buku 3 pedoman teknik perancangan struktur bangunan tempat evakuasi sementara (tes) tsunami

PEDOMAN TEKNIK

PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN

TEMPAT EVAKUASI SEMENTARA (TES) TSUNAMI

Disampaikan Untuk:

BADAN NASIONAL PENANGGULANGAN BENCANA

Disiapkan Oleh:

Prof. Ir. Iswandi Imran, MASc., Ph.D.

Eko Yuniarsyah, ST, MT

Florentia Edrea, ST

Septesa Niya Piranti, ST

Fadila Faiza, ST

Ghazi Binarandi, ST

PUSAT PENELITIAN MITIGASI BENCANA

Institut Teknologi Bandung

Desember 2013

PENULIS

1. Prof. Ir. Iswandi Imran, MASc., Ph.D.

2. Eko Yuniarsyah, ST, MT

3. Florentia Edrea, ST

4. Septesa Niya Piranti, ST

5. Fadila Faiza, ST

6. Ghazi Binarandi, ST

INTERNAL REVIEWER

1. Prof. Dr. Nanang T. Puspito Institut Teknologi Bandung

2. Dr. Irwan Meilano Institut Teknologi Bandung

3. Prof. Ir. Masyhur Irsyam, MSE.,Ph.D Institut Teknologi Bandung

4. Harkunti P. Rahayu, Ph.D Institut Teknologi Bandung

5. Prof. Dr. M. Syahril Badri Kusuma Institut Teknologi Bandung

6. Dr. Hendriyawan Institut Teknologi Bandung

REVIEW PANEL

1. Dr. Haryadi Permana LIPI

2. Robert Sulistyo CDSP - AIFDR

3. Ir. Ferri Eka Putra PUSKIM - PU

4. Prof. Dr. Hasyim Djalal DEKIN / KKP

5. Dr. Budianto Ontowiryo ASKP BSB

6. Tedi Bahtian ST.,MT. PUSKIM

7. Drs. Suhardjono BMKG

8. Dr. Nurlia Sadikin PUSAIR – PU

9. Dr. Sri Hidayati PVMBG – BG

10. Ir. Roslin L. BNPB

11. Ir. Ardito M. Kodiyat, M.Sc. UNESCO Jakarta

12. Tris Raditian Dit. BOP SDA

13. Dr. Ing. Josia Irwan Rastandi Universitas Indonesia

14. Ir. Widjojo Adi Prakoso, M.Sc., Ph.D Universitas Indonesia

15. Pangarso S. Pusdiklat PB

16. Dr. Ir. Pariatmono, M.Sc. RISTEK

17. Ir. Medy Eka S. RISTEK

18. Prof. Ir. Wimpie A.N. Aspar, MSCE, Ph.D BPPT

19. Dr. Rahman H. BPPT

20. Dr. Ir. Drajat Hoedajanto, M.Eng HAKI

21. Arif Rachman PUSKIM

22. Sumigyo BNPB

23. Kastelia BNPB

24. Eka Christina BNPB

25. Azari MM. BNPB

26. Ir. Velly Asvaliantina, M.Sc. BPPT

CATATAN

Setiap pendapat, temuan, kesimpulan, atau rekomendasi disajikan dalam publikasi

ini tidak mencerminkan pandangan dari Badan Nasional Penanggulangan Bencana

(BNPB).

Pedoman ini hanya sebagai panduan untuk perencanaan TES. Setiap perencanaan

TES harus didasarkan atas perhitungan teknis sesuai kaidah-kaidah perencanaan

yang berlaku dan didasarkan atas data-data setempat yang mencukupi untuk

kebutuhan desain.

Tim penyusun tidak bertanggungjawab terhadap permasalahan yang timbul atas

penggunaan baik sebagian maupun seluruhnya dari pedoman ini. Pengguna

informasi dari publikasi ini menanggung semua kewajiban yang timbul dari

penggunaan tersebut.

i

PENGANTAR

Pedoman 3: Perancangan Struktur Bangunan TES ini merupakan salah satu dari rangkaian

pedoman untuk penentuan Tempat Evakuasi Sementara (TES) Tsunami yang disusun

dengan harapan dapat membantu pemerintah, khususnya BNPB dalam penyusunan master

plan pengurangan risiko bencana tsunami.Terdapat empat pedoman yang mendukung

pedoman penentuan TES ini, yaitu:

1. Pedoman Pembuatan Peta Rendaman Tsunami

2. Pedoman Perancangan Tempat Evakuasi Sementara (TES) Tsunami

3. Pedoman Perancangan Struktur Bangunan TES

4. Pedoman Perancangan Bukit Sebagai Tempat Evakuasi Sementara (TES) Tsunami

ii

DAFTAR ISI

PENGANTAR ……………………………………………………………………………………………………………………….. i

DAFTAR ISI …..………………………………………………………………………………………………………………………ii

DAFTAR TABEL …………………………………………………………………………………………………………………… vi

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………………………………………………………….. viii

BAB 1 PENDAHULUAN……………………………………………………………………………………………………….1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................................ 1

1.2 Tujuan ............................................................................................................................ 1

1.3 Ruang Lingkup ................................................................................................................ 1

1.4 Acuan Normatif ............................................................................................................... 2

1.5 Istilah dan Definisi ........................................................................................................... 2

BAB 2 KRITERIA PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI ……………………………………6

2.1 Umum ............................................................................................................................ 6

2.2 Standar dan Code............................................................................................................ 6

2.3 Pembebanan ................................................................................................................... 7

2.3.1 Beban Gravitasi . ………………………………………………………………………………………………7

2.3.1.1 Beban Mati ……………………………………………………………………………………….8

2.3.1.2 Beban Hidup ……………………………………………………………………………………9

2.3.2 Beban Gempa ………………………………………………………………………………………………..10

2.3.3 Beban Angin …………………………………………………………………………………………………20

2.3.4 Beban-beban Tsunami………………………………………………………………..……………….28

2.3.4.1 Gaya Hidrodinamik ………………………………………………………………….………..30

2.3.4.2 Gaya Hidrostatik …………………………………………………………………….………..32

2.3.4.3 Gaya Apung (Bouyant)…………………………………………………………….………..33

iii

2.3.4.4 Gaya Gelombang…………………………………………………………………………………34

2.3.4.5 Gaya Angkat pada Lantai yang Ditinggikan (Uplift)…………………………………35

2.3.4.6 Gaya Benturan………………………………………………………………………………….37

2.3.4.7 Penambahan Beban Gravitasi pada Lantai yang Ditinggikan…………….……...40

2.3.4.8 Gaya Akibat Pembendungan Air dari Puing-puing yang Terbawa Air…………41

2.4 Batasan-batasan Kinerja Struktur ……………………………………………………………………..…..…..42

2.4.1 Keadaan Kemampuan Layan Batas………………………………………………………….……….42

2.4.2 Batasan Simpangan antar Lantai Tingkat……………………………………….……….………..43

2.4.3 Sasaran Kinerja………………………………………………………………………………………………44

2.5 Kombinasi Pembebanan………………………………………………………………………….…..……..……..46

2.5.1 Kombinasi Beban Tsunami…………………………………………………………..…………..……46

2.5.1.1 Kombinasi Gaya Tsunami pada Struktur secar Keseluruhan…………………....47

2.5.1.2 Kombinasi Beban Tsunami pad Masing-masing Komponen Struktur………….49

2.5.2 Kombinasi Beban Tsunami dengan Beban Lainnya ............................................... 49

2.6 Contoh Kasus Perhitungan Beban Tsunami…………………………………………………………..…….50

BAB 3 KONSEP PERANCANGAN STRUKTUR…………………………………………………………………………58

3.1 Sistem Struktur (Pola bangunan, Kolom bundar, batasan kekuatan dinding) ..................... 58

3.2 Konsep Perancangan Komponen Struktur terhadap Gempa dan Tsunami .......................... 59

3.2.1 Konsep Perancangan Pondasi . …………………………………………………………………………59

3.2.2 Konsep Perancangan Elemen Portal …………………………………………………………………60

3.2.3 Konsep Perancangan Lantai ……………………………………………………………………………61

3.3 Pertimbangan Kapasitas Member dan Desain Kekuatan ................................................... 61

3.3.1 Pertimbangan Keruntuhan Progresif.................................................................. 611

3.3.1.1 Strategi Gaya pada Elemen Tarik (Tie Force)………………………………………….62

iv

3.3.1.2 Strategi Kolom yang Gagal…………………………………………………………….…..63

3.3.2 Persyaratan Detailing Elemen Struktur Tahan Gempa ..................................... …..64

3.4 Diagram Alir Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami ............................................. 68

3.5 Perancangan Awal Geometri Komponen Struktur ............................................................. 69

3.5.1 Perancangan Awal Pelat .....................................................………………………………69

3.5.2 Perancangan Pelat Satu Arah ............................................................................. 69

3.5.3 Pelat Dua Arah .................................................................................................. 69

3.5.4 Perancangan Awal Balok …………………………………………………………………………………70

3.5.5 Perancangan Awal Kolom . ………………………………………………………………………………70

BAB 4 PEDOMAN PELAKSANAAN………………………………………………………………………………………..72

4.1 Maksud dan Tujuan ....................................................................................................... 72

4.2 Perizinan (Permit).......................................................................................................... 72

4.3 Pengendalian Mutu (Quality Control) .............................................................................. 73

4.3.1 Pengendalian Mutu Desain ................................................................................. 74

4.3.2 Pengendalian Mutu Material dan Bahan Konstruksi .............................................. 76

4.3.3 Pengendalian Mutu Pelaksanaan Konstruksi ………………………………………………………81

4.4 Pengujian Kualitas Hasil Pekerjaan ................................................................................. 90

BAB 5 PEDOMAN REVIEW DED STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI…………………………….……..92

5.1 Umum .......................................................................................................................... 92

5.2 Kriteria Bangunan TES Tsunami ..................................................................................... 93

5.3 Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami ................................................................. 94

BAB 6 PEDOMAN REVIEW BANGUNAN EKSISTING YANG AKAN DIFUNGSIKAN SEBAGAI

STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI……………………………………………………………….……..100

6.1 Umum ........................................................................................................................ 101

6.2 Kriteria Bangunan Eksisting yang akan Difungsikan sebagai TES Tsunami ....................... 102

v

6.3 Lingkup Review Bangunan Eksisting ............................................................................. 102

6.4 Review Bangunan Eksisting yang akan Difungsikan sebagai TES Tsunami ....................... 104

BAB 7 IMPLEMENTASI (CONTOH PERHITUNGAN

BEBAN)…………………………………………………..…1078

7.1 Perancangan Awal Ukuran Geometri Komponen Struktur ............................................... 108

7.1.1 Perancangan Awal Kolom ............................................................................... ..108

7.1.2 Perancangan Awal Balok .................................................................................. 109

7.1.3 Perancangan Awal Pelat ................................................................................... 109

7.2 Pemodelan Bangunan TES Tsunami .............................................................................. 109

7.3 Perhitungan Beban Gempa........................................................................................... 110

7.4 Perhitungan Beban Angin ............................................................................................. 113

7.5 Analisis Beban Tsunami ............................................................................................... 116

7.6 Analisis Struktur .......................................................................................................... 125

BAB 8 PENUTUP…………………………………………………………………………………………………………….133

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Besaran Beban Mati pada Struktur ...................................................................... 8

Tabel 2.2 Beban Hidup pada Lantai Bangunan ............................................................................. 8

Tabel 2.3 Penentuan Klasifikasi Kelas Situs ................................................................................ 15

Tabel 2.4 Penentuan Koefisien Fa .............................................................................................. 15

Tabel 2.5 Penentuan Koefisien Fv .............................................................................................. 16

Tabel 2.6 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada Perioda

Pendek untuk Kategori Risiko IV ................................................................................ 17

Tabel 2.7 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatanpada Perioda 1

Detik untuk Kagetori Risiko IV ................................................................................... 18

Tabel 2.8 Koefisien untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung ............................................... 18

Tabel 2.9 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ctdan x ............................................................... 19

Tabel 2.10 Koefisien Modifikasi Respons (Ra) dan Batasan Sistem Struktur dan Batasan Tinggi

Struktur (m)c ............................................................................................................ 19

Tabel 2.11 Faktor Arah Angin Berdasarkan Tipe Struktur .............................................................. 21

Tabel 2.12 Parameter untuk Peningkatan Kecepatan di atas Bukit dan Tebing ............................... 23

Tabel 2.13 Koefisien Tekan Internal ............................................................................................ 24

Tabel 2.14 Koefisien Eksposur Tekanan Velositas, Kz atau Kh ........................................................ 25

Tabel 2.15 Konstanta Eksposur Daratan (dalam metrik) ............................................................... 25

Tabel 2.16 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan A ............................................ 27

Tabel 2.17 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan B ............................................ 27

Tabel 2. 18 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Bentuk Geometri Penampang Komponen

Struktur ................................................................................................................... 30

Tabel 2.19 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Perbandingan w/h ................................... 31

Tabel 2.20 Massa dan Kekakuan pada Puing-puing yang Terbawa Air .......................................... 38

vii

Tabel 2. 21 Batas Lendutan Maksimum untuk Struktur Baja .......................................................... 42

Tabel 2. 22 Batas Lendutan Maksimum untuk Struktur Beton ........................................................ 43

Tabel 2. 23 Simpangan antar lantai ijin, Δa,b ................................................................................ 44

Tabel 3.1 Kedalaman Gerusan Sebagai Fungsi Persentase dari Kedalaman Aliran (d) ................... 60

Tabel 3.2 Penentuan Tebal Minimum Balok Non-Prategang atau Pelat Satu Arah Bila Lendutan

Tidak Dihitung ........................................................................................................... 69

Tabel 4.1 Faktor Modifikasi untuk Deviasi Standar Jika Jumlah Pengujian Kurang dari 30 Contoh .. 82

Tabel 4.2 Kuat Tekan Rata-Rata Perlu Jika Data Tidak Tersedia untuk Menetapkan Deviasi Standar 83

Tabel 6.1 Lingkup Review Bangunan Eksisting yang Akan Difungsikan sebagai TES Tsunami ....... 103

Tabel 7.1 Perhitungan Nilai Pu (kN) ......................................................................................... 108

Tabel 7.2 Karakteristik Dinamik Bangunan TES Tsunami ........................................................... 110

Tabel 7.3 Perhitungan Gaya Lateral antar Tingkat .................................................................... 113

Tabel 7.4 Tekanan Angin ........................................................................................................ 115

Tabel 7.5 Informasi Bangunan dan Genangan Tsunami ............................................................ 116

Tabel 7.6 Data Benda yang Diperkirakan Menumbuk Struktur Bangunan TES Tsunami ............... 119

Tabel 7.7 Rangkuman Gaya-gaya Akibat Beban Tsunami .......................................................... 123

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perilaku Struktur Bangunan dengan Base Isolation Sistem ........................................... 11

Gambar 2.2 Pengaruh Penambahan Redaman (Viscous Damper) pada Struktur .............................. 11

Gambar 2.3 Filosofi Perancangan Bangunan Tahan Gempa ............................................................ 12

Gambar 2.4 SS, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER), Kelas Situs SB14

Gambar 2.5 S1,Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan (MCER),Kelas Situs SB.14

Gambar 2.6 Response Spektra Desain .......................................................................................... 17

Gambar 2.7 Kasus Pembebanan A ................................................................................................ 26

Gambar 2.8 Kasus pembebanan B ................................................................................................ 27

Gambar 2.9 Kasus Pembebanan Torsi ........................................................................................... 28

Gambar 2.10 Tipe-tipe penggenangan pada pesisir berdasarkan korelasi Antara elevasi tsunami dan

elevasi kenaikan air di darat .................................................................................... 29

Gambar 2.11 Gaya Hidrodinamik yang Bekerja pada Komponen Struktur ......................................... 31

Gambar 2.12 Distribusi Gaya Hidrostatik dan Lokasi Resultannya ................................................... 33

Gambar 2.13 Gaya Apung pada Keseluruhan Struktur yang Kedap Air pada Lantai yang Lebih Rendah34

Gambar 2.14 Gaya Hidrodinamik Impulsif dan Drag yang Bekerja pada Komponen Struktural

Bangunan Akibat Genangan Tsunami ...................................................................... 35

Gambar 2.15 Sketsa Definisi Gaya Apung ke atas yang Bekerja pada Lantai yang Ditinggikan ......... 36

Gambar 2.16 Gaya Impak Puing-puing yang Terbawa Air .............................................................. 38

Gambar 2.17 Kecepatan Alir Maksimum pada Kedalaman d, Elevasi Tanah z, dan Elevasi Runup

Maksimum R. Kurva Terbawah Mewakili Batas Bawah Kecepatan Alir Maksimum ....... 40

Gambar 2.18 Beban Gravitasi yang Bekerja pada Lantai yang Ditinggikan dengan Air yang Tertahan

oleh Dinding Eksterior Selama Proses Penyurutan yang Cepat ................................... 41

Gambar 2.19 Penentuan Kinerja Struktur terhadap Tingkat Bencana Gempa................................... 45

Gambar 2.20 Kombinasi Gaya Impulsif dan Gaya Drag Hidrodinamik pada Struktur ........................ 47

ix

Gambar 2.21 Kombinasi Gaya Drag Hidrodinamik dan Gaya Akibat Puing-puing yang Membendung . 48

Gambar 2.22 Sketsa Geografis Bangunan TES Tsunami ................................................................. 51

Gambar 2.23 Kondisi Bangunan TES Tsunami yang Menghasilkan Gaya Apung ............................... 52

Gambar 3.1 Strategi Gaya pada Elemen Tarik ............................................................................... 62

Gambar 3.2 Detailing Tulangan Baja untuk Potensi Kehilangan Kolom Penumpu ............................. 63

Gambar 3.3 Strategi Kolom yang Runtuh (Missing Column) ........................................................... 64

Gambar 3.4 Contoh Detailing pada Hubungan Balok-Kolom ........................................................... 65

Gambar 3.5 Persyaratan Tulangan Lentur ..................................................................................... 65

Gambar 3.6 Persyaratan Sambungan Lewatan .............................................................................. 66

Gambar 3.7 Persyaratan Tulangan Transversal ............................................................................. 66

Gambar 3.8 Persyaratan Kekangan untuk Sengkang Spiral ............................................................ 67

Gambar 3.9 Persyaratan Kekangan untuk Sengkang Tertutup Persegi ............................................ 67

Gambar 3.10 Diagram Alir Perancangan Bangunan TES Tsunami .................................................... 68

Gambar 3.11 Diagram Alir Perhitungan Pembebanan Tsunami pada Komponen Struktur .................. 68

Gambar 4.1 Diagram Alir untuk Perancangan Proporsi Campuran (Sumber: Gambar 1 SNI-03-2847-

2002) ...................................................................................................................... 85

Gambar 5.1 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (1) .......................................... 95






x

Gambar 6.1 Skema Proses Evaluasi Bangunan Eksisting .............................................................. 105

Gambar 7.1 Tampak Atas dan Potongan Melintang Bangunan TES Tsunami ................................. 107

Gambar 7.2 Tributari Area Kolom Interior ................................................................................... 108

Gambar 7.3 Model 3D Bangunan TES Tsunami ........................................................................... 109

Gambar 7.4 Response Spektra Desain Wilayah Padang, Provinsi Sumatera Barat dengan Tanah Lunak111

Gambar 7.5 Kasus Pembebanan ................................................................................................. 115

Gambar 7.6 Pembebanan Angin ................................................................................................. 116

Gambar 7.7 Keterangan Posisi Bangunan dan Genangan ............................................................. 117

Gambar 7.8 Kombinasi 1: Beban Impak (Fi), Hidrodinamik (Fd), dan Impulsif (Fs) ......................... 124

Gambar 7.9 Kombinasi 2: Beban Akibat Pembendung Puing (Fdm), Impak (Fi), dan Hidrodinamik (Fd)124

Gambar 7.10 Gaya Angkat pada Pelat Akibat Gaya Hidrodinamik ................................................. 125

Gambar 7.11 Gaya Dalam Geser pada Kolom Akibat Beban Envelope Tsunami ............................. 126

Gambar 7.12 Gaya Dalam Aksial pada Kolom Akibat Beban Envelope Tsunami ............................. 126

Gambar 7.13 Gaya Dalam Momen pada Kolom Akibat Gaya Envelope Tsunami ............................. 127

Gambar 7.14 Gaya Geser pada Balok Akibat Gaya Envelope Tsunami ........................................... 127

Gambar 7.15 Gaya Dalam Momen pada Balok Akibat Gaya Envelope Tsunami .............................. 128

Gambar 7.16 Gaya Dalam Geser pada Kolom Akibat Gaya Envelope Total .................................... 128

Gambar 7.17 Gaya Dalam Aksial pada Kolom Akibat Beban Envelope Total.................................. 129

Gambar 7.18 Gaya Dalam Momen pada Kolom Akibat Gaya Envelope Total .................................. 129

Gambar 7.19 Gaya Dalam Geser pada Balok Akibat Gaya Envelope Total...................................... 130

Gambar 7.20 Gaya Dalam Momen pada Balok Akibat Gaya Envelope Total ................................... 130

1

Pendahuluan

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagian wilayah pesisir di Indonesia merupakan wilayah yang memiliki tingkat kerawanan

yang tinggi terhadap bencana tsunami. Hal ini dapat dilihat pada berbagai kejadian tsunami

dalam beberapa tahun terakhir yang melanda beberapa daerah pesisir di Indonesia dan

menyebabkan kerusakan berbagai sarana dan prasarana di daerah-daerah yang terkena

dampak bencana tersebut. Kejadian tsunami juga seringkali menimbulkan korban jiwa yang

tidak sedikit.Untuk meminimalkan risiko korban jiwa saat terjadi tsunami diperlukan suatu

strategi penyelamatan. Salah satunya adalah dalam bentuk penyediaan tempat-tempat

evakuasi sementara (TES)di daerah-daerah pesisir rawan tsunami, yang dapat melindungi

masyarakat yang tinggal di daerah pesisir tersebut dari bencana tsunami. Agar dapat

berfungsi melindungi jiwa manusia yang ada didalamnya, bangunan tempat evakuasi

sementara tersebut harus dirancang tahan terhadap beban tsunami. Karena daerah yang

terkena tsunami pada umumnya berada dekat dengan sumber gempa maka bangunan

tempat evakuasi sementara tersebut juga harus memenuhi persyaratan bangunan tahan

gempa.

Dokumen ini disusun sebagai pedoman untuk perancangan bangunan TES yang tahan

terhadap beban gempa dan tsunami.

1.2 Tujuan

Tujuan pedoman ini adalahmemberikan panduan detil dan lengkapuntuk merencanakan

bangunan TES Tsunami atau mengevaluasi bangunan eksisting yang dapat difungsikan

sebagai TES tsunami.

1.3 Ruang Lingkup

Bangunan TES tahan tsunami adalah bangunan baru atau eksisting yang dapat difungsikan

sebagai tempat penampungan sementara ketika dibutuhkan evakuasi vertikal. Kriteria

desain untuk Bangunan TES tahan tsunami adalah bangunan tersebut harus tetap kokoh

berdiri, dan tidak boleh runtuh, saat terkena beban gempa dan tsunami.

Hal-hal yang diatur dalam pedoman ini mencakup kriteria desain, perhitungan pembebanan

gempa dan tsunami serta konsep perancangan, baik untuk bangunan baru maupun

bangunan eksisting yang akan difungsikan sebagai TES Tsunami.

2

Pendahuluan

1.4 Acuan Normatif

Pedoman ini disusun dengan merujuk pada beberapa referensi utama, diantaranya yaitu:

1. FEMA P646/April 2012: Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from

Tsunami Second Edition

2. Washington Division of Geology and Earth Resources: Development of Design Guidelines

for Structures that Serve as Tsunami Vertical Evacuation Sites(52-AB-NR-200051)

3. ASCE 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures

4. SNI 1726-2012: Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan

Gedung dan Non Gedung

5. RSNI 03- PMI: Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain

6. RSNI 2847-2012: Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung

1.5 Istilah dan Definisi

ASCE:

American Society of Civil Engineers

Bangunan TES Tsunami:

Bangunan yang digunakan untuk mengungsi dan evakuasi dalam keadaan darurat atau

sementara oleh masyarakat di suatu daerah yang terkena gelombang tsunami. Bangunan ini

harus memiliki ketinggian yang cukup untuk penempatan pengungsi di atas ketinggian

genangan air tsunami dan harus didesain dan dilaksanakan dengan kekuatan desain yang

memadai untuk dapat menahan gaya-gaya yang ditimbulkan oleh gelombang tsunami.

Beban:

Gaya atau aksi lainnya yang diperoleh dari berat seluruh bahan bangunan, penghuni,

barang-barang yang ada di dalam bangunan gedung, efek lingkungan, selisih perpindahan,

dan gaya kekangan akibat perubahan dimensi.

Beban hidup:

Beban yang diakibatkan oleh pengguna dan penghuni bangunan gedung atau struktur lain

yang tidak termasuk beban konstruksi dan beban lingkungan, seperti beban angin, beban

hujan, beban gempa, beban banjir, atau beban mati.

Beban hidup atap:

Beban pada atap yang diakibatkan (1) pelaksanaan pemeliharaan oleh pekerja, peralatan,

dan material dan (2) selama masa layan struktur yang diakibatkan oleh benda bergerak,

seperti tanaman atau benda dekorasi kecil yang tidak berhubungan dengan penghunian.

Beban mati:

Berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang, termasuk dinding, lantai,

atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, fasad gedung, dan komponen

3

Pendahuluan

arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan terpasang lain termasuk berat

keran.

Breakaway wall:

Dinding yang bukan merupakan bagian dari penyokong struktural gedung dan direncanakan

(melalui desain dan konstruksi), untuk runtuh di bawah beban lateral yang spesifik tanpa

mengakibatkan kerusakan pada bagian atas struktur dan pondasinya.

Draft:

Kedalaman air yang dibutuhkan puing-puing untuk mengapung.

Elevasi genangan tsunami:

Elevasi pada lokasi tsunami dengan penetrasi maksimum, yang dihitung dari elevasi muka

air laut.

FEMA:

Federal Emergency Management Agency

Gaya Angkat Hidrodinamik:

Gaya vertikal ke atas yang bekerja pada pelat lantai dan disebabkan oleh aliran air di sekitar

struktur tersebut.

Gaya Apung:

Gaya yang bekerja vertikal ke atas yang diakibatkan oleh adanya volume air yang

dipindahkan dari struktur atau komponen struktur yang terendam parsial atau total.

Gaya Drag:

Gaya dorong terhadap komponen struktur yang diberikan oleh gaya hidrodinamik yang

bekerja pada komponen tersebut.

Gaya geser dasar:

Gaya geser atau lateral lokal yang terjadi pada tingkat dasar.

Gaya Hidrostatik:

Gaya pada sebuah struktur atau komponennya yang diakibatkan oleh adanya genangan air

atau air yang mengalir lambat pada struktur atau komponennya.

Gaya Impulsif:

Gaya yang disebabkan oleh gelombang air terdepan yang menghantam sebuah struktur

sehingga memberikan beban tumbuk terhadap struktur.

Gaya Benturan:

Beban-beban yang disebabkan oleh puing-puing yang terbawa oleh gelombang tsunami

yang membentur gedung dan struktur.

4

Pendahuluan

Gempa Desain:

Pengaruh gempa yang besarnya dua per tiga dari pengaruh MCER(Maksimum Considered

Earthquake).

Kategori Risiko:

Sebuah pengelompokkan bangunan dan struktur lainnya untuk penentuan beban banjir,

angin, salju, es, dan gempa berdasarkan risiko yang terkait dengan kinerja yang tidak dapat

diterima.

Keruntuhan Progresif:

Menurut Standar ASCE/SEI 7-02 definisi keruntuhan progresif adalah penyebaran

keruntuhan lokal inisial dari elemen ke elemen yang menyebabkan keruntuhan seluruh atau

sebagian besar struktur.

Liquefaction:

Fenomena yang terjadi pada tanah jenuh ketika tegangan pori bersih melebihi gaya gravitasi

yang menahan partikel tanah agar tetap menyatu. Kekuatan dan kekakuan tanah berkurang

secara dramatis karena tanah berperilaku seperti fluida.

Peta rendaman atau genangan tsunami

Peta yang menggambarkan ketinggian rendaman pada setiap daerah akibat terjadinya

tsunami.

PPIUG:

Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung

Prosedur Amplop:

Prosedur untuk menentukan kasus beban angin pada bangunan gedung, di mana koefisien

tekanan eksternal-tiruan diperoleh dari pengujian terowongan angin model bangunan

gedung prototipikal sebelumnya yang diputar bertahap sampai 360 derajat, seperti kasus

tekanan-tiruan yang menghasilkan aksi struktural utama (angkat, geser horizontal, momen

lentur, dan lain-lain) yang merupakan amplop dari nilai-nilai maksimum di antara semua

kemungkinan arah angin.

Puing-puing yang terbawa air:

Benda-benda (seperti bongkahan kayu, kapal kecil, container) yang terbawa oleh

gelombang tsunami.

Runup:

Naiknya elevasi permukaan air laut akibat terjadinya tsunami.

RSNI:

Rancangan Standar Nasional Indonesia

5

Pendahuluan

Sistem Penahan Beban Angin Utama (SPBAU):

Suatu rangkaian elemen-elemen struktur yang berfungsi untuk menahan dan memberikan

stabilitas keseluruhan struktur. Sistem tersebut umumnya menerima beban angin lebih dari

satu permukaan.

SNI:

Standar Nasional Indonesia

Soffit:

Bagian permukaan bawah komponen struktur.

Struktur rangka pemikul momen:

Sistem struktur yang terdiri atas rangkaian elemen-elemen kolom dan balok yang

dihubungkan secara kaku, membentuk suatu rangka ruang pemikul beban gravitasi dan

gempa.

Tekanan desain:

Tekanan statis ekivalen yang digunakan dalam penentuan beban angin untuk bangunan

gedung.

Tsunami:

Serangkaian gelombang laut yang terjadi secara natural yang dihasilkan oleh gangguan

dengan skala besar dan tiba-tiba pada air, dimana gangguan ini disebabkan oleh gempa

bumi, tanah longsor, letusan gunung berapi, atau dampak meteorit.

6

Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami

BAB 2 KRITERIA PERANCANGAN STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI

BAB 2

KRITERIA PERANCANGAN

STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI

2.1 Umum

Selayaknya sebuah bangunan, dibutuhkan suatu modelisasi untuk mendapatkan desain yang

ideal yang dapat digunakan sebagai Tempat Evakuasi Sementara Tsunami (TES Tsunami).

Pada bagian ini, akan dibahas pembebanan yang dianggap penting dalam mendesain

bangunan evakuasi untuk bencana tsunami antara lain adalah beban gravitasi, beban gempa

(karena tsunami selalu diawali dengan adanya gempa), beban angin, serta beban tsunami

itu sendiri. Beban-beban tersebut kemudian akan dikombinasikan untuk mendapatkan gaya

dalam ultimate yang mungkin terjadi pada struktur.

Kinerja struktur yang dihasilkan dari perancangan yang akan dipaparkan kelak harus

memenuhi batasan-batasan tertentu. Batasan-batasan tersebut dapat dinilai dari berbagai

faktor, seperti kekuatan struktur, kemampuan layan, durabilitas struktur dan lain

sebagainya. Pada akhirnya paparan ini akan menjadi salah satu dasar dalam mereview

kelayakan bangunan DED atau bangunan existing sebagai TES Tsunami.

2.2 Standar dan Code

Untuk mendapatkan persamaan-persamaan dalam menentukan besar pembebanan yang

dianggap bekerja pada struktur ketika tsunami terjadi adalah dengan mempelajari berbagai

code dan standar yang relevant, antara lain adalah:

a. The Federal Emergency Management Agency Coastal Construction Manual, Fourth

Edition (Fema P-55/Volume II/August 2011) menjelaskan mengenai pembebanan –

pembebanan yang perlu diperhitungkan dalam merancang bangunan TES tsunami,

termasuk di dalamnya menentukan besaran nilai gaya hidrodinamik, gelombang, dan

benturan.

b. The City and County of Honolulu Building Code (CCH) menyediakan penjelasan

mengenai perhitungan gaya akibat banjir termasuk besarnya nilai gaya impulsif.

c. The Federal Emergency Management Agency – Guidelines for Design of Structures for

Vertical Evacuation from Tsunami Second Edition (FEMA P646/April 2012) menyediakan

penjelasan mengenai pembebanan-pembebanan terhadap struktur disertai persamaan

yang digunakan dalam perhitungan akibat adanya sunami.

d. ASCE/SEI Standar 7-10 Minimum Design Loads for Buildings and Other Structure

menjelaskan gaya-gaya yang bekerja salah satunya adalah gaya–gaya pada elemen

struktur bangunan yang spesifik akibat banjir dan gaya gelombang.

7


e. SNI 1726-2012Tata Cara Perancangan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan

Non Gedung , menyediakan standar pembebanan gempa dengan periode ulang 2500

tahunan.

f. Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983 (PPIUG-1983) menyediakan

besarnya pembebanan gravitasi berdasarkan jenis tujuan penggunaan gedung yang

akan dibangun.

g. RSNI 03 Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain,

menyediakan ketentuan-ketentuan besar pembebananuntuk perancangan bangunan.

2.3 Pembebanan

Pembebanan suatu bangunan merupakan bagian penting dalam memodelkan suatu struktur

bangunan. Setelah seluruh beban didefinisikan kemudian dikombinasikan, maka akan

didapatkan gaya dalam ultimate yang harus ditahan struktur dalam kondisi elastik. Adapun

salah satu pembebanan yang perlu diperhitungkan untuk bangunan TES Tsunami antara lain

adalah beban gravitasi, beban gempa, beban angin, serta beban tsunami itu sendiri.

2.3.1 Beban Gravitasi

Beban gravitasi perlu diperhitungkan dalam perancangan awal struktur serta dalam

penentuan gaya dalam maksimum yang dialami struktur. Besarnya beban gravitasi tersebut

berdasarkan code dan standaryang berlaku adalah sebagai berikut:

2.3.1.1 Beban Mati

a. Definisi

Beban mati adalah berat seluruh bahan konstruksi bangunan gedung yang terpasang,

termasuk dinding, lantai, atap, plafon, tangga, dinding partisi tetap, finishing, fasad

bangunan gedung, dan komponen arsitektural dan struktural lainnya serta peralatan layan

terpasang lain termasuk berat keran.

b. Berat Bahan dan Konstruksi

Dalam menentukan beban mati untuk perancangan, harus digunakan berat bahan dan

konstruksi yang sebenarnya, dengan ketentuan bahwa jika tidak ada informasi yang jelas,

nilai yang harus digunakan adalah nilai yang disetujui oleh pihak yang berwenang. Pada

bangunan TES Tsunami, material yang digunakan untuk komponen struktural bangunan

adalah baja atau beton bertulang.

c. Berat Peralatan Layan Tetap

Dalam menentukan beban mati rencana, harus diperhitungkan berat peralatan layan yang

digunakan dalam bangunan gedung seperti plambing, mekanikal elektrikal, dan alat

pemanas, ventilasi, dan sistem pengkondisian udara.

Besaran komponen–komponen yang dianggap sebagai beban mati disajikan dalam Tabel

2.1.

8


Tabel 2.1 Nilai Besaran Beban Mati pada Struktur

Material Baja 7850 kg/m3

Material Beton Bertulang 2400 kg/m3

Adukan semen per cm tebal 21 kg/m2

Dinding pasangan batako:

Berlubang:

- tebal dinding 20 cm (HB 20) 200 kg/m2

- tebal dinding 10 cm (HB 10) 120 kg/m2

Tanpa Lubang

- tebal dinding 15 cm 300 kg/m2

- tebal dinding 10 cm 200 kg/m2

Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso, dan beton tanpa adukan per cm

tebal

24 kg/m2

Semen asbes gelombang (tebal 5mm) 11 kg/m2

Sumber: PPIUG 1983

2.3.1.2 Beban Hidup

Beban hidup yang digunakan dalam perancangan bangunan gedung dan struktur lainnya

haruslah beban maksimum yang diharapkan terjadi akibat penghunian dan penggunaan

bangunan gedung, akan tetapi tidak boleh kurang dari beban merata minimum yang

ditetapkan dalam Tabel 2.2 di bawah.

Tabel 2.2 Beban Hidup pada Lantai Bangunan

Hunian atau Penggunaan Beban Merata (kN/m2)

Ruang Pertemuan

Kursi tetap (terikat di lantai) 2,87

Lobi 4,79

Kursi dapat dipindahkan 4,79

Panggung pertemuan 4,79

Lantai Podium 7,18

Ruang pertemuan 4,79

Atap

Atap datar, pelana, dan lengkung 0,96

Sumber: Tabel 4.1, RSNI Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain

Mengingat bangunan TES Tsunami direncanakan sebagai tempat penampungan pengungsi,

maka beban hidup merata yang digunakan dalam perancangan adalah 4,79 kN/m2.

Sedangkan jenis atap yang digunakan pada struktur bangunan TES Tsunami dianjurkan agar

9


menggunakan atap DAK atau merupakan atap datar dimana beban hidup merata yang perlu

direncanakan sebesar 0,96 kN/m2.

Beberapa bagian dari beban hidup adalah sebagai berikut:

a. Beban pada Pegangan Tangga dan Sistem Palang Pengaman

Semua susuran pegangan tangga dan sistem palang pengaman harus dirancang untuk

menahan beban terpusat sebesar 0,89 kN yang bekerja di setiap titik dan disegala arah di

sisi atas dan menyalurkan beban terpusat ini ke struktur pendukung.

Selanjutnya, semua susuran tangga dan sistem palang pengaman harus dirancang untuk

menahan beban garis sebesar 0,73 kN/m yang diterapkan di segala arah di bagian atas dan

menyalurkan beban garis ini ke struktur pendukung.

Semua pagar pembatas (kecuali susuran tangga) dan pengisi panel harus dirancang untuk

menahan gaya horizontal sebesar 0,22 kN pada satu luasan tidak melebihi 305 mm2

termasuk bukaan dan celah antarrel. Reaksi akibat beban ini tidak perlu dijumlahkan dengan

beban pada paragraf sebelumnya.

b. Beban pada Tangga Tetap

Beban hidup rencana minimum pada tangga tetap dengan anak tangga harus merupakan

beban terpusat tunggal sebesar 1,33 kN, dan harus diterapkan pada setiap titik tertentu

untuk menghasilkan efek beban maksimum pada elemen yang ditinjau. Jumlah dan posisi

tambahan beban hidup terpusat harus minimum 1 rangkaian 1,33 kN untuk setiap jarak

3,048 mm dari tinggi tangga.

Apabila rel tangga tetap diperpanjang di atas lantai atau platform di bagian atas tangga,

masing-masing sisi perpanjangan rel harus dirancang untuk menahan beban hidup terpusat

sebesar 0,445 kN pada arah sembarang dan tinggi sembarang sampai puncak dari sisi

perpanjangan rel. Tangga para-para harus mempunyai beban rencana minimum seperti

tangga, sebagaimana didefinisikan dalam Tabel 2.2.

c. Beban Hidup Horisontal

Berdasarkan PPIUG 1983, beban hidup horisontal yang dapat terjadi oleh desakan sejumlah

besar manusia yang bergerak pada gedung–gedung tertentu, harus ditinjau bekerja pada

struktur pemikulnya dalam dua arah yang saling tegak lurus, sebesar suatu persentase dari

beban hidup vertikal yang sudah dipaparkan pada subbab 2.3.1.2. Peraturan ini berlaku

pada bangunan TES Tsunami, dimana kemungkinan besar evakuator akan memasuki

bangunan ini secara berdesakan. Persentase tersebut diambil 5 sampai 10 persen.

d. Reduksi pada Beban Hidup Atap Datar, Pelana, dan Atap Lengkung

Atap datar biasa, pelana, dan atap lengkung, dan awning, dan kanopi, selain dari konstruksi

atap fabrikasi yang ditumpu oleh suatu struktur rangka, diijinkan untuk dirancang dengan

beban hidup atap yang direduksi, sebagaimana ditentukan dalam persamaan (2.1) atau

kombinasi beban, dipilh yang menghasilkan beban terbesar.

Lr = L0x R1x R2, dimana 0,58≤Lr≤0,96 ................................................................ (2.1)

10


Keterangan:

Lr= beban hidup atau tereduksi per m2 dari proyeksi horisontal yang ditumpu oleh komponen

struktur.

Lo= beban hidup atap desain tanpa reduksi per m2 dari proyeksi horisontal yang ditumpu

oleh komponen struktur (Tabel 2.2)

Faktor reduksiR1 ditentukan sebagai berikut:

1 untuk AT≤ 18,58 m2

R1 = 1,2 – 0,011 AT untuk 18,58 m2<AT< 55,74 m2

0,6 untuk AT≥ 55,74 m2

dengan:

AT= luas tributari dalam m2 yang didukung oleh setiap komponen struktural

Faktor reduksiR2 ditentukan sebagai berikut:

1 untuk F ≤ 4

R2 = 1,2 – 0,04 F untuk 4<F < 12

0,6 untuk F≥ 12

dengan:

F = 0,12 × kemiringan (slope), dengan kemiringan dinyatakan dalam persentase, dan untuk

atap lengkung atau kubah, F= rasio tinggi terhadap bentang dikalikan dengan 32.

Ketentuan lain yang perlu diperhatikan adalah, bila beban hidup atap merata direduksi

sampai kecil dari 0,96 kN/m2 dan digunakan untuk mendesain komponen struktur ditata

sedemikian untuk membuat kesinambungan, beban hidup atap yang tereduksi harus

dipasang ke bentang–bentang bersebalahan atau alternatif, dipilih yang menghasilkan efek

beban terbesar.

2.3.2 Beban Gempa

Ada beberapa strategi desain terhadap gempa kuat, yaitu:

a) Isolasi struktur dari gerakan tanah, yaitu dilakukan dengan menggunakan base isolation

(lihat Gambar 2.1).

b) Menggunakan sistem pendisipasi energi getaran, yaitu dilakukan dengan passive energy

dissipation devices (lihat Gambar 2.2).

c) Mengizinkan perilaku inelastic, dengan kata lain struktur bangunan boleh direncanakan

terhadap beban gempa yang direduksi dengan suatu factor modifikasi respons struktur

(faktor R), yang merupakan representasi tingkat daktilitas yang dimiliki oleh struktur

(lihat Gambar 2.3).

11


Pada umumnya building codes menggunakan prosedur respons inelastik. Respons inelastik

dicapai dengan mengizinkan kerusakan/kelelehan pada elemen struktur. Kerusakan yang

terjadi harus dikendalikan agar prosedur ini berhasil. Oleh karena ini, pada Pedoman ini

strategi desain terhadap gempa kuat difokuskan poin (c) di atas, yaitu mengizinkan perilaku

inelastik pada struktur.

Gambar 2.1 Perilaku Struktur Bangunan dengan Base Isolation Sistem

Gambar 2.2 Pengaruh Penambahan Redaman (Viscous Damper) pada Struktur

12


Gambar 2.3 Filosofi Perancangan Bangunan Tahan Gempa

Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati besarannya

selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2 persen atau gempa dengan

periode ulang 2500 tahun sesuai dengan SNI 1726-2012 (SNI Gempa).

Berdasarkan SNI Gempa tersebut terdapat tiga buah prosedur analisis, yaitu:

a. Analisis Gaya Lateral Ekivalen

b. Analisis Superposisi Ragam

c. Analisis Riwayat Waktu

Namun, yang dibahas pada dokumen ini adalah analisis gaya lateral ekivalen saja.Hal ini

disebabkan oleh TES Tsunami yang merupakan bangunan rendah dengan bentuk struktur

yang cenderung berbentuk persegi, regular, dan simetris. Adapun langkah–langkah yang

dilakukan untuk melakukan penentuan beban gempa berdasarkan analisis gaya lateral

ekivalen adalah:

a. Analisis Risiko Bangunan

b. Pembentukan Respons Spektra Wilayah

c. Kategori Perancangan Seismik

d. Analisis Statik Ekivalen

Penjabaran langkah–langkah penentuan beban gempa dengan metode statik ekivalen:

a. Analisis Risiko Bangunan

Dalam tahap ini langkah–langkah yang harus dilakukan adalah:

1. Penentuan jenis dan fungsi struktur yang akan dibangun dan kemudian menentukan

kategori risiko berdasarkan Tabel 1 SNI Gempa mengenai kategori risiko bangunan

gedung dan struktur lainnya untuk beban gempa pada SNI Gempa, sebagai berikut:

a. Kategori Risiko I: Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko rendah terhadap

jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan.

13


b. Kategori Risiko II: Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam

kategori risiko I,III, dan IV.

c. Kategori Risiko III:

1. Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia

pada saat terjadi kegagalan, ataupun

2. Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV, yang

memiliki potensi untuk menyebabkan dampak ekonomi yang besar dan/atau

gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi

kegagalan

3. Gedung dan struktur lainnya yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV yang

mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah kandungan bahannya

melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup

menimbulkan bahaya bagi masyarakat jika terjadi kebocoran.

d. Kategori Risiko IV: Gedung dan struktur lainnya yang ditunjukkan sebagai fasilitas

yang penting serta gedung dan struktur lainnya yang dibutuhkan untuk

mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke dalam kategori risiko

IV.

Berdasarkan ketentuan di atas, dapat disimpulkan bahwa gedung TES Tsunami ini

merupakan gedung dengan jenis pemanfaatan tempat perlindungan darurat, sehingga

termasuk ke dalam Kategori Risiko IV.

2. Menentukan faktor keutamaan gempa ( ) berdasarkan kategori risiko yang telah

diperoleh sebelumnya.

Faktor keutamaan gempa ditentukan menggunakan Tabel 2 pada SNI 1726-2012.Pada tabel

tersebut tertulis bahwa untuk kategori risiko IV, faktor keutamaan gempa =1,50.

b. Pembentukan Respons Spektra Wilayah

Dalam tahap ini langkah–langkah yang harus dilakukan adalah:

1. Menentukan percepatan batuan dasar pada perioda pendek (SS) berdasarkan lokasi

struktur pada peta gempa yang disajikan dalam Gambar 2.4di bawah.

14


Gambar 2.4 SS, Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan

(MCER),Kelas Situs SB

Sumber: Gambar 9 SNI 1726-2012

2. Menentukan percepatan batuan dasar pada periode 1 detik (S1) berdasarkan lokasi

struktur pada peta gempa yang disajikan dalam Gambar 2.5 di bawah.

Gambar 2.5 S1,Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Risiko-Tersesuaikan

(MCER),Kelas Situs SB.

Sumber: Gambar 10 SNI 1726-2012

15


3. Penentukan Klasifikasi Kelas Situs

Penentuan Klasifikasi Kelas Situs ini berdasarkan properti–properti tanah yang didapatkan

dari uji tanah, kemudian ditentukan kelas situs berdasarkan Tabel 2.3 di bawah.

Tabel 2.3 Penentuan Klasifikasi Kelas Situs

Kelas situs sv (m/detik) N atau

chN us (kPa)

SA (batuan keras) >1500 N/A N/A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N/A N/A

SC (tanah keras, sangat

padat dan batuan

lunak)

350 sampai 750 >50 > 100

SD (tanah sedang) 175 sampai 350 15sampai 50 50 sampai100

SE (tanah lunak) < 175 <15 < 50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karateristik sebagai berikut:

1. Indeks plastisitas, PI> 20,

2. Kadar air, w > 40 persen, dan

Kuat geser niralir us < 25 kPa

SF(tanah khusus,yang

membutuhkan

investigasi geoteknik

spesifik dan analisis

respons spesifik-situs

yang mengikuti Pasal

6.9.1 SNI Gempa)

Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari

karakteristik berikut:

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa

seperti mudah likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi

lemah

- Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan H > 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H> 7,5 m dengan

Indeks Plasitisitas PI> 75)

Lapisan lempung lunak/setengah tegu dengan ketebalan H> 35 m

dengan su< 50 kPa

Sumber: SNI 1726-2012

4. Penentuan Koefisien Situs (Fa dan Fv)

Penentuan koefisien situs ini berdasarkan jenis kelas situs yang telah didapatkan

sebelumnya. Kofisien kelas situs ini perlu dilakukan karena peta gempa yang digunakan

sebelumnya merupakan peta gempa berdasarkan jenis kelas SB, sehingga untuk jenis tanah

lain diperlukan suatu koefisien untuk menghasilkan percepatan sesuai dengan jenis tanah

asli. Koefisien Fa digunakan untuk parameter respons spektral percepatan gempa periode

pendek 0,2 detik (Ss). Penentuan koefisien Fa menggunakan Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Penentuan Koefisien Fa

Kelas

situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCERterpetakan pada

perioda pendek, T=0,2 detik, Ss

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 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

16


Kelas

situs

Parameter respons spektral percepatan gempa MCERterpetakan pada

perioda pendek, T=0,2 detik, Ss

SC 1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

SD 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

SE 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

SF Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs-

spesifik (lihat pasal 6.9.1 SNI Gempa)


Koefisien Fv digunakan untuk parameter respons spektral percepatan gempa periode 1 detik

(S1). Penentuan koefisien Fv menggunakan Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Penentuan Koefisien Fv

Kelas

Situs

Parameter Respons Spektral Percepatan Gempa MCERTerpetakan Pada

Perioda 1 Detik, S1

S1 0,1 S1 = 0,2 S1 = 0,3 S1 = 0,4 S1 ≥ 0,5

SA 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

SB 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

SC 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3

SD 2,4 2 1,8 1,6 1,5

SE 3,5 3,2 2,8 2,4 2,4

SF Situs yang memerlukan investigasi geoteknik spesifik dan analisis respons situs-

spesifik (lihat pasal 6.9.1 SNI Gempa)


5. Menentukan Parameter Respons Spektral Maksimum

Penentuan parameter respons spektral maksimum dilakukan dengan mengalikan faktor

koefisien kelas situs (poind) dengan percepatan batuan dasar (poin a dan b)

.......................................................................................................... (2.2)

..................................................................................................................................................................... (2.3)

Menentukan parameter percepatan spektra desain untuk periode pendek SDS dan periode 1

detik S1

......................................................................................................... (2.4)

......................................................................................................... (2.5)

6. Penentuan Spektrum Repons Desain

Dalam langkah ini dilakukan penggambaran respons spektra untuk rentang–rentang periode

berikut:

Untuk T < T0 :

Untuk T0<T< TS :

17


Untuk T > TS :

dimana,

....................................................................................................... (2.6)

dan

........................................................................................................... (2.7)

Gambaran hasil Spektrum Respons Desain dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Response Spektra Desain

Respon spektra desain memberikan nilai percepatan maksimum desain untuk struktur

dengan periode (T) tertentu yang akan digunakan pada poin d.

c. Kategori Desain Seismik

Menentukan Kategori Desain Seismik berdasarkan nilai SDS dan SD1(poin 2f), serta Kategori

Risiko (poin a) dengan menggunakan tabel 6 SNI Gempa.

Berdasarkan mengenai kategori desain seismik berdasarkan parameter respons percepatan

pada perioda pendek, untuk kategori risiko IV, maka kategori desain seismik dapat

ditentukan menggunakan Tabel 2.6dan Tabel 2.7. Kategori Desain Seismik berguna untuk

menentukan batasan tinggi struktur dan batasan sistem struktur seperti yang terlihat pada

poin 4.b.

Tabel 2.6 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatan pada

Perioda Pendek untuk Kategori Risiko IV

Nilai SDS

Kategori Desain

Seismik

Kategori risiko IV

SDS<0,167 A

0,167 ≤ SDS< 0,33 C

0,33 ≤ SDS< 0,50 D

0,50 ≤ SDS D


18


Tabel 2.7 Kategori Desain Seismik Berdasarkan Parameter Respons Percepatanpada

Perioda 1 Detik untuk Kagetori Risiko IV

Nilai SD1

Kategori Desain

Seismik

Kategori risiko IV

SD1< 0,067 A

0,067 ≤ SD1< 0,133 C

0,133 ≤ SD1< 0,20 D

0,20 ≤ SD1 D


Untuk menjamin diperolehnya kekuatan dan daktilitas struktur bangunan TES Tsunami ini,

struktur harus dikenakan kategori desain seismik D.

d. Analisis Statik Ekivalen

1. Menentukan Periode Fundamental Struktur (Ta)

Penentuan perioda fundamental pendekatan (Ta), dalam detik, untuk struktur dengan

ketinggian tidak melebihi 12 tingkat di mana sistem penahan gaya gempa terdiri dari rangka

penahan momen beton atau baja secara keseluruhan dan tinggi tingkat paling sedikit 3 m,

dapat dilhitung dengan menggunakan rumus berikut:

Ta = 0,1N

Keterangan:

Nadalah jumlah tingkat

Sebagai alternatif, perioda fundamental pendekatan (Ta), dalam detik, harus ditentukan dari

persamaan 2.8.

xnta hCT

....................................................................................................... (2.8)

dengan hn adalah ketinggian struktur, dalam m, di atas dasar sampai tingkat tertinggi

struktur, dan koefisien Ct dan x ditentukan dari Tabel 15 SNI Gempa yang ditulis kembali

dalam Tabel 2.8 dan Tabel 2.9.

Tabel 2.8 Koefisien untuk Batas Atas pada Perioda yang Dihitung

Parameter percepatan respons

spektral desain pada 1 detik, SD1

Koefisien Cu

0,4 1,4

0,3 1,4

0,2 1,5

0,15 1,6

0,1 1,7


19


Tabel 2.9 Nilai Parameter Perioda Pendekatan Ctdan x

Tipe struktur Ct X

Sistem rangka pemikul momen di mana rangka memikul 100 persen gaya

gempa yang disyaratkan dan tidak dilingkupi atau dihubungkan dengan

komponen yang lebih kaku dan akan mencegah rangka dari defleksi jika

dikenai gayagempa:

Rangka baja pemikul momen 0,0724a 0,8

Rangka beton pemikul momen 0,0466a 0,9

Rangka baja dengan bresing eksentris 0,0731a 0,75

Rangka baja dengan bresing terkekang terhadap tekuk 0,0731a 0,75

Semua sistem struktur lainnya 0,0488a 0,75


2. Menentukan Koefisien Modifikasi Respons (R)

Koefisien Modifikasi Respons (R) ditentukan berdasarkan jenis kategori desain seismik,

batasan ketinggian struktur, dan sistem penahan gaya gempa yang sesuai. Nilai faktor

tersebut terdapat dalam Tabel 9 SNI Gempa. Untuk sistem rangka pemikul momen dan

kategori desain seismik D ke atas, koefisien modifikasi respon dan batasan tinggi struktur

dapat dilihat pada Tabel 2.10.

Tabel 2.10 Koefisien Modifikasi Respons (Ra) dan Batasan Sistem Struktur dan Batasan

Tinggi Struktur (m)c

Sistem penahan-gaya seismik

Koefisien

modifikasi

respons,

Ra

Batasan

sistem

struktur dan

batasan tinggi

struktur (m)c

Kategori desain

seismik

Dd Ed Fe

Sistem Rangka Pemikul Momen Sistem rangka pemikul momen

1. Rangka baja pemikul momen khusus 8 TB TB TB

2. Rangka batang baja pemikul momen khusus 7 48 30 -

3. Rangka baja pemikul momen menengah 4.5 10h,i - -

4. Rangka baja pemikul momen biasa 3.5 - - -

5. Rangka beton bertulang pemikul momen khusus 8 TB TB TB

6. Rangka beton bertulang pemikul momen menengah 5 - - -

7. Rangka beton bertulang pemikul momen biasa 3 - - -

Keterangan:

TB = Tidak Dibatasi

TI = Tidak Diijinkan hlihat pasal 7.2.5.6 dan 7.2.5.7 SNI Gempa untuk struktur yang dikenai kategori desain

seismik D atau E.

20


i lihat pasal 7.2.5.6 dan 7.2.5.7 SNI Gempa untuk struktur yang dikenai kategori desain

seismik D atau F.

3. Menentukan Koefisien Respons Seismik (Cs)

Menentukan Koefisien Respons Seismik (Cs) menggunakan persamaan 2.9 di bawah:

....................................................................................................... (2.9)

dengan SDSmerupakanpercepatan spektra desain untuk periode pendek,

Tamerupakanperiode alami struktur, Rmerupakankoefisien modifikasi respons, dan

Iemerupakan faktor keutamaan gempa (atau I)

Batasan Nilai CS ditentukan menggunakan persamaan berikut:

Untuk struktur yang berlokasi di daerah di mana S1sama dengan atau lenih besar dari 0,6g,

maka batas minimum Cs adalah:

............................................................................... (2.10)

4. Gaya Dasar Seismik (V)

Gaya dasar seismik merupakan gaya geser pada dasar bangunan, yang ditentukan dengan

persamaan:

............................................................................................................ (2.11)

denganCsmerupakankoefisien respons seismik dan Wtmerupakanberat total struktur.

5. loloGaya Lateral Antar Tingkat

Pada analisis statik ekivalen, gaya gempa yang diterima pada dasar bangunan akan

didistribusikan pada tiap lantai / tingkat bangunan sesuai dengan persamaan 2.12.

....................................................................................................... (2.12)

dengan,

............................................................................................. (2.13)

2.3.3 Beban Angin

Gedung TES Tsunami merupakan gedung yang berbentuk sederhana dan simetris, terbuat

dari baja ataupun beton, dan terdiri dari sistem portal terbuka dan memiliki ketinggian yang

relatif pendek. Oleh karena itu, digunakan pembebanan angin pada Sistem Penahan

21


BebanAngin Utama (SPBAU) berdasarkan: (1) RSNI Beban Minimum Untuk Perancangan

Bangunan Gedung dan Struktur Lain 2012 (2) Pasal 28 pada ASCE 7-10 Minimum Design

Loads for Buildings and Other Structures. Pasal tersebut membahas perhitungan beban

angin pada SPBAU dengan prosedur amplop untuk bangunan gedung bertingkat rendah.

Pada pasal 28, terdapat 2 bagian, yaitu bagian satu yang membahas pembebanan angin

gedung bertingkat rendah yang tertutup atau tertutup sebagian, serta bagian dua yang

membahas pembebanan angin untuk gedung diafragma sederhana yang tertutup. Pada

bangunan TES Tsunami ini, pada pembahasan selanjutnya digunakan bagian satu saja.

Adapun langkah-langkah untuk menentukan beban angin pada SPBAU untuk gedung

bertingkat rendah adalah:

Langkah 1: Menentukan kategori risiko gedung

Kategori risiko gedung sama dengan kategori risiko pada penentuan beban gempa, yaitu

ditentukan berdasarkan Tabel 1 SNI Gempa, digunakan kategori risiko IV karena gedung

TES Tsunami merupakan tempat perlindungan darurat.

Langkah 2: Tentukan kecepatan angin dasar, V, untuk kategori risiko yang sesuai

Kecepatan angin harus ditentukan menggunakan peta kecepatan angin daerah setempat.

Langkah 3: Tentukan parameter beban angin:

a. Faktor arah angin,

Faktor arah angin harus ditentukan dari Tabel 2.11 berikut:

Tabel 2.11 Faktor Arah Angin Berdasarkan Tipe Struktur

Tipe Struktur Faktor Arah Angin

Bangunan Gedung

Sistem Penahan Beban Angin Utama

Komponen dan Klading Bangunan Gedung

0,85

0,85

*Faktor arah Kd telah dikalibrasi dengan kombinasi beban yang ditetapkan dalam SNI

seperti yang akan dibahas pada pasal 2.4.2.

Sumber:RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)

b. Kategori eksposur

Persyaratan eksposur untuk prosedur amplop

Beban angin untuk perancangan SPBAU untuk semua bangunan bertingkat rendah yang

dirancang menggunakan prosedur amplop harus berdasarkan pada kategori eksposur yang

mengakibatkan beban angin tertinggi untuk setiap arah angin di lokasi.

22


Untuk setiap arah angin yang diperhitungkan, eksposur lawan angin didasarkan pada

kekasaran permukaan tanah yang ditentukan dari topografi alam, vegetasi, dan fasilitas

dibangun.

Kategori Kekasaran Permukaan

Kekasaran permukaan tanah dalam setiap sektor 450 harus ditentukan untuk suatu jarak

lawan angin dari situs sebagaimana ditentukan dalam pasal kategori eksposur.

Kekasaran permukaan B: daerah perkotaan dan pinggiran kota, daerah berhutan, atau

daerah lain dengan penghalang berjarak dekat yang banyak memiliki ukuran dari tempat

tinggal keluarga-tunggal atau lebih besar.

Kekasaran permukaan C: dataran terbuka dengan penghalang tersebar yang memiliki tinggi

umumnya kurang dari 9,1 m. Kategori ini mencakup daerah terbuka datar dan padang

rumput.

Kekasaran permukaan D: area datar, area terhalang dan permukaan air. Kategori ini berisi

lumpur halus, padang garam, dan es tak terputus.

Kategori eksposur

Eksposur B: untuk bangunan gedung dengan tinggi atap rata-rata kurang dari atau sama

dengan 9,1 m, Eksposur B berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah, sebagaimana

ditentukan oleh Kekasaran Permukaan B, berlaku di arah lawan angin untuk jarak yang lebih

besar dari 457 m. Untuk bangunan dengan tinggi atap rata-rata lebih besar dari 9,1 m,

Eksposur B berlaku bilamana Kekasaran Permukaan B berada dalam arah lawan angin untuk

jarak lebih besar dari 792 m atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar.

Eksposur C: Eksposur C berlaku untuk semua kasus di mana Eksposur B atau D tidak

berlaku.

Eksposur D: Eksposur D berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah, sebagaimana

ditentukan oleh Kekasaran Permukaan D, berlaku di arah lawan angin untuk jarak yang lebih

besar dari 1.524 m atau 20 kali tinggi bangunan, pilih yang terbesar. Eksposur D juga

berlaku bilamana kekasaran permukaan tanah segera lawan angin dari situs B atau C, dan

situs yang berada dalam jarak 183 m atau 20 kali tinggi bangunan, mana yang terbesar,

dari kondisi Eksposur D sebagaimana ditentukan dalam kalimat sebelumnya.

Untuk situs yang terletak di zona transisi antara kategori eksposur, harus menggunakan

hasil kategori di gaya angin terbesar.

PENGECUALIAN: eksposur menengah antara kategori sebelumnya diperbolehkan di zona

transisi asalkan itu ditentukan oleh metode analisis rasional yang dijelaskan dalam literatur

dikenal.

c. Faktor topografi,

Efek peningkatan kecepatan angin harus dimasukkan dalam perhitungan beban angin desain

dengan menggunakan faktor

.................................................................................... (2.14)

23


dengan , , dan dapat dilihat nilainya pada tabel dalam gambar 26.8.1pada RSNI 03-

PMI. Selain itu, nilai tersebut juga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

ditentukan dariTabel 2.12.

.................................................................................................... (2.15)

........................................................................................................... (2.16)

Catatan:

H : tinggi bukit atau tebing relatif terhadap elevasi kawasan di sisi angin datang (upwind),

dalam meter.

Lh : jarak horisontal pada sisi angin datang (upwind), dari puncak bukit atau tebing sampai

setengah tinggi bukit atau tebing, dalam meter

K1 : faktor untuk memperhitungkan bentuk fitur topografis dan pengaruh peningkatan

kecepatan maksimum.

K2 : faktor untuk memperhitungkan reduksi dalam peningkatan kecepatan sehubungan

dengan jarak ke sisi angin datang atau ke sisi angin pergi dari puncak.

K3 : faktor untuk memperhitungkan reduksi dalam peningkatan kecepatan sehubungan

dengan ketinggian di atas elevasi kawasan setempat.

x : jarak (di sisi angin datang atau sisi angin pergi) dari puncak ke lokasi gedung, dalam

meter.

z : ketinggian di atas elevasi tanah setempat, dalam meter.

: faktor atenuasi horisontal.

: faktor atenuasi ketinggian.

Jika kondisi situs dan lokasi gedung dan struktur bangunan lain tidak memenuhi semua

kondisi yang disyaratkan dalam tabel di atas, maka =1,0.

Tabel 2.12 Parameter untuk Peningkatan Kecepatan di Atas Bukit dan Tebing

Parameter untuk peningkatan kecepatan di atas bukit dan tebing

Bentuk bukit

Eksposur Sisi angin

datang dari

puncak

Sisi angin

pergi dari

puncak

B C D

Bukit memanjang 2-dimensi

(atau lembah dengan negatif

dalam

1,30 1,5 1,55 3 1,5 1,5

Tebing 2-dimensi 0,75 0,85 0,95 2,5 1,5 4

Bukit simetris 3-dimensi 0,95 1,05 1,15 4 1,5 1,5

Sumber: RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)

24


d. Klasifikasi ketertutupan

Untuk menentukan koefisien tekanan internal, semua bangunan gedung harus

diklasifikasikan sebagai bangunan tertutup, tertutup sebagian, atau terbuka.

Bangunan gedung terbuka: bangunan gedung yang memiliki dinding setidaknya 80 persen

terbuka (untuk setiap dinding ditentukan oleh persamaan ), dengan:

= luas total bukaan di dinding yang menerima tekanan eksternal positif, dalam m2

= luas bruto dindingdi mana diidentifikasikan, dalam m2.

Bangunan tertutup sebagian: sebuah bangunan yang memenuhi kedua kondisi berikut:

1.

2. atau , mana yang terkecil, dan

dengan:

=jumlah dari luas bukaan pada amplop bangunan gedung (dinding dan atap) tidak

termasuk , dalam m2.

Bangunan gedung tertutup: bangunan gedung yang tidak memenuhi persyaratan untuk

bangunan gedung terbuka atau bangunan gedung tertutup sebagian.

e. Koefisien tekanan internal, ( )

Koefisien tekanan internal harus ditentukan berdasarkan Tabel 2.13 berikut:

Tabel 2.13 Koefisien Tekan Internal

Klasifikasi Ketertutupan (GCpi)

Bangunan gedung terbuka 0,00

Bangunan gedung tertutup sebagian +0,55

-0,55

Bangunan gedung tertutup +0,18

-0,18


Keterangan:

1. Tanda positif dan negatif menandakan tekanan yang bekerja menuju dan menjauhi

permukaan internal.

2. Nilai (GCpi) harus digunakan dengan atau seperti yang ditetapkan.

3. Dua kasus harus dipertimbangkan untuk menentukan persyaratan beban kritis untuk

kondisi yang sesuai:

a. Niliai positif dari (GCpi) diterapkan untuk seluruh permukaan internal

b. Niliai negatif dari (GCpi) diterapkan untuk seluruh permukaan internal

25


Langkah 4: tentukan koefisien eksposur tekanan velositas, atau

Berdasarkan kategori eksposur yang ditentukan sebelumnya, koefisien eksposur tekanan

velositas atau sebagaimana yang berlaku, harus ditentukan dari tabel berikut ini.

Untuk situs yang terletak di zona transisi antara kategori eksposur yang dekat terhadap

perubahan kekasaran permukaan tanah, diijinkan untuk menggunakan nilai menengah dari

atau , yang tercantum dalam Tabel 2.14, asalkan ditentukan dengan metode analisis

rasional yang tercantum dalam literatur yang dikenal.

Catatan:

Koefisien eksposur tekanan velositas dapat ditentukan dari formula berikut:

untuk 4,572 m z zg: ,

untuk z <4,572 m =

dan ditabulasi dalam Tabel 2.15.

Tabel 2.14 Koefisien Eksposur Tekanan Velositas, Kz atau Kh

Tinggi di atas level tanah, z Eksposur

(m) B C D

0 - 0,46 0,70 0,85 1,03

6,1 0,70 0,90 1,08

7,6 0,70 0,94 1,12

9,1 0,70 0,98 1,16

12,2 0,76 1,04 1,22

15,2 0,81 1,09 1,27

18,0 0,85 1,13 1,31


Tabel 2.15 Konstanta Eksposur Daratan (dalam metrik)

Eksposur (m)

B 7,0 365,76

C 9,5 274,32

D 11,5 213,36


Langkah 5: tentukan tekanan velositas atau

Tekanan velositas, , dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung dengan persamaan 2.17

berikut:

............................................ (2.17)

26


Dengan merupakan tekanan velositas pada ketinggian z dan merupakan tekanan

velositas pada ketinggian atap rata-rata h.

Koefisien numerik 0,613 harus digunakan kecuali bila ada data iklim yang tersedia cukup

untuk membenarkan pemilihan nilai yang berbeda dari koefisien ini untuk aplikasi

perancangan.

Langkah 6: tentukan koefisien tekanan eksternal,

Sesuai dengan Gambar 28.4-1 pada ASCE 7-10, dapat ditentukan koefisien tekanan eksternal sesuai Gambar 2. 7 sampai Gambar 2. 9 dan Tabel 2. 16 sampai Tabel 2. 17.

Gambar 2.7 Kasus Pembebanan A

Sumber: ASCE 7-10 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)

27


Tabel 2.16 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan A

Sudut

atap

(derajat)

Koefisien tekanan eksternal, Kasus Beban A

Permukaan Bangunan

1 2 3 4 1E 2E 3E 4E

0-5 0,40 -0,69 -0,37 -0,29 0,61 -1,07 -0,53 -0,43


Gambar 2.8 Kasus pembebanan B


Tabel 2.17 Koefisien Tekanan Eksternal untuk Kasus Pembebanan B

Sudut

atap

(derajat)

Koefisien Tekanan Eksternal, Kasus Beban B

Permukaan Bangunan

1 2 3 4 5 6 1E 2E 3E 4E 5E 6E

0-90 -0,45 -0,69 -0,37 -0,45 0,40 -0,29 -0,48 -1,07 -0,53 -0,48 0,61 -0,43


28


Untuk kasus pembebanan torsional, tekanan pada zona disebut “T” (1T, 2T, 3T, 4T, 5T, 6T)

harus sebesar 25% dari tekanan angin desain (zona 1, 2, 3, 4, 5, 6). Pembebanan torsional

harus diaplikasikan pada kedelapan pola pembebanan dasar, menggunakan Gambar 2.9 di

bawah ini yang diaplikasikan pada setiap sudut searah angin.

Pengecualian: gedung satu lantai dengan h kurang dari atau sama dengan 9,1 m, gedung

dua lantai atau kurang, menggunakan konstruksi portal ringan, dan bangunan dua lantai

atau kurang dengan diafragma fleksibel tidak perlu diberikan kasus pembebanan torsional.

Gambar 2.9 Kasus Pembebanan Torsi


Keterangan dan penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada ASCE 7-10 pasal 28.4.

Langkah 7: Hitung tekanan angin, , pada setiap permukaan bangunan gedung

Bangunan gedung kaku tertutup dan tertutup sebagian:

Tekanan angin desain untuk SPBAU bangunan gedung untuk semua ketinggian harus

ditentukan persamaan berikut:

(N/m2) .......................................................................... (2.18)

dengan merupakan tekanan velositas pada ketinggian atap rata-rata yang dihitung

pada langkah 5, merupakan koefisien tekanan eksternal (langkah 6), dan

merupakan koefisien tekanan internal (langkah 3).

Berdasarkan pasal 28.4.4 ASCE 7-10, beban angin yang digunakan dalam desain SPBAU

untuk gedung tertutup atau tertutup sebagian tidak boleh kurang dari .

2.3.4 Beban-beban Tsunami

Beban tsunami yang akan direncanakan pada struktur bangunan TES Tsunami harus

memperhitungkan beban–beban berikut: gaya hidrodinamik, gaya hidrostatik, gaya apung

(buoyant), gaya gelombang, gaya akibat pembendungan air dari puing–puing yang terbawa

29


air (damming of waterborne debris), gaya benturan, gaya angkat (uplift), dan penambahan

beban gravitasi karena adanya air yang tertahan pada lantai yang ditinggikan.

Dalam menentukan efek-efek beban tsunami, terdapat beberapa asumsi yang digunakan, di

antaranya adalah:

Arus tsunami terdiri dari campuran sedimen dan air laut. Dengan mengasumsikan

konsentrasi volume sedimen yang terbawa dalam arus tsunami adalah 5%,

kepadatan fluida dari arus tsunami harus diambil sebesar 1,1 kali lipat dari

kepadatan air murni, atau ρS = 1100 kg/m3.

Kedalaman arus tsunami bervariasi tergantung dari batimetri dan topografi pada

lokasi yang ditinjau.

Terdapat perbedaan signifikan dari ketinggian kenaikan air tsunami setempat,

tergantung dari pengaruh batimetri dan topografi setempat, serta ketidakpastian

pada simulasi numerik dari penggenangan tsunami. Berdasarkan pengalaman empiris

dari data survey tsunami sebelumnya, elevasi desain kenaikan air, R,

direkomendasikan mengambil angka sebesar 1,3 kali dari elevasi kenaikan air

maksimum yang diprediksi, R*.

Gambar 2.10 Tipe-tipe Penggenangan pada Pesisir Berdasarkan Korelasi antara Elevasi Tsunami dan Elevasi Kenaikan Air di Darat

Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)

RTE

TE R

RTE

(a) topografi pesisir curam

(b) topografi gradual ke daratan dari pelabuhan

(c) topografi rata ke daratan dari pesisir berbukit

30


2.3.4.1 Gaya Hidrodinamik

Beban hidrodinamik pada suatu objek diaplikasikan ketika terdapat aliran air disekitar objek

tersebut.Pada pembahasan ini objek yang dimaksud adalah struktur atau komponen

struktur. Beban hidrodinamik merupakan fungsi kerapatan fluida yang mengalir, kecepatan

alir, dan geometri struktur. Gaya hidrodinamik ini juga disebut gaya drag, yang merupakan

kombinasi gaya lateral yang dihasilkan oleh gaya tekan dari sejumlah air yang berpindah

dan gaya friksi yang dihasilkan oleh aliran air disekitar struktur atau komponen struktur.

Berdasarkan FEMA P646, gaya hidrodinamik dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan 2.19 berikut:

......................................................................... (2.19)

DenganFdmerupakan gaya hidrodinamik, ρSmerupakan kerapatan fluida termasuk endapan

(1100 kg/m3), Cd merupakan koefisien drag,B merupakan lebar struktur pada bidang normal

dari arah aliran atau arah paralel terhadap pantai, h merupakan kedalaman aliran, dan u

merupakan kecepatan aliran pada lokasi struktur berada.

Pada perhitungan gaya pada komponen struktur, nilai B merupakan lebar struktur tersebut.

FEMA P646 merekomendasikan Nilai Cdsebesar 2.0, sedangkan CCH (The City and Country

Honolulu Building Code) dan FEMA CCM (Coastal Construction Manual) membedakan nilai

rekomendasi Cd berdasarkan geometri penampang komponen struktur yang diberikan pada

Tabel 2.18 berikut:

Tabel 2. 18 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Bentuk Geometri Penampang Komponen Struktur

Geometri Penampang Komponen

Struktur

Cd

CCH FEMA CCM

Tiang Persegi 2.0 2.0

Tiang Bundar 1.0 1.2

Dinding 1.5

Sumber : CCH (The City and Country Honolulu Building Code) ; FEMA CCM (Coastal Construction

Manual)

Selain nilai di atas, FEMA dan CCH memberikan nilai rekomendasi Cd untuk ukuran yang

lebih besar berdasarkan perbandingan lebar dan tinggi (w/h) seperti yang diberikan pada

Tabel 2.19.

31


Tabel 2.19 Penentuan Nilai Koefisien Drag Berdasarkan Perbandingan w/h

w/h Cd

01 -12 1.25

13-20 1.3

21-32 1.4

33-40 1.5

41-80 1.75

81-120 1.8

>120 2.0

Sumber : CCH (The City and Country Honolulu Building Code) ; FEMA CCM (Coastal Construction

Manual)

Resultan gaya hidrodinamik diaplikasikan pada sentroid permukaan basah komponen

struktur seperti yang ditampilkan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11 Gaya Hidrodinamik yang Bekerja pada Komponen Struktur


Kombinasi hu2 pada persamaan 2.19 merepresentasikan besarnya momentum flux per unit

massa. Perlu diingat bahwa (hu2)maxtidak sama dengan hmax u2max. Kedalaman aliran

maksimum, hmax, dan kecepatan aliran maksimum, umax, mungkin terjadi secara tidak

bersamaan. Perhitungan gaya hidrostatis harus menggunakan nilai (hu2)maxdimana

menghasilkan nilai momentum per unit massa terbesar pada suatu waktu selama tsunami.

Nilai maksimum (hu2)dapat dihasilkan dengan menggunakan pemodelan numerik pada zona

runup, dengan ukuran grid yang kecil untuk menghasilkan nilai perdiksi hu2yang lebih

akurat.

Nilai (hu2)maxdapat diestimasi secara kasar dengan menggunakan persamaan 2.20 berikut:

........................................ (2.20)

Dengang merupakan percepatan gravitasi sebesar 9,81 m/s2, R merupakan elevasi desain

runup, dan z merupakan elevasi tanah pada dasar struktur.

32


Nilai R diambil sebesar 1.3 kali elevasi maksimum runup, R*, yang merupakan elevasi

maksimum rendaman pada struktur dari model simulasi numerik atau elevasi tanah pada

penetrasi maksimum tsunami dari peta rendaman tsunami yang tersedia.

Meskipun solusi analisis berdasarkan padateori air dangkal non-linear 1 dimensi untuk

kemiringan pantai yang seragam, tidak adanya variasi topografi arah lateral, dan tidak ada

friksi, nilai maksimum hu2 yang dihasilkan dari persamaan 2.20 di atas dapat digunakan

untuk:

1. Perancangan awal (Preliminary Design)

2. Perkiraan perancangan dengan ketidaktersediaan informasi pemodelan lain

3. Untuk mengevaluasi kebijaksanaan dari hasil simulasi numerik

Nilai R* dan z dapat dihasilkan dari peta rendaman tsunamiyang dapat dilihat pada Pedoman

1: Pedoman Pembuatan Peta Genangan Tsunami. Karena adanya ketidakpastian pada

pemodelan rendaman tsunami, direkomendasikan untuk membandingakn nilai hu2secara

numerik dengan nilai yang dihitung dengan Persamaan 2.20. Ketika simulasi numerik tidak

dilakukan, nilai hu2 ditentukan dari Persamaan 2.20.

2.3.4.2 Gaya Hidrostatik

Gaya hidrostatik terjadi ketika terdapat genangan air atau air yang mengalir dengan lambat

yang bertemu dengan sebuah struktur atau komponen struktur. Gaya ini selalu bekerja

dalam arah tegak lurus dengan permukaan komponen struktur dimana gaya ini bekerja. Hal

ini disebabkan adanya ketidakseimbangan tekanan yang disebabkan adanya perbedaan

kedalaman air pada sisi yang berlawan dari struktur atau komponennya. Gaya hidrostatik

tidak perlu diperhitungkan, pada komponen struktur atau struktur dengan luasan yang

relatif kecil. Gaya hidrostatik ini biasa diperhitungkan untuk struktur yang panjang seperti

seawall dan bendungan atau untuk mengevaluasi individu panel dinding yang memiliki

ketinggian air yang berbeda antara satu sisi dengan sisi lainnya.

Gaya hidrostatik dan gaya apung (buoyant) harus diperhitungkan dalam kondisi dimana

lantai dasar pada struktur tersebut kedap air atau cukup terisolasi dan kedap udara untuk

menahan atau memperlambat masuknya air. Pada kondisi ini, gaya hidrostatik dievaluasi

untuk individu panel dinding dengan menggunakan persamaan 2.21 di bawah ini:

.................................................................. (2.21)

dengan merupakan tekanan hidrostatik, merupakan luasan panel yang basah,

merupakan lebar dinding, dan merupakan ketinggian maksimum air yang diukur dari

bagian dasar dinding pada struktur.

Bila terdapat kondisi dimana panel struktur terendam secara keseluruhan setinggi hw, maka

gaya hidrostatik diperhitungkan dengan persamaan 2.22 berikut:

....................................................... (2.22)

33


dengan:

= perbedaan antara elevasi kenaikan air tsunami rencana (R) dengan elevasi dasar

dinding pada struktur (zw), atau sesuai dengan persamaan 2.23 di bawah ini:

................................................................................ (2.23)

dengan:

= elevasi kenaikan air tsunami maksimum yang diambil berdasarkan estimasi elevasi

genangan air pada struktur dengan menggunakan model rinci simulasi numerik atau elevasi

tanah saat penetrasi tsunami maksimum dari peta genangan tsunami yang tersedia.

= 1,3 kali elevasi maksimum kenaikan air yang sudah diprediksi.

Momen yang terjadi pada dasar dinding dapat diperhitungkan berdasarkan resultan gaya

hidrostatik seperti ditunjukkan pada Gambar 2.12.

Gambar 2.12 Distribusi Gaya Hidrostatik dan Lokasi Resultannya


2.3.4.3 Gaya Apung (Buoyant)

Gaya apung atau gaya hidrostatik vertikal akan bekerja secara vertikal pada sentroid dari

volume yang dipindahkan dari struktur atau komponen struktur yang terendam parsial atau

total. Besarnya gaya apung ini sama dengan berat air total yang dipindahkan. Gaya apung

ini dapat ditahan oleh berat komponen itu sendiri atau gaya lainnya yang dapat melawan

efek gaya apung ini. Gaya apung ini biasanya diperhitungkan pada struktur dengan tahanan

yang kecil terhadap gaya ke atas, seperti bangunan portal kayu ringan, basement, tangki

kosong yang terletak di atas atau di bawah tanah, kolam renang, serta komponen struktur

yang hanya memperhitungkan beban gravitasi.

Untuk struktur kedap air, gaya apung dapat diperhitungkan sesuai Gambar 2.13 dan dengan

persamaan 2.24 di bawah ini:

34


................................................................................................... (2.24)

dengan merupakan volume air yang dipindahkan oleh bangunan (volume yang berada di

bawah hmax, dimana hmax didapatkan dari persamaan 2.23)

Gaya apung yang bekerja pada seluruh struktur ditunjukkan melalui gambar di bawah. Bila

terdapat kondisi dimana bangunan tidak memiliki berat yang cukup dalam menahan gaya

apung, gaya tarik pada pile dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan ketahanan dalam

melawan efek dari gaya apung ini, namun friksi pada pile perlu dikurangi untuk

mengantisipasi terjadi penggerusan di bagian atas pile.

Gambar 2.13 Gaya Apung pada Keseluruhan Struktur yang Kedap Air pada Lantai yang

Lebih Rendah


2.3.4.4 Gaya Gelombang

Beban gelombang merupakan beban yang dihasilkan gelombang air yang menyebar di atas

permukaan air yang menghantam bangunan atau stuktur lainnya. Pada dasarnya gaya

gelombang tersebut dapat mempengaruhi perilaku bangunan–bangunan pesisir. Jenis beban

gelombang yang memberikan kerusakan paling parah adalah beban gelombang pecah.

Namun gelombang pecah ini biasa terjadi pada bangunan yang letaknya di pesisir pantai.

Seperti yang kita ketahui, bangunan TES Tsunami dirancang berada pada wilayah yang tidak

terlalu dekat dari pesisir pantai, namun tetap dapat dijangkau oleh para korban bencana.

Hal ini menyebabkan pada bangunan ini tetap akan bekerja beban–beban yang

direncanakan terjadi akibat tsunami namun tidak sebesar bila bangunan tersebut berada di

pesisir pantai karena semakin jauh jarak bangunan dari lokasi terjadinya tsunami maka

kecepatan gelombang tsunami yang terjadipun semakin kecil.

Di sisi lain, bangunan TES Tsunami tetap mengalami beban yang disebabkan oleh bagian

terdepan gelombang yang menghantam struktur. Beban ini disebut sebagai gaya impulsif.

Gaya Impulsif merupakan gaya yang disebabkan oleh gelombang air terdepan yang

35


menghantam sebuah struktur sehingga memberikan beban tumbuk terhadap struktur.

Berdasarkan pengetesan di laboratorium, beban impulsif ini tidak terlalu signifikan bila

terjadi pada gelombang pertama dari tsunami, namun gaya impulsif yang signifikan terjadi

pada gelombang yang tinggi yang terjadi ketika lokasi bangunan TES Tsunami sudah

terbanjiri sebelumnya. Dengan kata lain, bila bangunan TES Tsunami sudah terbanjiri akibat

gelombang tsunami yang lebih awal terjadi, maka gelombang tsunami yang selanjutnya

terjadi akan menumbuk bangunan TES Tsunami dalam bentuk gelombang yang tinggi dan

perlu diperhitungkan efeknya sebagai gaya impulsif.

Berdasarkan FEMA P646, untuk mendapatkan nilai yang konservatif maka direkomendasikan

besarnya nilai gaya impulsifadalah 1,5 kali gaya hidrodinamik seperti dituliskan pada

persamaan 2.25 di bawah ini:

...................................................................................................... (2.25)

Gaya Impulsif akan bekerja pada member dimana bagian terdepan dari gelombang tersebut

menghantam, sedangkan gaya hidrodinamik akan bekerja pada seluruh member setelah

dilalui oleh ujung gelombang. Seperti terlihat pada Gambar 2.14 di bawah ini:

Gambar 2.14 Gaya Hidrodinamik Impulsif dan Drag yang Bekerja pada Komponen

Struktural Bangunan Akibat Genangan Tsunami


2.3.4.5 Gaya Angkat pada Lantai yang Ditinggikan (Uplift)

Gaya angkat akan bekerja pada lantai bangunan yang terendam oleh genangan tsunami.

Selain itu, dalam merencanakan beban gravitasi yang mungkin terjadi, bangunan TES

Tsunami harus dirancang agar dapat menahan gaya angkat yang disebabkan oleh gaya

apung dan gaya hidrodinamik. Ketika memperhitungkan gaya apung pada pelat lantai, harus

mempertimbangkan adanya tambahan volume air yang dipindahkan akibat adanya udara

yang terperangkap dalam lantai sistem portal. Di sisi lain, dinding eksterior pada lantai di

atasnya akan mengeluarkan air sampai tahanan lateralnya terlewati akibat adanya tekanan

hidrostatik. Kondisi ini dapat meningkatkan volme air yang dipindahkan yang berkontribusi

terhadap daya apung secara signifikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.15.

36


Besarnya gaya apung ke atas total dapat diestimasi menggunakan persamaan 2.26di bawah

ini:

......................................................................................... (2.26)

Dengan merupakan luas dari panel lantai, merupakan ketinggian air yang dipindahkan

oleh lantai (termasuk udara berpotensi untuk terperangkap)

Besarnya nilai hmax ditentukan menggunakan persamaan 2.23.

Besarnya gaya apung ke atas total per satuan luas yang bekerja pada sistem lantai dapat

diestimasi dengan menggunakan persamaan 2.27 berikut:

................................................................................................ (2.27)

Gambar 2.15 Sketsa Definisi Gaya Apung ke atas yang Bekerja pada Lantai yang

Ditinggikan


Gaya hidrodinamik dapat juga bekerja vertikal pada pelat lantai. Selama air mengalir dengan

cepat, air yang naik dapat mengangkat soffitpada komponen horisontal struktur, menambah

gaya apung ke atas. Adanya dinding dan kolom struktural pada bangunan dapat

menghambat aliran tsunami untuk melewati bangunan. Beberapa eksperimen telah

menunjukkan bahwa kondisi seperti ini akan menghasilkan gaya angkat pada pelat lantai

yang signifikan secara tiba–tiba di hadapan hambatan tersebut. Oleh sebab itu,

direkomendasikan agar pada bangunan TES Tsunami, komponen struktural direncanakan

agar dapat mengurangi hambatan aliran tsunami pada lantai bangunan yang rendah.

Dari hasil riset, disimpulkan bahwa total gaya angkat pada sistem lantai dapat diestimasi

dengan menggunakan persamaan 2.28 berikut:

..................................................................................... (2.28)

dengan merupakan koefisien yang nilainya diambil 3,0, merupakan luas dari panel

lantai, merupakan estimasi kecepatan vertikal, tingkat kenaikan air (diadaptasi dari

American Petroleum Institute, 1993).

Gaya angkat hidrodinamik per satuan luas dapat ditentukan menggunakan persamaan 2.29

di bawah ini:

............................................................................................ (2.29)

37


Dari persamaan 2.29 di atas terdapat pengecualian yaitu bila kondisi yang ditemukan

menunjukan bahwa bagian bangunan memiliki medan yang miring, sehingga terdapat studi

yang menentukan nilai uv didapat melalui persamaan 2.30 berikut:

..................................................................................................... (2.30)

dengan merupakan kecepatan horizontal dari aliran berdasarkan kedalaman air (hs), hs

merupakan elevasi soffit pada sistem lantai, merupakan rata–rata kemiringan pada suatu

tingkat di lokasi yang ditinjau (ditunjukkan pada Gambar 2.15).

Nilai dapat diestimasi dengan menggunakan Gambar 2.17 dengan mengubah d/R menjadi

hs/R.

2.3.4.6 Gaya Benturan

Gaya benturan dari puing-puing yang terbawa air (seperti batang pohon, potongan kayu,

kapal, kontainer, kendaraan, bangunan) dapat menjadi penyebab utama kerusakan

bangunan. Namun, gaya benturan ini sulit untuk diestimasi.

Gaya benturan dari puing-puing dapat diestimasi menggunakan persamaan 2.31 berikut ini:

................................................................................... (2.31)

dengan

1,3 merupakanKoefisien Kepentingan struktur pada Kategori Risiko IV yang dijelaskan

pada ASCE 7 Bab 5 tentang gaya benturan,

umaks merupakan kecepatan aliran maksimum yang membawa puing-puing ke lokasi

bangunan (puing diasumsikan bergerak dengan kecepatan yang sama dengan arus),

kecuali untuk puing yang mengalir pada bagian dasar arus di mana kecepatan boleh

direduksi hingga 50%,

c merupakan koefisien massa hidrodinamik yang merepresentasikan efek dari

pergerakan fluida pada puing (lihat Tabel 2.20),

kmerupakan kekakuan gabungan bersih efektif dari puing penghantam dan elemen

struktur terhantam yang berdeformasi akibat hantaman (yakni 1/k = 1/ks + 1/kd),

md merupakan massa dari puing.

Tidak seperti gaya-gaya lainnya, gaya benturan diasumsikan bekerja secara lokal pada suatu

elemen struktur pada ketinggian permukaan air, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

2.16.

38


Gambar 2.16 Gaya Impak Puing-puing yang Terbawa Air


Gaya benturan harus dievaluasi dengan mempertimbangkan lokasi struktur evakuasi vertikal

dan puing-puing yang berpotensial muncul dari lingkungan sekitar. Misalnya, di lokasi dekat

dengan laut, puing-puingyang terbawa air berupa batang pohon, potongan kayu, dan tiang-

tiang pilar. Sementara untuk daerah pelabuhan, puing-puingdapat berupa kontainer. Lokasi-

lokasi yang dekat dengan pelabuhan kapal motor dan pelabuhan ikan kemungkinan

tertumbuk oleh kapal-kapal yang lepas dari sandarannya. Pada persamaan 2.31, dibutuhkan

massa dan kekakuan puing-puing. Nilai dan pendekatan untuk beberapa puing-puing

yang terbawa air dapat dilihat pada Tabel 2.20. Massa dan kekakuan untuk tipe puing-

puingyang lain perlu diturunkan atau diestimasi.

Tabel 2.20 Massa dan Kekakuan pada Puing-puing yang Terbawa Air

Massa Koefisien Massa

Hidrodinamik Kekakuan Puing

(md) dalam kg (c) (kd) dalam N/m

Potongan kayu –

terorientasi secara

longitudinal

450 0 2,4 x 106 *

Kontainer standar 20-ft

– terorientasi secara

longitudinal

2200 (kosong) 0,30 85 x 106 **



transversal dari arus

2200 (kosong) 1,00 80 x 106 **

Kontainer berat 20-ft –

terorientasi secara

longitudinal

2400 (kosong) 0,30 93 x 106 **

Kontainer berat 20-ft –

terorientasi secara


2400 (kosong) 1,00 87 x 106 **

39


Massa Koefisien Massa

Hidrodinamik Kekakuan Puing

(md) dalam kg (c) (kd) dalam N/m



longitudinal

3800 (kosong) 0,20 60 x 106




3800 (kosong) 1,00 40 x 106

*Haehnal dan Daly, 2002; **Peterson dan Naito, 2012


Besarnya gaya benturan bergantung pada massa dan kecepatan. Puing-puing yang semakin

kecil memerlukan sedikit ataupun tidak perlu kedalaman air tertentu/draft untukmengapung

dapat bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan puing-puingyang lebih

besar yang membutuhkan kedalaman air yang jauh lebih besar untuk dapat mengapung.

Perancangan dengan penggunaan kecepatan maksimum tanpa mempertimbangkan

kedalaman yang dibutuhkan untuk mengapungkan puing-puingyang besar akan

menghasilkan perhitungan yang terlalu konservatif. Kecepatan alir maksimum, , untuk

kedalaman aliran tertentu dapat diperoleh dengan melakukan analisis dengan model

simulasi numerik atau denganmengambil data simulasi yang sudah ada. Perlu diketahui

bahwa, prediksi numerikal pada kecepatan aliran kurang akurat dibandingkan prediksi

kedalaman rendaman, dan ukuran grid pada simulasi numerik pada zona runup harus

sangat kecil agar dapat diperoleh akurasi yang cukup untuk prediksi kecepatan.

Ketika model simulasi numerik yang layak tidak tersedia, kecepatan aliran maksimum yang

membawa kayu (tidak memerlukan kedalaman air yang signifikan untuk mengapung) dapat

diestimasi menggunakan solusi analitik untuk tsunami runup pada pantai dengan kemiringan

seragam tanpa variasi topografis lateral, dapat menggunakan persamaan 2.32 berikut:

.............................................................................. (2.32)

dengan R merupakan kedalaman runup desain yang besarnya adalah 1,3 kali elevasi tanah

pada penetrasi tsunami maksimum dan z adalah elevasi tanah pada struktur (datum

merupakan ketinggian muka air laut).

Untuk kontainer kapal atau puing-puing besar lainnya dengan draft (d), rasio draft ddengan

ketinggian runup dapat dihitung, dan Gambar 2.17 dapat digunakan untuk memperkirakan

kecepatan aliran maksimum. Draft (d) dapat diperkirakan dengan persamaan 2.33 berikut:

........................................................................................................ (2.33)

40


dengan adalah berat puing-puingdan adalah luas penampang paralel terhadap

permukaan air, sehingga hasil perkalian menghasilkan volume air yang digantikan

oleh puing-puing.

Gambar 2.17 Kecepatan Alir Maksimum pada Kedalaman d, Elevasi Tanah z, dan Elevasi

Runup Maksimum R. Kurva Terbawah Mewakili Batas Bawah Kecepatan Alir Maksimum


Berdasarkan kurva yang sesuai, dan rasio antara elevasi struktur relatif terhadap elevasi

runup desain , Gambar 2.17menyediakan nilai perkiraan kecepatan aliran maksimum.

Grafik pada Gambar 2.17dibangun berdasarkan solusi analitikal untuk ketinggian air

rendaman tsunami (tsunami runup) pada pantai dengan kemiringan seragam, tanpa variasi

topografis lateral, dan tanpa friksi. Nilai yang dihitung dapat berbeda dengan kecepatan

aktual, dan evaluasi engineering tambahan dan judgment perlu dipertimbangkan.

Gaya benturan dari kendaraan telah dipelajari dan ditetapkan sebagai code untuk kasus

benturan kendaraan pada pagar pengaman di struktur parkir. Kendaraan didesain untuk

mampu menahan benturan dengan deformasi inelastis yang signifikan agar gaya yang

dialami penumpang dapat tereduksi. Direkomendasikan gaya sebesar 2800 kg (6000

lbs)yang digunakan untuk keamanan pembatas pada struktur parkir diperhitungkan sebagai

efek pada elemen struktur yang tenggelam pada tsunami (ASCE 7, 2010).

2.3.4.7 Penambahan Beban Gravitasi pada Lantai yang Ditinggikan

Selama proses penyurutan,air yang tertahan berada pada bagian atas lantai yang

ditinggikan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.18 gravitasi di bawah akan memberikan

penambahan beban gravitasi yang melebihi beban yang bekerja pada sistem lantai yang

direncanakan sebelumnya. Kedalaman air yang tertahan (hr) akan bergantung pada kedalam

genangan maksimum pada lokasi yang ditinjau (hmax), dan kekuatan lateral pada sistem

dinding yang berada pada lantai yang ditinggikan. Kondisi ini terjadi, dengan asumsi bahwa

sistem dinding eksterior dapat terganggu pada beberapa titik sehingga air dapat membanjiri

lantai yang terendam. Karena proses penyurutan yang cepat, maka akan menghasilkan air

yang tertahan dengan jumlah yang banyak pada lantai di atasnya dan menghasilkan

penambahan beban gravitasi yang signifikan pada sistem lantai tersebut. Nilai maksimum

41


dari beban dengan arah ke bawah per satuan luas (fr) dapat diestimasi dengan persamaan

2.34 berikut:

................................................................................................. (2.34)

dengan merupakan kedalaman air yang berpotensi untuk tertahan maksimum pada lantai

yang ditinggikan dan ditentukan menggunakan persamaan 2.35 berikut:

.......................................................................................... (2.35)

dengan merupakan tingkat genangan maksimum yang diprediksi pada lokasi yang

ditinjau, merupakan elevasi lantai di atas tanah, dan merupakan kedalaman air

maksimum yang dapat tertahan sebelum terjadinya kegagalan pada dinding akibat tekan

hidrostatik.

Untuk lantai yang ditinggikan tanpa adanya dinding, seperti misalnya struktur parkir dengan

pagar (guardrail) terbuka, air akan tetap berada pada lantai yang ditinggikan sampai

memiliki waktu untuk keluar dari struktur. Sistem drainase harus disediakan untuk

memastikan agar berat dari air yang tertahan tidak melebihi besarnya beban hidup pada

lantai yang sudah direncanakan sebelumnya.

Gambar 2.18 Beban Gravitasi yang Bekerja pada Lantai yang Ditinggikan dengan Air yang

Tertahan oleh Dinding Eksterior Selama Proses Penyurutan yang Cepat


2.3.4.8 Gaya Akibat Pembendungan Air dari Puing-puing yang Terbawa Air

Pembendungan yang disebabkan oleh akumulasi dari puing-puing yang terbawa air dapat

menghasilkan suatu gaya yang berasal dari air yang membawanya yang diperlakukan

sebagai gaya hidrodinamik. Nilai dari gaya ini ditentukan oleh luasnya puing-puing yang

membendung tersebut terhadap permukaan struktur. Besarnya efek pembendungan ini

dihitung dengan mengacu pada persamaan yang digunakan saat menghitung besarnya gaya

hidrodinamik, yaitu sebagai berikut:

....................................................................... (2.36)

42


DenganFdm merupakan gaya akibat pembendungan puing-puing, Bd merupakan lebar dari

puing-puing yang membendung, h merupakan kedalaman aliran, dan u merupakan

kecepatan aliran pada lokasi struktur berada. Penentuan nilai (hu2)max, yang

merepresentasikan besarnya momentum flux per unit massa, sama dengan penentuan

(hu2)maxpada perhitungan gaya hidrodinamik.

Karena pembendungan puing-puing merepresentasikan akumulasi dari puing-puing yang

melewati portal struktur, maka total dari gaya pembendungan puing-puing akan ditahan

oleh sejumlah komponen struktur yang besar tahanannya akan tergantung pada dimensi

dan ukuran dari puing-puing yang membendung tersebut. Gaya akibat pembendungan air

dari puing-puing yang terbawa air, , diasumsikan bekerja sebagai beban yang

terdistribusi merata pada luasan puing-puing yang membendung. Beban ini harus

diaplikasikan pada setiap komponen penahan struktur dengan lebar tributari yang sesuai

dan terdistribusi seragam setinggi komponen struktur yang terendam. Lebar minimum

puing-puing yang membendung yang direkomendasikan adalah Bd = 12 m, yang

merepresentasikan panjang sisi dari kontainer atau bongkahan kayu yang mengapung.

Besarnya efek pembendungan puing-puing harus dievaluasi pada beberapa lokasi yang

dianggap kritis pada struktur.

2.4 Batasan-batasan Kinerja Struktur

Perancangan struktur harus menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, mampu-

layan, awet dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomi dan kemudahan

pelaksanaan.

2.4.1 Keadaan Kemampuan Layan Batas

Sistem struktur dan komponen struktur harus dirancang untuk mempunyai

kemampuanlayan batas dengan mengendalikan atau membatasi lendutan dan getaran.

Besarnya lendutan dan getaran yang terjadi sangat bergantung pada material konstruksi

yang digunakan, sehingga keadaan kemampuan layan batas untuk struktur baja mengacu

pada SNI 03-1729 2002: Tata Cara Perancangan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung

sedangkan untuk struktur beton mengacu pada SNI 03 2847-2002: Tata Cara Perancangan

Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI Beton). Batas layan untuk struktur baja dan

beton diberikan pada Tabel 2.21 dan Tabel 2.22.

Tabel 2. 21 Batas Lendutan Maksimum untuk Struktur Baja

Komponen struktur dengan beban tidak

terfaktor Beban tetap Beban sementara

Komponen pemikul dinding atau finishing yang getas L/360 -

Balok biasa L/240 -

Kolom dengan analisis orde pertama saja h/500 h/200

Kolom dengan analisis orde kedua h/300 h/200

Sumber: Tabel 6.4-1 pada SNI 03 -1729 2002

43


L adalah panjang bentang; h adalah tinggi tingkat; beban tetap adalah beban mati dan

beban hidup; beban sementara meliputi beban gempa atau beban angin.

Tabel 2. 22 Batas Lendutan Maksimum untuk Struktur Beton

Jenis komponen struktur Lendutan yang

diperhitungkan

Batas

lendutan

Atap datar yang tidak menahan atau tidak disatukan

dengan komponen nonstruktural yang mungkin akan

rusak oleh lendutan yang besar

Lendutan seketika akibat

beban hidup (L)

Lantai yang tidak menahan atau tidak disatukan

dengan komponen nonstruktural yang mungkin akan

rusak oleh lendutan yang besar

Lendutan seketika akibat

beban hidup (L)

Konstruksi atap atau lantai yang menahan atau

disatukan dengan komponen nonstruktural yang

mungkin akan rusak dengan lendutan yang besar

Bagian dari lendutan total

yang terjadi setelah

pemasangan komponen

nonstruktural (jumlah dari

lendutan jangka panjang,

akibat semua beban tetap

yang bekerja, dan lendutan

seketika, akibat penambahan

beban hidup)c

Konstruksi atap atau lantai yang menahan atau

disatukan dengan komponen nonstruktural yang

mungkin tidak akan rusak oleh lendutan yang besar

: panjang bentang dalam mm

a Batas ini tidak dimaksudkan untuk mencegah kemungkinan penggenangan air.

b Batas lendutan boleh dilampaui bila langkah pencegahan kerusakan terhadap komponen yang ditumpu atau yang disatukan telah dilakukan.

c Lendutan jangka panjang yang harus dihitung berdasarkan ketentuan 11.5(2(5)) atau 11.5(4(2)) pada SNI 03 2847-2002, tetapi boleh dikurangi dengan nilai lendutan yang terjadi sebelum penambahan komponen non-struktural.

d Tetapi tidak boleh lebih besar dari toleransi yang disediakan untuk komponen non-struktur.

Sumber: Tabel 9 pada SNI 03 2847-2002

2.4.2 Batasan Simpangan antar Lantai Tingkat

Batas simpangan antar lantai mengacu pada SNI gempa. Simpangan antar lantai tingkat

desain (Δ) seperti ditentukan dalam Pasal 7.8.6, 7.9.2, atau12.1 pada SNI gempa, tidak

boleh melebihi simpangan antar lantai tingkat ijin (Δa) seperti didapatkan dari Tabel 2.23

untuk semua tingkat.

44


Tabel 2. 23 Simpangan antar lantai ijin, Δa,b

Struktur

Kategori Risiko

I atau II III IV

Struktur, selain dari struktur dinding geser batu bata, 4

tingkat atau kurang dengan dinding interior, partisi, langit-

langit dan sistem dinding eksterior yang telah dirancang untuk

mengakomodasi simpangan antar lantai tingkat.

0.025 hsxc 0.020 hsx 0.015 hsx

Struktur dinding geser kantilever batu batad 0.010 hsx 0.010 hsx 0.010 hsx

Struktur dinding geser batu bata lainnya 0.070 hsx 0.070 hsx 0.070 hsx

Semua struktur lainnya 0.020 hsx 0.015 hsx 0.010 hsx

Kategori risiko struktur bangunan mengacu pada subbab 2.3.3. pedoman ini

a hsxadalah tinggi tingkat di bawah tingkat x.

b Untuk sistem penahan gaya gempa yang terdiri dari hanya rangka momen dalam kategori desain seismik D,

E, dan F, simpangan antar lantai tingkat ijin harus sesuai dengan persyaratan Pasal7.12.1.1 pada SNI 1726-

2012 yaitu:

Untuk sistem penahan gaya gempa yang terdiri dari hanya rangka momen pada struktur yang dirancang untuk

kategori desain seismik D, E, atau F, simpangan antar lantai tingkat desain (Δ) tidak boleh melebihi Δa/ρ

untuk semua tingkat. ρharus ditentukan sesuai dengan Pasal 7.3.4.2 pada SNI 1726-2012 .

cTidak boleh ada batasan simpangan antar lantai untuk struktur satu tingkat dengan dinding interior,partisi,

langit-langit, dan sistem dinding eksterior yang telah dirancang untuk mengakomodasi simpangan antar lantai

tingkat. Persyaratan pemisahan struktur dari Pasal 7.12.3pada SNI 1726-2012 tidak diabaikan.

dStruktur di mana sistem struktur dasar terdiri dari dinding geser batu bata yang dirancang sebagai elemen

vertikal kantilever dari dasar atau pendukung fondasinya yang dikontruksikan sedemikian agar penyaluran

momen diantara dinding geser (kopel) dapat diabaikan.

Sumber: Tabel 16 pada SNI 1726-2012

2.4.3 Sasaran Kinerja

Bangunan TES harus kuat tidak hanya dalam menahan beban gelombang tsunami dan

hantaman puing-puing, tapi juga dalam menahan gempa bumi yang terjadi sebelumnya dan

tetap berfungsi.Pada struktur tidak boleh tampak kerusakan yang cukup besar akibat gempa

yang dapat menyebabkan para penghuni takut untuk masuk ke dalam bangunan TES.

Contoh kerusakan besar yang dapat memberikan kepanikan pada penghuni adalah

keretakan pada dinding yang cukup terlihat. (Sumber: FEMA P646A)

Sasaran kinerja untuk bangunan TES mengacu pada FEMA P646. Sasaran kinerja struktur

bervariasi terhadap frekuenksi kejadian beban. Sasaran kinerja struktural yang

diperbolehkan terbagi menjadi 3 kondisi sebagai berikut:

45


1. Tidak ada kerusakan atau hanya kerusakan kecil, untuk frekuensi kejadian yang tinggi

atau tingkat risiko rendah.

2. Kerusakan menengah, untuk ukuran kejadian menengah, dan frekuensi kejadian yang

lebih kecil atau tingkat risiko menengah.

3. Kerusakan besar tapi tidak runtuh, untuk ukuran kejadian besar dan kejadian yang

langka atau tingkat risiko tinggi.

Pada SNI gempa dijelaskan bahwapengaruh gempa rencana terhadapnya harus dikalikan

dengan suatu faktor keutamaan yang nilainya bergantung pada kategori risiko bencana.

Pada SNI Gempa Tabel 1 dan seperti yang telah diringkas pada subbab 2.3.2 pada pedoman

ini, kategori risiko dibagi menjadi 4 (I, II, III, dan IV) dimana semakin tinggi kategori risiko

menggambarkan tingkat risiko yang lebih tinggi. Bangunan TES Tsunami dengan tingkat

risiko yang tinggi terhadap jiwa manusia termasuk dalam kategori IV. Pada Kategori Risiko

IV, peraturan perancangan mengharuskan bangunanmasih tetap berfungsi pasca gempa

menengah terjadi,dan mengalami kerusakan yang jauh lebih kecil daripada bangunan

normalpada gempa yang lebih jarang terjadi.

Dalam menentukan tingkat kinerja struktur, acuan yang dapat digunakan adalah ASCE/SEI

41-06 Seismic Rehabilitation of Existing Buildings (ASCE, 2006c) yang membagi kinerja

struktur menjadi 5 tingkatan: Collapse, Collapse Prevention, Life Safety, Immediate

Occupancy, dan Operational. Gambar 2.19menjelaskan tentang penentuan kinerja struktur

terhadap tingkat bencana gempa. Pada gambar tersebut dapat dilihat bahwa untuk

bangunan dengan faktor kepentingan yang tinggi seperti bangunan TES mengharuskan

tingkat kinerja Immediate Occupancy (IO)untuk Design Basis Earthquake (DBE) yaitu

perancangan gempa dengan periode ulang 500 tahun dan tingkat kinerja Life Safety (LS)

untuk Maksimum Considered Earthquake (MCE) yaitu perancangan gempa dengan periode

ulang 2500 tahun.

Gambar 2.19 Penentuan Kinerja Struktur terhadap Tingkat Bencana Gempa


46


Pada wilayah yang dianggap cukup dekat dengan sumber tsunami, kondisi pembebanan

akan menentukan perancangan struktur. Untuk memastikan kekuatan dan daktilitas struktur

yang memadai untuk menahan efek beban tsunami, maka bangunan TES Tsunami harus

dirancang minimal dengan menggunakan ketentuan untuk KDS D yang dijelaskan pada SNI

gempa.

2.5 Kombinasi Pembebanan

2.5.1 Kombinasi Beban Tsunami

Gaya-gaya yang timbul sebagai efek beban tsunami tidak selalu terjadi secara bersamaan.

Pada pembahasan di bawah ini akan dijelaskan tentang kombinasi gaya tsunami yang harus

dipertimbangkan untuk keseluruhan struktur dan masing-masing komponen struktur.

Kombinasi lain yang dianggap berpontensi harus diperhitungkan sesuai yang dibutuhkan

berdasarkan sistem struktur, penentuan lokasi tertentu, dan desain struktur yang masih

dalam tahap pertimbangan.

2.5.1.1 Kombinasi Gaya Tsunami pada Struktur secara Keseluruhan

Gaya tsunami dikombinasikan pada keseluruhan struktur sebagai berikut:

a. Gaya angkat akibat gaya apung, Fb, dan gaya angkat hidrodinamik, Fu, berefek

mengurangi total berat mati dari struktur, yang akan berakibat mengurangi ketahanan.

Gaya apung dan gaya angkat yang sesuai dengan elevasi rendaman rencana harus

dipertimbangkan dalam semua kombinasi beban.

b. Gaya impusif, Fs, adalah beban dengan durasi sangat pendek yang disebabkan oleh

gelombang air terdepan yang menghantam sebuah struktur sehingga menghasilkan

beban tumbuk terhadap struktur. Selama gelombang melewati struktur, gaya impulsif

diaplkasikan pada seluruh komponen struktur tapi bukan pada waktu yang bersamaan.

Ketika gelombang terdepan telah melewati komponen struktur,perilakunya bukan lagi

sebagai gaya impulsif melainkan gaya drag hidrodinamik. Total dari gaya horizontal

hidrodinamik pada struktur merupakan kombinasi dari gaya impulsif pada komponen

yang dikenai bagian terdepan gelombang, dan gaya drag pada seluruh komponen yang

terendam yang dikenai bagian belakang gelombang. Gambar 2.20di bawah ini

menunjukan bagaimana kombinasi ini akan diaplikasikan pada struktur dengan jumlah

kolom yang banyak dan adanya dinding geser. Kondisi terburuk yang terjadi adalah

ketika bagian terdepan dari gelombang menghantam komponen terakhir pada portal.

47


Gambar 2.20 Kombinasi Gaya Impulsif dan Gaya Drag Hidrodinamik pada Struktur


c. Gaya benturan puing-puing, Fi, adalah beban berdurasi pendek akibat tumbukkan dari

benda berukuran besar yang mengapung dengan komponen struktur. Selama benda

berukuran besar tersebut tidak terbawa oleh bagian terdepan gelombang, efek dari

Benturan puing-puing dikombinasikan dengan gaya drag hidrodinamik, Fd, bukan gaya

impulsif, Fs. Meskipun benda yang mengapung tersebut dapat menumbuk struktur selama

tsunami terjadi, kemungkinan terjadinya 2 benturan atau lebih secara bersamaan hanya

kecil. Maka dari itu, hanya satu gaya benturan yang diperhitungkan pada waktu tertentu.

Baik masing-masing komponen struktur maupun struktur secara keseluruhan harus

didesain untuk menahan Gaya Benturan yang dikombinasikan dengan beban lainnya,

kecuali gaya impulsif.

d. Puing-puing yang membendung menghasilkan efek meningkatkan area yang terekspose

pada beban hidrodinamik. Gaya akibat puing-puing yang terbendung, Fdm, harus

dipertimbangkan pada lokasi terkritis pada struktur ketika gaya hidrodinamik beraksi pada

seluruh komponen struktur. Gambar 2.21di bawah ini menunjukkan tipikal lokasi dari

puing-puing yang membendung yang dapat diperhitungkan dengan gaya drag pada

seluruh komponen struktur. Nilai yang lebih konservatif akan didapatkan dengan

mengabaikan efek perlindungan yang berasal dari komponen puing-puing yang

terbendung pada bagian hilirnya.

48


Gambar 2.21 Kombinasi Gaya Drag Hidrodinamik dan Gaya Akibat Puing-puing

yang Membendung


d. Breakaway walls bukan bagian dari komponen pendukung struktural pada bangunan, dan

memang sengaja direncanakan untuk runtuh pada saat dikenakan beban lateral. Jika

dinding pengisi dengan tinggi yang lebih rendah direncanakan sebagai breakaway walls,

maka beban lateral maksimum adalah beban dimana dinding tersebut akan runtuh, dan

struktur secara keseluruhan, yang merupakan komponen struktur pendukung dinding,

harus direncankan untuk menahan gaya runtuh ini.

e. Perancangan sistem lantai untuk menahan efek dari gaya Fr yang diperlakukan sebagai

gaya lateral pada struktur.

2.5.1.2 Kombinasi Beban Tsunami pada Masing-masing Komponen Struktur

Gaya tsunami dikombinasikan pada masing-masing komponen struktur (kolom, dinding, dan

balok) sebagai berikut:

a. Gaya impulsif, Fs, yang disebabkan oleh bagian terdepan dari gelombang tsunami, untuk

nilai maksimum hu2

b. Gaya drag hidrodinamik, Fd, ditambah dengan Gaya Benturanan puing-puing, Fi, pada

lokasi terkritis pada komponen , untuk nilai maksimum hu2

c. Efek dari puing-puing yang membendung, Fdm, yang disebabkan oleh puing-puing dengan

lebar minimum sebesar 12 m menyebabkan kemungkinan pembebanan terburuk pada

komponen, untuk nilai maksimum hu2

49


d. Tekanan hidrostatis, Fh, pada area dinding kedap air pada struktur, untuk nilai maksimum

h.

Untuk gaya angkat pada komponen lantai pada portal, kombinasi-kombinasi gaya tsunami

berikut harus dipertimbangkan:

a. Gaya apung, Fb, dari komponen lantai pada portal yang terendam termasuk efek dari

udara yang terperangkap dan dinding dan balok yang terangkat, untuk nilai maksimum h.

b. Gaya angkat hidrodinamik, Fu, yang disebabkan oleh tinggi banjir yang naik secara tiba-

tiba, untuk nilai kecepatan alir yang dihitung pada kedalaman yang setara dengan

ketinggian soffit pada sistem lantai, hs.

c. Kasus gaya angkat maksimum: Nilai beban gaya angkat yang lebih besar dari nilai di atas

dikombinasikan dengan 90% beban mati dan tanpa beban hidup pada sistem lantai,

untuk desian dalam melawan keruntuhan akibat gaya angkat pada lantai, balok, dan

hubungan antar elemen.

Untuk beban dengan arah ke bawah pada komponen lantai pada portal yang disebabkan

oleh air yang tertahan, kombinasi yang harus dipertahankan adalah sebagai berikut:

Beban dengan arah ke bawah akibat air yang tertahan oleh dinding luar, fr, dikombinasikan

dengan 100% beban mati.

2.5.2 Kombinasi Beban Tsunami dengan Beban Lainnya

Kombinasi beban yang diperhitungkan untuk perancangan bangunan TES mengacu RSNI3

Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain pada BAB II, yaitu

sebagai berikut:

a. 1,4 D

b. 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau S atau R)

c. 1,2 D + 1,6 (Lr atau S atau R) + (L atau 0,5 W)

d. 1,2 D +1,0 W +L + 0,5 (Lr atau S atau R)

e. 1,2 D +1,0 E + L + 0,2 S

f. 0,9 D + 1,0 W

g. 0,9 D + 1,0 E

Adapun kombinasi beban tambahan yang memperhitungkan beban tsunami mengacu pada

FEMA P646 yaitu sebagai berikut:

a. 1,2D + 1,0 Ts + 1,0 LREF + 0,25 L

b. 0,9 D + 1,0 Ts

50


dengan D adalah beban mati, Ts adalah beban tsunami yang merupakan resultan dari semua

beban yang sudah dibahas pada pembahasan sebelumnya, LREFadalah beban hidup di area

pengungsian, dan L adalah beban hidup di luar area penghunian.

Faktor beban tsunami diambil sama dengan 1,0 dengan pertimbangan-pertimbangan

sebagai berikut:

a. Untuk mengantisipasi besarnya beban tsunami yang diperhitungkan akan konsisiten

terhadap nilai MCT (Maksimum Considered Tsunami) dengan periode ulang 2500 tahun

yang juga digunakan pada beban gempa (MCE).

b. Untuk mencegah perancangan yang berlebihan karena pada perhitungan elevasi runup

nilai yang diambil sudah ditingkatkan sebesar 30%.

c. Perancangan pada pembebanan tsunami hanya mempertimbangkan respon elastik dari

komponen, tanpa memperhitungkan respon inelastik seperti yang dilakukan pada analisis

beban gempa yang juga menggunakan faktor reduksi beban.

Pada kombinasi beban tsunami 1 mempertimbangkan area pengungsian pada bangunan

TES yang besar bebannya diambil sebagai beban hidup pada ruang pertemuan yang

nilainya sama dengan 4,79 kN/m2. Beban hidup pada ruang pertemuan merepresentasikan

nilai kerapatan maksimum pengungsi yang mengisi bangunan TES saat evakuasi. Pada

kombinasi 1 juga dapat dilihat bahwa beban hidup yang biasanya diperhitungkan pada

perecanaan direduksi sampai hanya 25% nya saja yang diperhitungkan. Kombinasi beban

tsunami 2 digunakan ketika beban gravitasi berlawanan dengan beban tsunami.

Pada pembebanan tsunami, faktor kepentingan I tidak diperhitungkan karena pedoman

perancangan ini memang sengaja dibuat untuk bangunan TES, sehingga pertimbangan-

pertimbangannya sudah diperhitungkan dalam formulasi beban. Beban gempa tidak

dikombinasikan dengan beban tsunami karena kemungkinan kedua beban tersebut terjadi

secara bersamaan sangat kecil.

2.6 Contoh Kasus Perhitungan Beban Tsunami

Sebuah bangunan TES Tsunami berbentuk persegi panjang dengan lebar struktur sebesar

12 m. Bangunan ini dibangunan di lokasi yang berjarak 500 m dari garis pantai dimana

elevasi bangunan TES Tsunami ini 10 meter dari muka air laut sesuai yang ditunjukan pada

Gambar 2.22. Kemiringan pantai tersebut adalah 1: 50, dimana tidak ada variasi dari

topografi yang signifikan sehingga kemiringan pantai tersebut dapat ditetapkan sebesar 1:

50. Berdasarkan peta banjir tsunami, elevasi maksimum genangan adalah setinggi 11 m

pada titik sejauh 550 meter dari muka air laut. Terdapat sebuah kayu gelondongan dengan

panjang 8,53 meter dan diameter 0,35 meter serta massa 450 kg diperhitungkan sebagai

puing–puing yang terbawa air yang memberikan beban tumbuk. Di sisi lain, terdapat

kontainerdengan ukuran 12,2 m x 2,44 m x 2,59 m dengan massa 3800 kg (dalam keadaan

kosong) yang juga harus diperhitungkan sebagai beban pada struktur.

51


Gambar 2.22 Sketsa Geografis Bangunan TES Tsunami

Jawab:

a. Kedalaman banjir

Tinggi kenaikan air rencana yang direkomendasikan (R) adalah 30% lebih besar dari elevasi

kenaikan air maksimum yang diprediksi (R*), hal ini untuk mengantisipasi adanya amplifikasi

lokal dan prediksi lain yang tidak pasti sehingga besarnya R adalah R = 1,3 R* = 1,3 (11)

=14,3 m. Oleh karena itu, kedalaman banjir pada struktur adalah sebesar: 14,3 m – 10 m =

4,3 m. Pada bangunan TES Tsunami, direkomendasikan adanya bagian bangunan yang

bebas baik dari banjir tsunami atau dari tempat evakuasi yaitu setinggi 3 meter, sehingga

tempat perlindungan pada bangunan TES Tsunami ini dilokasikan pada tempat yang lebih

tinggi dari 7,3 meter (4,3 meter + 3 meter) di atas tanah pada bangunan. Bila tinggi antar

lantai sebesar 4 meter, maka tempat perlindungan yang sesuai berada di lantai ke 2

bangunan atau lebih tinggi lagi.

b. Gaya hidrostatik dan gaya apung

Komponen dinding nonstruktural pada bangunan TES Tsunami pada tingkat rendah

direkomendasikan untuk didesain sebagai breakaway wall. Pada kasus seperti ini, maka

perhitungan gaya hidrostatik dan gaya angkat yang berpotensi pada keseluruhan bangunan

tidak penting untuk diperhitungkan. Walaupun begitu, bila struktur ataupun komponen

struktur pada lantai yang rendah didesain untuk kedap air, maka panel dinding tersebut

harus direncanakan dengan memperhitungkan gaya hidrostatik sebagai antisipasi. Gaya

maksimum yang bekerja pada panel dinding dengan ukuran lebar sama dengan 5 meter dan

tinggi sebesar 3 meter pada lantai dasar dapat dihitung dengan persamaan 2.23 yaitu

sebagai berikut:

52


dengan Δz merupakan tinggi dari ujung panel dinding terhadap dari tanah yang diasumsikan

sebesar 0,5 meter serta besar merupakan kerapatan fluida yang digunakan dan

diasumsikan merupakan campuran dari air laut dan sedimen.

Seperti yang telah dipaparkan sebelumnya, ketinggian air pada bangunan adalah sebesar

4,3 meter sehingga pada lantai 1 dan lantai 2 bangunan akan tenggelam sehingga dapat

memberikan adanya gaya apung (Gambar 2.23). Bila komponen dinding nostruktural pada

lantai 1 sudah hancur, maka gaya apung ini hanya diperhitungkan pada lantai 3 dari

bangunan. Bila dimensi dari panel memiliki kesamaan yaitu sebesar 4,5 m x 4,5 meter dan

elevasi lantai setinggi 3 meter dari tanah, maka gaya apung dapatdiperhitungkan dengan

persamaan 2.26 sebagai berikut:

Gambar 2.23 Kondisi Bangunan TES Tsunami yang Menghasilkan Gaya Apung

Denganhb adalah tinggi dari air yang terpindahkan oleh lantai termasuk efek dari udara yang

tersekap dibawah lantai.

c. Gaya Hidrodinamik dan impulsif

Hidrodinamik drag dan gaya impulsif merupakan gaya yang bekerja pada bangunan secara

bersamaan, dengan mengasumsikan tidak adanya breakaway walls yang ada pada lantai

yang rendah. Nilai maksimum h u2 dapat diperhitungkan dengan persamaan berikut:

53


Sehingga besar gaya hidrodinamik dapat diperhitungkan sebagai berikut:

dengan B merupakan lebar dari bangunan TES Tsunami yaitu sebesar 12 m, dan Cd

direkomendasikan sebesar 2,0. Bila kemudian terjadi kondisi dimana tsunami yang datang

merupakan tsunami terbesar dan terjadi di lokasi yang sudah terbanjiri sebelumnya, maka

bagian terdepan dari tsunami tersebut akan membentuk gelombang tinggi. Kondisi tersebut

menyebabkan terjadinya gaya impulsif yang menghantam bangunan dan besarnya adalah

1,5 kali dari gaya hidrodinamik yang terjadi.

Bila komponen dinding nonstruktural pada lantai rendah dirancang untuk hancur selama

tsunami terjadi, maka hidrodinamik dragdan gaya impulsif akan diperhitungkan pada seluruh

member struktural dan dikombinasikan seperti terlihat pada Gambar 2.17.

d. Gaya Benturan

Sebelum memperhitungkan adanya gaya benturan yang berasal dari puing kayu, terlebih

dahulu dilakukan estimasi besarnya kecepatan maksimum aliran yaitu sebagai berikut:

Perlu diingat bahwa kecepatan aliran ini merupakan kecepatan pada bagian ujung dari aliran

dimana kedalaman alirannya sebesar nol. Maka dari itu, besar kecepatan tersebut dapat

memberikan hasil yang konservatif. Dengan kecepatan maksimum yang telah diestimasi

sebelumnya dan dengan mengasumsikan bahwa kekakuan dari benda yang menumbuk,

dalam hal ini adalah batang kayu, adalah sebesar 2,4 x 106 N/m, maka gaya benturan yang

terjadi dapat diperhitungkan sebagai berikut:

Langkah lain yang dapat digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran maksimum adalah

dengan menggunakan diagram pada Gambar 2.18. Dengan mengasumsikan nilai draft (d)

54


pada struktur puing kayu adalah sebesar 0,2 m, maka nilai kecepatan maksimum dapat

diperhitungkan sebagai berikut:

maka dengan menggunakan kurva batas dari Gambar

2.17:

Maka, gaya benturan yang dihasilkan berdasarkan kecepatan maksimum di atas adalah

sebesar:

dengan, gaya benturan ini lebih realistis dibandingkan gaya benturan yang diestimasi

sebelumnya. Gaya total impak yang bekerja pada struktur, secara konservatif dapat dihitung

dengan mengkombinasikan gaya benturan ini dengan gaya drag hidrodinamik yang sudah

ditentukan sebelumnya, yaitu sebagai berikut:

Untuk memperhitungkan gaya benturan akibat dari kontainer, maka panjang draft harus

diperhitungkan terlebih dahulu , yaitu sebagai berikut:

dengan W menunjukkan berat dan Abox adalah luas dari penampang pada arah horizontal

dan nila g dapat dihilangkan. Kecepatan maksimum aliran dengan nilai draft di atas dapat

diketahui dengan menggunakan Gambar 2.17 adalah sebagai berikut:

Dengan menggunakan kurva batas pada Gambar 2.17 didapatkan kecepatan maksimum

aliran adalah sebagai berikut:

55


Gaya total tumbuk pada struktur karena kontaineradalah sebagai berikut (asumsi tumbukan

terjadi dengan arah transversal, nilai k = 40 x 106 N/m):

Gaya total impak yang bekerja pada struktur, secara konservatif dapat dihitung dengan

mengkombinasikan gaya benturan ini dengan gaya drag hidrodinamik yang sudah

ditentukan sebelumnya, yaitu sebagai berikut:

e. Efek pembendungan dari puing yang terbawa air

Efek pembendungan dari puing–puing dapat diperhitungkan dengan menggunakan

persamaan 2.36 sebagai berikut:

Persamaan ini sama dengan persamaan yang digunakan untuk memperhitungkan gaya

hidrodinamik pada bangunan TES Tsunami yang memiliki lebar 12 m. Karena lebar dari

bangunan TES Tsunami dan lebar dari puing–puing yang membendung yang

direkomendasikan sama besar yaitu 12 m, maka nilai sama dengan yang sudah

diperhitungkan sebelumnya, yaitu sebesar 382,8kN.

Bila bangunan TES Tsunami lebih lebar dari 12 m, maka efek dari puing–puing yang

membendung harus diperhitungkan pada lokasi–lokasi yang berbeda seperti ditunjukkan

pada Gambar 2.20 dan Gambar 2.21 untuk menuntukan kondisi terburuk dari pembebanan

yang terjadi pada struktur secara keseluruhan dan pada masing–masing elemen struktur.

f. Gaya angkat hidrodinamik

Gaya angkat hidrodinamik dapat di hitung dengan persamaan berikut:

Dengan mengasumsikan kedalaman air pada soffit di lantai pertama (hs) adalah sebesar 3

meter dan lokasi dari bangunan TES Tsunami, maka didapatkan nilai dan

besarnya d/R dapat diganti dengan nilai hs/R untuk mendapatkan kecepatan maksimum air

56


yaitu sebesar , maka besar nya kecepatan maksimum berdasarkan Gambar

2.14 berdasarkan nilai dengan menggunakan kurva batas adalah sebagai berikut:

kecepatan vertikal dapat diperhitungkan sebagai berikut:

Sehingga besarnya gaya angkat hidrodinamik berdasarkan persamaan 2.28 yang telah

disebutkan di atas, adalah sebagai berikut:

Gaya angkat hidrodinamik yang dihasilkan tidak terlalu signifikan untuk diperhitungkan.

Salah satu faktornya adalah karena kemiringan pantai yang cukup landai yaitu sebesar 1:50.

Bila kemiringan pantai cukup curam, misalkan sebesar 1:3, maka besarnya gaya angkat

hidrodinamik akan meningkat, mencapai 2,62kN.

58

Konsep Perancangan Struktur

BAB 3

KONSEP PERANCANGAN STRUKTUR

Pada bagian ini akan dipaparkan mengenai konsep perancangan struktur bangunan TES

Tsunami dimana penentuan awal seperti lokasi struktur, elevasi struktur, jarak maksimum

antar bangunan TES Tsunami dapat dilihat pada Pedoman 2: Perancangan Tempat Evakuasi

Sementara (TES) Tsunami. Perancangan struktur yang dibahas mencakup: perancangan

pondasi, elemen portal, dinding, lantai dan atap yang pada akhirnya akan dipaparkan dalam

bentuk diagram alir perancangan struktur bangunan TES Tsunami yang dapat

mempermudah pemahaman.

3.1 Sistem Struktur (Pola bangunan, Kolom bundar, batasan kekuatan

dinding)

Pemilihan sistem struktur yang digunakan dan konfigurasinya dari pondasi sampai dengan

rangka atap dapat memberikan pengaruh yang berbeda–beda terhadap kemampuan

bangunan TES Tsunami untuk tetap bertahan dari beban–beban tsunami, angin, dan gempa

bumi. Karakteristik–karakteristik struktur yang sudah terbukti dapat memberikan perilaku

yang baik ketikan beban tsunami terjadi, antara lain adalah:

a. Sistem struktur yang kuat yang memiliki kekuatan cadangan untuk menahan gaya

berlebih.

b. Sistem struktur yang terbuka sehingga air dapat mengalir melwati struktur dengan sedikit

hambatan.

c. Sistem struktur yang daktail, sehingga dapat menahan beban berlebih tanpa terjadi

kegagalan.

d. Sistem struktur dengan redundansi sehingga struktur mengalami kegagalan pada bagian

tertentu tanpa menimbulkan adanya keruntuhan bertahap.

Sistem struktur yang dapat menunjukkan karakteristik–karakteristik tersebut termasuk pada

sistem rangka pemikul momen dengan beton bertulang atau baja, dan sistem struktur

dinding geser dengan beton bertulang.

Hal penting lain yang harus dipenuhi dalam perancangan bangunan TES Tsunami terkait

sistem strukturnya adalah bahwa bangunan tersebut harus reguler atau teratur baik dalam

massa dan kekakuan. Sehingga hal-hal yang bisa menimbulkan ketidakberaturan baik dalam

arah vertikal maupun horizontal harus dihindari. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk

menciptakan kinerja bangunan yang lebih baik ketika dikenakan beban. Selain itu dalam

perancangan perlu diperhatikan masalah komponen nonstruktural. Komponen nonstruktural

yang tidak didesain dengan khusus diperbolehkan runtuh saat bangunan dikenankan beban

besar, maka dari itu diharapkan komponen nonstruktural yang berada di bangunan TES

59


Tsunami menggunakan material yang tergolong ringan. Hal ini bertujuan untuk

meminimalisasi bahaya pada orang yang berada disekitar komponen tersebut ketika

komponen tersebut mengalami kerusakan atau bahkan runtuh.

Pada perancangan bangunan TES Tsunami sering kali direncanakan menyerupai bangunan

panggung (seperti bangunan sekitar pantai pada umunya) dimana lantai 1 tidak dipakai

sebahai hunian melainkan hanya kolom-kolom penyangga bangunan saja. Hal ini bertujuan

untuk menghindari genangan yang masuk ke ruangan hunian. Namun hal ini bukan

merupakan kewajiban, artinya lantai bawah boleh digunakan sebagai hunian dan diberi

dinding. Jika hal tersebut dilakukan maka konsekuensinya adalah elemen dinding harus

direncanakan dengan baik karena akan menerima beban tsunami. Contoh standar yang

dapat digunakan untuk perancangan komponen nonstruktural adalah FEMA 451 NEHRP

Recommended Provitions: Design Examples.

Selain itu hal penting yang harus diperhatikan adalah geometri komponen struktur. Salah

satu rekomendasi yang bisa dipertimbangkan adalah penggunaan kolom bundar karena

kolom bundar dapat menghasilkan gaya drag yang lebih kecil dibandingkan kolom yang

berbentuk persegi atau persegi panjang. Di sisi lain, gaya impak yang terjadi akibat puing–

puing yang terbawa air memiliki kemungkinan yang kecil untuk sepenuhnya membebani

kolom tersebut.

Jika kita menggunakan dinding geser, maka harus direncanakan arah dari dinding geser

tersebut. Direkomendasikan agar dinding geser tersebut memiliki arah yang paralel dengan

aliran tsunami sehingga dapat mengurangi besarnya gaya hidrodinamik dan gaya benturan

yang berasal dari puing–puing yang terbawa air.

Dalam perancangan dinding beton bertulang, harus memperhitungkan seluruh beban pada

dinding termasuk gaya hidrodinamik dan gaya benturan akibat puing–puing yang terbawa

air.

Sedangkan untuk perancangan komponen atap, jenis atap yang direkomendasikan untuk

digunakan adalah jenis atap dak beton, karena pada dasarnya komponen struktur bagian

atas yang akan dijadikan tempat perlindungan dalam bangunan TES Tsunami harus berupa

pelat beton bertulang yang dapat melindungi secara optimal para korban bencana. Oleh

sebab itu, bila keseluruhan lantai pada bangunan TES Tsunami akan dijadikan tempat

perlindungan korban, maka atap yang digunakan harus atap dak beton.

3.2 Konsep Perancangan Komponen Struktur terhadap Gempa dan Tsunami

3.2.1 Konsep Perancangan Pondasi

Pada perancangan pondasi bangunan TES Tsunami perlu dipertimbangkan beberapa hal,

salah satunya adalah pengaruh lokal seperti penggerusan dan liquefaction. Pada banyak

kasus, pondasi yang digunakan terdiri dari pondasi dalam (pile). Perancangan pondasi harus

mempertimbangkan adanya peningkatan beban akibat downdrag dan penambahan gaya

lateral yang terjadi serta peningkatan panjang pondasi yang tidak terikat oleh tanah akibat

60


adanya penggerusan. Potensi terjadinya pengangkatan dari seluruh daya apung pada

struktur perlu dipertimbangkan pula dalam proses perancangan pondasi.

Penggerusan pada pondasi dangkal dapat mengakibatkan kegagalan pada elemen struktur

pendukung pada bangunan TES Tsunami. Pondasi yang menggunakan bored pile dapat

dirancang agar dapat terhindar dari kegagalan tersebut. Meskipun demikian, pada pondasi

tersebut tetap harus diperhitungkan beban–beban yang bekerja dengan kondisi dimana

bagian pondasi seperti pilecap dan bagian atas pile yang tidak terlindung lagi akibat

gerusan. Dames and Moore (1980) menganjurkan bahwa kedalaman gerusan berhubungan

dengan jarak bangunan TES Tsunami dari garis pantai dan tipe tanah. Tabel 3.1

menunjukkan kedalaman gerusan bergantung pada kedua hal tersebut dan yang besarnya

berupa persentase dari kedalaman aliran tsunami itu sendiri.

Tabel 3.1 Kedalaman Gerusan Sebagai Fungsi Persentase dari Kedalaman Aliran (d)

Tipe Tanah Kedalaman gerusan (% d)

Jarak dari garis pantai<90 m Jarak dari garis pantai >90 m

Loose sand 80 60

Dense sand 50 35

Soft silt 50 25

Soft clay 25 15

Sofy clay 25 15

Stiff Clay 10 5

Sumber: Dames and Moore, 1980

Setelah terjadi Indian Ocean Tsunami, dilakukan observasi yang mengindikasikan bahwa

penggerusan ini dapat terjadi secara signifikan pada bangunan yang berjarak lebih besar

dari 90 m dari garis pantai. Pada penentuan besarnya kedalaman gerusan ini, sangat

dibutuhkan penilaian engineering yang konservatif dalam menentukan tipe tanah di

lapangan yang kemudian disesuaikan dengan ketentuan pada tabel di atas.

3.2.2 Konsep Perancangan Elemen Portal

Dalam merancang kolom individu pada bangunan TES Tsunami, diperlukan ketepatan dalam

menentukan tingkat tahanan dari kolom tersebut pada bagian dasar kolom dan pada kolom

di setiap lantai bangunan. Seperti kolom beton bertulang pada bangunan dengan jumlah

lantai lebih besar dari satudan didukung dengan pondasi pile, dapat diasumsikan sebagai

kolom dengan tahanan jepit pada bagian dasar dan di setiap tingkat bangunan. Selain itu

kolom baja, pada struktur penahan momen dapat diasumsikan sebagai kolom dengan

tahanan jepit pada dasar dan di setiap tingkat bangunan TES Tsunami. Di sisi lain, bentuk

kolom harus dipertimbangkan seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya.

Perancangan balok pada bangunan TES Tsunami yang dikenai gaya horizontal akibat

tsunami harus memasukkan perhitungan bracinglateral yang dimiliki oleh pelat lantai. Balok

yang terisolasi harus dirancang terhadap geser dan lentur yang diakibatkan beban tsunami.

61


3.2.3 Konsep Perancangan Lantai

Sistem lantai harus dirancang dengan memperhitungkan efek gaya apung dan gaya angkat

hidrodinamik yang dapat menyebabkan terjadinya geser dan lentur yang berlawanan

dengan geser dan lentur yang disebabkan oleh beban gravitasi. Pada bangunan TES

Tsunami, lantai yang rendah pada umumnya tidak ditujukan untuk menjadi tempat evakuasi

dari bencana tsunami, walaupun demikian kegagalan dapat terjadi akibat runtuhnya kolom

pada tingkat bangunan yang lebih tinggi termasuk area perlindungan dari bahaya tsunami.

Pada sistem lantai baja, tekuk torsi lateral pada balok di bawah flanges harus

diperhitungkan ketika dikenai beban angkat (uplift). Pada sistem lantai dengan beton

bertulang, kontinuitas dari tulangan baja harus dimiliki pada balok dan juga pada pelat

sekurang-kurangnya 50% dari tulangan atas dan tulangan bawah.

Sistem lantai dengan menggunakan beton prategang harus dievaluasi secara hati–hati dari

adanya efek apungan dan pengangkatan ketika lantai tersebut terendam. Gaya internal

prestressing digunakan untuk melawan efek yang terjadi akibat beban mati. Elemen sistem

prestressed joist rentan terhadap kegagalan akibat tekanan yang diakibatkan oleh gaya

angkat, dan banyak hubungan bearing yang tidak terangkur untuk menahan total gaya

angkat. Kerusakan setempat pada sistem lantai beton prategang dapat menghasilkan

kehilangan kapasitas tekan pada beton dan terjadinya gaya internal prestressing.

3.3 Pertimbangan Kapasitas Member dan Desain Kekuatan

Pada desain tahanan dan beban terfaktor, disediakan perhitungan kapasitas member yang

spesifik berdasarkan material dan dan faktor reduksi kekuatan untuk berbagai jenis gaya

yang bekerja dan berbagai komponen struktural yang bekerja. Sebelum penelitian yang

lebih jauh menunjukkan perhitungan yang berbeda,direkomendasikan bahwa perhitungan

kapasitas dan faktor reduksi kekuatan diaplikasikan pada desain untuk pembebanan tsunami

dengan cara yang sama seperti pada aplikasi untuk pembebanan gempa dan angin.

3.3.1 Pertimbangan Keruntuhan Progresif

Pengurangan potensi untuk keruntuhan yang tidak proporsional akibat hilangnya satu atau

lebih komponen struktur dapat meningkatkan kecenderungan bahwa struktur evakuasi

vertikal akan tetap berdiri apabila kolom mengalami rusak yang cukup parah akibat puing-

puing yang terbawa air. Keputusan untuk memasukkan pertimbangan mengenai keruntuhan

progresif pada desain untuk struktur tertentu akan bergantung pada lokasi dan sifat puing-

puing yang dapat berpotensial menumbuk struktur. Karena adanya potensi pada kerusakan

yang cukup parah dan terlokalisasi akibat impak puing-puing, desain untuk mencegah

keruntuhan progresif sangat dibutuhkan. Di Amerika Serikat, pendekatan desain untuk

keruntuhan progresif termasuk strategi gaya pada elemen tarik dan runtuhnya kolom.

62


3.3.1.1 Strategi Gaya pada Elemen Tarik (Tie Force)

Strategi gaya pada elemen tarik (tie) diilustrasikan padaGambar 3.1. Elemen tarik pada

struktur beton bertulang pada umumnya terdiri dari baja tulangan yang kontinu pada balok,

kolom, pelat, dan dinding, seperti pada Gambar 3.2. Tulangan yang dibutuhkan untuk

elemen tarik dapat disediakan pada seluruh atau sebagian dari baja yang telah ditentukan

untuk menahan aksi-aksi lainnya, seperti geser dan lentur. Pada banyak kasus, jumlah baja

yang disediakan untuk menahan gaya gravitasi dan lateral untuk struktur beton bertulang

tipikal sudah cukup untuk menghasilkan gaya pada elemen tarik yang dibutuhkan.

Perlu dilakukan pengecekan kelayakan gaya pada elemen tarik setelah struktur didesain

mula-mula untuk pembebanan gravitasi dan lateral. Elemen tarik harus disambung dengan

benar dan diangkur pada setiap ujung dengan tujuan untuk mengembangkan kapasitas

maksimalelemen tarikagar berkinerja sesuai dengan yang telah diantisipasi. Baja tulangan

yang digunakan sebagai elemen tarikharus memiliki sambungan lewatan yang dilewatkan,

dilas, atau disambung secara mekanik (tipe 1 atau tipe 2) sesuai dengan ACI 318, Building

Code Requirements for Struktural Concrete (ACI, 2005). Sambungan lewatanharus diatur

dan diletakkan jauh dari sambungan dan wilayah tegangan tinggi.

Pengangkuran sangat penting terhadap kinerja elemen tarik dan harus ditentukan dengan

baik, terutama dalam kasus dimana layout gedung tidak tipikal (non-typical). Detailing

gempa harus digunakan untuk mengangkur antar elemen tarik, atau pada titik akhir (seperti

pada perimeter gedung). Detailing ini termasuk seismic hooks dan panjang penyaluran

(seismic development lengths), seperti pada ACI 318.

Gambar 3.1 Strategi Gaya pada Elemen Tarik

63


Catatan: gaya elemen tarik yang dibutuhkan pada kolom eksterior, dinding eksterior, dan

kolom sudut mungkin dapat disediakan oleh sebagian atau seluruh tulangan yang sama

dengan yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan elemen tarik keliling.

Gambar 3.2 Detailing Tulangan Baja untuk Potensi Kehilangan Kolom Penumpu


3.3.1.2 Strategi Kolom yang Gagal

Strategi kolom yang gagal (missing column) merupakan pengecekan yang dilakukan tanpa

mempertimbangkan beban-beban lainnya. Pendekatan ini berdasarkan konsep bahwa

gagalnya sebuah kolom, pada kasus akibat Benturan puing-puing yang terbawa air, tidak

boleh mengakibatkan keruntuhan progresif pada komponen struktural di sekitarnya.

Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 3.3, strategi ini membutuhkan evaluasi pada

komponen struktur di sekitar kolom untuk melanjutkan penahanan pada beban gravitasi

yang diantisipasi dalam rangkaian skenario gagalnya kolom. Beban hidup pada bangunan

direduksi untuk mensimulasikan beban-beban yang bekerja pada saat kolom rusak. Pada

kasus struktur evakuasi vertikal, beban hidup harus sepenuhnya dipertimbangkan pada area

perlindungan, namun beban hidup tereduksi dapat dipertimbangkan pada bagian lain

gedung.

Pendekatan dengan strategi kolom yang gagal (missing column) mengaplikasikan konsep

desain plastis dalam mengevaluasi kemampuan komponen struktural sekitar untuk

melanjutkan menahan beban gravitasi, sehingga kerusakan pada komponen-komponen ini

diijinkan sebagai hasil dari skenario kolom yang gagal. Seperti yang diketahui sebelumnya

bahwa puing-puing yang terbawa air cenderung menumbuk kolom eksterior atau sudut,

skenario gagalnya kolom harus mempertimbangkan potensi kegagalan pada setiap kolom

eksterior. Kegagalan kolom interior tidak perlu dipertimbangkan.

64


Gambar 3.3 Strategi Kolom yang Runtuh (Missing Column)


3.3.2 Persyaratan Detailing Elemen Struktur Tahan Gempa

Seperti yang dijelaskan pada Sub Bab 2.3.2 Beban Gempa, struktur bangunan tahan gempa

seperti bangunan TES Tsunami ini pada umumnya didesain terhadap gaya gempa yang lebih

rendah daripada gaya gempa rencana. Hal ini dimungkinkan karena struktur didesain untuk

mengalami kerusakan atau berperilaku inelastik, melalui pembentukan sendi-sendi plastis

(plastifikasi) pada elemen-elemen strukturnya, pada saat menahan beban gempa rencana.

Perilaku inelastik atau plastis tersebut pada dasarnya memberikan mekanisme disipasi

energi pada struktur. Namun, walaupun struktur bangunan berperilaku inelastik, struktur

bangunan tidak boleh mengalami keruntuhan pada saat menerima beban gempa rencana

atau bahkan beban gempa yang lebih besar. Untuk dapat menjamin hal tersebut, perilaku

inelastik struktur harus direncanakan dengan baik sehingga dapat menghasilkan perilaku

struktur yang daktil, yaitu dengan cara memberikan detailing yang sesuai dengan peraturan

yang berlaku.Khusus untuk struktur bangunan TES tsunami ini, diharapkan struktur tetap

operasional selama maupun setelah terjadi gempa karena akan digunakan untuk evakuasi

pada saat terjadi tsunami. Oleh karena itu, faktor keutamaan untuk bangunan TES tsunami

diambil sebesar Ie = 1,5 seperti yang dijelaskan pada Sub Bab 2.3.2 di atas.

65


Persyaratan ini detailing elemen struktur ini mengacu pada Tata Cara Perhitungan Struktur

Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03 2847-2002. Karena kategori risiko gempa yang

disyaratkan pada pedoman ini adalah kategori risiko IV, maka persyaratan detailing Struktur

Rangka Penahan Momen Khusus (SRPMK) harus dipenuhi. Berikut ini disajikan beberapa

gambar yang menunjukkan persyaratan detailing (Gambar 3.4 sampai Gambar 3.9)

Gambar 3.4 Contoh Detailing pada Hubungan Balok-Kolom

Mn,l–

Mn,l+ ≥ ½ Mn,l

–

0,025 bwd ≥ (As– atau As

+)

Minimal dua tulangan kontinyu

fc’ bwd

4fy≥

(Mn+ atau Mn

–) di setiap penampang ≥ ¼ (Mn maksimum

di masing-masing join)

1,4 bwd

fy

Mn,r–

Mn,r+≥½ Mn,r

–

Gambar 3.5 Persyaratan Tulangan Lentur

Sumber: SNI-03-2847-2002 (Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung)

66


≥ 2h

Hoops

Spasi ≤ d/4 atau 10 cm.

Sambungan lewatan

jika terpaksa harus ada, pasang di

luar lokasi yang berpotensi

terbentuk sendi plastis

h

Gambar 3.6 Persyaratan Sambungan Lewatan


h

2h

< 2,5 in.

(5 cm)

s ≤ d/2

Sengkang dengan kait

gempa

d/4,

s 8db tul. longitudinal,

24 db tul. sengkang,

12 in. (30 cm)

≤

Gambar 3.7 Persyaratan Tulangan Transversal


67


≤ 3 in. = 7,5 cm

≥ 1 in. = 2,5 cm

atau

1,3 × ukuran

maksimum

agregat

s

s

h2

h1

0,12fc’

fyh

0,45Ag

Ac

– 1fc’

fyh

rs ≥

Dc

ds

D

s

Gambar 3.8 Persyaratan Kekangan untuk Sengkang Spiral


lo

s/2

h1

h2

· h1/4

· h2/4

· 6db

· sx

s* ≤

6db

6 in. = 15 cms** ≤

· Lebih besar dari h1

atau h2

· 1/6 bentang bersih

· 18 in. = 45 cm

15 cm ≥ sx = 10 + ≥ 10 cm35 – hx

3

Ash ≥

0,3 shc

Ag

Ach

– 1fc’

fyh

0,09 shc

fc’

fyh

(a)

Sengkang tertutup

persegi

hc

Ash

(b)Tulangan pengekang

Gambar 3.9 Persyaratan Kekangan untuk Sengkang Tertutup Persegi


68


3.4 Diagram Alir Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami

Dari paparan diatas, dibentuk sebuah diagram alir untuk memudahkan pemahaman dalam

perancangan bangunan TES Tsunami pada Gambar 3.10 dan Gambar 3.11 sebagai berikut:

Gambar 3.10 Diagram Alir PerancanganBangunan TES Tsunami

Gambar 3.11 Diagram Alir Perhitungan Pembebanan Tsunami pada Komponen Struktur

Desain Arsitek Bangunan TES Tsunami

Perencanaan Awal Geometri Komponen Struktur

Analisis Struktur

Beban Mati Beban Hidup Beban Gempa Beban Angin Beban Tsunami

Perencanaan Komponen Struktur beserta Detailing

Pengecekan Hasil Perencanaan terhadap Kriteria Perencanaan

Hasil Perencanaan Komponen Struktur Bangunan TES Tsunami

Tidak Memenuhi

Memenuhi

Parameter yang dibutuhkan:

· Elevasi maksimum genangan tsunami (R*)

· Jarak gedung dari garis pantai

· Kemiringan pantai (α)

· Karakteristik benda penumbuk (massa dan kekakuan)

· Gaya Hidrodinamik (Fd)

· Gaya Tumbuk (Fi)

Gaya ke atas:

· Gaya Apung (Fb)

· Gaya Angkat

Hidrodinamik (Fu)

Gaya Impulsif (Fs)Efek Puing-puing yang

Terbendung (Fdm)Gaya Hidrostatis (Fh)

Penambahan Beban

Gravitasi (Fr)

Menentukan kemungkinan beban-beban yang diperhitungkan dan kombinasinya dalam perencanaan komponen (lihat

Subbab 2.4)

Menentukan kemungkinan beban-beban yang diperhitungkan dan kombinasinya dalam perencanaan komponen (lihat

Subbab 2.4.1.2)

Dipertimbangkan pada perencanaan balok, kolom, dan dinding

Dipertimbangkan pada perencanaan pelat dan portal

69


3.5 Perancangan Awal Geometri Komponen Struktur

Tahap yang dilakukan setelah mendapatkan denah bangunan TES Tsunami yang akan

dibangun adalah melakukan perancangan awal geometri komponen struktur. Komponen

struktur terdiri dari pelat, kolom, dan balok. Acuan yang dapat digunakan dalam

perancangan awal antara lain SNI Beton, ACI 318, dan beberapa rumus yang sudah umum

digunakan.

3.5.1 Perancangan Awal Pelat

Perencanan komponen pelat dijelaskan pada SNI Beton. Pada SNI Beton dijelaskan bahwa

jenis pelat terdiri dari pelat satu arah dan pelat dua arah yang dibedakan berdasarkan

perbandingan panjang sisi terpendek dengan panjang sisi terpanjangnya. Pelat satu arah

merupakan pelat dengan perbandingan panjang sisi terpendek dan terpanjangnya tidak

lebih dari 0,5, sedangkan pelat dua arah lebih dari 0,5. Perbandingan panjang sisi pada

pelat mempengaruhi distribusi beban yang diterima pelat. Pada pelat satu arah beban hanya

didistribusikan ke salah satu arah, horizontal saja atau vertikal saja, sedangkan pelat dua

arah mengalami distribusi beban di kedua arah.

3.5.2 Perancangan Pelat Satu Arah

Penentuan tebal minimum pelat satu arah mengacu pada Tabel 8 SNI Beton yang diberikan

pada Tabel 3.2berikut:

Tabel 3.2 Penentuan Tebal Minimum Balok Non-Prategang atau Pelat Satu Arah Bila

Lendutan Tidak Dihitung

Tebal minimum, h

Komponen

struktur

Dua

tumpuan

sederhana

Satu ujung

menerus

Kedua ujung

menerus Kantilever

Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi atau

konstruksi lain yang mungkin akan rusak oleh lendutan yang besar

Pelat masif satu

arah

L /20 L /24 L /28 L /10

Balok atau pelat

rusuk satu arah

L /16 L /18,5 L /21 L /8

Catatan:

Nilai di atas berlaku untuk tulangan BJTD 40. Untuk fy selain 400 MPa, nilai harus dikalikan dengan

(0,4 + fy/700)

3.5.3 Pelat Dua Arah

Menurut SNI Beton, penentuan tebal pelat dua arah bergantung pada nilai α. Untuk

menentukan nilai α, digunakan persamaan 3.1 sampai 3.3.

70


................................................................................................ (3.1)

Penentuan tebal pelat untuk 0,2 ≤ α ≤ 2:

........................................................................................ (3.2)

Penentuan tebal pelat untuk α> 2:

.............................................................................................. (3.3)

dengan t merupakan tebal pelat minimum tanpa balok interior, Ecb merupakan modulus

elastisitas pelat beton, Ecsmerupakan modulus elastisitas balok beton, Ibmerupakan momen

inersia balok tak retak, Ismerupakan momen inersia pelat tak retak, Lnmerupakan bentang

bersih di arah bentang panjang (diukur dari muka ke muka kolom), dan merupakan

perbandingan jarak antar kolom terpanjang dengan jarak antar kolom terpendek.

3.5.4 Perancangan Awal Balok

Penentuan tinggi balok dapat mengacu pada tabel yang digunakan pada penentuan pelat

satu arah. Namun persamaan yang umum digunakan dalam penentuan geometri balok

adalah seperti yang diberikan pada persamaan 3.4 dan 3.5. Nilai ini akan memberikan hasil

yang lebih konservatif karena pertimbangan untuk perancangan pada lokasi dengan beban

gempa yang cukup tinggi seperti lokasi dimana bangunan TES Tsunami akan dibangun.

............................................................................................................. (3.4)

.............................................................................................................. (3.5)

dengan h merupakan tinggi balok, Ln merupakan bentang bersih balok, dan b merupakan

lebar balok.

3.5.5 Perancangan Awal Kolom

Penentuan dimensi awal kolom dilakukan dengan menggunakan rumus yang diberikan pada

persamaan 3.6berikut:

................................................................................................. (3.6)

dimana Ag merupakan luas penampang kolom (mm), Pu merupakan beban terfaktor yang

dipikul kolom , dan fc’ merupakan kekuatan mutu beton

(MPa).

72

Pedoman Pelaksanaan

BAB 4

PEDOMAN PELAKSANAAN

4.1 Maksud dan Tujuan

Pedoman pelaksanaan perancangan struktur bangunan TES Tsunami dimaksudkan untuk

memberikan pedoman dalam perancangan struktur bangunan TES Tsunami sebagai tempat

evakuasi korban bencana tsunami di daerah pantai yang rawan gempa.

Pedoman pelaksanaan ini bertujuan untuk terwujudnya bangunan TES Tsunami yang

didirikan dengan memenuhi persyaratan administratif dan persyaratan teknis bangunan

gedung sesuai dengan fungsinya, guna mewujudkan bangunan gedung yang fungsional,

sesuai dengan tata bangunan yang serasi dan selaras dengan lingkungannya, yang

diselenggarakan secara tertib untuk menjamin keandalan teknis bangunan gedung, serta

terwujudnya kepastian hukum dalam penyelenggaraan bangunan gedung.

Dokumen pedoman pelaksanaan ini terdiri dari: (1) perijinan (permit), (2) jaminan kualitas

(quality assurance), dan (3) peer review. Di dalam bab ini akan dibahas point (1) dan point

(2), sedangkan point (3) akan dibahas tersendiri pada Bab 5 dan Bab 6 karena pada point

(3) tersebut terdiri dari review DED (detail engineering desain) bangunan TES Tsunami dan

review bangunan eksisting yang akan difungsikan sebagai struktur bangunan TES Tsunami.

4.2 Perizinan (Permit)

Perizinan adalah proses permohonan dan pengajuan izin baik berupa izin mendirikan

bangunan gedung dan/atau penggunaan fasilitas umum, sumber alam yang ada disekitar

lokasi pekerjaan yang dilakukan secara resmi oleh kontraktor atau Direksi Teknik, berkaitan

dengan pemanfaatannya untuk mendukung kelancaran penyelesaian pekerjaan.

Sama halnya dengan bangunan gedung, sebelum pembangunan TES Tsunami dimulai,maka

semua izinharus sudah diperoleh. Beberapa bidang yang memerlukan perizinan khusus

terdiri dari beberapa hal sebagai berikut:

a) izin mendirikan bangunan gedung;

b) izin penggunaan air dari sumber air dan atau pembuatan boring air tanah;

c) izin pembongkaran bangunan yang lebih lanjut akan diikuti dengan perbaikan

kembali;

d) izin pengambilan sumber material seperti tanah, pasir, kerikil, dan batu yang

ditujukan secara resmi kepada pemerintah daerah setempat;

e) izin pelaksanaan mobilisasi peralatan, terutama alat berat;

f) izin dan pemberitahuan tentang pelaksanaan pekerjaan kepada aparat pemerintah

daerah setempat;

73

Pedoman Pelaksanaan

g) izin dan pemberitahuan kepada aparat keamanan berkaitan dengan permohonan

bantuan pengamanan disekitar lokasi pekerjaan.

Setiap provinsi atau daerah mempunyai persyaratan tersendiri dalam pemberian izin.

Biasanya persyaratan tersebut dituangkan dalam Perda (Peraturan Daerah), baik yang

dikeluarkan oleh Gubernur untuk daerah tingkat I atau oleh Bupati/Walikota untuk daerah

tingkat II. Selain itu, izin tersebut juga dikeluarkan oleh beberapa instansi daerah yang

berbeda, sehingga perlu dilakukan pembahasan dengan para pejabat terkait. Khusus untuk

izin mendirikan bangunan gedung, secara umum diatur dalam Peraturan Menteri Pekerjaan

Umum No. 24 Tahun 2007 tentang Pedoman Teknis Izin Mendirikan Bangunan Gedung.

Perizinan dalam penyediaan TES Tsunami memerlukan kerjasama dan dukungan dari

pemerintah. Bentuk kerjasama dan dukungan tersebut dapat berupa:

a) regulasi peningkatan fungsi bangunan swasta dan fasilitas umum sebagai TES

Tsunami dan sosialisasi ke masyarakat tentang fungsi bangunan tersebut sebagai

TES Tsunami;

b) dukungan pemerintah dalam melakukan evaluasi kekuatan struktur bangunan

guna memastikan bahwa bangunan tersebut aman untuk digunakan sebagai TES

Tsunami;

c) penyediaan TES Tsunami yang diintegrasikan dengan fungsi fasilitas sosial dan

umum seperti bangunan tempat peribadatan;

d) komitmen pemerintah daerah dalam penyediaan lahan TES Tsunami.

4.3 Pengendalian Mutu (Quality Control)

Seperti diketahui bahwa TES Tsunami digunakan sebagai penampungan sementara saat

dibutuhkan evakuasi vertikal akibat tsunami. Oleh karena itu, TES Tsunami harus memenuhi

persyaratan-persyaratan sebagai berikut:

a) Ketika terjadi tsunami dengan risiko rendah maka struktur harus tetap kokoh berdiri

dan tidak terjadi kerusakan struktural maupun non-struktural.

b) Ketika terjadi tsunami dengan risiko sedang maka sruktur harus tetap kokoh berdiri

tetapi boleh terjadi kerusakan non-struktural.

c) Ketika terjadi tsunami dengan risiko tinggi maka struktur harus tetap kokoh berdiri

tetapi boleh terjadi kerusakan non-struktural dan kerusakan struktural pada kolom

dan balok tetapi bangunan tidak roboh dan kerusakan struktural masih dapat

diperbaiki (retrofit) setelah tsunami berlalu atau dirubuhkan jika kerusakan struktural

yang terjadi dinilai cukup banyak.

Karena bangunan TES Tsunami harus tetap berfungsi dengan baik saat terjadi tsunami,

maka perlu adanya pengendalian mutu yang lebih ketat daripada bangunan biasa.

Pengendalian mutu yang dilakukan meliputi pengendalian mutu terhadap desain, material,

maupun pelaksanaan kontruksi.

74

Pedoman Pelaksanaan

4.3.1 Pengendalian Mutu Desain

Pengendalian mutu desain struktur bangunan TES Tsunami dimaksudkan untuk memastikan

bahwa struktur sudah didesain dengan mengikuti code dan standar yang berlaku. Salah satu

hal yang dapat dilakukan dalam pengendalian mutu desain adalah dengan melakukan

review terhadap DED bangunan TES Tsunami. Pembahasan tentang review tersebut akan

disajikan pada Bab 5.

Dalam perancangan struktur baik beton maupun baja harus dipenuhi syarat-syarat berikut:

a) analisis struktur harus dilakukan dengan cara-cara mekanika teknik yang baku;

b) analisis dengan komputer, harus memberitahukan prinsip cara kerja program dan harus

ditunjukan dengan jelas data masukan serta penjelasan data keluaran;

c) percobaan model diperbolehkan bila diperlukan untuk menunjang analisis teoritis;

d) analisis struktur harus dilakukan dengan model-model matematis yang mensimulasikan

keadaan struktur yang sesungguhnya dilihat dari segi sifat bahan dan kekakuan unsur-

unsurnya;

e) bila cara perhitungan menyimpang dari tata cara ini, maka harus mengikuti persyaratan

sebagai berikut:

(1) struktur yang dihasilkan dapat dibuktikan dengan perhitungan dan atau percobaan

yang cukup aman;

(2) tanggung jawab atas penyimpangan, dipikul oleh perancang dan pelaksana yang

bersangkutan;

(3) perhitungan dan atau percobaan tersebut diajukan kepada panitia yang ditunjuk oleh

pengawas bangunan, yang terdiri dari ahli-ahli yang diberi wewenang menentukan

segala keterangan dan cara-cara tersebut. Bila perlu, panitia dapat meminta

diadakan percobaan ulang, lanjutan atau tambahan. Laporan panitia yang berisi

syarat-syarat dan ketentuan-ketentuan penggunaan cara tersebut mempunyai

kekuatan yang sama dengan tata cara ini.

Secara umum, persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi oleh struktur bangunan TES

Tsunami sebagai berikut:

a) Persyaratan Struktur

(1) Struktur bangunan yang direncanakan secara umum harus memenuhi persyaratan

keamanan (safety) dan kelayanan (serviceability).

(2) Struktur bangunan harus direncanakan dan dilaksanakan sedemikian rupa, sehingga

pada kondisi pembebanan maksimum, keruntuhan yang terjadi menimbulkan kondisi

struktur yang masih dapat mengamankan penghuni, harta benda dan masih dapat

diperbaiki.

(3) Struktur bangunan harus direncanakan mampu memikul semua beban dan/atau

pengaruh luar yang mungkin bekerja selama kurun waktu umur layan struktur,

termasuk kombinasi pembebanan yang kritis (antara lain: meliputi beban gempa

yang mungkin terjadi sesuai zona gempanya), dan beban-beban lainnya yang secara

logis dapat terjadi pada struktur.

75

Pedoman Pelaksanaan

b) Pembebanan

(1) Analisis struktur harus dilakukan untuk memeriksa tanggap struktur terhadap beban-

beban yang mungkin bekerja selama umur layan struktur, termasuk beban tetap,

beban sementara (angin, gempa, tsunami) dan beban khusus.

(2) Penentuan mengenai jenis, intensitas dan cara bekerjanya beban harus sesuai

dengan standar teknis yang berlaku, seperti:

a. Tata Cara Perancangan Ketahanan Gempa untuk Rumah dan Gedung, SNI-1726.

b. Tata Cara Perancangan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung SNI-1727.

c. Struktur Atas

(1) Konstruksi Beton

Perancangan konstruksi beton harus memenuhi standar-standar teknis yang berlaku,

seperti:

a. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI-2847.

b. Tata Cara Perancangan Dinding Struktur Pasangan Blok Beton Berongga

Bertulang untuk Bangunan Rumah dan Gedung, SNI-3430.

c. Tata Cara Pelaksanaan Mendirikan Bangunan Gedung, SNI-1728.

d. Tata Cara Perancangan Beton dan Struktur Dinding Bertulang untuk Rumah dan

Gedung, SNI-1734.

e. Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, SNI-2834.

f. Tata Cara Pengadukan dan Pengecoran Beton, SNI-3976.

g. Tata Cara Rencana Pembuatan Campuran Beton Ringan dengan Agregat Ringan,

SNI-3449.

(2) Konstruksi Baja

Perancangan konstruksi baja harus memenuhi standar-standar yang berlaku, seperti:

a. Tata Cara Perancangan Bangunan Baja untuk Gedung, SNI-1729.

b. Tata cara/pedoman lain yang masih terkait dalam perancangan konstruksi baja.

c. Tata Cara Pembuatan atau Perakitan Konstruksi Baja.

d. Tata Cara Pemeliharaan Konstruksi Baja Selama Pelaksanaan Konstruksi.

(3) Konstruksi Kayu

Perancangan konstruksi kayu harus memenuhi standar-standar teknis yang berlaku,

seperti:

a. Tata Cara Perancangan Konstruksi Kayu untuk Bangunan Gedung.

b. Tata cara/pedoman lain yang masih terkait dalam perancangan konstruksi kayu.

c. Tata Cara Pembuatan dan Perakitan Konstruksi Kayu.

d. Tata Cara Pengecatan Kayu untuk Rumah dan Gedung, SNI-2407.

Penjelasan detail mengenai kriteria dan konsep perancangan struktur bangunan TES

Tsunami telah disajikan pada Bab 2 dan Bab 3.

76

Pedoman Pelaksanaan

4.3.2 Pengendalian Mutu Material dan Bahan Konstruksi

Pengendalian mutu material dan bahan konstruksi yang akan digunakan untuk bangunan

TES Tsunami dimaksudkan agar material dan bahan konstruksi yang digunakan memenuhi

persyaratan yang ditetapkan di dalam code dan standar yang berlaku.

Secara umum, persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi material dan bahan konstruksi

yang akan digunakanuntuk bangunan TES Tsunami sebagai berikut:

a) Persyaratan Bahan

(1) Bahan struktur yang digunakan harus sudah memenuhi semua persyaratan

keamanan, termasuk keselamatan terhadap lingkungan dan pengguna bangunan,

serta sesuai standar teknis (SNI) yang terkait.

(2) Dalam hal bilamana bahan struktur bangunan belum mempunyai SNI, maka bahan

strukur bangunan tersebut harus memenuhi ketentuan teknis yang sepadan dari

negara/produsen yang bersangkutan.

(3) Bahan yang dibuat atau dicampurkan di lapangan, harus diproses sesuai dengan

standar tata cara yang baku untuk keperluan yang dimaksud.

(4) Bahan bangunan prefabrikasi harus dirancang sehingga memiliki sistem hubungan

yang baik dan mampu mengembangkan kekuatan bahan-bahan yang dihubungkan,

serta mampu bertahan terhadap gaya angkat pada saat pemasangan/pelaksanaan.

b) Konstruksi dengan Bahan dan Teknologi Khusus

(1) Perancangan konstruksi dengan bahan dan teknologi khusus harus dilaksanakan oleh

ahli struktur yang terkait dalam bidang bahan dan teknologi khusus tersebut.

(2) Perancangan konstruksi dengan memperhatikan standar-standar teknis padanan

untuk spesifikasi teknis, tata cara, dan metoda uji bahan dan teknologi khusus.

c) Pengujian Bahan

(1) Pengawas lapangan berhak memerintahkan diadakan pengujian pada setiap bahan

yang digunakan pada pelaksanaan konstruksi untuk menentukan apakah bahan

tersebut mempunyai mutu sesuai dengan mutu yang telah ditetapkan.

(2) Pengujian bahan dilakukan sesuai dengan tata cara yang berlaku.

(3) Laporan lengkap pengujian bahan harus tersedia untuk pemeriksaan selama

pekerjaan berlangsung dan pada masa 2 tahun setelah selesainya pembangunan.

Berikut ini dijelaskan persyaratan material dan bahan yang umum digunakan dalam

konstruksi di Indonesia yang dijelaskan dalam SNI 03 2847-2002.

4.3.2.1 Semen (Pasal 5.2)

a) Semen harus memenuhi salah satu dari ketentuan berikut:

(1) SNI 15-2049-1994, Semen portland.

77

Pedoman Pelaksanaan

(2) “Spesifikasi semen blended hidrolis” (ASTM C 595 ), kecuali tipe S dan SA yang tidak

diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama struktur beton.

(3) "Spesifikasi semen hidrolis ekspansif" (ASTM C 845).

b) Semen yang digunakan pada pekerjaan konstruksi harus sesuai dengan semen yang

digunakan pada perancangan proporsi campuran. Lihat 7.2 (SNI 03 2847-2002).

4.3.2.2 Agregat (Pasal 5.3)

a) Agregat untuk beton harus memenuhi salah satu dari ketentuan berikut:

(1) “Spesifikasi agregat untuk beton” (ASTM C 33).

(2) SNI 03-2461-1991, Spesifikasi agregat ringan untuk beton struktur.

b) Ukuran maksimum nominal agregat kasar harus tidak melebihi:

(1) 1/5 jarak terkecil antara sisi-sisi cetakan, ataupun

(2) 1/3 ketebalan pelat lantai, ataupun

(3) 3/4 jarak bersih minimum antara tulangan-tulangan atau kawat-kawat, bundel

tulangan, atau tendon-tendon prategang atau selongsong-selongsong.

4.3.2.3 Air (Pasal 5.4)

a) Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan

merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik, atau bahan-bahan

lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.

b) Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di

dalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung dalam

agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan. Lihat

6.4(1) (SNI 03 2847-2002).

c) Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali ketentuan

berikut terpenuhi:

(1) Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang

menggunakan air dari sumber yang sama.

(2) Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari

adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-

kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang

dapat diminum. Perbandingan uji kekuatan tersebut harus dilakukan pada adukan

serupa, terkecuali pada air pencampur, yang dibuat dan diuji sesuai dengan

“Metode uji kuat tekan untuk mortar semen hidrolis (Menggunakan spesimen kubus

dengan ukuran sisi 50 mm)” (ASTM C 109).

4.3.2.4 Baja Tulangan (Pasal 5.5)

a) Baja tulangan yang digunakan harus tulangan ulir, kecuali baja polos diperkenankan

untuk tulangan spiral atau tendon. Tulangan yang terdiri dari profil baja struktural, pipa

baja, atau tabung baja dapat digunakan sesuai dengan persyaratan pada tata cara ini.

78

Pedoman Pelaksanaan

b) Pengelasan baja tulangan harus memenuhi “Persyaratan pengelasan struktural baja

tulangan” ANSI/AWS D1.4 dari American Welding Society. Jenis dan lokasi sambungan

las tumpuk dan persyaratan pengelasan lainnya harus ditunjukkan pada gambar rencana

atau spesifikasi.

c) Baja tulangan ulir (BJTD)

(1) Baja tulangan ulir harus memenuhi salah satu ketentuan berikut:

a. “Spesifikasi untuk batang baja billet ulir dan polos untuk penulangan beton”

(ASTM A 615M).

b. “Spesifikasi untuk batang baja axle ulir dan polos untuk penulangan beton”

(ASTM A 617M).

c. “Spesifikasi untuk baja ulir dan polos low-alloy untuk penulangan beton” (ASTM A

706M).

(2) Baja tulangan ulir dengan spesifikasi kuat leleh yf melebihi 400 MPa boleh

digunakan, selama yf adalah nilai tegangan pada regangan 0,35 %.

(3) Anyaman batang baja untuk penulangan beton harus memenuhi “Spesifikasi untuk

anyaman batang baja ulir yang difabrikasi untuk tulangan beton bertulang” (ASTM A

184M). Baja tulangan yang digunakan dalam anyaman harus memenuhi salah satu

persyaratan-persyaratan yang terdapat dalam 5.5(3(1)) (SNI-03-2847-2002).

(4) Kawat ulir untuk penulangan beton harus memenuhi “Spesifikasi untuk kawat baja

ulir untuk tulangan beton ”(ASTM A 496), kecuali bahwa kawat tidak boleh lebih kecil

dari ukuran D4 dan untuk kawat dengan spesifikasi kuat leleh yf melebihi 400 MPa,

maka yf harus diambil sama dengan nilai tegangan pada regangan 0,35% bilamana

kuat leleh yang disyaratkan dalam perancangan melampaui 400 MPa.

(5) Jaring kawat polos las untuk penulangan beton harus memenuhi “Spesifikasi untuk

jaring kawat baja polos untuk penulangan beton” (ASTM A 185), kecuali bahwa

untuk tulangan dengan spesifikasi kuat leleh melebihi 400 MPa, maka yf diambil

sama dengan nilai tegangan pada regangan 0,35 %, bilamana kuat leleh yang

disyaratkan dalam perancangan melampaui 400 MPa. Jarak antara titik-titik

persilangan yang dilas tidak boleh lebih dari 300 mm pada arah tegangan yang

ditinjau, kecuali untuk jaring kawat yang digunakan sebagai sengkang sesuai dengan

14.13(2) (SNI-03-2847-2002).

(6) Jaring kawat ulir las untuk penulangan beton harus memenuhi “Spesifikasi jaring

kawat las ulir untuk penulangan beton” (ASTM A 497M), kecuali bahwa untuk kawat

dengan spesifikasi kuat leleh yf melebihi 400 MPa, maka yf harus diambil sama

dengan nilai tegangan pada regangan 0,35 %, bilamana kuat leleh yang disyaratkan

dalam perancangan melampaui 400 MPa. Jarak antara titik-titik persilangan yang

dilas tidak boleh lebih dari 300 mm pada arah tegangan yang ditinjau, kecuali untuk

jaring kawat yang digunakan sebagai sengkang sesuai dengan 14.13(2) (SNI-03-

2847-2002).

(7) Baja tulangan yang digalvanis harus memenuhi “Spesifikasi baja tulangan berlapis

seng (galvanis) untuk penulangan beton" (ASTM A 767M). Baja tulangan berlapis

epoksi harus memenuhi persyaratan ”Spesifikasi untuk tulangan dengan pelapis

79

Pedoman Pelaksanaan

epoksi " (ASTM A 775M) atau dengan “Spesifikasi untuk lapisan epoksi pada baja

tulangan yang diprefabrikasi”, (ASTM A 934M).Tulangan berlapis epoksi atau

galvanis harus memenuhi salah satu dari spesifikasi yang terdapat pada 5.5(3(1))

(SNI-03-2847-2002).

(8) Kawat dan jaring kawat las yang dilapisi epoksi harus memenuhi “Spesifikasi untuk

kawat baja dan jaring kawat las berlapis epoksi untuk tulangan” (ASTM A 884M).

Kawat yang akan dilapisi epoksi harus memenuhi ketentuan 5.5(3(4)) dan jaring

kawat las yang akan dilapisi epoksi harus memenuhi ketentuan 5.5(3(5)) atau

5.5(3(6)) (SNI-03-2847-2002).

d) Baja tulangan polos

(1) Tulangan polos untuk tulangan spiral harus memenuhi persyaratan pada 5.5(3(1a)),

5.5(3(1b)), atau 5.5(3(1c)) (SNI-03-2847-2002).

(2) Kawat polos untuk tulangan spiral harus memenuhi "Spesifikasi untuk kawat

tulangan polos untuk penulangan beton” (ASTM A 82), kecuali bahwa untuk kawat

dengan spesifikasi kuat leleh yf yang melebihi 400 MPa, maka yf harus diambil

sama dengan nilai tegangan pada regangan 0,35%, bilamana kuat leleh yang

disyaratkan dalam perancangan melampaui 400 MPa.

e) Tendon prategang

(1) Tendon untuk tulangan prategang harus memenuhi salah satu dari spesifikasi

berikut:

a. Kawat yang memenuhi “Spesifikasi untuk baja stress-relieved tanpa lapisan untuk

beton prategang” (ASTM A 421).

b. Kawat dengan relaksasi rendah, yang memenuhi “Spesifikasi untuk kawat baja

stress-relieved tanpa lapisan untuk beton prategang” termasuk suplemen “Kawat

dengan relaksasi rendah” (ASTM A 421).

c. Strand yang sesuai dengan “Spesifikasi untuk strand baja, tujuh kawat tanpa

lapisan untuk beton prategang” (ASTM A 416M).

d. Tulangan yang sesuai “Spesifikasi untuk baja tulangan mutu tinggi tanpa lapisan

untuk beton prategang” (ASTM A 722).

(2) Kawat, strand, dan batang tulangan yang tidak secara khusus tercakup dalam ASTM

A 421, ASTM A 416M, atau ASTM A 722, diperkenankan untuk digunakan bila

tulangan-tulangan tersebut memenuhi persyaratan minimum dari spesifikasi tersebut

di atas dan tidak mempunyai sifat yang membuatnya kurang baik dibandingkan

dengan sifat-sifat seperti yang terdapat pada ASTM A 421, ASTM A 416, atau ASTM

A 722.

f) Baja profil, pipa, atau tabung baja

(1) Baja profil yang digunakan dengan tulangan beton pada komponen tekan komposit

yang memenuhi persyaratan 12.16(7) atau 12.16(8) (SNI-032847-2002) harus

memenuhi salah satu dari spesifikasi berikut:

a. “Spesifikasi untuk baja karbon struktural” (ASTM A 36M).

b. “Spesifikasi untuk baja struktural campuran rendah mutu tinggi” (ASTM A

242M).

c. “Spesifikasi untuk baja struktural mutu tinggi campuran columbium-vanadium”

(ASTM A 572M).

80

Pedoman Pelaksanaan

d. “Spesifikasi untuk baja struktural campuran rendah mutu tinggi dengan kuat

leleh minimum 345 MPa pada ketebalan 100 mm” (ASTM A 588M)

(2) Pipa atau tabung baja untuk komponen struktur komposit tekan yang terdiri dari inti

beton berselubung baja sesuai persyaratan 12.16(6) (SNI-032847-2002) harus

memenuhi persyaratan berikut:

a. Mutu B dari “Specification for pipe, steel, black and hot dipped, zinc-coated

welded and seamless” (ASTM A 53).

b. “Specification for cold-formed welded and seamless carbon steel struktural tubing

in rounds and shapes” (ASTM A 500).

c. “Specification for hot-formed welded and seamless carbon steel struktural tubing”

(ASTM A 501).

4.3.2.5 Bahan Tambahan (Pasal 5.6)

a) Bahan tambahan yang digunakan pada beton harus mendapat persetujuan terlebih

dahulu dari pengawas lapangan.

b) Untuk keseluruhan pekerjaan, bahan tambahan yang digunakan harus mampu secara

konsisten menghasilkan komposisi dan kinerja yang sama dengan yang dihasilkan oleh

produk yang digunakan dalam menentukan proporsi campuran beton sesuai dengan 7.2

(SNI-03-2847-2002).

c) Kalsium klorida atau bahan tambahan yang mengandung klorida tidak boleh digunakan

pada beton prategang, pada beton dengan aluminium tertanam, atau pada beton yang

dicor dengan menggunakan bekisting baja galvanis. Lihat 6.3(2) dan 6.4(1) (SNI-03-

2847-2002).

d) Bahan tambahan pembentuk gelembung udara harus memenuhi SNI 03-2496-1991,

Spesifikasi bahan tambahan pembentuk gelembung untuk beton.

e) Bahan tambahan pengurang air, penghambat reaksi hidrasi beton, pemercepat reaksi

hidrasi beton, gabungan pengurang air dan penghambat reaksi hidrasi beton dan

gabungan pengurang air dan pemercepat reaksi hidrasi beton harus memenuhi

“Spesifikasi bahan tambahan kimiawi untuk beton” (ASTM C 494) atau “Spesifikasi untuk

bahan tambahan kimiawi untuk menghasilkan beton dengan kelecakan yang tinggi "

(ASTM C 1017).

f) Abu terbang atau bahan pozzolan lainnya yang digunakan sebagai bahan tambahan

harus memenuhi “Spesifikasi untuk abu terbang dan pozzolan alami murni atau

terkalsinasi untuk digunakan sebagai bahan tambahan mineral pada beton semen

portland” (ASTM C 618).

g) Kerak tungku pijar yang diperhalus yang digunakan sebagai bahan tambahan harus

memenuhi “Spesifikasi untuk kerak tungku pijar yang diperhalus untuk digunakan pada

beton dan mortar” (ASTM C 989).

h) Bahan tambahan yang digunakan pada beton yang mengandung semen ekpansif (ASTM

C 845) harus cocok dengan semen yang digunakan tersebut dan menghasilkan pengaruh

yang tidak merugikan.

81

Pedoman Pelaksanaan

i) Silica fume yang digunakan sebagai bahan tambahan harus sesuai dengan “Spesifikasi

untuk silica fume untuk digunakan pada beton dan mortar semen-hidrolis” (ASTM C

1240).

4.3.2.6 Penyimpanan Bahan-bahan (Pasal 5.7)

a) Bahan semen dan agregat harus disimpan sedemikian rupa untuk mencegah kerusakan,

atau intrusi bahan yang mengganggu.

b) Setiap bahan yang telah terganggu atau terkontaminasi tidak boleh digunakan untuk

pembuatan beton.

4.3.3 Pengendalian Mutu Pelaksanaan Konstruksi

Pengendalian mutu pelaksanaan konstruksi bangunan TES Tsunami dimaksudkan agar

pelaksanaan konstruksi yang dilakukan memenuhi persyaratan yang ditetapkan di dalam

code dan standar yang berlaku serta Rencana Kerja dan Syarat-syarat (RKS) teknis yang

ada.

Pada dasarnya, pengendalian mutu pelaksanaan konstruksi akan dijelaskan pada RKS

pekerjaan. Selain itu, beberapa persyaratan pelaksanaan pekerjaan juga dijelaskan pada

code dan standar yang berlaku, salah satunya yaitu SNI-03-2847-2002.

Berikut ini beberapa persyarakatan penting terkait mutu pelaksanaan konstruksi yang

terdapat pada dokumen SNI 03 2847-2002, yaitu kualitas, pencampuran, dan pengecoran

beton.

4.3.3.1 Perancangan Proporsi Campuran Berdasarkan Pengalaman Lapangan

dan/atau Hasil Campuran Uji (Pasal 7.3)

a) Deviasi standar

(1) Nilai deviasi standar dapat diperoleh jika fasilitas produksi beton mempunyai catatan

hasil uji. Data hasil uji yang akan dijadikan sebagai data acuan untuk perhitungan

deviasi standar harus:

a. Mewakili jenis material, prosedur pengendalian mutu dan kondisi yang serupa

dengan yang diharapkan, dan perubahan-perubahan pada material ataupun

proporsi campuran dalam data pengujian tidak perlu dibuat lebih ketat dari yang

digunakan pada pekerjaan yang akan dilakukan.

b. Mewakili beton yang diperlukan untuk memenuhi kekuatan yang disyaratkan atau

kuat tekan f’cpada kisaran 7 MPa dari yang ditentukan untuk pekerjaan yang

akan dilakukan.

c. Terdiri dari sekurang-kurangnya 30 contoh pengujian berurutan atau dua

kelompok pengujian berurutan yang jumlahnya sekurang-kurangnya 30 contoh

pengujian seperti yang ditetapkan pada 7.6(2(4)) (SNI-03-2847-2002), kecuali

sebagaimana yang ditentukan pada 7.3(1(2)) (SNI-03-2847-2002).

82

Pedoman Pelaksanaan

(2) Jika fasilitas produksi beton tidak mempunyai catatan hasil uji yang memenuhi

7.3(1(1)) (SNI-03-2847-2002), tetapi mempunyai catatan uji dari pengujian

sebanyak 15 contoh sampai 29 contoh secara berurutan, maka deviasi standar

ditentukan sebagai hasil perkalian antara nilai deviasi standar yang dihitung dan

faktor modifikasi pada Tabel 4.1 (SNI-03-2847-2002). Agar dapat diterima, maka

catatan hasil pengujian yang digunakan harus memenuhi persyaratan (a) dan (b)

dari 7.3(1(1)) (SNI-03-2847-2002), dan hanya mewakili catatan tunggal dari

pengujian-pengujian yang berurutan dalam periode waktu tidak kurang dari 45 hari

kalender.

Tabel 4.1 Faktor Modifikasi untuk Deviasi Standar Jika Jumlah Pengujian Kurang dari 30

Contoh

Sumber: Tabel 4 SNI 03 2847-2002

b) Kuat rata-rata perlu

(1) Kuat tekan rata-rata perlu f’cryang digunakan sebagai dasar pemilihan

proporsicampuran beton harus diambil sebagai nilai terbesar dari persamaan 4.1

atau persamaan 4.2dengan nilai deviasi standar sesuai dengan 7.3(1(1)) atau

7.3(1(2)) (SNI-03-2847-2002).

f’cr = f’c + 1,34s ................................................................... (4.1)

atau

f’cr = f’c + 2,33 – 3,5 ............................................................ (4.2)

(2) Bila fasilitas produksi beton tidak mempunyai catatan hasil uji lapangan untuk

perhitungan deviasi standar yang memenuhi ketentuan pada 7.3(1(1)) atau 7.3(1(2))

(SNI-03-2847-2002), maka kuat rata-rata perlu f’cr harus ditetapkan berdasarkan

Tabel 5 (SNI-03-2847-2002) dan pencatatan data kuat rata-rata harus sesuai dengan

persyaratan pada 7.3(3) (SNI-03-2847-2002).

83

Pedoman Pelaksanaan

c) Pencatatan data kuat rata-rata

Catatan proporsi campuran beton yang diusulkan untuk menghasilkan kuat tekan rata-

rata yang sama atau lebih besar daripada kuat tekan rata-rata perlu (lihat 7.3(2)) (SNI-

03-2847-2002) harus terdiri dari satu catatan hasil uji lapangan, beberapa catatan hasil

uji kuat tekan, atau hasil uji campuran percobaan.

(1) Bila catatan uji dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa proporsi campuran beton

yang diusulkan akan menghasilkan nilai kuat rata-rata perlu f’cr (lihat 7.3(2)) (SNI-

03-2847-2002), maka catatan tersebut harus mewakili material dan kondisi yang

mirip dengan kondisi dimana campuran tersebut akan digunakan. Perubahan pada

material, kondisi, dan proporsi dari catatan tersebut tidak perlu dibuat lebih ketat

dari yang akan dihadapi pada pekerjaan yang akan dilakukan. Untuk tujuan

pencatatan potensial kuat rata-rata, catatan hasil uji yang kurang dari 30 contoh

tetapi tidak kurang dari 10 contoh pengujian secara berurutan dapat diterima selama

catatan pengujian tersebut mencakup periode waktu tidak kurang dari 45 hari.

Proporsi campuran beton yang diperlukan dapat ditentukan melalui interpolasi kuat

tekan dan proporsi dari dua atau lebih contoh uji yang masing-masing memenuhi

persyaratan pada butir ini. Nilai kuat tekan rata-rata jika data tidak tersedia dapat

menggunakan Tabel 4.2 berikut:

Tabel 4.2 Kuat Tekan Rata-Rata Perlu Jika Data Tidak Tersedia untuk Menetapkan Deviasi

Standar

Sumber: Tabel 5 SNI-03-2847-2002

(2) Jika tidak tersedia catatan hasil uji yang memenuhi kriteria, maka proporsi campuran

beton yang diperoleh dari campuran percobaan yang memenuhi batasan-batasan

berikut dapat digunakan:

a. Kombinasi bahan yang digunakan harus sama dengan yang digunakan pada

pekerjaan yang akan dilakukan.

b. Campuran percobaan yang memiliki proporsi campuran dan konsistensi yang

diperlukan untuk pekerjaan yang akan dilakukan harus dibuat menggunakan

sekurang-kurangnya tiga jenis rasio air-semen atau kandungan semen yang

berbeda-beda untuk menghasilkan suatu kisaran kuat tekan beton yang

mencakup kuat rata-rata perlu f’cr.

84

Pedoman Pelaksanaan

c. Campuran uji harus direncanakan untuk menghasilkan kelecakan dengan kisaran

±20 mm dari nilai maksimum yang diizinkan, dan untuk beton dengan bahan

tambahan penambah udara, kisaran kandungan udaranya dibatasi ±0,5% dari

kandungan udara maksimum yang diizinkan.

d. Untuk setiap rasio air-semen atau kadar semen, sekurang-kurangnya harus

dibuat tiga buah contoh silinder uji untuk masing-masing umur uji dan dirawat

sesuai dengan SNI 03-2492-1991, Metode pembuatan dan perawatan benda uji

beton di laboratorium. Silinder harus diuji pada umur 28 hari atau pada umur uji

yang ditetapkan untuk penentuan f’c.

e. Dari hasil uji contoh silinder tersebut harus diplot kurva yang memperlihatkan

hubungan antara rasio air-semen atau kadar semen terhadap kuat tekan pada

umur uji yang ditetapkan.

f. Rasio air-semen maksimum atau kadar semen minimum untuk beton yang akan

digunakan pada pekerjaan yang akan dilakukan harus seperti yang diperlihatkan

pada kurva untuk menghasilkan kuat rata-rata yang disyaratkan oleh 7.3(2) (SNI-

03-2847-2002), kecuali bila rasio air-semen yang lebih rendah atau kuat tekan

yang lebih tinggi disyaratkan oleh pasal 6 (SNI-03-2847-2002). Gambar 1 (SNI-

03-2847-2002) memperlihatkan diagram alir untuk perancangan proporsi

campuran.

4.3.3.2 Perancangan Campuran Tanpa Berdasarkan Data Lapangan atau

Campuran Percobaan (Pasal 7.4)

a) Jika data yang disyaratkan pada 7.3 (SNI-03-2847-2002) tidak tersedia, maka proporsi

campuran beton harus ditentukan berdasarkan percobaan atau informasi lainnya,

bilamana hal tersebut disetujui oleh pengawas lapangan. Kuat tekan rata-rata perlu, f’cr,

beton yang dihasilkan dengan bahan yang mirip dengan yang akan digunakan harus

sekurang-kurangnya 8,5 MPa lebih besar daripada kuat tekan f’c yang disyaratkan.

Alternatif ini tidak boleh digunakan untuk beton dengan kuat tekan yang disyaratkan

lebih besar dari 28 MPa.

b) Campuran beton yang dirancang menurut butir ini harus memenuhi persyaratan

keawetan pada pasal 6 (SNI-03-2847-2002) dan kriteria pengujian kuat tekan pada 7.6

(SNI-03-2847-2002).

4.3.3.3 Reduksi Kuat Rata-rata (Pasal 7.5)

Dengan tersedianya data selama pelaksanaan konstruksi, maka diizinkan untuk mereduksi

besar nilai selisih antara f’crterhadap f’cyang disyaratkan, selama:

a) tersedia 30 contoh atau lebih data hasil uji, dan hasil uji rata-rata melebihi ketentuan

yang disyaratkan oleh 7.3(2(1)) (SNI-03-2847-2002) yang dihitung menggunakan

deviasi standar sesuai dengan 7.3(1(1)) (SNI-03-2847-2002), atau

85

Pedoman Pelaksanaan

b) tersedia 15 contoh hingga 29 contoh data hasil uji, dan hasil uji rata-rata melebihi

ketentuan yang disyaratkan oleh 7.3(2(1)) (SNI-03-2847-2002) yang dihitung

menggunakan deviasi standar sesuai dengan 7.3(1(2)) (SNI-03-2847-2002), dan

c) persyaratan khusus mengenai pengaruh lingkungan pada pasal 6 (SNI-03-2847-2002)

dipenuhi.

Proses perancangan proporsi campuran diberikan pada diagram alir pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Diagram Alir untuk Perancangan Proporsi Campuran (Sumber: Gambar 1 SNI-

03-2847-2002)

86

Pedoman Pelaksanaan

4.3.3.4 Evaluasi dan Penerimaan Beton (Pasal 7.6)

a) Beton harus diuji dengan ketentuan 7.6(2) hingga 7.6(5) (SNI-03-2847-2002). Teknisi

pengujian lapangan yang memenuhi kualifikasi harus melakukan pengujian beton segar

di lokasi konstruksi, menyiapkan contoh-contoh uji silinder yang diperlukan dan

mencatat suhu beton segar pada saat menyiapkan contoh uji untuk pengujian kuat

tekan. Teknisi laboratorium yang mempunyai kualifikasi harus melakukan semua

pengujian-pengujian laboratorium yang disyaratkan.

b) Frekuensi pengujian

(1) Pengujian kekuatan masing-masing mutu beton yang dicor setiap harinya haruslah

dari satu contoh uji per hari, atau tidak kurang dari satu contoh uji untuk setiap 120

m3 beton, atau tidak kurang dari satu contoh uji untuk setiap 500 m2 luasan

permukaan lantai atau dinding.

(2) Pada suatu pekerjaan pengecoran, jika volume total adalah sedemikian hingga

frekuensi pengujian yang disyaratkan oleh 7.6(2(1)) (SNI-03-2847-2002) hanya akan

menghasilkan jumlah uji kekuatan beton kurang dari 5 untuk suatu mutu beton,

maka contoh uji harus diambil dari paling sedikit 5 adukan yang dipilih secara acak

atau dari masing-masing adukan bilamana jumlah adukan yang digunakan adalah

kurang dari lima.

(3) Jika volume total dari suatu mutu beton yang digunakan kurang dari 40 m3, maka

pengujian kuat tekan tidak perlu dilakukan bila bukti terpenuhinya kuat tekan

diserahkan dan disetujui oleh pengawas lapangan.

(4) Suatu uji kuat tekan harus merupakan nilai kuat tekan rata-rata dari dua contoh uji

silinder yang berasal dari adukan beton yang sama dan diuji pada umur beton 28

hari atau pada umur uji yang ditetapkan untuk penentuan f’c.

c) Benda uji yang dirawat di laboratorium

(1) Contoh untuk uji kuat tekan harus diambil menurut SNI 03-2458-1991, Metode

pengujian dan pengambilan contoh untuk campuran beton segar.

(2) Benda uji silinder yang digunakan untuk uji kuat tekan harus dibentuk dan dirawat di

laboratorium menurut SNI 03-4810-1998, Metode pembuatan dan perawatan benda

uji dilapangan dan diuji menurut SNI 03-1974-1990, Metode pengujian kuat tekan

beton.

(3) Kuat tekan suatu mutu beton dapat dikategorikan memenuhi syarat jika dua hal

berikut dipenuhi:

a. Setiap nilai rata-rata dari tiga uji kuat tekan yang berurutan mempunyai nilai

yang sama atau lebih besar dari f’c.

b. Tidak ada nilai uji kuat tekan yang dihitung sebagai nilai rata-rata dari dua hasil

uji contoh silinder mempunyai nilai di bawah f’c melebihi dari 3,5 MPa.

(4) Jika salah satu dari persyaratan pada 7.6(3(3)) (SNI-03-2847-2002) tidak terpenuhi,

maka harus diambil langkah-langkah untuk meningkatkan hasil uji kuat tekan rata-

rata pada pengecoran beton berikutnya. Persyaratan pada 7.6(5) (SNI-03-2847-

2002) harus diperhatikan jika ketentuan 7.6(3(3b)) (SNI-03-2847-2002) tidak

terpenuhi.

87

Pedoman Pelaksanaan

d) Perawatan benda uji di lapangan

(1) Jika diminta oleh pengawas lapangan, maka hasil uji kuat tekan benda uji silinder

yang dirawat di lapangan harus disiapkan.

(2) Perawatan benda uji di lapangan harus mengikuti SNI 03-4810-1998, Metode

pembuatan dan perawatan benda uji di lapangan.

(3) Benda-benda uji silinder yang dirawat di lapangan harus dicor pada waktu yang

bersamaan dan diambil dari contoh adukan beton yang sama dengan yang

digunakan untuk uji di laboratorium.

(4) Prosedur untuk perlindungan dan perawatan beton harus diperketat jika kuat tekan

beton yang dirawat di lapangan menghasilkan nilai f’cyang kurang dari 85% kuat

tekan beton pembanding yang dirawat di laboratorium. Batasan 85% tersebut tidak

berlaku jika kuat tekan beton yang dirawat di lapangan menghasilkan nilai yang

melebihi f’c sebesar minimal 3,5 MPa.

e) Penyelidikan untuk hasil uji kuat tekan beton yang rendah

(1) Jika suatu uji kuat tekan [lihat 7.6(2(4))] (SNI-03-2847-2002) benda uji silinder yang

dirawat di laboratorium menghasilkan nilai di bawah f’c sebesar minimal 3,5 MPa

[lihat 7.6(3(3b))] (SNI-03-2847-2002) atau bila uji kuat tekan benda uji yang dirawat

di lapangan menunjukkan kurangnya perlindungan dan perawatan pada benda uji

[lihat 7.6(4(4))] (SNI-03-2847-2002), maka harus dilakukan analisis untuk menjamin

bahwa tahanan struktur dalam memikul beban masih dalam batas yang aman.

(2) Jika kepastian nilai kuat tekan beton yang rendah telah diketahui dan hasil

perhitungan menunjukkan bahwa tahanan struktur dalam memikul beban berkurang

secara signifikan, maka harus dilakukan uji contoh beton uji yang diambil dari daerah

yang dipermasalahkan sesuai SNI 03-2492-1991, Metode pengambilan benda uji

beton inti dan SNI 03-3403-1994, Metode pengujian kuat tekan beton inti. Pada uji

contoh beton inti tersebut harus diambil paling sedikit tiga benda uji untuk setiap uji

kuat tekan yang mempunyai nilai 3,5 MPa di bawah nilai persyaratan f’c.

(3) Bila beton pada struktur berada dalam kondisi kering selama masa layan, maka

benda uji beton inti harus dibuat kering udara (pada temperatur 15 °C hingga 25 °C,

kelembaban relatif kurang dari 60%) selama 7 hari sebelum pengujian, dan harus

diuji dalam kondisi kering. Bila beton pada struktur berada pada keadaan sangat

basah selama masa layan, maka beton inti harus direndam dalam air sekurang-

kurangnya 40 jam dan harus diuji dalam kondisi basah.

(4) Beton pada daerah yang diwakili oleh uji beton inti harus dianggap cukup secara

struktur jika kuat tekan rata-rata dari tiga beton inti adalah minimal sama dengan

85% f’c, dan tidak ada satupun beton inti yang kuat tekannya kurang dari 75% f’c.

Tambahan pengujian beton inti yang diambil dari lokasi yang memperlihatkan hasil

kekuatan beton inti yang tidak beraturan diperbolehkan.

(5) Bila kriteria 7.6(5(4)) (SNI-03-2847-2002) tidak dipenuhi dan bila tahanan struktur

masih meragukan, maka pengawas lapangan dapat meminta untuk dilakukan

pengujian lapangan tahanan struktur beton sesuai dengan pasal 22 (SNI-03-2847-

2002) untuk bagian-bagian struktur yang bermasalah tersebut, atau melakukan

langkah-langkah lainnya yang dianggap tepat.

88

Pedoman Pelaksanaan

4.3.3.5 Persiapan Peralatan dan Tempat Pengecoran (Pasal 7.7)

Persiapan sebelum pengecoran beton meliputi hal berikut:

a) Semua peralatan untuk pencampuran dan pengangkutan beton harus bersih.

b) Semua sampah atau kotoran harus dihilangkan dari cetakan yang akan diisi beton.

c) Cetakan harus dilapisi zat pelumas permukaan sehingga mudah dibongkar.

d) Bagian dinding bata pengisi yang akan bersentuhan dengan beton segar harus dalam

kondisi basah.

e) Tulangan harus benar-benar bersih dari lapisan yang mengganggu.

f) Sebelum beton dicor, air harus dibuang dari tempat pengecoran kecuali bila digunakan

tremie.

g) Semua kotoran dan bagian permukaan yang dapat lepas atau yang kualitasnya kurang

baik harus dibersihkan sebelum pengecoran lanjutan dilakukan pada permukaan beton

yang telah mengeras.

4.3.3.6 Pencampuran (Pasal 7.8)

a) Semua bahan beton harus diaduk secara seksama dan harus dituangkan seluruhnya

sebelum pencampur diisi kembali.

b) Beton siap pakai harus dicampur dan diantarkan sesuai persyaratan SNI 03-4433-1997,

Spesifikasi beton siap pakai atau ”Spesifikasi untuk beton yang dibuat melalui

penakaranvolume dan pencampuran menerus” (ASTM C 685).

c) Adukan beton yang dicampur di lapangan harus dibuat sebagai berikut:

(1) Pencampuran harus dilakukan dengan menggunakan jenis pencampur yang telah

disetujui.

(2) Mesin pencampur harus diputar dengan kecepatan yang disarankan oleh pabrik

pembuat.

(3) Pencampuran harus dilakukan secara terus menerus selama sekurang-kurangnya 1½

menit setelah semua bahan berada dalam wadah pencampur, kecuali bila dapat

diperlihatkan bahwa waktu yang lebih singkat dapat memenuhi persyaratan uji

keseragaman campuran SNI 03-4433-1997, Spesifikasi beton siap pakai.

(4) Pengolahan, penakaran, dan pencampuran bahan harus memenuhi aturan yang

berlaku pada SNI 03-4433-1997, Spesifikasi beton siap pakai.

(5) Catatan rinci harus disimpan dengan data-data yang meliputi:

a. jumlah adukan yang dihasilkan;

b. proporsi bahan yang digunakan;

c. perkiraan lokasi pengecoran pada struktur;

d. tanggal dan waktu pencampuran dan pengecoran.

4.3.3.7 Pengantaran (Pasal 7.9)

a) Beton harus diantarkan dari tempat pencampuran ke lokasi pengecoran dengan cara-

cara yang dapat mencegah terjadinya pemisahan (segregasi) atau hilangnya bahan.

89

Pedoman Pelaksanaan

b) Peralatan pengantar harus mampu mengantarkan beton ke tempat pengecoran tanpa

pemisahan bahan dan tanpa sela yang dapat mengakibatan hilangnya plastisitas

campuran.

4.3.3.8 Pengecoran (Pasal 7.10)

a) Beton harus dicor sedekat mungkin pada posisi akhirnya untuk menghindari terjadinya

segregasi akibat penanganan kembali atau segregasi akibat pengaliran.

b) Pengecoran beton harus dilakukan dengan kecepatan sedemikian hingga beton selama

pengecoran tersebut tetap dalam keadaan plastis dan dengan mudah dapat mengisi

ruang di antara tulangan.

c) Beton yang telah mengeras sebagian atau beton yang telah terkontaminasi oleh bahan

lain tidak boleh digunakan untuk pengecoran.

d) Beton yang ditambah air lagi atau beton yang telah dicampur ulang setelah pengikatan

awal tidak boleh digunakan, kecuali bila disetujui oleh pengawas lapangan.

e) Setelah dimulainya pengecoran, maka pengecoran tersebut harus dilakukan secara

menerus hingga mengisi secara penuh panel atau penampang sampai batasnya, atau

sambungan yang ditetapkan sebagaimana yang diizinkan atau dilarang oleh 8.4 (SNI-03-

2847-2002).

f) Permukaan atas cetakan vertikal secara umum harus datar.

g) Jika diperlukan siar pelaksanaan, maka sambungan harus dibuat sesuai 8.4 (SNI-03-

2847-2002).

h) Semua beton harus dipadatkan secara menyeluruh dengan menggunakan peralatan

yang sesuai selama pengecoran dan harus diupayakan mengisi sekeliling tulangan dan

seluruh celah dan masuk ke semua sudut cetakan.

4.3.3.9 Perawatan Beton (Pasal 7.11)

a) Beton (selain beton kuat awal tinggi) harus dirawat pada suhu di atas 10 °C dan dalam

kondisi lembab untuk sekurang-kurangnya selama 7 hari setelah pengecoran, kecuali

jika dirawat menurut 7.11(3) (SNI-03-2847-2002).

b) Beton kuat awal tinggi harus dirawat pada suhu di atas 10 °C dan dalam kondisi lembab

untuk sekurang-kurangnya selama 3 hari pertama kecuali jika dirawat menurut 7.11(3)

(SNI-03-2847-2002).

c) Perawatan dipercepat

(1) Perawatan dengan uap bertekanan tinggi, penguapan pada tekanan atmosfir, panas

dan lembab, atau proses lainnya yang dapat diterima, dapat dilakukan untuk

mempercepat peningkatan kekuatan dan mengurangi waktu perawatan.

(2) Percepatan waktu perawatan harus memberikan kuat tekan beton pada tahap

pembebanan yang ditinjau sekurang-kurangnya sama dengan kuat rencana perlu

pada tahap pembebanan tersebut.

(3) Proses perawatan harus sedemikian hingga beton yang dihasilkan mempunyai

tingkat keawetan paling tidak sama dengan yang dihasilkan oleh metode perawatan

pada 7.11(1) atau 7.11(2) (SNI-03-2847-2002).

90

Pedoman Pelaksanaan

d) Bila diperlukan oleh pengawas lapangan, maka dapat dilakukan penambahan uji kuat

tekan beton sesuai dengan 7.6(4) (SNI-03-2847-2002) untuk menjamin bahwa proses

perawatan yang dilakukan telah memenuhi persyaratan.

4.3.3.10 Persyaratan Cuaca Panas (Pasal 7.12)

Selama cuaca panas, perhatian harus lebih diberikan pada bahan dasar, cara produksi,

penanganan, pengecoran, perlindungan, dan perawatan untuk mencegah terjadinya

temperatur beton atau penguapan air yang berlebihan yang dapat memberi pengaruh

negatif pada mutu beton yang dihasilkan atau pada kemampuan layan komponen atau

struktur.

4.4 Pengujian Kualitas Hasil Pekerjaan

Pelaksana Pekerjaan harus membuat dan mengajukan usulan perihal cara pengujian hasil

pekerjaan untuk semua pekerjaan pokok. Cara yang diusulkan harus diambil dari/sesuai

dengan standar yang lazim digunakan di Indonesia. Dalam hal ini belum ada standar

Indonesia, sehingga dapat digunakan standar yang berlaku di negara-negara lain yang telah

dikenal secara internasional.

Dalam usulan tadi Pelaksana Pekerjaan harus menyertakan usulan nama/tempat

(laboratorium/instansi) pelaksana pengujian dimaksud dan semua biaya yang akan timbul

menjadi tanggung jawab Pelaksana Pekerjaan. Atas usulan Pelaksana Pekerjaan ini, Pemberi

Pekerjaan/Pengawas akan melakukan evaluasi dan memberikan persetujuannya.

92

Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami

BAB 5

PEDOMAN REVIEW DED


5.1 Umum

Pedoman ini dimaksudkan untuk memberikan pedoman review terhadap detail engineering

desain (DED) struktur bangunan TES Tsunami agar bangunan tersebut tetap berfungsi pada

saat tsunami terjadi. Tujuan dari pedoman ini adalah untuk memastikan bahwa desain

struktur bangunan TES Tsunami telah memenuhi code dan standar yang berlaku.

Bangunan TES Tsunami sangat penting terutama bagi daerah yang rawan terhadap bahaya

tsunami serta memiliki topografi yang rendah dan jauh dari daerah topografi tinggi (aman

dari bahaya tsunami). Terdapat beberapa persyaratan agar bangunan tersebut dapat

dijadikan bangunan TES Tsunami, yaitu:

a) bangunan tersebut tahan gempa bumi;

b) memiliki jumlah lantai yang cukup aman (lebih tinggi dari perkiraan tinggi tsunami);

c) dalam kondisi normal (tidak terjadi bencana tsunami), bangunan tersebut dapat

berfungsi sebagai bangunan umum, sehingga memenuhi aspek keberlanjutan

(sustainability).

Seperti disebutkan pada point (c) di atas, bangunan TES Tsunami diharapkan juga dapat

digunakan sehari-hari untuk kegiatan masyarakat. Bangunan ini terdiri dari 3 bagian, yaitu:

bagian dasar, bagian atas, dan atap bangunan. Bagian dasar bangunan sehari-harinya dapat

digunakan oleh masyarakat, misalnya sebagai tempat parkir kendaraan. Lahan parkir ini

terbuka sehingga memungkinkan air tsunami mengalir tanpa hambatan. Lantai atas adalah

bangunan berupa ruang serbaguna yang dapat digunakan untuk berbagai kegiatan. Atap

bangunan juga dapat digunakan sebagai tempat evakuasi yang dapat menampung orang.

Bagian atap ini juga memungkinkan bagi helicopter untuk memberikan bantuan.

Lokasi bangunan TES Tsunami letaknya harus di titik keramaian yang strategis dan mudah

dijangkau. Bangunan ini membutuhkan struktur yang kuat terhadap guncangan gempa bumi

dan kuat terhadap hempasan gelombang tsunami. Sebagai pusat komunitas, ada baikNya

dalam merencanakan dan merancang gedung melibatkan tokoh-tokoh masyarakat setempat

agar ruang yang disediakan dapat disesuaikan dengan kegiatan yang dibutuhkan. Partisipasi

masyarakat tersebut akan menumbuhkan rasa memiliki bagi masyarakat sehingga bangunan

TES Tsunami ini lebih dicintai dan lebih sesuai dengan kebutuhan.

93


5.2 Kriteria Bangunan TES Tsunami

Desain struktur bangunan yang akan dijadikan TES Tsunami paling tidak harus memenuhi

criteria berikut:

a) Tingkat Ketahanan Bangunan terhadap Gempa

Tingkat keamanan dan ketahanan terhadap gempa, dipastikan bahwa desain bangunan

TES Tsunami tahan terhadap beban gempa, dengan kata lain bangunan direncanakan

berdasarkan standar desain tahan gempa yang berlaku (minimum memenuhi

persyaratan SNI-03-1726-2002 dan peraturan setelahnya).

b) Tingkat Keamanan Bangunan terhadap Tsunami

Selain tahan terhadap beban gempa, bangunan TES Tsunami harus kuat menahan

hempasan gelombang tsunami, termasuk gaya apung, gaya hidrostatis, gaya

hidrodinamis, pengaruh pengikisan, pengaruh benturan, dan lain-lain. Seperti yang telah

dijelaskan pada Sub Bab 4.3, TES Tsunami harus memenuhi persyaratan-persyaratan

sebagai berikut terhadap hempasan gelombang tsunami:

(1) Ketika terjadi tsunami dengan risiko rendah maka struktur harus tetap kokoh berdiri

dan tidak terjadi kerusakan struktural maupun non-struktural.

(2) Ketika terjadi tsunami dengan risiko sedang maka sruktur harus tetap kokoh berdiri

tetapi boleh terjadi kerusakan non-struktural.

(3) Ketika terjadi tsunami dengan risiko tinggi maka struktur harus tetap kokoh berdiri

tetapi boleh terjadi kerusakan non-struktural dan kerusakan struktural pada kolom

dan balok tetapi bangunan tidak roboh dan kerusakan struktural masih dapat

diperbaiki (retrofit) setelah tsunami berlalu atau dirubuhkan jika kerusakan struktural

yang terjadi dinilai cukup banyak.

Berdasarkan perancangan bangunan pada umumnya, maka bangunan gedung bertingkat

tinggi dari beton bertulang biasanya dirancang berdasarkan standar pembebanan gempa

yang berlaku. Demikian pula berdasarkan pengalaman kejadian-kejadian tsunami

sebelumnya, pada umumnya bangunan beton bertingkat yang cukup solid tidak mengalami

keruntuhan dan tetap berdiri dengan kerusakan terjadi pada bagian-bagian non struktural

seperti dinding, pintu, jendela, dan fasilitas lain yang terkena langsung oleh gelombang

tsunami dan atau benda-benda yang terbawa hanyut bersama gelombang.

Pada dasarnya, semakin tinggi dan luas suatu bangunan, massanya akan semakin berat,

maka tingkat keamanan terhadap gelombang tsunami pun akan semakin tinggi. Untuk

memilih bangunan tempat evakuasi tsunami, dipilih area bangunan beton bertulang. Untuk

tinggi gelombang yang diperkirakan akan mencapai kurang dari 1 m, maka bangunan dua

tingkat memungkinkan untuk digunakan. Untuk tinggi gelombang 2 m, dapat digunakan

bangunan minimal 3 tingkat dan untuk tinggi gelombang 3 m, dapat digunakan bangunan

lebih dari 4 tingkat. Selain itu yang perlu dipertimbangkan pula yaitu arah dari gelombang

tsunami tersebut.

Pemilihan lokasi bangunan tempat evakuasi tsunami, diharapkan dapat memenuhi tingkat

ketahanan bangunan terhadap gempa dan tingkat keamanan terhadap tsunami

94


sebagaimana telah disebutkan di atas. Tetapi, walau telah memenuhi persyaratan seperti

yang telah diuraikan di atas, tetap tidak dapat menjamin keamanan secara pasti apabila

timbul gempa ataupun tsunami yang berkekuatan lebih besar dari yang telah diperkirakan,

terutama untuk tsunami, banyak hal yang tidak dapat diperkirakan sebelumnya, baik itu

disebabkan karena tekanan gelombang ataupun karena pengaruh benturan (beban debris).

Perlu diperhatikan pula mengenai kemungkinan akan tetap timbulnya kerusakan, walaupun

tsunami yang terjadi lebih kecil dari yang telah diperkirakan.

5.3 Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami

Seperti yang telah disebutkan di atas, bahwa struktur bangunan TES Tsunami harus kuat

terhadap guncangan gempa bumi dan kuat terhadap hempasan gelombang tsunami. Oleh

karena itu, kedua persyaratan tersebut menjadi hal utama dalam review DED struktur

bangunan TES Tsunami.

Dalam SNI-03-2847-2002 Pasal 23.2.1.3 disebutkan bahwa: “Untuk daerah dengan risiko

gempa menengah, harus digunakan sistem rangka pemikul momen khusus atau menengah,

atau sistem dinding struktural beton biasa atau khusus untuk memikul gaya-gaya yang

diakibatkan oleh gempa. Bila gaya geser dasar ditetapkan berdasarkan anggapan bahwa

sistem struktur beton bersifat khusus maka ketentuan pada Pasal 23 mengenai sistem

tersebut harus dipenuhi”. Selanjutnya pada Pasal 23.2.1.4 disebutkan: “Untuk daerah

dengan risiko gempa tinggi, harus digunakan sistem rangka pemikul momen khusus, atau

sistem dinding struktural beton khusus, dan diafragma serta rangka batang sesuai dengan

23.2 sampai dengan 23.8. Komponen struktur yang tidak direncanakan memikul gaya-gaya

yang diakibatkan oleh gempa harus direncanakan sesuai dengan 23.9.

Formulir yang dapat digunakan untuk melakukan review DED struktur bangunan TES

Tsunami diberikan pada Gambar 5.1 sampai Gambar 5.6.

95


Gambar 5.1 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (1)

96


\


97



98



99




101

Pedoman Review Bangunan Eksisting Yang Akan Difungsikansebagai Struktur Bangunan TES Tsunami

BAB 6

PEDOMAN REVIEW

BANGUNAN EKSISTING YANG AKAN DIFUNGSIKAN SEBAGAI


6.1 Umum

Bangunan umum seperti masjid, sekolah, rumah sakit, kantor, hotel juga dapat digunakan

sebagai bangunan TES Tsunami. Seperti Masjid Raya Banda Aceh yang berfungsi sebagai

tempat evakuasi saat terjadi tsunami Aceh tahun 2004. Atap-atap bangunan umum dapat

didesain menjadi atap datar untuk tempat evakuasi, yang dilengkapi oleh tangga terbuka

agar mudah dilihat dari luar dan ramp atau lift darurat untuk memungkinkan bagi semua

orang melakukan evakuasi termasuk orang yang cacat dengan kursi roda, balita, dan orang

tua.

Luas bangunan umum sangat bervariasi tergantung kebutuhan masyarakat yang akan

diwadahi dalam bangunan tersebut. Yang penting bangunan sudah kokoh dan tahan

terhadap kekuatan gempa bumi dan tahan terhadap hempasan gelombang tsunami.

Masyarakat juga tahu bahwa bangunan ini dapat digunakan sebagai bangunan TES Tsunami

dengan adanya simbol (signage) dari luar. Bila sudah ada bangunan umum yang dapat

digunakan sebagai bangunan TES Tsunami, maka tidak perlu lagi membangun TES Tsunami

didekatnya.

Oleh karena itu, perlu dilakukan pemeriksaan terhadap bangunan eksisting yang akan

difungsikan sebagai struktur bangunan TES Tsunami. Pedoman ini dimaksudkan untuk

memberikan pedoman review terhadap bangunan-bangunan eksisting yang berpotensi

difungsikan sebagai bangunan TES Tsunami.

Adapun tujuan pedoman ini sebagai berikut:

a) Melakukan pemeriksaan awal untuk mengetahui kondisi struktur bangunan yang

berpotensi sebagai bangunan TES Tsunami.

b) Menginventarisasi bangunan-bangunan yang ada di daerah bahaya tsunami yang

diperkirakan memungkinkan untuk dijadikan bangunan TES Tsunami.

c) Menyajikan data gambaran umum dan detail kondisi struktur bangunan untuk

memudahkan dan mempercepat proses penentuan bangunan yang dipilih sebagai

bangunan TES Tsunami.

102


6.2 Kriteria Bangunan Eksisting yang akan Difungsikan sebagai TES Tsunami

Kriteria yang harus dimiliki oleh bangunan eksisting yang akan difungsikan sebagai TES

Tsunami sama dengan bangunan TES Tsunami yang baru, yaitu bangunan tersebut harus

tahan terhadap beban gempa dan harus kuat menahan hempasan gelombang tsunami.

Agar pemilihan bangunan yang dapat difungsikan sebagai TES Tsunami lebih efektif, maka

ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi bangunan sebelum dilakukan review secara

detail, yaitu:

a) Bangunan yang diperiksa adalah bangunan dari struktur beton bertulang, cukup luas dan

memiliki ruang/area terbuka untuk evakuasi, secara fisik bangunan tampak kaku dan

solid, bertingkat tinggi minimal diatas 2 lantai (tergantung dari ketinggian gelombang

tsunami daerah yang ditinjau) dan posisi arah panjang bangunan tegak lurus dengan

garis pantai (arah datangnya tsunami).

b) Fungsi bangunan berupa hotel atau area perhotelan, gedung pertokoan (mall),

apartemen, gedung pemerintahan, gedung kampus, dan gedung lainnya yang pada

umumnya gedung tersebut merupakan engineering building, dengan kata lain bangunan

tersebut direncanakan terhadap persyaratan ketahanan gempa (minimum memenuhi

SNI 03-1726-2002 atau peraturan setelahnya).

c) Terkait point (c) di atas, bangunan yang dievaluasi merupakan bangunan yang dibangun

setelah tahun 2005, dengan pertimbangan bahwa dalam rentang waktu 2002-2005

merupakan waktu yang dibutuhkan untuk sosialisasi SNI 03-1726-2002 kepada

masyarakat.

d) Bangunan yang akan diperiksa paling tidak mempunyai data laporan

perancangan/perhitungan teknis struktur bangunan dan gambar as built bangunan.

6.3 Lingkup Review Bangunan Eksisting

Sebagai tahapan pertama sebelum dilakukannya review bangunan eksisting yang akan

difungsikan sebagai TES Tsunami, perlu dilakukan terlebih dahulu pengumpulan dan

evaluasi data-data sekunder yang meliputi data as built drawing, data pembebanan dan

kondisi eksisting, serta data studi terdahulu yang pernah ada. Selanjutnya, dilakukan

evaluasi lapangan yang mendalam mengenai kondisi aktual struktur yang meliputi observasi

visual terhadap berbagai kerusakan yang ada, pengukuran geometri dan penulangan

eksisting dan kualitas material beton, pengukuran elevasi dan kemiringan struktur bangunan

serta pengukuran detail terhadap kerusakan yang sudah terjadi (lebar retak, kedalaman

retak dll).

Tahap selanjutnya adalah melakukan analisis struktur eksisting (termasuk pondasi) dengan

menggunakan data tanah dan struktural yang diperoleh dari as built drawing dan juga

pengukuran lapangan. Analisis struktur ini bertujuan untuk mengetahui tingkat faktor

keamanan struktur eksisting, khususnya bila dibandingkan dengan persyaratan bangunan

gedung yang berlaku saat ini. Bilamana tingkat faktor keamanan struktur tidak memadai

maka akan direkomendasikan bentuk-bentuk perbaikan/perkuatan struktur yang sesuai,

103


serta perkiraan biaya yang diperlukan agar bangunan tersebut dapat difungsikan sebagai

bangunan TES Tsunami. Secara umum, lingkup review bangunan eksisting tersebut

disajikan pada Tabel 6.1 berikut:

Tabel 6.1 LingkupReview Bangunan Eksisting yang Akan Difungsikan sebagai TES Tsunami

Tahapan

Pekerjaan Tujuan

Metodologi, Kerja, dan

Pendekatan Teknis Keluaran/Laporan

Studi Awal - Untuk

mengumpulkan

sebanyak mungkin

data yang diperlukan

agar studi yang akan

dilakukan nantinya

dapat berjalan

dengan efisien

dengan

memanfaatkan

seoptimal mungkin

data yang tersedia

tersebut.

- Mengevaluasi dan

memahami data-data

yang diperoleh

1. Pengumpulan data

sekunder:

a. Data desain

terdahulu

- kriteria desain

- data beban

- data tanah

- gambar dan

perhitungan

- spesifikasi

b. Data pelaksanaan

- as built drawing

- catatan

perubahan dari

desain awal dan

spesifikasi

- data material

c. Data studi terdahulu

a. Kumpulan

dokumen

data/informasi

mengenai kondisi

tanah, geometri

struktur dan sifat

material

Survai/Peme

riksaan

Global

- Untuk memahami

kondisi eksisting

struktur

1. Pemeriksaan visual

dan pengambilan

dokumentasi

sehubungan dengan

kondisi struktur:

a. Pengamatan

geometri dan

kondisi kerusakan

struktur

b. Pengambilan foto

a. Dokumentasi

Pemeriksaan

Detail

- Untuk mendapatkan

kondisi detail

kerusakan dan data

tanah eksisting

1. Pengukuran kedalaman

dan lebar retak dengan

crack meter dan UPV

(Ultrasonic Pulse

Velocity)

2. Pengukuran elevasi dan

kemiringan struktur

gedung dengan

menggunakan

waterpass dan total

station

a. Geometri aktual

elemen struktur

b. Detail penulangan

c. Elevasi eksisting/

beda settlement

d. Data kemiringan

struktur

e. Detail kerusakan

f. Mutu beton

eksisting

104


Tahapan

Pekerjaan Tujuan

Metodologi, Kerja, dan

Pendekatan Teknis Keluaran/Laporan

3. Pengukuran geometri

dan penulangan elemen

struktur dengan

covermeter

4. Core drill

Analisis

Kondisi

Eksisting

Struktur

- Untuk menentukan

tingkat keamanan

struktur gedung

eksisting terhadap

kondisi pembebanan

eksisting

a. Analisis struktur

eksisting (termasuk

pondasi)

b. Kajian faktor keamanan

struktur

a. Kondisi eksisting

struktur

b. Faktor keamanan

struktur

c. Kapasitas

cadangan struktur

Rekomendas

i serta

Perkiraan

Biaya

Perbaikan/

Perkuatan

(bilamana

diperlukan)

- Untuk

merekomendasikan

bentuk perbaikan/

perkuatan yang

sesuai dan

mendapatkan

perkiraan biaya yang

diperlukan.

a. Analisis struktur

b. Analisis pondasi

a. Konsep

perbaikan/perkuat

an struktur,

termasuk sistem

pondasi

b. Perkiraan biaya

perbaikan/perkuat

an

6.4 Review Bangunan Eksisting yang akan Difungsikan sebagai TES Tsunami

Review bangunan eksisting ini mengacu pada FEMA 310: Handbook for the Seismic

Evaluation of Buildings atau ASCE 31-03: Seismic Evaluation of Existing Buildings. Proses

evaluasi bangunan eksisting terdiri dari 3 (tiga) tahap seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 6.1, yaitu: (1) Tahap Screening, (2) Tahap Evaluasi, dan (3) Tahap Evaluasi Rinci.

Tahap screening terdiri dari 3 set checklist (FEMA 310) yang memungkinkan evaluasi cepat

terhadap elemen struktural, nonstruktural, dan pondasi bangunan serta kondisi lokasi

bangunan. Evaluasi cepat ini dilakukan dengan mengacu pada ketentuan FEMA 310. Tujuan

tahap screening adalah mengindentifikasi secara cepat potensi kerusakan pada bangunan.

Selanjutnya adalah tahap evaluasi, dimana pada tahap ini dilakukan evaluasi yang lebih rinci

terhadap kondisi eksisting bangunan. Pada tahap ini, dilakukan pemodelan terhadap struktur

eksisting untuk melihat perilaku dinamik struktur terhadap semua pembebanan yang ada

termasuk pembebenan gempa, namun analisis yang dilakukan pada tahap evaluasi ini

dibatasi hanya untuk analisis linear (FEMA 310).

Berdasarkan tahap ini dapat disimpulkan apakah bangunan tersebut perlu dievaluasi lebih

detail atau tidak. Jika perlu, maka tahap evaluasi rinci dapat dilakukan. Pada tahap ini,

evaluasi dilakukan dengan prosedur analisis non-linear.

105


Laporan hasil review atau evaluasi bangunan eksisting ini setidakNya harus mencakup hal-

hal sebagai berikut:

a) ruang lingkup dan tujuan review atau evaluasi yang dilakukan;

b) lokasi dan data bangunan, yang terdiri dari: (1) gambaran umum bangunan (jumlah

lantai dan dimensi), (2) deskripsi sistem struktur bangunan (framing, sistem penahan

beban lateral, konstruksi diafragma lantai dan atap, basement, dan sistem pondasi),

(3) deskripsi elemen nonstruktural gedung (elemen nonstruktural yang dapat

berinteraksi dengan struktur dan mempengaruhi kinerja struktur terhadap gempa),

(4) jenis bangunan, (5) level kinerja struktur, (6) wilayah kegempaan, (7) tipe tanah,

(8) fungsi bangunan;

c) asumsi yang digunakan dalam analisis: properti material, kondisi tanah;

d) temuan: daftar kerusakan;

e) rekomendasi: skema mitigasi atau evaluasi lebih lanjut;

f) lampiran: referensi, perhitungan awal

Gambar 6.1 Skema Proses Evaluasi Bangunan Eksisting

107

Implementasi (Contoh Perancangan

1. CONTOH PERHITUNGAN BEBAN)

BAB 7

IMPLEMENTASI (CONTOH PERACANGAN)

Bab ini menyajikan contoh perhitungan bangunan TES Tsunami terhadap beban gempa

(periode ulang 2500 tahun), beban angin, serta beban tsunami itu sendiri. Denah serta

potongan melintang bangunan TES Tsunami yang akan direncanakan disajikan pada

Gambar 7.1 berikut:

Gambar 7.1 Tampak Atas dan Potongan Melintang Bangunan TES Tsunami

Sistem struktur yang digunakan adalah sistem struktur beton bertulang pemikul momen

khusus (SRPMK). Karasteristik lain dari bangunan tersebut adalah sebagai berikut:

fc’ = 30 MPa

fy = 400 MPa

E = 25742,96 MPa

ϒ beton = 2400 Kg/m3

L = 4,79 kN/m3

LREF = 4,79 kN/m3

SIDLPelat = 0,79 kN/m3

Beban Dinding (tinggi = 1 meter) = 3 kN/m (Lantai 1 dan lantai 3)

Beban Dinding (tinggi = 3,2 meter) = 9,6 kN/m (Lantai 2)

Beban dinding hanya diaplikasikan pada balok perimeter saja.

Dasar

6 m 6 m 6 m

3,2

m3 m

4 m

1

2

3

8 m

8 m

8 m

6 m 6 m 6 m

(b) Potongan A-A’

A-A’

(a) Denah bangunan

108


7.1 Perancangan Awal Ukuran Geometri Komponen Struktur

7.1.1 Perancangan Awal Kolom

Kolom yang digunakan merupakan kolom bundar dimana seluruh ukuran kolom pada

bangunan ini akan diseragamkan, dan perhitungan ukuran kolom hanya dilakukan pada

kolom interior saja untuk mendapatkan hasil yang konservatif dengan tributari beban

ditunjukkan dalam Gambar 7.2.

Gambar 7.2 Tributari Area Kolom Interior

Dengan menggunakan persamaan 3.6 serta mengasumsikan tebal pelat (t) sebesar 180

mm, tinggi balok (h) sebesar L/12 = 8000 mm/12 = 666,67 ≈ 700 mm, lebar balok (b)

sebesar ½ h = ½ (700 mm) = 350 mm, dan ukuran kolom dengan bentuk penampang

lingkaran adalah sebesar D = 0,4 meter, maka didapatkan besarnya Pupada kolom interior

lantai 1 adalah pada Tabel 7.1 sebagai berikut:

Tabel 7.1 Perhitungan Nilai Pu (kN)

Dengan menggunakan persamaan 3.6 didapatkan:

Kolom Balok Pelat

1 7.10 96.91 244.10 45.50 367.87 761.49

2 10.65 96.91 244.10 45.50 367.87 765.04

3 11.36 96.91 244.10 45.50 367.87 765.75

2292.27

SIDL

Terfaktor (kN)

LL Terfaktor

(kN)Total (kN)

Pu (kN)

LantaiDead Load Terfaktor (kN)

109


7.1.2 Perancangan Awal Balok

Ukuran balok dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 3.4 dan 3.5, dengan Ln

pada balok adalah sebesar:

7.1.3 Perancangan Awal Pelat

Dengan mengasumsikan nilai , maka untuk menentukan tebal dari pelat adalah

dengan menggunakan persamaan 3.3 adalah sebagai berikut:

Bila memperhitungkan nilai dengan tebal pelat sebesar 170 mm dan dengan

menggunakan persamaan 3.1 akan didapatkan nilai > 2, sehingga asumsi benar.

7.2 Pemodelan Bangunan TES Tsunami

Bangunan TES Tsunami kemudian akan dimodelkan dengan ukuran geometri serta denah

bangunan yang sudah dipaparkan di atas sehingga dihasilkan model bangunan sebagai yang

digambarkan pada Gambar 7.3. Karakteristik dinamik bangunan disajikan pada Tabel 7.2.

Gambar 7.3 Model 3D Bangunan TES Tsunami

110


Tabel 7.2 Karakteristik Dinamik Bangunan TES Tsunami

Setelah melakukan tahapan di atas, maka langkah selanjutnya adalah pengaplikasian beban

angin, beban gempa, serta beban tsunami pada struktur ataupun pada komponen struktur.

7.3 Perhitungan Beban Gempa

Perhitungan beban gempa (periode ulang 2500 tahun) dilakukan dengan mengikuti

langkah–langkah yang terdapat pada SNI Gempa (sudah dipaparkan pada bab 2). Langkah–

langkah perhitungan beban gempa dengan menggunakan analisis gaya lateral ekivalen

adalah sebagai berikut:

a. Analisis risiko bangunan

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa banguna TES Tsunami yang merupakan

tempat perlindungan darat masuk ke dalam kategori risiko bangunan IV dengan faktor

keutamaan gempa (Ie) sebesar 1,50.

b. Pembentukan response spektra wilayah

Pembentukan response spektra dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut:

1. Penentuan nilai percepatan batuan dasar pada periode pendek (Ss)

Penentuan nilai percepatan batuan dasar pada periode pendek (Ss) berdasarkan lokasi

bangunan TES Tsunami yaitu dalam kasus ini adalah di Kota Padang, Provinsi Sumatera

Barat. Dengan menggunakan peta gempa yang disajikan pada Gambar 2.1 sebelumnya

didapatkan nilai Ss pada wilayah ini adalah sebesar 1,31 g.

2. Penentuan nilai percepatan batuan dasar pada periode 1 detik (S1)

Penentuan nilai percepatan batuan dasar pada periode 1 detik (S1) berdasarkan lokasi

bangunan TES Tsunami itu sendiri. Dengan menggunakan peta gempa yang tersaji dalam

gambar 2.2 didapatkan nilai S1 tersebut adalah sebesar 0,59 g.

3. Penentuan klasifikasi kelas situs

Penentuan klasifikasi kelas situs dimana pada kasus ini kelas situs yang digunakan adalah

tanah lunak (SE).

Mode Period UX UY UZ

1 0.88064 0 -41.036 0

2 0.81442 41.3151 0 0

3 0.71759 0 0 0

4 0.24687 0 -14.386 0

5 0.23473 -13.703 0 0

6 0.20811 0 0 0

7 0.11155 0 5.89976 0

8 0.10976 -5.5682 0 0

9 0.09774 0 0 0

111


4. Penentuan koefisien situs (Fa dan Fv)

Koefisien Fa didapat dengan menggunakan Tabel 2.4. Berdasarkan tabel tersebut dimana

kelas situs tanah lunak (SE) dan nilai Ss ≥ 1,25 g didapatkan nilai Fa sebesar 0,9.

Sedangkan nilai Fv didapatkan dengan menggunakan tabel 2.5. dengan tipe kelas situs yang

sama dan nilai S1 ≥ 0,5 maka nilai Fvyang diperoleh sebesar 2,4.

5. Penentuan parameter response spektral maksimum

Parameter ini didapat dengan menggunakan persamaan 2.2 dan persamaan 2.3 sebagai

berikut:

6. Penentuan parameter response spektra desain

Penentuan parameter response spektra desain didapat dengan menggunakan persamaan

2.4 sampai dengan persamaan 2.7 sebagai berikut:

7. Penentuan response spektrum desain

Berdasarkan parameter–parameter yang telah didapatkan pada poin 6 makan dapat

dibentuk response spektra desain dengan berdasar pada Gambar 2.3 disajikan pada Gambar

7.4 sebagai berikut:

Gambar 7.4 Response Spektra Desain Wilayah Padang, Provinsi Sumatera Barat dengan

Tanah Lunak

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 10,000

Per

cep

atan

Res

pon

se S

pek

tra,

Sa

(g)

Periode, T (detik)

Response Spektra Wilayah Padang dengan Tanah Lunak

112


c. Kategori desain seismik

Kategori desain seismik dapat ditentukan menggunakan tabel 2.6 dan tabel 2.7 dan dipilih

kategori desain seismik yang paling tinggi. Berdasarkan tabel 2.6 dengan kategori risiko IV

dan nilai SDS ≥ 0,5 g maka kategori desain seismik yang didapatkan adalah KDS D.

Sedangkan berdasarkan tabel 2.7 dengan kategori risiko yang sama dan nilai SD1 ≥ 0,2,

maka kategori yang didapatkan juga sama yaitu KDS D. Karena KDS yang diperoleh dengan

menggunakan kedua tabel menunjukan nilai yang sama, maka kategori desain seismik pada

kasus ini adalah KDS D.

d. Analisis statik ekivalen

Tahapan analisis statik ekivalen adalah sebagai berikut:

1. Penentuan periode fundamental struktur

Periode fundamental struktur (Ta) didapatkan dengan menggunakan persamaan 2.8 dimana

nilai Ctdan X diperoleh dengan menggunakan tabel 2.9. Karena pada bangunan TES

Tsunami ini menggunakan sistem struktur rangka beton pemikul momen, maka berdasarkan

tabel 2.9 nilai Ct yang diperoleh sebesar 0,0466 dan nilai X yang diperoleh sebesar 0,9.

Sehingga nilai Ta didapatkan sebesar:

Nilai Cu adalah sebesar 1,4 (berdasarkan tabel 2.8) karena besar SD1 dalam kasus ini sebesar

0,944 g, sehingga:

Periode bangunan pada arah x dan arah y berdasarkan hasil pemodelan masing–masing

sebesar 0,814417 dan 0,880642. Berdasarkan SNI Gempa yang digunakan terdapat aturan

yang menyebutkan bila periode hasil perhitungan dalam model bangunan (T computed) lebih

besar dari CuTa, maka periode yang digunakan dalam memperhitungkan beban statik

ekivalen adalah sebesar CuTa. Dalam kasus ini periode di kedua arah masing–masing lebih

besar dari CuTa sehingga periode yang digunakan adalah sebesar T = CuTa = 0,528 untuk

arah x dan arah y.

2. Penentuan koefisien modifikasi respons (R)

Koefisien modifikasi respons (R) ditentukan berdasarkan jenis kategori desain seismik (KDS)

dan sistem penahan gaya gempanya. Nilai R yang sesuai untuk KDS D adalah disajikan pada

tabel 2.10, dimana sistem penahan gaya seismik berupa rangka beton bertulang pemikul

momen khusus maka nilai R ditentukan sebesar, R = 8.

3. Penentuan koefisien response seismik (CS)

Nilai Csditentukan berdasarkan persamaan 2.9 sebagai berikut:

113


Nilai Cs ini harus berada diantara batas maksimum (Cs maksimum) dan batas minimum (CS

minimum). Bila kondisi ini tidak terpenuhi, maka nilai Cs pada batas maksimum atau

minimum yang digunakan, yaitu sebagai berikut:

Karena Cs>Cs maksimum, maka nilai Cs yang digunakan adalah sebesar Cs = 0,147.

4. Penentuan gaya dasar seismik (V)

Dengan menggunalan persamaan 2.11 diddapat nilai V pada kasus ini adalah sebesar:

dengan Wt adalah berat total struktur yang diketahui sebesar 1925,72kN.

5. Penentuan Gaya Lateral antar Tingkat

Dengan menggunakan persamaan 2.12 dan 2.13 besarnya gaya lateral pada masing tingkat

yang disajikan pada Tabel 7.3 dibawah ini:

Tabel 7.3 Perhitungan Gaya Lateral antar Tingkat

7.4 Perhitungan Beban Angin

Langkah-langkah untuk menentukan beban angin pada SPBAU untuk gedung bertingkat

rendah adalah sebagai berikut:

a. Menentukan kategori risiko gedung

Kategori risiko: IV

b. Menentukan kecepatan angin dasar, V, untuk kategori risiko yang sesuai

Asumsi kecepatan angin: 50 meter/detik.

c. Menentukan parameter beban angin

Lantai wi (kN) hi (m) k wihik Cvx Fi (kN)

1 661.46 4 1.014 2697.68 0.19 55.17

2 651.26 7 1.014 4684.69 0.34 95.81

3 613.00 10.2 1.014 6459.26 0.47 132.10

114


Parameter beban angin yang harus ditentukan untuk melakukan perhitungan beban angin

adalah sebagai berikut:

1. Faktor arah angin,

Faktor arah angin harus ditentukan dari Tabel 2.11, berdasarkan tabel tersebut,

untuk sistem penahan beban angin utama, digunakan Kd sebesar 0,85.

2. Kategori eskposur

Pada setiap arah angin yang diperhitungkan, eksposur lawan angin didasarkan pada

kekasaran permukaan tanah yang ditentukan dari topografi alam, vegetasi, dan

fasilitas dibangun. Untuk kasus bangunan TES di Padang, digunakan asumsi kategori

kekasaran permukaan B.

Kekasaran permukaan B: daerah perkotaan dan pinggiran kota, daerah berhutan,

atau daerah lain dengan penghalang berjarak dekat yang banyak memiliki ukuran

dari tempat tinggal keluarga-tunggal atau lebih besar.

Sementara itu, untuk kategori eksposur dikategorikan Eksposur C.

3. Faktor topografi,

Faktor topogrof diasumsikan sebagai berikut: =1,0.

4. Klasifikasi ketertutupan

Berdasarkan bentuk gedung contoh yang digunakan, maka klasifikasi ketertutupan

bangunan tersebut adalah tertutup sebagian.

5. Koefisien tekanan internal, ( )

Berdasarkan tabel 2.13, koefisien tekan internal GCpi sebesar 0,55 dan -0,55.

d. Menentukan koefisien eksposur tekanan velositas, atau

Berdasarkan Tabel 2.15, untuk kategori Eksposur C, nilai sebesar 9,5 dan sebesar

274,32. Sementara itu, tinggi bangunan di atas tanah adalah sebesar . Maka

digunakan rumus untuk mencari :

Untuk 4,572 m z zg:

e. Menentukan tekanan velositas atau

Tekanan velositas,

115


f. Menentukan koefisien tekanan eksternal,

Pada contoh perhitungan, digunakan kasus pembebanan A. Dengan arah datang angin dan

sudut searah angin seperti Gambar 7.5 berikut.

Gambar 7.5 Kasus Pembebanan

Koefisien tekanan eksternal untuk kasus tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.16.

Nilai diperoleh dari 10% dari dimensi gedung arah horizontal yang terkecil atau 0,4h,

diambil nilai yang terkecil, tetapi tidak kurang dari 4% dari dimensi gedung arah horizontal

yang terkecil atau 0,9 meter. Untuk kasus gedung contoh ini, digunakan a=10% x lebar

gedung=0,1 x 9=0,9 meter.

Selain itu, untuk sudut atap sebesar 00, perbatasan antara zona 2/3 dengan zona 2E/3E

berada pada tengah-tengah gedung, tidak sebesar 2a seperti pada gedung dengan atap

miring.

(4) Menghitung tekanan angin, , pada setiap permukaan bangunan gedung

(N/m2)

Misalnya, untuk area 1, (N/m2)

Maka, tekanan angin pada setiap bidang dalam satuan N/m2 dapat dilihat pada tabel7.4

Tabel 7.4 Tekanan Angin

p1 -196,39N/m2

p2 -1623,47N/m2

p3 -1204,51N/m2

p4 -1099,77N/m2

p1E 78,55N/m2

p2E -2120,98N/m2

p3E -1413,99N/m2

p4E -1283,06N/m2

116


Perhitungan untuk contoh ini hanya dilakukan untuk 1 dari 4 kasus pembebanan A, serta

untuk nilai Gcpi positif. Seharusnya, dilakukan perhitungan untuk semua kasus pembebanan

(A, B, dan Torsi), dengan nilai Gcpipositif dan negatif, kemudian dilihat kasus yang paling

kritis.

Beban angin pada dinding dipindahkan ke kolom berdasarkan pembagian tributary area

masing-masing kolom, sehingga dilakukan pembebanan seperti pada Gambar7.6.

Gambar 7.6 Pembebanan Angin

7.5 Analisis Beban Tsunami

a. Tahap 1 – Pengumpulan informasi

Tahap awal yang harus dilakukan untuk menganalisis beban tsunami pada bangunan TES

yang direncanakan adalah mengumpulkan informasi tentang genangan tsunami dimana

bangunan TES akan dibangun dan informasi tentang bangunan itu sendiri, seperti dimensi

elemen struktur hasil perancangan awal. Informasi bangunan dan genangan yang perlu

diketahui untuk perhitungan beban tsunami diberikan pada Tabel 7.5. Penjelasan untuk

masing-masing variable dijelaskan pada Gambar 7.7.

Tabel 7.5 Informasi Bangunan dan Genangan Tsunami

NO VARIABEL KODE / RUMUS BESAR SATUAN

1 Percepatan gravitasi (g) 9.81 m/s2

2 Masa jenis air + sedimen (ρs) 1100 kg/m3

1E

1

117


NO VARIABEL KODE / RUMUS BESAR SATUAN

3 Lebar struktur (B) 18 m

4 Lebar elemen kolom B.col = 0,89 x Diameter 0,5785 m

5 Jumlah kolom arah planar (n) 4 kolom

6 Tinggi balok (H.beam) 0,65 m

7 Jarak bangunan dari garis

pantai

(X1) 300 m

8 Kemiringan pantai (i) 0,02

9 Jarakmaksimum genangan (X2) 384,6 m

10 Elevasi maksimum genangan R* = i x X2 7,692 m

11 Elevasi bangunan

terhadapmuka air

z = i x X1 6 m

12 Tinggi genangan

padabangunan (belum

dikalikan SF)

R*-z 1,692 m

Gambar 7.7 Keterangan Posisi Bangunan dan Genangan

Pada perhitungan gaya-gaya akibat beban tsunami, tinggi genangan rencana merupakan

tinggi genangan pada bangunana yang diukur dari garis pantai yang sudah dikalikan safety

factor, yaitu sebagai berikut:

R = 1,3 x R* = 1,3 x 7,692 m = 10 m

Maka besarnya tinggi genangan rencana pada bangunan yang diukur dari dasar bangunan =

R – z = 10 m - 6 m = 4 m

Garis pantai

4 m

R

* z

X2

X1

i = 1: 50

Bangunan TES

Tsunami

118


b. Tahap 2- Perhitungan gaya-gaya akibat beban tsunami

1. Perhitungan gaya hidrostatis

Bangunan TES Tsunami yang dirancang merupakan bangunan dengan sistem portal dimana

elemen strukturnya hanya balok, kolom, dan pelat. Seperti yang telah dijelaskan pada

subbab 2.3.4.2 bahwa gaya hisdrostatik tidak perlu diperhitungkanpada komponen struktur

atau struktur dengan luasan yang relatif kecil seperti balok dan kolom. Gaya hidrostatik ini

biasa diperhitungkan untuk struktur yang panjang seperti seawall dan bendungan atau

untuk mengevaluasi individu panel dinding yang memiliki ketinggian air yang berbeda antara

satu sisi dengan sisi lainnya. Pada contoh perancangan ini dinding tidak dianggap sebagai

elemen struktur melainkan elemen struktural yang diperbolehkan hancur saat tsunami,

sehingga gaya hidrostatis tidak diperhitungkan.

2. Perhitungan gaya apung

Gaya apung diperhitungkan ketika adanya lantai yang terendam. Pada contoh perancangan

bangunan TES Tsunami ini tinggi genangan tsunami rencana adalah 4 m yang sama

dengan tinggi lantai 1, sehingga tidak ada lantai yang terendam air. Dengan kondisi ini

maka gaya apung tidak terjadi pada struktur.

3. Pehitungan gaya hidrodinamik dan gaya impulsif

Gaya hidrodinamik dan gaya impulsif merupakan gaya yang bekerja pada bangunan secara

bersamaan, dengan mengasumsikan tidak adanya breakaway walls yang ada pada lantai

yang rendah. Nilai maksimum h u2 dapat diperhitungkan dengan persamaan berikut:

Sehingga besar gaya hidrodinamik yang bekerja pada masing-masing kolom dapat


Sedangkan besarnya gaya impulsif akibat hentaman gelombang tsunami terbesar/terdepan

adalah 1,5 kali dari gaya hidrodinamik yang terjadi, yaitu:

119


Kedua gaya tersebut diaplikasikan pada sepanjang kolom yang tergenangan tsunami. Pada

software analisis, kedua beban tersebut diaplikasikan berupa beban garis sepanjang kolom

yang tergenang yang bekerja pada sumbu pusat kolom. Maka besarnya gaya hidrodinamik

dan gaya impulsif per meter adalah:

4. Perhitungan gaya benturan

Data lain yang perlu diketahui untuk mengestimasi gaya benturan adalah informasi tentang

benda yang menumbuk. Data ini diberikan pada Tabel 7.6.

Tabel 7.6 Data Benda yang Diperkirakan Menumbuk Struktur Bangunan TES Tsunami

Variabel Besar

Kayu

Gelondong

Panjang 8,53 m

Diameter 0,35 m

Massa 450 kg

Kekakuan 2,4×106 N/m

Koefisien massa hidrodinamik 0

Kontainer

40-ft

terorientasi

longitudinal

Panjang 12,2 m

Lebar 2,44 m

Tinggi 2,59 m

Massa (Kosong) 3800 kg

Kekakuan 60×106 N/m

Koefisien massa hidrodinamik 0,20

Kontainer

40-ft

terorientasi

transversal

Panjang 12,2 m

Lebar 2,44 m

Tinggi 2,59 m

Massa (Kosong) 3800 kg

Kekakuan 40×106 N/m

Koefisien massa hidrodinamik 1,00

Selanjutnya perlu dilakukanestimasi besarnya kecepatan maksimum aliran yaitu dengan

menggunakan persamaan berikut:

120


Perlu diingat bahwa kecepatan aliran ini merupakan kecepatan pada bagian ujung dari aliran

dimana kedalaman alirannya sebesar nol. Maka dari itu, besar kecepatan tersebut dapat

memberikan hasil yang konservatif. Dengan kecepatan maksimum yang telah diestimasi

sebelumnya dan dengan menggunakan mengasumsikan bahwa kekakuan dari benda yang

menumbuk, dalam hal ini adalah batang kayu, adalah sebesar 2,4 x 106 N/m, maka gaya

benturan yang terjadi dapat diperhitungkan sebagai berikut:

Langkah lain yang dapat digunakan untuk mengetahui kecepatan aliran maksimum adalah

dengan menggunakan diagram pada Gambar 2.17. dengan mengasumsikan nilai draft (d)

pada struktur puing kayu adalah sebesar 0,2 m, maka nilai kecepatan maksimum dapat


maka dengan menggunakan kurva batas dari Gambar 2.17:

maka, gaya benturan yang dihasilkan berdasarkan kecepatan maksimum di atas adalah

sebesar:

Gaya benturansebesar 49,13kNlebih realistis dibandingkan gaya benturan yang diestimasi

sebelumnya, sehingga gaya ini lah yang dipakai dalam perhitungan.

121


Untuk memperhitungkan Gaya Benturan akibat kontainer, maka panjang draft harus

diperhitungkan terlebih dahulu , yaitu sebagai berikut:

Kecepatan maksimum aliran dengan nilai draft di atas dapat diketahui dengan menggunakan

Gambar 2.17 adalah sebagai berikut:

Dengan menggunakan kurva batas pada Gambar 2.17 didapatkan kecepatan maksimum

aliran adalah sebagai berikut:

Gaya tumbuk total pada struktur karena kontainer, jika tumbukan terjadi dalam orientasi

longitudinal,adalah sebagai berikut:

Sedangkan gaya tumbuk total pada struktur tehadap kontainer, jika tumbukan terjadi dalam

orientasi transversal,adalah sebagai berikut:

Dari perhitungan di atas maka didapatkan besarnya gaya benturan akibat kontainer untuk

setiap elemen struktur yang direncanakan adalah sebesar 2365,34kN. Gaya benturan

diaplikasikan pada setiap elemen struktur pada ketinggian rendaman tsunami.

122


5. Perhitungan efek pembendungan dari puing yang terbawa air

Efek pembendungan dari puing–puing dapat diperhitungkan dengan menggunakan

persamaan berikut:

Dimana Bd adalah lebar dari pembendungan puing-puing dimana nilai minimunya sebesar 12

m. maka besarnya gaya akibat pembedungan puing-puing yang terbawa air adalah sebagai

berikut:

Gaya ini bekerja sepanjang bagian terdepan bangunan pada arah datang gelombang,

sehingga untuk mengaplikasikannya kepada setiap kolom gaya ini harus dibagi terhadap

jumlah kolom yaitu sebagai berikut:

Gaya ini kemudian diaplikasikan dalam bentuk beban garis yang bekerja pada sumbu pusat

kolom sepanjang bagian yag tergenang. Besar beban garis tersebut adalah sebagai berikut:

6. Perhitungan gaya angkat hidrodinamik

Gaya angkat hidrodinamik dapat di hitung dengan persamaan berikut:

hs merupakan kedalaman air pada soffit yang nilainya = 8 m – Hbalok/2 = 7,675 dan lokasi

dari bangunan TES Tsunami, maka didapatkan nilai dan besarnya d/R dapat

diganti dengan nilai hs/R untuk mendapatkan kecepatan maksimum air yaitu sebesar

, maka besar nya kecepatan maksimum berdasarkan Gambar 2.17adalah

sebagai berikut:

kecepatan vertikal dapat diperhitungkan sebagai berikut:

123


Karena gaya yang akan diaplikasikan berupa gaya persatuan luas, maka variabel Af pada

rumus Fu diatas dihilangkan. Besarnya gaya angkat hidrodinamik persatuan luas adalah

sebagai berikut:

Gaya angkat hidrodinamik yang dihasilkan tidak terlalu signifikan untuk diperhitungkan.

Salah satu faktornya adalah karena kemiringan pantai yang cukup landai yaitu sebesar 1:50.

c. Tahap 3 - Mengaplikasikan gaya-gaya pada struktur

Rangkuman gaya-gaya akibat beban tsunami yang diperhitungkan pada contoh

perancangan bangunan TES Tsunami ini diberikan pada Tabel 7.7.

Tabel 7.7 Rangkuman Gaya-gaya akibat Beban Tsunami

Gaya Besar Diaplikasikan pada

Fd’

Semua kolom yang tergenang dan yang tidak diaplikasikan

gaya Fs atau Fdm

Fs’ Semua kolom yang tergenang dan terletak pada bagian paling

belakang struktur (arah gelombang datang)

Fi 2365,34kN Semua kolom yang tergenang dan yang tidak diaplikasikan

gaya Fs atau Fdm

Fdm’ Semua kolom yang tergenang dan terletak pada bagian paling

terdepan struktur (arah gelombang datang)

Fu Semua pelat yang tergenang atau tepat berada di permukaan

genangan

Kombinasi pengaplikasian beban-beban akibat tsunami dapat dilihat pada Gambar 7.8,

Gambar 7.9, dan Gambar 7.10

124


Gambar 7.8 Kombinasi 1: Beban Impak (Fi), Hidrodinamik (Fd), dan Impulsif (Fs)

Gambar 7.9 Kombinasi 2: Beban akibat Pembendung Puing (Fdm), Impak (Fi), dan

Hidrodinamik (Fd)

Fd’ Fd’ Fd’ Fs’

2,0

1 k

N/m

3,0

1 k

N/m

2,0

1 k

N/m

2,0

1 k

N/m

Fi FiFi

2365,34 kN 2365,34 kN 2365,34 kN

arah tsunami datang

Dasar

1

2

3

Fd’Fd’ Fd’Fdm’

2,0

1 k

N/m

10,4

2 k

N/m

2,0

1 k

N/m

2,0

1 k

N/m

Fi Fi Fi

2365,34 kN2365,34 kN 2365,34 kN

arah tsunami datang

Dasar

1

2

3

125


Selain gaya pada kolom, pada kedua kombinasi tersebut diaplikasikan pula gaya angkat

pada pelat lantai 1 akibat gaya hidrodinamik seperti yang ditunjukan pada Gambar 7.10.

Gambar 7.10 Gaya Angkat pada Pelat Akibat Gaya Hidrodinamik

7.6 Analisis Struktur

Analisis struktur dilakukan dengan bantuan program ETABS v9.7.2. pembebanan di-assign

pada struktur, kemudian dibuat kombinasi-kombinasi pembebanan sesuai dengan

pembahasan sebelumnya, hasil dari kombinasi-kombinasi pembebanan dicari envelope-nya

agar diperoleh pembebanan yang paling mempengaruhi struktur. Berikut dapat dilihat hasil

analisis program untuk kombinasi envelope beban tsunami maupun beban total (tsunami,

angin, dan gempa) yang ditunjukkan pada Gambar 7.11 sampai Gambar 7.20.

126


Gambar 7.11 Gaya Dalam Geser pada Kolom akibat Beban Envelope Tsunami

Gambar 7.12 Gaya Dalam Aksial pada Kolom akibat Beban Envelope Tsunami

127


Gambar 7.13 Gaya Dalam Momen pada Kolom akibat Gaya Envelope Tsunami

Gambar 7.14 Gaya Geser pada Balok akibat Gaya Envelope Tsunami

128


Gambar 7.15 Gaya Dalam Momen pada Balok akibat Gaya Envelope Tsunami

Gambar 7.16 Gaya Dalam Geser pada Kolom akibat Gaya Envelope Total

129


Gambar 7.17 Gaya Dalam Aksial pada Kolom akibat Beban Envelope Total

Gambar 7.18 Gaya Dalam Momen pada Kolom akibat Gaya Envelope Total

130


Gambar 7.19 Gaya Dalam Geser pada Balok akibat Gaya Envelope Total

Gambar 7.20 Gaya Dalam Momen pada Balok akibat Gaya Envelope Total

132

Penutup

BAB 8

PENUTUP

Dokumen ini menyajikan pedoman perancangan struktur bangunan tempat evakuasi

sementara (TES) tsunami. Pembahasan pada pedoman ini terdiri dari: (1) kriteria

perancangan, (2) konsep perancangan, (3) pedoman pelaksanaan, (4) pedoman review

DED, (5) pedoman review bangunan eksisting yang akan difungsikan sebagai struktur

bangunan TES tsunami, dan (6) implementasi.

Berbagai aspek desain pembebanan diuraikan pada pedoman ini, meliputi: beban gravitasi,

beban angin, beban gempa, dan beban tsunami. Struktur bangunan TES tsunami pada

prinsipnya harus kuat terhadap guncangan gempa bumi dan tahan terhadap hempasan

gelombang tsunami. Beban tsunami untuk perancangancstruktur bangunan TES tsunami

harus memperhitungkan beban-beban berikut: gaya hidrodinamik, gaya hidrostatik, gaya

apung (buoyant), gaya gelombang, gaya akibat pembendungan air dari puing–puing yang

terbawa air (damming of waterborne debris), gaya benturan, gaya angkat (uplift), dan

penambahan beban gravitasi karena adanya air yang tertahan pada lantai yang ditinggikan.

Selain itu, mengingat bangunan TES tsunami akan digunakan sebagai tempat evakuasi pada

saat tsunami terjadi, maka faktor keutamaan gempa (important factor) bangunan diambil

sebesar Ie= 1,5 untuk menjamin struktur tidak rusak saat gempa terjadi

Dokumen ini merupakan pedoman ke-3 yang pengaplikasinya tidak terpisahkan dari 3 (tiga)

pedoman lainnya. Dengan mengikuti pedoman ini diharapkan bangunan TES tsunami yang

didesain memberikan kinerja yang baik terhadap beban yang bekerja terutama akibat beban

gempa dan beban tsunami.

Pedoman ini tentu masih memerlukan penyempurnaan-penyempurnaan lebih lanjut di masa

datang. Oleh karena itu, masukan-masukan positif bagi penyempurnaan pedoman ini tetap

diperlukan.

Bandung, Desember 2013

Penyusun

buku 3 pedoman teknik perancangan struktur bangunan tempat evakuasi sementara (tes) tsunami

Documents