Penyelesaian Gedung 15 lantai dengan Shear Wall menggunakan modal2

Perhitungan Beban di tiap lantai (w) :

Perhitungan Kekakuan di tiap lantai (k) :

Kemudian input file berekstensi *.DAT adalah sebagai berikut :
Struktur 15 tingkat
4  0  981  0.05   1   15   3  0.05
1   304020  79480320000   400
2   304020  79480320000   800
3   304020  79480320000  1200
4   304020  79480320000  1600
5   304020  79480320000  2000
6   135120      388800000  2400
7   135120      388800000  2800
8   135120      388800000  3200
9   135120      388800000  3600
10 135120      388800000  4000
11 135120      388800000  4400
12 135120      388800000  4800
13 135120      388800000  5200
14 135120      388800000  5600
15 135120      388800000  6000

Lalu setelah dihitung dengan program Modal2 didapat output sebagai berikut :
< ANALISIS SUPERPOSISI MODAL SPEKTRUM RESPONS 2 DIMENSI >

FILE : TDSW.DAT
Struktur 15 tingkat

Earthquake Zone   : 4
Soil Type         : Soft
Number of Floor   : 15
Number of Eigen   : 3
Gravity Acceler.  :  981.00
Maximum Accel.(g) :  0.0500
Important Factor  :  1.00


Response Spectrum (Sa) :
Time  Period       Frequency    Spectral Acceleration
  (second)          (rads)                (g)       
-----------------------------------------------------
  0.00000000       ------         0.05000000
  1.00000000        6.283185      0.05000000
  2.00000000        3.141593      0.02500000
  5.00000000        1.256637      0.02500000
100.00000000        0.062832      0.02500000

Mass Matrix (Mr) :
 3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002
 1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002
 1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002


Stiffness matrix (Kr) :
 1.5896064000E+0011 -7.9480320000E+0010  0.0000000000E+0000  1.5896064000E+0011 -7.9480320000E+0010
 0.0000000000E+0000  1.5896064000E+0011 -7.9480320000E+0010  0.0000000000E+0000  1.5896064000E+0011
-7.9480320000E+0010  0.0000000000E+0000  7.9869120000E+0010 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000
 7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008
 0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008
-3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000
 7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008
 0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008
-3.8880000000E+0008  3.8880000000E+0008

------------------------------------------------------------------------
Mode       Eigenvalue             Omega (rad)           Time  Period          Spectral Acc.
------------------------------------------------------------------------
  1   6.2764213E+0004  2.5052787E+0002  2.5079786E-0002  5.0000000E-0002
  2   5.5656244E+0005  7.4603113E+0002  8.4221490E-0003  5.0000000E-0002
  3   1.5006242E+0006  1.2249997E+0003  5.1291323E-0003  5.0000000E-0002

Eigenvectors - normalized
             Phi-  1             Phi-  2             Phi-  3
 -2.7110729932E-0005 -8.1099622104E-0005  1.3411973209E-0004
 -5.4214825079E-0005 -1.6202324680E-0004  2.6745470183E-0004
 -8.1305652280E-0005 -2.4259525863E-0004  3.9922473869E-0004
 -1.0837658162E-0004 -3.2264080516E-0004  5.2865882886E-0004
 -1.3542098806E-0004 -4.0198617649E-0004  6.5499962667E-0004
 -5.6571904946E-0003 -1.6443806143E-0002  2.5698712714E-0002
 -1.1053172565E-0002 -2.9243420026E-0002  3.7080633385E-0002
 -1.6203387724E-0002 -3.6277142881E-0002  2.8749974613E-0002
 -2.0993321115E-0002 -3.6158143774E-0002  5.1354302434E-0003
 -2.5316468734E-0002 -2.8909885620E-0002 -2.1209180131E-0002
 -2.9076705541E-0002 -1.5961499027E-0002 -3.6278695932E-0002
 -3.2190422802E-0002  1.3399771678E-0004 -3.2061953372E-0002
 -3.4588387119E-0002  1.6203074287E-0002 -1.0800631331E-0002
 -3.6217279840E-0002  2.9077409594E-0002  1.6202456255E-0002
 -3.7040882589E-0002  3.6218585955E-0002  3.4592093181E-0002

----------------------------------------------------------------------------------
Mode  Acceleration  Modal-forces-(P)  Modal-displc-(Z)  Modal-Participat  Percent
----------------------------------------------------------------------------------
  1       49.05000        1683.94437           0.02683         -34.33118                40.27 %
  2       49.05000         568.07222           0.00102         -11.58149                   4.58 %
  3       49.05000        -348.43306          -0.00023           7.10363                   1.72 %
----------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                       Jumlah =  46.58 %


Relative displacement U
            Mode-  1                         Mode-  2                    Mode-  3
 -7.2737247556E-0007 -8.2776772569E-0008 -3.1141540589E-0008
 -1.4545669419E-0006 -1.6537390808E-0007 -6.2100865570E-0008
 -2.1814054334E-0006 -2.4761215933E-0007 -9.2696825518E-0008
 -2.9077100714E-0006 -3.2931305791E-0007 -1.2275039713E-0007
 -3.6333031082E-0006 -4.1029930157E-0007 -1.5208573073E-0007
 -1.5178066637E-0004 -1.6783866138E-0005 -5.9670377549E-0006
 -2.9655319174E-0004 -2.9848177659E-0005 -8.6098296770E-0006
 -4.3473186710E-0004 -3.7027358794E-0005 -6.6755166253E-0006
 -5.6324429436E-0004 -3.6905898770E-0005 -1.1924062692E-0006
 -6.7923300412E-0004 -2.9507745719E-0005  4.9246038120E-0006
 -7.8011899141E-0004 -1.6291584850E-0005  8.4236261457E-0006
 -8.6365905978E-0004  1.3676880654E-0007  7.4445318877E-0006
 -9.2799569868E-0004  1.6538155917E-0005  2.5078211367E-0006
 -9.7169838516E-0004  2.9678734110E-0005 -3.7620821430E-0006
 -9.9379539149E-0004  3.6967590903E-0005 -8.0320103319E-0006


Equivalent forces F at CM

            Mode-  1            Mode-  2            Mode-  3
 -1.4148229590E+0001 -1.4277610562E+0001 -1.4482554805E+0001
 -2.8292996696E+0001 -2.8524236733E+0001 -2.8880369181E+0001
 -4.2430839682E+0001 -4.2708961362E+0001 -4.3109198532E+0001
 -5.6558298607E+0001 -5.6801001634E+0001 -5.7085787028E+0001
 -7.0671916070E+0001 -7.0769775869E+0001 -7.0728354755E+0001
 -1.3121369724E+0003 -1.2866384670E+0003 -1.2333358477E+0003
 -2.5636888839E+0003 -2.2881386939E+0003 -1.7795784138E+0003
 -3.7582372616E+0003 -2.8384892826E+0003 -1.3797723919E+0003
 -4.8692213631E+0003 -2.8291782491E+0003 -2.4646021313E+0002
 -5.8719384954E+0003 -2.2620414392E+0003  1.0178736362E+0003
 -6.7440932775E+0003 -1.2489005562E+0003  1.7410917309E+0003
 -7.4662933776E+0003  1.0484593147E+0001  1.5387212924E+0003
 -8.0224807015E+0003  1.2678025075E+0003  5.1834525513E+0002
 -8.4002884430E+0003  2.2751492798E+0003 -7.7759031523E+0002
 -8.5913160600E+0003  2.8339075214E+0003 -1.6601480799E+0003


Base Shear for each mode
Mode          Base shear
  1        -57811.797118
  2         -6579.124373
  3         -2475.139611
------------------------
CQC :       58296.688691


Complete Quadratic Combination (CQC) of  3 Modes
Shear coeff = storey shear / cum. storey weight
Floor      Rel.Displacement               Eqv.Lateral Forces              Storey Shear           Shear Coeff
   1     7.3347325085E-0007    2.5155015642E+0001    5.8296688689E+0004       0.020303
   2     1.4667391807E-0006    5.0239045142E+0001    5.8280212296E+0004       0.022701
   3     2.1995907406E-0006    7.5181658439E+0001    5.8247289375E+0004       0.025736
   4     2.9318214236E-0006    9.9913534287E+0001    5.8197979297E+0004       0.029704
   5     3.6632255293E-0006    1.2436700633E+0002    5.8132370206E+0004       0.035121
   6     1.5297024493E-0004    2.2463663643E+0003    5.8050577957E+0004       0.042962
   7     2.9842307546E-0004    3.9212998985E+0003    5.6564663552E+0004       0.054016
   8     4.3663579823E-0004    4.9539038865E+0003    5.3816589014E+0004       0.072416
   9     5.6470048023E-0004    5.6579621617E+0003    5.0005724830E+0004       0.113872
  10     6.8006485054E-0004    6.3723343649E+0003    4.5231683995E+0004       0.334752
  11     7.8041440083E-0004    7.0686593422E+0003    3.9552909502E+0004      -0.234179
  12     8.6367229474E-0004    7.6195735988E+0003    3.3061721111E+0004      -0.069910
  13     9.2803364288E-0004    8.1321331181E+0003    2.5831846838E+0004      -0.033248
  14     9.7196916313E-0004    8.7175317580E+0003    1.7857668366E+0004      -0.016520
  15     9.9428130878E-0004    9.1650415915E+0003    9.1650415915E+0003      -0.006617


BASE SHEAR FROM CQC FOR EACH MODE

  BS = Base shear         =       58296.688691
  TW = Total weight       =     2871300.000000
  TM = Total Floor Mass   =        2926.911315
  Cd = Design shear coeff =           0.050000

  Dynamic  Base Shear
------------------------  =           0.406065
   Static Base Shear


BASE SHEAR FROM EQUIVALENT LATERAL FORCES

  BS = Base shear         =       64229.662344
  TW = Total weight       =     2871300.000000
  TM = Total Floor Mass   =        2926.911315
  Cd = Design shear coeff =           0.050000

  Dynamic  Base Shear
------------------------  =           0.447391
   Static Base Shear

Dari hasil output program Modal2 maka didapat penyelesaian sebagai berikut :
1. Periode Getar Alami ( Time  Period)
    Mode 1   T1 = 0,0251 detik
    Mode 2   T2 = 0,0084 detik
    Mode 3   T3 = 0,0051 detik

2. Pola ragam Getar (Relative displacement U)

3. Distribusi Gaya Geser Gempa (Storey Shear)

 4. Distribusi Beban Gempa ( Eqv.Lateral Forces)

Dari 2 proses yang telah saya jalankan,dapat saya ambil kesimpulan bahwa dengan menggunakan shear wall, disribusi beban gempa dan gaya geser gempa menjadi lebih kecil dibandingkan dengan yang tidak menggunakan shear wall

Penyelesaian Gedung 15 lantai tanpa Shear Wall menggunakan modal2

Perhitungan Beban di tiap lantai (w) :

Perhitungan Kekakuan di tiap lantai (k) :

Kemudian input file berekstensi *.DAT adalah sebagai berikut :
Struktur 15 tingkat
4  0  981  0.05   1   15   3  0.05
1   304020   1720320000   400
2   304020   1720320000   800
3   304020   1720320000  1200
4   304020   1720320000  1600
5   304020   1720320000  2000
6   135120     388800000  2400
7   135120     388800000  2800
8   135120     388800000  3200
9   135120     388800000  3600
10 135120     388800000  4000
11 135120     388800000  4400
12 135120     388800000  4800
13 135120     388800000  5200
14 135120     388800000  5600
15 135120     388800000  6000

Lalu setelah dihitung dengan program Modal2 didapat output sebagai berikut :
< ANALISIS SUPERPOSISI MODAL SPEKTRUM RESPONS 2 DIMENSI >

FILE : TDNONSW.DAT
Struktur 15 tingkat

Earthquake Zone   : 4
Soil Type         : Soft
Number of Floor   : 15
Number of Eigen   : 3
Gravity Acceler.  :  981.00
Maximum Accel.(g) :  0.0500
Important Factor  :  1.00


Response Spectrum (Sa) :
Time  Period       Frequency    Spectral Acceleration
  (second)          (rads)                (g)       
-----------------------------------------------------
  0.00000000       ------         0.05000000
  1.00000000        6.283185      0.05000000
  2.00000000        3.141593      0.02500000
  5.00000000        1.256637      0.02500000
100.00000000        0.062832      0.02500000

Mass Matrix (Mr) :
 3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002  3.0990825688E+0002
 1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002
 1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002  1.3773700306E+0002


Stiffness matrix (Kr) :
 3.4406400000E+0009 -1.7203200000E+0009  0.0000000000E+0000  3.4406400000E+0009 -1.7203200000E+0009
 0.0000000000E+0000  3.4406400000E+0009 -1.7203200000E+0009  0.0000000000E+0000  3.4406400000E+0009
-1.7203200000E+0009  0.0000000000E+0000  2.1091200000E+0009 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000
 7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008
 0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008
-3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000
 7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008
 0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008 -3.8880000000E+0008  0.0000000000E+0000  7.7760000000E+0008
-3.8880000000E+0008  3.8880000000E+0008

------------------------------------------------------------------------
Mode       Eigenvalue             Omega (rad)            Time  Period           Spectral Acc.
------------------------------------------------------------------------
  1   5.0557144E+0004  2.2484916E+0002  2.7944002E-0002  5.0000000E-0002
  2   3.6065968E+0005  6.0054948E+0002  1.0462394E-0002  5.0000000E-0002
  3   7.3463178E+0005  8.5710664E+0002  7.3306926E-0003  5.0000000E-0002
Eigenvectors - normalized
                  Phi-  1                        Phi-  2                          Phi-  3
 -1.1849261247E-0003  5.9086041468E-0003  7.2496761460E-0003
 -2.3590603543E-0003  1.1433318649E-0002  1.3539924643E-0002
 -3.5117090826E-0003  1.6215195669E-0002  1.8038289228E-0002
 -4.6323743857E-0003  1.9943550479E-0002  2.0149452912E-0002
 -5.7108496337E-0003  2.2376147051E-0002  1.9594022691E-0002
 -1.0252630783E-0002  2.6706988014E-0002  5.6628019987E-0003
 -1.4610782529E-0002  2.7625531559E-0002 -9.7421742785E-0003
 -1.8707248340E-0002  2.5014417250E-0002 -2.2611730147E-0002
 -2.2468658600E-0002  1.9207261841E-0002 -2.9596537865E-0002
 -2.5827644698E-0002  1.0946033739E-0002 -2.8878787203E-0002
 -2.8724045623E-0002  1.2862532196E-0003 -2.0645274214E-0002
 -3.1105985483E-0002 -8.5378692515E-0003 -7.0387871762E-0003
 -3.2930802624E-0002 -1.7271125572E-0002  8.3995583508E-0003
 -3.4165813718E-0002 -2.3797685385E-0002  2.1651901959E-0002
 -3.4788899140E-0002 -2.7283663447E-0002  2.9269294629E-0002

----------------------------------------------------------------------------------
Mode  Acceleration  Modal-forces-(P)  Modal-displc-(Z)  Modal-Participat  Percent
----------------------------------------------------------------------------------
  1       49.05000        1977.68442           0.03912         -40.31976              55.54 %
  2       49.05000       -1382.40582          -0.00383          28.18360              27.14 %
  3       49.05000        -832.71645          -0.00113          16.97689                 9.85 %
----------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                      Jumlah =  92.53 %


Relative displacement U
            Mode-  1                           Mode-  2                 Mode-  3
 -4.6351707398E-0005 -2.2647634832E-0005 -8.2176196110E-0006
 -9.2281259564E-0005 -4.3823823573E-0005 -1.5347713200E-0005
 -1.3737034611E-0004 -6.2152721883E-0005 -2.0446678764E-0005
 -1.8120831131E-0004 -7.6443477562E-0005 -2.2839715328E-0005
 -2.2339589422E-0004 -8.5767601751E-0005 -2.2210126615E-0005
 -4.0106039709E-0004 -1.0236768228E-0004 -6.4188733151E-0006
 -5.7154172104E-0004 -1.0588845271E-0004  1.1042904647E-0005
 -7.3178646598E-0004 -9.5880071393E-0005  2.5630744513E-0005
 -8.7892457374E-0004 -7.3621288800E-0005  3.3548131678E-0005
 -1.0103207321E-0003 -4.1956064211E-0005  3.2734550245E-0005
 -1.1236215746E-0003 -4.9301988247E-0006  2.3401736414E-0005
 -1.2167978302E-0003  3.2725588015E-0005  7.9785737143E-0006
 -1.2881806686E-0003  6.6200093184E-0005 -9.5210288068E-0006
 -1.3364915900E-0003  9.1216347393E-0005 -2.4542764473E-0005
 -1.3608653232E-0003  1.0457807484E-0004 -3.3177196428E-0005


Equivalent forces F at CM
            Mode-  1            Mode-  2            Mode-  3
 -7.2624208979E+0002 -2.5313581409E+0003 -1.8708927663E+0003
 -1.4458698192E+0003 -4.8982506733E+0003 -3.4941901627E+0003
 -2.1523290691E+0003 -6.9468975318E+0003 -4.6550637784E+0003
 -2.8391856543E+0003 -8.5441954834E+0003 -5.1998827174E+0003
 -3.5001839239E+0003 -9.5863660167E+0003 -5.0565452272E+0003
 -2.7928199634E+0003 -5.0852357639E+0003 -6.4949998887E+0002
 -3.9799819181E+0003 -5.2601342018E+0003  1.1173871322E+0003
 -5.0958605390E+0003 -4.7629560153E+0003  2.5934720095E+0003
 -6.1204699189E+0003 -3.6572246478E+0003  3.3946005913E+0003
 -7.0354588257E+0003 -2.0842171423E+0003  3.3122775564E+0003
 -7.8244393810E+0003 -2.4491346109E+0002  2.3679276399E+0003
 -8.4732805746E+0003  1.6256823138E+0003  8.0731980270E+0002
 -8.9703613580E+0003  3.2885679732E+0003 -9.6339463334E+0002
 -9.3067787822E+0003  4.5312800064E+0003 -2.4833836825E+0003
 -9.4765074542E+0003  5.1950396300E+0003 -3.3570671443E+0003


Base Shear for each mode
Mode          Base shear
  1        -79739.769274
  2        -38961.179155
  3        -14136.935369
------------------------
CQC :       90642.766704


Complete Quadratic Combination (CQC) of  3 Modes
Shear coeff = storey shear / cum. storey weight
Floor      Rel.Displacement                 Eqv.Lateral Forces          Storey Shear              Shear Coeff
   1     5.2689480272E-0005    3.3396564641E+0003    9.0642766702E+0004       0.031569
   2     1.0415001669E-0004    6.3949673433E+0003    8.8547462027E+0004       0.034491
   3     1.5329400789E-0004    8.9168148320E+0003    8.4699430709E+0004       0.037424
   4     1.9929125088E-0004    1.0722478788E+0004    7.9730687521E+0004       0.040695
   5     2.4163829705E-0004    1.1719394306E+0004    7.4446749047E+0004       0.044977
   6     4.1494152081E-0004    5.8997229187E+0003    6.9637641996E+0004       0.051538
   7     5.8206476146E-0004    6.6511035707E+0003    6.6619221142E+0004       0.063618
   8     7.3895086825E-0004    7.3431886387E+0003    6.2652237137E+0004       0.084305
   9     8.8292899792E-0004    7.7975590159E+0003    5.7888896576E+0004       0.131823
  10     1.0118505343E-0003    7.9933110762E+0003    5.2445130667E+0004       0.388137
  11     1.1238192219E-0003    8.1666497415E+0003    4.6303446657E+0004      -0.274147
  12     1.2169721882E-0003    8.6598375954E+0003    3.9279767160E+0004      -0.083058
  13     1.2893599175E-0003    9.5565310016E+0003    3.1123543603E+0004      -0.040059
  14     1.3390336368E-0003    1.0544064873E+0004    2.1706767163E+0004      -0.020081
  15     1.3643483052E-0003    1.1179854308E+0004    1.1179854308E+0004      -0.008072


BASE SHEAR FROM CQC FOR EACH MODE

  BS = Base shear         =       90642.766704
  TW = Total weight       =     2871300.000000
  TM = Total Floor Mass   =        2926.911315
  Cd = Design shear coeff =           0.050000

  Dynamic  Base Shear
------------------------  =           0.631371
   Static Base Shear


BASE SHEAR FROM EQUIVALENT LATERAL FORCES

  BS = Base shear         =      124885.134474
  TW = Total weight       =     2871300.000000
  TM = Total Floor Mass   =        2926.911315
  Cd = Design shear coeff =           0.050000

  Dynamic  Base Shear
------------------------  =           0.869886
   Static Base Shear



Dari hasil output program Modal2 maka didapat penyelesaian sebagai berikut :
1. Periode Getar Alami ( Time  Period)
    Mode 1   T1 = 0,0279 detik
    Mode 2   T2 = 0,0105 detik
    Mode 3   T3 = 0,0073 detik

2. Pola ragam Getar (Relative displacement U)

                                               Mode 1                           Mode 2                                      Mode 3

3. Distribusi Gaya Geser Gempa (Storey Shear)

 4. Distribusi Beban Gempa ( Eqv.Lateral Forces)

PERLUNYA BEBAN GEMPA DALAM SUATU STRUKTUR

Gempa bumi berskala 7.6 telah meluluh lantakan kota Padang dan sekitarnya. Kerusakan terasa masif, terlihat dari berita-berita baik dimedia cetak maupun elektronik. Mengapa bangunan bisa sampai runtuh akibat gempa tersebut? Sengaja saya menulis artikel ini dengan harapan rekan-rekan Teknik Sipil UNISSULA dapat mengambil pelajaran dan manfa'at untuk kebaikan umat manusia dikemudian hari.

Belum terlambat untuk mengucapkan turut berduka cita atas koban musibah gempa di Padang beberapa waktu lalu (30/09/09). Karena Gempa padang merupakan salah satu gempa terkuat yang pernah terjadi di Indonesia, pembicaraan mengenai musibah tersebut pun sering terdengar di mana-mana, entah itu di pemberitaan TV, radio, obrolan sehari-hari, infotainment, dan juga di media internet: berita online, blog, sampai status facebook dan twitter.

Nah, dalam bidang keilmuan khususnya teknik sipil, topik ini juga tidak sepi dari berbagai macam diskusi, forum, maupun kajian-kajian keilmuan. Bagaimana tidak? Sebagian besar hasil karya mereka (para engineer) diuji langsung oleh alam. Tidak sedikit rekan berkomentar, “di sinilah ketahuan, mana perencana yang benar, mana yang asal-asalan”. Kalaupun perencananya sudah benar, berarti pelaksananya yang nggak beres. Dalam dunia kerja, hal seperti ini merupakan hal yang biasa.

Kerusakan struktur yang sering terjadi akibat gempa antara lain :

A. Kegagalan Soft Story

Hampir semua bangunan yang rubuh saya simpulkan mengalami keruntuhan soft story. Buat yang belum tahu, sekedar informasi, istilah soft story menunjuk kepada kondisi keruntuhan gedung (biasanya berlantai lebih dari satu) di mana lantai di bawah lebih “lunak” daripada lantai di atasnya, atau kalau dibalik, lantai di atas lebih “keras” atau kaku dibanding lantai di bawahnya.

Berikut ini adalah gambar beberapa bangunan yang mengalami kegagalan karena pengaruh soft story.

bangunan di atas terpisah dengan ruko di kiri-kanannya

lantai 1 seolah-olah tenggelam ke dalam tanah

kegagalan pada kolom di lantai 1

perhatikan kolom lantai 1...

soft story terjadi di lantai tengah ?

soft story di lantai 2

Pembahasan Tentang Soft Story (Klik disini)

B. Detailing Yang Tidak Tepat

Di dalam perencanaan bangunan tahan gempa, kita harus memahami filosofi keruntuhan sebuah bangunan (khususnya sistem frame/portal). Ada konsep yang dinamakan “strong column weak beam” (STWB). Konsep ini juga insya Allah akan dibahas lebih jauh di artikel lain. Intinya, pada konsep ini, sesuai namanya, kolom tidak boleh collapse lebih dulu dibandingkan balok. Bicara tentang STWB berarti bicara tentang beam-column joint, dan bicara tentang joint tidak lepas dari yang namanya detailing. Walaupun hitungannya benar, tapi kalau detail dan penertapannya salah, maka sama saja bo'ong. Beberapa gambar di bawah menunjukkan detailing yang kurang tepat :

salah satu sisi Hotel Ambacang

Masih ingat dengan Hotel Ambacang yang banyak diekspos media, ini adalah beberapa petunjuk yang menjelaskan penyebab keruntuhan. Beam-column joint ini misalnya. Kalau dilihat bentang tengah balok kiri, kanan, dan bagian tengah kolom di bawah, betonnya masih oke, tulangannya masih terbungkus aman. Tapi di daerah joint, terjadi collapse. Kurangnya sengkang (ties) di daerah joint bisa menyebabkan keruntuhan ini, buktinya adalah tulangan utama sudah tidak terkekang dan “terlempar” keluar akibat stress yang tinggi yang berasal dari inti beton.

Kasus yang sama terjadi pada beberapa gedung berikut:

keruntuhan kolom, sengkang tidak cukup kuat

Sengkang yang digunakan pada kolom di atas berukuran sangat kecil.  Sepanjang pengetahuan saya, di SNI Beton 2002 disebutkan bahwa diameter minimum untuk tulangan sengkang (lateral) elemen kolom (khususnya dalam memikul beban gempa) adalah 10 mm (boleh polos, sebaiknya ulir).

Pelanggaran yang kedua adalah, menggunakan tulangan polos pada elemen penahan gempa, padahal SNI sudah mengatur untuk menggunakan tulangan ulir untuk semua penulangan (kecuali sengkang boleh polos). Kenapa tulangan polos “diharamkan”? Karena mekanisme lekatannya hanya mengandalkan adhesi dan friksi. Menurut data, kuat lekat ini hanya 10% dari lekatan tulangan ulir dengan diameter yang sama. Pada saat gempa, di mana gaya gempa bekeja bolak-balik, gaya lekatan tulangan polos akan menurun drastis, bahkan bisa hilang (loss) kontak dengan beton, akibatnya sendi plastis yang diharapkan terjadi pada balok tidak akan terjadi.

keruntuhan pada kolom, sengkang kecil dan kurang, tulangan polos

tulangan utama tidak "diikat" dengan baik oleh sengkang

Pembahasan Tentang Strong Colum Weak Beam (Klik disini)

C. Dinding Bata Juga Mendisipasi Energi??

dinding rubuh

Walaupun dinding di atas cuma dinding pembatas dua lahan, tapi bisa dibayangkan jika dinding tersebut jatuh menimpa orang di sebelahnya. Kesalahan fatal dinding tersebut adalah, tidak ada struktur yang cukup untuk menahan dinding tersebut terhadap arah lateral.

Gambar di atas, sebenarnya dinding bata sudah dikekang dengan baik, tapi ikatannya terhadap beton kurang begitu kuat sehingga batanya sudah tidak mampu mendisipasi energi gempa. Struktur betonnya sendiri masih utuh, hanya beberapa lapisan finishing yang terlepas.

Dinding di Hotel Bumi Minang

Sementara gambar di atas, dinding batanya ikut mendisipasi energi gempa dan tidak ambruk. Walopun sudah porak-poranda, tapi dinding tersebut masih “menempel” pada struktur utama.

D. Mutu Beton Yang Kurang Baik

Beton hancur sementara kolom masih berdiri

Pada kolom di atas, tulangan masih terpasang dengan rapi. Sengkang tidak terlepas, tulangan utama tidak “berhamburan”, tapi justru inti betonnya yang hancur lebur. Ini menandakan kualitas beton yang terpasang kurang baik.

E. Keruntuhan Bangunan Baja

Salah satu bangunan struktur baja yang ambruk

 Bangunan di atas adalah bangunan hotel yang mempunyai struktur rangka baja.

Tanah bergeser

Di sekitar bangunan tersebut, ada lapisan tanah yang bergeser. Bisa jadi pemicu keruntuhan tersebut adalah bergesernya lapisan tanah yang mungkin membuat (sebagian) pondasi ikut bergeser, sehingga struktur di atasnya terganggu keseimbangan maupun kestabilannya.

Sambungan balok yang merobek sebagian kolom

Penutup

Itulah sebagian dari penelusuran saya di internet yang bisa saya share ke teman-teman. Walaupun banyak gedung yang rubuh, tapi tidak sedikit juga gedung-gedung serupa yang masih berdiri dengan kokoh dan tidak mengalami kerusakan yang berarti. Jadi, jangan sesalkan gempanya karena masalah gempa adalah masalah musibah yang sifatnya ghaib (hanya Yang Maha Kuasa yang mengatur semuanya). Kalaupun harus ada yang disesalkan, maka sesalkanlah konstruksi bangunannya yang kurang memenuhi syarat baik itu dalam segi perencanaan maupun pada waktu pelaksanaan.

Itulah sebabnya, perhitungan yang matang, detailing yang tepat, dll sangat perlu diperhatikan. Soalnya, berbicara masalah bangunan tahan gempa, artinya kita sebagai structural engineer punya tanggung jawab untuk mencegah atau mengurangi  jatuhnya korban yang bisa saja muncul akibat konstruksi yang salah dalam perencanaan dan atau pelaksanaan.