pusat studi gempa nasional (pusgen) - bnpb.go.id · pdf filemengurangi kemungkinan terjadinya...
TRANSCRIPT
K E M E N T E R I A N P E K E R J A A N U M U M D A N P E R U M A H A N R A K Y A T
B A D A N P E N E L I T I A N D A N P E N G E M B A N G A N
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERUMAHAN DAN PERMUKIMANJ l . P a n y a u n g a n – C i l e u n y i W e t a n – K a b u p a t e n B a n d u n g 4 0 3 9 3
Telp:(022)7798393 (4lines) Fax: (022) 7798392 E-mail: [email protected] Website: http://puskim.pu.go.idPusat Studi Gempabumi Nasional
PuSGeNNational Center for Earthquake Studies
SEMINAR NASIONAL
Gedung Graha BNPB
28 Agustus 2017
Tema Utama
“Membangun Kapasitas dan
Kesiapsiagaan Nasional
Dalam Menghadapi Ancaman
Gempabumi dan Tsunami;
Menuju Pembangunan yang
Lebih Aman Bencana”
Dipresentasikan oleh :
Lutfi Faizal
2
G E M P ATERKUAT (MAGNITUDO)9,5 (BIO-BIO, CHILE, 22 MEI 1960)
9,2 (SELATAN ALASKA, 28 MARET 1964)
9,1 (ACEH, INDONESIA, 26 DESEMBER 2004)
9,1 (HONSHU, JEPANG, 11 MARET 2011)
9 (KAMCHATKA, UNI SOVIET, 4 NOPEMBER 1952
8,8 (BIO-BIO, CHILE, 27 FEBRUARI 2010)
8,8 (EKUADOR, 31 JANUARI 1906)
8,7 (ALASKA, 4 FEBRUARI 1965)
INDONESIA> 227 RIBU ORANG TEWAS (ACEH, 26 DESEMBER 2004, M9,1)
> 6.200 ORANG TEWAS (YOGYA, 26 MEI 2006, M6,3
> 2.500 ORANG TEWAS (FLORES, 12 SEPTEMBER 2002, M7,8
> 1.300 ORANG TEWAS (NIAS, 28 MARET 2005, M8,6
> 1.100 ORANG TEWAS (PADANG, 30 SEPTEMBER 2009, M7,9
Peta tektonik wilayah Indonesia (data geodetik) hingga tahun 2016
Gempa di Indonesia hasil relokasi hingga 2016 (Katalog
PuSGeN, 2016)
3
ANCAMAN GONCANGAN & DAMPAK
SUMBER GEMPA
KERUSAKAN
TANAH
KERUSAKAN
BANGUNAN
Non-engineered Building :
bangunan yang dalam pelaksanaannya tidak
memerlukan perhitungan struktur, tetapi cukup
mengikuti kaidah membangun yang telah
diketahui oleh tukang ahli atau langsung
mengikuti petunjuk dalam Pedoman Teknis yang
diterbitkan oleh Departemen Pekerjaan Umum.
SISTEM STRUKTUR BANGUNAN TAHAN GEMPA
5
bangunan yang dalam
pelaksanaannya memerlukan
perhitungan struktur sesuai
dengan standar bangunan
SNI 1726:2012 : Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung
dan non gedung;
SNI 1727: 2013 : Beban Minimum untuk Perencanaan Bangunan Gedung dan Struktur Lain;
SNI 2847:2013 : Persyaratan Baton Struktural untuk Bangunan Gedung;
SNI 1729:2014 : Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktural;
SNI 7973:2013 : Spesifikasi Desain untuk Konstruksi Kayu
ENGINEERED BUILDING STRUCTURE
Eq Eq Eq
Tingkat kerusakan terhadap kekuatan gempa vs deformasi antar tingkat
TETAPI
KESELAMATAN
PENGHUNI
BANGUNAN BAIK
SELAMA EVAKUASI
ATAU DI LUAR,
TETAP TERJAMIN
KAIDAH BANGUNAN TAHAN GEMPA
Mekanisme goyangan ditandai terbentuknya sendi plastis pada
balok berupa lelehnya tulangan balok
Stabilitas struktur harus mempunyai kriteria:
Desain : KOLOM KUAT BALOK LEMAH (sendi plastis harus di
balok)
Struktur Daktilitas Penuh (m) = 5,2
Sendi
plastis
MEKANISME GOYANGAN
MM bk 56
Mk 1
Mk 2
Mb 2Mb 1
Untuk menjamin daktilitas struktur, maka sendi plastis hanya boleh terjadi pada ujung-ujung balok dan kaki kolom dan atau kaki dinding geser (Ps.4.5 SNI 03-1726-2002).
PERILAKU INELASTIK
< 1,3 fy
> 0,25 fy
fy nominal
Putus
d
V
Fi
zi
V
Ve
Vy
f Vn
m
f
dn dmd0
f2
Vn
Vm
f1
R Vn
dy
R
daktail
elastik
R.Vn
f
Vn
d
V
d
Kekuatan Leleh Aktual ( fy )fy
dy
fu
Kekuatan Tarik Maksimum Aktual ( fu )
dmaks
f
DAKTILITAS ( m ) =dy
dmaks ( 4 s/d 10 )
Vu
dmaks
Vy
dy
Ve
deformasi elastik
deformasi inelastik
DAKTILITAS STRUKTUR ( m ) =dy
dmaks ( 4 s/d 6 )
R = FAKTOR KETAHAN GEMPA
PERILAKU INELASTIK
MATERIAL BAJA
TULANGAN
PERILAKU INELASTIK SISTEM STRUKTUR
Denah & Penampang Bangunan
Kekakuan
Massa bangunan
Kontinuitas elemen vertikal dan eksentrisitas kolom dan balok
BENTUK DENAH & PENAMPANG
Simetris dan Sederhana
Simetris tetapi tidak Sederhana
Simetris tetapi terlalu panjang
Penampang yang Sederhana
P
L
P <3L
Denah yang Sederhana
Bangunan yang sederhana akan menghasilkan respon gempa yang beraturan pada suatu bangunan sehingga dapat
mengurangi kemungkinan terjadinya konsentrasi gaya gempa hanya pada satu bagian bangunan. Distribusi gaya gempa yang
beraturan akan mengurangi resiko kerusakan bangunan akibat gempa.
Denah bangunan yang terlalu rumit menyebabkan respon dinamik yang tidak beraturan
Denah persegi panjang tanpa tonjolan,
Tonjolan maksimum = 25 % ukuran terbesar denah arah
tonjolan (Ps.4.2.1 SNI 03-1726-2002)
BENTUK DENAH
A a
tau
B
K1
>K1/2K
1>K1/2
A a
tau
B
K2
>K2/2
>K1/2
A a
tau
B
K1
K1, K2 < 0,25 A atau 0,25 B
DENAH STRUKTUR GEDUNG DENGAN TONJOLAN
A
A
A
K1 dan K2 < 0.25 ASumber: Perc. Strk. Beton 1983
Kurang baik
Lebih baik
Delatasi
Kurang baik Lebih baik
Delatasi
Kurang baik Lebih baik
Delatasi
BENTUK DENAH DAN DELATASI
Delatasi > simpangan maksimum
Minimum = maks dari 2.5% tinggi bangunan atau 75 mm
(Ps.8.2.3 & 8.2.4 SNI 03-1726-2002)
Delatasi
Simpangan maksimum
Gaya lateral gempa
Delatasi harus memperhitungkan simpangan maksimum struktur
16
•SNI-03-1726-2002 pasal 4.2.1 mengatur bahwa kekakuan lateralstruktur bangunan harus beraturan tanpa adanya tingkat lunak.Perbedaan kekakuan antar tingkat harus kurang dari 30% ataukurang dari 20% rata-rata kekakuan 3 tingkat diatasnya. Ketidakteraturan kekakuan dapat menyebabkan respon dinamikbangunan yang tidak beraturan yang berdampak terjadiyakonsentrasi kerusakan pada tingkat yang lemah.
MASSA BANGUNAN
Berat lantai beraturan dengan perbedaan berat
per tingkat < 150 %
(Ps. 4.2.1SNI 03-1726-2002)
Konsentrasi massa pada lantai atap
Perubahan massa bangunan pada lantai atas
Sumber: Widodo
Lantai 1 runtuh
18
• Desain arsitektur seringkali menuntut kebutuhanruang yang cukup besar sehingga keberadaan elemenvertikal (kolom) dianggap mengganggu. Tidak jarangdi beberapa desain bangunan, elemen vertikal tidakmenerus sampai ke fondasi. Kondisi ini dapatberbahaya.
• Struktur memiliki unsur vertikal penahan lateral yangmenerus (Ps.4.2.1 SNI 03-1726-2002).
Kontinuitas Elemen Vertikal
Kolom tidak kontinu
ANALISIS TIPE STRUKTUR BANGUNAN
Tidak memenuhi kriteria bangunan beraturan
Analisa Statik
Analisa Dinamik
• Waktu getar alami and mode
shapes,• Waktu getar alami tidak boleh
melebihi n
• Respon dinamik.
10 lantai atau tinggi total 40 m.
Denah persegi dengan maksimum tonjolan = 25 % ukuran terbesar denah
Unsur vertikal sistem penahan lateral menerus
Bukaan lantai kurang dari 50 %
dll
Struktur beraturan Struktur tidak beraturan
TIPIKAL KERUSAKANBANGUNAN YANG TIDAKMEMENUHI KAIDAH SNI-03-1726-2012
Gaya lateral gempa
OK !!
Gaya lateral gempa
Kolom lemah
Tidak OK !!
KEKUATAN KOLOM LEBIH RENDAH DARI BALOK SEHINGGA SENDI PLASTIS
TERBENTUK DI KOLOM DITANDAI DENGAN KERUSAKAN KOLOM
Potongan A _ A
P = Aksial
Konstan
P = Lateral
Bolak-Balik
Sendi plastis
kolom bawah
Sendi plastis
kolom bawah
Kolom
bawah
Kolom
lantai
berikutnya
Balok
A
Tulangan utama kolom
Sengkan
g
Selimut beton
Retakan inti beton
mendorong sengkang
Sengkang terputus
didorng oleh beton inti
yang disintegrasi
SAMBUNGAN BALOK KOLOM
Sambungan balok kolom harus kaku dan bersifat monolit. Gaya
geser yang besar terjadi pada joint sehingga diperlukan sengkang pada
kolom
Tidak ada sengkang kolom
KONSEP KEKANGAN BETON INTI TIDAK MEMADAI
Sambungan sengkang tidak diangker kedalam inti beton yang dikekang
Yang ada seharusnya
Panjang
penyaluran besi
tul.utama terlepas
sambil melepas
energy pecut.
Aksila
konstan
Lateral
Panjang penyaluran
besi utama dari
kolom lantai bawah
Besi tul.utama kolom
di lantai atasnya
27
Kolom
Balok dan pelat
Kolom
Tidak terjadi monolit yang sempurna pada sambungan pengecoran yang tidak dilakukan bersamaan
Kegagalan akibat kesalahan dalampelaksanaan (NON MONOLIT )
28
Tidak dipasang sengkang pada
join balok dan kolom
Sengkang kolom
Sengkang balok
Mbk Mbk
Mka
Mkb
Kegagalan geser pada join balok kolom
29
Bangunan mengalami kerusakan
berat. Keruntuhan disebabkan
oleh soft story effect, akibat
terbuka (tanpa bracing) di
tingkat terbawah, dan dimensi
kolom terlalu kecil sehingga
struktur tidak daktail.
Kegagalan struktural akibat mekanisme tingkat lemah(soft story effect)
30
Kegagalan Geser Pada Balok
31
h ho
V = Mka + Mkb
h
Vo = Mka + Mkb
ho
Vo > V, karena ho < h
Mka
Mkb
Panjang nominal lebih kecil dari
perencanaan sehingga kekakuan meningkat.
Gaya geser gempa akan terkonsentrasi
ke kolom ini
Lokasi konsentrasi geser, perlu perencanaan geser lebih
tinggi
Kegagalan struktural akibat mekanisme kolom pendek(short column effect)
KESIMPULAN
Biaya rendah TAPI tidak STANDAR,
RUSAK OLEH GEMPA KERUGIAN JIWA & HARTA BENDA
RELATIF biaya proporsional TAPI sesuai STANDAR, BERSAHABAT
DENGAN GEMPA TIDAK ADA KERUGIAN JIWA & HARTA BENDA
Biaya rendah TAPI tidak STANDAR, RUSAK OLEH
GEMPA KERUGIAN JIWA & HARTA BENDA
RELATIF biaya proporsional TAPI sesuai STANDAR, BERSAHABAT
DENGAN GEMPA TIDAK ADA KERUGIAN JIWA & HARTA BENDA
Biaya rendah TAPI tidak STANDAR, RUSAK OLEH
GEMPA KERUGIAN JIWA & HARTA BENDA
RELATIF biaya proporsional TAPI sesuai STANDAR, BERSAHABAT
DENGAN GEMPA TIDAK ADA KERUGIAN JIWA & HARTA BENDA
Kenapa rumah saya rusak tapi rumah
tetangga saya tidak?