Click here to load reader

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI · PDF fileTINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Sistem struktur dalam perancangan gedung juga menjadi pertimbangan, sistem

  • View
    236

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI · PDF fileTINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1....

9

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Sistem struktur dalam perancangan gedung juga menjadi pertimbangan, sistem

struktur hendaknya memiliki kriteria yang lazim untuk digunakan dan seperti yang

telah kita ketahui struktur harus mampu menahan beban-beban yang bekerja baik

beban vertikal dan gravitasi maupun beban lateral. Filososfi perancangan bangunan

tahan gempa diadopsi hampir seluruh negara di dunia mengikuti ketentuan berikut

ini, pada:

a. Gempa kecil bangunan tidak boleh mengalami kerusakan,

b. Gempa menengah komponen struktural tidak boleh rusak, namun komponen

non-struktural diijinkan mengalami kerusakan,

c. Gempa kuat komponen struktural boleh mengalami kerusakan, namun

bangunan tidak boleh mengalami keruntuhan.

(Daniel Rumbi Teruna, 2007)

Revisi peraturan baru bangunan tahan gempa di Indonesia dalam perancangan suatu

gedung beton setidaknya harus mengacu pada peraturan SNI 2847-2013, yaitu Tata

cara perencanaan struktur beton untuk bangunan gedung, dan SNI 03-1726-2012,

yaitu Tata cara perencanaan ketahana gempa untuk bangunan gedung dan non

gedung, sedangkan untuk bagian-bagian yang tidak ada dalam peraturan SNI 2847-

2013 dan SNI 03-1726-2012, selama belum terbit peraturan baru dapat

menggunakan referensi yang lain.

Bangunan hotel 10 lantai yang ada di daerah Semarang, akan dievaluasi kembali

dengan menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) yang

berada pada wilayah resiko gempa tinggi.

10

Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) adalah desain struktur beton

bertulang dengan pendetailan yang menghasilkan struktur yang fleksibel (memiliki

daktilitas tinggi). Dengan pendetailan mengikuti ketentuan SRPMK, maka faktor

reduksi gaya gempa R dapat diambil sebesar 8, yang artinya bahwa gaya gempa

rencana hanya 1/8 dari gaya untuk elastis desain (pengambilan nila R>1) artinya

mempertimbangakan post-elastic desain, yaitu struktur mengalami kelelehan tanpa

kegagalan fungsi). Ketentuan SRPMK dijelaskan dalam SNI 03-2847-2002 Bab

23.3 yang sama dengan ketentuan ACI 318-02.

Desain struktur beton bertulang dengan SRPMK sudah dimulai sejak tahun 1960

(Blume et al, 1961) dan pertama kali diwajibkan penggunaanya untuk wilayah yang

memiliki resiko gempa tinggi dalam Uniform Building Code (ICBO 1973). Saat ini,

SRPMK wajib digunakan untuk wilayah yang memiliki resiko gempa tinggi

(Kategori desain seismik D,E dan F dalam SNI 1726-2012 atau ASCE-7). SRPMK

dapat digunakan juga dalam kategori desain seismik A, B dan C, namun perlu

diperhatikan jika tidak ekonomis.

Berdasarkan pengalaman para praktisi, untuk desain yang ekonomis dengan

SRPMK, bentang balok yang proporisional adalah 6 sampai 9 m. Untuk jarak antar

lantai yang tinggi, perlu diperhatikan kemungkinan soft story.

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, dalam SNI 1726-2012 dan ASCE-7 faktor

reduksi gaya gempa dapat diambil sebesar 8. Disebabkan karena struktur SRPMK

memiliki sifat fleksibel dengan daktilitas yang tinggi, sehingga bisa direncanakan

dengan gaya gempa rencana yang minimum. Kekuatan dan kekakuan dari struktur

juga harus diperhatikan untuk mampu menahan beban rencana, baik beban gravitasi

maupun angin dan gempa, dan juga struktur harus menghasilkan story drift yang

sesuai dengan batasan peraturan.

Drift dari struktur dihitung dengan beban terfaktor yang diamplifikasi dengan faktor

cd (SNI 1726-2012 tabel 9).

11

Analisa kekakuan efektif dari frame juga harus empertimbangkan efek dari

keretakan beton (Post elastic desain).

Struktur SPRMK diharapkan memiliki tingkat daktilitas yang tinggi, yaitu mampu

menerima mengalami siklus respon inelasitis pada saat menerima beban gempa

rencana. Pendetailan dalam ketentuan SRPMK adalah untuk memastikan bahwa

respon inelastis dari strukur bersifat daktail. Prinsip ini terdiri dari tiga:

a. Strong-Column/weak-beam yang bekerja menyebar di sebagian besar lantai.

b. Tidak terjadi kegagalan geser pada balok, kolom dan joint.

c. Menyediakan detail yang memungkinkan perilaku daktail.

Metode desain kapsitas pada dasarnya diaplikasikan pada perancangan struktur

tahan gempa dengan tujuan agar bentuk-bentuk keruntuhan yang sifatnya getas

tidak muncul dalam mekanisme disipasi energi yang dihasilkan oleh struktur. Agar

tujuan ini dapat dicapai maka perlu dirancang suatu hierarki keruntuhan sedemikian

hingga hanya bentuk-bentuk keruntuhan yang daktail yang muncul.

Pendetailan dalam SRPMK bertujuan untuk mendapatkan struktur yang bersifat

daktail. Beberapa ketentuan SRPMK:

a. Tulangan sengkang dipasang dengan rapat terutama pada bagian struktur yang

mengalami kelelehan seperti hubungan balok-kolom untuk mencegah

keruntuhan geser

b. Pada analisa kekuatan geser pada balok atau kolom, kekuatan geser dari beton

(Vc) diabaikan terutama pada balok yang mengalami gaya aksial kecil,

sehingga hanya tulangan saja yang menahan gaya geser.

c. Lokasi dan pendetailan splice untuk mencegah keruntuhan akibat splice

Mekanisme keruntuhan pada struktur beton bertulang dapat terjadi melalui

mekanisme lentur tarik, lentur tekan, geser, tarik diagonal, kegagalan angkur,

kegagalan lekatan tulangan, kegagalan tekan dan lain-lain. Diantara berbagai

mekanisme tersebut, mekanisme lentur tarik tarik yang merupakan mekanisme

yang dapat yang dapat menghasilkan perilaku yang paling daktail. sedangkan

12

keruntuhan geser pada umunya bersifat getas. Mencegah terjadinya keruntuhan

geser suatu elemen struktur pendisipasi energi biasanya dirancang dengan kekuatan

geser yang lebih tinggi dari pada gaya geser maksimum yang mungkin timbul pada

saat elemen struktur mengembangakan kapasitas lenturmya.

Mekanisme sendi plastis terbentuk di ujung-ujung balok dan di dasar kolom bawah,

menghasilkan perilaku histeresis yang stabil, pembentukan sendi plastis haruslah di

dominasi oleh perilaku lentur. Hal ini hanya dapat dicapai melalui penerpan

persyaratan-persyaratan detailing penulangan yang terencana dengan baik.

Beberapa persyaratan detailing SRPMK (SNI 2847:2013 Pasal 21.5) pada dasarnya

diformulasikan dengan menerapkan konsep desain kapasitas. Sendi plastis dapat

terjadi pada suatu struktur portal berderajat kebebasan banyak MDOF (Multi

Degree of Freedom).

Gedung saat dilanda gempa yang cukup besar, akan timbul momen-momen pada

balok atau kolomnya, apabila besar dari momen-momen tersebut melampaui besar

momen kapasitas balok atau kolom portal, maka terjadi sendi plastis pada balok

atau kolom ditandai dengan melelehnya tulangan baja pada beton bertulang

(Gambar 2.1). Sendi plastis terjadi secara bertahap sampai bangunan gedung

tersebut runtuh. (Ulfah ,2011). Pada saat struktur mengalami gaya lateral gempa,

distribusi kerusakan sepanjang ketinggian bangunan bergantung pada distribusi

lateral story drift (simpangan antar lantai). Jika struktur memiliki kolom yang

lemah, simpangan antar lantai akan cenderung terpusat pada satu lantai (a).

Sebaliknya jika kolom sangat kuat, maka drift akan tersebar merata, dan keruntuhan

lokal di satu lantai dapat diminimalkan (c dan b). Sebagai contoh dapat dilihat pada

perencanaan Strong-Column/Weak-Beam (Gambar 2.2).

13

Gambar 2.1 Kemungkinan pola terbentuknya sendi plastis ,Widodo (2007) dalam

Ulfah (2011).

Gambar 2.2 Desain SPRMK mencegah terjadinya mekanisme soft story (a)

dengan membuat kolom kuat sehingga drfit tersebar merata sepanjang lantai (c)

atau sebagian besar lantai (b)

Untuk Balok : 2

ln

ln

21 uprpr

e

WMMV

Gambar 2.3 Perencanaan geser untuk Balok SRPMK

(c) Beam mechanism (b) Intermediate mechanism (a) Story mechanism

14

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Persyaratan Material Konstruksi

2.2.1.1. Spesifikasi Material Beton

Beton merupakan percampuran dari bahan-bahan agregat halus dan agregat kasar yaitu

pasir, batu, batu pecah atau bahan semacam lainya, kemudian ditambah semen dan

air. Nilai kuat tekan beton lebih tinggi daripada kuat tarikny, karena beton termasuk

bahan bersifat getas maka dalam penggunaanya pada komponen struktural

bangunan beton diperkuat dengan baja tulangan untuk membantu kelemahan beton

yang lemah terhadap gaya tarik, demikian sehingga terjadi pembagian tugas,

dimana baja tulangan yang menahan gaya tarik, sedangkan beton menahan gaya

tekan.

Salah satu parameter material beton yang paling berpengaruh dalam hal ini adalah

nilai kuat tekan. Berdasarkan SNI 2847:2013 Pasal 21.1.4.2, kuat tekan fc untuk

material beton yang digunakan pada struktur bangunan tahan gempa sebaiknya

tidak kurang dari 20 Mpa, selain itu, Pasal 21.1.4.3 lebih jauh membatasi

penggunaan mutu beton tidak melebihi 35 MPa apabila digunakan beton ringan.

Batasan ini didasarkan atas fakta bahawa tidak cukup banyak bukti eksperimental

dan data langsung lapangan yang memperlihatkan perilaku elemen struktur beton

yang dikonstruksi dengan menggu