studi perbandingan desain rumah tahan gempa dan gelombang...

Studi Perbandingan Desain Rumah Tahan Gempa

dan Gelombang Tsunami

di Dekat Pantai Sesuai

SNI 03-1726-2002 dan ASCE/SEI 7-05

Oleh :

Yusak Santoso

3106 100 120

Dosen Pembimbing :

Tavio, ST., MT., Ph.D

Harun Alrasyid, ST.,MT

Latar Belakang

Peraturan Pembebanan Gempa

SNI 03-1726-2002 telah berumur 8 tahun

Peraturan Pembebanan

ASCE/SEI 7-05 akan diadopsi peraturan SNI

terbaru

Indonesia merupakan pertemuan tiga lempeng

tektonik lempeng Philipina, Pasifik, dan

Indo-Australia.

Daerah pertemuan tiga lempeng tektonik ini

banyak terjadi gempa besar maupun

gelombang Tsunami.

Tujuan

Menganalisis perbedaan pembebanan beban gempa, angin,dan gelombang banjir berdasarkan peraturan SNI dan ASCE dalam mendesain rumah tahan gempa dan gelombangTsunami di dekat pantai.

Mendapatkan bentuk rumah tahan gempa dan gelombang Tsunami di dekat pantai.

Mendapatkan bentuk dan dimensi struktur utama rumah tersebut.

Menganalisis perbedaan penulangan antara desain rumah tahan gempa dan gelombang Tsunami yang didesain dengan pembebanan SNI dan ASCE.

Batasan Masalah Pembebanan struktur berdasarkan peraturan SNI dan ASCE.

Pemodelan struktur dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (Special Reinforced Concrete Moment-Resisting Frame System).

Perhitungan analisa struktur yang dilakukan akan menggunakan program bantu SAP2000.

Analisis struktur rumah dengan luas rumah 6 x 6 m2 (lihat Gambar 1.1) dan memiliki 2 lantai yang berada di dekat pantai (± 6 km dari garis pantai).

Perencanaan bangunan berada di wilayah gempa 6 di atas tanah keras dengan tidak meninjau analisa biaya yang diperlukan.

Perencanaan struktur bawah atau pondasi dan struktur sekunder tidak diperhitungkan.

Manfaat

Dapat menjadi salah satu acuan dalam

mendesain beban gempa, beban angin,

dan beban banjir berdasarkan SNI 03-

1726-2002, RSNI 03-1727-1989, dan

ASCE/SEI 7-05

Dapat menjadi salah satu acuan dalam

mendesain rumah tahan gempa.

TINJAUAN PUSTAKA

Filosofi bangunan tahan gempa Peraturan yang digunakan RSNI 03-1727-1989 Tata Cara Penghitungan

Pembebanan Untuk Bangunan Rumah danGedung

ASCE/SEI 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

SNI 03-1726-2002 Standar PerencanaanKetahanan Gempa Untuk Struktur BangunanGedung

SNI 03-2847-2002 Tata Cara PerhitunganStruktur Beton Untuk Bangunan Gedung

Diagram Alir

Preliminary Design

Tipe Dimensi (cm)

Balok Lantai 1 30/40Balok Atap 30/40Sloof 15/20Kolom 30/30Pelat 10

Tipe bangunan : rumah tinggal (2 lantai)Letak bangunan : dekat dengan pantaiWilayah gempa : wilayah gempa 6 Jenis tanah : tanah kerasLebar bangunan : 6 mPanjang bangunan : 6 mTinggi tiap lantai : 3 mMutu beton (f’c) : 35 MpaMutu baja (fy) : 400 MPa

Pembebanan

Beban Mati

Beban Hidup

Beban Gempa

Beban Angin

Beban Banjir

Beban GempaSNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05

Beban GempaSNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05

Beban GempaSNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05

Beban Gempa

SNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05

Arah X (ton) Arah Y (ton)

1.83 1.921.51 1.59

Arah X (ton) Arah Y (ton)

1.54 1.621.28 1.34

Grafik Hubungan Gaya Gempa vs Tingkat

Grafik Hubungan Drift Tiap Tingkat

Beban Angin

Prosedur yang disederhanakan Prosedur analitis Prosedur terowongan angin

p = qh [ GCpf - GCpi ]dimana :qh = kecepatan tekan diukur pada

tinggi atap rata-rata h menggunakan eksposur

GCpf = koefisien tekan eksternal GCpi = koefisien tekan internal

Hasil dari tekanan angin yang bernilai positif menunjukkan arahtekanan yang menuju permukaan sedangkan untuk tandanegatif menjauhi permukaan.

qh = 0.613 Kz Kzt Kd v2 I = 0.613 (0.912) (1) (0.85) (44.704)2 (0.77) = 731.24 N/m2

dimana :qh = kecepatan tekan diukur pada tinggi atap rata-rata h

menggunakan eksposur Kz = koefisien kecepatan tekanan eksposur (ketinggian

atap rata-rata 6.56 m didapat = 0.912)Kzt = faktor topografi (jika tidak terpengaruh faktor

topografi = 1)Kd = faktor arah angin (gedung sistem penahan gaya angin

utama = 0.85)V = kecepatan angin dasar (daerah rawan badai dengan

100 mph = 44.704 m/s)I = faktor keutamaan ( daerah rawan badai = 0.77)GCpi = koefisien tekan internal (gedung tertutup +0.18 dan

-0.18)GCpf = koefisien tekan eksternal (lihat tabel di atas)

untuk GCpi = + 0.18

p1 = 255.93 N/m2

p2 = -636.18 N/m2

p3 = -482.62 N/m2

p4 = -446.05 N/m2

p5 = -460.68 N/m2 pmin = -914.05 N/m

2

p6 = -460.68 N/m2 pmax = 453.37 N/m

2

p1E = 453.37 N/m2

p2E = -914.05 N/m2

p3E = -636.18 N/m2

p4E = -599.61 N/m2

untuk GCpi = - 0.18

p1 = 519.18 N/m2

p2 = -372.93 N/m2

p3 = -219.37 N/m2

p4 = -182.81 N/m2

p5 = -197.43 N/m2 pmin = -650.80 N/m

2

p6 = -197.43 N/m2 pmax = 716.61 N/m

2

p1E = 716.61 N/m2

p2E = -650.80 N/m2

p3E = -372.93 N/m2

p4E = -336.37 N/m2

Pemodelan Struktur

Pemodelan Dinding Banjir

Dinding banjir akan menggunakan Viva Cement Board yang didesain dengan spesifikasi sebagaiberikut.

Berat Jenis : 1300 kg/m3

Modulus Elastisitas : 3000 N/mm2

Bending Strength : 12 N/mm2

Tebal : 10 mmBerat : 13 kg/m2

Pemodelan Dinding Banjir RSNI 03-1727-1989

Pemodelan Dinding Banjir

ASCE/SEI 7-05

Pemodelan Dinding Banjir

RSNI 03-1727-1989 ASCE/SEI 7-05

Beban Banjir RSNI 03-1727-1989 ASCE/SEI 7-05

Beban banjir sebesar0.717 kN/m2

Beban persyaratan desain

Beban banjir sebesar54.87 kN/m2

Beban banjir pada dinding

Beban Banjir ASCE/SEI 7-05

dimana :Pmax= tekanan kejut maksimum kombinasi dinamis

(Cp γw ds) dan statis (1.2γwds), termasuk tekanankejut pada dinding vertikal (kN/m2)

Cp = koefisien tekanan dinamis (kategori gedung I didapat 1.6)

γw = massa jenis air laut (10.05 kN/m3)ds = kedalaman air tenang (m) = 0.65(BFE – G)BFE= elevasi banjir termasuk ketinggian

gelombang (m)G = elevasi tanah (m)

Beban Banjir ASCE/SEI 7-05

Dalam perhitungan ini diasumsikan tinggigelombang (run-up) Tsunami sebesar 3 m dari dasartanah (BFE-G).

ds = 0.65 (BFE – G) = 0.65 (3) = 1.95 mPmax = Cp γw ds + 1.2γwds

= 1.6 (10.05) (1.95) + 1.2 (10.05) (1.95)= 54.87 kN/m2

Penulangan

SNI ASCE

SNI ASCE

Kesimpulan Beban gempa yang didapat dari perhitungan dengan

peraturan SNI 03-1726-2002 lebih besar dari bebangempa yang didapat dari perhitungan dengan ASCE/SEI 7-05 sebesar 18.83% untuk gempa arah X dan 18.52% untuk gempa arah Y.

Hal ini dikarenakan pada peraturan ASCE terdapat batasankoefisien CS yang tentunya akan mempengaruhi besarnya bebangempa setelah dikontrol dengan T Rayleigh.

Perhitungan beban angin yang didapatkan dariperaturan RSNI 03-1727-1989 dengan ASCE/SEI memberikan nilai yang sama karena peraturan RSNI mengadopsi seluruh pembebanan angin dari ASCE.

Beban banjir yang didapat dari perhitungan denganmenggunakan peraturan ASCE jauh lebih besardibandingkan dengan menggunakan peraturanRSNI. Peraturan RSNI yang hanya mengacusebagian kecil dari peraturan ASCE hanyamemberikan beban persyaratan desain pada dindingbanjir yang nilainya jauh lebih kecil dibandingkanbeban banjir pada dinding vertikal yang didapatdengan peraturan ASCE.

Perhitungan beban angin yang didapatkan dariperaturan RSNI 03-1727-1989 dengan ASCE/SEI memberikan nilai yang sama karena peraturan RSNI mengadopsi seluruh pembebanan angin dari ASCE.

Beban banjir yang didapat dari perhitungan denganmenggunakan peraturan ASCE jauh lebih besardibandingkan dengan menggunakan peraturanRSNI. Peraturan RSNI yang hanya mengacusebagian kecil dari peraturan ASCE hanyamemberikan beban persyaratan desain pada dindingbanjir yang nilainya jauh lebih kecil dibandingkanbeban banjir pada dinding vertikal yang didapatdengan peraturan ASCE.

Hasil gaya dalam dari kombinasi pembebanan yang terjadi yang dihitung dengan peraturan ASCE menuntut luasan penulangan yang lebih banyakyaitu tulangan longitudinal pada balok lantai 1 diperlukan diameter 16 sedangkan bila balok padalantai 1 tersebut dihitung dengan peraturan SNI hanya diperlukan tulangan longitudinal diameter 14.

Saran

Dalam prencanaan selanjutnya dapatditambah untuk perhitungan dengan jumlah lantai yang lebih banyak dengan disertai analisa biaya untuk mengetahui perkiraanbiaya total investasi yang dikeluarkan.

Selain itu, juga dapat ditambah analisispushover untuk mengetahui kinerja rumahini.

...

TERIMA KASIH