BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara yang berada di daerah rawan gempa karena tereletak pada 3 lempeng besar yaitu lempeng Australia-Hindia yang bergerak ke utara, lempeng Asia Tenggara yang bergerak ke utara dan lempeng Pasifik yang bergerak ke barat. Lempeng-lempeng tersebut mengalami pergeseran, sehingga mengakibatkan terjadinya gempa tektonik. Hal-hal lain yang mengakibatkan terjadinya gempa bumi yaitu karena meletusnya gunung berapi (vulkanik) dan jatuhnya meteor ke permukaan bumi. Gempa bumi yang terjadi di Indonesia sering sekali diakibatkan oleh pergeseran lempeng (tektonik). Pergeserean lempeng-lempeng tersebut mengakibatkan perbedaan karakteristik gempa bumi. Karakteristik gempa bumi di Indonesia dipengaruhi oleh percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh gempa rencana dengan perioda ulang 500 tahun (SNI 03-1726-2003 pasal 4.7.1). Hal tersebut yang menjadi dasar pembagian wilayah gempa di Indonesia. Indonesia dibagi atas 6 wilayah gempa dan seluruh wilayah Indonesia rawan terjadinya gempa. Gedung Jurusan Teknik Elektro di POLBAN dirancang sebagai bangunan tahan gempa. Struktur gedung tahan gempa diperlukan karena gedung tersebut terletak pada zona wilayah gempa. Zona wilayah gempa pada gedung ini termasuk pada zona wilayah 4 sesuai dengan peta zona wilayah gempa pada SNI 03-1726- 2003- Tata Cara Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung. Kerusakan bangunan akibat gempa secara konvensional dicegah dengan memperkuat struktur bangunan terhadap gaya gempa yang bekerja padanya. Hasil tersebut seringkali kurang memuaskan, karena kerusakan elemen baik struktural maupun non-struktural umumnya disebabkan adanya interstrory drift (perbedaan simpangan antar tingkat). Interstory drift dapat diperkecil dengan memperkaku bangunan dalam arah lateral. Hal tersebut akan memperbesar gaya gempa yang berkerja pada bangunan. Metoda yang lebih baik adalah dengan meredam energi Candra Nur Arifin, Rizal Muttaqin, Analisis Penggunaan Elastomeric... I - 1
gempa sampai pada tingkat membahayakan bangunan (Teruna, Daniel Rumbi, Jurnal Teknik Sipil, 2005, BAB II Hal.1). Diperlukan suatu perancangan bangunan yang dapat memperkecil gaya gempa dengan tidak memperbesar kekakuan pada struktur bangunan. Suatu elemen yang dapat mereduksi atau memperkecil gaya gempa salah satunya yaitu base isolator. Base isolator merupakan suatu elemen yang digunakan pada dasar bangunan antara pondasi dan dasar kolom untuk meredam atau mereduksi gaya gempa. Elastomeric rubber bearing merupakan salah satu base isolator yang digunakan pada bangunan gedung. Pada dasarnya cara perlindungan bangunan gedung menggunakan bantalan karet tahan gempa diperoleh melalui pengurangan getaran gempa bumi kearah horisontal dan memungkinkan bangunan untuk bergerak bebas saat berlangsung gempa bumi tanpa tertahan oleh pondasi. Bantalan yang digunakan untuk melindungi gempa bumi dibuat dari kombinasi lempengan karet alam dan lempeng baja. Bantalan tersebut dipasang diantara dasar kolom dan pondasi bangunan. Karet alam berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa bumi, sedangkan lempeng baja digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet, sehingga penurunan bangunan saat bertumpu di atas bantalan karet tidak besar. Bantalan karet tahan gempa dapat digunakan untuk rumah tinggal maupun maupun gedung bertingkat. Sistem struktur gedung tahan gempa yang umumnya digunakan selain menggunakan base isolator yaitu rangka penahan momen (Momen Resisting Frame / MRF), rangka berpengaku eksentrik (Eccentrically Braced Frame / EBF) dan rangka berpengaku konsentrik (Concentrically Braced Frame / CBF). Sistem rangka tersebut memiliki karakteristik yang berbeda khususnya perilaku struktur yang diakibatkan gaya gempa. Sistem struktur Concentrically Braced Frames (CBF) memiliki kekakuan yang lebih tinggi dibandingkan dengan struktur Momen Resisting Frame (MRF) karena adanya elemen bracing pada struktur. Kekakuan yang besar pada CBF mengakibatkan deformasi yang terjadi pada struktur lebih terbatas, sehingga daktilitas struktur CBF lebih rendah jika dibandingkan dengan sistem struktur MRF (Ariefyanto, Fajri, Jurnal Teknik, 2009, Hal. 2). Candra Nur Arifin, Rizal Muttaqin, Analisis Penggunaan Elastomeric... I - 2
Pada tugas akhir ini diambil suatu kajian mengenai base isolator menggunakan elastomeric rubber bearing dan bracing tipe CBF. Kajian dilakukan dengan membuat pemodelan struktur pada software analisis struktur. Pemodelan gedung menggunakan elastomeric rubber bearing memiliki fungsi sebagai peredam gempa dan memperkecil simpangan antar tingkat yang terjadi akibat gempa. Pemodelan gedung menggunakan portal berpengaku konsentrik berperan dalam hal menahan gaya lateral yang diakibatkan oleh gaya gempa. Kajian ini diambil judul yaitu ANALISIS PENGGUNAAN ELASTOMERIC RUBBER BEARING DAN RANGKA BERPENGAKU KONSENTRIK PADA STRUKTUR GEDUNG JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLBAN. 1.2 Tujuan Tujuan dari kajian ini adalah : Melakukan perhitungan bangunan gedung Jurusan Teknik Elektro POLBAN dalam kondisi menggunakan jepit, elastomeric rubber bearing dan bracing. Menganalisis perilaku akibat gaya gempa pada pemodelan struktur gedung yang menggunakan jepit, elastomeric rubber bearing dan bracing berupa interstory drift. 1.3 Ruang Lingkup Pembahasan Ruang lingkup pembahasan yang digunakan pada penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Pemodelan bangunan gedung Jurusan Teknik Elektro POLBAN yang memiliki 3 tingkat. Pemodelan dan analisis struktur gedung ditinjau dalam keadaan menggunakan jepit, elastomeric rubber bearing dan bracing. Elastomeric rubber bearing digunakan sebagai base isolation dengan tipe high damping rubber bearing (HDRB). Bracing beton digunakan sebagai elemen pengaku pada struktur gedung. Candra Nur Arifin, Rizal Muttaqin, Analisis Penggunaan Elastomeric... I - 3
Pemodelan dan analisis struktur gedung menggunakan software analisis struktur. Analisis gempa menggunakan metoda analisis statik ekivalen, untuk gedung dengan perletakan jepit dan bracing menggunakan aturan SNI-03-1726- 2003 dan gedung dengan base isolation system menggunakan aturan FEMA 451. Analisis gempa meggunakan asumsi kondisi tanah lunak. Analisis perilaku akibat gaya gempa yang ditinjau berupa interstory drift pada bangunan gedung. Atap dan tangga dihitung dan dimodelkan secara terpisah untuk mengetahui reaksi perletakan dan diinput pada struktur utama. Tulangan pada elemen-elemen struktur gedung ini tidak dirancang atau di design. 1.4 Metodologi Metodologi penulisan yang digunakan dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Studi Literatur Studi litelatur yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu mempelajari dasardasar teori tentang sistem peredam gedung yaitu sistem peredaman base isolation (bantalan karet) khususnya elastomeric rubber bearing dan bracing. Pengambilan Data Data-data yang digunakan pada pemodelan gedung menggunakan Gedung Jurusan Elektro POLBAN. Spesifikasi yang digunakan pada base isolation menggunakan spesifikasi dari pabrik yang memproduksi peredam tersebut. Candra Nur Arifin, Rizal Muttaqin, Analisis Penggunaan Elastomeric... I - 4
Analisis Struktur Analisis struktur diawali dengan preliminary design, analisis pemodelan gedung yang menggunakan sistem konvensional dan memberikan input sistem berupa bracing dan base isolation pada perletakan gedung. Analisa Data dan Pembahasan Yakni meliputi analisa data dan interpretasi luaran software berupa interstory drift dari masing-masing gedung yang dimodelkan. Kesimpulan dan Saran Menyimpulkan hasil analisa struktur yang telah dilakukan dengan memperlihatkan kinerja pemodelan gedung. Pemodelan gedung yang memiliki kinerja terbaik khususnya akibat beban gempa pada salah satu sistem yang digunakan. 1.5 Sistematika Penulisan Adapun sistematika laporan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Bab I Pendahuluan Pada Bab ini menjelaskan latar belakang, tujuan, ruang lingkup pembahasan, metodologi penulisan dan sistematika laporan. Bab II Tinjauan Pustaka Bab ini berisi teori tentang konsep bangunan tahan gempa, pembebanan pada gedung, simpangan antar tingkat, konsep dasar base isolation dan jenis-jenis bracing yang digunakan pada bangunan gedung. Bab III Metodologi Bab ini berisi tentang tahap-tahap analisa struktur yang dilakukan pada pemodelan gedung. Pemodelan gedung yang dianalisis dalam sistem konvensional diberikan input menggunakan bantalan karet (base isolation) yang digunakan sebagai peredam. Pada bagian portal-portal gedung dipasang bracing sebagai sistem yang menahan gaya lateral. Candra Nur Arifin, Rizal Muttaqin, Analisis Penggunaan Elastomeric... I - 5
Bab IV Analisis Struktur Bab ini berisikan tentang proses perhitungan yang dilakukan pada pemodelan gedung. Analisis struktur diawali dengan proses preliminary design, perhitungan tangga, perhitungan atap, pembebanan pada struktur gedung. Struktur gedung yang telah diberi pembebanan diberikan input base isolation sebagai perletakan dan bracing sebagai sistem penahan gaya lateral. Bab V Hasil Analisis dan Pembahasan Bab ini berisikan tentang hasil perhitungan yang telah dilakukan pada Bab analisis struktur. Hasil perhitungan berupa interstory drift pada setiap kondisi gedung. Bab VI Kesimpulan dan Saran Bab ini berisikan tentang hasil akhir yang diperoleh dari keseluruhan kajian yang telah dilakukan berupa kesimpulan dan saran untuk kajian selanjutnya. Candra Nur Arifin, Rizal Muttaqin, Analisis Penggunaan Elastomeric... I - 6