HENCE MICHAEL WUATEN DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR 1 1.1 Struktur Secara teori struktur dapat didefinisikan sebagai himpunan atau kumpulan atau rakitan dari berbagai elemen‐elemen bahan atau komponen struktur yang berfungsi untuk meneruskan atau menyalurkan beban‐beban yang bekerja pada struktur tersebut menuju tanah dengan aman. Berdasarkan definisi tersebut, maka banyak dikenal bentuk dan sistim struktur yang ada, seperti struktur jembatan, gedung, bendungan dan lain sebagainya. Pada dasarnya penamaan dari sebuah struktur, didasarkan kepada bagaimana fungsi dari sistem struktur tersebut bekerja pada saat menerima beban, baik beban yang berasal dari luar (external force) atau beban yang berasal dari dalam (internal force). Kemampuan struktur tersebut dinamakan sistem struktur yang dalam kajiannya sehubungan dengan analisis struktur dibagi menjadi dua kategori dasar, yaitu : 1. Sistem struktur kerangka Sistem struktur kerangka atau portal adalah sistem struktur yang bersifat kaku sempurna dengan ukuran penampang elemen struktur, baik lebar dan tinggi lebih kecil apabila dibandingkan dengan ukuran bentang yang ada seperti balok, sloof, dan kolom. Sistem ini pada dasarnya terdiri dari sistem struktur beton bertulang, baja, kayu ataupun komposit. 2. Sistem struktur kontinum Sistem struktur kontinum adalah sistem struktur yang tidak dapat dibedakan antara dimensi unsur elemennya seperti komponen pelat, atau cangkang dan lain sebagainya. Selain sistem, pada struktur terdapat bagian yang disebut elemen struktur yang mempunyai tugas dan fungsinya masing‐masing. Sebagai contoh struktur kolom adalah komponen struktur dengan rasio paling tinggi terhadap dimensi lateral terkecil, yang digunakan untuk mendukung beban aksial tekan, sedangkan balok, sloof dan pelat merupakan elemen struktur lentur. Berdasarkan penyelesaian persamaan keseimbangan gaya, jenis struktur dapat dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. Struktur statis tertentu (determinate structures) Struktur‐struktur yang keseimbangan gayanya dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan keseimbangan statis.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
1
1.1 Struktur
Secara teori struktur dapat didefinisikan sebagai himpunan atau kumpulan atau rakitan dari
berbagai elemen‐elemen bahan atau komponen struktur yang berfungsi untuk meneruskan atau
menyalurkan beban‐beban yang bekerja pada struktur tersebut menuju tanah dengan aman.
Berdasarkan definisi tersebut, maka banyak dikenal bentuk dan sistim struktur yang ada, seperti
struktur jembatan, gedung, bendungan dan lain sebagainya.
Pada dasarnya penamaan dari sebuah struktur, didasarkan kepada bagaimana fungsi dari
sistem struktur tersebut bekerja pada saat menerima beban, baik beban yang berasal dari luar
(external force) atau beban yang berasal dari dalam (internal force). Kemampuan struktur
tersebut dinamakan sistem struktur yang dalam kajiannya sehubungan dengan analisis struktur
dibagi menjadi dua kategori dasar, yaitu :
1. Sistem struktur kerangka
Sistem struktur kerangka atau portal adalah sistem struktur yang bersifat kaku
sempurna dengan ukuran penampang elemen struktur, baik lebar dan tinggi lebih kecil
apabila dibandingkan dengan ukuran bentang yang ada seperti balok, sloof, dan kolom.
Sistem ini pada dasarnya terdiri dari sistem struktur beton bertulang, baja, kayu ataupun
komposit.
2. Sistem struktur kontinum
Sistem struktur kontinum adalah sistem struktur yang tidak dapat dibedakan antara
dimensi unsur elemennya seperti komponen pelat, atau cangkang dan lain sebagainya.
Selain sistem, pada struktur terdapat bagian yang disebut elemen struktur yang mempunyai
tugas dan fungsinya masing‐masing. Sebagai contoh struktur kolom adalah komponen struktur
dengan rasio paling tinggi terhadap dimensi lateral terkecil, yang digunakan untuk mendukung
beban aksial tekan, sedangkan balok, sloof dan pelat merupakan elemen struktur lentur.
Berdasarkan penyelesaian persamaan keseimbangan gaya, jenis struktur dapat dibedakan
menjadi dua, yaitu :
1. Struktur statis tertentu (determinate structures)
Struktur‐struktur yang keseimbangan gayanya dapat diselesaikan dengan menggunakan
persamaan keseimbangan statis.
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
2
2. Struktur statis tak tentu (indeterminate structures)
Struktur‐struktur yang keseimbangan gayanya tidak dapat diselesaikan hanya dengan
berdasarkan pada persamaan keseimbangan statis.
Sedangkan jenis‐jenis struktur lainnya berdasarkan fungsi dan bentuk dari struktur tersebut,
terdiri dari :
1. Gedung
Struktur gedung (building) merupakan kesatuan dari beberapa elemen struktur seperti,
pondasi, kolom, balok, pelat atau cangkang yang biasanya digunakan untuk keperluan
kantor, hunian, pertokoan, gudang dan lain sebagainya.
Gambar 1.1 Berbagai jenis bangunan gedung (sumber : www.vigoenfotos.com)
2. Jembatan
Jembatan (bridge) merupakan sarana penghubung transportasi dari satu tempat ke
tempat yang lain yang disebabkan oleh adanya perbedaan kondisi topografi. Pada
umumnya struktur jembatan terbuat dari beton bertulang, beton prategang/pracetak
dan baja dalam berbagai bentuk seperti jembatan kabel (cable stayed bridge),
jembatan gantung (suspension bridge), jembatan rangka baja, jembatan kayu dan lain
sebagainya.
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
3
Gambar 1.2 Berbagai jenis struktur jembatan
3. Bendungan
Bendungan atau dam pada umumnya merupakan struktur gabungan dari timbunan
tanah dan struktur beton bertulang yang berfungsi untuk membendung air sehingga
muka air naik sampai level tertentu, atau bendungan juga berfungsi sebagai instalasi
pembangkit tenaga listrik.
4 Terowongan
Terowongan (tunnel) merupakan struktur bawah tanah, yang pada awal mulanya untuk
sistim drainase kota. Selain itu saat ini terowongan juga dijadikan sebagai sarana
transportasi yang dibangun di pegunungan atau penghubung antar pulau seperti Euro
Tunnel yang menghubungan Inggris dan Perancis. Pada umumnya, struktur terowongan
dapat terbuat dari struktur baja atau beton bertulang dengan bentuk lingkaran atau
setengah lingkaran.
Gambar 1.3 Jenis struktur terowongan (Sumber : Siswosukarto)
5. Kubah
Kubah (dome) sering dijumpai pada atap bangunan monumental seperti, kubah masjid,
gereja, stadion dan lain sebagainya. Struktur kubah dapat dibentuk dari pelat atau tenda,
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
4
struktur lengkung atau sistim kabel dari berbagai jenis bahan seperti, bahan baja, beton
atau tenda.
Gambar 1.4 Berbagai jenis struktur kubah (Sumber : FIFA Manager)
1.2 Perencanaan Struktur Secara Umum
1.2 .1 Tujuan Perencanaan Struktur
Secara umum dalam perencanaan suatu struktur, banyak hal yang harus diperhatikan
sebagai bahan masukan, pertimbangan dan kriteria‐kriteria yang harus dipenuhi agar dapat
mencapai suatu hasil yang maksimal.
Berikut dibawah ini adalah kriteria‐kriteria secara umum yang harus diperhatikan dan
dipenuhi dalam perencanaan suatu struktur, antara lain :
1. Pengaturan ruang, bentang, harus memenuhi kebutuhan pemakaian sehingga struktur
tersebut dapat selaras dan sesuai dengan estetika dan lingkungan.
2. Dalam perencanaan, biaya total struktur tidak boleh melampaui anggaran dari owner
sebagai pemilik.
3. Struktur harus kuat dan dapat menerima semua kombinasi beban dengan aman dan juga
pada struktur tidak boleh terjadi lendutan, terangkatnya struktur, bergetar dan retak
yang dapat mengganggu fungsi dari bangunan tersebut.
4. Desain struktur diusahakan tidak terlalu rumit, sehingga memudahkan dalam proses
pemeliharaannya (maintenance).
1.2.2 Proses Desain Struktur
Dalam perencanaan suatu struktur, proses desain adalah proses terjadinya pengambilan
keputusan yang sifatnya berurutan berulang dan terpola yang sangat berpengaruh kepada hasil
yang akan dicapai. Adapun tahap‐tahap dalam proses desain struktur adalah sebagai berikut :
1. Semua struktur ataupun bangunan yang dibangun harus sesuai dengan kebutuhan
pemilik, fungsi, estetika, anggaran dan waktu penyelesaian.
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
5
2. Pengembangan konsep proyek didasarkan kepada kebutuhan dan prioritas pemilik
dalam anggaran pembangunan, sehingga pemilihan elemen struktur dapat disesuaikan
dengan keadaan tersebut.
3. Konsep struktur yang dipilih dan direncanakan, haruslah didasarkan kepada analisis
struktur dalam menghitung dan menentukan harga momen, gaya geser, gaya aksial
dalam struktur, berdasarkan analisa dengan ilmu mekanika untuk bangunan, sehingga
dalam proses merancang elemen struktur dapat disesuaikan dengan hasil perhitungan
mekanika dan kebutuhan elemen struktur tersebut dan mengarah kepada perencanaan
yang berkualitas, efisien dan ekonomis sesuai dengan spesifikasi yang dipakai.
1.2.3 Kondisi Batas Struktur
Kondisi batas struktur atau elemen struktur adalah kondisi dimana struktur atau elemen
struktur telah mencapai kondisi batas tertinggi untuk memenuhi kebutuhan yang ada.
Kondisi batas struktur dalam struktur beton bertulang, merupakan hal yang sangat penting
dan berpengaruh sangat besar terhadap kekuatan dan kemampuan struktur, yaitu :
1. Kondisi batas ultimit
Adalah kondisi batas yang menyebabkan terjadinya keruntuhan sebagian atau
keseluruhan dari struktur atau collapse. Dalam hal ini, kondisi ultimit utama yang terjadi
dapat disebabkan oleh :
a. Hilangnya keseimbangan dari sebagian atau seluruh struktur di mana keruntuhan
disebabkan dengan terangkat atau tergesernya seluruh struktur yang diakibatkan
oleh tidak terjadinya gaya reaksi sebagai gaya penyeimbang dalam struktur.
b. Retaknya bagian kritis dari struktur atau elemen struktur sehingga menyebabkan
keruntuhan sebagian atau keruntuhan total dari struktur.
c. Terjadinya keruntuhan progresif, di mana pada batas tertentu, keruntuhan lokal yang
sangat kecil sekalipun, dapat menyebabkan elemen struktur di dekatnya menerima
beban yang berlebihan sehingga seluruh struktur mengalami keruntuhan.
Keruntuhan progresif sendiri dapat dicegah, dengan detail struktur yang benar
sehingga seluruh struktur terikat dan tidak terjadi kegagalan lokal. Kegagalan lokal
sendiri dapat terjadi pada masa pelaksanaan konstruksi dibangun, sehingga beban
selama masa pelaksanaan pembangunan konstruksi harus diperhitungkan dan
diwaspadai, baik dalam perencanaan dan pelaksanaannya.
d. Terjadinya pembentukan mekanisme plastis apabila tulangan meleleh dan
membentuk sendi plastis pada beberapa penampang sehingga struktur menjadi labil.
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
6
e. Terjadinya instabilitas yang cukup tinggi, akibat deformasi struktur yang biasanya
disebabkan oleh tekuk yang cukup tinggi.
f. Terjadinya retak atau patahan pada elemen struktur yang menyebabkan terjadinya
keruntuhan struktur.
2. Kondisi batas kelayanan
Adalah kondisi yang meliputi terganggunya fungsi struktur, tetapi tidak menyebabkan
terjadinya keruntuhan struktur, adapun kondisi kelayanan struktur ini meliputi :
a. Terjadi lendutan besar yang menyebabkan tidak bekerjanya fungsi dari masing‐
masing elemen struktur.
b. Terjadinya lebar retak yang cukup besar, melebihi dari nilai yang diijinkan sehingga
dapat menyebabkan terjadinya proses korosi yang sangat cepat pada tulangan
akibat adanya udara yang masuk melalui lubang‐lubang retak yang cukup lebar dan
juga dapat menyebabkan kerusakan beton secara perlahan.
c. Banyaknya getaran‐getaran yang tidak diinginkan terjadi, yang dapat mengganggu
pemakaian bangunan tersebut.
3. Kondisi batas khusus
Adalah kondisi akibat kerusakan atau kegagalan pembebanan yang sifatnya abnormal
atau diluar dari prediksi dan jangkauan kemampuan manusia yang dapat disebabkan
oleh alam, seperti kerusakan akibat gempa, banjir, tanah longsor, lahar, efek struktural
akibat kebakaran, ledakan, korosi, kemunduran kualitas serta instabilitas fisik dan kimia
dalam kurun waktu jangka panjang.
1.2.4 Keamanan Struktur
Dalam perencanaan struktur, selain hal‐hal yang sudah disebutkan di atas ada beberapa
faktor penting lainnya yang juga perlu untuk diperhatikan dalam perencanaan sebuah struktur
secara umum, diantaranya adalah pengaruh faktor beban, pengaruh faktor keamanan, dan
pengaruh faktor kekuatan bahan.
Adapun Faktor‐faktor lain yang seringkali luput dari perhatian oleh pihak pelaksana di
lapangan karena situasi dan kondisi yang ada di lapangan serta faktor‐faktor lain yang terjadi dan
dilakukan baik secara sengaja ataupun tidak sengaja, sebagai berikut :
1. Ketidakpastian kekuatan bahan
Kekuatan bahan yang tepat dari balok, kolom, dan elemen struktur lainnya dari hasil
perhitungan perencanaan selalu berbeda, hal ini disebabkan oleh :
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
7
a. Ketidakpastian dari kekuatan baja, beton, dan material pendukung lainnya dalam
realisasi di lapangan dengan perencanaan sebelumnya.
b. Perbedaan yang terjadi antara ukuran gambar kerja dengan ukuran dalam
pelaksanaan di lapangan atau terjadinya penyimpangan dan perubahan desain dari
pelaksanaan pekerjaan, tanpa adanya perhitungan ulang yang sesuai dengan
prosedur.
c. Pengaruh akibat adanya penggunaan asumsi dalam perhitungan kekuatan struktur
dan elemen struktur dalam perencanaan.
2. Ketidakpastian akibat Beban‐beban
Beban‐beban dalam struktur, mudah dipengaruhi oleh letak atau lokasi, jenis beban yang
bekerja, dan beban akibat berat sendiri dari elemen struktur yang tidak mungkin untuk
dapat ditimbang di lapangan. Hal ini tentu saja, menyebabkan terjadinya perbedaan
antara beban‐beban dalam perhitungan perencanaan dan beban‐beban yang ada di
lapangan, yang berhubungan dengan ketidakpastian dari kekuatan bahan dan efek dari
beban. Untuk mendapatkan keamanan struktur yang dikehendaki, sangat perlu untuk
memperhitungkan faktor yang dapat memperbesar ataupun memperkecil kemungkinan
terjadinya keruntuhan struktur.
3. Tingkat keruntuhan
Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam memperhitungkan tingkat
keamanan yang memadai untuk jenis dan fungsi struktur, antara lain :
a. Kerugian yang terjadi akibat keruntuhan dan biaya dalam membangun kembali
struktur tersebut serta bahaya kehilangan nyawa manusia yang sangat beresiko
tinggi apabila terjadinya keruntuhan struktur.
b. Jenis keruntuhan dan tanda‐tanda keruntuhan dapat terjadi apabila meningkatnya
pembebanan.
1.2.5 Kerusakan Struktur
Kerusakan pada suatu struktur dapat disebabkan oleh kesalahan perancangan ataupun
akibat bencana alam. Kerusakan yang diakibatkan oleh kesalahan dalam perancangan merupakan
sebuah kesalahan dan kekeliruan yang besar sehingga perlu diminimalisasi dengan pemahaman
yang cukup baik terhadap fungsi, bentuk dan tujuan dari struktur yang dibuat. Sedangkan
kerusakan pada suatu struktur akibat bencana alam memang tidak dapat dicegah namun dapat
diminimalisasi dengan mengaplikasikan semua komponen beban yang disebabkan oleh alam
sehingga dapat mengurangi resiko kerusakan struktur dalam kondisi yang parah.
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
8
1.3 Struktur Tahan Gempa
1.3.1 Pengertian Dasar
Struktur tahan gempa adalah struktur yang tahan atau tidak rusak dan tidak runtuh apabila
terlanda gempa. Gempa yang dimaksud adalah gempa rencana yang telah diperhitungkan dalam
proses perencanaan berdasarkan metode perhitungan beban gempa yang berlaku dan mengacu
pada ketentuan mengenai struktur tahan gempa.
1.3.2 Perkembangan Struktur Tahan Gempa
Perkembangan struktur tahan gempa sendiri dimulai sejak tahun 1930 di Amerika Serikat,
dimana pada tahun tersebut pertama kali dibuat dalam bentuk peraturan perencanaan tahan
gempa, setelah gempa dasyat yang menghancurkan San Fransisco tahun 1906. Pada tahun 1932
peraturan yang sama mengenai struktur tahan gempa, dibuat di Jepang dengan nilai beban
gempa horisontal sebesar 10 % dari berat lantai.
Gambar 1.5 Gempa San Fransisco tahun 1906 (Sumber : San Fransisco Public Libary)
Di Indonesia sendiri, perhatian terhadap efek gempa telah dimulai sejak tahun 1955 seperti
tertuang dalam Peraturan Beton Indonesia 1955 dengan nilai beban gempa horizontal sebesar 5 %
dari nilai berat lantai. Adapun sekilas mengenai perkembangan struktur tahan gempa di Indonesia
antara lain :
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
9
1. Peraturan Beton Indonesia tahun 1955.
2. Peraturan Muatan Indonesia tahun 1970 dengan membagi wilayah Indonesia ke dalam
tiga wilayah gempa dengan nilai H masing‐masing :
wilayah gempa 1 : H = 2,5 % W
wilayah gempa 2 : H = 5,0 % W
wilayah gempa 3 : H = 10 % W
3. Peraturan perencanaan tahan gempa Indonesia untuk gedung pada tahun 1981.
4. SNI 03‐1726‐1989 Tata cara pembebanan gempa untuk gedung.
5. SNI 03‐2833‐1992 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk jembatan jalan raya.
6. SNI 03‐1726‐2002 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan
gedung.
Selain dalam bentuk SNI, peraturan mengenai struktur tahan gempa juga dijabarkan dalam
bentuk pedoman teknis sesuai dengan jenis‐jenis struktur yang diterbitkan oleh Departemen
Pekerjaan Umum. Banyaknya peraturan yang ada, ternyata sangat kontradiktif dengan kenyataan
yang ada di lapangan. Hal ini terbukti dengan pada saat terjadi gempa di Flores tahun 1992, gempa
dan tsunami di Aceh tahun 2004 dan gempa Jogjakarta tahun 2006, dimana banyaknya struktur
yang mengalami keruntuhan total akibat beban gempa. Keadaan ini memang sangat disayangkan,
karena peraturan yang dibuat tidak diterapkan dalam proses pelaksanaan di lapangan.
1.3.3 Pertimbangan Dasar Perencanaan Struktur Tahan Gempa
Sebelum melakukan sebuah kegiatan konstruksi yang bersifat apapun, sebaiknya agar
memperhatikan beberapa hal seperti, kondisi alam, teknik membangun, keadaan ekonomi,
standar bangunan yang berlaku, kerusakan akibat bencana gempa sebelumnya, jenis sistem
struktur dan kadar kecocokan sistem struktur yang akan dibangun.
Selain hal di atas sebaiknya juga diperhatikan ketentuan umum mengenai pendirian
bangunan di daerah rawan gempa antara lain :
1. Hindari mendirikan struktur di lokasi yang berada di bibir pantai dan di lereng bukit atau
sebaiknya memilih daerah yang datar.
2. Hindari membangun di daerah berpasir dengan kedalaman lebih dari 1 m, dimana hal ini
untuk menghindari terjadinya liquifaksi atau bangunan terdorong ke atas pada saat
terjadi gempa.
3. Membangun fondasi yang simetris.
4. Usahakan denah bangunan simetris dan sederhana.
5. Apabila denah berbentuk L atau U maka bangunan sebaiknya dilatasi untuk mengurangi
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
10
kerusakan secara total saat gempa terjadi.
6. Struktur bangunan harus kuat dan sambungan kuda‐kuda juga harus kuat.
1.3.4 Persyaratan Struktur Tahan Gempa
Untuk membuat sebuah struktur tahan gempa sebaiknya memenuhi persyaratan berikut ini,
sebagai acuan dasar antara lain :
1. Struktur telah diperhitungkan dengan beban gempa rencana.
2. Struktur sebaiknya dibuat dalam kondisi daktail.
3. Denah struktur sebaiknya dibuat secara struktural simetris.
4. Kekakuan antar tingkat dibuat dalam kondisi seragam.
5. Simpangan yang terjadi antar tingkat bernilai kecil.
6. Antara komponen struktur dan non struktur sebaiknya dipisahkan.
Selain persyaratan di atas, untuk pengaruh beban gempa juga harus memperhatikan faktor‐
faktor penting lainnya yang dipakai dalam perhitungan, seperti faktor keutamaan jenis struktur,
faktor respons gempa, faktor reduksi beban gempa serta berat gedung secara keseluruhan.
1.3.5 Filosofi Bangunan Tahan Gempa
Dalam merencanakan sebuah struktur tahan gempa terdapat beberapa filosofi yang
digunakan sebagai acuan taraf keamanan minimum untuk bangunan gedung dan rumah tinggal
yang masuk dalam kategori bangunan tahan gempa yaitu :
1. Apabila terjadi gempa ringan, bangunan tidak boleh mengalami kerusakan baik pada
komponen non struktural yaitu dinding retak, genteng dan langit‐langit jatuh, kaca
pecah, dan lain sebagainya maupun pada komponen strukturalnya yaitu kolom dan balok
tidak boleh retak, pondasi tidak boleh amblas dan lain sebagainya.
2. Apabila terjadi gempa sedang, bangunan boleh mengalami kerusakan pada komponen
non strukturalnya akan tetapi komponen struktural tidak boleh rusak.
3. Apabila terjadi gempa besar, bangunan boleh mengalami kerusakan baik pada
komponen non struktural maupun komponen strukturalnya, akan tetapi jiwa penghuni
bangunan tetap selamat, artinya sebelum bangunan runtuh masih cukup waktu bagi
penghuni bangunan untuk keluar atau mengungsi ke tempat aman atau dalam Pedoman
teknis bangunan gedung tahan gempa tahun 2006 disebutkan, apabila terkena gempa
bumi besar, bangunan tersebut tidak boleh runtuh baik sebagian maupun seluruhnya
dan bangunan tersebut tidak boleh mengalami kerusakan yang tidak dapat diperbaiki.
Dengan pengertian bahwa, bangunan tersebut boleh mengalami kerusakan tetapi
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
11
kerusakan yang terjadi harus dapat diperbaiki dengan cepat sehingga dapat berfungsi
kembali.
1.3.6 Tujuan Perencanaan Struktur Tahan Gempa
Dalam SNI 03‐1726‐2002 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan
gedung, disebutkan bahwa tujuan dari perencanaan struktur tahan gempa, antara ain :
1. Menghindari terjadinya korban jiwa manusia oleh runtuhnya gedung akibat gempa yang
kuat.
2. Membatasi kerusakan gedung akibat gempa ringan sampai sedang, sehingga masih
dapat diperbaiki.
3. Membatasi ketidaknyamanan penghunian bagi penghuni gedung ketika terjadi gempa
ringan sampai sedang.
4. Mempertahankan setiap saat layanan vital dari fungsi gedung.
1.3.7 Dampak Gempa Pada Bangunan
Secara umum dampak yang ditimbulkan oleh gempa dapat berupa kerugian secara materil
dan menimbulkan adanya korban jiwa. Terhadap konstruksi bangunan, gempa yang terjadi dapat
memberikan dampak yang bersifat langsung ataupun tidak langsung. Dampak akibat gempa pada
bangunan dapat berupa :
1. Gaya inersia pada bangunan
Gempa bumi menyebabkan goyangan pada tanah sehingga dasar bangunan di atasnya
akan ikut tergoyang. Sesuai hukum kelembaman Newton, meski dasar bangunan
bergerak bersama tanah, atap bangunan cenderung tetap berada di posisinya. Akan
tetapi karena dinding dan tiang‐tiang saling berhubungan dengan atap, sehingga atap
akan terseret bersama rumah. Kecenderungan untuk tetap pada keadaan semula
tersebut disebut inersia. Sedangkan pada bangunan, karena dinding atau tiang bersifat
fleksibel, gerakan atap berbeda dengan tanah.
2. Pengaruh deformasi pada struktur
Selain terjadi gaya inersia, pada struktur dan elemen struktur akan mengalami
perubahan bentuk atau deformasi. Besarnya deformasi yang terjadi pada struktur atau
elemen struktur tersebut, sangat tergantung dari jenis dan bahan penyusun struktur
tersebut.
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
12
Gambar 1.6 Efek inersia dan deformasi pada bangunan pada saat terjadi gempa
Munculnya gaya inersia yang berlebihan ditambah dengan terjadinya deformasi pada
struktur maupun elemen struktur dapat mengancam kestabilan dari struktur dan dalam kondisi
tertentu dimana kondisi batas struktur terlampaui maka kemungkinan gagal struktur ataupun
collapse tidak dapat dihindari lagi.
1.4 Kerusakan Struktur Akibat Gempa
Dalam perencanaan sebuah struktur tahan gempa harus diketahui bahwa kerusakan
struktur akibat gempa dapat disebabkan oleh akibat langsung dan akibat tidak langsung. Akibat
langsung adalah kerusakan struktur baik sebagian atau secara keseluruhan yang dapat
disebabkan oleh kerusakan tanah seperti, tanah terbelah, terjadi perbedaan penurunan muka
tanah dan efek dari getaran yang ditransmisikan dari tanah ke struktur. Sedangkan akibat tidak
langsung dapat berupa kerusakan struktur yang diakibatkan oleh hempasan tsunami, longsor
pada lereng, kebakaran dan lain sebagainya.
Gambar 1.7 Kerusakan struktural akibat gempa di Mexico
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
13
Efek dari gempa yang biasanya diperhitungkan dalam perencanaan sebuah struktur tahan
gempa dan yang juga dijelaskan dalam peraturan seperti SNI 03‐1726‐2002 adalah kerusakan
struktur akibat adanya getaran gempa pada pondasi. Namun demikian beberapa penyebab lain
seperti yang telah dijelaskan di atas juga harus diperhatikan dan dapat diantisipasi.
Gambar 1.8 Kerusakan struktural akibat gempa di Jogjakarta 2006
1.5.1 Kerusakan Struktur Akibat Kerusakan Permukaan Tanah
Kerusakan yang terjadi pada permukaan tanah (surface faulting) dapat terjadi pada saat
gempa berlangsung dan hal ini dapat menyebabkan terjadinya penurunan permukaan tanah
sehingga secara otomatis berpengaruh terhadap struktur yang berada di lokasi yang mengalami
kerusakan permukaan tanah (Satyarno, 2002). Kerusakan permukaan tanah dapat menimbulkan
kondisi yang tidak stabil terhadap sebuah struktur di atasnya sehingga kemungkinan terjadinya
kerusakan pada struktur cukup besar.
Gambar 1.9 Kerusakan permukaan tanah gempa Loma Prieta California 1989
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
14
1.5.2 Kerusakan Struktur Akibat Liquefaction
Likuifaksi (liquefaction) adalah suatu proses atau kejadian berubahnya sifat tanah dari
keadaan padat menjadi keadaan cair, yang disebabkan oleh beban siklik pada waktu terjadi
gempa sehingga tekanan air pori meningkat mendekati atau melampaui tegangan vertikal.
Kerusakan struktur akibat liquefaction adalah kerusakan yang menyebabkan struktur terhempas,
amblas, miring dan bahkan terguling. Kerusakan akibat liquefaction pada struktur, biasanya
tergantung dari respon tanah yang terkena getaran gempa. Sedangkan respon dari tanah yang
mengalami getaran gempa sangat tergantung kepada karakteristik mekanika lapisan tanah, tinggi
muka air tanah, intensitas getaran dan durasi getaran gempa. Sebagai contoh apabila tanah yang
mengalami getaran gempa berupa butiran lepas seperti pasir, maka tanah tersebut dapat
dipadatkan oleh adanya getaran gempa sehingga dapat menimbulkan penurunan dan perbedaan
penurunan muka tanah yang cukup besar. Pemadatan tanah ini dapat disebabkan oleh tekanan air
pori hidrostatis yang berlebihan sehingga menyebabkan terjadinya liquefaction (Satyarno, 2002).
Gambar 1.10 Kerusakan akibat liquefaction gempa Loma Prieta California 1989
1.5.3 Kerusakan Struktur Akibat Getaran Permukaan Tanah
Kerusakan struktur akibat getaran permukaan tanah disebabkan oleh bergetarnya
permukaan tanah yang mengalami gempa sehingga mengakibatkan struktur ikut bergetar. Untuk
keadaan ini, respon dari struktur sangat tergantung dari tipe pondasi yang digunakan, konfigurasi
struktur, material struktur, desain struktur serta pendetailan struktur dan elemen struktur
(Satyarno, 2002).
H E N C E M I C H A E L W U A T E N
DINAMIKA STRUKTUR DAN TEKNIK GEMPA – ANALISIS DAN DESAIN
BAB I PENGETAHUAN DASAR STRUKTUR
15
Gambar 1.11 Kerusakan akibat getaran permukaan tanah gempa Loma Prieta California 1989