyatakan aman dan memang sesuai perencanaannya yang telah direncanakan tahan gempa sesuai dengan Laporan Perencanaan Struktur Asrama Mahasiswa (PIMPITS, 2007). 41

42 42 Karena dari hasil keempat formulir RVS dan laporan perencaan struktur keempat gedung tersebut sesuai, maka prosedur RVS bisa diterapkan untuk menilai kerentanan bangunan terhadap bahaya gempa di Indonesia.

43 KESIMPULAN Rapid visual screening of buildings for potential seismic hazards, yang bermula dari terbitnya Laporan FEMA 154 pada tahun 1988, Rapid visual screening of buildings for potential seismic hazards: A Handbook. Selama dekade berikutnya FEMA 154 edisi pertama, prosedur rapid visual screening (RVS) digunakan oleh organisasi sektor swasta dan lembaga pemerintah di Amerika Serikat untuk mengevaluasi lebih dari bangunan nasional (ATC, 2002). Data dan informasi yang dikumpulkan selama dekade pertama tersebut digunakan untuk memperbarui dan meningkatkan metode RVS pada FEMA 154 edisi kedua. Ada beberapa langkah yang diperlukan dalam merencanakan dan melaksanakan RVS pada bangunan berpotensi berbahaya gempa, yakni meliputi: perencanaan anggaran dan biaya perkiraan perencanaan pra-lapangan, pemilihan dan review formulir kualifikasi dan Pelatihan Screener akuisisi dan review data pra lapangan review dokumen konstruksi pelaksaan RVS di lapangan memeriksa kualitas dan penerimaan data lapangan dalam Sistem pencatatan. 43

44 44 Setelah memilih formulir berdasarkan pada tingkat kegempaan daerah yang akan ditinjau, formulir diselesaikan untuk setiap bangunan yang ditinjau. Tahap pelaksanaannya yaitu: memeriksa dan memperbarui informasi bangunan membuat sketsa bangunan pada formulir menentukan dan mencatat kategori hunian menentukan jenis tanah mengidentifikasi potensi bahaya akibat nonstruktural mengidentifikasi seismic lateral-load resisting mengidentifikasi skor modifikasi menentukan skor akhir memotret bangunan dan melampirkan foto pada formulir dan bagian komentar. Pada dasarnya skor akhir adalah perkiraan probabilitas bangunan akan runtuh jika terjadi gerakan tanah atau gempa. Dalam metode ini dengan rumus BSH = -log 10. Penentuan aman atau tidaknya bangunan yang ditinjau bedasarkan skor akhir bangunan tersebut. Nominal angka skor yang membatasi menurut FEMA 154 adalah 2. Hal itu berdasarkan dari National Bureau of Standards (NBS, 1980).

45 45 Contoh aplikasi dari RVS ini adalah ilustrasi penerapan prosedur RVS pada beberapa gedung di USA. Dari contoh tersebut bisa dijadikan gambaran untuk melakukan prosedur dari RVS. Bangunan ITS sebagai studi kasus untuk penggunaan metode RVS dalam penilaian kerentanan bangunan terhadap potensi bahaya gempa adalah gedung perpustakaan, gedung teknik mesin, gedung robotika, dan asrama mahasiswa. Dari hasil formulir RVS keempat gedung tersebut dirasa sesuai dengan laporan perencaan struktur dari masing-masing bangunan. Prosedur RVS bisa digunakan untuk memetakan kerentanan bangunan terhadap gempa di Indonesia berdasarkan studi kasus yang ditinjau. Hanya saja perlu penyesuaian untuk formulir yang dipakai sesuai dengan kondisi bangunan dan peraturan yang ada di Indonesia.

46 SARAN Dalam tugas akhir ini hanya didapatkan bahwa prosedur RVS bisa digunakan untuk gedung di Indonesia. Perlu ditinjau lebih lanjut mengenai komponen skor penilaian dan pembagaian wilayah gempa. Dan kemudian diharapkan adanya prosedur yang sudah benar-benar sesuai dan yang pada akhirnya bisa digunakan untuk memetekan bangunan di Indonesia. Dengan begitu akan meminimalisasi resiko keruntuhan bangunan apabila terjadi gempa. 46

47 Sekian Terima Kasih 47