studi perancangan bangunan penyelamat terhadap gempa...
TRANSCRIPT
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI PERANCANGAN BANGUNAN PENYELAMATTERHADAP GEMPA DAN TSUNAMI DI ACEH
SKRIPSI
MIRNA FAUZIAH0806454355
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOKJULI 2012
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI PERANCANGAN BANGUNAN PENYELAMATTERHADAP GEMPA DAN TSUNAMI DI ACEH
SKRIPSI
MIRNA FAUZIAH0806454355
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOKJULI 2012
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI PERANCANGAN BANGUNAN PENYELAMATTERHADAP GEMPA DAN TSUNAMI DI ACEH
SKRIPSI
MIRNA FAUZIAH0806454355
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOKJULI 2012
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI PERANCANGAN BANGUNAN PENYELAMATTERHADAP GEMPA DAN TSUNAMI DI ACEH
SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
MIRNA FAUZIAH0806454355
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOKJULI 2012
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI PERANCANGAN BANGUNAN PENYELAMATTERHADAP GEMPA DAN TSUNAMI DI ACEH
SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
MIRNA FAUZIAH0806454355
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOKJULI 2012
UNIVERSITAS INDONESIA
STUDI PERANCANGAN BANGUNAN PENYELAMATTERHADAP GEMPA DAN TSUNAMI DI ACEH
SKRIPSIDiajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
MIRNA FAUZIAH0806454355
FAKULTAS TEKNIKPROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
DEPOKJULI 2012
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Mirna Fauziah
NPM : 0806454355
Tanda Tangan : ...............................
Tanggal : 2 Juli 2012
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan olehNama : Mirna FauziahNpm : 0806454355Program Studi : Teknik SipilJudul Skripsi : Kajian Perancangan Bangunan Penyelamat
Terhadap Gempa Dan Tsunami Di Aceh
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterimasebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelarSarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik,Universitas Indonesia.
DEWAN PENGUJI
Pembimbing 1 : Ir. Sjahril A. Rahim, M.Eng ( )
Pembimbing 2 : Dr. Ir. Heru Purnomo, DEA ( )
Penguji : Dr.-Ing. Josia Irwan R, S.T., M.T. ( )
Penguji : Mulia Orientilize, ST. M.Eng ( )
Ditetapkan di : Depok
Tanggal : 2 Juli 2012
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan
hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini, sebagai syarat untuk
menyelesaikan Pendidikan Sarjana Teknik Sipil. Skripsi ini berjudul : “Studi
Perilaku Bangunan Penyelamat Tsunami di Aceh”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang
setinggi-tingginya kepada :
(1) Bapak Ir. Syahril A. Rahim M.Eng, sebagai dosen pembimbing 1,
terimakasih atas bimbingannya dalam menyelesaikan seminar skripsi ini,
dorongan supaya menjadikan seminar skripsi ini lebih baik lagi.
(2) Bapak Dr. Ir. Heru Purnomo DEA, selaku dosen pembimbing 2,
terimakasih untuk masukan yang dengan sabar membimbing saya.
(3) Ibu Mulia Orientilize S.T., M.Eng, selaku ketua dosen penguji, terima
kasih atas saran dan kritikan yang sangat berguna bagi penulis.
(4) Bapak Dr.-ing. Josia Irwan Rastandi, sebagai anggota dosen penguji,
terima kasih atas saran dan kritikan yang sangat berguna bagi penulis.
(5) Staff TDMRC (Tsunami & Disaster Mitigation Research Center) di
Aceh, yaitu Direktur TDMRC, Mbak Renilda, dan Mbak Okta.
(6) Ibu, kakak, dan zian, keluarga kecilku yang selalu mengisi hai-hari ku
dengan penuh makna dikala kerianganku maupun di saat penatku, namun
kalian masih ada untuk menemaniku. Kalian selalu memberiku semangat
baru, coz you’re heaven in my heart
(7) Teman-teman Departemen Teknik Sipil, terimakasih telah menemani
keseharian menjalani kehidupan didunia perkuliahan yang penuh rasa
manis asam asin kehidupan kampus. Tetap ikhtiar dan tawakkal
guys..Allah SWT akan membalas sekecil apapun usaha kalian
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
vi
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASITUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama : Mirna Fauziah
NPM : 0806454355
Program Studi : Teknik Sipil
Departemen : Teknik Sipil
Fakultas : Teknik
Jenis karya : Skripsi
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty-
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
Kajian Perancangan Bangunan Penyelamat Terhadap Gempa Dan Tsunami
Di Aceh
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan,
mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),
merawat, dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan
nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Depok
Pada tanggal : 2 Juli 2012
Yang menyatakan
( Mirna Fauziah )
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
vii Universitas Indonesia
ABSTRAK
Nama : Mirna FauziahProgram Studi : Teknik SipilJudul : Kajian Perancangan Bangunan Penyelamat Terhadap
Gempa Dan Tsunami Di Aceh
Bangunan penyelamat atau yang biasa dikenal dengan escape building dalampenggunaan sehari-hari dapat diperuntukkan sebagai fasilitas umum sepertiperkantoran ataupun ruang serbaguna, namun pada saat terjadi bencana gempadan tsunami maka bangunan ini dapat digunakan sebagai tempat perlindungansehingga harus dilengkapi dengan kemudahan jalan masuk yang memadai sepertiramp dan tangga. Struktur bangunan penyelamat ini berdasarkan FEMA P646harus memiliki sistem yang kuat untuk menahan gaya yang ekstrim, sistemterbuka yang dapat mengalirkan air dengan sedikit tahanan, sistem daktail yangmenahan gaya yang ekstrim tanpa hancur, dan sistem tak tentu yang dapatmengalami kegagalan parsial tanpa keruntuhan progresif. Bangunan penyelamatberlokasi pada wilayah Banda Aceh dengan kondisi tanah lunak (SE) sehinggadidapat Sds 1,05 dan Sd1 0,217. Beban tsunami yang digunakan adalah gayahidrodinamik, puing (debris impact), dan angkat (uplift). Gaya yang lebihdominan berpengaruh terhadap struktur adalah akibat gaya gempa dibandingkantsunami yang dapat terlihat dari besaran nilai momen dan shear check.
Kata Kunci:Bangunan penyelamat, escape building, tsunami, hidrodinamik, debris impact,FEMA P646
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
viii Universitas Indonesia
ABSTRACT
Name : Mirna FauziahMajor : Civil EngineeringTitle : Study Of Escape Building Design To Earthquake And
Tsunami In Aceh
Building a savior or commonly known as escape building in daily use can bedesignated as public facilities such as office or utility room, but in the event ofearthquake and tsunami is building can be used as a sanctuary and should beequipped with adequate ease of access such as ramps and stairs. Building structureis based on FEMA P646 rescuer must have robust systems to withstand extremeforces, an open system that can drain the water with little resistance, ductilesystems that withstand extreme forces without destroyed, and the indeterminatesystem that can undergo a partial failure without progressive collapse . Rescuebuilding located at the Banda Aceh area with soft soil conditions (SE) to obtainSdS 1.05 and Sd1 0.217. Tsunami load used is the hydrodynamic force, debris(debris impact), and lift (uplift). Style that is more dominant effect on thestructure is due to the tsunami earthquake forces than can be seen from themagnitude of the moment and shear check.
Keyword:Rescue Building, escape building, tsunami, hydrodynamic, debris impact, FEMAP646
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
ix Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
PERNYATAAN ORISINALITAS.................................................................. iiiPENGESAHAN ............................................................................................. ivKATA PENGANTAR .................................................................................... vPERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI............................................. viABSTRAK ..................................................................................................... viiABSTRACT ................................................................................................... viiiDAFTAR ISI .................................................................................................. ixDAFTAR GAMBAR...................................................................................... vDAFTAR TABEL .......................................................................................... xDAFTAR LAMPIRAN................................................................................... xi
BAB I. PENDAHULUAN.............................................................................. 1
1.1. Latar Belakang......................................................................................... 3
1.2. Permasalahan ........................................................................................... 3
1.3. Pembatasan masalah ................................................................................ 3
1.4. Tujuan penelitian ..................................................................................... 3
1.5. Sistematika penulisan............................................................................... 4
BAB II. LANDASAN TEORI ........................................................................ 5
2.1. Gambaran Umum Tsunami ...................................................................... 5
2.1.1. Penyebab tsunami........................................................................... 5
2.1.2. Perambatan tsunami ....................................................................... 6
2.1.3. Perayapan Tsunami di daratan ........................................................ 7
2.1.4. Batas Rayapan Tsunami ................................................................. 9
2.1.4.1. Bangunan Rusak Ringan .................................................... 10
2.1.4.2. Bangunan Rusak Berat ....................................................... 11
2.1.4.3. Bangunan Rusak Total ....................................................... 12
2.2. Gempa dan Tsunami di Aceh ................................................................... 13
2.2.1. Gambaran Umum Bencana Gempa dan Tsunami di Aceh............... 13
2.2.2. Kondisi Akibat tsunami.................................................................. 13
2.2.3. Kondisi dan Kerusakan Bangunan Akibat Gempa .......................... 18
2.2.3.1. Di Kota Banda Aceh............................................................ 19
2.2.3.2. Di Kota Meulaboh ............................................................... 43
2.2.4. Kerusakan Bangunan Akibat Tsunami.............................................. 48
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
x Universitas Indonesia
2.3. Rehabilitasi dan Rekonstruksi di Wilayah Aceh Pasca Gempa dan Tsunami
....................................................................................................................... 54
2.3.1. Tsunami Escape Plan...................................................................... 54
2.3.2. Program Rumah Tinggal .................................................................. 56
2.4. Desain Struktural Bangunan Penyelamat Tsunami ................................... 61
2.4.1.Bangunan Penyalamt Tsunami Existing di Aceh................................ 61
2.4.2.Bangunan Penyalamt Tsunami Berdasarkan FEMA........................... 62
2.4.3. Konsep Perencanaan Struktur Bangunan Tahan Gempa dan Tsunami 69
2.4.3.1. Sesmic Respon Spektra......................................................... 70
2.4.3.2. Gaya Geser Desain ............................................................... 71
2.4.3.3. Penentuan Daktalitas bangunan dan Faktor Reduksi Beban
Gempa................................................................................. 73
2.4.3.4. Penentuan Periode Struktur................................................... 76
2.4.3.5. Efek Peredam (damping) terhadap Stuktur............................ 76
2.4.3.6. Kinerja Batas Layan ............................................................. 76
2.4.3.7. Kinerja Batas Ultimit............................................................ 76
2.4.4. Beban Tsunami................................................................................. 77
BAB III. METODOLOGI............................................................................... 72
3.1 Metode Analisa ......................................................................................... 72
3.2 Tahapan Studi ........................................................................................... 73
3.2.1 Membuat Kriteria Desain ....................................................................... 74
3.2.2 Mendefinisikan Parameter Desain .......................................................... 76
3.2.3 Preliminary Design ................................................................................ 78
BAB IV. ANALISA DAN HASIL.................................................................. 81
4.1. PERENCANAAN STRUKTUR .............................................................. 81
4.1.1 Spesifikasi Material ........................................................................... 81
4.1.2 Desain bangunan ............................................................................... 81
4.2. PERHITUNGAN GEMPA....................................................................... 83
4.2.1. Tinjauan Umum................................................................................ 83
4.2.2. Kategori Resiko................................................................................ 83
4.2.3. Faktor Keutamaan Struktur (I) .......................................................... 86
4.2.4. Faktor Reduksi Gempa ..................................................................... 86
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xi Universitas Indonesia
4.2.5. Kombinasi Pembebanan ................................................................... 89
4.2.6. Faktor Respon Gempa (C) ................................................................ 91
4.2.7. Penentuan Kategori Desain Seismik ................................................. 93
4.2.8. Perhitungan Berat Struktur Gedung ( Wt ) dan Massa ....................... 94
4.2.9. Analisa Modal .................................................................................. 95
4.2.10. Menentukan Perioda Fundamental Alami (Fundamental Period) Untuk
Perhitungan Gaya Geser Dasar ................................................................... 95
4.2.11. Penentuan simpangan antar lantai ................................................... 99
4.3 PERHITUNGAN TSUNAMI.................................................................... 101
4.3.1. Gaya Hidrodinamik ................................................................. ...... 102
4.3.2. Gaya Debris (Puing) ........................................................................105
4.3.3. Gaya Angkat (Uplift Forces on Elevated Floors) .............................106
4.4. PENULANGAN STRUKTUR ............................................................. 107
BAB V. KESIMPULAN.................................................................................. 120
DAFTAR ACUAN ......................................................................................... 87
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 88
LAMPIRAN ................................................................................................... 89
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xii Universitas IndonesiaStudi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xiii Universitas IndonesiaStudi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xiv Universitas Indonesia
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 External Post-tensioning ................................................................. 12
Gambar 3.1 Alur Penelitian................................................................................ 21
Gambar 3.2 Mortar Instan .................................................................................. 23
Gambar 3.3 Kubus 5x5 cm................................................................................. 23
Gambar 3.4 Mesin Tekan................................................................................... 24
Gambar 3.5 Kubus Setelah Diuji........................................................................ 25
Gambar 3.6 Sling Prategang............................................................................... 26
Gambar 3.7 Pembebanan Pelat Berongga Dua ................................................... 27
Gambar 3.8 Gaya Prategang Konsentris ............................................................. 28
Gambar 3.9 Posisi Kabel Prategang ................................................................... 29
Gambar 3.10 Selang diameter 2 cm.................................................................... 31
Gambar 3.11 Cetakan Sebelum Dicor ................................................................ 32
Gambar 3.12 Beban 100 kg................................................................................ 32
Gambar 3.13 Benda Uji sesaat setelah dicor....................................................... 33
Gambar 3.14 Proses Curing ............................................................................... 33
Gambar 3.15 Sling Setelah dipotong .................................................................. 34
Gambar 3.16 Pelat Berongga ............................................................................. 34
Gambar 3.17 Pemberian Grouting...................................................................... 35
Gambar 3.18 Pemberian Gaya Pascatarik........................................................... 36
Gambar 3.19 Pemberian Lem............................................................................. 37
Gambar 3.20 Posisi Pengeleman ........................................................................ 37
Gambar 3.21 Strain gage.................................................................................... 38
Gambar 3.22 Terminal Penghubung Strain Gage................................................ 38
Gambar 3.23 Ballast .......................................................................................... 39
Gambar 3.24 Proses Pembebanan ...................................................................... 40
Gambar 3.25 Dial Analog .................................................................................. 40
Gambar 3.26 Kabel Strain Gage pada Kyowa DBU-120A ................................. 41
Gambar 3.27 Data Properti Material .................................................................. 42
Gambar 3.28 Pelat Berongga pada Section Designer .......................................... 43
Gambar 3.29 Data Properti Pelat Berongga ........................................................ 43
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xv Universitas Indonesia
Gambar 3.30 Tendon Section Data..................................................................... 44
Gambar 3.31 Pelat Berongga pada SAP2000...................................................... 45
Gambar 3.32 Pembebanan pada SAP2000 ......................................................... 45
Gambar 3.33 Pemodelan sebagai Pelat Monolit ................................................. 46
Gambar 4.1 Posisi dial analog............................................................................ 48
Gambar 4.2 Pembebanan ................................................................................... 48
Gambar 4.3 Pelat Berongga yang Masih Baik .................................................... 49
Gambar 4.4 Pelat Berongga yang rusak.............................................................. 50
Gambar 4.5 Lendutan pada dial A pada pembebanan pertama............................ 51
Gambar 4.6 Lendutan pada dial B pada pembebanan pertama ............................ 52
Gambar 4.7 Lendutan pada dial C pada pembebanan pertama ............................ 52
Gambar 4.8 Lendutan pada dial A pada pembebanan kedua ............................... 53
Gambar 4.9 Lendutan pada dial B pada pembebanan kedua ............................... 54
Gambar 4.10 Lendutan pada dial C pada pembebanan kedua ............................. 54
Gambar 4.11 Lem yang Terlepas ....................................................................... 56
Gambar 4.12 Lendutan tanpa partial fixity ......................................................... 61
Gambar 4.13 Lendutan dengan partial fixity lentur 1E20 N/mm dan geser 1E20
N/mm ................................................................................................................ 61
Gambar 4.14 Lendutan dengan partial fixity lentur 1E20 N/mm dan geser 2E17
N/mm ................................................................................................................ 62
Gambar 4.15 Lendutan dengan partial fixity lentur 1E20 N/mm dan geser 4E14
N/mm ................................................................................................................ 62
Gambar 4.16 Lendutan dengan partial fixity lentur 1E20 N/mm dan geser 8E11
N/mm ................................................................................................................ 63
Gambar 4.17 Lendutan dengan partial fixity lentur 1E20 N/mm dan geser 1.6E9
N/mm ................................................................................................................ 64
Gambar 4.18 Lendutan dengan partial fixity lentur 1E20 N/mm dan geser 3.2E6
N/mm ................................................................................................................ 64
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xvi Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kehilangan pada Prategang ................................................................ 13
Tabel 2.2 Nilai-nilai untuk Koefisien Gesekan µ................................................ 14
Tabel 2.3 Klasifikasi Jalan Rel di Indonesia ....................................................... 20
Tabel 3.1 Variasi Pembebanan........................................................................... 46
Tabel 4.1 Lendutan hasil pembebanan ............................................................... 47
Tabel 4.2 Lendutan hasil pembebanan kedua ..................................................... 49
Tabel 4.3 Regangan transversal.......................................................................... 55
Tabel 4.4 Regangan longitudinal........................................................................ 57
Tabel 4.5 Momen Ultimate ................................................................................ 57
Tabel 4.6 Momen Ultimate pada Balok Sederhana............................................. 58
Tabel 4.7 Kombinasi Partial Fixity..................................................................... 59
Tabel 4.8 Nama Beban....................................................................................... 60
Tabel 4.9 Kombinasi Beban ............................................................................... 60
Tabel 4.10 Lendutan Pelat.................................................................................. 86
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
1 Universitas Indonesia
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kepulauan Indonesia seringkali dilanda gempa yang disusul dengan
tsunami, hal ini dikarenakan Kepulauan Indonesia yang terletak pada pertemuan 3
lempeng utama dunia yaitu lempeng Australia, Eurasia, dan Pasifik. Lempeng
Eurasia dan Australia bertumbukan di lepas pantai barat Pulau Sumatera, lepas
pantai selatan pulau Jawa, lepas pantai Selatan kepulauan Nusatenggara, dan
berbelok ke arah utara ke perairan Maluku sebelah selatan. Antara lempeng
Australia dan Pasifik terjadi tumbukan di sekitar Pulau Papua. Sementara
pertemuan antara ketiga lempeng itu terjadi di sekitar Sulawesi. Itulah sebabnya
mengapa di pulau-pulau sekitar pertemuan 3 lempeng itu sering terjadi gempa
bumi.
Pergeseran dan tumbukan lempeng yang pusatnya di darat menimbulkan
gempa darat, sehingga menimbulkan kerusakan sarana dan prasarana fisik dan
manusia sebagai penghuninya. Tetapi jika pusat gempa terjadi di laut
menimbulkan dampak terhadap gerakan air laut yang akan membentuk
gelombang besar dan mempengaruhi daerah-daerah di sepanjang pantai sampai
masuk ke pedalaman. Gempa bumi yang terjadi di laut akan menimbulkan
gelombang laut besar yang bernama Tsunami. Gelombang air laut yang membawa
material baik berupa sisa-sisa bangunan, tumbuhan dan material lainnya
menghempas segala sesuatu yang berdiri di dataran pantai dengan kekuatan yang
dasyat. Bangunan-bangunan yang memiliki dimensi lebar dinding sejajar dengan
garis pantai atau tegak lurus dengan arah datangnya gelombang akan mendapat
tekanan yang paling kuat sehingga akan mengalami kerusakan yang paling parah.
Berdasarkan U.S Geological Survey, pada tanggal 26 Desember 2004,
pukul 00:58:50.76 (GMT) atau pukul 07.58 (WIB) waktu setempat, telah terjadi
gempa bumi besar dengan Moment magnitude Mw= 8.9 atau sekitar 8.9 Skala
Ritcher dengan kedalaman 30 Km dibawah laut pada posisi 3.298 Lintang Utara
(LU) dan -95,778 Bujur Timur (BT), sekitar 149 km sebelah selatan Meulaboh,
dan 250 km Selatan Banda Aceh, NAD. Gempa utama di Aceh ini diikuti oleh
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
2 Universitas Indonesia
gempa susulan besar di Kepulauan Nicobar (M=7.5) dan di Kepulauan Andaman
(M=6.2) seperti yang terlihat pada Gambar 1.1. Gempabumi ini disertai dengan
tsunami dasyat yang mengakibatkan kerusakan berbagai prasarana dan sarana
fisik serta lebih dari 300 ribu korban jiwa manusia di negara-negara Indonesia,
Malaysia, Thailand, Bangladesh, Maladewa, Srilangka dan India. Di Indonesia
sendiri jumlah korban mencapai lebih dari 130.000 jiwa, dan lebih dari 100 ribu
dilaporkan hilang.
Wilayah Aceh khususnya dapat kita saksikan sendiri bahwa terdapat
banyak terjadi kehancuran bangunan, baik bangunan hunian penduduk, pertokoan,
perkantoran, instansi pemerintah, dan sebagainya. Jenis kerusakan bangunan yang
terjadi meliputi kerusakan struktural dan non-struktural, telah menimbulkan
dampak serius terhadap kebutuhan-kebutuhan tempat berlindung saat terjadi
gempa dan tsunami. Dengan berdasar pada kebutuhan utama yaitu keselamatan
diri dan untuk meminimalisir kerugian material yang timbul, maka diperlukan
suatu bangunan dengan kriteria desain struktur tertentu yang dapat dijadikan
sebagai tempat evakuasi dan berlindung bagi penduduk dari ancaman gempa dan
tsunami.
Pada tahap rehabilitasi dan rekonstruksi pasca tsunami di Aceh, beberapa
lembaga non pemerintah baik dari luar negeri maupun lokal turut berperan aktif
dalam program penanggulangan bencana. Sehingga Kota Banda Aceh telah
berkembang pesat seiring proses rehabilitasi dan rekonstruksi yang dilakukan
pasca bencana tsunami. Ada banyak bangunan baru dengan rancangan
modern yang terdiri dari gedung/kantor pemerintahan dan pertokoan, sekolah-
sekolah baru bertaraf international, serta jalan raya dan jembatan baru telah
dibangun di Ibu Kota wilayah Aceh ini.
Pada Program penanggulangan bencana tersebut, terdapat program
housing yang selain mengembangkan rumah hunian masyarakat, terdapat pula
pembangunan gedung penyelamat tsunami atau biasa dikenal sebagai escape
building yaitu bangunan evakuasi penyelamat gempa dan tsunami bagi penduduk
Aceh. Terdapat empat buah gedung penyelamat yang dibangun, yaitu gedung
penyelamat yang terletak di TDMRC Gampong Pie oleh BRR Aceh-Nias dan tiga
diantaranya yang terdapat di kecamatan Meuraxa yaitu di Gampong Lambung,
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
3 Universitas Indonesia
Deah Alue Tengoh, dan Gampong Deah Baro oleh pemerintah Jepang melalui
JICS.
Pada topik skripsi “Kajian Perancangan Bangunan Penyelamat Terhadap
Gempa dan Tsunami di Aceh” akan mempelajari karakteristik perilaku bangunan
penyelamat tsunami di Aceh terhadap FEMA (Federal Emergency Management
Agency) P646.
1.2 Permasalahan
Rekonstruksi perumahan yang dilakukan di Aceh setelah bencana gempa
bumi dan tsunami melanda adalah pembangunan rumah hunian masyarakat
dengan desain struktur standar umumnya bangunan hunian biasa sebelum terjadi
tsunami. Sehingga kurang mampu dijadikan sebagai tempat berlindung dari
gempa bumi dan tsunami dalam skala besar. Maka diperlukan pembangunan suatu
gedung dengan kriteria desain tertentu yang mampu meminimalisir dampak
gempa dan tsunami yang terjadi, bangunan tersebut adalah gedung penyelamat
tsunami atau escape building.
1.3 Pembatasan masalah
Pembatasan masalah pada laporan ini adalah :
a. Struktur gedung yang dibahas adalah struktur gedung bertingkat 4 dengan
struktur terbuka pada bagian bawah.
b. Analisis gempa yang digunakan pada bangunan gedung tingkat tinggi adalah
analisis gempa dinamis sesuai dengan peraturan yang berlaku.
c. Analisis struktur ditinjau dalam 3 dimensi menggunakan bantuan software SAP
2000 versi 14
d. Lokasi wilayah yang direncanakan adalah
e. Perencanaan struktur bawah atau pondasi dan struktur sekunder tidak
diperhitungkan.
1.4 Tujuan penelitian
Tujuan penulisan laporan ini dimaksudkan untuk mengetahui perilaku pada
bangunan penyelamat tsunami di Aceh, mengetahui desain struktural bangunan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
4 Universitas Indonesia
penyelamat tsunami berdasarkan FEMA, membandingkan perilaku bangunan
penyelamat tsunami di Aceh berdasarkan ketentuan FEMA.
1.5 Sistematika penulisan
Laporan penelitian ini terdiri atas lima bab, yang berisi seluruh perihal
pembahasan mengenai studi perilaku bangunan gedung penyelamat tsunami di
Aceh berdasarkan FEMA P646.
BAB I. : PENDAHULUAN berisi latar belakang, permasalahan, pembatasan
masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II. : DASAR TEORI terdiri dari gambaran umum tsunami, gempa dan
tsunami di Aceh, rehabilitasi dan rekonstruksi di wilayah Aceh
pasca gempa dan tsunami, dan desain struktural bangunan
penyelamat tsunami.
BAB III. : METODOLOGI PENELITIAN
BAB II. LANDASAN TEORI
2.1 Gambaran Umum Tsunami
Tsunami adalah kata yang berasal dari bahasa Jepang. Tsunami sering kali
terjadi di Jepang dan banyak orang di berbagai penjuru dunia telah terbunuh
karenanya dalam beberapa abad ini. Tsunami bukan merupakan gelombang
tunggal tetapi terdiri dari banyak gelombang, atau disebut pula wave train
(gelombang kereta)
2.1.1 Penyebab tsunami
Menurut Kawata seperti dikutip oleh Diposaptono (2005), tsunami dapat
ditimbulkan oleh berbagai gangguan yang memindahkan massa air yang besar
secara vertikal dari posisi kesetimbangannya. Gempa dengan patahan vertikal,
baik patahan naik atau turun yang terjadi secara mendadak di kedalaman ribuan
meter, dapat memicu terjadinya tsunami (Gambar 2.1). Sebagai contoh, bila
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
5 Universitas Indonesia
terjadi gempa dengan kekuatan 6,5 SR dengan hiposenter kurang dari 60 km dari
dasar laut, maka tsunami akan terjadi.
Gambar 2.1. Proses terjadinya tsunami
Sumber USGS, 1999
Keberadaan tersebut juga dapat terjadi akibat letusan gunung berapi bawah
laut atau di lingkungan laut, di mana gaya impulsif yang dihasilkan oleh letusan
memindahkan kolom air dan menciptakan tsunami. Fenomena tersebut pernah
terjadi di kepulauan Indonesia pada pada saat Gunung Krakatau meletus pada
tanggal 27 Agustus 1883. Pada saat itu uap dan debu disemburkan hingga
mencapai stratosfer, dan memicu timbulnya gelombang tsunami setinggi lebih
dari 30 m dengan kecepatan 1.130 km/jam. Lebih lanjut, menurut Prager et al.
(2000), sekitar 165 pemukiman hancur dengan korban meninggal diperkirakan
lebih dari 32.000 orang.
Selain kejadian tsunami yang disebabkan oleh peristiwa alam yang
bersumber di bawah laut, juga dapat terjadi akibat longsor gunung es seperti yang
terjadi di Alaska pada tahun 1958. Reruntuhan es menyebabkan gangguan
kesetimbangan air dari tas permukaan air. Reruntuhan yang jatuh dapat
memindahkan air dari posisi kesetimbangannya dan menimbulkan tsunami.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
6 Universitas Indonesia
Namun, tidak seperti tsunami-tsunami lintas samudera yang ditimbul kan oleh
gempa bumi, tsunami yang ditimbulkan oleh mekanisme non-seismik biasanya
menghilang dengan cepat dan jarang sekali mencapai pesisir yang jauh dari
sumbernya.
Menurut Diposaptono (2005), kejadian tsunami Aceh akhir tahun 2004
disebabkan oleh pergeseran lempeng tektonik yang menyebabkan gempa tektonik
berkekuatan 9,0 SR pada kedalaman 4 km dari dasar laut. Di samping
menyebabkan gempa, pergeseran tersebut menyebabkan patahan dan memicu dua
gempa besar lainnya di Kepulauan Andaman dan Nicobar (India) dengan
kekuatan 6,3 dan 7,3 SR yang mengganggu keseimbangan air laut, sehingga
menimbulakan pergolakan air yang dahsyat dan menyebabkan kerusakan serta
korban jiwa di daerah pantai yang terletak di sekitar Samudera Hindia
2.1.2 Perambatan tsunami
Di tengah lautan, ketinggian gelombang tsunami tidak lebih dari 3 meter
(Diposaptono, 2005), terlihat seperti gelombang laut normal pada umumnya.
Walaupun wujud fisik tsunami tidak terlihat di permukaan laut dalam, sebenarnya
kecepatan rambat tsunami bisa mencapai 1000 km/jam di laut dalam. Tsunami
akan mengalami perubahan kenampakan gelombang ketika meninggalkan
perairan laut dalam dan merambat ke perairan yang lebih dangkal dekat pesisir.
Pada saat gelombang mencapai perairan yang dangkal, kecepatan tsunami akan
berkurang, namun demikian energi total dari tsunami cenderung konstan.
Sehingga, kecepatan tsunami akan berkurang pada saat memasuki perairan yang
lebih dangkal, namun ketinggian gelombang akan meningkat hingga beberapa
meter atau lebih. Sebagai contoh, pada kedalaman laut 4.000 meter, tsunami
merambat dengan kecepatan 720 km/jam. Sedangkan pada kedalaman laut 90
meter, kecepatannya berkurang menjadi sekitar 25 – 100 km/jam.
Lebih jauh dikemukaan bahwa setelah gelombang mencapai daerah lautan
yang dangkal, kecepatan menjadi berkurang hingga menyebabkan ketinggian
gelombang meningkat mencapai ketinggian lebih dari 15 meter. Bahkan pada
tempat-tempat yang jauh dari pusat tsunami dapat mencapai lebih dari 30 meter.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
7 Universitas Indonesia
Geist, seperti dikutip oleh Prager (2000) mengatakan bahwa hal tersebut
kemungkinan besar tergantung dari jauh dekatnya pantai dengan episenter gempa.
2.1.3 Perayapan Tsunami di daratan
Terkadang tsunami bisa saja musnah jauh sebelum mencapai pantai.
Namun bila mencapai pantai, tsunami dapat terlihat sebagai gelombang pasangan
naik maupun pasangan turun yang meningkat drastis, rangkaian gelombang besar,
atau bahakan sebuah bore yang menerjang hingga ke pedalaman yang secara
normal tidak pernah terjangkau oleh gelombang laut. Bore adalah gelombang
mirip tangga dengan sisi yang curam, yaitu ujung gelombang pasang yang
mendesak air sungai ke hulu yang terjadi pada saat pasang laut naik, disebut tidal
bore. Sebuah bore dapat terjadi apabila tsunami bergerak dari perairan dalam ke
teluk dangkal atau sungai. Terumbu karang, semenanjung, muara-muara,
kenampakan-kenampakan bawah laut dan kelerengan pantai kesemuanya
membantu untuk memodifikasi tsunami pada saat mencapai pantai.
Tsunami yang bergerak naik di daratan umumnya merayap dengan
kecepatan sekitar 70 km/jam. Kekuatannya yang sangat besar yang bisa
mengangkat pasir di pantai, mencabut pepohonan, dan menghancurkan bangunan.
Manusia dan kapal-kapal tidak berdaya melawan turbulensinya. Kuantitas air
yang dibawa ke daratan mampu membanjiri daerah luas yang biasanya kering (dry
land). Rayapan akibat gelombang tsunami dapat menimbulkan genangan banjir
yang merambah daratan hingga 300 meter dari garis pantai atau lebih (Gambar
2.2).
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
8 Universitas Indonesia
Gambar 2.2 Penggenangan tsunami pada saat mencapai daratan Sumber Diposaptono, 2005
Gelombang tsunami cenderung menarik bangunan, benda dan manusia ke
lautan pada saat gelombang tersebut berbalik ke arah laut.
Kerusakan yang terjadi di Kota Banda Aceh akibat Gempa dan Tsunami 26
Desember 2004 sangatlah besar baik itu dari sisi luas kerusakan maupun dari jenis
kerusakan yang dialami. Pada kejadian tersebut, wilayah yang mengalami
kerusakan, khususnya bangunan, disebabkan oleh dua peristiw, yaitu akibat
guncangan gempa dan akibat hempasan gelombang tsunami. Di wilayah rayapan
gelombang tsunami, sangatlah sukar untuk membedakan bangunan mana saja
yang rusak akibat gempa dan yang rusak akibat tsunami. Atas dasar asumsi
tersebut, kerusakan yang dialami di dalam wilayah yang dikaji tidak dibedakan
berdasarkan penyebab kerusakannya (akibat gempa atau tsunami), namun
dianggap rusak akibat kedua kejadia tersebut.
Untuk mendeliniasi bangunan rusak total, rusak berat dan rusak ringan digunakan
citra IKONOS multispektral dengan resolusi 1 meter tahun 2004 dengan bantuan
foto hasil observasi lapang. Citra dengan resolusi tersebut, sudah memadai untuk
mengidentifikasi kerusakan, khususnya kerusakan bangunan (Takeda, 2001).
Sebagai pembanding kondisi bangunan sebelum terjadi kerusakan, digunakan
citra IKONOS multispektral resolusi 1 meter tahun 2003.
2.1.4. Batas Rayapan Tsunami
Tahapan pertama dalam interpretasi adalah melakukan deliniasi batas rayapan
gelombang tsunami. Kenampakan yang difokuskan adalah terdapatnya endapan
sisa rayapan tsunami yang tampak pada citra dengan warna abu-abu tua atau
coklat kehitaman. Kenampakan tersebut dikenali pada citra IKONOS seperti pada
gambar.
Dari hasil deliniasi batas rayapan tsunami, didapatkan luasan wilayah rayapan
tsunami di Kota Banda Aceh seluas 3.925,7 Ha, yang setara dengan 66,5% dari
luas Kota Banda Aceh, meliputi 60 Desa/Kelurahan di 8 Kecamatan.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
9 Universitas Indonesia
Tabel 2.1. Luas wilayah rayapan tsunami di Kota Banda Aceh
No Keterangan Luas (ha) Persentase
1. Wilayah di Luar Jangkauan Tsunami 1.981,4 66,5%
2. Wilayah Rayapan Tsunami 3.925,7 33,5%
Total 5.907,1 100%
Sumber : Pengolahan data, 2005
Jangkauan rayapan terjauh berjarak 5,4 Km tegak lurus dari garis pantai, yang
berlokasi di Desa le Masen Ulee Kareng, Kecamatan Ulee Kareng. Sedangkan
jarak rayapan terdekat berlokasi di Desa Peunayong, Kecamatan Kuta Alam
dengan jarak 2,9 Km tegak lurus garis pantai. Pada Wilayah yang jauh dari garis
pantai umumnya tingkat kerusakan ringan, sebab daya dorong dari gelombang
tsunami semakin melemah. Hasil dari interpretasi batas rayapan tsunami
digunakan sebagai batas areal bangunan rusak pada penelitian ini, yaitu areal
bangunan rusak ringan, rusak berat dan rusak total.
Berdasarkan interpretasi citra IKONOS sebelum dan sesudah tsunami, bangunan
di Kota Banda Aceh yang mengalami kerusakan adalah seluas 752,8 Ha, dengan
rincian : Bangunan Rusak Total seluas 307,3 Ha, Rusak Berat seluas 200,7 Ha,
dan Rusak Ringan seluas 244,8 Ha (Tabel 2.2).
Tabel 2.2. Kerusakan bangunan di Kota Banda Aceh akibat gempa dan tsunami Desember 2004
No. Tingkat Kerusakan Bangunan Luas (ha) Presentase
1. Rusak Total 307,3 40,8%
2. Rusak Ringan 244,8 32,5%
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
10 Universitas Indonesia
3. Rusak Berat 200,7 26,7%
Total 752,8 100%
Sumber : Pengolahan data, 2005
Ketinggian Genangan
Berdasarkan kalkulasi peta zonasi, dapat dibuat ketinggian genangan.
Evakuasi diperlukan ketika genangan melebihi 1m. Ketinggian bangunan
pengungsian pada lantai pertama (3 m) pada zona dengan genangan kurang dari
3m dan ketinggian 2 lantai (6 m) pada zona dengan genangan kurang dari 6m.
Ketinggian genangan melebihi 6m sebagian besar terletak pada wilayah pantai
dan merupakan zona pengaruh langsung yang jika dilihat secara normal maka
seharusnya tidak direncanakan bangunan pengungsian.
2.1.4.1. Bangunan Rusak Ringan
Kerusakan bangunan tingkat ringan dikenali dalam citra melalui kenampakan
endapan lumpur sisa rayapan tsunami. Kondisi bangunan utuh dan masih
berdiri. Kerusakan bangunan pada tingkat ini umumnya ditemui pada jarak 2,6
Km dari garis pantai hingga batas rayapan tsunami. Bangunan yang terdapat
dalam kategori ini umumnya masih dapat dihuni kembali apabila lumpur
bawaan tsunami yang mengendap telah dibersihkan. Dalam areal tersebut juga
terdapat bangunan yang masuk kategori rusak berat, namun keberadaannya
yang tidak dominan diabaikan. Sebab, faktor penyebab kerusakannya lebih
disebabkan oleh goncangan gempa, bukan karena hempasan gelombang
tsunami. Kenampakan bangunan rusak ringan pada citra ikonos ditunjukkan
pada gambar 2.3.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
11 Universitas Indonesia
(a) 2003 (b) 2004 Gambar 2.3 Bangunan dalam kategori rusak ringan pada citra ikonos1
1Muharam Bayu Tri Nugroho. Agustus 2005. Judul Skripsi : Tingkat Kerusakan
Bangunan Akibat Gempa Dan Tsunami Di Kota Banda Aceh.
2.1.4.2. Bangunan Rusak Berat
Ciri-ciri dari bangunan rusak berat adalah bangunan tidak seluruhnya roboh,
struktur bangunan patah, miring, dengan kondisi rusak berat bercampur dengan
puing. Di dalam citra, kondisi tersebut dapat dikenali dengan terdapatnya
kenampakan berupa puing (berwarna cerah, rona kasar, berpola memanjang
dan mengumpul), serta dengan membandingkan kondisi bangunan (keutuhan
atap bangunan) sebelum dan sesudah tsunami. Jarak terdekat bangunan rusak
berat dari pantai adalah 2,1 Km, sedangkan yang terjauh ditemui pada jarak 3,3
Km.
(a) 2003 (b) 2004 Gambar 2.4 Bangunan dalam kategori rusak berat pada citra ikonos1
Dari hasil observasi lapang diketahui bahwa areal rusak berat lebih sulit
diakses dengan kendaraan bermotor (Foto Lampiran 9). Hal ini selain
dikarenakan banyaknya puing-puing bangunan yang menutupi jalan, endapan
lumpur pada areal kerusakan tersebut juga membuat akses menuju areal ini
terhambat. Bangunan-bangunan di areal rusak berat sudah tidak
memungkinkan untuk dihuni kembali. Struktur bangunan kebanyakan sudah
roboh, dan puing-puing bawaan gelombang tsunami juga memasuki bangunan
hingga ke ruang-ruang di dalamnya.
2.1.4.3. Bangunan Rusak Total
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
12 Universitas Indonesia
Pada areal bangunan rusak total, bangunan hilang dari posisi awalnya namun
masih dapat diidentifikasi melalui kenampakan sisa-sisa pondasi. Pada citra
ikonos pasca tsunami 2004 dikenali dengan hilangnya fisik bangunan (rata
dengan tanah) atau terdapat kenampakan sisa bangunan berupa pondasi atau
ubin dengan rona putih cerah atau coklat cerah. Pada areal ini umumnya
terdapat genangan air dan endapan lumpur yang tampak di citra dengan rona
abu-abu gelap atau hitam
(a) 2003 (b) 2004 Gambar 2.5 Bangunan kategori rusak total pada citra ikonos1 Pada observasi lapang yang dilakukan pada Januari 2005, di areal rusak total
dijumpai kenampakan berupa sisa-sisa pondasi bangunan. Sedikit sekali
dijumpai bangunan yang masih berdiri ataupun utuh. Fisik bangunan (tembok,
pagar, atap dan sebagainya kecuali pondasi), seluruhnya tersapu oleh
gelombang tsunami. Bahkan pada beberapa tempat dijumpai kondisi jalan yang
aspalnya sudah terangkat atau terkelupas.1
Areal kerusakan total relatif dekat jaraknya dari garis pantai, dan umumnya
berlokasi sangat dekat dengan empang atau tambak yang banyak terdapat di
pesisir Kota Banda Aceh. Tambak atau empang tersebut bila ditinjau dari
geomorfologi pantai, termasuk ke dalam unit morfologi salt marsh atau rawa
paya, berlokasi di sepanjang pesisir Kota Banda Aceh. 1
2.2 Gempa dan Tsunami di Aceh
2.2.1. Gambaran Umum Bencana Gempa dan Tsunami di Aceh
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
13 Universitas Indonesia
Gempa bumi yang berpusat di 95,779°BT dan 3,298°LU pada hari Minggu pagi
tanggal 26 Desember 2004 telah memicu terjadinya gelombang tsunami. Kedua
peristiwa ini telah mengakibatkan kerusakan infrastruktur yang sangat dahsyat,
khususnya di daerah pesisir yang terkena hempasan gelombang tsunami. Di Kota
Banda Aceh sendiri, intensitas gempa yang dirasakan berkisar antara VI hingga
VIII skala MMI (Modified Mercalli Intensity). Seperti terlihat pada Gambar 3.9,
gelombang tsunami pada peristiwa itu telah mencapai daerah-daerah yang terletak
disekitar Samudera Hindia hingga beribu kilometer jauhnya. Jumlah korban di
seluruh negara yang terkena gelombang tsunami mencapai 298.055 jiwa, dan
negara dengan jumlah korban terbesar adalah Indonesia, dengan total korban
228.948 jiwa. Skala bencana yang terjadi dapat dilihat dari besarnya jumlah
korban manusia dan kerusakan yang ditimbulkannya. Sebanyak 16
kabupaten/kota di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam mengalami kerusakan.
Dari seluruh kabupaten/kota yang terkena bencana tsunami, kabupaten/kota yang
mengalami kerusakan terparah adalah Kota Banda Aceh, Kabupaten Aceh Jaya
dan Kabupaten Aceh Besar. Desa yang terkena tsunami sebanyak 654 desa
(11,4%) dan diperkirakan presentase keluarga miskin terkena tsunami sebesar
15,16% atau 63.977 KK (UNSYIAH, 2005).
2.2.2. Kondisi Akibat Tsunami
Dari hasil studi lapang yang dilakukan oleh USGS pada tahun 2005 di
daerah-daerah yang terkena tsunami, kerusakan struktur terlihat jelas pada daerah
di mana hanya ditemukan sisa-sisa bangunan. Seringkali indikasi keberadaan
bangunan diamati dari keberadaan sisa pondasi bangunan. Kerusakan struktur
semakin parah dimana ketinggian gelombang tsunami paling tinggi. Di beberapa
tempat terdapat zona-zona di mana struktur bangunannya hancur total, dan pada
kasus yang ekstrim, zona kerusakan tersebut bisa mencapai 500 – 1.000 meter dari
garis pantai. Namun, pada pantai lainnya yang tidak jauh jaraknya dari pantai
tersebut, bangunannya masih berdiri dan relatif tidak rusak pada jarak lebih dari
1.000 meter dari garis pantai. Hal ini menunjukkan kerusakan struktur yang
sangat beragam, tergantung pada karakter pantai maupun kekuatan gelombang
tsunami. Secara lebih mendalam, Imamura dan Shuho oleh Diposaptono (2005),
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
14 Universitas Indonesia
telah mempelajari pengaruh intensitas tsunami terhadap kerusakan yang
ditimbulkan di daratan.
Survey tsunami oleh tim ahli ITB dilakukan mulai tanggal 20-24 Januari
2005 di kota Banda Aceh dan Lhok Nga Kemudian survey dilanjutkan kembali
oleh tim tsunami berikutnya untuk kota Banda Aceh dan Meulaboh mulai tanggal
26-31 Januari 2005.
Dengan materi survey yang dilakukan untuk mendapatkan data-data tsunami
sebagai berikut :
1. Tinggi gelombang tsunami
2. Waktu tiba gelombang tsunami
3. Karakteristik gelombang tsunami
4. Inundation (jarak horisontal genangan tsunami dengan garis pantai)
5. Kerusakan akibat gelombang tsunami
Keterangan hasil survey :
Kota Banda Aceh:
1. Tinggi tsunami : 6 – 15 meter dari MSL (mean sea level).
2. Waktu tiba tsunami: 15 – 50 menit setelah gempa.
3. Karakteristik tsunami: gelombang datang 3 kali, yang ke-2 yang terbesar.
4. Rendaman (inundation) maksimum mencapai penetrasi ke darat 3.5 km dari
garis pantai.
5. Kerusakan: kerusakan bangunan terutama disebabkan karena tsunami
membawa debris besar.
Lhok Nga:
1. Tinggi tsunami : 15 – 30 meter dari MSL (mean sea level).
2. Waktu tiba tsunami: 15 – 40 menit setelah gempa.
3. Karakteristik tsunami: gelombang datang 2 kali, yang ke-2 yang terbesar.
4. Rendaman (inundation): maksimum 1.5 km dari garis pantai.
5. Kerusakan: kerusakan bangunan terutama disebabkan karena tsunami
membawa debris besar.
Kota Meulaboh:
1. Tinggi tsunami : 8 – 16 meter dari MSL (mean sea level).
2. Waktu tiba tsunami: 25 – 50 menit setelah gempa.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
15 Universitas Indonesia
3. Karakteristik tsunami: gelombang datang 2 kali, yang ke-2 yang terbesar.
4. Rendaman (inundation): maksimum 3.0 km dari garis pantai.
5. Kerusakan: kerusakan bangunan terutama disebabkan karena tsunami
membawa debris besar.
Tsunami di Banda Aceh diperkirakan datang sekitar 50 menit setelah terjadinya
gempabumi. Dari saksi mata dilaporkan bahwa tsunami datang sebanyak 3 kali,
yang diawali dengan gelombang pertama yang kecil kemudian diikuti oleh
gelombang kedua yang sangat besar serta gelombang ketiga yang kecil.
Gelombang kedua ini memiliki tinggi sikitar 15 meter di Ulee Lheue, pantai utara
Banda Aceh dan sekitar 30 meter di pantai barat Lhok Nga dan meluluhlantakkan
daerah yang dilaluinya. Dari hasil survei dan diperkuat oleh hasil photo udara
diperlihatkan bahwa air melintasi daratan dari Lhok Nga (pantai barat) menuju
Banda Aceh, serta dari laut Utara Banda Aceh menerjang Uleele dan berpropagasi
menuju ke kota Banda Aceh. Dari kedua arah penjalaran arus ini bertemu disuatu
tempat yang mengakibatkan tinggi dan olakan gelombang di tempat tersebut
menjadi lebih tinggi. Kecepatan arus memasuki perkotaan bervariasi anatara 3 sd
7 m/dt. Air tsunami berwarna hitam pekat bercampur lumpur dan debris dari
hancuran bangunan-bangunan serta pohon yang tercerabut akar-akarnya. Gambar
3.84 menunjukkan derah rendaman, arah tsunami serta ketinggian gelombang
tsunami di pantai utara Banda Aceh dan Lhok Nga.
Gambar 2.6. Arah dan tinggi gelombang tsunami serta daerah rendaman tsunami2
Pada Draft Pedoman Pembangunan Gedung (Building Code) untuk
Provinsi NAD, Agustus 2005, dirumuskan oleh ITS sebagai wakil dari Direktorat
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
16 Universitas Indonesia
Jendral Cipta Karya (DJCK) Menteri Pekerjaan Umum, menggunakan sistem
empat zona yang berdasarkan pada kerusakan aktual tsunami 2004.
Pada, zona-zona tersebut dirumuskan kepadatan yang diperbolehkan di
keempat zona yang telah ditetapkan tersebut. Zona I, yang mengalami kerusakan
total, diusulkan untuk dibangun kembali dengan kepadatan sangat rendah. Zona
II, yang mengalami kerusakan berat, diusulkan untuk dibangun kembali dengan
kepadatan rendah. Zona III, yang mengalami kerusakan ringan, diusulkan untuk
dibangun kembali dengan kepadatan menengah. Zona IV, yang tidak mengalami
kerusakan yang berarti, diusulkan untuk digunakan sebagai pembangunan dengan
kepadatan yang lebih tinggi.
Selanjutnya, peraturan bangunan tersebut menggambarkan kekuatan
struktural bangunan yang harus mengikuti aturan tersebut sehingga menjadi tahan
gempa. Untuk daya tahan gempa di Indonesia, 6 sistem zona telah digunakan
(referensi: SNI-1726, 2001, Standar Desain Gempa Indonesia), dengan zona 6
merupakan zona yang paling berat. Pantai Barat dan Utara Aceh termasuk di
dalam zona 6, Pantai Timur Aceh termasuk dalam zona 4 dan wilayah tengah di
zona 5.
Definisi Zona
Sistem zonasi dianjurkan (dan secara umum digunakan di wilayah lain
yang rawan tsunami) menggunakan definisi zona berikut:
Zona Aman (Safe Zone)
Zona yang tidak mendapat pengaruh tsunami diharapkan sebagai :”zona
aman”. Ketinggian melebihi 22m di atas permukaan air rata-rata dapat dianggap
aman.
Zona Basah (Wet Feet Zone)
Zona dimana kedalaman dan kecepatan air cukup rendah pada kebanyakan
struktur/bangunan normal untuk menyelamatkan jiwa dengan kerusakan
structural/bangunan kecil dan penduduk mudah dievakuasi. Zona basah ini
merupakan zona yang memiliki genangan kurang dari 1m. Perlu dicatat bahwa
dalam beberapa keadaan dimana puing berat yang dibawa oleh arus air dengan
genangan 1 m juga dapat mengancam jiwa.
Zona Evakuasi (Evacuation Zone)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
17 Universitas Indonesia
Zona dimana kekuatan tsunami cukup rendah bagi struktur yang dibangun
untuk menyelamatkan jiwa, walaupun struktur normal akan mengalami kerusakan
yang berarti dan diperlukan evakuasi. Kedalaman genangan melebihi 1m dapat
mengancam jiwa dan diperlukan fasilitas evakuasi.
Zona Pengaruh Langsung (Direct Impact Zone)
Zona dimana kekuatan tsunami begitu hebat dan struktur dengan desain
khusus yang mampu menahan kekuatan yang dihasilkan, seperti halnya fasilitas
pelarian, tetapi hampir semua struktur/bangunan akan hancur: “ Direct Impact
Zone ” menganggap bahwa ketinggian gelombang melebihi 9m merupakan Direct
Impact Zone. Sebuah sub zona “ Direct Impact Zone ”, dianggap sebagai “Instant
Death Zone“, yang mana kekuatan tsunami menjadi begitu hebat yang tidak ada
jenis struktur/bangunan, bahkan struktur khusus yang dibangun, yang mungkin
dapat menyelamatkan jiwa dan evakuasi ke zona lain merupakan satu-satunya
alternatif.
2.2.3. Kondisi dan Kerusakan Bangunan Akibat Gempa
Hasil pengamatan tim ahli ITB di lapangan menunjukkan bahwa, secara umum,
kerusakan pada bangunan publik dan bangunan pemerintahan, yang selamat dari
terjangan tsunami, diakibatkan oleh goncangan tanah. Bangunan-bangunan
pemerintahan yang mengalami kerusakan, baik struktural maupun non-struktural,
antara lain adalah Kantor Gubernur Propinsi NAD, Kantor Walikota Banda Aceh,
Gedung Fakultas Teknik Universitas Syah Kuala, Kampun IAIN Ar-Raniry dan
lain-lain. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa sebagian besar bangunan
pemerintahan didirikan dengan kurang memperhatikan kaidah-kaidah
perencanaan bangunan tahan gempa (Standard Nasional Indonesia–SNI-2847-
2002) baik ditinjau dari sistim pendetilan penulangan maupun dari sistim
strukturnya sendiri.
Dari pengamatan elemen struktur yang rusak, terutama pada detil hubungan antara
kolom dan balok sistim penulangannya tidak sempurna. Tulangan utama kolom
banyak yang tidak dilindungi oleh sistim kekangan (confinement) yang memadai.
Hal yang sama juga terjadi pada baloknya. Yang menonjol dari kelemahan sistim
struktur pada hampir semua bangunan yang mengalami kerusakan adalah adanya
kolomkolom bagian luar yang tidak dihubungkan dengan balok keliling dalam
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
18 Universitas Indonesia
arah horizontal yang dimaksudkan agar dapat mengakomodir penerapan arsitektur
bangunan khas Aceh yang mengekspos kolom tinggi dan langsing. Hal ini
mengakibatkan balok yang menghubungkan kolom luar dan kolom dalam
menerima beban vertikal dari balok tepi penyangga pelat yang cukup besar.
Keruntuhan umumnya terjadi pada pertemuan balok dengan kolom luar ini.
Kelemahan secara struktural yang menonjol dari konstruksi bangunan di
Aceh adalah sistim penulangan dinding list plank. Karena pembesian
pengangkerannya tidak sempurna, menyebabkan list plank runtuh dan jatuh
menimpa struktur dibawahnya. Masalah yang sama juga terjadi pada sistim
pengangkeran tembok vertikal penutup angin dari kuda-kuda. Pengangkeran yang
tidak baik menyebabkan tembok penutup runtuh akibat gaya gempa. Hasil
pengamatan pada beberapa bangunan pemerintahan dan bangunan publik secara
rinci disampaikan pada bagian berikut.
2.2.3.1. Di Kota Banda Aceh
a. Kantor Gubernur Provinsi NAD
Kantor ini terletak di Jalan Tengku Nyak Arief, bagian timur kota Banda Aceh,
berjarak sekitar 3.5 km dari pantai dan 2.5 km dari Banjir Kanal Krueng Aceh.
Pada bangunan utama (Gambar 2.7 dan Gambar 2.8), ground shaking
menyebabkan kerusakan struktural di satu kolom pada bagian belakang, berupa
keruntuhan geser (Gambar 2.9). Kerusakan non struktural berupa retak geser
dijumpai pada dinding bagian depan. Sedangkan energi gelombang tsunami
telah menyebabkan robohnya
beberapa dinding lantai 1
(Gambar 2.10).
Gambar 2.7. Tampak Samping Bagian Depan Kantor Gubernur2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
19 Universitas Indonesia
Gambar 2.8. Tampak Samping Bagian Belakang Kantor Gubernur2
Gambar 2.9. Keruntuhan Geser pada Kolom dan Dinding Bangunan Utama Bagian
Belakang2
Gambar 2.10. Keruntuhan dinding lantai 1 akibat gelombang tsunami2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
20 Universitas Indonesia
Secara umum konstruksi bangunan utama masih kuat dan aman untuk
digunakan dengan beberapa perbaikan baik struktural maupun non struktural.
Kerusakan parah terjadi pada bangunan (masih dalam tahap konstruksi) di
belakang bangunan utama. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa
perencanaan bangunan tidak memenuhi kaidah-kaidah perencanaan bangunan
tahan gempa. Sendi-sendi plastis terbentuk pada kolom karena detail
penulangan confinement (pengekangan) pada kolom, join (sambungan balok
dan kolom) dan penulangan geser pada balok yang tidak sempurna. Hal ini
menyebabkan runtuhnya bangunan secara keseluruhan (Gambar 2.11).
Gambar 2.11. Keruntuhan bangunan belakang (dalam tahap konstruksi) akibat goncangan tanah2
Gambar 2.12 Keruntuhan bangunan belakang (dalam tahap konstruksi) akibat goncangan tanah (lanjutan) 2
b. Kantor Walikota Banda Aceh
Kantor ini terletak di Jalan Iskandar Muda, di pusat kota Banda Aceh, berjarak
sekitar 0.6 km dari Krueng Aceh dan 3.0 km dari pantai (Gambar 2.13).
Goncangan tanah menyebabkan kerusakan pada Gedung Balaikota, dimana
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
21 Universitas Indonesia
secara umum, struktur gedung tidak mengalami kerusakan yang berarti.
Sebagian besar kerusakan terjadi pada bagian-bagian non-struktural, seperti
rangka atap, kanopi, balok list plank, dinding, dan beberapa kolom praktis
(Gambar 2.14 dan Gambar 2.15). Dari reruntuhan rangka atap, diketahui bahwa
tidak terdapat cukup rangka vertikal pengaku dalam arah memanjang yang
dapat menggabungkan seluruh sistim rangka kuda-kuda menjadi satu kesatuan
sehinga akan bergerak bersama pada saat terjadi gempa. Kualitas pengelasan
pada plat buhul juga terlihat kurang sempurna (Gambar 2.16). Secara umum
konstruksi bangunan utama masih kuat dan aman untuk digunakan setelah
dilakukan perbaikan baik struktural maupun non struktural.
Gambar 2.13. Gedung Balaikota Banda Aceh2
Gambar 2.14. Keruntuhan pada atap,
kanopi dan list plank2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
22 Universitas Indonesia
Gambar 2.15. Retak geser pada dinding dan
kolom praktis2
Gambar 2.16. Keruntuhan pada rangka atap
dan kondisi pelat buhul2
c. Kantor DPRD Kota Banda Aceh
Kantor ini berada di samping Gedung Balaikota Banda Aceh. Berdasarkan
informasi di lapangan diketahui bahwa struktur bangunan terdiri dari dua
bangunan yang berimpit (dibatasi dengan dilatasi), yaitu bangunan lama yang
berada di depan dan bangunan bagian belakang yang dibuat belakangan
(Gambar 2.17). Pada bangunan lama, tidak terlihat adanya kerusakan baik
struktural maupun non struktural. Kerusakan akibat goncangan tanah hanya
dijumpai pada bangunan bagian belakang dimana keseluhunan struktur
bangunan dan pondasinya mengalami penurunan kurang lebih 20.0 cm
(Gambar 2.18).
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
23 Universitas Indonesia
Gambar 2.17. Kantor DPRD Kota Banda Aceh2
Gambar 2.18. Penurunan pada bangunan belakang2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
24 Universitas Indonesia
Untuk bangunan lama, konstruksi bangunan masih kuat dan aman untuk
digunakan. Sedangkan untuk bangunan bagian belakang, perlu dilakukan studi
lebih lanjut untuk mengetahui kekuatan struktur eksisting dan tingkat
penurunan serta daya dukung sistem pondasi pasca gempa.
d. Kantor PLN Wilayah NAD
Bangunan yang menempati lokasi di Jalan Moh. Daud Beureu-eh ini sangat
didominasi arsitektur bangunan khas Aceh dengan exposing kolom-kolom
langsing pada perimeter bangunan (Gambar 2.19). Balok dan kolom dengan
dinding kaca berada terpisah dari kolom-kolom perimeter tersebut. Kerusakan
bangunan yang diakibatkan oleh goncangan tanah bersifat struktural dan non-
struktural. Seperti terlihat dalam gambar-gambar berikut ini, kerusakan
struktural berupa keruntuhan geser terjadi dengan terbentuknya sendi-sendi
plastis pada seluruh balok (di daerah joint dengan kolom luar) (Gambar 2.20).
Kerusakan struktural juga dijumpai pada joint balok dan kolom praktis bagian
dalam (Gambar 2.21). Kanopi depan dan belakang mengalami keruntuhan
(Gambar 2.22).
Gambar 2.19. Kantor PLN Wilayah Nanggroe Aceh Darussalam2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
25 Universitas Indonesia
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
26 Universitas Indonesia
Gambar 2.20. Sendi-sendi plastis yang terbentuk pada balok2
Gambar 2.21. Kerusakan struktural pada joint balok dan kolom bagian dalam2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
27 Universitas Indonesia
Gambar 2.22. Kerusakan pada kanopi depan dan belakang2
Perencanaan struktur belum memperhatikan kontinuitas dari kekakuan kolom
dimana kolom atas (lantai 2) dengan dimensi sama tetapi tinggi lebih rendah.
Dengan demikian kolom lantai 2 jauh lebih kaku sehingga seluruh lantai 2
menjadi beban inersia pada kolom lantai 1 pada saat terjadi gempa, atau
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
28 Universitas Indonesia
dikenal dengan istilah soft story effect. Diskontinuitas pada struktur lantai yang
tidak menerus pada kolom, dimana hanya baloknya saja yang menerus pada
kolom. Hal ini menyebabkan proses pemindahan energi terjadi pada sendi-
plastis yang pendek yang menyebabkan kerusakan seperti terlihat pada Gambar
2.20. Secara umum, Gedung PLN ini tidak aman untuk digunakan dan
diperlukan pengetesan untuk mengetahui kekuatan struktur eksisting dan
analisis perbaikan.
e. Gedung Keuangan Negara Banda Aceh
Gedung yang terletak di Jalan Tengku Cik Ditiro ini terdiri dari bangunan
tengah dengan dua bangunan sayap. Goncangan tanah menyebabkan
keruntuhan total pada bangunan tengah dan bangunan sayap kiri (Gambar 2.23
sampai Gambar 2.26). Meskipun, menurut informasi di lapangan, bangunan ini
telah mengalami beberapa perbaikan akibat gempa pada tahun 1982, dari
kerusakan yang terjadi terlihat bahwa detail penulangan tidak memenuhi
kaidah bangunan tahan gempa (Gambar 2.27). Kerusakan terjadi pada sendi
plastis yang terletak pada kolom atas lantai dasar. Hal ini tidak dibenarkan oleh
peraturan bangunan tahan gempa, dimana kolom harus lebih kuat dari
baloknya. Disamping itu kolom tidak dilengkapi dengan pengekangan
(confinement) yang cukup.
Gambar 2.23. Gedung Keuangan Negara pasca gempa2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
29 Universitas Indonesia
Gambar 2.24. Keruntuhan total pada bangunan sayap kiri2
Gambar 2.25. Keruntuhan pada bangunan tengah2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
30 Universitas Indonesia
Gambar 2.26. Bangunan sayap kanan yang masih utuh2
Gambar 2.27. Keruntuhan akibat tulangan geser yang minim2
Secara umum, bangunan yang tersisa di sayap kanan masih aman untuk
digunakan. Sedangkan bangunan tengah dan sayap kiri harus dibongkar dan
diganti dengan bangunan baru.
f. Museum Safwan Idris, IAIN Ar-Raniry
Gambar 2.28. Museum Safwan Idris, IAIN Ar-Raniry2
Bangunan ini menempati satu kompleks di Kampus IAIN Ar-Raniry,
bersebelahan dengan Biro Rektorat. Bangunan tiga lantai ini terdiri dari
bangunan tengah beratap khas bangunan Aceh dan diapit oleh dua bangunan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
31 Universitas Indonesia
sayap beratap doom (Gambar 2.28). Pada bangunan tengah dan bangunan
sayap kanan, kerusakan yang terjadi akibat goncangan tanah bersifat non-
struktural berupa retak geser pada dinding dan kolom dalam (Gambar 2.29 dan
Gambar 2.30). Sedangkan kerusakan struktural terjadi pada bangunan sayap
kiri. Penulangan yang tidak sempurna menyebabkan terbentuknya sendi plastis
pada salah satu kolom dan retak geser pada seluruh balok, dengan penjelasan
seperti yang terjadi pada Gedung PLN (Gambar 2.31). Diperlukan perbaikan
pada bangunan tengah dan sayap kanan. Sedangkan bangunan sayap kiri harus
dibongkar.
Gambar 2.29. Kerusakan non struktural pada dinding luar bangunan sayap kanan dan bangunan tengah2
Gambar 2.30. Keruntuhan geser pada satu kolom dan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
32 Universitas Indonesia
dinding dalam pada bangunan tengah2
Gambar 2.31. Keruntuhan struktural pada bangunan sayap kiri2
h. Fakultas Teknik Universitas Syah Kuala
Seperti pada bangunan lain di Universitas Syah Kuala, bangunan ini telah
direncanakan sebagai bangunan tahan gempa. Pemisahan struktrur bangunan
dengan dilatasi menyebabkan tidak adanya kerusakan struktural secara
menyeluruh pada saat terjadi gempa. Kerusakan yang terjadi hanya bersifat non
struktural, seperti retak geser pada satu kolom, retak pada batas dinding dan
kolom dan runtuhnya langit-langit kelas di lantai tiga. Keruntuhan dinding di
lantai tiga lebih disebabkan karena lokasi dinding dan ring balk tidak menyatu
dengan struktur utama bangunan. Kemungkinan, hal ini lebih disebabkan oleh
kebutuhan ruangan, sehingga mengabaikan keamanan struktur.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
33 Universitas Indonesia
Gambar 2.32. Pergeseran pada dilatasi dan retak geser pada satu kolom2
Gambar 2.33. Keruntuhan dinding dan langit-langit kelas di lantai tiga2
Secara umum, bangunan ini masih kuat dan aman untuk digunakan. Perbaikan
nonstruktural diperlukan untuk mengembalikan fungsi ruangan. Pemakaian
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
34 Universitas Indonesia
dinding dengan material ringan, seperti gypsum, perlu dipikirkan jika
kebutuhan ruangan menyebabkan diperlukannya dinding penyekat yang tidak
menyatu dengan struktur utama.
i. Gedung Pramuka Kwartir Daerah Istimewa Aceh
Bangunan ini mengalami kerusakan struktural pada joint kolom dan balok
akibat goncangan tanah.
Gambar 2.34.a. Gedung Pramuka, Kwartir Daerah Istimewa Aceh2
Gambar 2.35.b. Beberapa kerusakan pada gedung Pramuka, Kwartir Daerah Istimewa Aceh2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
35 Universitas Indonesia
j. Bangunan dan Menara Masjid Raya Baiturrahman
Tidak dijumpai kerusakan struktural akibat gempa pada struktur bangunan
yang didirikan pada jaman kolonial Belanda ini. Retak-retak dan penurunan
lantai dijumpai pada dilatasi antara bangunan lama dan bangunan baru
(Gambar 2.36).
Gambar 2.36. Retak dan penurunan lantai pada dilatasi bangunan lama dan baru2
Kerusakan non struktural terjadi pada menara masjid yang terletak di halaman
depan. Struktur utama menara ini, berupa kolom utama di bagian tengah, tidak
mengalami kerusakan. Kerusakan non struktural terjadi pada kolom-kolom praktis
di perimeter bangunan, dinding dan tangga.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
36 Universitas Indonesia
Gambar 2.37. Kerusakan non struktural pada bagian luar menara2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
37 Universitas Indonesia
Gambar 2.38. Kerusakan non struktural tembok bata pada bagian dalam menara2
Untuk menghindari hal yang tidak diinginkan, direkomendasikan untuk segera
membongkar dinding dan kolom luar yang mengalami kerusakan. Diperlukan
perbaikan non struktural pada menara untuk mengembalikan fungsi dan nilai
estetikanya.
k. Hotel Kuala Tripa
Hotel yang terletak di Jalan Tengku Abdullah Luong Rimba ini runtuh akibat
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
38 Universitas Indonesia
goncangan tanah. Keruntuhan pada bangunan lima lantai ini diperkirakan
diakibatkan oleh kegagalan kolom lantai 1 yang tidak memenuhi konsep ”kolom
kuat balok lemah” dan kemungkinan detailing struktur kolom kurang lengkap.
Gambar 2.39. Hotel Kuala Tripa pasca gempa2
l. Kantor-kantor Perbankan
Seluruh bangunan kantor-kantor perbankan di Banda Aceh, yang dikunjungi, dari
tinjauan visual diperkirakan tidak mengalami kerusakan yang berarti. Hanya
kantor BNI di Lampaseh Kota yang mengalami kerusakan pada dinding akibat
tsunami.
Gambar 2.40. Gedung Bank Indonesia2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
39 Universitas Indonesia
Gambar 2.41. Kantor Bank Rakyat Indonesia2
Gambar 2.42. Kantor Bank Pembangunan Daerah2
Gambar 2.43. Kantor Bank BTPN2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
40 Universitas Indonesia
Gambar 2.44. Kantor BNI462
m. Rumah Sakit Zainal Abidin
Dari tinjauan visual, diperkirakan bangunan ini tidak mengalami kerusakan yang
berarti karena denah struktur lebih kurang simetri dengan didukung banyak kolom
struktur.
Gambar 2.45. Rumah Sakit Zainal Abidin2
n. Kantor Telkomsel
Kerusakan struktural akibat goncangan tanah terjadi pada kolom utama. Secara
umum bangunan ini sudah tidak dapat digunakan dan memerlukan pembangunan
kembali.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
41 Universitas Indonesia
Gambar 2.46. Kantor Telkomsel2
Struktur Gedung Kanto Telkomsel ini belum memperhatikan aspek kontinuitas
kekakuan kolom dalam arah longitudinal dan transversal. Detil penulangan kurang
memperhatikan aturan dalam SNI.
o. Mall Pantee Pirak
Kerusakan struktural akibat goncangan tanah terjadi hampir seluruh bangunan,
karena didirikan tanpa penerapan kaidah-kaidah struktur tahan gempa. Secara
umum bangunan ini sudah tidak dapat digunakan dan memerlukan pembangunan
kembali.
Gambar 2.47. Mall Pantee Pirak2
p. Geunta Plaza
Kerusakan non struktural akibat goncangan tanah terjadi pada dinding gedung.
Secara umum bangunan masih dapat digunakan setelah dilakukan perbaikan.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
42 Universitas Indonesia
Gambar 2.48. Geunta Plaza2
h. Apartment Bale Gading
Kerusakan non struktural akibat goncangan tanah terjadi pada dinding gedung.
Secara umum bangunan masih dapat digunakan setelah dilakukan perbaikan.
Gambar 2.49. Apartment Bale Gading2
i. Kompleks Ruko dan Pertokoan
Kerusakan struktural akibat goncangan tanah terjadi hampir seluruh bangunan,
karena didirikan tanpa penerapan kaidah-kaidah struktur tahan gempa. Secara
umum bangunan-bangunan ini sudah tidak dapat digunakan dan memerlukan
pembangunan kembali.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
43 Universitas Indonesia
Gambar 2.50. Komplek ruko yang hancur akibat goncangan tanah2
2.2.3.2. Di Kota Meulaboh
Secara umum kerusakan bangunan di kota Meulaboh lebih disebabkan oleh
terjangan tsunami pada daerah-daerah pantai. Kerusakan akibat gempabumi pada
bangunan umumnya bersifat non-struktural.
a. Bangunan Sekolah
Bangunan 1 lantai umumnya bertahan dari gaocangan gempabumi, rata-rata
kerusakan yang terjadi bersifat non-stuktural seperti ditampilkan pada Gambar
3.62.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
44 Universitas Indonesia
Gambar 2.52. Tidak ada kerusakan struktural pada bangunan 1 lantai2
b. Bangunan Rumah Tinggal
Bangunan dan rumah tinggal 1 lantai dan 2 lantai umumnya bertahan dari
goncangan gempabumi, rata-rata kerusakan yang terjadi bersifat non-stuktural
seperti ditampilkan pada Gambar 2.53 sampai Gambar 2.55.
Gambar 2.53. Bangunan rumah tinggal 1 dan 2 lantai rata-rata tidak mengalami kerusakan struktural akibat gempabumi2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
45 Universitas Indonesia
Gambar 2.54. Bangunan rumah 2 lantai rata-rata tidak mengalami kerusakan struktural akibat gempabumi2
Pada beberapa lokasi, ditemukan adanya bangunan lama 2 lantai yang mengalami
kerusakan non struktural, kerusakan struktural tersebut berupa kolom-kolom
praktis bangunan dan dinding seperti ditampilkan pada 3.65.
Gambar 2.55. Kerusakan non-struktural pada bangunan 2 lantai2
c. Bangunan Pertokoan
Berdasarkan hasil pengamatan, secara umum bangunan ruko 3 lantai bertahan
terhadap goncangan gempa seperti ditampilkan pada Gambar 2.56 dan 2.58.
Beberapa bangunan yang mengalami kerusakan non-struktural umumnya
bangunan yang terletak dipinggir pantai yang diidentifikasi disebabkan oleh
lateral spread akibat kondisi tanah yang lunak dan jenuh, serta topgrafi tanah yang
miring.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
46 Universitas Indonesia
Gambar 2.56. Kawasan pertokoan yang tidak mengalami kerusakan struktural2
Gambar 2.57. Bangunan 3 lantai (dalam tahap konstrukti) yang berlokasi di pinggir pantai dan tahan terhadap goncangan gempabumi2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
47 Universitas Indonesia
Gambar 2.58. Bangunan 3 lantai (dalam tahap konstrukti) yang tidak mengalami kerusakan struktural2
d. Bangunan Masjid
Seperti halnya bangunan rumah tinggal 1 dan 2 lantai lantai, masjid umumnya
bertahan terhadap goncangan gempabumi dan tidak mengalami kerusakan
struktural.
Gambar 2.59. Bangunan masjid dan menaramya yang tidak mengalami kerusakan
Struktural2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
48 Universitas Indonesia
e. Bangunan Pemerintah
Pada bebrapa bangunan pemerintah atau perkantoran yang diamati, secara umum
bangunan hanya mengalami kerusakan-kerusakan non-struktural. Kerusakan non
struktural terjadi pada bangunan perkantoran dimana struktur utama bangunan
tersebut berupa kolom utama di bagian depan tidak mengalami kerusakan.
Kerusakan non-struktural terjadi pada dinding, rangka atap bagian depan, dan
retakan pada lantai seperti ditunjukkan pada Gambar 2.60.
Gambar 2.60. Bangunan perkantoran yang mengalami kerusakan non-sruktural2
2.2.4. Kerusakan Bangunan Akibat Tsunami
Berdasarkan hasil penelitian tim ahli ITB menyatakan bahwa sebagian besar
kehancuran dan kerusakan bangunan, rumah tinggal, dan infrastruktur yang
berbatasan dengan pantai diakibatkan oleh tsunami dengan ketinggian dan energi
yang besar dan sangat dashyat. Tsunami menyapu dan membawa benda-benda
padat, berangkal, dan pepohonan hasil sapuan di pinggir pantai dan seterusnya
menghancurkan sebagian besar bangunan dan infrastruktur yang dilalui tsunami
beberapa ratus meter kearah darat. Kerusakan bangunan dan infrastruktur akibat
tsunami ini mencapai penetrasi ke daratan sampai jarak 2 km. Daerah rendaman
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
49 Universitas Indonesia
akibat tsunami mencapai kira-kira 3,3 km dari garis pantai seperti diperlihatkan
oleh citrasatelit pada beberapa gambar dalam laporan ini, seperti ditunjukkan pada
Gambar 2.61 sampai Gambar 2.66.
Gambar 2.61. Survey pasca tsunami yang menunjukkan run-up gelombang tsunami terhadap permukan laut dan permukaan tanah2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
50 Universitas Indonesia
Gambar 2.62. Survey pengamatan arah dan tinggi tsunami di kota Banda Aceh2
Gambar 2.63. Survey pengamatan arah dan tinggi tsunami di pantai Ulhe Leu2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
51 Universitas Indonesia
Gambar 2.64. Survey pengamatan arah dan tinggi tsunami di Lhok Nga2
Gambar 2.65. Survey pengamatan arah dan tinggi tsunami Daerah Lhok Nga2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
52 Universitas Indonesia
Gambar 2.66. Pabrik semen Andalas – Lhok Nga, 15 km Barat Daya Banda Aceh,
sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) tsunami2
Kerusakan-kerusakan akabiat tsunami juga dapat dilihat dari perbandingan hasil
foto udara sebelum dan sesudah kejadian tsunami. Beberapa hasil foro udara
sebelum dan sesudah tsunami untuk kawasan Banda Aceh ditunjukkan seperti
Gambar 2.67 sampai Gambar 2.70.
Gambar 2.67. Garis pantai Kawasan Banda Aceh sebelum (kiri) dan sesudah
(kanan) tsunami2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
53 Universitas Indonesia
Gambar 2.68. Kawasan Banda Aceh sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) tsunami2
Gambar 2.69. Kawasan Mesjid Agung Banda Aceh sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) tsunami2
Gambar 2.70. Kota Banda Aceh sebelum (kiri) dan setelah (kanan) tsunami2
Kerusakan-kerusakan akabiat tsunami berdasrkan beberapa hasil foro udara
sebelum dan sesudah tsunami untuk kota Meulaboh ditunjukkan seperti Gambar
2.71 dan Gambar 2.72.
Gambar 2.71. Kota Meulaboh sebelum (kiri) dan setelah (kanan) tsunami2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
54 Universitas Indonesia
Gambar 2.72. Sisi lain Kota Meulaboh sebelum (kiri) dan setelah (kanan) tsunami2
Besarnya energi gelombang tsunami inilah yang telah menyebabkan kerusakan
paling parah pada hampir seluruh bangunan rendah, seperti pemukiman,
perkantoran, dan pertokoan serta bangunan infrastrukur lainnya. Kerusakan
ditemukan pada hampir setengah bagian kota Banda Aceh, dengan intensitas
kerusakan total pada bangunan perumahan di daerah pantai dan disekitar alur
Sungai Krueng dan Banjir Kanal. Daerah yang mengalami kerusakan total adalah
Pantai Lhok Nga, Pantai Ulee Lheu sampai daerah Punge Blang Cut, Pelabuhan
Lampulo, Tibang dan Krueng Raya (Gambar 2.73 sampai Gambar 2.80).
Gambar 2.73. Arah tsunami serta ketinggian gelombang tsunami di pantai utara
Banda Aceh dan Lhok Nga2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
55 Universitas Indonesia
Gambar 2.74. Kerusakan-kerusakan yang disebabkan oleh terjangan tsunami2
Gambar 2.75. Komplek ruko yang hancur akibat gempabumi dan tsunami2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
56 Universitas Indonesia
Gambar 2.76. Sisa-sisa pemukiman yang rata dengan tanah akibat gelombang tsunami di Pantai Lampuuk2
Gambar 2.77. Sisa-sisa pemukiman yang rata dengan tanah akibat gelombang tsunami di Pantai Lhok Nga2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
57 Universitas Indonesia
Gambar 2.78. Sisa-sisa pemukiman yang rata dengan tanah akibat gelombang tsunami di Punge Blangcut2
Gambar 2.79. Sisa-sisa pemukiman yang rata dengan tanah akibat gelombang tsunami di Lampaseh Aceh2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
58 Universitas Indonesia
Gambar 2.80. Kondisi jalanan di Lampaseh Kota yang penuh dengan puing-puing2
Pabrik Semen Andalas, Lhok Nga
Meskipun pabrik yang berlokasi di Pantai Lhok Nga ini mengalami kerusakan
parah akibat terjangan gelombang tsunami, secara umum struktur utama pabrik
kemungkinan masih kuat. Kerusakan parah terjadi pada elemen-elemen
pendukung seperti terputusnya conveyor, panel-panel dan instrumen, dan
tangki bahan bakar. Kerusakan struktural hanya terjadi pada bangunan rangka
baja sederhana di lokasi stock batu bara. Untuk dapat beroperasi kembali,
diperlukan investigasi dan analisis lebih lanjut untuk perbaikan pabrik, dengan
melibatkan ahli-ahli dari bidang-bidang yang terkait. Diperlukan data terutama
as-built drawing dan technical specification dari pabrik dan diperlukan detail
damage assessment untuk merencanakan kembali rehabilitasi pabrik.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
59 Universitas Indonesia
Gambar 2.81. Kerusakan Pabrik Semen Andalas akibat gelombang tsunami2
Lembaga Pemasyarakatan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
Hampir seluruh bangunan hancur akibat terjangan tsunami.
Gambar 2.
2.3. Rehabilitasi dan Rekonstruksi di Wilayah Aceh Pasca Tsunami
2.3.1 Tsunami Escape Plan
Gambar
Pembagian wilayah warning plan
lingkaran warna hitam
Nippon Koei, dan lingkaran merah merupakan usulan siren baru.
Escape Routes
•Area Coverage•Escape Route•Traffic Management
60 Universitas Indonesia
Hampir seluruh bangunan hancur akibat terjangan tsunami.
Gambar 2.82. Lembaga Pemasyarakatan2
Rehabilitasi dan Rekonstruksi di Wilayah Aceh Pasca Tsunami
Tsunami Escape Plan
Gambar 2.83. Tsunami Escape Plan3
embagian wilayah warning plan dapat dilihat pada gambar, di mana dengan
warna hitam telah dibangun oleh BMG Siren, lingkaran biru oleh
Nippon Koei, dan lingkaran merah merupakan usulan siren baru.
Escape Facilities
•Public Building•Semi Private Building
•Hill
Escape Routes
Area CoverageEscape Route
Management
Warning Plan
•Siren Location•Siren Foot Print•Siren System
Universitas Indonesia
Rehabilitasi dan Rekonstruksi di Wilayah Aceh Pasca Tsunami
mana dengan
lingkaran biru oleh
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
61 Universitas Indonesia
Gambar 2.84. Pembagian wilayah warning plan3
Terdapat pula tanda peringatan bahaya seperti pada gambar yang telah
disesuaikan dengan Peraturan Direktur Jendral Perhubungan Darat
SK.3301/AJ.401/DRJD/2007 Tentang Uji Coba Rambu Evakuasi Pada Daerah
Rawan Bencana Tsunami di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam dan Kep. Nias
Provinsi Sumatera Utara.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
62 Universitas Indonesia
Gambar 2.85. Tanda peringatan bahaya3
Gambar 2.86. Tanda peringatan bahaya3
Gambar 2.87. Penempatan papan tanda peringatan pada suatu kawasan
2.3.2. Program Rumah Tinggal
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
63 Universitas Indonesia
Program rumah tinggal banyak dilakukan oleh instansi non pemerintahan lembaga
luar negeri, berikut ini adalah beberapa program pembangunan rumah yang
dilaksanakan oleh beberapa lembaga :
Gambar 2.88. World Vision Permanent House, Meulaboh4
Gambar 2.89. KJRC Permanent House, Meulaboh4
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
64 Universitas Indonesia
Gambar 2.90. Caritas Traditional House, Singkil4
Gambar 2.91. IOM Permanent House, Singkil4
Gambar 2.92. CRS Permanent House, Meulaboh4
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
65 Universitas Indonesia
Gambar 2.93. BRR Permanent House, Meulaboh4
Gambar 2.94. Mercy Malaysia Semi-Permanent House, Banda Aceh4
Gambar 2.95. Oxfam Semi-Permanent House, Banda Aceh4
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
66 Universitas Indonesia
Gambar 2.96. UNHCR Permanent House, Chalang4
Gambar 2.97. Zero-to-One Permanent House, Nias4
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
67 Universitas Indonesia
2.4. Desain Struktural Bangunan Penyelamat Tsunami
2.4.1.Bangunan Penyalamat Tsunami Existing di Aceh
Bangunan Penyelamat Tsunami harus memperhatika aspek :
Aspek Fungsional
1) Kemudahan mencapai atau melewati tangga, ramp, dans ebagainya
- Lebar ramp minimum 150 cm (untuk melindungi sedikitnya dua orang dapat
berjalan bersama)
- Ramp dengan tingkat kemiringan 7 derajat
- Jumlah jalan masuk vertikal yang meningkat sebanding dengan kapasitas jumlah
lantai
- Masing-masing border, ambang pintu, ramp, dan lantai evakuasi harus tersedia
susuran tangga
Gambar 2.98. Model bangunan penyelamat tsunami
2) Ketersediaan lantai penyelamat
- Lantai penyelamat harus lebih tinggi daripada genangan air tsunami
- Kapasitas dari lantai penyelamat adalah 1 m2/orang
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
68 Universitas Indonesia
Gambar 2.99. Potongan melintang bangunan penyelamat tsunami
Aspek Struktural
- Bangunan harus tahan terhadap gempa bumi dan tsunami
- Mekanisme keruntuhan daribangunan yang disebabkan oleh gempa bumi dan
tsunami, terdiri dari :
a. Tingkat yang lunak
b. Bentuk bangunan yang tidak beraturan atau asimetris
c. Jarak antar bangunan yang terlalu dekat
d. Kolom yang pendek
e. Dampak hidrodinamik
f. Pengaruh yang kuat dari reruntuhan puing-puing
g. Efek dari gelombang
h. Efek gesekan antara pondasi dengan tanah
2.4.2. Bangunan Penyalamat Tsunami Berdasarkan FEMA
Struktur tahan tsunami memiliki :
1. Sistem struktur yang kuat untuk menahan gaya yang ekstrim.
2. Sistem terbuka yang dapat mengalirkan air dengan sedikit tahanan.
3. Sistem daktail yang menahan gaya yang ekstrim tanpa hancur.
4. Sistem tak tentu yang dapat mengalami kegagalan parsial tanpa keruntuhan
progresif.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
69 Universitas Indonesia
2.4.3. Konsep Perencanaan Struktur Bangunan Tahan Gempa dan Tsunami
Jika terjadi suatu gempa, maka struktur di atasnya akan mengalami
pergerakan secara vertikal maupun secara lateral. Pergerakan Vertikal relative
kecil dan pada umumnya struktur cukup kuat terhadapnya, sehingga tidak perlu
perhatian khusus dalam proses disain, sedangkan pergerakan lateral akan
memberikan beban lateral kepada struktur yang dapat menyebabkan struktur
runtuh.
Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk
mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga
faktor standar, sebagai berikut :
1. Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil.
2. Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tetapi
bukan merupakan kerusakan struktural.
3. Diperbolehkan terjadinya kerusakan stuktural dan non-struktural pada gempa
kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh.
Maka perencanaan bangunan struktur tahan gempa harus dapat
memperhitungkan dampak dari gaya lateral yang bersifat siklus (bolak-balik)
yang dialami oleh struktur selama terjadinya gempa bumi. Untuk memikul gaya
lateral yang dialami oleh bangunan, struktur harus dapat memiliki daktilitas yang
memadai di daerah joint atau elemen struktur tahan gempa seperti tube.
Berdasarkan hal di atas, perencanaan struktur dapat direncanakan dengan
mengetahui skenario keruntuhan dari struktur tersebut dalam menahan beban
maksimum yang bekerja. Pelaksanaan konsep desain kapasitas struktur adalah
memperkirakan urutan kejadian dari kegagalan suatu struktur berdasarkan beban
maksimum yang di alami struktur. Sehingga kita merencanakan bangunan dengan
elemen elemen struktur tidak dibuat sama kuat terhadap gaya yang direncanakan,
tetapi ada elemen elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih lemah
dibandingkan dengan yang lain dengan harapan di elemen atau titik itulah
kegagalan struktur terjadi pada saat beban maksimum bekerja. Dalam hal ini kita
merancang supaya sendi - sendi plastis yang terjadi pada daerah daerah yang
dapat menunjang tujuan desain bangunan tahan gempa. Konsep desain kapasitas
ini dikenal dengan konsep “strong column weak beam”, yaitu merancang supaya
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
70 Universitas Indonesia
sendi-sendi plastis terjadi pada balok balok dan kaki kolom bawah. Dengan
konsep mekanisme keruntuhan ini, sendi plastis akan terjadi pada balok terlebih
dahulu baru pada tahap tahap akhir plastis terjadi pada ujung ujung bawah kolom.
Hal ini dilakukan supaya sejumlah besar sendi plastis terbentuk pada struktur
secara daktail yang dapat memencarkan energi melalui proses pelelehan struktur
dan diharapkan dapat menyerap beban gempa. Secara matematis konsep “strong
column weak beam” dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut :
Bangunan tahan gempa didesain berdasarkan zona gempa, karakter lokasi, jenis
tanah, okupansi bangunan, faktor kegunaan bangunan, periode natural struktur,
dan lain- lain. UBC 1997 mensyaratkan seluruh elemen struktur didesain dengan
tahanan yang sesuai untuk menahan perpindahan lateral yang terjadi akibat
ground motion dengan memperhatikan respon faktor struktur, faktor redudan, kuat
lebih, dan daktilitas struktur.
2.4.3.1. Sesmic Respon Spektra
Dalam respon spektra, efek dari ukuran dan tipe gelombang getar yang terjadi saat
gempa disimplifikasi dari garis-garis yang bergelombang menjadi suatu garis
tertentu. Respon spektra yang digunakan dalam perencanaan adalah respon
percepatan ( Sa,g ) dengan periode (T).
Respon spektra adalah plot dari respons maksimum struktur yang diperoleh dari
analisa riwayat waktu suatu gempa. Secara umum ada tiga jenis respon spektrum
tergantung pada jenis respon yang digunakan, yaitu :
• Spektrum respons perpindahan (deformation response spectrum)
Spekturm respon perpindahan µo adalah plot perpindahan terhadap waktu getar
alami Tn untuk ξn tertentu.
• Spektrum respons kecepatan semu (pseudo – velocity response spectrum)
Spektrum respons kecepatan semu úo adalah plot kecepatan terhadap waktu getar
alami Tn untuk ξn tertentu.
• Spektrum respons percepatan semu (pseudo – acceleration response spectrum).
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
71 Universitas Indonesia
Spektrum respons percepatan semu üo adalah plot kecepatan terhadap waktu getar
alami Tn untuk ξn tertentu.
Absis dari spektrum adalah waktu getar alami dari sistem dan ordinat adalah
respons maksimum.
Gambar 2.100. Respon spectrum gempa rencana
2.4.3.2. Gaya Geser Desain
Nilai dari gaya geser desain ditentukan oleh respon spektra desain dari struktur
tersebut berdasarkan peraturan yang digunakan, keutamaan bangunan (I), periode
bangunan dan berat bangunan (W). Untuk beban gempa statik ekivalen, menurut
SNI 1726 - 2003, gaya geser dasar dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana:
C1 = Faktor respon gempa yang dapat ditentukan dari response spektra gempa
rencana dan jenis tanah dibawah bangunan untuk waktu getar alami fundamental
T.
I = Factor keutamaan bangunan yang nilainya bervariasi tergantung dari jenis
bangunan, dapat dilihat pada table 2.4
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
72 Universitas Indonesia
W = Berat bangunan efektif saat terjadi gempa, nilai W dapat ditentukan sebagai
jumlah dari bebab beban berikut : beban mati total dari struktur bangunan gedung
dan beban hidup efektif yang mungkin ada pada saat terjadi gempa, dapat diambil
sebesar 30% dari beban hidup.
R = Faktor reduksi beban gempa yang bergantung dari system struktur yang
digunakan, dapat dilihat pada table 2.3.
Tabel 2.3. Tabel Faktor Keutamaan Bangunan
Kategori Gedung atau Bangunan Faktor Keutamaan
I
Gedung Umun Seperti untuk penghunian,perniagaan dan
perkantoran 1
Monumen dan bangunan monumental
1
Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit,instalasi
air bersih,pembangkit tenaga listrik,pusat penyelamatan
dalam keadaan arurat,fasilitas radio dan televisI.
1.5
Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti
gas,produk minyak bumi,asam,bahan beracun. 1.5
Cerobong,tangki diatas menara.
1.25
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
73 Universitas Indonesia
Gambar 2.101. Tingkat kerusakan struktur standar7
Gambar 2.102. Tingkat kerusakan7
2.4.3.3. Penentuan Daktalitas bangunan dan Faktor Reduksi Beban Gempa
Gambar berikut ini menjelaskan hubungan antara beberapa parameter yang
menjadi acuan untuk menentukan besarnya beban gempa nominal pada suatu
struktur.
Gambar 2.103. Diagram beban perpindahan pada struktur
Keterangan :
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
74 Universitas Indonesia
Vn = gaya geser nominal (desain)
Vy = gaya gesr pada leleh pertama
Vm = gaya geser maksimum
Ve = gaya geser elastic
n = perpindahan pada V = Vn δ
y = perpindahan pada leleh pertama δ
m = perpindahan maksimum δ
f1 = kuat lebih disain
f2 = kuat cabang bahan
f = kuat cabang struktur
R = factor reduksi beban gempa
µ = factor daktalitas struktur gedung
Menurut UBC 1997, daktalitas adalah kemampuan suatu struktur untuk
mengalami simpangan dalam kondisi paska elastik sehingga terjadi keruntuhan.
Perilaku ini sangat penting, karna selama proses pelelehan elemen struktur
tersebut terjadi proses desipasi energi gempa. Selama terjadi gempa, daktilitas
akan mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur
gedung tersebut tetap berdiri walaupun sudah berada dalam kondisi diambang
keruntuhan.
Struktur dengan tingkat daktalitas tertentu akan memungkinkan terjadinya
sendi plastis secara bertahap pada elemen elemen struktur yang telah ditentukan.
Dengan terbentuknya sendi plastis pada elemen struktur, maka struktur akan
mampu menahan beban gempa maksimum tanpa memberikan kekuatan yang
berlebihan pada elemen struktur karena energi kinetik akibat gerakan tanah dasar
yang akan diterima akan dipencarkan pada sendi plastis tersebut. Semakin banyak
terbentuk sendi plastis pada elemen struktur, semakin besar pula energi gempa
yang dipencarkan. Setelah terjadi sendi plastis pada suatu elemen, defleksi
struktur serta rotasi plastis masih terus bertambah.
Daktilitas struktur direncanakan dengan terdapat faktor modifikasi respon
mewakili faktor kuat lebih dan kapasitas komponen struktur secara keseluruhan
dalam kondisi daktail, dan selanjutnya dikenal dengan lambang µ. Daktilitas
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
75 Universitas Indonesia
bangunan yang didesain dengan faktor modifikasi respon juga harus dibatasi
berdasarkan kriteria perencanaan berikut :
1. Kekuatan dan kekakuan struktur yang direncanakan untuk memenuhi kondisi
diatas direncanakan juga supaya cukup untuk memberikan kemampuan kepada
struktur bangunan untuk melakukan deformasi (simpangan) yang bersifat
elastoplastik tanpa runtuh, bila mengalami gempa rencana maksimum.
2. Agar struktur gedung tinggi memiliki daktilitas yang tinggi, harus diupayakan
supaya sendi sendi plastis yang terjadi akibat beban gempa maksimum ada di
dalam balok balok dan tidak terjadi dalam kolom kolom, kecuali pada kaki kolom
yang paling bawah dan pada bagian atas kolom penyangga atap. Hal ini dapat
tercapai bila kapasitas ( momen leleh ) kolom lebih tinggi daripada kapasitas (
momen leleh ) balok yang bertemu pada kolom tersebut ( konsep strong column
weak beam ).
3. Besarnya displacement yang terjadi harus dibatasi untuk menjaga integritas
bangunan dan menghindari jatuhnya korban jiwa.
Daktilitas didefenisikan sebagai perbandingan antara deformasi maksimum yang
terjadi dengan deformasi pada saat terjadi leleh pertama.
µ
dimana faktor daktilitas maksimum yang digunakan untuk bangunan beton
bertulang adalah 5,3.
Karna kekuatan bahan yang terpasang pada pelaksanaan umumnya berlebih, maka
kekuatan material aktual lebih besar dari kekuatan material yang direncanakan.
Faktor tersebut disebut faktor kuat lebih bahan atau beban.
Akibat adanya kehiperstatikan struktur gedung, terjadi redistribusi gaya gaya oleh
proses pembentukan sendi plastis yang tidak bersamaan ( dimana mekanisme
jumlah sendi plastis yang direncanakan pada bangunan lebih besar dari satu ),
maka akan ada kenaikan base shear sebesar Vm. Kuat lebih struktur didefinisikan
sebagai berikut :
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
76 Universitas Indonesia
Faktor amplifikasi gaya gempa menyatakan faktor kuat lebih total yang
selanjutnya disebut sebagai overstrength factor dengan lambing f. Perkalian
antara faktor kuat lebih beban atau bahan dengan faktor kuat lebih struktur akan
menghasilkan faktor kuat lebih total:
.
Sedangkan ratio antara beban gempa maksimum akibat pengaruh gempa rencana
pada struktur elastik penuh dan beban gempa nominal akibat pengaruh gempa
rencana pada struktur daktail disebut faktor reduksi gempa.
.
2.4.3.4. Penentuan Periode Struktur
Periode struktur merupakan representasi dari fleksibilitas struktur yang
merupakan fungsi dari kekakuan dan massa. Periode struktur pada kondisi elastik
dihitung berdasarkan SNI 03-1726-2002 dapat didekati dengan berikut:
To = 0,0731(h)3/4 ( 2 – 8 )
dimana h adalah tinggi total stuktur dalam satuan meter.
2.4.3.5. Efek Peredam ( damping ) terhadap Stuktur
Damping pada struktur menyebabkan terjadinya kehilangan energi pada saat
struktur dibebani. Energi yang hilang berubah bentuk menjadi retak, friksi, leleh
pada tulangan, dan lain lain. Nilai damping pada struktur berpengaruh terhadap
respon spektra, dimana semakin besar nilai damping struktur, maka akselerasi
spektral dari respon spektra yang bersangkutan akan semakin kecil.
Besarnya damping dinyatakan dalam critical damping. Sebelum terjadi gempa,
struktur beton bertulang pada umumnya memiliki 1 atau 2 persen critical
damping, pada saat gempa terjadi, nilai damping bertambah menjadi sekitar 5
persen. Semakin besar beban gempa yang bekerja pada struktur, semakin banyak
bagian struktur yang retak atau leleh, maka nilai damping akan semakin besar.
2.4.3.6. Kinerja Batas Layan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
77 Universitas Indonesia
Kinerja batas layan struktur gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat
akibat pengaruh gempa rencana, hal ini untuk membatasi terjadinya pelelehan baja
dan peretakan beton yang berlebihan, selain itu untuk mencegah kerusakan
nonstruktur dan ketidaknyamanan penghuni. Untuk memenuhi persyaratan kinerja
batas layan struktur gedung, simpangan antar tingkat struktur gedung tidak boleh
melampaui 0,03 / R kali tinggi tingkat yang bersangkutan atau 30 mm, bergantung
yang mana yang nilainya terkecil.
2.4.3.7. Kinerja Batas Ultimit
Kinerja batas ultimit struktur gedung ditentukan oleh simpangan dan simpangan
antar tingkat maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana dalam
kondisi struktur gedung di ambang keruntuhan, yaitu untuk membatasi
kemungkinan terjadinya keruntuhan struktur gedung yang dapat menimbulkan
korban jiwa manusia dan untuk mencegah benturan berbahaya antar gedung.
Simpangan dan simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan
struktur gedung akibat pembebanan gempa nominal, dikalikan dengan suatu
faktor pengali ξ, sebagai berikut :
- untuk struktur gedung beraturan :
ξ = 0.7 R ( 2 – 9)
untuk struktur gedung tidak beraturan :
ξ = 0.7 R / Faktor Skala ( 2 – 10 )
di mana R adalah faktor reduksi gempa struktur gedung tersebut.
Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas ultimit struktur gedung, dalam segala
hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari persamaan di atas tidak boleh
melampaui 0,02 kali tinggi tingkat yang bersangkutan.
2.4.4. BEBAN TSUNAMI
Beban tsunami pada bangunan hunian dapat dihitung dengan cara yang sama
seperti beban banjir, proses fisiknya adalah sama tetapi skala dari beban banjir
pada dasarnya berbeda terhadap panjang gelombang dan ketinggian aliran tsunami
yang lebih besar. Jika tsunami dengan cepat pasang, kerusakan banyak disebabkan
oleh gaya buoyensi dan gaya hidrostatik.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
78 Universitas Indonesia
Beban tsunami meliputi :
(1) Gaya hidrostatik
(2) Gaya buoyensi
(3) Gaya hidrodinamik
(4) Gaya dorong
(5) Gaya runtuhan puing
(6) Gaya tahanan puing
(7) Gaya keatas
(8) Beban grativitas tambahan dari tahanan air pada ketinggian lantai
Untuk perhitungan dapat dilihat pada
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Analisa
Pertimbangan struktur terhadap dampak dari gempa dan tsunami yaitu :
Desain pondasi harus mempertimbangkan efek setempat dari pergesekan dan
pencairan. Pada banyak kasus sokongan pondasi yang digunakan berupa pondasi
dalam atau pondasi tiang. Pondasi tersebut harus mempertimbangkan peningkatan
terhadap kebutuhan tarikan ke bawah dan gaya lateral tambahan, dan
meningkatkan tiang pondasi yang tidak terikat terhadap gesekan. Kemampuan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
79 Universitas Indonesia
untuk menaikkan dari daya apung terhadap struktur dibutuhkan terhadap
perhitungan desain pondasi.
Desain dari kolom untuk beban lateral tsunami sebaiknya dilakukan asumsi yang
tepat dari ketetapan dasar kolom pada masing-masing ketinggian lantai. Sebagai
contoh, suatu kolom beton bertulang pada bangunan berfungsi ganda didukung
oleh pondasi tiang yang dapat diasumsikan ketetapan pada dasar dan masing-
masing ketinggian lantai. Suatu kolom baja yang membentuk bagian dari
kerangka momen tahanan dapat diasumsikan sebagai sendi atau jepit pada dasar
dan masing-masing ketinggian lantai. Pertimbangan bentuk kolom juga penting,
dimana kolom bulat akan menghasilkan gaya tarikan yang lebih rendah daripada
bentuk persegi atau persegi panjang.
Sistem lantai harus didesain terhadap efek dari kenaikan gaya apung dan
hidrodinamik, yang akan menyebabkan efek geser dan lentur yang berlawanan
dari yang dihasilkan dari beban gravitasi. Meskipun tingkat yang lebih rendah dari
suatu struktur evakuasi verikal yang tidak digunakan selama tsunami, kegagalan
dapat dihasilkan dari kerusakan atau kehancuran dari kolom yang mendukung
tingkat atas, termasuk wilayah perlindungan tsunami.
3.2 Tahapan Studi
Menentukan Parameter
Desain
Penentuan Dimensi (Sizing)
Modelisasi
Peraturan Bangunan, Profisiensi Code
Boundary Condition
Start
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
80 Universitas Indonesia
3.2.1. Membuat Kriteria Desain
Persyaratan Struktural
Ketentuan untuk menentukan ketinggian lantai minimum pada lokasi
bencana didasarkan pada kedalaman genangan tsunami yang diantisipasi. Jika
sebuah lokasi memerlukan ketinggian lantai minimum di atas 3 meter, sebaiknya
pilihannya adalah bangunan bertingkat.
Dengan mengacu pada kekuatan struktural “keterbukaan“ pada struktur
hendaknya diperhatikan. Kekuatan struktur yang dihasilkan oleh aliran tsunami
Ya Tidak
Periods and frequencies, Modal participating mass
ratios, Base reaction
Pengolahan Data
Kesimpulan
Beban : Gempa
Tsunami
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
81 Universitas Indonesia
akan berkurang jika air dapat mengalir secara bebas disekitarnya atau bahkan
melalui struktur. Hal ini dapat dicapai dengan penggunaan struktur terbuka
(seperti yang dimiliki kebanyakan mesjid) atau oleh penggunaan dinding dengan
struktur ringan yang dengan mudah memberikan jalan bagi tekanan tsunami
(sebagai contoh bagian depan dan belakang rumah toko (ruko)). Bangunan dengan
tingkat pertama yang ‘lunak’ dianggap sebagai cara yang efektif untuk
mengurangi kekuatan tsunami. Akan tetapi, jenis struktur ini juga cenderung tidak
menguntungkan dari sudut pandang ketahanan gempa. Selain itu, penggunaan
dinding yang ringan, mudah pecah juga mengakibatkan banyaknya puing
bangunan.
Bangunan Pengungsian
Sebagai langkah pertama, perlu membuat inventarisasi bangunan yang
potensial dan ketinggian alami (bukit), yang secara potensial sesuai untuk
berfungsi sebagai tempat pengungsian/pelarian. Berdasarkan pada peta zona dan
genangan, dapat diperoleh ketinggian minimum untuk setiap bukit atau struktur.
Tempat pengungsian potensial harus diperiksa pada peta genangan ini. Struktur di
“zona evakuasi” harus memiliki ketinggian minimum 3m (lantai kedua atau atap
datar), yang di “Direct Impact Zone” harus memiliki ketinggian minimum 6m
(lantai ketiga atau atap datar) dan yang di “Instant Death Zone“ harus memiliki
ketinggian minimum 9m (lantai ketiga atau atap datar). Semua struktur atau
bangunan harus diperiksa demi kebaikan struktural dan juga bersertifikat.
Peraturan bangunan umum yang tahan gempa sebaiknya dapat diterapkan
pada semua bangunan dan perumahan baru di daerah bahaya tsunami.
Bagaimanapun, untuk bangunan pengungsian, peraturan bangunannya harus
diterapkan secara tegas dan sebaiknya digunakan tambahan batas margin
keamanan.
Berikut ini adalah aturan yang dapat diterapkan pada bangunan pengungsian:
• Atap bangunan pada daerah aman seharusnya memiliki pagar pengaman untuk
mencegah hempasan gelombang pada bangunan.
• Konstruksi bangunan pengungsian sebaiknya tahan terhadap terjangan puing
bangunan dan dampak gelombang tsunami dan juga bangunan itu sendiri
sebaiknya hanya mengeluarkan puing yang seminimal mungkin.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
82 Universitas Indonesia
• Bangunan pengungsian sebaiknya ditempatkan pada daerah yang mudah
dijangkau oleh masyarakat yang dievakuasi.
• Bangunan pengungsian sebaiknya memiliki akses jalan ke wilayah aman.
• Akses ke wilayah yang aman sebaiknya terjamin selama pemakaian normal
bangunan.
• Akses jalur tangga umum sebaiknya disesuaikan dengan kapasitas bangunan
pengungsian.5
Untuk bangunan pengungsian, tidak ada ketentuan struktural khusus yang
disebutkan, kecuali bangunan-bangunan tersebut dapat dijangkau dalam 15 menit
dan berada pada wilayah dengan radius maksimum 2 kilometer. Anjuran lainnya
adalah ketinggian lantai minimum adalah 2 meter atau bangunan bertingkat.
Untuk tujuan praktis dan desain dasar pengungsian tsunami, digunakan radius 1
kilometer. Serta daerah tersebut dapat dicapai dengan berjalan kaki dalam 15
menit dengan 4km/jam. Lebih lanjut, peraturan bangunan tersebut menentukan
kebutuhan lebar jalan penyelamatan, menjadi 6 meter, dan untuk jalan lokal
minimum 12 meter (right of way).5
Spesifikasi Bangunan Pengungsian
Spesifikasi bangunan pengungsian berdasarkan pada bagian
struktural/bangunan, fungsional dan arsitektural.
• Spesifikasi struktural berdasarkan pada peraturan bangunan yang dapat
dipakai yang berkaitan dengan gempa bumi, ketahanan dampak tsunami, pondasi
dan lain-lain.
• Spesifikasi fungsional berhubungan dengan jenis/fungsi bangunan
(sekolah, pusat komersial, mesjid) ketinggian pengungsian, kapasitas
pengungsian.
• Spesifikasi arsitektural berhubungan dengan akses, tangga, tata ruang
tempat, tata ruang bangunan, material dan lain-lain.
Tabel 3.1. Parameter Spesifikasi Bangunan Pengungsian5
Spesifikasi Peraturan Bangunan
Perlindungan Gempa
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
83 Universitas Indonesia
Struktural Bumi Zona VI
Pengaruh gelombang
tsunami
Kolom penyangga di lantai 1
Dampak puing
Spesifikasi
Fungsional
Jenis bangunan
Mesjid
Sekolah
Pusat Komersial
Balai Pertemuan
Ketinggian Pengungsian
(3, 6 ,9 m) Nomor Lantai
Kapasitas Pengungsian
(100 to 2000)
Kapasitas jaringan untuk
waktu
singkat
Spesifikasi
Arsitektural
Rencana tata ruang
bangunan
Daerah pengungsian atap
datar
Aksessibilitas Akses luar
Akses dalam, tangga
Aspek aman Akses malam hari
Gen-set
TahapanAnalisis Struktur Untuk Pembebanan Gempa
1.Tentukan Kategori Resiko Bangunan Gedung, (I-IV)
2.Tentukan faktor Keutamaan
3.Tentukan parameter percepatan tanah(SS, S1)
4.Tentukan Klasifikasi Situs(SA-SF)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
84 Universitas Indonesia
5.Tentukan factor Koefisien Situs (Fa, Fv)
6.Hitung parameter percepatan desain(SDS, SD1)
7.Tentukan Kategori Desain Seismik, KDS(A-F)
8.Pilih system dan parameter struktur(R, Cd, Ωo)
9.Evaluasi system struktur terkait dengan ketidakberaturan konfigurasi
10.Tentukan fleksibilitas diafragma (fleksibel, semi-kaku, kaku)
11.Tentukan factor redundansi (ρ)
12.Tentukan prosedur analisis gaya lateral
13.Hitung beban lateral
14.Tambahkan beban ortogonal, bila dipersyaratkan
15.Tambahkan beban torsi, bila dipersyaratkan
16.Lakukan analisis
17.Kombinasikan hasilnya
18.Cek kekuatan, defleksi, stabilitas6
3.2.2. Mendefinisikan Parameter Desain
3.2.2.1. Gaya Geser Desain
Nilai dari gaya geser desain ditentukan oleh respon spektra desain dari struktur
tersebut berdasarkan peraturan yang digunakan, keutamaan bangunan (I), periode
bangunan dan berat bangunan (W). Untuk beban gempa statik ekivalen, menurut
SNI 1726 - 2003, gaya geser dasar dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana:
C1 = Faktor respon gempa yang dapat ditentukan dari response spektra gempa
rencana dan jenis tanah dibawah bangunan untuk waktu getar alami fundamental
T.
I = Factor keutamaan bangunan yang nilainya bervariasi tergantung dari jenis
bangunan, dapat dilihat pada table 2.4
W = Berat bangunan efektif saat terjadi gempa, nilai W dapat ditentukan sebagai
jumlah dari bebab beban berikut : beban mati total dari struktur bangunan gedung
dan beban hidup efektif yang mungkin ada pada saat terjadi gempa, dapat diambil
sebesar 30% dari beban hidup.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
85 Universitas Indonesia
R = Faktor reduksi beban gempa yang bergantung dari system struktur yang
digunakan, dapat dilihat pada table 3
3.2.2.2. Penentuan Daktalitas bangunan dan Faktor Reduksi Beban Gempa
Gambar berikut ini menjelaskan hubungan antara beberapa parameter yang
menjadi acuan untuk menentukan besarnya beban gempa nominal pada suatu
struktur.
Gambar 2.104. Diagram beban perpindahan pada struktur
Keterangan :
Vn = gaya geser nominal (desain)
Vy = gaya gesr pada leleh pertama
Vm = gaya geser maksimum
Ve = gaya geser elastic
n = perpindahan pada V = Vn δ
y = perpindahan pada leleh pertama δ
m = perpindahan maksimum δ
f1 = kuat lebih disain
f2 = kuat cabang bahan
f = kuat cabang struktur
R = factor reduksi beban gempa
µ = factor daktalitas struktur gedung
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
86 Universitas Indonesia
3.2.3. Preliminary Design
Tipe bangunan : rumah tinggal (4 lantai)
Letak bangunan : dekat dengan pantai
Wilayah gempa : wilayah gempa 6
Jenistanah : tanah keras
Lebar bangunan : 6 m
Panjang bangunan : 6 m
Tinggi tiap lantai : 9 m
Mutu beton (f’c) : 35 Mpa
Mutu baja (fy) : 400 Mpa
Jenis Pembebanan
1. Beban Mati
2. Beban Hidup
3. Beban Gempa
4. Beban Banjir (Tsunami)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
87 Universitas Indonesia
Gambar 3.1. Bangunan penyelamat tsunami Gempong Lambung di Aceh tampak depan
Gambar 3.2. Bangunan penyelamat tsunami Gempong Lambung di Aceh tampak depan
BAB IV
ANALISA DAN HASIL
4.1. PERENCANAAN STRUKTUR
4.1.1 Spesifikasi Material 4.1.1.1. Baja Mutu BJ 41
1. Tegangan Putus Minimum (uf ) : 400 MPa
2. Tegangan Leleh Minimum (yf ) : 520 MPa
3. Peregangan Minimum (%) : 18 %
4. Modulus Elastisitas (E) : 200.000 MPa
5. Modulus Geser (G ) : 80.000 MPa
6. Nisbah Poisson (µ ) : 0,3
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
88 Universitas Indonesia
7. Koefisien Pemuaian (α ) : 12 x 10-6 Co/
4.1.1.2. Beton 40 Mpa
1. Kekuatan Tekan ( 'cf ) : 40 MPa
2. Modulus Elastisitas ( cE ) : 4700 'cf = 29725,41 MPa
3. Berat Jenis (betonγ ) : 2400 3/ mkg
4.1.1.3. Baja Tulangan
1. yf : 400 MPa
2. sE : 2 x 105 MPa
4.1.2 Desain bangunan
Desain Bangunan Escape Building terdiri dari X = 5, Y = 6, Z = 4, pada
bagian kanan dan kiri gedung terdapat ramp dan pada bagian belakang
gedung terdapat tangga.
1. Pondasi
Desain pondasi menggunakan tie beam ukuran 300 x 500 mm sedalam 1
meter di dalam tanah.
2. Pelat
Modelisasi pelat menggunakan Shell (Thick) setebal 250 mm dengan input
data automatic area mesh (max.size), area mass sebesar 0,3 kN/m, beban
hidup (uniform load) pada pelat lantai 1 dan 2 sebesar 3500 Nm dan atap
(roof) sebesar 2000 Nm.
3. Kolom
Notasi Diameter (mm) Keterangan
K-D800 800 Kolom lantai 1
K-D750 750 Kolom lantai 2
K-D750 750 Kolom lantai 3
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
89 Universitas Indonesia
4. Balok
Notasi b x h (mm) Keterangan
B-300 x 450 300 x 450 lantai 3 (atap)
B-450 x 650 450 x 650 lantai 2
B-500 x 700 500 x 700 lantai 1
B-450 x 600 450 x 600 lantai mezzaninen
5. Tangga
Tangga di desain dengan menggunakan pelat (shell), dengan panjang
optrade (tegak) 20 cm dan aantrede (mendatar) 25 cm.
Penentuan jumlah anak tangga adalah sebagai berikut :
Jika tinggi lantai 4 m (lantai 1 ke mezzanine, lantai 2 ke 3, lantai 3 ke
atap) dan direncanakan panjang optrade 20 cm, maka jumlah anak
tangga adalah tinggi lantai : panjang optrade = 400 : 20 = 20 buah anak
tangga. Jika tinggi lantai 2 m (mezzanine ke lantai 3), maka 200 : 20 =
10 buah anak tangga.
Pembebanan sebagai berikut :
Beban mati :
Tebal pelat tangga = 0,25 m
qDL = tebal pelat tangga x lebar tangga x 2400 kg/m3
qDL = 0,25 x 2 x 2400 = 1200 kg/m
Beban hidup :
wLL tangga 300 kg/m2, maka qLL = lebar tangga x wLL = 2 x 300 =
600 kg/m
Area mass = 0,3 kN/m
6. Ramp
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
90 Universitas Indonesia
Kemiringan ramp terdiri dari 5,71° dan 7,125°, modelisasi ramp
menggunakan pelat (shell thick) dengan automatic area mesh
(max.size), area mass sebesar 0,3 kN/m, beban hidup (uniform load).
Ramp memiliki balok (B-350x450) dengan ukuran 350 x 450 mm dan
kolom (K-D1000) ukuran diameter 1000 mm.
Beban mati :
Tebal pelat ramp = 0,25 m
qDL = tebal pelat ramp x lebar pelat ramp x 2400 kg/m3
qDL = 0,25 x 2 x 2400 = 1200 kg/m
Beban hidup :
wLL tangga 300 kg/m2, maka qLL = lebar tangga x wLL = 2 x 300 =
600 kg/m
Area mass = 0,2 kN/m
4.2. PERHITUNGAN GEMPA
4.2.1. Tinjauan Umum
Analisa pembebanan gempa yang digunakan adalah analisa dinamik dengan
menggunakan response spectrum, Gaya gempa dasar hasil response spectrum,
Vdyn, di skalakan terhadap 0,80 V1, dengan V1 adakah gaya gempa dasar
menggunakan cara static equivalent. Faktor skala, SF ≥ 0.80V1/Vdyn.
4.2.2. Kategori Resiko
Bangunan penyelamat tsunami berdasarkan tabel kategori resiko merupakan jenis
bangunan tempat penyelamatan diri terhadap gempa yang sama pentingnya
dengan bangunan monumental, rumah sakit, sekolah yang termasuk kategori IV.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
91 Universitas Indonesia
Tabel 4.1 Kategori resiko
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
92 Universitas Indonesia
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
93 Universitas Indonesia
4.2.3. Faktor Keutamaan Struktur (I)
Berdasarkan tabel 2, dengan kategori risiko IV memiliki faktor keutamaan gempa
(Ie) 1,5.
Tabel 4.2 Faktor keutamaan gempa
4.2.4. Koefisien Modifikasi Respons
Bangunan penyelamat tsunami dalam Tugas Akhir ini memiliki sistem pemikul
beban gempanya berupa struktur rangka pemikul momen khusus (SPRMK) beton
bertulang. Nilai faktor reduksi gempa (R) dari sistem tersebut di atas adalah
sebesar 8.
Tabel 4.3 Koefisien Modifikasi Respon
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
94 Universitas Indonesia
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
95 Universitas Indonesia
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
96 Universitas Indonesia
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
97 Universitas Indonesia
4.2.5. Kombinasi Pembebanan
Komponen-elemen struktur harus dirancang sedemikian hingga kuat rencananya sama atau melebihi pengaruh beban-beban terfaktor dengan kombinasi-kombinasi sebagai berikut: 1. 1,4D 2. 1,2D + 1,6L + 0,5 (Lr atau R) 3. 1,2D + 1,6 (Lr atau R) + (L atau 0,5 W) 4. 1,2D + 1,0W + L+ 0,5 (Lr atau R) 5. 1,2D + 1,0E + L 6. 0,9D + 1,0W 7. 0,9D + 1,0E
Dari ketujuh kombinasi beban tersebut, yang dipakai adalah kombinasi 1, 2, 5,
dan 7.
Dimana pada kombinasi 5 dan 7 terdapat beban seismik, dimana :
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
98 Universitas Indonesia
E = Eh Ev , dimana Eh = ρQE dan Ev = 0,2 SDS D
QE = 1 EQX 0,3 EQy dan 0,3 EQX 1 EQy
Pada kombinasi 5 menggunakan E = Eh Ev dan kombinasi 7 menggunakan E =
Eh Ev
Maka persamaan menjadi :
1. 1,4 DL 2. 1,2 DL + 1,6 LL 3. 1,2 DL + 1 E + 1 LL
1,2 DL + (Eh Ev) + 1 LL 1,2 DL + (ρQE + 0,2 SDS D) + 1 LL 1,2 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) + 0,2 SDS D + 1 LL 1,2 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) + (0,2 1,458"D + 1 LL 1,2 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) + 0,2916 D + 1 LL 1,4916 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (EQX + 0,3 EQy) + 1 LL 1,4916 DL + 1,3 EQX + 0,39 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (EQX - 0,3 EQy) + 1 LL 1,4916 DL + 1,3 EQX - 0,39 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (- EQX + 0,3 EQy) + 1 LL 1,4916 DL - 1,3 EQX + 0,39 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (- EQX - 0,3 EQy) + 1 LL 1,4916 DL - 1,3 EQX - 0,39 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (0,3EQX + 1 EQy) + 1 LL 1,4916 DL + 0,39 EQX + 1,3 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (0,3EQX - 1 EQy) + 1 LL 1,4916 DL + 0,39 EQX - 1,3 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (- 0,3EQX + 1 EQy) + 1 LL 1,4916 DL - 0,39 EQX + 1,3 EQy + 1 LL
• 1,4916 DL + 1,3 (- 0,3EQX - 1 EQy) + 1 LL 1,4916 DL - 0,39 EQX - 1,3 EQy + 1 LL
4. 0,9 DL + 1 E
0,9 DL + (Eh Ev) 0,9 DL + (ρQE - 0,2 SDS D) 0,9 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) - 0,2 SDS D 0,9 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) - (0,2 1,458"D 0,9 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy )) - 0,2916 D
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
99 Universitas Indonesia
0,6084 DL + (1,3 ( 1 EQX 0,3 EQy ))
• 0,6084 DL + (1,3 (1 EQX + 0,3 EQy )) 0,6084 DL + 1,3 EQX + 0,39 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (1 EQX - 0,3 EQy )) 0,6084 DL + 1,3 EQX - 0,39 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (- 1 EQX + 0,3 EQy )) 0,6084 DL - 1,3 EQX + 0,39 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (- 1 EQX - 0,3 EQy )) 0,6084 DL - 1,3 EQX - 0,39 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (0,3 EQX + 1 EQy )) 0,6084 DL + 0,39 EQX + 1,3 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (0,3 EQX - 1 EQy )) 0,6084 DL + 0,39 EQX - 1,3 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (-0,3 EQX + 1 EQy )) 0,6084 DL - 0,39 EQX + 1,3 EQy
• 0,6084 DL + (1,3 (0,3 EQX - 1 EQy )) 0,6084 DL - 0,39 EQX - 1,3 EQy
4.2.6. Faktor Respon Gempa
Perhitungan response spectrum berdasarkan SNI 2010 untuk wilayah Banda
Aceh dengan jenis tanah lunak (SE) adalah sebagai berikut :
Ss = 1,5 – 2 g = 1,75 g
S1 = 0,6 – 0,7 g = 0,65 g
Dari tabel 4, didapatkan nilai Fa = 0,9 untuk Ss ≥ 1,25
Dari tabel 5, didapatkan nilai Fv = 2,4 untuk S1 ≥ 0,5
Sds = (2/3) x Fa x Ss = (2/3) x 0,9 x 1,75 = 1,05
Sd1 = (2/3) x Fv x S1 = (2/3) x 2,4 x 1,75 = 0,217
Tabel 4.4 Periode dan percepatan
Periode (T) Acceleration
(Sa)
0,000 0,420
0,010 0,572
0,020 0,725
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
100 Universitas Indonesia
0,030 0,877
0,040 1,030
0,041 1,050
0,050 1,050
0,060 1,050
0,070 1,050
0,080 1,050
0,090 1,050
0,100 1,050
0,110 1,050
0,120 1,050
0,130 1,050
0,140 1,050
0,150 1,050
0,160 1,050
0,170 1,050
0,180 1,050
0,190 1,050
0,200 1,050
0,207 1,050
0,210 1,033
0,220 0,986
0,230 0,943
0,240 0,904
0,250 0,868
0,260 0,835
0,270 0,804
0,280 0,775
0,290 0,748
0,300 0,723
0,310 0,700
0,320 0,678
0,330 0,658
0,340 0,638
0,350 0,620
0,360 0,603
0,370 0,586
0,380 0,571
0,390 0,556
0,400 0,543
0,410 0,529
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
101 Universitas Indonesia
0,420 0,517
0,430 0,505
0,440 0,493
0,450 0,482
0,460 0,472
0,470 0,462
0,480 0,452
0,490 0,443
0,500 0,434
0,510 0,425
0,520 0,417
0,530 0,409
0,540 0,402
0,550 0,395
0,560 0,388
0,570 0,381
0,580 0,374
0,590 0,368
0,600 0,362
0,610 0,356
0,620 0,350
0,630 0,344
0,640 0,339
0,650 0,334
0,660 0,329
0,670 0,324
0,680 0,319
0,690 0,314
0,700 0,310
0,710 0,306
0,720 0,301
0,730 0,297
0,740 0,293
0,750 0,289
0,760 0,286
0,770 0,282
0,780 0,278
0,790 0,275
0,800 0,271
0,810 0,268
0,820 0,265
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
102 Universitas Indonesia
0,830 0,261
0,840 0,258
0,850 0,255
0,860 0,252
0,870 0,249
0,880 0,247
0,890 0,244
0,900 0,241
0,910 0,238
0,920 0,236
0,930 0,233
0,940 0,231
0,950 0,228
0,960 0,226
0,970 0,224
0,980 0,221
0,990 0,219
1,000 0,217
Gambar 4.1 Grafik response spektra desain
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
103 Universitas Indonesia
4.2.7. Penentuan Kategori Desain Seismik
Berdasarkan pembahasan kategori risiko, escape building termasuk kategori risiko
IV. Maka untuk menentukan kategori desain seismik, harus berdasarkan
parameter respons percepatan
pada perioda pendek (Sds) dan parameter respons percepatan pada perioda 1 detik
(Sd1).
1. Parameter respons percepatan pada perioda pendek (Sds) dimana nilai
Sds adalah 1,05 maka terletak pada dengan kategori risiko
D.
Tabel Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan pada perioda pendek
0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.0001.1001.200
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 1.100
Pe
rce
pa
tan
(S
a)
T (Periode, second)
Response Spectrum
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
104 Universitas Indonesia
2. Parameter respons percepatan pada perioda pendek (Sd1) dimana nilai
Sd1 adalah 0,217 maka terletak pada dengan kategori risiko
D.
Tabel 4.5 Kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan
pada perioda 1 detik
4.2.8. Perhitungan Berat Struktur Gedung ( Wt ) dan Massa
Perhitungan berat bangunan dilakukan dengan menjumlahkan bebanbeban mati
yang bekerja pada masing-masing struktur lantai bangunan. Hal ini dilakukan
dengan menghilangkan semua kolom diganti dengan gaya terpusat dimana kolom
tersebut berada. Pada salah satu titik dipasang tumpuan jepit untuk mengetahui
joint reaksi tiap lantai yang merupakan total
berat dari tiap lantai yang bersangkutan.
Perhitungan berat struktur dilakukan dengan menggunakan program SAP2000
dengan cara sebagai berikut :
Tabel 4.6 Berat Gedung
TABLE: Groups 3 - Masses and Weights
GroupName SelfMass SelfWeight TotalMassX TotalMassY TotalMassZ
Text Kg N Kg Kg Kg
ALL 3398411,83 33327036,09 4033200,54 4033200,54 4033200,54
Lantai 1 978609,27 9596878,81 1120001,6 1120001,6 1120001,6
Lantai 2 695279,15 6818359,44 835331 835331 835331
Lantai 3 579900,85 5686884,81 721752,7 721752,7 721752,7
4.2.9. Analisa Modal
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
105 Universitas Indonesia
Tabel. 4.7 Modal Loads Participation Ratios
TABLE: Modal Load Participation Ratios
OutputCase ItemType Item Static Dynamic Text Text Text Percent Percent
MODAL Acceleration UX 99,9758 95,0884 MODAL Acceleration UY 99,9338 95,0734 MODAL Acceleration UZ 47,7352 15,6489
Dari hasil Modal Load Participation untuk arah x sebesar 96,7338% dan y
sebesar 96,5094%, menunjukan nilai yang sudah memenuhi sesuai dengan
ketentuan batas SNI 03 – 1726 – 2010 yaitu faktor partisipasi massa ragam efektif
minimum sebesar 90 %.
4.2.10. Menentukan Perioda Fundamental Alami (Fundamental Period) Untuk Perhitungan Gaya Geser Dasar
Dari hasil perhitungan modal analysis dengan SAP2000 diperoleh periode getar
struktur sebagai berikut :
Tabel 4.8 Modal Periods and Frequencies
TABLE: Modal Periods And Frequencies
OutputCase StepType StepNum Period Frequency CircFreq Eigenvalue
Text Text Unitless Sec Cyc/sec rad/sec rad2/sec2
MODAL Mode 1 0,71468 1,3992 8,7916 77,292
MODAL Mode 2 0,502246 1,9911 12,51 156,5
MODAL Mode 3 0,446577 2,2393 14,07 197,95
MODAL Mode 4 0,209478 4,7738 29,994 899,67
MODAL Mode 5 0,163269 6,1249 38,484 1481
MODAL Mode 6 0,147412 6,7837 42,623 1816,7
MODAL Mode 7 0,144516 6,9196 43,477 1890,3
MODAL Mode 8 0,135226 7,395 46,464 2158,9
MODAL Mode 9 0,11962 8,3598 52,526 2759
MODAL Mode 10 0,115464 8,6607 54,417 2961,2
MODAL Mode 11 0,114002 8,7717 55,114 3037,6
MODAL Mode 12 0,111764 8,9474 56,218 3160,5
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
106 Universitas Indonesia
Sebagai alternatif pada pelaksanaan analisis untuk menentukan perioda
fundamental struktur (T) berdasarkan SNI 03 –1726–2010, untuk struktur dengan
ketinggian tidak melebihi 12 tingkat dimana sistem penahan gaya seismik terdiri
dari rangka penahan momen beton secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling
sedikit 3 m.:
#$ 0,10& .........(1)
#$ = Perioda fundamental pendekatan
N = Jumlah tingkat
#$ 0,10 3 0,3
Periode dasar, T < Cu Ta
Penentuan periode yang akan digunakan :
1. Jika Tc yang lebih akurat tidak dimiliki (dari analisis komputer) maka
menggunakan T = Ta
2. Jika Tc yang lebih akurat dari analisis komputer dimiliki, maka :
Jika Tc > Cu Ta gunakan T = Cu Ta
Jika Ta < Tc < Cu Ta gunakan T = Tc
Jika Tc < Ta gunakan T = Ta
Nilai Cu : 0,3 0,20,217 0,2 1,4 1,5* 1,5
0,10,017 0,1* 1,5
0,1+* 1,5" 0,1 0,017
0,1* 0,15 0,0017
* 0,0017 0,150,1
* 1,483
Periode arah x :
Cu Ta = 1,483 0,3 = 0,4449 detik
Karena T (0,716714 detik) > Cu Ta (0,4449 detik)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
107 Universitas Indonesia
Maka T batas yang digunakan adalah Tx = Cu Ta = 0,4449 detik
Periode arah y :
Cu Ta = 1,483 0,3 = 0,4449 detik
Karena Tc (0,499809 detik) > Cu Ta (0,4449 detik)
Maka T batas yang digunakan adalah Ty = Cu Ta = 0,4449 detik
Gaya Geser Dasar
Gaya geser dasar yang didapatkan dari hasil analisa respons spektrum minimum
adalah sebesar 85% gaya geser dasar yang dihitung berdasarkan cara statik
ekivalen. Dengan demikian apabila gaya geser dasar hasil analisa respons
spektrum lebih kecil dari 85% gaya geser dasar statik ekivalen, maka ordinat
respons spektrum harus dikalikan dengan nilai 0.85V/Vt, dimana :
V ≥ 0,85.V1
dimana :
Tabel 4.9 Gaya Gese Dasar
TABLE: Base Reactions OutputCase CaseType StepType GlobalFX GlobalFY GlobalFZ
Text Text Text N N N
EQ-X LinRespSpec Max 3852266,89 458214,47 218868,6
EQ-Y LinRespSpec Max 458214,54 5390486,65 106071,89
Berdasarkan pasal 7.8.1 geser dasar seismik (V) dalam arah yang ditetapkan harus
ditentukan sesuai dengan persamaan berikut :
,
Keterangan:
Cs = koefisien respons seismik
W = berat seismik efektif
Koefisien respons seismik (Cs) harus ditentukan sesuai dengan persamaan :
, -.,/0
SDS = parameter percepatan spektrum respons desain dalam rentang perioda
pendek
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
108 Universitas Indonesia
R = faktor modifikasi respons
Ie = faktor keutamaan gempa
, 1,05/ 81,50 0,197
Berdasarkan perhitungan sebelumnya, berat seismik efektif (W) adalah
33327036,09 N.
Sehingga gaya geser dasar respon ragam pertama arah-y :
0,197 33327036,09 6.561.260,23 N
0,85 0,85 6.561.260,23 5.577.071,196 N
Dari nilai Base Reaction Diperoleh :
Fx = 3.861.343,6 < 5.577.071,196 (Tidak memenuhi syarat)
Karena nilai Fx lebih kecil dari V1, maka diperlukan faktor pembesaran base
reaction, yaitu :
Skala pembesaran = 4565 7.788.98,:;<.=;.<><,; 1,444
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
109 Universitas Indonesia
Pada faktor skala G HI :,= ,7= 1,8375 sehingga perlu dikalikan dengan
skala pembesaran, yaitu 1,8375 1,444 2,6533. Setelah dirun maka akan didapatkan seperti tabel
Tabel 4.10 Gaya Geser Dasar hasil skala pembesaran
TABLE: Base Reactions
OutputCase CaseType StepType GlobalFX GlobalFY GlobalFZ
Text Text Text N N N
EQ-X LinRespSpec Max 5562569 661649 316040
EQ-Y LinRespSpec Max 661649 7783716 153165
Tabel 4.11 Perbandingan gaya geser awal dengan setelah di scale up
TABLE: Base Reactions
OutputCase GlobalFX GlobalFY GlobalFZ
Text N N N
EQ-X 3861343,6 445075,53 264318,42
EQ-Y 445075,34 5390179,58 141352,17
4.2.11. Penentuan simpangan antar lantai
Penentuan simpangan antar lantai tingkat desain (∆) harus dihitung sebagai
perbedaan
defleksi pada pusat massa di tingkat teratas dan terbawah yang ditinjau.
δK CMδKNIN
dimana :
δxe = Defleksi yang ditentukan oleh analisis elastis
TABLE: Base Reactions
OutputCase GlobalFX GlobalFY GlobalFZ
Text N N N
EQ-X 5562569 661649 316040
EQ-Y 661649 7783716 153165
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
110 Universitas Indonesia
δx = Perpindahan yang diperbesar
Cd = Faktor pembesaran defleksi
Ie = Faktor keutamaan
Tabel 4.12 Defleksi izin
Berdasarkan tabel kategori resiko, maka untuk menentukan besarnya simpangan
izin adalah dengan :
∆Q 0,010hSK
∆ +T "U/ W ∆$
Dimana :
∆Q = Simpangan izin
∆ = simpangan antar lantai
hsx = ketinggian lantai
Dari kombinasi pembebanan, didapatkan nilai seimpangan terbesar pada
kombinasi :
Ux terbesar pada kombinasi 6 dan Uy terbesar pada kombinasi 7.
Tabel 4.13 Defleksi arah x
Lantai δxe Cd Ie δx
Lantai 1 0,01456
5,5 1,5
0,0534
Lantai 2 0,01801 0,06604
Lantai 3 0,02054 0,07531
Tabel 4.14 Defleksi arah y
Lantai δye Cd Ie δy
Lantai 1 0,00867 5,5 1,5 0,0318
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
111 Universitas Indonesia
Lantai 2 0,01099 0,0403
Lantai 3 0,01233 0,0452
Tabel 4.15 Drift arah x
Beban lateral arah x
Lantai hsx (m) δxe δx Δ (m) Δa (m)
Lantai 1 6 0,01456 0,0053 0,0534 0,06
Lantai 2 10 0,01801 0,0053 0,0126 0,04
Lantai 3 14 0,02054 0,00744 0,0093 0,04
Tabel 4.16 Drift arah y
Beban lateral arah y
Lantai hsx (m) δye δx Δ (m) Δa (m)
Lantai 1 6 0,00867 0,0318 0,0318 0,06
Lantai 2 10 0,01099 0,0403 0,0085 0,04
Lantai 3 14 0,01233 0,0452 0,0049 0,04
∆ adalah simpangan pada model hasil SAP
∆a adalah batas simpangan antar lantai izin
Pada arah (x) dan arah (y) terlihat bahwa simpangan pada model memenuhi syarat yaitu tidak melebihi simpangan izin.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
112 Universitas Indonesia
4.3 PERHITUNGAN TSUNAMI
Lokasi bangunan penyelamat tsunami ini terletak ± 50 meter dari bibir pantai.
Untuk menentukan besarnya gaya-gaya bekerja pada struktur tersebut, maka
perlu dilakukan perhitungan secara manual pada komponen-komponen kolom (a
dan b) pada ruang terbuka serta ruang tertutup pada tembok (c dan d).
Berikut ini adalah gaya-gaya yang bekerja pada struktur ketika bangunan terkena
beban tsunami :
1. Gaya hidrodinamik
2. Gaya Debris Impact
3. Gaya angkat (uplift force)
4.3.1. Gaya Hidrodinamik
XY. 12 Z.[\]^_
XY. = Gaya horizontal dari gelombang Tsunami
Z = massa jenis air
. = Koefisien tarik (= 1,1 ~ 2,0)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
113 Universitas Indonesia
Asumsi : Nilai 1,1 untuk kolom berbentuk silinder
Nilai 2 untuk kolom persegi, pelat, dsb.
\] = Ketinggian atau kedalaman genangan
^_ = Lebar genangan
[ = kecepatan aliran
Kecepatan terjangan u adalah proporsional dengan akar kuadrat dari kedalaman genangan dan nilai Froude. Semakin besar nilai Froude, maka semakin besar kecepatan alir :
[ Xabηc$5
Kedalaman genangan (\]" sama dengan kedalaman genangan desain (ηc$5"
sehingga persamaan menjadi :
[ Xabηc$5
XY. 12 Z.dXabηc$5e\]^_
Fgh 12 ρChdFigηkQKeηkQKBm
Fgh ChFi2 ρgηkQKBm
Matsutomi et al menggunakan kisaran nilai CD yaitu 1,1 sampai 2,0. Pada umumnya nilai Froude +Xa" telah ditentukan sebesar 2 untuk permukaan halus dan 0,7 untuk permukaan kasar.
Fgh +1.1~2.0" 2,02 ρgηkQKBm
Fgh +4.4~8"2 ρgηkQKBm
Diasumsikan tinggi atau kedalaman genangan air (ηkQK" adalah 12 meter dari
tanah.
Berikut ini adalah perhitungan untuk nilai Fgh untuk masing-masing komponen :
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
114 Universitas Indonesia
1. Kolom Ramp memiliki diameter 0,75 meter
Fgh 1,1 22 n1200kgm< p /9,8 ms0 dηkQKe +0,75 m"
Nilai ηkQK adalah tergantung dari ketinggian masing-masing kolom yang
terendam, sehingga memiliki nilai Fgh yang bervariasi. Berikut adalah hasil perhitungan dan input beban hidrodinamik pada kolom ramp : 2. Kolom a pada elevasi 0 – 4 meter memiliki tinggi 4 meter dengan
keadaan terendam seluruhnya.
Fgh 1,1 22 n1200kgm< p /9,8 ms0 +4" +0,75 m"
Fgh 310.464 kgm/s
Agar menjadi beban terdistribusi merata disepanjang arah vertikal
kolom, maka nilai F_HD dibagi dengan panjang kolom, yaitu :
Fgh 310.464 N4 m
Fgh 77.616 N/m′
3. Kolom b pada elevasi 4 – 6 meter memiliki tinggi 2 meter dengan keadaan terendam seluruhnya.
Fgh 1,1 22 n1200kgm< p /9,8 ms0 +2" +0,75 m"
Fgh 77.616 kgms
Agar menjadi beban terdistribusi merata disepanjang arah vertikal
kolom, maka nilai FHD dibagi dengan panjang kolom, yaitu :
Fgh 77.616 N2 m
Fgh 38.808 N/m′
4. Pelat c pada elevasi 6 – 10 meter memiliki ukuran 4×4 meter dengan
keadaan terendam seluruhnya.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
115 Universitas Indonesia
Fgh 2 22 n1200kgm< p /9,8 ms0 +4 m" +4 m"
Fgh 3.010.560 kgm/s
Agar menjadi beban terdistribusi merata pada pelat, maka nilai Fgh
dibagi dengan luas pelat, yaitu :
Fgh 3.010.560 N16 m
Fgh 188.160 N/m
5. Pelat d pada elevasi 10 – 12 meter memiliki ukuran 4×2 meter dengan keadaan terendam seluruhnya.
Fgh 2 22 n1200kgm< p /9,8 ms0 +2 m" +4 m"
Fgh 752.640 kgm/s
Agar menjadi beban terdistribusi merata pada pelat, maka nilai Fgh dibagi dengan luas pelat, yaitu :
Fgh 752.640 N8 m
Fgh 94.080 N/m
4.3.2. Gaya Debris (Puing)
Xq crc$5√t
Cm = Koefisien massa tambahan (disarankan 2.0)
umax = Kecepatan aliran maksimal yang membawa puing
m = Massa puing
k = Kekakuan efektif puing
Tabel 4.17 Masa dan kekakuan puing
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
116 Universitas Indonesia
[c$5 u2 b /1 v0
R = Ketinggian terjangan Z = Ketinggian dasar struktur atau bangunan (datum harus berada pada permukaan laut)
[c$5 w2 +9,8 x" +12 " n1 2 12 p
[c$5 14 /x
Maka,
Xq +2" /14 x 0 450 2,4 10;tb/x
Xq 920.173,8966 & y 920.174 &
Letak puing terapung pada elevasi air tertinggi yaitu 12 m dari dasar, maka letak beban puing adalah pada ketinggian 12 m.
4.3.3. Gaya Angkat (Uplift Forces on Elevated Floors)
X Z, b z] \
ρS = Massa jenis air termasuk sedimen (1200 kg/m3)
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
z] = Luas lantai (m2)
\ = Ketinggian air yang dipindahkan dari lantai
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
117 Universitas Indonesia
X n1200 kgm<p /9,8 x0 +20 24 "+6 "
X 33.868.800 &
Tabel 4.18 Simpangan arah x akibat beban tsunami
Lantai δxe Cd Ie δx
Lantai 1 0,00145 5,5 1,5
0,0053 Lantai 2 0,00145 0,0053 Lantai 3 0,00203 0,00744
Tabel 4.19 Simpangan arah y akibat beban tsunami
Lantai δye Cd Ie δy Lantai 1 0,01898
5,5 1,5 0,0696
Lantai 2 0,01847 0,06771 Lantai 3 0,01555 0,05701
Tabel 4.20 Drift arah x akibat beban tsunami
Beban lateral arah x
Lantai hsx (m) δxe δx ∆ (m) ∆a (m) Lantai 1 6 0,00145 0,005302 0,0053 0,06 Lantai 2 10 0,00145 0,005302 0 0,04 Lantai 3 14 0,00203 0,007443 0,0021 0,04
Tabel 4.21 Drift arah y akibat beban tsunami
Beban lateral arah y
Lantai hsx (m) δxe δx ∆ (m) ∆a (m) Lantai 1 6 0,015981 0,069597 0,058597 0,06 Lantai 2 10 0,01564 0,0677123 -0,00125033 0,04 Lantai 3 14 0,015547 0,0570057 -0,000341 0,04
4.4. STRESS CHECK
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
118 Universitas Indonesia
Dari kombinasi gempa dan tsunami yang digunakan, maka dihasilkan hasil stress check terbesar berasal dari kombinasi gempa 6, yaitu 1,4916 DL - 1,3 EQX - 0,39 EQy + 1 LL
4.5. PERENCANAAN PENULANGAN STRUKTUR
Notasi b x h (mm) Keterangan
B-300 x 450 300 × 450 lantai 3 (atap)
B-450 x 650 450 × 650 lantai 2
B-500 x 700 500 × 700 lantai 1
B-450 x 600 450 × 600 lantai mezzanine
4.5.1. Perencanaan Tulangan Balok Induk
♦ fc’ = 35 MPa dan fy = 400 Mpa
♦ ø tulangan = ø 19 mm
♦ ø tulangan geser = ø 10 mm
♦ ø sengkang = ø 10 mm
♦ selimut beton = 40 mm
♦ As’ = 0,5 As
4.5.1.1. B-300 × 450 (Dimensi balok 300 × 450)
d = 450 – 40 – 10 – (½ x 19) = 390,5 mm d’ = H – d = 59,5 mm
Cek Kelelehan Baja
| ~~ ′ · d~~ e ~~ , ~, · +~~ ~~" ,
karena fs > fy, maka dipakai nilai fy = 400 MPa
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
119 Universitas Indonesia
Dari pembebanan portal, didapat gaya dalam momen dan lintang pada balok yang terbesar, yaitu
Mu (lapangan) = -25,44857 KN.m Mu (tumpuan) = 25,44304 KN.m Vu = 169,53271 KN
Perhitungan Tulangan Lapangan Mu (lapangan) = 25,44857 KN.m
25,44857 0.8 31,811 KN. m 31,811 · 10; N. mm +z, z,′" · · n · 4 p z,′ · · + ′"
31,811 · 10; +z, 0.5z," · 400· 390,5 +0.85 0.05+ ′ 30"/7" · 390,5 4 0.5z, · · +390,5 59,5"
31,811 · 10; 62898,393z, 66200z, As = 246,41 mm2
Cek Daktilitas
′ ¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 232,8898 300 · 390,5 1,988 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³′ · · 600600 z,′² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 123,20350 · 390,5 0.0265
karena memenuhi syarat daktilitas, ρ < ρmin < ρmax, maka gunakan ρmin
Asmin = ρmin × b × d
Asmin= 3,5 ×10-3× 300 × 390,5 = 410,025
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
120 Universitas Indonesia
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤~, ~¹¤ µ · ¶ · , ¹ , ºy ¤ «¦ª§¥§ «©¨
z,′ 0.5z, » ¼′ 0.5¼ y 319 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Tumpuan Mu (tumpuan) = 25,44304 KN.m
25,44304 0.8 31,8038 KN. m 31,8038 · 10; N. mm +z, z,′" · · n · 4 p z,′ · · + ′"
31,8038 · 10; +z, 0.5z," · 400· 390,5 +0.85 0.05+ ′ 30"/7" · 390,5 4 0.5z, · · +390,5 59,5"
31,8038 · 10; 62898,393z, 66200z, As = 246,353 mm2
Cek Daktilitas
′ ¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 232,353 300 · 390,5 2,103 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³′ · · 600600 z,′² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 123,1765350 · 390,5 0.0265
karena memenuhi syarat daktilitas, ρ < ρmin < ρmax, maka gunakan ρmin
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
121 Universitas Indonesia
Asmin = ρmin × b × d
Asmin= 3,5 ×10-3× 300 × 390,5 = 410,025
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤~, ~¹¤ µ · ¶ · , ¹ , ºy ¤ «¦ª§¥§ «©¨
z,′ 0.5z, » ¼′ 0.5¼ y 319 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Geser
Vu = 169,53271 KN = 169532,71 N
z¿ 2 · 14 · À · ¿ 2 · 0,25 · À · 10 157,0796 mm
³ 16 · ³ ′ · ²Á · 16 · √40 · 300 · 390,5 123486,943 N
³ 0,75 123486,943 N 92615,21 N 12 ³ 12 0,75 115.511,4578 N 46307,60 N
karena ½ Vc < Vu perlu tulangan geser
0.75 226,044 KN
, ³ 102,557 KN Jarak antar sengkang
x z¿ · · , 157,0796 · 400 · 390,5102,557 · 10< 239,240 mm
Namun, SNI mentepkan batas spasi maksimum untuk sengkang vertikal
sebesar d/2, sehingga, spasinya menjadi
xc$5 2 195,25 mm
Digunakan jarak antar sengkang 200 mm.
4.5.1.2. B-450 × 650 (Dimensi balok 450 × 650)
d = 650 – 40 – 10 – (½ x 19) = 590,5 mm d’ = H – d = 59,5 mm
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
122 Universitas Indonesia
Cek Kelelehan Baja
| ~~ ′ · d~~ e ~~ , ~, · +~~ ~~" , ¹
karena fs > fy, maka dipakai nilai fy = 400 MPa Dari pembebanan portal, didapat gaya dalam momen dan lintang pada balok yang terbesar, yaitu
♦ Mu (lapangan) = -91,6004 KN.m
♦ Mu (tumpuan) = 72,37237 KN.m ♦ Vu = 510,121 KN
Perhitungan Tulangan Lapangan Mu (lapangan) = 91,6004 KN.m
91,6004 0.8 114,5005 KN. m 114,501 · 10; N. mm +z, z,′" · · n · 4 p z,′ · · + ′"
114,501 · 10; +z, 0.5z," · 400· 590,5 +0.85 0.05+ ′ 30"/7" · 590,5 4 0.5z, · · +590,5 59,5"
114,501 · 10; 95112,68z, 106200z, As = 568,772 mm2
Cek Daktilitas
′ ¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 568,772450 · 590,5 2,140 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³′ · · 600600 z,′² ·
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
123 Universitas Indonesia
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 284,386450 · 590,5 0.0303
karena memenuhi syarat daktilitas, ρ < ρmin < ρmax, maka gunakan ρmin
Asmin = ρmin × b × d
Asmin= 3,5 ×10-3× 450 × 590,5 = 930,03
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ~, ~¤ µ · ¶ · , ¹ ¤, ¤¤y ¤¤ «¦ª§¥§ «©¨
z,′ 0.5z, » ¼′ 0.5¼ y 719 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Tumpuan
Mu (tumpuan) = 72,37237 KN.m
72,37237 0.8 90,465 KN. m 90,465 · 10; N. mm +z, z,′" · · n · 4 p z,′ · · + ′"
90,465 · 10; +z, 0.5z," · 400· 590,5 +0.85 0.05+ ′ 30"/7" · 590,5 4 0.5z, · · +590,5 59,5"
90,465 · 10; 95112,68z, 106200z, As = 449,376 mm2
Cek Daktilitas
′ ¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
124 Universitas Indonesia
Z z,² · 449,376450 · 590,5 1,69 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³′ · · 600600 z,′² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 224,688450 · 590,5 0.0302
karena memenuhi syarat daktilitas, ρ < ρmin < ρmax, maka gunakan ρmin
Asmin = ρmin × b × d
Asmin= 3,5 ×10-3× 450 × 590,5 = 930,03
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ~, ~¤ µ · ¶ · , ¹ ¤, ¤¤y ¤¤ «¦ª§¥§ «©¨
z,′ 0.5z, » ¼′ 0.5¼ y 719 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Geser Vu = 510,121 KN = 510121 N
z¿ 2 · 14 · À · ¿ 2 · 0,25 · À · 10 157,0796 mm
³ 16 · ³ ′ · ²Á · 16 · √40 · 450 · 590,5 280098,74 N
³ 0,75 115.511,4578 N 210074,0578 N 12 ³ 12 0,75 115.511,4578 N 105037,03 N
karena ½ Vc < Vu perlu tulangan geser
0.75 680,16 KN
, ³ 400,063 KN Jarak antar sengkang
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
125 Universitas Indonesia
x z¿ · · , 157,0796 · 400 · 590,5400,063 · 10< 92,741 mm
xc$5 2 295,25 mm
Digunakan jarak antar sengkang 100 mm.
4.1.1.3. B-500 x 700 (Dimensi balok 500 × 700)
d = 700 – 40 – 10 – (½ x 19) = 640,5 mm
d’ = H – d = 59,5 mm
Cek Kelelehan Baja
| ~~ ′ · d~~ e ~~ , ~, · +~~ ~~" ~, ¤~
karena fs > fy, maka dipakai nilai fy = 400 MPa Dari pembebanan portal, didapat gaya dalam momen dan lintang pada balok yang terbesar, yaitu
♦ Mu (lapangan) = -188,27 KN.m ♦ Mu (tumpuan) = 270,3719 KN.m
♦ Vu = 882,634 KN
Perhitungan Tulangan Lapangan Mu (lapangan) = 188,27 KN.m
188,27 0.8 235,3375 KN. m 235,3375 · 10; N. mm +z, z,′" · · n · 4 p z,′ · · + ′"
235,34. 10; +z, 0.5z," · 400· 640,5 +0.85 0.05+ ′ 30"/7" · 640,5 4 0.5z, · · +640,5 59,5"
235,34. 10; 103166,25 z, 116200z, As = 1072,82 mm2
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
126 Universitas Indonesia
Cek Daktilitas
′ ¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1072,82500 · 640,5 3,35 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³′ · · 600600 z,′² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 536,41500 · 640,5 0.0306
karena memenuhi syarat daktilitas, ρ < ρmin < ρmax, maka gunakan ρmin
Asmin = ρmin × b × d
Asmin= 3,5 ×10-3× 500 × 640,5 = 1120,875
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤¤¹~, º¤ µ · ¶ · , ¹ ¤, º¤y ¤¤ «¦ª§¥§ «©¨
z,′ 0.5z, » ¼′ 0.5¼ y 819 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Tumpuan
Mu (tumpuan) = 270,3719 KN.m
270,3719 0.8 337,964 KN. m 337,964 · 10; N. mm +z, z,′" · · n · 4 p z,′ · · + ′"
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
127 Universitas Indonesia
337,96 · 10; +z, 0.5z," · 400· 640,5 +0.85 0.05+ ′ 30"/7" · 640,5 4 0.5z, · · +640,5 59,5"
337,96 · 10; 103166,25 z, 116200z, As = 1540,642 mm2
Cek Daktilitas
′ ¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1540,642500 · 640,5 4,81 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 770,321500 · 640,5 0.031
karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ < ρmax, maka gunakan As
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤~, ¹¤ µ · ¶ · , ¹ ¹¤, ¹y ¹¹¤ «¦ª§¥§ «©¨ z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 1119 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Geser Vu = 882,634 KN = 882634 N
z¿ 2 · 14 · À · ¿ 2 · 0,25 · À · 10 157,0796 mm
³ 16 · ³ · ²Á · 16 · √40 · 500 · 640,5 337573,14 N
³ 0,75 337573,14 N 253179,855 N
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
128 Universitas Indonesia
12 ³ 12 0,75 253179,855 N 126589,93 N
karena ½ Vc < Vu perlu tulangan geser
0.75 1176,85 KN
, ³ 839,3 KN Jarak antar sengkang
x z¿ · · , 157,0796 · 400 · 640,5839,3 · 10< 47,95 mm
Jarak antar sengkang maksimum
xc$5 2 295,25 mm
Digunakan jarak antar sengkang 50 mm.
4.1.1.4. B-450 x 600 (Dimensi balok 450 × 600)
d = 600 – 40 – 10 – (½ x 19) = 540,5 mm
d’ = H – d = 59,5 mm
Cek Kelelehan Baja
| ~~ · d~~ e ~~ , ~, · +~~ ~~" ~, ¤~
karena fs > fy, maka dipakai nilai fy = 400 MPa Dari pembebanan portal, didapat gaya dalam momen dan lintang pada balok yang terbesar, yaitu
♦ Mu (lapangan) = -135,43 KN.m ♦ Mu (tumpuan) = 160,84 KN.m ♦ Vu = 351,662 KN
Perhitungan Tulangan Lapangan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
129 Universitas Indonesia
Mu (lapangan) = 188,27 KN.m
135,43 0.8 169,2875 KN. m 169,2875 · 10; N. mm +z, z," · · n · 4 p z, · · + "
169,29 · 10; +z, 0.5z," · 400· 540,5 +0.85 0.05+Â 30"/7" · 540,5 4 0.5z, · · +540,5 59,5"
169,29 · 10; 87059,11 z, 96200z, As = 923,77 mm2
Cek Daktilitas
¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 923,77450 · 540,5 3,798 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 461,885450 · 540,5 0.0307
karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ < ρmax, maka gunakan As
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¹, ¤ µ · ¶ · , ¹ ¤, ~y ¤¤ «¦ª§¥§ «©¨ z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 719 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Tumpuan Mu (tumpuan) = 160,84 KN.m
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
130 Universitas Indonesia
160,84 0.8 201,05 KN. m 201,05 · 10; N. mm +z, z," · · n · 4 p z, · · + "
201,05 · 10; +z, 0.5z," · 400· 540,5 +0.85 0.05+Â 30"/7" · 540,5 4 0.5z, · · +540,5 59,5"
201,05 · 10; 87059,11 z, 96200z,
As = 1113,45 mm2
Cek Daktilitas
¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1113,45500 · 640,5 3,48 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 770,321500 · 640,5 0.031
karena memenuhi syarat daktilitas, ρ < ρmin < ρmax, maka gunakan ρmin
Asmin = ρmin × b × d
Asmin= 3,5 ×10-3× 450 × 540,5 = 851,3
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ º¤, ¤ µ · ¶ · , ¹ ¤¹, ~~y ¤¹¤ «¦ª§¥§ «©¨ z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 619 tulangan tekan
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
131 Universitas Indonesia
Perhitungan Tulangan Geser Vu = 351,662 KN
z¿ 2 · 14 · À · ¿ 2 · 0,25 · À · 10 157,0796 mm
³ 16 · ³ · ²Á · 16 · √40 · 450 . 540,5 256381,66 N
³ 0,75 256381,66 N 192286,246 N 12 ³ 12 0,75 192286,246 N 96143,123 N
karena ½ Vc < Vu perlu tulangan geser
0.75 468,9 KN
, ³ 212,519 KN Jarak antar sengkang
x z¿ · · , 157,0796 · 400 · 540,5212,519 · 10< 159,8 mm
Jarak antar sengkang maksimum
xc$5 2 270,25 mm
Digunakan jarak antar sengkang 150 mm.
4.1.1.5. B-300 x 450 (Dimensi balok 300 × 450)
d = 450 – 40 – 10 – (½ x 19) = 390,5 mm
d’ = H – d = 59,5 mm
Cek Kelelehan Baja
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
132 Universitas Indonesia
| ~~ · d~~ e ~~ , ~, · +~~ ~~" , ¤
karena fs > fy, maka dipakai nilai fy = 400 MPa Dari pembebanan portal, didapat gaya dalam momen dan lintang pada balok yang terbesar, yaitu
♦ Mu (lapangan) = -183,841 KN.m
♦ Mu (tumpuan) = 147,9085 KN.m ♦ Vu = 1331,67 KN
Perhitungan Tulangan Lapangan Mu (lapangan) = 183,841 KN.m
183,8410.8 229,80 KN. m 229,80 · 10; N. mm +z, z," · · n · 4 p z, · · + "
229,80 · 10; +z, 0.5z," · 400· 390,5 +0.85 0.05+Â 30"/7" · 390,5 4 0.5z, · · +390,5 59,5"
229,80 · 10; 62898,4 z, 66200z, As = 1780,04 mm2
Cek Daktilitas
¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1780,04300 · 390,5 1,52 · 10°
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 890,0300 · 390,5 0.0336
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
133 Universitas Indonesia
karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ < ρmax, maka gunakan As
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤º~, ~¤ µ · ¶ · , ¹ ¹, ¤~
y ¹¤ «¦ª§¥§ «©¨
z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 1319 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Tumpuan Mu (tumpuan) = 147,9085 KN.m
147,9085 0.8 184,89 KN. m 184,89 · 10; N. mm +z, z," · · n · 4 p z, · · + "
184,89 · 10; +z, 0.5z," · 400· 390,5 +0.85 0.05+Â 30"/7" · 390,5 4 0.5z, · · +390,5 59,5"
184,89 · 10; 62898,4 z, 66200z,
As = 1432,16 mm2
Cek Daktilitas
¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1432,16300 · 390,5 1,22 · 10°
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
134 Universitas Indonesia
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 716,08300 · 390,5 0.0328
karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ< ρmax, maka gunakan ρmin
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤¹, ¤¤ µ · ¶ · , ¹ ¹~, ¤
y ¹¤¤ «¦ª§¥§ «©¨
z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 1119 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Geser Vu = 1331,67 KN
z¿ 2 · 14 · À · ¿ 2 · 0,25 · À · 10 157,0796 mm
³ 16 · ³ · ²Á · 16 · √40 · 300 . 390,5 123486,94 N
³ 0,75 123486,94 N 92615,21 N 12 ³ 12 0,75 123486,94 N 46307,60 N
karena ½ Vc < Vu perlu tulangan geser
0.75 1775,56 KN
, ³ 1652,074 KN Jarak antar sengkang
x z¿ · · , 157,0796 · 400 · 390,51652,074 · 10< 14,85 mm
Jarak antar sengkang maksimum
xc$5 2 195,25 mm
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
135 Universitas Indonesia
Digunakan jarak antar sengkang 15 mm.
4.1.1.6. B-350x 500 (Dimensi balok 350 × 500) d = 500 – 40 – 10 – (½ x 19) = 440,5 mm d’ = H – d = 59,5 mm
Cek Kelelehan Baja
| ~~ · d~~ e ~~ , ~, · +~~ ~~"
karena fs > fy, maka dipakai nilai fy = 400 MPa Dari pembebanan portal, didapat gaya dalam momen dan lintang pada balok yang terbesar, yaitu
♦ Mu (lapangan) = -167,09 KN.m
♦ Mu (tumpuan) = 116,739 KN.m ♦ Vu = -314,804 KN
Perhitungan Tulangan Lapangan Mu (lapangan) = 167,09 KN.m
167,090.8 208,86 KN. m 208,86 · 10; N. mm +z, z," · · n · 4 p z, · · + "
208,86 · 10; +z, 0.5z," · 400· 440,5 +0.85 0.05+Â 30"/7" · 440,5 4 0.5z, · · +440,5 59,5"
208,86 · 10; 70951,96 z, 76200z, As = 1419,35 mm2
Cek Daktilitas
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
136 Universitas Indonesia
¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1419,35350 · 440,5 9,2 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 709,675350 · 440,5 0.0321
karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ < ρmax, maka gunakan As
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤¤, ¤ µ · ¶ · , ¹ ¹~, ~¤
y ¹¤¤ «¦ª§¥§ «©¨
z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 1119 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Tumpuan Mu (tumpuan) = 116,739 KN.m
116,739 0.8 184,89 KN. m 145,92 · 10; N. mm +z, z," · · n · 4 p z, · · + "
145,92 · 10; +z, 0.5z," · 400· 440,5 +0.85 0.05+Â 30"/7" · 440,5 4 0.5z, · · +440,5 59,5"
145,92 · 10; 70951,96 z, 76200z,
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
137 Universitas Indonesia
As = 991,65 mm2
Cek Daktilitas
¡¢¡£ ¤. +¥¦§¨§ §©ª© «¬®¬¯"
= 3.953 · 10°< atau 3.5 · 10°< diambil 3.5 · 10°<
Z z,² · 1432,16350 · 440,5 9,289 · 10°<
Zc$5 0.75 · 0.85 · ³ · · 600600 z,² ·
0.75 · 0.85 · 40 · 0.7786400 · 600600 400 0.5 · 495,825350 · 440,5 0.0314
karena memenuhi syarat daktilitas, ρmin < ρ< ρmax, maka gunakan ρmin
Jumlah tulangan yang digunakan :
´|¤ µ · ¶ · ¢£·¡¸¡¹ ¤, ¤ µ · ¶ · , ¹ ¤, º
y ¤¤ «¦ª§¥§ «©¨
z, 0.5z, » ¼Â 0.5¼ y 719 tulangan tekan
Perhitungan Tulangan Geser Vu = 314,804 KN
z¿ 2 · 14 · À · ¿ 2 · 0,25 · À · 10 157,0796 mm
³ 16 · ³ · ²Á · 16 · √40 · 350 . 440,5 162514,72 N
³ 0,75 162514,72 N 121886,04 N 12 ³ 12 0,75 162514,72 N 60943,02 N
karena ½ Vc < Vu perlu tulangan geser
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
138 Universitas Indonesia
0.75 419,74 KN
, ³ 257,22 KN Jarak antar sengkang
x z¿ · · , 157,0796 · 400 · 440,5257,22 · 10< 107,6 mm
Jarak antar sengkang maksimum
xc$5 2 220,25 mm
Digunakan jarak antar sengkang 100 mm.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
139 Universitas Indonesia
BAB 5
KESIMPULAN
1. Bangunan escape building hasil modelling SAP 2000 tersebut memiliki
nilai periode (Tc) 0,716714 pada mode 1 dan 0,499 pada mode 2; sesuai
SK SNI 1726-2010 karena Tc > Cu Ta maka ditetapkan periode batas
yang digunakan (Tx dan Ty) adalah Cu Ta sebesar 0,4449 detik.
2. Gaya geser dasar awal (Vdyn) adalah 3861,3436 kN, karena Vdyn ≥ 0,85.V1
maka perlu dilakukan pembesaran sebesar 1,444 sehingga menghasilkan
nilai gaya geser akhir 5562,569 KN.
3. Nilai modal load participation ratios telah mencapai dari 91% pada mode
ke 3 dengan jumlah 12 ragam getar pertama.
4. Nilai drift pada arah x dan y pada beban gempa dan tsunami telah
memenuhi syarat batas simpangan izin; dengan simpangan terbesar arah y
adalah berasal dari beban tsunami (gaya hidrodinamik, gaya debris, dan
gaya angkat) dikarenakan beban tsunami diberikan pada arah y.
Sedangkan simpangan terbesar arah x adalah berasal dari beban gempa.
Simpangan arah x akibat beban gempa
Beban lateral arah x
Lantai hsx (m) δxe δx Δ (m) Δa (m)
Lantai 1 6 0,01456 0,0053 0,0534 0,06
Lantai 2 10 0,01801 0,0053 0,0126 0,04
Lantai 3 14 0,02054 0,00744 0,0093 0,04
Simpangan arah y akibat beban gempa
Beban lateral arah y
Lantai hsx (m) δye δx Δ (m) Δa (m)
Lantai 1 6 0,00867 0,0318 0,0318 0,06
Lantai 2 10 0,01099 0,0403 0,0085 0,04
Lantai 3 14 0,01233 0,0452 0,0049 0,04
Simpangan arah x akibat beban tsunami
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
140 Universitas Indonesia
Beban lateral arah x
Lantai hsx (m) δxe δx ∆ (m) ∆a (m) Lantai 1 6 0,00145 0,005302 0,0053 0,06 Lantai 2 10 0,00145 0,005302 0 0,04 Lantai 3 14 0,00203 0,007443 0,0021 0,04
Simpangan arah y akibat beban tsunami
Beban lateral arah y
Lantai hsx (m) δxe δx ∆ (m) ∆a (m) Lantai 1 6 0,015981 0,069597 0,058597 0,06 Lantai 2 10 0,01564 0,0677123 -0,00125033 0,04 Lantai 3 14 0,015547 0,0570057 -0,000341 0,04
5. Pada struktur, gaya yang lebih berpengaruh adalah gaya gempa,
didapatkan dari hasil stress check pada kombinasi gempa 6 yaitu 1,4916
DL - 1,3 EQX - 0,39 EQy + 1 LL yang menghasilkan nilai momen ultimate
yang digunakan untuk perhitungan jumlah penulangan.
6. Balok B-300x400, B-450x650, B-500x700, B-450x600 setelah
dimasukkan jumlah tulangan geser telah menghasilkan gaya geser ultimate
(Vu) lebih besar dari Ø Vn sehingga dari segi kekuatan, bangunan ini telah
kuat menahan beban gempa dan tsunami.
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
141 Universitas Indonesia
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
142 Universitas Indonesia
Gambar Periode pendek (Ss)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
143 Universitas Indonesia
Gambar Periode panjang (S1)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
144 Universitas Indonesia
TABLE: Modal Participating Mass Ratios OutputCase StepType StepNum Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ
Text Text Unitless Sec Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless MODAL Mode 1 0,71468 0,91 0,003811 0,00005145 0,91 0,00381 0,00005145 MODAL Mode 2 0,502246 0,0002786 0,19 0,00003183 0,91 0,2 0,00008328 MODAL Mode 3 0,446577 0,005159 0,71 0,0001128 0,92 0,91 0,0001961 MODAL Mode 4 0,209478 0,02829 0,0002296 0,004382 0,95 0,91 0,004578 MODAL Mode 5 0,163269 0,00002741 0,0216 0,00005209 0,95 0,93 0,00463 MODAL Mode 6 0,147412 0,00004048 0,00562 0,03757 0,95 0,94 0,0422 MODAL Mode 7 0,144516 0,0009091 0,003924 0,0909 0,95 0,94 0,13 MODAL Mode 8 0,135226 0,0002132 0,01056 0,0001515 0,95 0,95 0,13 MODAL Mode 9 0,11962 0,00248 0,00007966 0,01513 0,95 0,95 0,15 MODAL Mode 10 0,115464 0,00006289 0,0001224 0,006965 0,95 0,95 0,16 MODAL Mode 11 0,114002 0,0002954 0,00003726 0,001046 0,95 0,95 0,16 MODAL Mode 12 0,111764 0,001256 0,00001349 0,00008804 0,95 0,95 0,16
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
145 Universitas Indonesia
TABLE: Modal Participating Mass Ratios RX RY RZ SumRX SumRY SumRZ
Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless Unitless 0,0004769 0,31 0,44 0,000477 0,31 0,44 0,05089 0,00001171 0,47 0,05137 0,31 0,91
0,19 0,002324 0,01575 0,24 0,31 0,92 0,002614 0,04607 0,009719 0,25 0,35 0,93 0,02145 0,00002175 0,01594 0,27 0,35 0,95 0,04518 0,06221 0,0009595 0,31 0,42 0,95 0,03597 0,11 0,0022 0,35 0,53 0,95
0,0004834 0,0001829 0,001832 0,35 0,53 0,95 0,01114 0,001682 0,002183 0,36 0,53 0,95 0,00366 0,006781 0,00002452 0,36 0,54 0,95
0,0006592 0,001235 0,0000616 0,36 0,54 0,95 2,285E-05 0,0001044 0,0007246 0,36 0,54 0,95
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
146
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 buku Chapter 11: Determining Site-Specific Load ...................... 90
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
87
DAFTAR ACUAN
1Muharam Bayu Tri Nugroho. Agustus 2005. Judul Skripsi : Tingkat Kerusakan Bangunan Akibat Gempa Dan Tsunami Di Kota Banda Aceh. 2Satuan Tugas Penanggulangan Bencana Aceh – ITB. Februari 2005. Laporan Kajian Awal dan Survey Lapangan Pasca Gempa Bumi dan Tsunami Aceh 26 Desember 2004 (Online), (http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=Satuan+Tugas+Penanggulangan+Bencana+Aceh+%E2%80%93+ITB&source=web&cd=5&ved=0CDcQFjAE&url=http%3A%2F%2Fatdr.tdmrc.org%3A8084%2Fjspui%2Fbitstream%2F123456789%2F975%2F1%2FSurvey%2520Lapangan%2520Pasca%2520Gempabumi%2520Dan%2520Tsunami%2520Aceh%252026%2520Desember%25202004%2520.pdf&ei=TtwBT8PSI8vrrQfOsMnVDw&usg=AFQjCNGQW11nxxeR65VoAmUR9ASVe4DL8w , diakses 12 Desember 2011) 3Irwan Sutiono - Sea Defence Consultant dan Dr. Ir. Mochammad Afifuddin, M.Eng – Unsyiah, 18 November 2008. Aceh and Nias Sea Defence, Flood Protection, Refuges and Early Warning Project (Online), (http://atdr.tdmrc.org:8084/jspui/bitstream/123456789/5675/1/20070700_Usulan_Rambu_Evakuasi_Tsunami.pdf , diakses 12 Desember 2011) 4Ove Arup & Partners Ltd. April 2006. The People of Aceh-Aceh & Nias Post Tsunami Reconstruction-Review of Aceh Housing Program, (Online), (http://www.arup.com/_assets/_download/download512.pdf , diakses pada 14 Desember 2011) 5Sea Defence Consultants, Pedoman Perencanaan Pengungsian Tsunami (Guideline Refuge Planning), Marer 2007. 6Wiryanto, Konsep SNI Gempa 1726-201x,
(http://wiryanto.files.wordpress.com/2011/07/makalah_1.pdf, diakses 9 Januari 2012) 7PU, Pedoman teknis rumah dan bangunan gedung, (www1.pu.go.id/uploads/services/2011-12-01-14-03-59.pdf)
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
88
DAFTAR PUSTAKA
Diposaptono, S., Budiman. 2005. Tsunami. Penerbit Buku Ilmian Populer, Bogor.
Satuan Tugas Penanggulangan Bencana Aceh – ITB. Februari 2005. Laporan Kajian Awal dan Survey Lapangan Pasca Gempa Bumi dan Tsunami Aceh 26 Desember 2004 (Online), (http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=Satuan+Tugas+Penanggulangan+Bencana+Aceh+%E2%80%93+ITB&source=web&cd=5&ved=0CDcQFjAE&url=http%3A%2F%2Fatdr.tdmrc.org%3A8084%2Fjspui%2Fbitstream%2F123456789%2F975%2F1%2FSurvey%2520Lapangan%2520Pasca%2520Gempabumi%2520Dan%2520Tsunami%2520Aceh%252026%2520Desember%25202004%2520.pdf&ei=TtwBT8PSI8vrrQfOsMnVDw&usg=AFQjCNGQW11nxxeR65VoAmUR9ASVe4DL8w , diakses 12 Desember 2011)
Irwan Sutiono - Sea Defence Consultant dan Dr. Ir. Mochammad Afifuddin, M.Eng – Unsyiah, 18 November 2008. Aceh and Nias Sea Defence, Flood Protection, Refuges and Early Warning Project (Online), (http://atdr.tdmrc.org:8084/jspui/bitstream/123456789/5675/1/20070700_Usulan_Rambu_Evakuasi_Tsunami.pdf , diakses 12 Desember 2011)
Ove Arup & Partners Ltd. April 2006. The People of Aceh-Aceh & Nias Post Tsunami Reconstruction-Review of Aceh Housing Program, (Online), (http://www.arup.com/_assets/_download/download512.pdf , diakses pada 14 Desember 2011)
Muharam Bayu Tri Nugroho. Agustus 2005. Judul Skripsi : Tingkat Kerusakan Bangunan Akibat Gempa Dan Tsunami Di Kota Banda Aceh.
Sea Defence Consultants, Pedoman Perencanaan Pengungsian Tsunami (Guideline Refuge Planning), Marer 2007.
FEMA. Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuation from Tsunamis P646
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012
89
LAMPIRAN
Studi perancangan..., Mirna Fauziah, FT UI, 2012