Tugas Besar Gempa

TUGAS BESAR REKAYASA GEMPA

Disusun oleh :

Z I ADI

Nim : 1122401011

Jurusan : Teknik Sipil

Program Studi : DIII / KONSENTRASI BANGUNAN

TRANSPORTASI

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE

2013

BAB IPROSES KEJADIAN GEMPA DARI PUSAT GEMPA SEHINGGA

MEMPENGARUHI STRUKTUR

1.1. Pendahuluan

Gempa bumi adalah berguncangnya bumi yang disebabkan oleh tumbukan

antar lempeng bumi, patahan aktif, aktivitas gunung api atau runtuhan batuan.

Kekuatan gempa bumi akibat aktivitas gunung api dan runtuhan batuan relatif kecil

sehingga pada bab ini akan menjelaskan gempa bumi yang terjadi akibat tumbukan

antar lempeng bumi dan patahan aktif.

Lempeng samudera yang rapat massanya lebih besar ketika bertumbukkan

dengan lempeng benua di zona tumbukan (subduksi) akan menyusup ke bawah.

Gerakan lempeng itu akan mengalami perlambatan akibat gesekan dari selubung

bumi. Perlambatan gerak itu menyebabkan penumpukkan energi di zona subduksi dan

zona patahan. Akibatnya di zona-zona itu terjadi tekanan, tarikan, dan geseran. Pada

saat batas elastisitas lempeng terlampaui, maka terjadilah patahan batuan yang diikuti

oleh lepasnya energi secara tiba-tiba. Proses ini menimbulkan getaran partikel ke

segala arah yang disebut gelombang gempa bumi.

Gambar 1.1. Proses Terjadinya Gempa Bumi

Berikut proses pengaruh rambatan dan permodelan sederhana gempa sampai resiko

yang timbul pada struktur :

Focus Gempa

JarakEpisenter

Lokasi

Jarak Hiposenter

Gambar 1.2. proses rambatan gempa

Sedangkan pada gambar 1.3. ditunjukkan pemodelan sederhana proses perambatan

gelombang gempa bumi.

Gambar 1.3 Pemodelan Sederhana Proses Perambatan

Gelombang Gempa Bumi.

Keterangan :

Hiposentrum : sumber gempa di kedalaman

Episentrum : titik yang terletak tegak lurus di atas hiposentrum pada permukaan

bumi.

Isoseisten : garis-garis konsentris, dimana pengaruh gempa bumi sama kuatnya

Gempa bumi terjadi pada zona-zona seismic tertentu yang aktif, misal di pegunungan

Alpen. Selain itu, ia juga terjadi di palung-palung di kedalaman laut dan sebagainya.

Kajian ilmu yang mempelajari gempa bumi dan gelombangnya disebut

dengan seismologi (dari perkataan Greek “seismos” artinya untuk mengoncang).

Sedangkan besaran yang digunakan untuk mengukur gempa bumi adalah besaran

Skala Richter. Skala ini diperkenalkan oleh Charles F. Richter tahun 1934. Gempa

bumi juga dapat diukur dengan menggunakan ukuran Skala Mercalli dan USGS.

Alat yang digunakan untuk merekam goncangan permukaan tanah yang

mengukur percepatan permukaan tanah dinamakan Accelerograph. Pada umumnya

Accelerograph dipasang pada daerah-daerah perkotaan yang populasinya lebih padat

akan penduduk, dimana fungsi alat tersebut untuk investigasi varisasi terhadap

response guncangan/getaran karena struktur geologi setempat. Dengan adanya

informasi dari Accelerograph terhadap gempa-gempa kecil dan kuat, maka dapat

dicirikan karakteristik semua jenis permukaan tanah yang dapat digunakan untuk

konstruksi bangunan. Daerah rawan gempa bumi dirancang konstruksi bangunannya

sebelum gempa bumi besar terjadi. Rekaman getaran tanah akan sangat bermanfaat

pada pembuatan Building Code untuk keamanan bangunan.Informasinya juga dapat

dijadikan masukan/input terhadap pengambilan keputusan dalam rencana

pengembangan tata ruang dan tata kota.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi gempa bumi terhadap struktur bangunan

adalah:

a. Kekuatan gempa bumi (Mekanisme)

b. Hyposenter

c. Jarak dan medium yang dilalui gelombang gempa bumi

d. Faktor perbesaran getaran tanah oleh lapisan tanah setempat

e. Orientasi bangunan

f.  Resonansi antara tanah dan bangunan

g. Durasi gelombang seismik dan

h. Konstruksi dan material bangunan

Seperti faktor koefisien respon gempa menetapkan besarnya gaya gempa horizontal

dan vertikal yang bekerja pada suatu struktur.

seperti pada gambar ( 1.4):

Gambar 1.4. pengaruh gaya gempa horizontal dan gaya vertical pada

struktur

1.2. Pembagian Gempa Bumi

Berdasarkan letak sumber gempa, gempa bumi dibagi menjadi 2, yaitu :

1. Gempa bumi Tektonik

Gempa bumi tektonik disebabkan oleh pelepasan tenaga yang dihasilkan

akibat adanya pergerakan pelat lithosfera (tebal ± 80 km) di atas lapisan magma,

dimana pelat tersebut saling bertabrakan (subduction) dan/atau berpisah

(spreading). Pergerakan pelat tersebut terjadi karena adanya akumulasi energi

potensial, sehingga mengakibatkan pelat tersebut retak dan bergerak dan

selanjutnya energi potensial tersebut berubah menjadi energi kinetik, dimana

pelepasan energi kinetik tersebut terjadi secara tiba-tiba, sehingga akan

mengakibatkan gempa bumi.

2. Gempa Bumi Gunung Berapi/Vulkanik

Gempa bumi gunung berapi berlaku berdekatan dengan gunung berapi tetapi

mempunyai cara keretakan memanjang yang sama dengan gempa bumi tektonik.

Gempa bumi gunung berapi disebabkan oleh pergerakan magma ke atas dalam

gunung berapi, di mana geseran pada batu-batuan menghasilkan gempa bumi.

Semasa magma bergerak ke permukaan gunung berapi, maka magma akan

bergerak terus dan memecahkan batu-batuan. Gempa bumi gunung berapi

biasanya terjadi pada daerah/wilayah yang berdekatan gunung berapi, seperti

Pergunungan Cascade di barat Laut Pasifik, Jepang, Tanah Tinggi Ice Land dan

Titik Merah gunung berapi seperti Hawaii

Untuk menambah pengetahuan maka sedikit banyak akan di bahas tentang akibat

gempa terhadap kejadian lain yang timbul seperti Tsunami, berikut pembahasannya :

1.3. Tsunami

Istilah tsunami berasal dari bahasa Jepang, yaitu Tsu artinya pelabuhan dan

Nami artinya gelombang laut. Pada awalnya tsunami berarti gelombang laut yang

menghantam pelabuhan, namun menjadi bagian bahasa dunia, setelah gempa besar 15

Juni 1896, yang menimbulkan tsunami besar melanda kota pelabuhan Sanriku,

Jepang dan menewaskan 22.000 orang serta merusak pantai timur Honshu sepanjang

280 km.

Tsunami adalah gelombang laut yang disebabkan oleh gempa bumi, tanah

longsor atau letusan gunung berapi yang terjadi di laut. Gelombang tsunami bergerak

dengan kecepatan ratusan kilometer per jam di lautan dalam dan dapat melanda

daratan dengan ketinggian gelombang mencapai 30 m atau lebih.

Magnitudo Tsunami yang terjadi di Indonesia berkisar antara 1,5 - 4,5 skala Imamura,

dengan tinggi gelombang Tsunami maksimum yang mencapai pantai berkisar antara

4 - 24 meter dan jangkauan gelombang ke daratan berkisar antara 50 sampai 200

meter dari garis pantai.

Gempa yang menimbulkan tsunami sebagian besar berupa gempa yang

mempunyai mekanisme fokus dengan komponen dip-slip, yang terbanyak adalah tipe

thrust (Flores, 1992) dan sebagian kecil tipe normal (Sumba, 1977). Gempa dengan

mekanisme fokus strike slip kecil sekali kemungkinan untuk menimbulkan tsunami.

1.3.1. Tsunami akibat gempa bumi

Tidak semua gempabumi mengakibatkan terbentuknya tsunami. Berikut

merupakan faktor-faktor terjadinya tsunami akibat gempabumi, yaitu :

- Gempa besar dengan kekuatan > 6.3 SR

- Lokasi pusat gempa di laut

- Kedalaman dangkal < 40 km

- Terjadi deformasi vertikal di dasar laut

Gambar 1.5. Proses terjadinya tsunami akibat besar kecilnya gempa bumi.

Pada tanggal 26 Desember 2004, gempa bumi dengan kekuatan 9 Skala

Richter di kedalaman 30 km dasar laut sebelah barat daya Aceh dan membangkitkan

gelombang tsunami dengan kecepatan awal sekitar 700 km/jam. Gelombang ini

menjalar ke segala arah dari pusat tsunami samapi menyapu wilayah Aceh dan

Sumatera Utara dengan kecepatan antara 15 - 40 km/jam dengan tinggi gelombang 2 -

48 meter. Korban jiwa mencapai 250.000 orang lebih. Dalam 3 jam setelah

gempabumi, negara-negara di kawasan Samudera Hindia juga terkena tsunami.

Gambar 1.6. Proses terjadinya tsunami akibat patahan di dasar laut

1.3.2. Tsunami akibat letusan gunung api

Tahun 1883, letusan Gunung Krakatau di Indonesia mengakibatkan tsunami

yang dahsyat. Ketika gelombangnya menyapu pantai Lampung dan Banten, kira-kira

5000 kapal hancur dan menenggelamkan banyak pulau kecil. Gelombang setinggi 12

lantai gedung ini (± 40 m), menghancurkan hampir 300 perkampungan dan

menewaskan lebih dari 36000 orang.

1.3.3. Tsunami akibat tanah longsor

Sekitar 81 juta ton es dan batuan jatuh ke Teluk Lituya di Alaska tahun 1958.

Longsoran ini terjadi karena guncangan gempabumi sebelumnya. Gelombang tsunami

yang terbentuk akibat longsoran ini menjalar cepat sepanjang teluk. Tinggi

gelombangnya mencapai 350-500 m saat melanda lereng-lereng gunung dan menyapu

pepohonan dan semak belukar.

Gambar 1.7. Proses terjadinya tsunami akibat tanah longsor di laut

Adapun tanda-tanda akan datangnya tsunami di daerah pinggir pantai adalah :

1. Air laut yang surut secara tiba-tiba.

2. Bau asin yang sangat menyengat.

3. Dari kejauhan tampak gelombang putih dan suara gemuruh yang sangat keras.

1.3.4. Potensi Tsunami di Indonesia

Indonesia merupakan negara yang rawan terhadap tsunami, terutama

kepulauan yang berhadapan langsung dengan pertemuan lempeng, antara lain Barat

Sumatera, Selatan Jawa, Nusa Tenggara, Utara Papua, Sulawesi dan Maluku, serta

Timur Kalimantan.

Gambar 1.8. Sumber Bahaya Gempa di Indonesia

Tsunami di Indonesia pada umumnya adalah tsunami lokal, dimana waktu antara

terjadinya gempabumi dan datangnya gelombang tsunami antara 20 s/d 30 menit.

1.4. Gempa bumi besar pada abad ke-20

Tanggal KawasanKekuatan

(Scala Richter)

Ulasan

13 Sep 2007 Sei-Penuh Jambi 7.7Gempa bumi tektonik, ratusan rumah penduduk rusak ringan sampai berat & 4 orang tewas

12 Sep 2007 Bengkulu 7.9Gempa bumi tektonik, 13 orang tewas & sempat terjadi tsunami kecil

27 Mei 2006 Yogyakarta 6.2Gempa bumi tektonik selama 57 saat yang meragut lebih dari 6500 nyawa.

26 Des 2004 Aceh 8.9Disertai oleh tsunami & merupakan gempa bumi yang paling kuat dalam dekade itu.

26 Des 2003Bam (Iran), barat

daya Iran6.5 Lebih dari 41.000 orang mati

21 Mei 2002 utara Afghanistan 5.8 Lebih dari 1,000 orang mati.

26 Jan 2001 India 7.9

Menyebabkan sekurang-kurangnya 2,500 maut biarpun ada meletakkan angka korban seramai 13,000 orang

21 Sep 1999 Taiwan 7.6 Merenggut ± 2.000 nyawa17 Agust

1999barat Turki 7.4 Merenggut 17000 nyawa

25 Jan 1999 barat Colombia 6.0 Merenggut 1.171 nyawa

30 Mei 1998utara Afghanistan

dan Tajikistan6.9 Merenggut 5.000 nyawa

17 Jan 1995 Kobe, Jepun 7.2 Merenggut 6.000 nyawa30 Sep 1993 Latur, India 6.0 Merenggut 1.000 nyawa21 Jun 1990 barat laut Iran 7.3 Merenggut 50.000 nyawa

17 Des 1988barat laut Armenia

6.9 Merenggut 25.000 nyawa

19 Sep 1985 Mexico Tengah 8.1 Merenggut lebih 9.500 nyawa16 Sep 1978 timur laut Iran 7.7 Merenggut 25.000 nyawa28 Jul 1976 Tangshan, China 7.8 Merenggut 240.000 nyawa4 Feb 1976 Guatemala 7.5 Merenggut 22.778 nyawa

29 Feb 1960

barat daya pesisiran pantai

Atlantik di Maghribi

5.7Merenggut 12,000 nyawa dan memusnahkan keseluruhan bandar Agadir

26 Dis 1939Wilayah

Erzincan, Turki7.9 Merenggut 33.000 nyawa

24 Jan 1939 Chillan, Chile 8.3 Merenggut 28.000 nyawa31 Mei 1935 Quetta, India 7.5 Merenggut 50.000 nyawa1 Sep 1923 Yokohama, Jepun 8.3 Merenggut 140.000 nyawa

1.5. Gambar kerusakan – kerusakan yang timbul akibat gempa dan terjangan

gelombang tsunami

Lok Nga

Lam Paseh

Lam Pulo

BAB II

PENGARUH GEMPA BUMI TERHADAP JALAN RAYA

2.1. Pembahasan

Jalan merupakan unsur penting dalam transportasi darat, dalam pembangunan

sebuah jalan, pembangunan tersebut haruslah dapat menciptakan suasana yang

aman,nyaman dan lancar terutama bagi pemakai jalan tersebut. Menurut

UndangUndang Republik Indonesia nomor 38 tahun 2004, jalan adalah suatu

prasarana hubungan darat dalam bentuk apapun meliputi segala bagian jalan yang

meliputi bangunan pelengkap jalan yang diperuntukkan di lalu lintas. Untuk

mendukung itu, perlu adanya jalan akses yang baik yang menghubungkan antara

daerah yang satu dengan daerah yang lain.

Namun, pada tahun-tahun terakhir. Intensitas gempa yang terjadi, terutama di

indonesia semakin meningkat, dengan peningkatan intensitas gempa tersebut, maka

akan semakin banyak juga kerusakan-kerusakan jalan yang akan terjadi.

Seperti pada gambar (2.1):

Gambar 2.1. aplikasi gempa pada badan jalan

Provinsi Aceh memiliki sangat banyak prasarana jalan di pesisir selatan.

ditambah lagi, Provinsi Aceh termasuk kedalam wilayah gempa yang memiliki zona

gempa yang cukup tinggi. Terutama di pesisir selatannya karena sangat berdekatan

dengan pertemuan 2 lempeng sehingga sangat memungkinkan intensitas gempa yang

cenderung meningkat pada tahun-tahun terakhir

Mengingat akses jalan di pesisir Aceh dan wilayah tengah sangat banyak,

maka akan sangat mungkin terjadi kerusakan-kerusakan jalan akibat gaya-gaya

gempa yang timbul.

seperti pada gambar (2.2):

Gambar 2.2. kerusakan badan jalan pada ruas jalan provinsi Aceh Tengah

Hal ini akan sangat menggangu lalu lintas jalan-jalan tersebut. Selain itu juga,

kerusakan jalan tersebut akan sangat membahayakan bagi pengendara kendaraan.

Bila tanah mengalami beban gempa, parameter tanah yang menjadi dasar

perencanaan pondasi nilainya akan berubah dan menyebabkan rendahnya daya

dukung tanah.

Dengan daya dukung yang rendah, tanah dapat mengalami keruntuhan yang

terjadi pada saat gempa sudah selesai bukannya pada saat gempa berlangsung.

Keruntuhan ini dapat mengakibatkan menurunnya kestabilan pondasi pada jalan.

Selain menurunnya daya dukung tanah akibat pengaruh gempa, gaya-gaya gempa

tersebut juga dapat menyebabkan terjadinya penurunan tanah yang mendadak yang

dapat merusak perkerasan jalan yang sudah ada.

Hal ini harus menjadi perhatian khusus, mengingat selama ini dalam

perencanaan jalan, belum adanya studi analisa tentang pengaruh gaya-gaya gempa

pada kekuatan maupun kestabilan pada timbunan badan jalan.

Mengingat belum adanya analisa tentang pengaruh gaya-gaya gempa pada

kekuatan maupun kestabilan pada timbunan badan jalan, untuk itu harus diadakan

analisa tersebut dengan uji simulasi yang diharapkan akan dapat memberikan

gambaran yang lebih jelas tentang pengaruh-pengaruh gaya-gaya gempa terhadap

kekuatan maupun kestabilan pada timbunan badan jalan sehingga timbunan

badan jalan akan lebih kuat dan stabil baik pada daya dukungnya maupun pada

terhadap penurunan yang akan disebabkan oleh gaya-gaya gempa yang akan timbul.

BAB III

PENGARUH GEMPA PADA DINDING PENAHAN TANAH

3.1 Pengaruh Gempa Pada Dinding Penahan Tanah

Dinding penahan tanah adalah suatu konstruksi yang berfungsi untuk menahan

tanah lepas atau alami dan mencegah keruntuhan tanah yang miring atau lereng yang

kemantapannya tidak dapat dijamin oleh lereng tanah itu sendiri seperti pada gambar

di bawah ini :

Gambar 3.1. dinding penahan tanah dari batu kali dan beton bertulan

Untuk nya saja pada dinding penahan tanah memiliki beban yang komplek

seperti dorongan secara aktif pada struktur dinding sehingga struktur akan cenderung

terguling atau tergeser dan apabila pada saat tersebut di tambah dengan adanya

gempa maka beban yang di pikul dinding akan sangat besar dan dapat merusak di saat

itu juga seperti pada gambar di bawah ini :.

Gambar 3.2 keruntuhan akibat gempa bumi dan pengaruh geser

Penyebab terjadinya keruntuhan tanah dapat ditinjau dari peristiwa san faktor

keamanan. Salah satu peristiwa alam yang menyebabkan terjadinya keruntuhan tanah

adalah gempa bumi. Kerusakan pada dinding penahan tanah maupun kerusakan pada

struktur tanah adalah seperti menurunnya daya dukung tanah di bawah pondasi yang

diakibatkan oleh getaran gempa yang merambat sehingga dinding penahan tanah

mengalami keruntuhan seperti pada gambar di atas. Besarnya frekuensi gempa sangat

berpengaruh terhadap stabilitas dinding penahan tanah, semakin besar frekuensi yang

diberikan maka dinding penahan tanah semakin tidak stabil terhadap geser dan

guling.

Contoh Soal :

Diketahui suatu  struktur dinding penahan dan batu kali ( gravity wall ) dengan

pembebanan dan profil lapisan tanah seperti pada gambar di bawah ini sebagai salah

satu solusi untu keadaan sebenarnya di lapangan di bawah ini.

KETENTUAN :

H1        = 3,00 m          B1        = 2,50 m                      Tanah I ( urug )           Tanah II ( asli)

H2        = 4,00 m          B2        = 0,50 m                      c1         = 0 kN/m           c2         = 10 kN/mH3        = 1,50 m          B3        = 0,50 m                      Ø1        = 30º                    Ø2        = 30ºH4        = 3,00 m          B4        = 1,50 m                      γ1         = 20 kN/m3       γ2         = 18 kN/m3q          = 10 kN/m2

DIMINTA :

1. Analisis konstruksi tersebut terhadap :

2. Stabilitas Geser

3. Stabilitas Guling, dan

4. Stabilitas daya dukung tanah

5. Gambarkan konstruksi tersebut ( skala 1 : 50 ) beserta sistem drainase pada

dinding.

PENYELESAIAN :

Berat Dinding Penahan Tanah dan Beton di atasnya

Bidang 1

Diambil berat jenis beton = 25 kN/m3

W1     = ½ . a . t . γ

= ½ . 0,50 . 7,00 . 25

= 43,75 kN/m

Bidang 2

Diambil berat jenis beton = 25 kN/m3

W2     = p . l . γ

= 7,00 . 0,50 . 25

= 87,5 kN/m

Bidang 3

Diambil berat jenis beton = 25 kN/m3

W3     = p . l . γ

= 5,00 . 1,50 . 25

= 187,5 kN/m

Bidang 4

W4     = p . l . γ

= 3,00 . 2,50 . 20

= 150 kN/m

Bidang 5

W5     = p . l . ( γ1 – γw )

= 4,00 . 2,50 . ( 20 – 10 )

= 100 kN/m

Beban Akibat Beban Merata

W      = q . L

= 10 kN/m2 x 2,50 m

= 25 KN/m

Jarak Beban Terhadap Ujung Dinding Penahan ( di titik O )

x1         = ( ⅔ . 0,50 ) + 1,50 = 1,833 m

x2       = ( ½ . 0,50 ) + 0,50 + 1,50 = 2,25 m

x3         = ( ½ . 5,00 )                                      = 2,50 m

x4       = ( ½ . 2,50 ) + 0,50 + 0,50 + 1,50      = 3,75 m

x5       = ( ½ . 2,50 ) + 0,50 + 0,50 + 1,50      = 3,75 m

x         = ( ½ . 2,50 ) + 0,50 + 0,50 + 1,50      = 3,75 m

Momen Terhadap Ujung Dinding Penahan ( Titik O )

M1     = W1 . x1

= 43,75 . 1,833

= 80,19375 kN

M2     = W2 . x2

= 87,5 . 2,25

= 196,875 kN

M3     = W3 . x3

= 187,5 . 2,50

= 468,75 kN

M4     = W4 . x4

= 150 . 3,75

= 562,5 kN

M5     = W5 . x5

= 100 . 3,75

= 375 kN

M6     = W6 . x6

= 25 . 3,75

= 93,75 kN

Tabel 1.1 Hasil Perhitungan Momen Akibat Gaya Vertikal

Koefisien Tekanan Aktif ( Ka )

ka=1−sin∅1+sin∅ =

1−sin 301+sin 30

=13

Koefisien Tekanan Tanah Pasif ( Kp )

Kp= 1Ka

= 11 /3

=3

Tekanan Tanah Aktif ( Pa )

Pa1     = Ka . q . H

= ⅓ . 10 8,50

= 28,333 kN

Pa2     = Ka . γ1 . H1 . ( H2 + H3 )

= ⅓ . 20 . 3,00 . ( 4,00 + 1,50 )

= 120 kN

Pa3     = ½ . Ka . γ’ . ( H2 + H3 )2

= ½ . ⅓ . ( 20 – 10 ) . ( 4,00 + 1,50 )2

= 50,4167 kN

Pa4     = ½ . γw . ( H2 + H3 )2

= ½ . 10 . ( 4,00 + 1,50 )2

= 151,25 kN

Pa5     = ½ . Ka . γ1 . ( H1 )2

= ½ . ⅓ . 20 . ( 3,00 )2

= 30 kN

Σ Pa     = Pa1 + Pa2 + Pa3 + Pa4 + Pa5

= 28,333 + 120 + 50,4167 + 151,25 + 30

= 379,9997 kN

Tekanan Tanah Pasif ( Pp )

Pp        = ½ . Kp . γ . ( H4 )2

= ½ . 3. 20 . ( 3,00 )2

= 270 kN

Jarak  l  Lengan Terhadap Titik  O

l1          = ½ . H = ½ . 8,50                                  = 4,25 m

l2          = ½ . ( H2 + H3 )          = ½ . 4,00 . 1,50                         = 3,00 m

l3       = ⅓ . (H2 + H3 ) = ⅓ . 4,00 . 1,50                         = 2,00 m

l4       = ⅓ . (H2 + H3 ) = ⅓ . 4,00 . 1,50                         = 2,00 m

l5       = ( ⅓ . H1 ) + H2 + H3  = ( ⅓ . 3,00 ) + 4,00 + 1,50 = 6,50 m

l6       = ⅓ . H4                           = ⅓ . 3,00                                   = 1,00 m

Tabel 1.2 Gaya – Gaya Horizontal & Perhitungan Momen

Tabel 1.3 Gaya Horizontal Akibat Tekanan Pasif

Jumlah Gaya – Gaya Horizontal

Σ Ph    = Σ Pa – Σ Pp

= 379,9997 – 270,0

= 109,9997 kN

Momen yang Mengakibatkan Penggulingan

Σ Mg   = Σ Ma – Σ Mp

= 1078,749 – 270,0

= 808,749 kN

Menghitung Stabilitas Terhadap Penggeseran

Tahanan geser pada dinding sepanjang B = 5,00 m, dihitung dengan menganggap

dasar dinding sangat kasar. Sehingga sudut geser δb = ϕ2 dan adhesi cd = c2.

Untuk tanah c – ϕ ( ϕ > 0 , dan c > 0 )

Σ Rh = cd . B + W tan δb

Dengan                 Σ Rh    = tahanan dinding penahan tanah terhadap penggeseran

cd        = adhesi antara tanah dan dasar dinding

B         = lebar pondasi ( m )

W        = berat total dinding penahan dan tanah diatas plat pondasi

δb       = sudut geser antara tanah dan dasar pondasi

Σ Rh    = cd . B + W tan δb

= ( 10 kN/m . 5,00 m ) + 593,75 kN/m . tan 30º

= 50 kN/m + 342,8017 kN/m

= 392,8017 kN/m

= 3,5709 ≥ 1,5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ( dimensi tidak perlu diperbesar )

Dimana :

Fgs      = faktor aman terhadap penggeseran

Σ Ph    = jumlah gaya – gaya horizontal

Menghitung Stabilitas Terhadap Penggulingan

Tekanan tanah lateral yang diakibatkan oleh tanah dibelakang dinding penahan,

cenderung menggulingkan dinding, dengan pusat rotasi terletak pada ujung kaki

depan dinding penahan tanah.

Fgs=Ʃ MwƩ Ma

≥1,5

Fgs=1777,0691078,749

≥1,5

= 1,647 ≥ 1,5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ( dimensi tidak perlu diperbesar )

Dimana :          Fgl       = Faktor aman terhadap penggulingan

Σ Mw  = Jumlah momen yang melawan penggulingan

Σ Ma   = Jumlah momen yang menyebabkan penggulingan

Karena faktor aman konstruksi dinding penahan tanah terhadap geser dan guling lebih

dari 1,5

( ≥ 1,5 ), maka dimensi konstruksi  sudah aman dan tidak perlu diperbesar.

Stabilitas Terhadap Keruntuhan Kapasitas Daya Dukung Tanah

Dalam hal ini akan digunakan persamaan Hansen pada perhitungan, dengan

menganggap pondasi terletak di permukaan.

Eksentrisitas ( e )

Lebar Efektif ( B’ )   = B – 2e

= 5,00 – ( 2 x 1,324 ) m

= 2,352 m

A’        = B’ x 1

= 2,352 x 1

= 2,352 m2

Gaya – Gaya yang ada pada dinding

Gaya horizontal           = 1078,749 kN/m

Gaya vertikal               = 593,75 kN/m

Faktor Kemiringan Beban

= 0,707

Berdasarkan tabel : ( untuk ϕ = 30º )

Nc       = 30,14

Nq       = 18,40

Nγ       = 15,07

= 0,690

= 0,718

Kapasitas Dukung Ultimit untuk Pondasi di permukaan menurut Hansen :

Df        = 0

dc        = dq     = dγ

Sc        = Sq     = Sγ

Didapat :

qu        = iq . C . Nc + iy . 0,5 . B’ . γ2 . Nγ

= 0,707 . 10 . 30,14 + 0,718 . 0,5 . 2,352 . 18 . 15,07

= 213,0898 + 229,043

= 442,1328 kN/m2

Bila dihitung berdasarkan lebar pondasi efektif, yaitu tekanan pondasi ke tanah dasar

terbagi rata secara sama, maka

Faktor aman terhadap keruntuhan kapasitas daya dukung tanah :

Atau dapat pula dihitung dengan kapasitas berdasar distribusi tekanan kontak antara

tanah dasar pondasi dianggap linear.

BAB IV

EFEK GEMPA PAD APILAR JEMBATAN

4.1 Efek Gempa Pada Pilar Jembatan

Mengenai respon struktur jembatan terhadap beban dinamis diperlukan untuk

mengetahui sejauh mana respon struktur terhadap gempa. Mengingat bagian yang

paling terpengaruh pada saat terjadi gempa adalah pada bagian pilar jembatan yang

secara langsung dihubungkan oleh pondasi ke tanah yang berakibat runtuhnya pilar

tersebut seperti pada gambar di bawah .

Gambar 4.1 efek dari runtuhnya pilar jembatan

Terlepas dari akibat yang timbul dari runtuh nya pilar suatu jembatan maka

respon dinamis pilar jembatan terhadap beban gempa dilakukan dengan meninjau

berdasarkan arah potongan melintang jembatan dan arah memanjang jembatan.

Peninjauan berdasarkan arah melintang menghasilkan model struktur portal tiga

tingkat, metode analisis yang digunakan adalah untuk (multi degree of freedom).

Peninjauan berdasarkan arah memanjang  menghasilkan model (free standing

structure), metode analisis yang digunakan adalah metode untuk (single degree of

freedom) yang tergeneralisasi. Spektrum respon gempa yang digunakan adalah

spektrum respon Gempa El Centro (Mei, 1940), Gempa Taft (Juli, 1952) dan Gempa

San Fernando (Pebruari, 1971).

Peninjauan pilar jembatan berdasarkan arah melintang menunjukkan bahwa

simpangan maksimum total akibat Gempa El Centro (Mei, 1940) adalah

sebesar14,579 cm, sedangkan akibat Gempa Taft (Juli, 1952) adalah sebesar 8,0199

cm dan akibat Gempa San Fernando (Pebruari, 1971) sebesar 26,864 cm.

Peninjauan pilar jembatan berdasarkan arah melintang menunjukkan bahwa

simpangan maksimum akibat Gempa El centro (Mei, 1940) adalah sebesar 0,001085

m (0,1085 cm). Sedangkan simpangan maksimum akibat Taft (Juli, 1952) adalah

sebesar 0,000434 m (0,0434 cm) dan simpangan maksimum akibat Gempa San

Fernando (Pebruari, 1971) adalah sebesar 0,000398 m (0,0398 cm).

Simpangan maksimum akibat gempa yang terjadi pada pilar jembatan

Karangkates dalam arah memanjang lebih besar daripada simpangan maksimum yang

terjadi dalam arah melintang jembatan. Hal ini terjadi karena pada peninjauan pilar

jembatan dalam arah memanjang dalam analisis ini asumsi yang digunakan adalah

pilar tersebut ditumpu secara jepit di bagian bawah dan ditumpu secara sendi di

bagian atas.

Asumsi lain berkaitan dengan jenis tumpuan pilar jembatan dalam arah memanjang

sebagai ditumpu jepit pada bagian bawah dan bebas pada bagian atas juga perlu

dilakukan untuk mengantisipasi kemungkinan struktur bagian atas jembatan tidak

dapat menahan gerakan pilar jembatan akibat gempa.

Suatu analisis dinamis yang lebih kompleks berkaitan dengan respon dinamis

pilar Jembatan Karangkates ini sangat diperlukan. Dengan demikian data rekaman

spektrum respon gempa yang lebih lengkap terutama untuk gempa yang terjadi di

Indonesia sangat diperlukan.