BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG. Kondisi geografis Indonesia terletak di daerah dengan tingkat kejadian gempa

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Kondisi geografis Indonesia terletak di daerah dengan tingkat kejadian gempa bumi tektonik yang relatif tinggi. Maka perlu dilakukan berbagai upaya untuk memperkecil resiko yang ditimbulkannnya. Dalam beberapa kejadian gempa besar di Indonesia jumlah korban yang paling banyak terutama disebabkan oleh keruntuhan bangunan. Oleh karena itu desain bangunan tahan gempa berdasarkan pada konsep: bahwa akibat gempa besar bangunan diperbolehkan mengalami rusak berat tetapi manusia yang ada di dalamnya harus selamat. Pada perencanaan bangunan, parameter gempa yang mempengaruhi perencanaan adalah percepatan tanah yang ditimbulkan oleh gelombang seismic yang bekerja pada massa bangunan. Wilayah Indonesia dibagi menjadi 6 wilayah gempa dengan masing masing tingkat kerawanan terjadinya gempa. Wilayah Indonesia terletak pada empat (4) lempeng tektonik yaitu lempeng Australia-India, lempeng Euro-Asia, lempeng Pasifik dan Lempeng Filipina. Gempa bumi tidak mungkin dicegah dan sulit diramalkan kapan akan terjadi. Untuk itu harus dilakukan usaha untuk memperkecil akibat dari gaya gempa terhadap bangunan, paling tidak orang yang berada dalam bangunan dapat selamat jika terjadi gempa yang besar. Kerusakan bangunan akibat gempa secara umum dapat dilakukan dengan menambah kekakuan dari struktur tersebut. Namun sering berakibat kerusakan baik structural maupun non structural yang diakibatkan perbedaan simpangan antar tingkat. Untuk mengatasi hal ini dapat dilakukan dengan memperkaku bangunan arah lateral, tapi dapat berakibat bertambah besarnya gaya gempa terhadap bangunan oleh

2 karena semakin bertambahnya massa bangunan. Sehingga metode yang lebih baik adalah dengan meredam gaya gempa tersebut pada tingkat yang tidak membahayakan bagi bangunan. Filosofi perencanaan bangunan tahan gempa konvensional yang diadopsi oleh hampir semua peraturan mengenai perencanaan bangunan tahan gempa yang mengutamakan segi keselamatan jiwa dan segi ekonomis yang dikenal dengan perencanaan kapasitas, mempunyai dasar sebagai berikut : 1. Struktur berperilaku elastis jika terjadi gempa kecil, 2. Bangunan akan mengalami kerusakan jika terjadi gempa sedang, namun terbatas pada kerusakan structural atau non-struktural yang dapat diperbaiki. 3. Bangunan tidak runtuh bila terjadi gempa besar. Berdasarkan Standard Nasional Indonesia (SNI) gempa yang berlaku saat ini, struktur bangunan tahan gempa pada umumnya direncanakan dengan mengapplikasikan konsep daktilitas. Dengan penerapan konsep ini, pada saat gempa kuat terjadi elemen-elemen struktur tertentu yang dipilih diperbolehkan untuk mengalami plastifikasi (kerusakan) sebagai sarana untuk pendissipasian energi gempa yang diterima oleh struktur. Namun demikian struktur diharapkan tidak runtuh (collapse). Agar struktur tidak runtuh maka elemen-elemen tertentu tersebut harus direncanakan sedemikian rupa agar dapat menglami deformasi inelastis secara stabil selama terjadinya gempa kuat. Struktur baja merupakan salah satu sistem struktur tahan gempa dengan kinerja yang sangat bagus, karena material baja mempunyai karakteristik yang unik dibandingkan dengan material struktur lainnya, dengan mengandalkan pada sifat daktilitas dan kekuatannya yang tinggi maka

3 struktur baja sangat cocok digunakan untuk daerah-daerah dengan tingkat seismisitas yang tinggi. Dari hasil-hasil riset yang pernah dilakukan telah didapatkan tiga sistem struktur baja tahan gempa yang umum digunakan yaitu: (1) Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) Rangka baja penahan momen (SRPM) mempunyai kemampuan dissipasi energi yang cukup untuk dapat memberikan daktilitas yang diperlukan (requiredductility). Tapi struktur ini memerlukan terjadinya simpangan antar lantai yang cukup besar supaya timbul sendi sendi plastis pada balok yang akan berfungsi untuk menyerap energy gempa. Akibatnya struktur ini kurang kaku sehingga memerlukan ukuran penampang yang lebih besar dan panel zone pelat ganda yang mahal untuk memenuhi persyaratan drift (drift requirements). Simpangan yang terjadi begitu besar juga akan menyebabkan kerusakan nonstruktural yang besar disamping akan menambah pengaruh P- terutama pada bangunan tinggi. (2) Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik (SRBK) Sistem rangka berpengaku konsentrik (CBF) secaraefisien dapat memenuhi batas-batas lendutan melaluiaksi rangkanya. Sistem rangka ini dikembangkan sebagai struktur penahan gaya lateral dan memiliki tingkat kekakuan yang cukup baik. Hal ini bertolak belakang dengan MRF yang hanya bias digunakan sebagai penahan momen. Kekakuan system ini terjadi akibat adanya elemen pengaku (bracing) yang berfungsi sebagai penahan gaya lateral yang terjadi pada struktur. Penyerapan energy pada system ini dilakukan melalui pelelehan yang dirancang

4 untuk terjadi pada pelat buhul.sistem ini daktilitasnya kurang begitu baik dimana kegagalannya ditentukan oleh tekuk bresing. (3) Sistem Rangka Berpengaku Eksentrik (SRBE) Karena keterbatasan kedua sistem struktur tersebutmaka dikembangkan suatu sistem struktur baru yangdisebut struktur berpengaku eksentrik (EBF).Pada system rangka ini terdapat suatu balok yang disebut Link dan direncanakan secara khusus. EBF diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis yang cukup besar dan stabil pada saat Link memikul gaya-gaya akibat beban gempa rencana karena elemen Link tersebut berfungsi sebagai pendisipasi energy ketika struktur menerima beban gempa.pendisipasian energi ini diwujudkan dalam bentuk plastifikasi pada elemen link tersebut.hal tersebut yang membuat EBF memiliki nilai daktilitas yang lebih tinggi dibandingkan dari CBF dimana CBF lebih mengutamakan pada kekuatan strukturnya.kolom-kolom, batang bresing, dan bagian dari balok di luar Link harus direncanakan untuk tetap dalam kodisi elastic akibat gaya-gaya yang dihasilkan oleh Link pada saat pelelehan penuh hingga tahap perkerasan regangan. Ketiga sistem struktur diatas dirancang untuk menahan gempa dengan kemampuan dari struktur itu sendiri. Sejalan dengan perkembangan teknologi bahan untuk struktur tahan gempa, telah ditemukan bahan anti seismic yang disebut juga Damper, dalam hal ini disebut Yielding Damper. Yielding Damper ini dibubuhkan pada struktur yang pada umumnya dibubuhkan pada sambungan antara bresing dan balok pada sistem rangka berpengaku konsentrik.

5 1.2 PERMASALAHAN Pembahasan pada tugas akhir ini merupakan perbandingan respon terhadap gaya gempa oleh bangunan yang menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen, bangunan dengan Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik, dan dengan bangunan yang menggunakan bahan anti seismic yaitu Yielding Damper yang diletakkan diantara balok dan bresing pada Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik, sehingga pada tugas akhir ini akan dilihat perbedaan antara bangunan bangunan yang disebutkan di atas. Perbedaan yang akan dilihat yaitu, simpangan antar lantai, momen,gaya lintang dan gaya normal yang terjadi setiap elemen struktur. Terdapat persamaan prinsip antara metode struktur tahan gempa yaitu sistem tersebut diharapkan mengalami deformasi inelastic pada suatu bagian tertentu sehingga menyerap gaya gempa secara stabil sehingga diharapkan elemen anti gempa ini akan mengalami plastifikasi (kerusakan) sedang elemen struktur lainnya tidak mengalami kerusakan atau bahkan diharapkan masih berada pada kondisi elastis. Dalam perencanaan bangunan, beban akibat gempa sangat diperhitungkan dalam analisanya sehingga walaupun bangunan tersebut terkena gempa kuat tidak langsung rubuh melainkan diharapkan suatu elemen struktur dalam bangunan tersebut diharapkan mengalami deformasi inelastis secara stabil yang akan mendisipisi energi gempa sehingga bangunan tersebut diharapkan masih berdiri dan walaupun collaps, terdapat waktu dalam pelelehan setiap elemen elemen strukturnya sehingga manusia di dalamnya dapat menyelamatkan diri. Pada analisa beban gempa sangat tergantung kepada struktur dari bangunan tersebut dimana bentuk dari denah dan ketinggian bangunan tersebut adalah faktor

6 utama dalam memperhitungkan gaya akibat dan guncangan gempa tersebut. Untuk itu analisa yang dipakai dalam menganalisis struktur bangunan tersebut adalah Analisa Respons Dinamik Riwayat Waktu yang akan memperhitungkan displacement, kinerja batas layan, kinerja batas ultimit, momen, lintang dan normal. Menurut SNI , akselerogran gempa masukan yang ditinjau dalam analisis respons dinamik linier dan non-linier riwayat waktu, harus diambil dari rekaman gerakan tanah akibat gempa yang didapat di suatu lokasi yang mirip kondisi geologi, topografi dan seismotektoniknya dengan lokasi tempat struktur bangunan gedung yang ditinjau berada. Untuk mengurangi ketidakpastian mengenai kondisi lokasi ini, paling sedikit harus ditinjau empat buah akselerogram dari empat gempa yang berbeda, salah satunya harus diambil akselerogram Gempa El-centro N-S yang telah direkam pada tanggal 15 mei 1940 di California. Perbedaan keempat akselerogram tersebut harus ditunjukkan dengan nilai maksimum absolut koefisien korelasi silang antara satu akselerogram terhadap lainnya yang lebih kecil daripada 10%. 1.3 TUJUAN PENULISAN Adapun tujuan penulisan dari tugas akhir ini adalah : 1. Menghitung respon struktur bangunan berupa simpangan antar lantai antara SRPM, SRBK, serta bangunan yang menggunakan Yielding Damper. 2. Menghitung momen,gaya lintang,gaya normal dari bangunan SRPM, SRBK, serta bangunan yang menggunakan Yielding Damper. 3. Menganalisa sistem dan prosedur struktur tahan gempa pada bangunan dengan SRPM, SRBK, serta bangunan yang menggunakan Yielding Damper. 4. Untuk mengetahui efektifitas Yielding Damper pada bangunan.

7 5. Membandingkan kondisi mana yang lebih baik antara SRPM, SRBK, serta bangunan yang menggunakan Yielding Damper. Serta membandingkan respon bangunan yang menggunakan yielding damper tipe X dan tipe Segi Empat. 1.4 PEMBATASAN MASALAH 1. Jenis struktur yang dibahas adalah Sistem Rangka Pemikul Momen yang dikondisikan dengan jenis gempa yang di skalakan, Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik tipe K-Split tanpa Yielding Damper dan dengan Yielding Damper. 2. Material struktur yang digunakan adalah material baja yaitu material baja profil WF. 3. Bangunan yang ditinjau adalah bangunan bertingkat 5 lantai seperti tergambar. 4. Analisa Dinamik Riwayat Waktu El Centro N-S yang direkam tanggal 15 Mei Damper yang digunakan adalah jenis Metalic Yielding Damper berbentuk X dan Segi Empat. 6. Damper dihitung berdasarkan Stiffness Ratio dan tidak berdasarkan Stiffness Ratio. 7. Bangunan ditinjau dua (2) dimensi dengan lebar tiap portal 10 meter dan tinggi tiap lantai 3,75 meter. 8. Analisa struktur dihitung dengan menggunakan program SAP 2000 v14.

8 Model struktur yang akan dibahas pada tugas akhir ini. Gambar. 1.1.Sistem Rangka Pemikul Momen Gambar. 1.2 Sistem Rangka Berpengaku Konsentrik Gambar. 1.3 Bangunan menggunakan Yielding Damper 1.5 METODE PEMBAHASAN Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi literatur yaitu dengan mengumpulkan data data dan keterangan dari literature yang berhubungan dengan pembahasan pada tugas akhir ini dan masukan dari dosen pembimbing. Analisa struktur dilakukan dengan program computer yaitu program SAP 2000 v14.