efek penggunaan peraturan gempa untuk … · makalah ini membahas tentang bagaimana pengaruh...

Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah X (ATPW),

Surabaya, 05 Agustus 2017, ISSN 2301-6752

7

EFEK PENGGUNAAN PERATURAN GEMPA UNTUK

BANGUNAN GEDUNG / NON GEDUNG DAN PERATURAN

GEMPA UNTUK JEMBATAN PADA PERENCANAAN

DERMAGA

Djoko Irawan1, Ibnu Pudji Rahardjo2, Chomaedhi 2

1 Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Fakultas Vokasi ITS, Surabaya 2 Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Fakultas Vokasi ITS, Surabaya

Email: [email protected]

Abstrak

Dalam analisis struktur dermaga tidak akan lepas dari penggunaan peraturan

gempa. Hal ini karena beban gempa yang bekerja pada suatu struktur dermaga

sangat menentukan besarnya dimensi elemen strukturnya. Ada dua peraturan

gempa yang berlaku di Indonesia yaitu SNI-1726:2012 yaitu tentang “Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non

Gedung” dan SNI 2833:201x tentang “Perancangan Jembatan Terhadap Beban

Gempa”. Kedua peraturan tersebut dikeluarkan oleh Badan Standarisasi Nasional

(BSN) yang mempunyai perbedaan cukup signifikan bila digunakan untuk

perencanaan struktur dermaga. Sebagian perencana dermaga ada yang

menggunakan peraturan SNI-1726:2012 dan ada juga yang menggunakan

peraturan SNI 2833:201X. Sehingga bila dibandingkan hasil analisisnya akan

mempunyai perbedaan perilaku yang cukup signifikan, baik deformasi maupun

gaya – gaya dalam yang terjadi.

Makalah ini membahas tentang bagaimana pengaruh penggunakan peraturan

Gempa SNI-1726:2012 dan bagaimana pula pengaruhnya bila menggunakan SNI

2833:201x untuk perencanaan sebuah struktur dermaga. Penerapan kedua

peraturan tersebut akan digunakan dalam studi kasus perencanaan dermaga PT.

Semen Indonesia di Pidie – DI Aceh

Hasil analisis terhadap studi kasus perencanaan dermaga PT. Semen Indonesia

di Pidie – DI Aceh tersebut akan dapat diketahui sejauh mana perbedaan perilaku

struktur dermaga baik besarnya deformasi lateral dan vertikal, maupun besarnya

gaya-gaya dalam yang terjadi terutama pada komponen pondasi tiang pancang

yang merupakan bagian termahal pada struktur dermaga.

Harapan dari tulisan ini adalah untuk memberikan wawasan pada para

perencana dermaga, agar dapat mempertimbangkan dalam pemilihan penggunaan

peraturan gempa untuk analisis struktur dermaga.

Kata kunci: Efek, Peraturan Gempa, Bangunan Gedung, Non Gedung, Dermaga

1. Pendahuluan

Beban gempa adalah beban yang

harus diperhitungkan dalam

melakukan perencanaan sebuah

struktur, baik itu struktur gedung

maupun yang non gedung. Badan

Standarisasi Nasional (BSN) telah

mengeluarkan peraturan tentang beban

gempa yang harus diperhitungkan

dalam perencanaan struktur melalui

SNI-1726:2012 untuk bangunan Gedung

dan Non Gedung serta RSNI 2833:201x

mailto:[email protected]



8

khusus untuk Jembatan. Kedua peraturan

tersebut menghasilkan nilai beban gempa

yang berbeda.

Sebagian perencana merencanakan

struktur dermaga dengan

memperhitungkan beban gempa

mengikuti peraturan SNI-1726:2012 yang

mengkategorikan bahwa struktur dermaga

tersebut termasuk bangunan non gedung.

Sebagian perencana memperhitungkan

beban gempa mengikuti peraturan RSNI

2833:201x dengan mengkategorikan

sebagai bangunan yang menyerupai

jembatan. Hal ini karena dalam peraturan

RSNI 2833:201x tidak menyebutkan

secara spesifik bahwa aturan tersebut juga

bisa digunakan untuk perencanaan

struktur dermaga.

Hasil penggunaan kedua peraturan

tersebut bila digunakan untuk

perencanaan struktur dermaga yang sama,

akan menghasilkan dimensi dan perilaku

yang berbeda. Secara umum bahwa beban

gempa yang dihitung dengan peraturan

SNI-1726:2012 mempunyai hasil

perencanaan dengan dimensi yang lebih

kecil dibandingkan dengan beban gempa

yang dihitung berdasarkan peraturan

RSNI 2833:201x, namun besar

perbedaannya masih tergantung dari

asumsi periode gempa yang diambil dari

masing – masing peraturan tersebut. Dari

perbedaan beban gempa yang dihitung

dari kedua peraturan tersebut akan dapat

menimbulkan perdebatan diantara para

perencana.

Banyak perencanaan dermaga, dimana

desain kriteria yang meliputi pembebanan,

material maupun geometri sudah

ditentukan oleh pemberi tugas. Sehingga

perencana hanya bisa melakukan analisis

berdasarkan Kerangka Acuan dari

Pemberi Tugas. Dengan demikian perlu

adanya kejelasan peraturan untuk

menentukan beban gempa khususnya

untuk perencanaan struktur dermaga atau

menyeragamkan persepsi tentang katagori

bangunan dermaga masuk dalam

bangunan “Non Gedung” atau masuk

dalam katagori “Jembatan”.

Untuk memberikan gambaran lebih

lanjut tentang peraturan yang mana

sebaiknya digunakan dalam

merencanakan dermaga, maka perlu

dilakukan penerapan kedua peraturan

tersebut dalam suatu studi kasus yang

dalam hal ini diambil dari perencanaan

dermaga milik PT. Semen Indinesia di

Pidie – DI Aceh. Dengan demikian akan

jelas perbedaannya dan akan dapat

digunakan sebagai bahan pertimbangan

peraturan mana yang sebaiknya

digunakan untuk perencanaan beban

gempa pada struktur dermaga sehingga

hasil perencanaannya akan dapat

memenuhi persyaratan kekuatan dan

deformasi.

2. Permasalahan

Permasalahan yang ada terkait dengan

penggunaan peraturan pembebanan

gempa khususnya dalam merencanakan

struktur dermaga adalah pemilihan

penggunaan peraturan yang lebih tepat

untuk menentukan beban gempa pada

struktur dermaga, apakah mengikuti SNI-

1726:2012 tentang “Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung dan Non

Gedung” atau mengikuti peranturan RSNI

2833:201x tentang “Perancangan

Jembatan Terhadap Beban Gempa” ?

3. Tujuan

Tujuan dari kajian ini adalah untuk

memberikan wawasan kepada perencana

dalam hal menentukan beban gempa yang

lebih tepat yaitu mengikuti peraturan SNI-




Gedung” atau mengikuti peraturan RSNI



9

2833:201x tentang “Perancangan

Jembatan Terhadap Beban Gempa”

khususnya dalam merencanakan struktur

dermaga dengan mempertimbangkan

keuntungan dan kerugiannya, sehingga

dermaga yang direncanakan dapat

mempunyai kinerja struktur yang terbaik.

4. Studi Pustaka

Studi putaka yang terkait dengan

kajian ini adalah peraturan SNI-




Gedung” serta peraturan RSNI 2833:201x

tentang “Perancangan Jembatan Terhadap

Beban Gempa”. Beberapa hal yang perlu

dicermati dari kedua peraturan ini

terutama adalah cara perhitungan untuk

mendapatkan nilai puncak dari respons

spektrum yang perbedaannya cukup

signifikan. Sedangkan besarnya gaya

geser dasar gempa menurut SNI-

1726:2012 adalah sebesar :

𝑉 = 𝐶𝑠 𝑥 𝑊 …..…………………. ( pers

1)

V = Gaya Geser Dasar Seismik

Cs = Koefisien Respons Seismik

W = Berat Seismik Efektif

𝐶𝑠 =S𝐷𝑆

(𝑅

𝐼𝑒) ……………….…….… ( pers

2)

SDS = Parameter Percepatan Respons

Spektrum

R = Faktor Modifikasi Respons

yang didasarkan pada jenis struktur

Ie = Faktor Keutamaan Gempa

Cs harus memenuhi ;

0.044 𝑆𝐷𝑆 𝐼𝑒 < 𝐶𝑠 <𝑆𝐷1

𝑇(𝑅

𝐼𝑒)

Namun nilai Cs juga tidak boleh kurang

dari 0.01.

T = Periode Getar Fundamental

SD1 = Parameter Percepatan Respons

Spektrum pada periode 1 detik

Bila dilihat dari (pers 1) dan ( pers 2)

dapat dikatakan bahwa besarnya gaya

geser dasar gempa sangat tergantung dari

besarnya Parameter Percepatan Respons

Spektrum (SDS). Gambar respons

spektrum berdasarkan SNI-1726:2012

seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Respons Spektrum dari

SNI-1726:2012

Besarnya SDS berdasarkan SNI-1726:2012

adalah :

𝑆𝐷𝑆 =2

3 𝑆𝑀𝑆 …………………… ( pers

3)

𝑆𝑀𝑆 = 𝐹𝑎 x Ss …………………… ( pers

4)

Sedangkan berdasarkan RSNI

2833:201x besarnya gaya geser dasar

gempa adalah sebesar :

𝐸𝑄 =𝐶𝑠𝑚

𝑅 𝑥 𝑊𝑡 …………………. ( pers

5)

EQ = Gaya Geser Dasar Seismik

Csm = Koefisien Respons Seismik

= (𝑆𝐷𝑆 − 𝐴𝑠)𝑇

𝑇0+ 𝐴𝑠 ….. (pers 6)

SDS = Fa x Ss ………………. (pers 7)

Wt = Berat Seismik Efektif

R = Faktor Modifikasi Respons

yang didasarkan pada jenis struktur

dan zona gempa.

Penentuan zona gempa didasarkan pada

nilai SD1. Sedangkan nilai Csm untuk

daerah T0 dan Ts diambil sebesar SDS.

Sa= SD1/T

Perioda, T (detik)

T0 Ts T1

SD1

SDS

Per

cep

atan

Res

pon

Sp

ektr

a, S

a (g

)



10

Bentuk respons spektrum dapat dilihat

pada Gambar 2.

Gambar 2. Respons Spektrum dari

SNI-2833:201x

Berdasarkan persamaan 5, 6 dan 7,

besarnya gaya geser dasar gempa

menurut. RSNI 2833:201x juga sangat

tergantung dari besarnya SDS.

Namun nilai SDS dari kedua peraturan

tersebut berbeda, dimana bila dihitung SDS

ditentukan dari hasil perhitungan

berdasarkan RSNI 2833:201x biasanya

Nilainya lebih besar dari hasil perhitungan

berdasarkan SNI-1726:2012

5. Metodologi dan Studi Kasus

Metodologi kajian ini dilakukan

dengan mempelajari persyaratan

beban gemba berdasarkan SNI-

1726:2012 dan RSNI 2833:201x dan

kemudian untuk dapat memahami

sejauh mana pengaruh penggunaan

kedua peraturan gempa tersebut, perlu

dilakukan penerapan ketentuan –

ketentuan dari kedua peraturan

tersebut terhadap kasus model struktur

dermaga yang dalam hal ini diambil

dari perencanaan dermaga milik

PT.Semen Indonesia di Pidie – DI

Aceh drngan lay out seperti Gambar 3.

Struktur dermaga tersebut dianalisa

dengan beban gempa mengikuti

ketentuan SNI-1726:2012 dan RSNI

2833:201x. Hasil penggunaan dua

peraturan tersebut nantinya

dibandingkan, besar lendutan yang

diberikan oleh struktur dermaga dan

rasio tegangannya, khususnya pada

tiang pancang baja yang merupakan

komponen cukup mahal dalam suatu

struktur dermaga dan juga

membandingkan dimensi tiang

pancang baja yang diperlukan.

Model struktur dermaga

berdasarkan beban gempa SNI-

1726:2012 dapat dilihat pada Gambar

4.

K

oef

. G

emp

a E

last

ic, C

sm(g

)

As=FPGA x PGA

Gambar 3. Lay Out Dermaga



11

SDS = 0.464

0.0

0

0.5

568

0.1856

Gambar 4. Model Struktur

: Beton 600 mm x 1200 mm





Tiang Pancang

: Pipa Baja Dia 800 mm

Tebal 16 mm


Tebal 16 mm

Mutu material beton dan baja

adalah :

Beton (fc’) : 30 MPa

Pipa Baja (fy) : 310 MPa

Bila model struktur tersebut

dianalisis dengan menggunakan

program SAP dengan memberi beban

gempa berdasarkan SNI-

1726:2012untuk jenis tanah keras, periode

ulang 1000 tahun, maka respons spektrum

yang dihitung oleh program adalah seperti

ditunjukkan pada Gambar 5.

Perioda, T (detik)

Gambar 5. Respons spektrum berda-

sarkan SNI-1726:2012

Rasio tegangan yang dihasilkan

seperti ditunjukkan pada Gambar 6.

0.0 - 0.5 0.7 -

0.8

0.5 - 0.7 0.8 -

0.9

Gambar 6. Rasio tegangan pada tiang

pancang baja berdasarkan

SNI-1726:2012

Dari Gambar 6 terlihat bahwa rasio

tegangan maksimum pada kisaran 0.8

sampai dengan 0.9. Sedangkan hasil

simpangan maksimumnya dapat

dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Deformasi horizontal max

berdasarkan SNI-1726:2012

Berikutnya terhadap model yang

sama dilakukan analisis ulang dengan

memberikan beban gempa sesuai

U1 = 0.3327

U2 = 0.1112

U3 = 0.0495

R1 = 0.00106

R2 = 0.00438

R3 = 0.00376

0.1

114



12

0.0

0

0.5

568

0.1

114

0.2875

peraturan RSNI 2833:201x untuk jenis

tanah keras, periode ulang 1000 tahun,

menghasilkan respons spektrum seperti

ditunjukkan pada Gambar 8 dan rasio

tegangannya seperti ditunjukkan pada

Gambar 9.

Perioda, T (detik)

Gambar 8. Respons spektrum

berdasarkan RSNI 2833:201x

0.0 - 0.5 0.7 - 0.8 > 0.9

0.5 - 0.7 0.8 - 0.9

Gambar 9. Rasio tegangan pada tiang

pancang baja berdasarkan RSNI 2833:201x

Dari Gambar 8 terlihat nilai puncak

respons spektrum lebih besar dari hasil

perhitungan beban gempa berdasarkan

peraturan SNI-1726:2012, sehimgga

mengakibatkan rasio tegangan menjadi

besar yang bernilai lebih besar dari 0.9.

dengan demikian tegangan yang terjadi

terutama pada tiang pancang menjadi

tidak memenuhi persyaratan.

Lendutan yang terjadi setelah

dibebani gempa berdasarkan peraturan

RSNI 2833:201x, dapat dilihat pada

Gambar 10.

Gambar 10. Deformasi horizontal

max dengan beban

gempa mengikuti RSNI

2833:201x

Dari Gambar 10, terlihat bahwa ada

peningkatan deformasi horizontal

sebesar 45% terhadap deformasi

horizontal pada titik yang sama untuk

beban gempa berdasarkan SNI-

1726:2012.

Analisis dengan menggunakan beban

gempa berdasarkan RSNI 2833:201x

dilakukan kembali namun dengan

mengoptimalkan dimensi elemen struktur

yang dalam hal ini membesarkan dimensi

tiang pancang baja sehingga rasio

tegangan dan deformasi dapat memenuhi

persyaratan yang ada. Adapun model

struktur yang dioptimalkan seperti


SDS = 0.696

U1 = 0.4841

U2 = 0.1643

U3 = 0.0659

R1 =

0.00127

R2 =



13

Gambar 11. Model Struktur yang

dioptimalkan

Dimensi elemen struktur dermaga

pada Gambar 11 adalah sebagai

berikut :

Balok






Tiang Pancang


Tebal 19 mm


Tebal 16 mm

Berikutnya terhadap model seperti

Gambar 11 dilakukan analisis dengan

meberikan beban gempa sesuai

peraturan RSNI 2833:201x. Hasil

analisisnya menghasilkan respons

spektrum seperti ditunjukkan pada

Gambar 8 dan rasio tegangannya seperti


0.0 - 0.5 0.7 -

0.8

0.5 - 0.7 0.8 -

0.9

Gambar 12. Rasio tegangan tiang

pancang baja untuk

model yang

dioptimalkan ber-

dasarkan RSNI 2833:201x

Gambar 12 menunjukkan bahwa

tidak ada rasio tegangan yang

melebihi 0.9, namun ada peningkatan

dimensi tiang pancang baja.

Adapun lendutan yang terjadi

adalah seperti ditunjukkan pada

Gambar 13.

Gambar 13. Deformasi horizontal

max untuk model

dioptimalkan dengan

beban gempa ber-

dasarkan RSNI 2833:201x

Volume tiang pancang yang dihitung

berdasarkan model struktur dermaga yang

dioptimalkan dan dihitung dengan beban

gempa RSNI 2833:201x adalah sebesar

1178 ton. Sedangkan Volume tiang

pancang yang dihitung dengan beban

gempa RSNI 2833:201x adalah sebesar

901 ton.

U1 = 0.4114

U2 = 0.1379

U3 = 0.0646

R1 = 0.00118

R2 = 0.00681

R3 = 0.00464



14

6. Pembahasan

Dari analisis studi kasus yang

dilakukan, memperlihatkan bahwa

beban gempa berdasarkan RSNI

2833:201x mempunyai nilai lebih besar

dari pada beban gempa berdasarkan SNI-

1726:2012. Hal ini karena puncak respons

spektrum gempa menurut RSNI

2833:201x lebih besar dari pada SNI-

1726:2012.

Dalam SNI-1726:2012 di bagian ruang

lingkup menyatakan bahwa beban gempa

yang dihitung mengunakan peraturan

tersebut tidak berlaku untuk :

a. Struktur bangunan dengan sistem

struktur yang tidak umum atau yang

masih memerlukan pembuktian

tentang kelayakannya.

b. Struktur jembatan kendaraan lalu lintas

(jalan raya dan kereta api), struktur

reaktor energi, struktur bangunan

keairan dan bendungan, struktur

menara transmisi listrik, serta struktur

anjungan pelabuhan, anjungan lepas

pantai, dan struktur penahan

gelombang.

Pada poin b di atas telah disebutkan

bahwa perumusan gempa SNI-1726:2012

tidak berlaku untuk struktur anjungan

pelabuhan dan lepas pantai. Seharusnya

tidak tepat bila perhitungan beban gempa

untuk dermaga menggunakan SNI-

1726:2012. Namun melihat judul dari

aturan tersebut diperuntukkan struktur

gedung dan non gedung. Sehingga banyak

perencana, bahkan pemberi tugas yang

memutuskan bahwa beban gempa untuk

struktur dermaga dapat menggunakan

aturan SNI – 1726 : 2012 dengan

mengkategorikan sebagai struktur non

gedung. Dalam pengambilan nilai

koefisien modifikasi respons gempa (R)

pada Tabel 20 dari peraturan SNI-

1726:2012 juga tidak terdapat secara

spesifik pilihan untuk model struktur

dermaga.

Adapun judul buku dari peraturan

RSNI 2833:201x sudah jelas

menyebutkan bahwa aturan tersebut

hanya untuk jembatan dan tidak

menyebutkan secara spesifik dapat

diberlakukan untuk dermaga. Oleh karena

itu banyak perencana dan pemberi tugas

tidak menggunakan peraturan tersebut.

Penulis berpendapat bahwa beban

gempa untuk struktur dermaga akan lebih

tepat bila menggunakan peraturan RSNI

2833:201x. Hal ini karena model struktur

dermaga lebih mendekati model struktur

jembatan dan juga bila beban gempanya

dibebankan pada struktur dermaga, maka

hasil perencanaan struktur dermaga

tersebut akan lebih aman.

Apabila dibandingkan volume tiang

pancangnya yang merupakan volume

elemen struktur dominan dalam

perencanaan struktur dermaga, maka

volume tiang pancang yang dihitung

berdasarkan beban gempa menurut RSNI

2833:201x akan meningkat hingga 30%

terhadap volume tiang pancang yang

dihitung berdasarkan beban gempa

menurut SNI-1726:2012.

7. Kesimpulan

Dari analisis studi kasus dan

pembahasan pada Bagian 5 dan 6,

dapat disimpulkan bahwa :

a. Beban gempa berdasarkan RSNI

2833:201x mempunyai nilai lebih

besar dari pada beban gempa

berdasarkan SNI-1726:2012.

b. Beban gempa untuk struktur dermaga

lebih tepat menggunakan peraturan

RSNI 2833:201x.

c. Volume tiang pancang baja struktur

dermaga untuk model studi kasus

dermaga milik PT. Semen Indinesia di

Pidie – DI Aceh yang dihitung



15

berdasarkan peraturan RSNI

2833:201x. bisa meningkat sampai

30% bila dibandingkan dengan

menggunakan beban gempa

berdasarkan SNI-1726:2012.

8. Saran

Dari kesimpulan yang diuraikan

pada Bagian 7, maka penulis

menyarankan bahwa dalam

merencanakan struktur dermaga

sebaiknya menggunakan beban gempa

sesuai aturan RSNI 2833:201x

Daftar Pustaka

Irawan D., Rahardjo I. P., Chomaedhi

2016, “Laporan Perencanaan

Dermaga PT. Semen Indonesia

(Persero) Tbk. di Pidie – DI Aceh.

Laporan ITS – Kemitraan.

Rancangan Standar Nasional

Indonesia (RSNI 2833 : 201x),

2013, “Perancangan Jembatan

terhadap Beban Gempa”, Badan

Standarisasi Nasional (BSN).

Standar Nasional Indonesia (RSNI

2833:201x), 2013, “Tata Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Struktur Bangunan Gedung

dan Non Gedung”, Badan

Standarisasi Nasional (BSN)



16

“Halaman ini sengaja dikosongkan “

efek penggunaan peraturan gempa untuk … · makalah ini membahas tentang bagaimana pengaruh...

Documents