Penentuan Kurva Fragilitas Untuk Tipe Bangunan Dinding Bata
advertisement
Penentuan Kurva Fragilitas Untuk Tipe Bangunan Dinding Bata Terkekang Fajrina Program Studi Teknik Sipil - Institut Teknologi Bandung, [email protected] ABSTRAK: Dalam tugas akhir ini dibahas mengenai penentuan atau pembentukan kurva fragilitas. Kurva fragilitas ditentukan dengan memperhatikan parameter dari aspek strukturnya (kurva kapasitas) dan dari aspek gempanya. Pada tugas akhir ini digunakan idealisasi trilinier untuk perhitungan kapasitas yang dimiliki oleh dinding bata yang ditinjau. Beban gempa yang menimpa bangunan ditinjau sesuai dengan karakteristik gempa di wilayah Kota Bandung sebagai beban gempa desain yang mengacu pada SNI 03-2847-2002 dan RSNI 03-1726-201x. Perhitungan kurva fragilitas dilakukan dengan simulasi monte carlo untuk memperhitungkan pengaruh variasi kekuatan material yang dimiliki oleh bangunan terhadap kapasitas yang dimiliki oleh bangunan yang ditinjau. Dari hasil analisis, akan diketahui probabilitas terjadinya suatu tingkat kerusakan pada bangunan dinding bata terkekang akibat diperhitungkannya variabel acak pada variasi kekuatan material yang digunakan. PENDAHULUAN Beberapa kota besar di Indonesia berada di wilayah dengan resiko gempa yang tinggi. Salah satu kota besar yang memiliki resiko gempa yang tinggi adalah Kota Bandung. Kerusakan terbanyak akibat gempa di Indonesia terjadi pada bangunan sederhana, mengingat bangunan sipil yang ada di Indonesia sebagian besar adalah bangunan bertingkat rendah seperti rumah sederhana 1 tingkat atau 2 tingkat. Bangunan sederhana di Indonesia pada umumnya dibangun tanpa bantuan seorang ahli bangunan dan struktur, atau hanya dibuat berdasarkan pengalaman para tukang lokal atau setempat. Sehingga rumah tersebut tidak memiliki kinerja yang memadai dalam menahan beban gempa atau disebut non-engineering building. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk melakukan estimasi terhadap kerusakan yang terjadi pada suatu bangunan adalah dengan menggunakan Kurva Fragilitas. Kurva fragilitas memberikan hubungan antara probabilitas terjadinya suatu tingkat kerusakan pada suatu bangunan dengan besarnya beban lateral. Sayangnya, kurva Fragilitas yang biasa digunakan di Indonesia merupakan hasil adopsi dari negara luar yang sebenarnya tidak menggambarkan kondisi bangunan yang berada di Indonesia. STUDI KASUS Pada studi ini bangunan yang akan ditinjau adalah bangunan dinding bata terkekang. Bangunan yang ditinjau pada studi ini merupakan rumah tipe-36 yang merupakan bangunan rumah sederhana tipikal yang sering dijumpai di daerah Bandung. Dimensi elemen bangunan ditentukan berdasarkan peninjauan terhadap bangunan dinding bata terkekang yang umum berada di Kota Bandung, dan karakteristik bangunan rumah sederhana yang disajikan pada buku panduan yang dikeluarkan oleh Departemen Pekerjaan Umum. Pada studi ini bangunan yang ditinjau memiliki tinggi sebesar 3 meter, dengan jarak antar kolom pengekang sebesar 3 meter. ANALISIS Analisis kapasitas dari bangunan yang ditinjau dilakukan dengan idealisasi trilinier dimana ditinjau tiga titik utama yang terdapat pada kurva kapasitas, yaitu titik saat terjadi keretakan pertama kali pada dinding bata, titik saat kapasitas lateral maksimum tercapai, dan titik ultimate dinding bata. Analisis ini menghasilkan kurva kapasitas struktur yang merupakan hubungan gayaperpindahan. Selanjutnya, dengan meninjau kurva kapastias untuk masingmasing arah tinjauan, dapat diketahui tingkat kerusakan struktur bangunan akibat beban gempa sesuai dengan besarnya deformasi yang dihasilkan. Dimana, tingkat kerusakan struktur bangunan ditinjau melalui tercapainya suatu level kinerja tertentu (operation, immediate occupancy, life safety, collapse prevention) apabila dikenai gaya gempa. Setelah diketahui nilai perpindahan untuk struktur bangunan mencapai suatu level kinerja tertentu, ditinjau parameter kekuatan gempa. Parameter kekuatan gempa ditinjau dengan melihat respon spektra untuk lokasi bangunan yang ditinjau (dalam hal ini Kota Bandung) dan melihat percepatan tanah puncak di permukaan tanah (ag/g). Adapun hasilnya didapatkan nilai percepatan tanah puncak untuk setiap level kinerja operation, immediate occupancy, life safety, dan collapse prevention berturut-turut adalah 0,035; 0,123; 0,326; 0,445. Material yang digunakan dalam perhitungan untuk mendapatkan kurva kapasitas merupakan rata-rata dari hasil pengujian kekuatan material. Pada kenyatannya, kekuatan material bervariasi dan menyebabkan variabilitas pada kapasitas bangunan yang ditinjau. Oleh karena itu, diperhitungkan variasi kekuatan material dalam menentukan kapasitas bangunan. Setiap material yang digunakan dalam bangunan dinding bata terkekang yang ditinjau memiliki variasi dan mengikuti suatu pola distribusi tertentu. Mula-mula diasumsikan terlebih dahulu pola distribusi yang dimiliki oleh setiap material yang ditinjau. Setelah itu, apabila suatu distribusi telah diasumsikan, kesesuaian dari distribusi dapat dibenarkan atau disangkal secara statistik dengan melakukan pengujian. Apabila distribusi yang sesuai untuk setiap variasi kekuatan material yang digunakan telah diketahui, maka dilakukan simulasi untuk menganalisa tanggapan struktur dengan memperhitungkan paramater tak pastinya Dalam studi ini pola distribusi dari kekuatan material yang digunakan diuji dengan uji kolmogorov-smirnov, sedangkan simulasi yang digunakan untuk menganalisa tanggapan struktur terhadap variasi yang terjadi adalah dengan simulasi monte carlo. Dimana untuk pembangkitan bilangan acaknya program komputer, MATLAB. Bilangan acak pada simulasi monte carlo diolah sehingga didapatkan nilai percepatan tanah puncak untuk tiap tingkat kinerja bangunan. SIMPULAN • Variasi kekuatan material memberikan pengaruh pada kapasitas yang dimiliki bangunan dinding bata terkekang. Hal ini dapat dilihat dari percepatan tanah yang dihasilkan pada simulasi monte carlo memiliki besar yang berbeda untuk setiap variabel acak yang berbeda. Performa bangunan terhadap karakteristik gempa di Kota Bandung : Bangunan dinding bata terkekang dapat menahan beban gempa yang terjadi di Kota Bandung hingga level kinerja collapse prevention atau berada pada tingkat kerusakan berat. Untuk percepatan tanah dasar di daerah Bandung, sebesar 0,2 g, kurva fragilitas berpotongan pada level kinerja immediate occupancy dengan probabilitas sebesar 100%. REFERENSI [1] Miha Tomazevic & Iztoc Klemenc. 1997. Seismic Behaviour of Confined Masonry Walls. [2] Miha Tomazevic. 1999. EarthquakeResistant Design of Masonry Buildings. [3] Alfredo H.S. Ang & Wilson H. Tang. 1987. Probability Concepts in Engineering Planning and Design.