Dasar Perencanaan Struktur Bangunan Tahan Gempa

Besarnya beban gempa berbeda-beda dari satu wilayah ke wilayah lainnya bergantung pada keadaan geografis dan geologi setempat. Behan gempa hams diperhitungkan untuk daerah-daerah rawan gempa. Analisis gempa pada bangunan terutama pada bangunan tinggi perlu dilakukan dengan pertimbangan keamanan struktur dan kenyamanan penghuni bangunan. Behan gempa lateral akan menimbulkan simpangan yang dapat membahayakan. Oleh Karena itu perlu dilakukan kontrol terhadap simpangan ini.

Konsep dasar bangunan tahan gempa secara umum adalah sebagai berikut:

Bangunan tidak boleh rusak komponen struktural maupun nonstruktural ketika mengalami gempa kecil yang sering terjadi.
Bangunan tidak boleh rusak komponen strukturalnya ketika mengalami gempa sedang yang hanya terjadi sesekali.
Bangunan tidak boleh runtuh ketika mengalami gempa besar yang sangat jarang terjadi.

Tingkat Layanan Bangunan Tahan Gempa

Dalam perencanaan struktur atau bangunan yang mempunyai ketahanan terhadap gempa dengan tingkat keamanan yng memadai, struktur hams dirancang dapat memikul gaya gempa atau gaya horizontal. Struktur hams mempunyai tingkat layanan akibat gaya gempa yang terdiri dari:

1. Serviceability
Jika gempa dengan intensitas percepatan tanah yang kecil dalam waktu ulang yang besar mengenai suatu struktur, disyaratkan tidak mengganggu fungsi bangunan seperti aktivitas normal di dalam bangunan dan perlengkapan yang ada. Dengan Kata lain, tidak dibenarkan terjadi kerusakan pada struktur baik pada komponen struktur maupun eleven non-struktur yng ada. Dalam perencanaan hams diperhatikan kontrol dan batas simpangan (drift) yang terjadi semasa gempa, serta menjamin kekuatan yang cukup bagi komponen struktur untuk menahan gaya gempa yang terjadi dan diharapkan struktur masih berperilaku elastik.

2 Kontrol kerusakan (damage control)
Jika struktur dikenai gempa dengan waktu ulang sesuai dengan umur rencana bangunan, maka struktur direncanakan untuk dapat menahan gempa ringan tanpa terjadi kerusakan pada komponen struktur ataupun non-struktur, dan diharapkan struktur masih dalam batas elastis.

3 Survival
Jika gempa kuat yang mungkin terjadi pada umur rencana bangunan membebani suatu struktur, maka struktur tersebut direncanakan untuk dapat bertahan dengan tingkat kerusakan yang besar tanpa mengalami keruntuhan (collapse). Tujuan utama dari keadaan batas ini adalah untuk menyelamatkan jiwa manusia.

Sifat Struktur Bangunan Tahan Gempa
Sifat dari struktur yang menjadi syarat utama perencanaan bangunan tahan gempa adalah sebagai berikut:

1. Kekuatan (strength)
Kekuatan dapat kita artikan sebagai ketahanan dari struktur atau komponen struktur atau bahan yang digunakan terhadap beban yang membebaninya. Perencanaan kekuatan suatu struktur tergantung pada maksud dan kegunaan struktur tersebut.

2. Daktilitas (ductilia)
Kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang Kali dan bolak-balik akibat beban gempa di atas beban gempa yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama, sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di ambang keruntuhan.

3. Kekakuan (stqess)
Deformasi akibat gaya lateral perlu dihitung dan dikontrol. Perhitungan yang dilakukan berhubungan dengan sifat kekakuan. Deformasi pada struktur dipengaruhi oleh besar beban yang bekerja. Hubungan ini merupakan prinsip dasar dari mekanika struktur, yaitu sifat geometri dan modulus elastisitas bahan. Kekakuan mempengaruhi besarnya simpangan pada saat terjadi gempa.

Simpangan (arm) dapat diartikan sebagai perpindahan lateral relatif antara dua tingkat bangunan yang berdekatan atau dapat dikatakan simpangan mendatar tiap-tiap tingkat bangunan.

Simpangan lateral dari suatu sistem struktur akibat beban gempa perlu ditinjau untuk menjamin kestabilan struktur, keutuhan secara arsitektural, potensi kerusakan komponen non-struktur, dan kenyamanan penghuni gedung pada saat terjadi gempa. Selain itu, besamya simpangan dibatasi untuk mengurangi efek P-delta. Besamya simpangan yang diperbolehkan diatur dalam peraturan perencanaan bangunan.

Sistem Struktur Bangunan Tahan Gempa Ada 4 jenis sistem struktur dasar yang ditetapkan dalam peraturan perencanaan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002), yaitu:

1. Sistem dinding penumpu, yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Behan lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.

2. Sistem rangka gedung, yaitu sistem struktur yang pada dasamya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Behan lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.

3. Sistem rangka pemikul momen, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Behan lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.

4. Sistem ganda, yaitu sistem yang terdiri dari rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi, pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen hams direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya 25% dari seluruh beban lateral, dan kedua sistem hams direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda.

Selain 4 sistem struktur dasar tersebut, dalam SNI 03-1726-2002 juga mengenalkan 3 sistem struktur lain, yaitu sistem struktur gedung kolom kantilever (sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral), sistem interaksi dinding geser dengan rangka, dan subsistem tunggal (subsistem struktur bidang yang membentuk struktur gedung secara keseluruhan).