Perpustakaan Digital ITB

Perencanaan bangunan tahan gempa secara umum dilakukan berdasarkan ketentuan yang diatur dalam standar yang berlaku. Dalam perkembangannya, perencanaan bangunan tahan gempa saat ini menuju ke arah perencanaan berdasarkan kinerja struktur khususnya untuk struktur penting yang memiliki konsekuensi kegagalan yang besar. Berkaitan dengan hal itu, penelitian mengenai kerentanan dan resiko bangunan terhadap gempa bumi menjadi hal yang penting untuk memberikan gambaran mengenai kinerja dan tingkat kerusakan bangunan saat terjadi gempa bumi. Penelitian ini menggunakan kurva fragilitas untuk memprediksi kinerja dan kerentanan bangunan terhadap gempa bumi dengan menghitung peluang suatu struktur mencapai tingkat kinerja tertentu terhadap suatu nilai intensitas gempa tertentu. Tingkat resiko struktur akibat gempa bumi ditunjukkan melalui perhitungan peluang kegagalan struktur yang merupakan konvolusi dari kurva fragilitas median dengan kurva hazard median pada tapak yang ditinjau. Penelitian ini menggunakan dua model struktur bangunan bertingkat struktur rangka baja pemikul momen yaitu SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) dan SRPMB (Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa) yang direncanakan sesuai dengan SNI 1726:2019, AISC 360-16 dan AISC 341-16. Struktur yang dianalisis berupa struktur dengan delapan tingkat dengan tinggi tingkat pada lantai dasar 4 m dan tinggi lantai dua hingga delapan adalah 3,5 m. Struktur terdiri dari 4 bentang pada arah sumbu X dengan panjang bentang 6 m dan 6 bentang pada arah sumbu Y dengan panjang bentang 5 m. Struktur diasumsikan berada di lokasi BATAN Bandung. Untuk kebutuhan analisis, struktur dipastikan agar memenuhi mekanisme keruntuhan beam-sway mechanism yaitu mekanisme keruntuhan dengan terbentuknya sendi plastis pada ujung-ujung balok dan kolom lantai dasar. Struktur yang sesuai ketentuan ini diberi nama fail-safe model. Fail-safe model dapat tercapai dengan memenuhi ketentuan strong column-weak beam, tidak terjadi keruntuhan geser dan sambungan direncanakan kuat menahan beban yang bekerja saat terjadi sendi plastis pada ujung-ujung balok. Pengembangan kurva fragilitas dan perhitungan peluang kegagalan dilakukan berdasarkan metoda NLTHA (nonlinear time history analysis) dan NSP (nonlinear static procedure). Tingkat kinerja yang diamati berupa FY (first yield), IO (immediate occupancy), LS (life safety) dan CP (collapse prevention). NLTHA dilakukan dengan menggunakan 8 buah data rekaman gempa yang telah dilakukan spectral matching sesuai target spektra lokasi BATAN berdasarkan penelitian Development of 3D Synthetic Ground Motions Compatible to Design Spectra (Mangkoesoebroto dan Yasa, 2019). Gempa diberikan pada 3 arah dengan gempa major pada arah sumbu lemah struktur, gempa minor pada arah sumbu kuat struktur dan gempa arah vertikal. Hasil NLTHA dan NSP digunakan untuk mengembangkan kurva fragilitas dengan tingkat kepercayaan 5% (low confidence), 50% (median) dan 95% (high confidence). Peluang kegagalan struktur dihitung sebagai peluang struktur mencapai kinerja CP. Hasil perhitungan menunjukkan struktur rangka baja pemikul momen yang direncanakan dengan sistem SRPMK memiliki peluang kegagalan sebesar 1,38×10-6 per tahun dan sistem SRPMB sebesar 8,42×10-8 per tahun. Berdasarkan hasil tersebut, struktur rangka baja pemikul momen SRPMB memiliki peluang kegagalan 16 kali lebih kecil dibanding struktur SRPMK. Peluang kegagalan untuk kedua struktur sudah lebih kecil dari ketentuan dalam SNI 1726:2019 yaitu kemungkinan peluang kegagalan 1% dalam kurun waktu 50 tahun atau 2 x 10-4 per tahun. Nilai peluang kegagalan yang diperoleh jauh lebih kecil dari target kinerja SNI 1726:2019 yaitu 145 kali lebih kecil untuk SRPMK dan 2376 kali lebih kecil untuk SRPMB sehingga dapat disimpulkan struktur SRPMB dan SRPMK yang didesain sangat kuat dan memiliki kerentanan yang kecil terhadap gempa rencana. Selanjutnya, hasil pengembangan kurva fragilitas dan perhitungan peluang kegagalan struktur rangka baja pemikul momen yang dihitung dibandingkan dengan hasil untuk struktur rangka beton bertulang pemikul momen. Struktur beton bertulang menggunakan model struktur berdasarkan penelitian Peluang Kegagalan Struktur Rangka Pemikul Momen Kolom Kuat-Balok Lemah Beton Bertulang akibat Gempa (Prayoga, 2018) yang direncanakan sesuai dengan SNI 2847:2013. Hasil perhitungan menunjukkan struktur rangka beton bertulang pemikul momen dengan sistem SRPMK memiliki peluang kegagalan sebesar 7,08×10-5 per tahun dan sistem SRPMB sebesar 1,44×10-5 per tahun. Struktur rangka beton bertulang SRPMB memiliki peluang kegagalan 5 kali lebih kecil dibanding struktur SRPMK. Nilai peluang kegagalan struktur SRPMK 3 kali lebih kecil dibanding target kinerja SNI 1726:2019 dan struktur SRPMB 14 kali lebih kecil. Berdasarkan hasil analisis fragilitas dan perhitungan peluang kegagalan struktur rangka baja dan beton bertulang SRPMB dan SRPMK diperoleh bahwa struktur SRPMB memiliki peluang kegagalan lebih kecil dibanding struktur SRPMK. Hal ini juga memberikan pengertian bahwa struktur fail-safe yang didesain dengan faktor modifikasi respon, R lebih kecil atau daktilitas lebih kecil akan memiliki peluang kegagalan yang lebih kecil. Hasil analisis juga menunjukkan struktur baja memiliki peluang kegagalan yang lebih kecil dibanding struktur beton baik untuk SRPMB maupun SRPMK. Hal ini menunjukkan struktur baja yang dianalisis relatif lebih kuat dibanding struktur beton bertulang.