studi perbandingan desain rumah tahan gempa dan gelombang...
TRANSCRIPT
Studi Perbandingan Desain Rumah Tahan Gempa
dan Gelombang Tsunami
di Dekat Pantai Sesuai
SNI 03-1726-2002 dan ASCE/SEI 7-05
Oleh :
Yusak Santoso
3106 100 120
Dosen Pembimbing :
Tavio, ST., MT., Ph.D
Harun Alrasyid, ST.,MT
Latar Belakang
Peraturan Pembebanan Gempa
SNI 03-1726-2002 telah berumur 8 tahun
Peraturan Pembebanan
ASCE/SEI 7-05 akan diadopsi peraturan SNI
terbaru
Indonesia merupakan pertemuan tiga lempeng
tektonik lempeng Philipina, Pasifik, dan
Indo-Australia.
Daerah pertemuan tiga lempeng tektonik ini
banyak terjadi gempa besar maupun
gelombang Tsunami.
Tujuan
Menganalisis perbedaan pembebanan beban gempa, angin,dan gelombang banjir berdasarkan peraturan SNI dan ASCE dalam mendesain rumah tahan gempa dan gelombangTsunami di dekat pantai.
Mendapatkan bentuk rumah tahan gempa dan gelombang Tsunami di dekat pantai.
Mendapatkan bentuk dan dimensi struktur utama rumah tersebut.
Menganalisis perbedaan penulangan antara desain rumah tahan gempa dan gelombang Tsunami yang didesain dengan pembebanan SNI dan ASCE.
Batasan Masalah Pembebanan struktur berdasarkan peraturan SNI dan ASCE.
Pemodelan struktur dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (Special Reinforced Concrete Moment-Resisting Frame System).
Perhitungan analisa struktur yang dilakukan akan menggunakan program bantu SAP2000.
Analisis struktur rumah dengan luas rumah 6 x 6 m2 (lihat Gambar 1.1) dan memiliki 2 lantai yang berada di dekat pantai (± 6 km dari garis pantai).
Perencanaan bangunan berada di wilayah gempa 6 di atas tanah keras dengan tidak meninjau analisa biaya yang diperlukan.
Perencanaan struktur bawah atau pondasi dan struktur sekunder tidak diperhitungkan.
Manfaat
Dapat menjadi salah satu acuan dalam
mendesain beban gempa, beban angin,
dan beban banjir berdasarkan SNI 03-
1726-2002, RSNI 03-1727-1989, dan
ASCE/SEI 7-05
Dapat menjadi salah satu acuan dalam
mendesain rumah tahan gempa.
TINJAUAN PUSTAKA
Filosofi bangunan tahan gempa Peraturan yang digunakan RSNI 03-1727-1989 Tata Cara Penghitungan
Pembebanan Untuk Bangunan Rumah danGedung
ASCE/SEI 7-05 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures
SNI 03-1726-2002 Standar PerencanaanKetahanan Gempa Untuk Struktur BangunanGedung
SNI 03-2847-2002 Tata Cara PerhitunganStruktur Beton Untuk Bangunan Gedung
Diagram Alir
Preliminary Design
Tipe Dimensi (cm)
Balok Lantai 1 30/40Balok Atap 30/40Sloof 15/20Kolom 30/30Pelat 10
Tipe bangunan : rumah tinggal (2 lantai)Letak bangunan : dekat dengan pantaiWilayah gempa : wilayah gempa 6 Jenis tanah : tanah kerasLebar bangunan : 6 mPanjang bangunan : 6 mTinggi tiap lantai : 3 mMutu beton (f’c) : 35 MpaMutu baja (fy) : 400 MPa
Pembebanan
Beban Mati
Beban Hidup
Beban Gempa
Beban Angin
Beban Banjir
Beban GempaSNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05
Beban GempaSNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05
Beban GempaSNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05
Beban Gempa
SNI 03-1726-2002 ASCE/SEI 7-05
Arah X (ton) Arah Y (ton)
1.83 1.921.51 1.59
Arah X (ton) Arah Y (ton)
1.54 1.621.28 1.34
Grafik Hubungan Gaya Gempa vs Tingkat
Grafik Hubungan Drift Tiap Tingkat
Beban Angin
Prosedur yang disederhanakan Prosedur analitis Prosedur terowongan angin
p = qh [ GCpf - GCpi ]dimana :qh = kecepatan tekan diukur pada
tinggi atap rata-rata h menggunakan eksposur
GCpf = koefisien tekan eksternal GCpi = koefisien tekan internal
Hasil dari tekanan angin yang bernilai positif menunjukkan arahtekanan yang menuju permukaan sedangkan untuk tandanegatif menjauhi permukaan.
qh = 0.613 Kz Kzt Kd v2 I = 0.613 (0.912) (1) (0.85) (44.704)2 (0.77) = 731.24 N/m2
dimana :qh = kecepatan tekan diukur pada tinggi atap rata-rata h
menggunakan eksposur Kz = koefisien kecepatan tekanan eksposur (ketinggian
atap rata-rata 6.56 m didapat = 0.912)Kzt = faktor topografi (jika tidak terpengaruh faktor
topografi = 1)Kd = faktor arah angin (gedung sistem penahan gaya angin
utama = 0.85)V = kecepatan angin dasar (daerah rawan badai dengan
100 mph = 44.704 m/s)I = faktor keutamaan ( daerah rawan badai = 0.77)GCpi = koefisien tekan internal (gedung tertutup +0.18 dan
-0.18)GCpf = koefisien tekan eksternal (lihat tabel di atas)
untuk GCpi = + 0.18
p1 = 255.93 N/m2
p2 = -636.18 N/m2
p3 = -482.62 N/m2
p4 = -446.05 N/m2
p5 = -460.68 N/m2 pmin = -914.05 N/m
2
p6 = -460.68 N/m2 pmax = 453.37 N/m
2
p1E = 453.37 N/m2
p2E = -914.05 N/m2
p3E = -636.18 N/m2
p4E = -599.61 N/m2
untuk GCpi = - 0.18
p1 = 519.18 N/m2
p2 = -372.93 N/m2
p3 = -219.37 N/m2
p4 = -182.81 N/m2
p5 = -197.43 N/m2 pmin = -650.80 N/m
2
p6 = -197.43 N/m2 pmax = 716.61 N/m
2
p1E = 716.61 N/m2
p2E = -650.80 N/m2
p3E = -372.93 N/m2
p4E = -336.37 N/m2
Pemodelan Struktur
Pemodelan Dinding Banjir
Dinding banjir akan menggunakan Viva Cement Board yang didesain dengan spesifikasi sebagaiberikut.
Berat Jenis : 1300 kg/m3
Modulus Elastisitas : 3000 N/mm2
Bending Strength : 12 N/mm2
Tebal : 10 mmBerat : 13 kg/m2
Pemodelan Dinding Banjir RSNI 03-1727-1989
Pemodelan Dinding Banjir
ASCE/SEI 7-05
Pemodelan Dinding Banjir
RSNI 03-1727-1989 ASCE/SEI 7-05
Beban Banjir RSNI 03-1727-1989 ASCE/SEI 7-05
Beban banjir sebesar0.717 kN/m2
Beban persyaratan desain
Beban banjir sebesar54.87 kN/m2
Beban banjir pada dinding
Beban Banjir ASCE/SEI 7-05
dimana :Pmax= tekanan kejut maksimum kombinasi dinamis
(Cp γw ds) dan statis (1.2γwds), termasuk tekanankejut pada dinding vertikal (kN/m2)
Cp = koefisien tekanan dinamis (kategori gedung I didapat 1.6)
γw = massa jenis air laut (10.05 kN/m3)ds = kedalaman air tenang (m) = 0.65(BFE – G)BFE= elevasi banjir termasuk ketinggian
gelombang (m)G = elevasi tanah (m)
Beban Banjir ASCE/SEI 7-05
Dalam perhitungan ini diasumsikan tinggigelombang (run-up) Tsunami sebesar 3 m dari dasartanah (BFE-G).
ds = 0.65 (BFE – G) = 0.65 (3) = 1.95 mPmax = Cp γw ds + 1.2γwds
= 1.6 (10.05) (1.95) + 1.2 (10.05) (1.95)= 54.87 kN/m2
Penulangan
SNI ASCE
SNI ASCE
Kesimpulan Beban gempa yang didapat dari perhitungan dengan
peraturan SNI 03-1726-2002 lebih besar dari bebangempa yang didapat dari perhitungan dengan ASCE/SEI 7-05 sebesar 18.83% untuk gempa arah X dan 18.52% untuk gempa arah Y.
Hal ini dikarenakan pada peraturan ASCE terdapat batasankoefisien CS yang tentunya akan mempengaruhi besarnya bebangempa setelah dikontrol dengan T Rayleigh.
Perhitungan beban angin yang didapatkan dariperaturan RSNI 03-1727-1989 dengan ASCE/SEI memberikan nilai yang sama karena peraturan RSNI mengadopsi seluruh pembebanan angin dari ASCE.
Beban banjir yang didapat dari perhitungan denganmenggunakan peraturan ASCE jauh lebih besardibandingkan dengan menggunakan peraturanRSNI. Peraturan RSNI yang hanya mengacusebagian kecil dari peraturan ASCE hanyamemberikan beban persyaratan desain pada dindingbanjir yang nilainya jauh lebih kecil dibandingkanbeban banjir pada dinding vertikal yang didapatdengan peraturan ASCE.
Perhitungan beban angin yang didapatkan dariperaturan RSNI 03-1727-1989 dengan ASCE/SEI memberikan nilai yang sama karena peraturan RSNI mengadopsi seluruh pembebanan angin dari ASCE.
Beban banjir yang didapat dari perhitungan denganmenggunakan peraturan ASCE jauh lebih besardibandingkan dengan menggunakan peraturanRSNI. Peraturan RSNI yang hanya mengacusebagian kecil dari peraturan ASCE hanyamemberikan beban persyaratan desain pada dindingbanjir yang nilainya jauh lebih kecil dibandingkanbeban banjir pada dinding vertikal yang didapatdengan peraturan ASCE.
Hasil gaya dalam dari kombinasi pembebanan yang terjadi yang dihitung dengan peraturan ASCE menuntut luasan penulangan yang lebih banyakyaitu tulangan longitudinal pada balok lantai 1 diperlukan diameter 16 sedangkan bila balok padalantai 1 tersebut dihitung dengan peraturan SNI hanya diperlukan tulangan longitudinal diameter 14.
Saran
Dalam prencanaan selanjutnya dapatditambah untuk perhitungan dengan jumlah lantai yang lebih banyak dengan disertai analisa biaya untuk mengetahui perkiraanbiaya total investasi yang dikeluarkan.
Selain itu, juga dapat ditambah analisispushover untuk mengetahui kinerja rumahini.
...
TERIMA KASIH