penyusunan peta kategori desain seismik berdasarkan

PENYUSUNAN PETA KATEGORI DESAIN SEISMIK BERDASARKAN RSNI 031726-201X
Michael Saputra Hongdoyo, Faimun dan Rachmat Purwono
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
(ITS)
Jl. Arief Rachman Hakim, Surabaya 60111
Email : [email protected]
perumusan beban gempa di berbagai negara. Namun
sekarang Indonesia telah membuat RSNI-03-1726-201X
yang mengacu pada ASCE 7-10.
ABSTRAK
Peraturan gempa di Indonesia mengalami keterlambatan
perkembangan dibandingkan dengan peraturan negara lain,
sehingga para ahli mengembangkan RSNI 03-1726-201X
yang berpedoman pada ASCE 7-10 sebagai peraturan
gempa yang baru untuk Indonesia. Dalam RSNI gempa
banyak parameter yang baru, salah satunya adalah
Kategori Desain Seismik (KDS).
Di RSNI 03-1726-201X terdapat beberapa perubahan pada
aturan-aturan yang ada di aturan pendahulunya, yaitu SNI
03-1726-2002, salah satunya adalah tentang Kategori
Desain Seismik (KDS). Perubahan yang dilakukan oleh
para ahli adalah penentuan jenis struktur penahan gempa
yang berdasarkan pengalaman kegagalan struktur pada
gempa-gempa yang terjadi belakangan ini. Dengan adanya
perubahan parameter untuk menentukan jenis struktur
penahan gempa ini, maka dalam tugas akhir ini akan
dilakukan penyusunan peta-peta daerah-daerah KDS C dan
D agar para perencana langsung dapat melakukan desain
sesuai SNI 2847-201X dan SNI 1726-201X yang akan
direncanakan.
Kategori Desain Seismik berperan penting dalam
pendetailan suatu struktur. Dilakukan pembuatan peta
KDS guna mempermudah penentuan KDS suatu wilayah.
Pembuatan peta KDS dipengaruhi oleh beberapa
parameter, yaitu Kategori Risiko, Situs Tanah, dan
parameter SS.
Pembuatan Tugas Akhir ini menghasilkan empat peta KDS
yang bervariasi sesuai dengan batasan masalah yang ada.
Dengan peta ini para perencana dengan mudah
menentukan KDS suatu wilayah dan pendetailan yang
harus dilakukan.
II. METODOLOGI
2.1 Studi Literatur
Dari peraturan dan jurnal yang dipakai dalam studi
literatur, dapat disimpulkan :
Kata kunci: Kategori Desain Seismik (KDS), RSNI 031726-201X, Peta Kategori Desain Seismik.
Dalam menentukan Seismic Performance Category
terdapat perbedaan antara SNI gempa lama dan baru. Pada
SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-2847-2002 seismic
performance category bangunan disuatu tempat ditentukan
oleh keberadaannya disuatu wilayah gempa yang
berpedoman pada UBC 1997. SNI lama memakai enam
wilayah gempa. Peraturan baru seperti RSNI 03-1726201X dan ASCE telah memakai istilah Kategori Desain
Seismik (KDS).
I. PENDAHULUAN
Indonesia terletak di pertemuan tiga lempeng yang
menyebabkan sering terjadinya gempa di Indonesia.
Dalam kurun waktu sepuluh tahun terakhir beberapa
gempa besar telah melanda wilayah Indonesia,diantaranya
gempa Aceh 2004 , gempa Yogyakarta 2006 dan gempa
Padang 2009 [6]. Kerugian tesebut antara lain kerugian
materiil dan non-materiil. Kebanyakan dari kerugian
materiil bersumber dari keruntuhan struktur yang terjadi di
sekitar areal dimana gempa terjadi.
Setelah menentukan Kategori Desain Seismik maka
penentuan detailing kategori desain seismik dapat
mengacu pada tabel 4.7 pada pustaka [11]
Dalam membangun bangunan tahan gempa, Indonesia
memiliki acuan yaitu SNI 03-1726-2002 dan SNI 03-28472002, yang berpedoman pada UBC 1997. Namun dengan
bertambahnya pengetahuan dan perkembangan penelitian
yang dilakukan para ahli membuat peraturan yang lebih
baik yaitu ASCE 7-05 dan berkembang lagi menjadi
ASCE 7-10. Jadi, peraturan gempa indonesia cukup
tertinggal jauh dari pedoman yang menjadi panutan
Untuk menentukan detailing berdasarkan kategori desain
seismik harus mengikuti ketentuan-ketentuan dari pasal
yang tertera pada tabel 4.7 pustaka [11]. Penjelasan
tentang penentuan detailing kategori desain seismik
menurut ACI 318-2011 dilakukan karena kemungkinan
besar dalam pembuatan peraturan baru yaitu SNI 03-2847201X akan mengadopsi ketentuan dari ACI 318-2011.
1
Pembuatan peta KDS telah dilakukan oleh FRA codes
pada daerah new york. Jurnal tersebut merupakan
pedoman untuk pembuatan peta KDS untuk pulau-pulau
besar di Indonesia .
Tabel 3.1 Kategori Desain Seismik berdasarkan
parameter respons percepatan pada perioda pendek
(RSNI tabel 6.5-1)
Kategori Risiko
2.2 Flowchart Pengerjaan
Nilai SDS
Start
Studi
Literatur
Prasyarat
sebelum
buat peta
Buat peta
KDS #i
Tentukan
Kategori
Risiko
Tentukan
Situs Tanah
Tentukan
Kategori
Desain Seismik
Tentukan
Fa
I atau II atau III
IV
SDS < 0,167
A
A
0,167 ≤ SDS ≤ 0,33
B
C
0,33 ≤ SDS ≤ 0,50
C
D
0,50 ≤ SDS
D
D
Dimana:
SDS = parameter respons spektral percepatan desain pada
perioda pendek.
Tabel 3.1 digunakan untuk menentukan nilai batas untuk
suatu KDS berdasarkan nilai SDS dan pengelompokan KR.
Tabel 3.2 Koefisien Situs, Fa
Tentukan nilai
SDS KDS #i
Sesuai Tabel 3.3
Kelas
Situs
Tentukan nilai
batas SS untuk
pembuatan peta
KDS #i
Membuat peta
KDS #i
Kepulauan
Indonesia
Ya
Membuat peta
KDS lain
Tidak
SS ≤ 0,25
SS = 0,5
SS = 0,75
SS = 1
SS ≥ 1,25
SA
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
SB
1
1
1
1
1
SC
1,2
1,2
1,1
1
1
SD
1,6
1,4
1,2
1,1
1
SE
2,5
1,7
1,2
0,9
0,9
SF
Finish
SSb
Dimana:
SS = Parameter respons spektral percepatan gempa MCER
terpetakan untuk perioda pendek
Fa= Faktor amplifikasi getaran terkait percepatan pada
getaran perioda pendek
Jenis-jenis peta yang akan dibuat :
a)
b)
c)
d)
Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa MCER
Terpetakan Pada perioda Pendek, T=0,2 detik, SS
Peta I ( KR I, II, III, SD, KDS C dan D )
Peta II ( KR I, II, III, SE, KDS C dan D )
Peta III ( KR IV, SD, KDS C dan D )
Peta IV ( KR IV, SE, KDS C dan D )
Tabel 3.2 digunakan untuk membuat grafik hubungan
antara SS dan Fa. Contoh grafik adalah sebagai berikut :
III.PEMBAHASAN DAN HASIL
Penjelasan mengenai Situs Tanah dan Kategori Risiko
bangunan dapat dilihat pada pustaka [11] bab 3, tabel 3.1
dan 3.2.
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
Tabel 3.4 Trial and Error SS batas atas
SITUS SD
Fa
Fa
SS.Fa
0,7
1,24
0,868
0,65
1,28
0,832
0,55
1,36
0,748
0,5
1,4
0,7
0,5521
1,35832
0,74993
SD
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
Ss
Grafik 3.1 Grafik korelasi antara SS dan Fa 1
Dari data-data diatas, dapat dilakukan perhitungan nilai
batas SS untuk pembuatan peta KDS.
Dari tabel diatas, maka didapatkan nilai batas SS yaitu
0,5521 ~ 0,55. Dengan nilai Fa dicari dengan
menggunakan interpolasi menurut grafik 3.1.
Contoh Pembuatan Peta :
1.
SS
KDS C, KR I, II, III dan Situs Tanah SD
Dari tabel 3.1 didapat batas nilai SDS
0,33 ≤ SDS ≤ 0,5
Dari tabel 3.2 dapat dibuat grafik hubungan antara S S
dan Fa untuk situs tanah SD seperti berikut :
Hasil pada tabel 3.3 dan 3.4 dipetakan pada pulaupulau besar Indonesia, sebagai contoh digambar 3.2
data tersebut dipetakan untuk wilayah sumatra.
Dengan mengkorelasikan rumus SDS = 2/3.SS.Fa
dengan grafik 3.1 diatas, maka didapatkan nilai batas
SS untuk KDS C, KR I, II, III dan Situs Tanah SD
sebagai berikut :
Batas bawah :
2/3.SS.Fa ≥ 0,33
SS.Fa
≥ 0,33.3/2
SS.Fa
≥ 0,495
Dengan mencoba-coba nilai Ss dan Fa berdasarkan
grafik diatas maka :
Tabel 3.3 Trial and Error SS batas bawah
SS
Fa
SS.Fa
0,45
1,44
0,648
0,4
1,48
0,592
0,35
1,52
0,532
0,3
1,56
0,468
0,32072
1,54342
0,495
Gambar 3.2 Peta KDS C, KR I, II, III, SD
KDS C di SS = 0,32 sampai 0,55
2.
KDS D, KR I, II, III dan Situs Tanah SD
Dari tabel 3.1 didapat batas nilai SDS
SDS ≥ 0,5
Dari tabel 3.2 dapat dibuat grafik hubungan antara S S
dan Fa untuk situs tanah SD seperti berikut :
Dengan mengkorelasikan rumus SDS = 2/3.SS.Fa
dengan grafik diatas, maka didapatkan nilai batas S S
untuk KDS D, KR I, II, III dan Situs Tanah SD
sebagai berikut :
Batas bawah :
2/3.SS.Fa ≥ 0,5
SS.Fa
≥ 0,5.3/2
SS.Fa
≥ 0,75
Dengan mencoba-coba nilai Ss dan Fa berdasarkan
grafik diatas maka :
Dari tabel 3.3 diatas, maka didapatkan nilai batas SS
yaitu 0,32072 ~ 0,32. Dengan nilai Fa dicari dengan
menggunakan interpolasi menurut grafik 3.1.
Batas atas :
2/3.SS.Fa ≤ 0,5
SS.Fa
≤ 0,5.3/2
SS.Fa
≤ 0,75
Dengan mencoba-coba nilai Ss dan Fa berdasarkan
grafik 3.1 diatas maka :
3
Tabel 3.5 Trial and Error SS
Contoh Penggunaan:
Ss
Fa
Ss.Fa
0,7
1,24
0,868
0,65
1,28
0,832
0,6
1,32
0,792
0,55
1,36
0,748
0,55218
1,35826
0,75
Contoh kasus 1:
a.
b.
c.
d.
e.
Wilayah
: Surabaya
Jenis Struktur
: Sistem Rangka Pemikul Momen
Jenis Tanah
: Tanah Lunak (SE)
Fungsi Bangunan
: Kategori Risiko I / II / III
Data lokasi bangunan sesuai peraturan baru:
SS
: 0,7 (peta SS pada lampiran)
Fa
: 1,24 (tabel 3.4)
f. Data lokasi bangunan sesuai peraturan lama:
Wilayah Gempa
: 2-3 (SNI pasal 4.7.3)
Berdasarkan data diatas diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 5.13 Jenis Pendetailan 1
Dari tabel diatas, maka didapatkan nilai batas SS yaitu
0,55218 ~ 0,55. Dengan nilai Fa dicari dengan
menggunakan interpolasi menurut grafik 3.1.
Peraturan Baru
Dari peta 2 (lampiran),
Surabaya masuk ke
dalam KDS D dan jenis
pendetailan SRPMK
Hasil pada tabel 3.5 dipetakan pada pulau-pulau besar
Indonesia, sebagai contoh digambar 3.2 data tersebut
dipetakan untuk wilayah sumatra.
Peraturan Lama
Sesuai SNI lama, jenis
pendetailan yang
dilakukan adalah
SRPMM (pasal 23.2.3)
Contoh kasus di atas menunjukkan dengan SNI lama,
pendetailan struktur di Surabaya memakai SRPMM. Bila
dengan SNI baru, pendetailan yang dilakukan adalah
SRPMK. Melalui contoh kasus ini, SNI lama dan baru
memiliki perbedaan jenis pendetailan yang harus
dilakukan.
Contoh kasus 2 :
a.
b.
c.
d.
e.
Wilayah
: Padang
Jenis Bangunan
: Sistem Rangka Pemikul Momen
Jenis Tanah
: Tanah Lunak (SE)
Fungsi Bangunan
: Kategori Risiko I / II / III
Data lokasi bangunan sesuai peraturan baru:
SS
: 2 (peta SS pada lampiran)
Fa
: 0,8 (tabel 3.4)
f. Data lokasi bangunan sesuai peraturan lama:
Wilayah gempa
: 5-6 (SNI pasal 4.7.3)
Gambar 3.3 Peta KDS D, KR I, II, III, SD
Berdasarkan data diatas diperoleh hasil sebagai berikut:
KDS C di SS > 0,55
3.
Tabel 5.14 Jenis Pendetailan 2
Pembuatan peta lainnya melalui prosedur yang sama
seperti diatas untuk :
a)
b)
c)
d)
Peraturan Baru
Dari peta 2 (lampiran),
Surabaya masuk ke
dalam KDS D dan jenis
pendetailan SRPMK
Peta I ( KR I, II, III, SD, KDS C dan D )
Peta II ( KR I, II, III, SE, KDS C dan D )
Peta III ( KR IV, SD, KDS C dan D )
Peta IV ( KR IV, SE, KDS C dan D )
Peraturan Lama
Sesuai SNI lama, jenis
pendetailan yang
dilakukan adalah
SRPMK (pasal 23.2.4)
Contoh kasus diatas menunjukkan pendetailan struktur di
Padang tetap sama meskipun memakai SNI lama atau
baru, yaitu SRPMK. Walaupun jenis pendetailannya sama,
tetapi ada beberapa syarat pendetailan yang berbeda antara
SNI lama dan baru, contohnya adalah syarat tiang
pancang. SNI baru mensyaratkan bahwa tiang pancang
harus di confinement.
Telah dilakukan dan dilaporkan pada pustaka [11],
dan salah satu contoh peta , Peta I, untuk pulau-pulau
besar di Indonesia terlihat pada gambar 3.4 pada
halaman 5.
4
IV. KESIMPULAN
Dari penyusunan Tugas Akhir ini, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
1. Penyusunan peta Kategori Desain Seismik bergantung
pada 3 hal, yaitu kategori risiko, situs tanah dan
parameter SS, yang mengakibatkan peta KDS menjadi
bervariasi.
2. Dengan kategori risiko dan situs tanah yang berbeda
suatu wilayah dapat masuk ke dalam KDS yang
berbeda. Contoh : Pada daerah jawa untuk Peta 1 masih
ada beberapa bagian yang masuk ke dalam KDS C,
sedangkan di Peta 2 seluruh pulau Jawa termasuk
dalam KDS D. Hal ini membuktikan dengan kategori
risiko dan situs tanah yang berbeda suatu wilayah dapat
masuk ke dalam KDS yang berbeda.
3. Dari peta KDS yang telah dibuat, perencana dapat
langsung menentukan suatu struktur masuk ke dalam
KDS apa dan detailing struktur dapat mengikuti tabel
4.7. di Tugas Akhir “Penyusunan Peta Kategori Desain
Seismik Berdasarkan RSNI 0301726-201X”.
V. DAFTAR PUSTAKA
1. Budiono, Bambang. “Konsep SNI Gempa 1726201X, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non
Gedung”
2. American Concrete Institute. “Building Code
Requirements for Structural Concrete and
commentary”. ACI 318-11
3. Ghosh, S.K. 2000. “A Necessary Change in the
Seismic Design Provisions of the 2000 IBC”.
4. Mulia,Rezky.
2011.
“Perencanaan
respon
spektrum sesuai ASCE 7-10”.
5. Kementrian Pekerjaan Umum. “Peta Zonasi
Gempa Indonesia”. 2010.
6. Purwono, Rachmat dan Andriono, Takim. 2010.
“Implikasi Konsep Design Seismic Category
(SDC)-ASCE 7-05 Terhadap Perencanaan Struktur
Tahan Gempa Sesuai dengan SNI 1726-02 dan
SNI 2847-02.”
7. FRA Codes Services. “Seismic Design Category
in New York State”. 2005.
8. Badan
Standarisasi
Nasional.
“Standar
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung dan Non Gedung”. RSNI 031726-201X.
9. Badan
Standarisasi
Nasional.
“Standar
Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur
Bangunan Gedung”. SNI 03-1726-2002
10. Badan Standarisasi Nasional. “Tata Cara
Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung.”. SNI 03-2847-2002
11. Hongdoyo, Michael Saputra. 2013. “ Penyusunan
Peta Kategori Desain Seismik Berdasarkan RSNI
03-1726-201X”.
5
0,32
0,55
Gambar 3.4 PETA 1
Untuk bangunan dengan KR I, II, III dan lapisan Situs Tanah SD
KDS C di SS = 0,32 sampai 0,55
KDS D di SS > 0,55
6