pemilihan nilai R (faktor reduksi gempa)

Ini ada PR yang ditanyakan Damar, sbb:

Selamat sore pak wir,

Perkenalkan pak, nama saya Damar. Pertama-tama saya ingin bertanya mengenai pemilihan nilai R (faktor reduksi gempa) untuk “steel structure gantry” di substation.

Setelah saya baca code ASCE 7-10, nampaknya struktur ini termasuk untuk bangunan non-building structure, di bagian ini juga ada pemilihan nilai R untuk kategori “seismic Coefficient for Nonbuilding Structure not similar to Building”. Ada nilai R untuk tipe struktur trussed tower (free-standing or guyed) dan telecommunication towers.

Nah, apakah nilai R di struktur ini bisa dipakai untuk tipe struktur seperti gantry pada substation? secara general bentuk substation berupa tower rangka baja dan antara towernya dihubungkan dengan beam rangka baja juga sedangkan telecommunication tower atau transmission tower hanya towernya saja, tanpa ada beam.

Pertanyaan yang kedua, dalam mendesain bangunan gedung, ada efek ortogonalitas dalam mendesain beban gempa. bagaimana dengan desain bangunan gantry ini? apakah ada efek ortoghonalitas tersebut?
sejauh saya membaca peraturan (ASCE 7-10), saya belum menemukan jawabannya pak.

Pertanyaan yang ke 3, dalam mendesain bangunan gedung, konsep yang saya ketahui, bila kita menginginkan analisis statik, gaya gempa akan dikenakan di pusat massa tiap lantai dari bangunan tersebut. Lalu, bagaimana untuk struktur gantry ini? apakah harus di kenakan di setiap joint dari rangka tersebut atau bisa di asumsikan diletakkan (kira-kira) di titik berat dari struktur gantry tersebut?

Kemudian pertanyaan yang ke 4 mengenai beban angin. Pembebanan angin di struktur tower transmisi atau gantry yang dikenakan pada struktur ada dibagian front face dan rear face (koefisien angin untuk bagian front dan rear disebutkan dalam “Pedoman Perencanaan dan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung”). Tapi saya cari di code ASCE 7-10, ketentuan untuk koefisien ini tidak saya temukan. Saya pernah dapat cerita dari konsultan yang ada di Singapopre, bahwa koefisien angin ini bisa dikenakan 1 untuk bagian front dan 0,5 untuk bagian rear ATAU dikenakan koefisien sebesar 1,5 untuk bagian front saja. Apakah hal ini dapat dibenarkan?

Code yang saya jadikan acuan sampai saat ini baru ini saja pak :
– SNI Gempa 2002 dan 2012
– ASCE 7-10
– ASCE 7-02 Guide to the used of the wind load provisions
– ASCE 10-97 Design of Lattice Transmission Structures

 

Mohon pencerahannya Pak Wir untuk masalah saya di atas. Saya dengan senang hati bila ada ada referensi terkait masalah di atas Pak.

Thanks and Warm Regards,
Damar

 

Panjang sekali pertanyaannya, tapi menarik juga karena ternyata pak Damar sudah membaca dengan baik buku-buku pendukungnya. Terus terang, sudah lama saya tidak membaca buku ASCE tentang gempa, maklum yang dibaca umumnya kalau ada yang mengajak diskusi, seperti sekarang ini, atau kalau ada makalah dengan permintaan yang tertentu, seperti besok Jumat tanggal 4 Juli 2014, tetapi itu tentang DAM (AISC 2010). Padahal masalah gempa di Indonesia khan kelihatannya lebih mempunyai nilai jual daripada perencanaan baru struktur baja. Betul khan.

Oleh karena kebetulan ada pertanyaan yang dapat memicu diskusi tentang hal itu, maka mari kita bersama-sama membahasnyanya. Untuk itu tentu saja saya akan menyampaikan pendapatnya lebih dahulu, dan agar pendapat itu dapat menjadi ilmu pengetahuan yang baik, tentu perlu ada yang mengevaluasi. O ya, dalam menyampaikan pendapat yang dimaksud, jangan heran jika formatnya terkesan tidak formal. Maklum, ini diskusinya santai saja ya, cerita tentang prinsip-prinsip yang tentunya karena sudah mengendap (di benak) lebih gampang diungkapkan, tidak seperti studi literatur, harus buka buku sana-sini, sekaligus harus ditampilkan daftar rujukannya.

Baik, mulai saja pembahasannya tentang perencanaan tahan gempa ini. Untuk itu, sebelum dapat dijelaskan berapa nilai R (faktor reduksi gempa) yang benar, maka tentunya kita harus tahu apa maksud dari adanya nilai R tersebut.

Seperti kita ketahui bersama, dalam perencanaan struktur terhadap gempa, selain faktor kekuatan (strength) atau kekakuan (stiffness) maka faktor daktilitas (ductility) dari suatu struktur adalah sangat penting. Bahkan yang terakhir itu selalu digembar-gemborkan, diutamakan karena dapat digunakan sebagai solusi untuk mengantisipasi gempa yang tak terduga besarnya. Karena besarnya gempa tidak ada kepastian, maka jika dipaksa direncanakan dengan gaya gempa yang besar, tentunya akan berdampak pada biaya yang membengkak. Jadi untuk menghindari keluarnya biaya yang pasti padahal bebannya saja tidak pasti, maka satu-satunya cara adalah kompromi, yaitu struktur daktail karena biayanya relatif masih ekononomis tetapi ada harapan untuk mengatisipasi ketidak pastian akibat beban yang besar.

Untuk struktur yang memenuhi kriteria di atas, yaitu struktur daktail, maka ketika gempa besar terjadi, yang lebih besar dari beban rencana, dan ketika terjadi overstress (dengan cara yielding) akan terjadilah dissipasi energi. Itu berarti gaya gempa yang berlebihan dapat diantisipasi. Kalaupun ternyata gempanya besar sekali sehingga struktur tidak kuat lagi, maka adanya perilaku daktail, yaitu terjadinya deformasi yang besar sebelum runtuh, akan tersedianya waktu yang cukup agar penghuni dapat menyelamatkan diri. Itu berarti jurus akhir “ambil langkah seribu“, masih diperlukan. 😀

Baca lebih lanjut