Perencanaan Gedung Tahan Gempa dengan ETABS

Bismillahirrahmanirrahiim

Assalamu’alaikum wr. wb

Alhamdulillah puji syukur kita panjatkan kepada ALLAH swt yang telah memberikan kesempatan kita untuk bersilaturahmi melalui tulisan ini. Solawat dan salam semoga selalu dicurahkan kepada junjungan kita yaitu Nabi Muhammad saw., keluarga , sahabat juga para pengikutnya hingga akhir zaman.

Salam kenal untuk semuanya, tak kenal maka tak sayang. Nama saya Wahyu Septiadi. Saya mahasiswa teknik sipil tingkat akhir Universitas Gunadarma. Saya senang diberi ide oleh ALLAH untuk bisa menulis di blog ini. Untuk posting pertama ini saya akan membahas bagaimana cara merencanakan gedung tahan gempa dengan ETABS. Mungkin tulisan ini kurang bermanfaat bagi para ahli teknik sipil yang sudah berpengalaman, tapi semoga sedikit ilmu dari tulisan ini dapat bermanfaat bagi teman-teman yang baru atau sedang mengenal jurusan teknik sipil di universitas masing-masing. Namun, selain untuk share ilmu yang telah saya dapat, saya pun akan sangat senang jika ada para senior Sipil yang memberikan saran dan ilmu baru bagi saya. Karena saran dari para senior dan rekanr-rekan sekalian memberikan manfaat yang besar bagi saya, maupun orang lain yang membacanya.

Agar tidak membosankan mari kita mulai saja ya, hehehehe

Latar Belakang

Wilayah Indonesia adalah wilayah dengan puluhan ribu pulau yang mana Indonesia juga terletak pada wilayah yang rawan gempa. Hal ini dibuktikan dengan banyaknya bencana alam yang di akibatkan oleh gempa seperti, gempa dan tsunami Aceh, gempa di Nias, Gempa di daerah selatan Jawa Barat, dll.

Daerah yang rawan gempa, membuat warga sedikit ketakutan jika harus tinggal di suatu daerah yang rawan gempa. Namun, dengan berkembangnya ilmu pengetahuan, para ahli telah memberikan ilmu mereka mengenai perencanaan gedung tahan gempa. Ilmu ini diperlajari oleh para civil engineer di Indonesia. Oleh karena itu, untuk para mahasiswa harus tahu bagaimana cara merencanakan gedung tahan gempa,

Image

Gambar 1. Kerusakan Gedung Akibat Gempa

Dalam merencanakan gedung tahan gempa, yang harus dikuasai oleh mahasiswa teknik sipil adalah bagaimana cara merrekayasa struktur gedung yang akan direncanakan yang disebut mekanika teknik. Jika mahasiswa sudah memahami Mekanika Teknik 1 s.d 4, Insya ALLAH untuk mempelajari perencanaan Gedung tahan Gempa pasti mudah. Aamiin

Perencanaan Gedung

Dalam perencanaan gedung di Indonesia di atur oleh Standar Nasional Indonesia. Oleh karena itu, dalam perencanaan kita harus berpacu pada standar tersebut. Dalam perencanaan gedung tahan gempa khusus biasanya ada 3 SNI yang kita gunakan.

  1. SNI 03-1726-2002-STANDAR PERENCANAAN KETAHANAN GEMPA
  2. SNI-03-2847-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung
  3. PPIUG 1983 untuk Peraturan Pembebanan

Ada beberapa tahap dalam perencanaan gedung tahan gempa, tahap tersebut antara lain:

  1. Perencanaan Awal atau Preliminary Design
  2. Analisis Gempa
  3. Perencanaan Elemen Struktur dan Pendetailan
  4. Membuat Gambar Perencanaan atau Asplan Drawing

Namun, pada kesempatan kali ini, saya hanya akan membahas pada point 1 dan 2. Berikut penuturannya.

Data Perencanaan

Data perencanaan merupakan hal yang penting untuk dapat merencanakan suatu struktur bangunan. Data perencanaan ini bisa diperoleh dari Uji laboratorium, standar mutu bahan maupun lain-lainnya. Untuk data perencanaan dan prelimary design dapat klik download.

Setelah data perencanaan dan perencanaan awal sudah di download. makan selanjutnya adalah perencanaan gedung terhadap perkiraan gaya gempa yang akan terjadi. Untuk memahami perencanaan gempa ini, teman-teman sekalian harus mengetahui fungsi dari perencanaan ini terlebih dahulu.

Inti dari perencanaan terhadap gaya gempa adalah menemukan atau memperkirakan kondisi layan dan ulimit pada suatu struktur gedung tahan gempa. Kondisi layan dan ultimit ini adalah berupa batas simpangan horizontal yang mampu dipikul struktur gedung.

Batas Layan ditentukan berdasarkan simpangan antar tingkat akibat gempa rencana dan berfungsi untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan non-struktur dan ketidaknyamanan penghuni. Dalam bahasa gaulnya, batas layan ini dihitung agar ketika terjadi goyangan akibat gempa penghuni masih dalam kondisi nyaman (dalam arti penghuni dapat berjalan untuk melarikan diri). hehehe

Batas Ultimit  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 atau antar bagian struktur gedung yang dipisah dengan sela pemisah (sela dilatasi). Dalam bahasa kerennya batas ultimit yaitu batas simpangan maksimum kemampuan gedung untuk menahan gaya gempa,

Untuk dapat mengetahui keadaan layan maupun ulitimit suatu gedung, kita perlu melalui beberapa tahapan. Tahapan tersebut berupa :

1. Memilih Analisis Gempa yang Akan Digunakan

Berdasarkan SNI 03 – 1726 – 2003 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanaan Gempa untuk Bangunan Gedung (Beta Version), cara analisa struktur akibat beban gempa ada dua, yaitu:

  1. Analisis statik ekivalen untuk gedung beraturan
  2. Analisis respons dinamik untuk gedung tidak beraturan

Untuk perencanaan gedung kali ini, menggunakan analisis statik ekivalen. Secara umum, berat bangunan yang akan menjadi beban gempa dapat dirumuskan sebagai berikut:

Berat total       = Beban Mati + Koefisien Reduksi × Beban Hidup

DL + 0,3LL

Dan berdasarkan SNI 03 – 1726 – 2002, dalam analisis beban gempa berat struktur harus diletakkan pada suatu pusat massa eksentrisitas rencana yang besarnya telah ditetapkan pada Pasal 5.4.3.

2. Mencari Berat Struktur yang Akan Direncanakan

Perhitungan beban gempa yang bekerja pada Lantai 1 sampai lantai 3 yang mana beban yang dihitung adalah Beban Mati (DL) pada tiap lantai tersebut. Beban mati tiap lantai tersebut dihitung seperti pada gambar dibawah ini.

Image

Gambar 2. Perhitungan Berat Perlantai

Beban mati yang dihitung berupa berat balok, kolom, lantai dan berat mati tambahan serta beban hidup yang bekerja. namun dalam penambahan beban hidup perlu dikalikan dengan faktor reduksi beban hidup yang angkanya tergantun pada keuatamaan struktur bangunan. Selain dengan menghitung manual berat struktur, bisa juga dihitung secara otomatis dengan program bantu ETABS. Perhitungan manual mudah saja digunakan jika bentuk bangunan sederhana dan simetris seperti gambar 2. Jika Bentuk struktur cukup rumit dan ditekan oleh owner agar perencana dapat merencanakan dengan cepat maka perhitungan secara otomatis bisa dilakukan dengan program ETABS.

3. Mencari Eksentrisitas Rencana (Ed)

Dalam mencari eksentrisitas rencana perlu diketahui pusat massa dan pusat rotasi dari suatu struktur. Setelah diketahui pusat massa dan pusat rotasi maka kita perlu membandingkan keduanya, jika eksentrisitas yang terjadi melebihi batas yang diijinkan, maka bentuk struktur perlu diganti. Perhitungan eksentrisitas rencana (ed) antara pusat massa dan pusat kekakuan lantai dapat menggunakan rumus berikut ini:

–          Untuk 0 < e ≤ 0,3b

ed         = 1,5e + 0,05b atau ed = e – 0,05b

–          Untuk e > 0,3b

ed         = 1,33e + 0,1b atau ed = 1,17e – 0,1b

4. Perhitungan Waktu Getar Alami

Dalam perhitungan waktu getar alami bangunan terdapat perbedaan di antara rumus yang digunakan dalam SNI 03 – 1726 – 2002 dengan SNI 03 – 1726 – 2003 dan SNI 03 – 1726 – 1991. Dalam perencanaan gedung kali ini rumus untuk menghitung waktu getar alami yang digunakan adalah yang ada pada SNI 03 – 1726 – 2003. Berdasarkan SNI 03 – 1726 – 2002, waktu getar alami fundamental T dari struktur harus dibatasi, bergantung pada koefisien  untuk wilayah gempa tempat struktur gedung berada dan jumlah tingkat n.

dimana koefisien ζ didapat dari tabel dibawah ini:

Tabel 1. Koefisien pembatas waktu getar alami

Wilayah Gempa

 ζ

1

0,20

2

0,19

3

0,18

4

0,17

5

0,16

6

0,15

Sumber : SNI 03 – 1726 – 2002

5. Perhitungan Koefisien Gempa Dasar (C)

Setelah diperoleh waktu getar alami bangunannya dengan menggunakan rumus empiris, maka berdasarkan SNI 03 – 1726 – 2002 Pasal 4.7.6, koefisien gempa dasarnya untuk jenis tanah dan wilayah gempa  didasarkan pada tabel 6

6. Perhitungan Gaya Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa (V)

7. Analisis Waktu Getar Struktur dengan Cara T-Rayleigh

8. Distribusi Akhir Gaya Geser Dasar Horizontal

9. Analisis Kinerja Batas Layan (Δs)

10. Analisis Kinerja Batas Ultimit (Δm)

Untuk point 5, 6, 7, 8, 9 dan 10 bisa langsung dibaca saja di dalam contoh perencanaan gedung tahan gempa yang dapat di download di blog ini.

Untuk dapat memahaminya lebih dalam, rajin-rajin mencari referensi baik dari buku, ebook, dosen, seminar maupun para ahli yang ada didekat kita.

Atas kunjungan teman-teman sekalian saya mengucapkan banyak terimakasih. Semoga berkah untuk kita semua. Aamiin.

Wassalamu’alaikum wr. wb

Iklan

2 pemikiran pada “Perencanaan Gedung Tahan Gempa dengan ETABS

  1. Sangat menarik….

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s