penyusunan peta kategori desain seismik...
TRANSCRIPT
-
1
PENYUSUNAN PETA KATEGORI DESAIN SEISMIK BERDASARKAN RSNI 03-
1726-201X
Michael Saputra Hongdoyo, Faimun dan Rachmat Purwono
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
(ITS)
Jl. Arief Rachman Hakim, Surabaya 60111
Email : [email protected]
ABSTRAK
Peraturan gempa di Indonesia mengalami keterlambatan
perkembangan dibandingkan dengan peraturan negara lain,
sehingga para ahli mengembangkan RSNI 03-1726-201X
yang berpedoman pada ASCE 7-10 sebagai peraturan
gempa yang baru untuk Indonesia. Dalam RSNI gempa
banyak parameter yang baru, salah satunya adalah
Kategori Desain Seismik (KDS).
Kategori Desain Seismik berperan penting dalam
pendetailan suatu struktur. Dilakukan pembuatan peta
KDS guna mempermudah penentuan KDS suatu wilayah.
Pembuatan peta KDS dipengaruhi oleh beberapa
parameter, yaitu Kategori Risiko, Situs Tanah, dan
parameter SS.
Pembuatan Tugas Akhir ini menghasilkan empat peta KDS
yang bervariasi sesuai dengan batasan masalah yang ada.
Dengan peta ini para perencana dengan mudah
menentukan KDS suatu wilayah dan pendetailan yang
harus dilakukan.
Kata kunci: Kategori Desain Seismik (KDS), RSNI 03-
1726-201X, Peta Kategori Desain Seismik.
I. PENDAHULUAN
Indonesia terletak di pertemuan tiga lempeng yang
menyebabkan sering terjadinya gempa di Indonesia.
Dalam kurun waktu sepuluh tahun terakhir beberapa
gempa besar telah melanda wilayah Indonesia,diantaranya
gempa Aceh 2004 , gempa Yogyakarta 2006 dan gempa
Padang 2009 [6]. Kerugian tesebut antara lain kerugian
materiil dan non-materiil. Kebanyakan dari kerugian
materiil bersumber dari keruntuhan struktur yang terjadi di
sekitar areal dimana gempa terjadi.
Dalam membangun bangunan tahan gempa, Indonesia
memiliki acuan yaitu SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-2847-
2002, yang berpedoman pada UBC 1997. Namun dengan
bertambahnya pengetahuan dan perkembangan penelitian
yang dilakukan para ahli membuat peraturan yang lebih
baik yaitu ASCE 7-05 dan berkembang lagi menjadi
ASCE 7-10. Jadi, peraturan gempa indonesia cukup
tertinggal jauh dari pedoman yang menjadi panutan
perumusan beban gempa di berbagai negara. Namun
sekarang Indonesia telah membuat RSNI-03-1726-201X
yang mengacu pada ASCE 7-10.
Di RSNI 03-1726-201X terdapat beberapa perubahan pada
aturan-aturan yang ada di aturan pendahulunya, yaitu SNI
03-1726-2002, salah satunya adalah tentang Kategori
Desain Seismik (KDS). Perubahan yang dilakukan oleh
para ahli adalah penentuan jenis struktur penahan gempa
yang berdasarkan pengalaman kegagalan struktur pada
gempa-gempa yang terjadi belakangan ini. Dengan adanya
perubahan parameter untuk menentukan jenis struktur
penahan gempa ini, maka dalam tugas akhir ini akan
dilakukan penyusunan peta-peta daerah-daerah KDS C dan
D agar para perencana langsung dapat melakukan desain
sesuai SNI 2847-201X dan SNI 1726-201X yang akan
direncanakan.
II. METODOLOGI
2.1 Studi Literatur
Dari peraturan dan jurnal yang dipakai dalam studi
literatur, dapat disimpulkan :
Dalam menentukan Seismic Performance Category
terdapat perbedaan antara SNI gempa lama dan baru. Pada
SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-2847-2002 seismic
performance category bangunan disuatu tempat ditentukan
oleh keberadaannya disuatu wilayah gempa yang
berpedoman pada UBC 1997. SNI lama memakai enam
wilayah gempa. Peraturan baru seperti RSNI 03-1726-
201X dan ASCE telah memakai istilah Kategori Desain
Seismik (KDS).
Setelah menentukan Kategori Desain Seismik maka
penentuan detailing kategori desain seismik dapat
mengacu pada tabel 4.7 pada pustaka [11]
Untuk menentukan detailing berdasarkan kategori desain
seismik harus mengikuti ketentuan-ketentuan dari pasal
yang tertera pada tabel 4.7 pustaka [11]. Penjelasan
tentang penentuan detailing kategori desain seismik
menurut ACI 318-2011 dilakukan karena kemungkinan
besar dalam pembuatan peraturan baru yaitu SNI 03-2847-
201X akan mengadopsi ketentuan dari ACI 318-2011.
-
2
Start
StudiLiteratur
Prasyaratsebelum buat peta
Buat petaKDS #i
Tentukan Kategori Risiko
Tentukan Kategori
Desain Seismik
Tentukan Situs Tanah
Tentukan Fa
Finish
Tidak
Tentukan nilaiSDS KDS #i
Sesuai Tabel 3.3
Tentukan nilaibatas SS untuk pembuatan peta
KDS #i
Membuat peta KDS #i
Kepulauan Indonesia
Membuat petaKDS lainYa
Pembuatan peta KDS telah dilakukan oleh FRA codes
pada daerah new york. Jurnal tersebut merupakan
pedoman untuk pembuatan peta KDS untuk pulau-pulau
besar di Indonesia .
2.2 Flowchart Pengerjaan
Jenis-jenis peta yang akan dibuat :
a) Peta I ( KR I, II, III, SD, KDS C dan D ) b) Peta II ( KR I, II, III, SE, KDS C dan D ) c) Peta III ( KR IV, SD, KDS C dan D ) d) Peta IV ( KR IV, SE, KDS C dan D )
III.PEMBAHASAN DAN HASIL
Penjelasan mengenai Situs Tanah dan Kategori Risiko
bangunan dapat dilihat pada pustaka [11] bab 3, tabel 3.1
dan 3.2.
Tabel 3.1 Kategori Desain Seismik berdasarkan
parameter respons percepatan pada perioda pendek
(RSNI tabel 6.5-1)
Nilai SDS
Kategori Risiko
I atau II atau III IV
SDS < 0,167 A A
0,167 SDS 0,33 B C
0,33 SDS 0,50 C D
0,50 SDS D D
Dimana:
SDS = parameter respons spektral percepatan desain pada
perioda pendek.
Tabel 3.1 digunakan untuk menentukan nilai batas untuk
suatu KDS berdasarkan nilai SDS dan pengelompokan KR.
Tabel 3.2 Koefisien Situs, Fa
Dimana:
SS = Parameter respons spektral percepatan gempa MCER
terpetakan untuk perioda pendek
Fa= Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada
getaran perioda pendek
Tabel 3.2 digunakan untuk membuat grafik hubungan
antara SS dan Fa. Contoh grafik adalah sebagai berikut :
Kelas
Situs
Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa MCER
Terpetakan Pada perioda Pendek, T=0,2 detik, SS
SS 0,25 SS = 0,5 SS = 0,75 SS = 1 SS 1,25
SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
SB 1 1 1 1 1
SC 1,2 1,2 1,1 1 1
SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1
SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9
SF SSb
-
3
Grafik 3.1 Grafik korelasi antara SS dan Fa 1
Dari data-data diatas, dapat dilakukan perhitungan nilai
batas SS untuk pembuatan peta KDS.
Contoh Pembuatan Peta :
1. KDS C, KR I, II, III dan Situs Tanah SD Dari tabel 3.1 didapat batas nilai SDS 0,33 SDS 0,5
Dari tabel 3.2 dapat dibuat grafik hubungan antara SS
dan Fa untuk situs tanah SD seperti berikut :
Dengan mengkorelasikan rumus SDS = 2/3.SS.Fa
dengan grafik 3.1 diatas, maka didapatkan nilai batas
SS untuk KDS C, KR I, II, III dan Situs Tanah SD
sebagai berikut :
Batas bawah :
2/3.SS.Fa 0,33
SS.Fa 0,33.3/2
SS.Fa 0,495
Dengan mencoba-coba nilai Ss dan Fa berdasarkan
grafik diatas maka :
Tabel 3.3 Trial and Error SS batas bawah
SS Fa SS.Fa
0,45 1,44 0,648
0,4 1,48 0,592
0,35 1,52 0,532
0,3 1,56 0,468
0,32072 1,54342 0,495
Dari tabel 3.3 diatas, maka didapatkan nilai batas SS yaitu 0,32072 ~ 0,32. Dengan nilai Fa dicari dengan
menggunakan interpolasi menurut grafik 3.1.
Batas atas :
2/3.SS.Fa 0,5
SS.Fa 0,5.3/2
SS.Fa 0,75
Dengan mencoba-coba nilai Ss dan Fa berdasarkan
grafik 3.1 diatas maka :
Tabel 3.4 Trial and Error SS batas atas
SS Fa SS.Fa
0,7 1,24 0,868
0,65 1,28 0,832
0,55 1,36 0,748
0,5 1,4 0,7
0,5521 1,35832 0,74993
Dari tabel diatas, maka didapatkan nilai batas SS yaitu
0,5521 ~ 0,55. Dengan nilai Fa dicari dengan
menggunakan interpolasi menurut grafik 3.1.
Hasil pada tabel 3.3 dan 3.4 dipetakan pada pulau-
pulau besar Indonesia, sebagai contoh digambar 3.2
data tersebut dipetakan untuk wilayah sumatra.
Gambar 3.2 Peta KDS C, KR I, II, III, SD
KDS C di SS = 0,32 sampai 0,55
2. KDS D, KR I, II, III dan Situs Tanah SD Dari tabel 3.1 didapat batas nilai SDS SDS 0,5 Dari tabel 3.2 dapat dibuat grafik hubungan antara SS
dan Fa untuk situs tanah SD seperti berikut :
Dengan mengkorelasikan rumus SDS = 2/3.SS.Fa
dengan grafik diatas, maka didapatkan nilai batas SS
untuk KDS D, KR I, II, III dan Situs Tanah SD
sebagai berikut :
Batas bawah :
2/3.SS.Fa 0,5
SS.Fa 0,5.3/2
SS.Fa 0,75
Dengan mencoba-coba nilai Ss dan Fa berdasarkan
grafik diatas maka :
0,81
1,21,4
1,61,8
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5
Fa
Ss
SITUS SD
SD
-
4
Tabel 3.5 Trial and Error SS
Ss Fa Ss.Fa
0,7 1,24 0,868
0,65 1,28 0,832
0,6 1,32 0,792
0,55 1,36 0,748
0,55218 1,35826 0,75
Dari tabel diatas, maka didapatkan nilai batas SS yaitu
0,55218 ~ 0,55. Dengan nilai Fa dicari dengan
menggunakan interpolasi menurut grafik 3.1.
Hasil pada tabel 3.5 dipetakan pada pulau-pulau besar
Indonesia, sebagai contoh digambar 3.2 data tersebut
dipetakan untuk wilayah sumatra.
Gambar 3.3 Peta KDS D, KR I, II, III, SD
KDS C di SS > 0,55
3. Pembuatan peta lainnya melalui prosedur yang sama seperti diatas untuk :
a) Peta I ( KR I, II, III, SD, KDS C dan D ) b) Peta II ( KR I, II, III, SE, KDS C dan D ) c) Peta III ( KR IV, SD, KDS C dan D ) d) Peta IV ( KR IV, SE, KDS C dan D )
Telah dilakukan dan dilaporkan pada pustaka [11],
dan salah satu contoh peta , Peta I, untuk pulau-pulau
besar di Indonesia terlihat pada gambar 3.4 pada
halaman 5.
Contoh Penggunaan:
Contoh kasus 1:
a. Wilayah : Surabaya b. Jenis Struktur : Sistem Rangka Pemikul Momen c. Jenis Tanah : Tanah Lunak (SE) d. Fungsi Bangunan : Kategori Risiko I / II / III e. Data lokasi bangunan sesuai peraturan baru:
SS : 0,7 (peta SS pada lampiran)
Fa : 1,24 (tabel 3.4)
f. Data lokasi bangunan sesuai peraturan lama: Wilayah Gempa : 2-3 (SNI pasal 4.7.3)
Berdasarkan data diatas diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 5.13 Jenis Pendetailan 1
Peraturan Baru Peraturan Lama
Dari peta 2 (lampiran),
Surabaya masuk ke
dalam KDS D dan jenis
pendetailan SRPMK
Sesuai SNI lama, jenis
pendetailan yang
dilakukan adalah
SRPMM (pasal 23.2.3)
Contoh kasus di atas menunjukkan dengan SNI lama,
pendetailan struktur di Surabaya memakai SRPMM. Bila
dengan SNI baru, pendetailan yang dilakukan adalah
SRPMK. Melalui contoh kasus ini, SNI lama dan baru
memiliki perbedaan jenis pendetailan yang harus
dilakukan.
Contoh kasus 2 :
a. Wilayah : Padang b. Jenis Bangunan : Sistem Rangka Pemikul Momen c. Jenis Tanah : Tanah Lunak (SE) d. Fungsi Bangunan : Kategori Risiko I / II / III e. Data lokasi bangunan sesuai peraturan baru:
SS : 2 (peta SS pada lampiran)
Fa : 0,8 (tabel 3.4)
f. Data lokasi bangunan sesuai peraturan lama: Wilayah gempa : 5-6 (SNI pasal 4.7.3)
Berdasarkan data diatas diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 5.14 Jenis Pendetailan 2
Peraturan Baru Peraturan Lama
Dari peta 2 (lampiran),
Surabaya masuk ke
dalam KDS D dan jenis
pendetailan SRPMK
Sesuai SNI lama, jenis
pendetailan yang
dilakukan adalah
SRPMK (pasal 23.2.4)
Contoh kasus diatas menunjukkan pendetailan struktur di
Padang tetap sama meskipun memakai SNI lama atau
baru, yaitu SRPMK. Walaupun jenis pendetailannya sama,
tetapi ada beberapa syarat pendetailan yang berbeda antara
SNI lama dan baru, contohnya adalah syarat tiang
pancang. SNI baru mensyaratkan bahwa tiang pancang
harus di confinement.
-
5
IV. KESIMPULAN
Dari penyusunan Tugas Akhir ini, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Penyusunan peta Kategori Desain Seismik bergantung pada 3 hal, yaitu kategori risiko, situs tanah dan
parameter SS, yang mengakibatkan peta KDS menjadi
bervariasi.
2. Dengan kategori risiko dan situs tanah yang berbeda suatu wilayah dapat masuk ke dalam KDS yang
berbeda. Contoh : Pada daerah jawa untuk Peta 1 masih
ada beberapa bagian yang masuk ke dalam KDS C,
sedangkan di Peta 2 seluruh pulau Jawa termasuk
dalam KDS D. Hal ini membuktikan dengan kategori
risiko dan situs tanah yang berbeda suatu wilayah dapat
masuk ke dalam KDS yang berbeda.
3. Dari peta KDS yang telah dibuat, perencana dapat langsung menentukan suatu struktur masuk ke dalam
KDS apa dan detailing struktur dapat mengikuti tabel
4.7. di Tugas Akhir Penyusunan Peta Kategori Desain
Seismik Berdasarkan RSNI 0301726-201X.
V. DAFTAR PUSTAKA 1. Budiono, Bambang. Konsep SNI Gempa 1726-
201X, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non
Gedung
2. American Concrete Institute. Building Code Requirements for Structural Concrete and
commentary. ACI 318-11
3. Ghosh, S.K. 2000. A Necessary Change in the Seismic Design Provisions of the 2000 IBC.
4. Mulia,Rezky. 2011. Perencanaan respon spektrum sesuai ASCE 7-10.
5. Kementrian Pekerjaan Umum. Peta Zonasi Gempa Indonesia. 2010.
6. Purwono, Rachmat dan Andriono, Takim. 2010. Implikasi Konsep Design Seismic Category
(SDC)-ASCE 7-05 Terhadap Perencanaan Struktur
Tahan Gempa Sesuai dengan SNI 1726-02 dan
SNI 2847-02.
7. FRA Codes Services. Seismic Design Category in New York State. 2005.
8. Badan Standarisasi Nasional. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung dan Non Gedung. RSNI 03-
1726-201X.
9. Badan Standarisasi Nasional. Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung. SNI 03-1726-2002
10. Badan Standarisasi Nasional. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung.. SNI 03-2847-2002
11. Hongdoyo, Michael Saputra. 2013. Penyusunan Peta Kategori Desain Seismik Berdasarkan RSNI
03-1726-201X.
-
6
Gambar 3.4 PETA 1
Untuk bangunan dengan KR I, II, III dan lapisan Situs Tanah SD
KDS C di SS = 0,32 sampai 0,55
KDS D di SS > 0,55
0,32
0,55