buku 3 pedoman teknik perancangan struktur bangunan tempat evakuasi sementara (tes) tsunami
Post on 26-Dec-2015
413 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
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
Gambar 5.2 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (2) .......................................... 96
Gambar 5.3 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (3) .......................................... 97
Gambar 5.4 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (4) .......................................... 98
Gambar 5.5 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (5) .......................................... 99
Gambar 5.6 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (6) .......................................... 99
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
i
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.
1
2
5
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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)
Sumber: SNI 1726-2012
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)
Sumber: SNI 1726-2012
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: SNI 1726-2012
18
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: SNI 1726-2012
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
Sumber: SNI 1726-2012
19
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: SNI 1726-2012
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)
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
Sumber: RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)
Langkah 5: tentukan tekanan velositas atau
Tekanan velositas, , dievaluasi pada ketinggian z harus dihitung dengan persamaan 2.17
berikut:
............................................ (2.17)
26
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)
Gambar 2.8 Kasus pembebanan B
Sumber: ASCE 7-10 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)
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
Sumber: RSNI 03 ( Beban Minimum untuk Perancangan Bangunan Gedung dan Struktur Lain)
28
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber: ASCE 7-10 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
................................................................................................... (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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from 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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 2.16 Gaya Impak Puing-puing yang Terbawa Air
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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 **
Kontainer standar 20-ft
– terorientasi secara
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
transversal dari arus
2400 (kosong) 1,00 87 x 106 **
39
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
Massa Koefisien Massa
Hidrodinamik Kekakuan Puing
(md) dalam kg (c) (kd) dalam N/m
Kontainer standar 40-ft
– terorientasi secara
longitudinal
3800 (kosong) 0,20 60 x 106
Kontainer standar 40-ft
– terorientasi secara
transversal dari arus
3800 (kosong) 1,00 40 x 106
*Haehnal dan Daly, 2002; **Peterson dan Naito, 2012
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
46
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 2.20 Kombinasi Gaya Impulsif dan Gaya Drag Hidrodinamik pada Struktur
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 2.21 Kombinasi Gaya Drag Hidrodinamik dan Gaya Akibat Puing-puing
yang Membendung
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Kriteria Perancangan Struktur Bangunan TES Tsunami
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.
57
58
57
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Konsep Perancangan Struktur
Gambar 3.3 Strategi Kolom yang Runtuh (Missing Column)
Sumber : FEMA P646(Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuations from Tsunami)
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
≥ 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
Sumber: SNI-03-2847-2002 (Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung)
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
Sumber: SNI-03-2847-2002 (Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung)
67
Konsep Perancangan Struktur
≤ 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
Sumber: SNI-03-2847-2002 (Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung)
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
Sumber: SNI-03-2847-2002 (Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung)
68
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
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
Konsep Perancangan Struktur
................................................................................................ (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).
71
72
71
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.
91
92
91
92
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
BAB 5
PEDOMAN REVIEW DED
STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI
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
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 5.1 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (1)
96
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
\
Gambar 5.2 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (2)
97
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 5.3 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (3)
98
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 5.4 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (4)
99
Pedoman Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami
Gambar 5.5 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (5)
Gambar 5.6 Formulir Review DED Struktur Bangunan TES Tsunami (6)
100
100
101
Pedoman Review Bangunan Eksisting Yang Akan Difungsikansebagai Struktur Bangunan TES Tsunami
BAB 6
PEDOMAN REVIEW
BANGUNAN EKSISTING YANG AKAN DIFUNGSIKAN SEBAGAI
STRUKTUR BANGUNAN TES TSUNAMI
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
Pedoman Review Bangunan Eksisting Yang Akan Difungsikansebagai Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Pedoman Review Bangunan Eksisting Yang Akan Difungsikansebagai Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Pedoman Review Bangunan Eksisting Yang Akan Difungsikansebagai Struktur Bangunan TES Tsunami
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
Pedoman Review Bangunan Eksisting Yang Akan Difungsikansebagai Struktur Bangunan TES Tsunami
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
106
107
106
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
diperhitungkan sebagai berikut:
Sedangkan besarnya gaya impulsif akibat hentaman gelombang tsunami terbesar/terdepan
adalah 1,5 kali dari gaya hidrodinamik yang terjadi, yaitu:
119
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
diperhitungkan sebagai berikut:
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
Gambar 7.13 Gaya Dalam Momen pada Kolom akibat Gaya Envelope Tsunami
Gambar 7.14 Gaya Geser pada Balok akibat Gaya Envelope Tsunami
128
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
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
Implementasi (Contoh Perancangan
Gambar 7.19 Gaya Dalam Geser pada Balok akibat Gaya Envelope Total
Gambar 7.20 Gaya Dalam Momen pada Balok akibat Gaya Envelope Total
131
131
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
top related