STRUKTUR BETON DAERAH RAWAN GEMPA
Pada perencanaan struktur beton dikenal adanya 2 macam limit states, yakni Ultimit Limit States dan Seviceability Limit States. Dalam perencanaan struktur beban di daerah perencanaan limit states designnya disebut Capacity Design yang
berarti bahwa ragam keruntuhan struktur akibat beban gempa yang besar
ditentukan lebih dahulu dengan elemen-elemen kritisnya dipilih
sedemikian rupa agar mekanisme keruntuhannya dapat memancarkan energi
yang sebesar-besarnya.
Agar elemen-elemen kritis dapat dijamin pembentukannya secara sempurna maka elemen-elemen lainnya harus direncanakan khusus, agar lebih kuat dibandingkan elemen-elemen kritis. Salah satu filsafat yang dikenal dalam perencanaan capacity design disebut kolom kuat balok lemah.
Beban gempa merupakan beban yang sangat tidak dapat diperkirakan baik besarnya maupun arahnya. Besarnya gaya gempa sangat ditentukan oleh perilaku struktur tersebut. Gaya horizontal, gaya vertikal dan momen torsi yang terjadi sangat bergantung pada waktu getar struktur dan eksentrisitasnya antara pusat kekuatan struktur dengan pusat masa struktur.
Dalam filosofi perencanaan struktur beton di daerah gempa dikenal suatu konsep pembebanan 2 tingkat yakni struktur beton selama masa layanannya akan dibebani berkali-kali oleh gempa-gempa yang kecil sampai sedang yang mempunyai waktu ulang 20 – 50 tahun. Struktur beton selama masa layannya mungkin harus dapat menahan beban gempa yang besar yang waktu ulangnya dapat terjadi sekali dalam 200 tahun.
Beban gempa kecil atau sedang adalah beban gempa yang tercantum dalam SKSNI T15 – 1991 – 03, dimana Indonesia dibagi dalam 6 zona. Besarnya beban gempa ini tergantung dari waktu getar struktur beban tersebut.
Besarnya gaya gempa ini dinyatakan dalam : V = C I K Wt
Keterangan :
C = Koefisien gempa dasarV = Beban geser dalam akibat gempa
I = Faktor keutamaan
K = Faktor jenis struktur
Wt = Kombinasi dari beban mati seluruhnya dan beban hidup vertikal
T = Waktu getar alami struktur gedung
Harga C dapat dicari dari diagram respon spectrum dengan mengetahui waktu getar T struktur tersebut.
Respon spektra 20 th untuk tiap zona dibagi faktor f1 dan f2 dengan f2 adalah faktor kelebihan kekuatan struktur statis tak tentu dalam keadan plastis. Sedangkan f1 adalah faktor kelebihan kekuatan struktur akibat kelebihan kekuatan akibat pada penampang beton terutama pada penulangannya.
f1 = 1,5
f2 = 2
Defenisi gempa besar adalah gempa dalam waktu ulang 200 th. Agar struktur beton dapat menahan gempa yang besar ini maka dalam peraturan SKSNI T15-1991-03 Pasal 3.14, disyaratkan agar struktur beton selain mempunyai kekuatan yang cukup dan kekuatan yang cukup juga mempunyai daktilitas yang besar dinyatakan dalam nilai m (daktilitas struktur).
Agar struktur beton tetap direncanakan dengan beban gempa 200 tahunan. Maka struktur beton harus mempunyai nilai daktilitas yang cukup besar (μ), dengan :
Bila struktur beton tidak mempunyai daktilitas yang cukup maka perencanan struktur dapat dilakukan dengan meningkatkan nilai K (faktor daktilitas struktur).
Dalam peraturan beton SKSNI T15-1991-03 perencanaan struktur dengan daktilitas tingkat 2 dapat dilakukan dengan mengacu pada Pasal 3.14 SKSNI T15-1991-O3.
Agar gaya-gaya gempa yang diperhitungkan tidak terlalu besar, arahnya cukup dapat diperkirakan, dan distribusi gaya-gayanya dapat dilakukan secara sederhana, ketentuan-ketentuan di bawah ini sangat perlu untuk diperhatikan dalam perencanaan struktur beton di daerah gempa.
Agar elemen-elemen kritis dapat dijamin pembentukannya secara sempurna maka elemen-elemen lainnya harus direncanakan khusus, agar lebih kuat dibandingkan elemen-elemen kritis. Salah satu filsafat yang dikenal dalam perencanaan capacity design disebut kolom kuat balok lemah.
Beban gempa merupakan beban yang sangat tidak dapat diperkirakan baik besarnya maupun arahnya. Besarnya gaya gempa sangat ditentukan oleh perilaku struktur tersebut. Gaya horizontal, gaya vertikal dan momen torsi yang terjadi sangat bergantung pada waktu getar struktur dan eksentrisitasnya antara pusat kekuatan struktur dengan pusat masa struktur.
Dalam filosofi perencanaan struktur beton di daerah gempa dikenal suatu konsep pembebanan 2 tingkat yakni struktur beton selama masa layanannya akan dibebani berkali-kali oleh gempa-gempa yang kecil sampai sedang yang mempunyai waktu ulang 20 – 50 tahun. Struktur beton selama masa layannya mungkin harus dapat menahan beban gempa yang besar yang waktu ulangnya dapat terjadi sekali dalam 200 tahun.
Beban gempa kecil atau sedang adalah beban gempa yang tercantum dalam SKSNI T15 – 1991 – 03, dimana Indonesia dibagi dalam 6 zona. Besarnya beban gempa ini tergantung dari waktu getar struktur beban tersebut.
Besarnya gaya gempa ini dinyatakan dalam : V = C I K Wt
Keterangan :
C = Koefisien gempa dasarV = Beban geser dalam akibat gempa
I = Faktor keutamaan
K = Faktor jenis struktur
Wt = Kombinasi dari beban mati seluruhnya dan beban hidup vertikal
T = Waktu getar alami struktur gedung
Harga C dapat dicari dari diagram respon spectrum dengan mengetahui waktu getar T struktur tersebut.
Respon spektra 20 th untuk tiap zona dibagi faktor f1 dan f2 dengan f2 adalah faktor kelebihan kekuatan struktur statis tak tentu dalam keadan plastis. Sedangkan f1 adalah faktor kelebihan kekuatan struktur akibat kelebihan kekuatan akibat pada penampang beton terutama pada penulangannya.
f1 = 1,5
f2 = 2
Defenisi gempa besar adalah gempa dalam waktu ulang 200 th. Agar struktur beton dapat menahan gempa yang besar ini maka dalam peraturan SKSNI T15-1991-03 Pasal 3.14, disyaratkan agar struktur beton selain mempunyai kekuatan yang cukup dan kekuatan yang cukup juga mempunyai daktilitas yang besar dinyatakan dalam nilai m (daktilitas struktur).
Agar struktur beton tetap direncanakan dengan beban gempa 200 tahunan. Maka struktur beton harus mempunyai nilai daktilitas yang cukup besar (μ), dengan :
Bila struktur beton tidak mempunyai daktilitas yang cukup maka perencanan struktur dapat dilakukan dengan meningkatkan nilai K (faktor daktilitas struktur).
Dalam peraturan beton SKSNI T15-1991-03 perencanaan struktur dengan daktilitas tingkat 2 dapat dilakukan dengan mengacu pada Pasal 3.14 SKSNI T15-1991-O3.
Agar gaya-gaya gempa yang diperhitungkan tidak terlalu besar, arahnya cukup dapat diperkirakan, dan distribusi gaya-gayanya dapat dilakukan secara sederhana, ketentuan-ketentuan di bawah ini sangat perlu untuk diperhatikan dalam perencanaan struktur beton di daerah gempa.
- Bangunan harus mempunyai bentuk yang sederhana dan simetris
- Tidak terlalu langsing baik pada denahnya maupun pada potongannya
- Distribusi kekuatan sepanjang tinggi bangunan seragam dan menerus
- Kekuatan yang cukup
- Kemampuan kita untuk mengerti seluruh perilaku dan struktur beton baru pada tahapan struktur yang sederhana dibandingkan dengan struktur yang rumit. Pada struktur yang rumit banyak hal yang tidak atau belum diketahui.
- Kemampuan untuk mengerti detail detail struktur masih pada tahapan-tahapan detail-detail yang sederhana. Untuk detail-detail yang rumit masih perlu dilakukan penelitian yang mendalam.
- Distribusikan secara seragam.
- Semua kolom dan dinding menerus dan tanpa pemutusan dari atap sampai ke pondasi.
- Semua balok berhubungan secara menerus.
- Balok dan kolom mempunyai sumbu yang sama.
- Baik kolom maupun baloknya mempunyai lebar yang sama.
- Penampang-penampang penahan gempa tidak boleh berubah secara tiba-tiba.
- Struktur beton harus menerus (derajat ke statis tak tertentuannya makin besar) dan harus sedapat-dapatnya monolit.
- Penampang kurang daktail
- Kerusakan akibat penjangkaran yang kurang panjang
- Strut and Tie models yang tidak diperhitungkan dalm pendetailan
- Terlekuknya tulangan tekan.
- Detail pondasi
- Detail dinding penahan
- Detail dinding
- Detail kolom
- Detil balok
- Detail plat
- Detail tangga
- Detail parapa
- Tulangan memanjang minimum 0,15% setiap arah.
- Tulangan-tulangan memanjang diangker pada sisi yang bebas.
- Tiang-tiang pondasi dan poer harus diikat menjadi satu kesatuan secara baik dan penulangannya harus cukup agar dapat dihindari terjadinya pemisahan antara poer dan tiang pondasi kibat terjadinya pergerakan tanah.
- Persentasi tulangan memanjang minimum 1%.
- Persentasi tulangan memanjang maksimum 6%.
- Diameter minimum sengkang 8 mm.
- Jarak maksimum dan minimum dari sengkang seperti pada kolom.
- Diameter minimum tulangan memanjang 12 mm.
- Agar dasar pondasi atau Poer dapat dicor lebih dahulu sebelum balok-balok pengikat maka dibutuhkan tulangan-tulangan stater dan harus didetail.
- Bila terjadi gaya longitudinal tekan maka syarat-syarat perencanaan elemen sama dengan perencanaan kolom, seperti tegangan tekan yang diijinkan pengaruh-pengaruh kelangsingan dan ikatan-ikatan (jarak-jarak sengkang) berdasrkan SKSNI T15-1991-03.
Pendetailan sekitar lubang pada suatu dinding harus dilakukan sesuai
dengan pendetailan pada lubang di plat lantai. Join konstruksi arah
horizontal harus dibersihkan dan dikasarkan.
- Diameter minimum dari tulangan memanjang = 12 mm.
- Untuk mendaptkan daktilitas penampang yang cukup persentasi tulangan memanjang dibatasi maksimum 2,5%.
- Luas tulangan memanjang minimum
- Pemakaian tulangan geser miring sebaiknya dihindarkan.
- Pemutusan penulangan harus didasarkan bahwa sendi plastis yang direncanakan tempat terjadinya harus dijamin lokasinya sehingga tidak menimbulkan penampang-penampang kritis baru, pemutusan semua penulangan pada satu tempat sebaiknya dapat dihindari.
- Kait dan bengkokan harus disesuaikan dengan SKSNI T15-1991-03
- Pada balok beton yang merupakan bagian struktur rangka terbuka penahan beban gempa maka kapasitas momen positifnya harus minimal sebesar 50% kapasitas momen negatifnya dan sedikit-dikitnya ada 2 buah tulangan memanjang pada seluruh bentang balok.
- Sebaiknya untuk tulangan memanjang pada balok digunakan baja lunak untuk menjamin terbentuknya sendi plastis pada balok.
- Diameter minimum sengkang sebaiknya 8 mm.
- Penulangan sengkang minimum harus dipasang sejak 4 h dari ujung balok
- Gaya geser tidak boleh diterima oleh tulangan tarik miring.
- Sengkang yang lebih disarankan adalah sengkang tertutup, sengkang terbuka juga dapat digunakan asalkan panjang penyalurannya cukup dan diberi sengkang penutup.
- Bila syarat-syarat sengkang tidak ditentukan oleh perhitungan geser maka syarat minimum pendetailan balok harus dipenuhi.
- Balok-balok harus runtuh lebih dahulu sebelum kolom-kolomnya
- Keruntuhan harus diakibatkan lentur bukan akibat geser
- Keruntuhan join-joint di antara batang-batang harus dihindar
- Keruntuhan daktail bukan keruntuhan getas yang harus dipilih.
Untuk menghindari hal ini maka perencanaan join dilakukan dengan
konsep desain kapasitas dan dua mekanisme yang terjadi yakni terjadi
strut mekanisme dan truss mekanisme diperhitungkan dalam menahan
kelebihan beban.
Dalam peraturan-peraturan beton yang baru di seluruh dunia belum ada
kesepakatan dalam perencanaan. Kesepakatan yang belum dapat disatukan
adalah tentang ragam keruntuhan yang dapat diterima pada join balok
kolom. Ada yang mengharapkan join balok kolom tetap dalam keadaan
elastis, ada yang memperkenankan terjadinya kerusakan-kerusakan pada
join balok kolom asal perilakunya masih sangat daktail.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar