Penentuan Kurva Fragilitas Untuk Sistem Rangka Pemikul Momen

Penentuan Kurva Fragilitas Untuk Sistem Rangka Pemikul Momen
Dengan Dinding Pengisi
Dikka Bayu Prihananta
Program Studi Teknik Sipil - Institut Teknologi Bandung, [email protected]
ABSTRAK: Kurva fragilitas merupakan kurva yang dibentuk dengan fungsi probabilistik. Kurva
fragilitas ini ditentukan dengan memperhatikan parameter dari aspek strukturnya (kurva kapasitas)
dan dari aspek gempanya. Analisis strukturnya menggunakan prosedur analisis statik nonlinear,
sedangkan pada aspek gempanya menggunakan karakteristik gempa di wilayah Kota Bandung sebagai
beban gempa desain. Pemodelan strukturnya mengacu pada SNI 03-2847-2002 dan RSNI 03-1726201x. Pada penentuan kurva fragilitasnya, digunakan parameter variabilitas bangunan (standar
deviasi) untuk tiap tingkat kerusakan (ringan, menengah, berat, dan total) dari HAZUS karena
keterbatasan data terkait variabilitas bangunan yang ada di Indonesia.
dan toko (ruko) di Kota Bandung. Bentuk
bangunan yaitu persegi panjang dengan dua
bentang arah melebar dan tiga bentang arah
memanjang (10×12 meter). Tinggi bangunan
sekitar 10 meter dengan jumlah lantai sama
dengan tiga (4 meter lantai pertama dan 3 meter
lantai berikutnya).
PENDAHULUAN
Indonesia termasuk wilayah yang memiliki
intensitas gempa bumi yang cukup tinggi. Salah
satu dampak akibat gempa bumi tersebut adalah
timbulnya kerusakan pada infrastruktur yang
ada. Tingkat kerusakan tersebut berbanding
lurus dengan besar biaya ataupun metode untuk
proses rehabilitasi infrastruktur tersebut pasca
gempa
bumi.
Semakin
besar
tingkat
kerusakannya, semakin besar pula biaya
rehabilitasi dan semakin sulit pula metode
rehabilitasinya. Oleh karenanya, diperlukan
suatu cara yang dapat memprediksi besar
kemungkinan
rusaknya
bangunan
yang
ditimbulkan oleh gempa bumi. Salah satu
caranya dengan menggunakan kurva fragilitas.
Kurva ini menunjukkan besarnya kemungkinan
tercapainya suatu tingkat kerusakan pada
infrastruktur tertentu jika terkena gempa bumi.
Nantinya diharapkan dengan adanya kurva
fragilitas ini, dapat dengan mudah memprediksi
besarnya tingkat kerusakan pada infrastruktur
sehingga dengan mudah pula mengestimasi
biaya atau metode yang diperlukan dalam proses
rehabilitasi suatu infrastruktur tersebut.
Pemodelan
strukturnya
diawali
dengan
pemodelan struktur portal terbuka dengan desain
awal elemen-elemen beton strukturalnya (balok,
kolom, dan pelat lantai) mengacu pada SNI 032847-2002 sesuai dengan beban rencana.
Selanjutnya penentuan properti sendi plastis
untuk masing-masing elemen strukturalnya
diperhitungkan serta dibantu dengan software
Response2000 yang mengacu pada FEMA 356
Prestandard. Beban gempa yang dikenakan
pada model struktur didesain sesuai dengan
RSNI 03-1726-201x.
Tahap selanjutnya yaitu memodelkan dinding
pengisi yang berupa dinding bata. Dinding
tersebut dimodelkan dengan ekuivalen diagonal
strut. Strut dimodelkan sebagai elemen balok
tekan yang dipasang dengan secara diagonal
pada struktur portalnya dengan sabungan pin.
Elemen strut dimodelkan untuk masing-masing
dinding pengisi sesuai dengan ukurannya.
Terkait dengan properti material dinding bata
atau strut-nya serta properti sendi plastisnya
dihitung terpisah dari elemen strukturalya
dengan mengacu pada FEMA 356 Prestandard.
STUDI KASUS DAN PEMODELAN
Lokasi peninjauan untuk desain beban
gempanya barada pada Kota Bandung, Jawa
Barat. Tipe strukturnya menggunakan sistem
rangka beton pemikul momen dengan meninjau
detailing tulangan biasa dan menengah; SRPMB
dan SRPMM; karena banyak dijumpai rumah
1
Penentuan Kurva Fragilitas Untuk Sistem Rangka Pemikul Momen Dengan Dinding Pengisi
ANALISIS
Analisis struktur yang menggunakan prosedur
analisis statik nonlinear dengan bantuan
software SAP2000 ver.14.0. Pola pembebanan
untuk prosedur analisisnya menggunakan pola
pembebanan mode. Analisis ini menghasilkan
kurva kapasitas struktur yang merupakan
hubungan gaya-perpindahan. Kurva kapasitas
tersebut berbeda untuk masing-masing tipe
strukturnya (SRPMB dan SRPMM). Untuk tipe
struktur SRPMB, kurva kapasitas yang
dihasilkan menunjukkan kapasitas deformasi
yang lebih kecil dibandingkan dengan tipe
struktur SRPMM. Hal tersebut menunjukkan
bahwa dalam hal menahan beban lateral atau
beban gempa, tipe struktur SRPMM lebih kuat
dibandingkan struktur SRPMB.
Besarnya nilai kemungkinan tercapainya suatu
tingkat kerusakan bangunan ditentukan sesuai
dengan persamaan (1), yaitu:
Selanjutnya, dengan meninjau kurva kapastias
untuk masing-masing tipe strukturnya, dapat
diketahui tingkat kerusakan struktur bangunan
akibat beban gempa sesuai dengan besarnya
deformasi yang dihasilkan. Deformasi yang
merupakan nilai median perpindahan atap (Δ)
untuk masing-masing tipe struktur kemudian
dianalisis lebih lanjut guna menjadi parameter
untuk menentukan kurva fragilitas yang berupa
nilai median percepatan puncak di permukaan
tanah ( / ). Adapun hasilnya didapat nilai
median percepatan puncak di permukaan tanah
untuk tingkat kerusakan ringan, menengah,
berat, dan total berturut-turut untuk SRPMB:
0,141; 0,302; 0,382; 0,449; dan SRPMM: 0,141;
0,432; 0,537; 0,625.
SIMPULAN
Simpulan dari tugas akhir ini yaitu:
 Seminimal-minimalnya, detailing tulangan
yang digunakan untuk membangun suatu
infrastruktur di Kota Bandung, yang memiliki
potensi beban gempa besar, menggunakan tipe
detailing menengah;
 Kurva fragilitas untuk struktur SRPMB
memiliki kemungkinan yang lebih besar untuk
mencapai suatu tingkat kerusakan tertentu
dibanding dengan struktur SRPMM dengan
besar beban gempa yang sama.
|
/
=∅
/
ln
/
,
/
.............. (1)
Terdapat perbedaan kurva fragilitas untuk
masing-masing tingkat kerusakan untuk masingmasing tipe strukturnya. Kurva fragilitas tampak
lebih bergeser ke kanan untuk tingkat kerusakan
yang lebih besar. Begitu pun untuk tipe
strukturnya, kurva SRPMM lebih bergeser ke
kanan dari pada kurva SRPMB. Hal tersebut
menunjukkan bahwa kemungkinan tercapainya
suatu tingkat kerusakan pada tipe struktur
SRPMB lebih besar dibanding tipe struktur
SRPMM untuk besar gempa (percepatan tanah)
yang sama.
REFERENSI
[1] Al-Chaar, G. K. dan Lamb. G. E. 2002.
Design of Fiber-Reinforced Polymer
Materials for Seismic Rehabilitation of
Infilled Concrete Structure. Engineer
Research and Development Center. US
Army Corps of Engineer, USA.
[2] Imran, I. 2011. Kajian Vulnerabilitas
Bangunan terhadap Gempa di Wilayah
Perkotaan. Institut Teknologi Bandung.
Bandung, Indonesia.
[3] Kumar, A. P. 2010. Seismic Performance
Evaluation and Fragility Analysis of
Reinforced Concrete Buildings. Master’s
Thesis. Indian Institute of Technology
Bombay. Powai, Mumbai, India.
Parameter lain untuk menentukan kurva
fragilitas adalah nilai variabilitas struktur
( / ). Untuk nilai tersebut, diambil langsung
dari parameter HAZUS sesuai dengan masingmasing tipe strukturnya. Hal ini dikarenakan
ketiadaan data terkait variasi bangunan yang ada
di Kota Bandung. Adapun nilai variabilitas
struktur untuk tingkat kerusakan ringan,
menengah, berat, dan total berturut-turut untuk
SRPMB: 0,312; 0,301; 0,301; 0,241; dan
SRPMM: 0,286; 0,280; 0,283; 0,239.
2