Analisis Dinamik Struktur dan Teknik Gempa

http://civilengstudent.blogspot.co.id/2016/06/dynamic-analysis-of-building-using-ibc.html

Pertemuan ke-8

Regional Asia

http://smartgeografi.blogspot.co.id/2015/12/tektonik-lempeng.html

USGS

? Apakah bangunan boleh retak ?

Apakah bangunan boleh rusak ?

Apakah bangunan boleh mengalami deformasi yang besar?

Apakah bangunan boleh roboh ?

Apakah kerusakan akibat gempa pada bangunan harus dapat

diperbaiki?

Earthquake Design Philosophy (1)

Pada gempa kecil (light earthquake) yang sering terjadi, maka

struktur bangunan harus berfungsi dengan baik dan tidak rusak

Kerusakan kecil yang masih dapat ditoleransi pada elemen

non-struktur masih diperbolehkan

Earthquake Design Philosophy (2)

Pada gempa menengah (moderate earthquake) yang relatif

jarang terjadi, maka struktur utama bangunan boleh

rusak/retak ringan tetapi masih dapat/ekonomis untuk

diperbaiki.

Elemen non-struktur boleh rusak, tetapi masih dapat diganti

dengan yang baru

Earthquake Design Philosophy (3)

Pada gempa kuat (strong earthquake) yang jarang terjadi,

maka struktur utama bangunan boleh rusak tetapi tidak boleh

runtuh total (total failure).

Elemen struktur boleh rusak berat meskipun tidak dapat/tidak

ekonomis untuk diperbaiki

Elemen struktur

Struktur Fondasi

Struktur Balok

Struktur Kolom

Struktur Plat lantai

Struktur atap

Elemen non-struktur

Dinding / tembok

Partisi ruangan

Ceiling / plafon

Penutup lantai (keramik dsb)

Fasad

Parapet

Sun screen

Sumber : Sengara et al, The West Sumatra Earthquake, Padang Region Damage Survey 2010

Boleh ?

Sumber : Sengara et al, The West Sumatra Earthquake, Padang Region Damage Survey 2010

Boleh ?

(Sumber : EERI Special Earthquake Report — August 2006)

Boleh ?

11

Boleh ?

12Boleh ?

(Sumber : JSCE, Reconnaisance Report On The Pariaman-padang Earthquake 2009 )

Boleh ?

(Sumber : EERI Special Earthquake Report — August 2006)

Boleh ?

Konsep bangunan tahan gempa

1. Strong column weak beam

2. Bentuk / denah horizontal dan vertikal bangunan

3. Distribusi massa dan kekakuan bangunan

4. Penggunaan jenis struktur

5. Penggunaan material

6. Detailing struktur

1. Strong Column Weak Beam

Strong column weak beam (kolom kuat, balok lemah) merupakan metode desain

yang memungkinkan struktur berperilaku daktail / fleksibel ketika mengalami beban

gempa. (SPRMK, SPRMM, SPRMB)

Respon yang diharapkan adalah terjadi sendi plastis pada balok, sehingga kerusakan

geser pada kolom dapat dihindarkan

1. Strong Column Weak Beam

Strong column weak beam (kolom kuat, balok lemah) merupakan metode desain

yang memungkinkan struktur berperilaku daktail / fleksibel ketika mengalami beban

gempa. (SPRMK, SPRMM, SPRMB)

Respon yang diharapkan adalah terjadi sendi plastis pada balok, sehingga kerusakan

geser pada kolom dapat dihindarkan

2. Bentuk / denah horizontal & vertikal bangunan

o Bangunan beraturan (reguler) adalah bangunan berupa satu massa

dengan denah sederhana dan simetri pada 2 arah

o Bangunan tidak beraturan (irreguler) adalah bangunan berupa satu

massa dengan denah tidak sederhana meskipun simetris pada 1 atau 2

arah

o Ketidakberaturan bentuk ditinjau baik pada arah horizontal (denah) dan

vertikal (arah tinggi bangunan)

beraturan Tidak beraturan

Ketidakberaturan bentuk horizontal (denah)

beraturan Tidak beraturan

Ketidakberaturan bentuk vertikal (arah tinggi bangunan)

Ketidakberaturan bentuk

beraturan

Tidak beraturan

Ketidakberaturan bentuk

Memberikan dilatasi untuk memisahkan bangunan menjadi

beberapa massa

Mengatasi Ketidakberaturan Bentuk

dilatasi

3. Distribusi massa, kekakuan

Sebaiknya massa dan kekakuan didistribusikan pada setiap lantai secara merata

4. Pendetailan elemen struktur dan non struktur

Pendetailan elemen non struktur

5. Penggunaan material yang ringan

6. Penggunaan jenis struktur

Secara umum, jenis sistem struktur untuk menahan gaya lateral

akibat gempa terbagi menjadi :

Momen resisting frame (rangka pemikul momen)

Braced frame (rangka dengan bresing)

Shearwall frame (rangka dengan dinding geser)

Kombinasi

Beban gempa, bekerja pada arah lateral bangunan. (bekerja dari sisi

samping bangunan).

Struktur, harus mampu menahan deformasi akibat beban lateral tersebut

Momen resisting frame

braced frame

Shearwall frame

Metode pemodelan struktur

Metode pemodelan struktur ada 2 jenis :

1. Analisis statis (2D / 3D) terhadap beban gravitasi untuk bangunan

gedung dengan konfigurasi struktur beraturan, dan tinggi bangunan

gedung kurang dari 40 m

2. Analisis dinamik (3D) untuk bangunan gedung dengan konfigurasi

struktur tidak beraturan, dan tinggi bangunan gedung 40 m atau lebih

Metode analisis beban gempa

Terdapat 3 metode analisis beban gempa antara lain :

1. Analisis Statik Ekivalen statis

2. Analisis respon riwayat waktu (time history) dinamik

3. Analisis respon spektra (response spectrum) dinamik

Statik Ekivalen

Menyederhanakan beban gempa menjadi beban horizontal pada

model struktur

Hanya untuk bangunan

dengan denah

beraturan

Time history

Struktur diberikan beban dari rekaman gempa tertentu, kemudian

dikalikan dengan faktor koreksi

Time history

Respon spektrum

Respon spektrum

bersambung