Analisa Beban Lateral Akibat Gempa Dengan Metode Statik Ekivalen
Rafki Imani 1 , Rita Nasmirayanti 2 , Utami Dewi Arman 3 , Afrilda Sari 4
Fakultas Teknik, Universitas Putra Indonesia “YPTK” Padang 1,2,3,4
Email: rafimani17@yahoo.co.id 1 , tathen94@gmil.com 2 ,  udewi2679@gmail.com 3 , afrildasari@yahoo.com 4
DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v4i1.2339
Abstract: Perencanaan gedung bertingkat harus dibangun sesuai dengan standar ketahanan gempa, agar tidak menyebabkan jatuhnya korban jiw terhadap manusia yang ada di dalamnya. Penelitian ini dilakukan untuk menentukan gaya geser beban lateral terhadap  gedung RS H. Hanafie yang terdapat di  Kabupaten  Muaro  Bungo  Provinsi  Jambi.  Metode  yang  digunakan  adalah  metode  analisis  statik ekivalen  dengan  hasil  penelitian  diperoleh  gaya  geser  arah  X=3,85  kN  dan arah  Y=57,23  kN  pada periode 1 detik.
Keywords: Metode statik ekivalen, gempa, RS H. Hanafie Muaro Bungo.

## PENDAHULUAN
Gempabumi  adalah  bencana  paling  besar dampaknya terhadap wilayah Indonesia, dimana  kondisi  Indonesia  yang  berada  pada batas  pertemuan  tiga  lempeng  tektonik  besar dunia yaitu lempeng Eurasia, lempeng Pilipina dan  lempeng  Indo-Australia  [1].  Keruntuhan bangunan akibat gempa yang dapat menyebabkan  jatuhnya  korban  jiwa,  adalah karena  buruknya  kualitas  struktur.  Struktur yang  dibangun  di  wilayah  yang  dekat  dengan sumber  gempa  akan  memiliki  kemungkinan besar menyebabkan kegagalan. Disamping itu, pengaruh  ketinggian  suatu  struktur  juga  akan memiliki peluang besar terkena dampak risiko gempa  dibandingkan  dengan  bangunan  yang rendah.

## Beban Lateral akibat Gempa
Struktur  yang  bertingkat  tinggi  harus didisain
tahan terhadap
beban lateral/horizontal  yang  langsung  berpengaruh pada  struktur  bawah  bangunan,  seperti  beban yang diakibatkan oleh getaran gempa. Getaran akibat gempa ini biasanya bergerak horizontal dan vertikal atau kombiansi keduanya (arah X, Y,  Z),  sehingga  bangunan  harus  didisain dengan  memperhatikan  beban  lateral  tersebut [2].
Beban  lateral  yang  berasal  dari  gempa akan menyebabkan bangunan bergeser.
Pergeseran  ini  akan  didistribusikan  ke  semua struktur  tingkat  di  atasnya.  Jika  pengaruh pergeseran ini melebihi beban geser maksimum  maka  struktur  akan  mengalami keruntuhan.  Untuk  menghindari  kegagalan struktur  tersebut  maka  perlu  dilakukan perencanaan  dan  evaluasi  struktur,  agar
dampak  gempa  dapat  diminamilisir  dan bangunan yang didirikan bisa tahan gempa.
Umumnya  evaluasi  struktur  dilakukan dengan  analisa  beban  statik  ekivalen,  analisa beban  dinamik  ragam  respon  spectrum  dan analisa  beban  dinamik  ragam time  history . Metode yang paling baik adalah analisa beban dinamik ragam time history , namun membutuhkan  waktu  yang  lama  [3].  Untuk keperluan  praktis  di  lapangan  maka  metode analisis  beban  statik  ekivalen  lebih  dipilih, tetapi      hanya  ditujukan  untuk  bangunan regular  horizontal  dan  vertikal  saja,  yaitu bangunan  dengan  ketinggian        40  m  dan  10 lantai [4]. Acuan untuk perencanaan konstruksi  ramah  gempa  di  Indonesia  ini diatur dalam Standar SNI-03-1726:2012 tentang  Tata  Cara  Perencanaan  Ketahanan Gempa  untuk  Struktur  Gedung  dan  Non Gedung [5].

## Beban Gempa Statik Ekivalen
Gaya statik ekivalen merupakan gaya yang sama  besar  dengan  beban  gempa  yang mempengaruhi  struktur  pada  batas  tertentu yang tidak menimbulkan tegangan yang berarti [6]  (Latuheru&Prasojo).  Berdasarkan  SNI-03- 1726:2012,  analisa  statik  ekivalen  didasarkan pada perhitungan sebagai berikut:
(1) Beban  geser V struktur  bawah  akibat gempa:
W Cs V .  (1)
dengan,
01 , 0 . . 044 , 0 1                 Ie SDs Cs Ie R T S Cs Ie R T S Cs D Ds (2) Dimana, Cs =   koefisien respon seismik W =   berat seismik efektif S DS =  koefisien percepatan respon spektrum disain periode pendek
S D1 =  koefisien percepatan respon disain spektrum periode 1 detik
R =   faktor modifikasi respon
Ie =  faktor
keutamaan gempa,
besarnya diatur berdasarkan kategori  gempa  dalam  SNI-03-
1726-2012
(2) Gaya lateral gempa F x dihitung dengan:
V C F VX x .  (3)
dengan,
V h W h W C n i k i i k x x VX    1 . . (4)
dimana,
V =  gaya  lateral  disain  total  ( F x )  atau gaya geser di dasar struktur (kN) W i ( W x )  =  berat  seismik  efektif  total struktur  yang  dikenakan  pada  tingkat i atau x h i ( h x )  =  tinggi  struktur  (m)  dari  dasar sampai tingkat i atau x k =  eksponen  yang  terkait  dengan perioda struktur, dimana nilainya adalah, k= 1  untuk  struktur  yang mempunyai  perioda T ≤0,5  detik, k= 2 untuk struktur yang mempunyai perioda T ≥2,5 detik, dan untuk k harus sebesar 2 atau ditentukan dengan interpolasi linier antara  1  dan  2  untuk  struktur  yang mempunyai  perioda  antara  0,5≤ T ≤  2,5 detik.

## Periode Fundamental Strutur T
Periode  fundamental  stuktur  ( T ),  tidak boleh melebihi hasil koefisien untuk batasan di atas  pada  periode  yang  dihitung  ( C u ).
Berdasarkan  Tabel  1,  sebagai  alternatif  untuk keperluan analisis dalam menentukan menentukan  periode  fundamental  stuktur  ( T ),
dapat menggunakan periode bangunan pendekatan, T A . Periode
Fundamental pendekatan  ( T A ),  harus  ditentukan  dari persamaan berikut,
x n A h Ct T .  (5)
dengan h n x adalah  ketinggian  stuktur,  dalam meter (m).
Tabel 1. Koefisien batas atas periode hitung (SNI-03-1726-2012).

## Respon Spektrum
Respon  spektrum  adalah  plot  grafik spektrum  antara  periode  getar  stuktur T terhadap
respon-respon maksimum berdasarkan rasio redaman dan gempa tertentu. Respon-respon maksimum ( spectral displacement , S D ) kecepatan maksimum ( spectral  velocity,  SV )  atau  percepatan maksimum  ( spectral  acceleration , SA )  masa stuktur single  degree  of  freedom (SDOF) (Widodo, 2001).
Spektrum  percepatan  akan  berhubungan dengan  gaya  geser  maksimum  yang  bekerja pada  dasar  stuktur.  Terdapat  dua  macam respons  spektrum  yaitu  respon  spektrum elastik dan respon spektrum inelastik. Spektrum elastik adalah suatu spektrum respon spektrum  yang  didasarkan  atas  respon  elastik suatu  stuktur,  sedangkan  spektrum  inelastik adalah  respon  spectrum  yang  di -scale  down dari  spektrum  elastik  dengan  nilai  daktilitas tertentu.
Gambar 1. Respon spektrum berbagai jenis tanah di Muaro Bungo Jambi.

## Respon Spektrum
Kondisi  tanah  sangat  mempengaruhi perencanaan  bangunan  tahan  gempa.  Terdapat empat  tipe  jenis  tanah  yaitu  tanah  batuan, tanah  keras,  tanah  sedang,  dan  tanah  lunak. Jenis  tanah  ini  diklasifikasikan  berdasarkan SNI-03-1726-2012, seperti Tabel 2.
Tabel 2. Klasifikasi jenis tanah.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  terhadap  gedung RS.  H.  Hanafie  di  Kabupaten  Muara  Bungo, Provinsi  Jambi  pada  bulan  Agustus  sampai dengan akhir Oktober 2009. Metode penelitian ini adalah metode analisis dan dibantu dengan software ETABS.  Analisis  dilakukan  dengan cara  permodelan  gedung  mulai  dari  kolom, balok, plat lantai dan  struktur gedung lainnya, beserta pembebanannya  ke dalam software .
Gambar 2. Lokasi gedung RS H. Hanafie di Muaro Bungo Provinsi Jambi.

## Permodelan
Permodelan  struktur  yang  akan  ditinjau adalah  struktur  beton  bertulang  3  tingkat. Struktur bangunan difungsikan sebagai gedung rawat  inap  rumah  sakit,    dan  beban  hidupnya diatur  berdasarkan  SNI  1727-2013,  yaitu sebesar  250  kg/m 2 .  Gambar  pemodelan  dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah.
Gambar 3. Permodelan struktur 3 tingkat.

## Data Struktur
Data  struktur  yang  digunakan  adalah sebagai berikut:
1. Material a. Kuat tekan beton ( f’c ) = 25 Mpa b. Berat jenis beton ( W ) = 2400kg/m 3
c. Modulus elastisitas, Ec= 20.000Mpa
d. Tegangan leleh ( fy ) = 300 Mpa 2. Elemen struktur a. Pelat = 15 cm b. Kolom tingkat 1-2 = 55/55 cm c. Balok = 35/65 cm d. Sistem struktur adalah SPRMK

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Lokasi  bangunan  termasuk  kelas  situs  SD (kondisi  tanah  sedang)  dengan  kategori  risiko IV  (Gambar  1)  dan  faktor  keutamaan  gempa ( Ie ) = 1,50.

## Pembebanan
Data  Beban  mati  merupakan  beban  dari semua elemen gedung yang bersifat permanen termasuk  peralatan  tetap  yang  merupakan bagian  yang  tak  terpisahkan  dari  gedung. Beban  mati  yang  bekerja  yaitu;  beton bertulang  (2400  kg/m 3 ),  pasir  (1600  kg/m 3 ), adukan  semen  dan  spasi  (21  kg/m 3 ),  keramik
(24  kg/m 3 ).  Beban  hidup  merupakan  beben yang  bekerja  pada  lantai  bangunan,  yang berdasarkan  fungsi  ruang  yang  digunakan. Pembagian beban hidup sebagai berikut:
a. atap = 100 kg/m 3 ,
b. tangga = 300 kg/m 3 , dan
c. lantai rumah sakit = 250 kg/m 3 .
Berat lantai-3 Pelat 48 x 76 x 0,12 x 2400 =  1050 624 kg Balok 0,35x0,65x(3,5.48+(6,5 x28))x2400 =  1911 00 kg Kolom  0,55 x 0,55 x (84x4/2) x 2400 =  1219 68 kg Dindin g (3,5.48+(6,5x28))x 4/2 x 250 =  1750 00 kg Plafon 48 x 28x 11 =  1478 4 kg M/E 48x28 x 25 Beban Total Lantai 3 = = 3360 0 kg 1587 076 kg Berat lantai-2 Berat lantai-1 Berat total lantai 1 sampai dengan lantai 3 adalah 5179216 kg (5179,26 kN). Berdasarkan  peta  dalam  SNI-03-1726-2012, bangunan  mempunyai  nilai S 1 = 10.31g  dan S 2 = 20,544  g,  dan    nilai F A = 1,365  dan F V = 1,78.

## Nilai Respon Spektrum
Besar  nilai  respon  spektrum  percepatan perioda  pendek  (S MS )  dan  perioda  1  detik (S M1 ).
g 743 , 0 g
544 , 0 365 , 1 .     S a MS S F S g 552 , 0 g 31 , 0 78 , 1 . 1 1     S F S V M sehingga:
g 495 , 0 g 743 , 0 3 2 3 2     MS DS S S
g 368 , 0 g ,552 0 3 2 3 2 1 1     M D S S
Nilai T 0 dan T 1 dihitung dengan persamaan:
DS D DS D S S T S S T 1 1 1 0 2 , 0
       
Untuk ( 0 ≤ T < T 0 ):
  ) 6 , 0 4 , 0 0 T S S DS A  
Untuk  ( T 0 - T s ) ; S A = S DS Untuk  ( T > T s )  ; S A = S D1 .T

## Periode Getar
Berdasarkan  SNI-03-1726-2012,  periode fundamental struktur dalam arah yang ditinjau harus diperoleh menggunakan properti struktur dan  karakteristik  deformasi  elemen  penahan dalam analisis yang teruji, T A = C t .h n x , dengan h n adalah ketinggian  stuktur  (m), di atas dasar sampai  tingkat  3  stuktur  (12  m),  koefisien C t = 0,0466  dan x= 0,9  yang  ditentukan  dari Tabel  15  SNI-03-1726-2012.  Dari  program analisis struktur diperoleh periode fundamental T c = 0,5810 detik, sehingga
detik 602 , 0 430 , 0 4 , 1 . 2012) - 1726 - 03 - SNI 14 (Tabel 1,4 g 0,368 detik
430 , 0 9 , 120 0466 , 0 . maks 1           A u u D x n t A T C T C S h C T Jika T c >C u .T A ,  maka  gunakan T=C u .T a , jika T A <T c <  C u .T a ,  maka  gunakan T=T c dan  jika T c <T A , gunakan T=T A , dengan T c adalah perioda  fundamental  struktur  yang  diperoleh dari program analisis struktur.
Berdasarkan  ketentuan  di  atas,  maka digunakan T A <T c <C u .T A dimana 0,430 < 0,5810 < 0,602,
sehingga periode
Pelat 48 x 76 x 0,12 x 2400 =  1050624 kg Balok 0,35x0,65x(3,5.48+(6,5x28)) x2400 =  191100 kg Kolom 0,55  x  0,55  x  (84x4/2)  x 2400 =  121968 kg Dinding  (3,5.48+(6,5x28))x 4/2 x 250 =  175000 kg Plafon 48 x 28 x 11 =  14784 kg Spesi 48 x 28 x 21 =  28224kg Kerami k 48 x 28 x 24 =  32256 Kg M/E 48 x 28 x 25 Beban Total = = 33600 kg 1647556 kg Pelat 48 x 76 x 0,12 x 2400 =  1050624 kg Balok 0,35x0,65x(3,5.48+(6,5x28)) x2400 =  191100 kg Kolom 0,55 x 0,55 x (84x4) x 2400 =  243936 kg Dinding (3,5.48+(6,5x28))x 4 x 250 =  350000 kg Platfond  48 x 28 x 11 =  14784 kg Spesi 48 x 28 x 21 =  28224kg Keramik  48 x 28 x 24 =  32256 Kg M/E 48 x 28 x 25 Beban Total  Lantai = = 33600 kg 1944584  kg
fundamental dasar
struktur adalah, T=T c = 0,5810 detik. Gaya Geser Dasar Seismik
Koefisien  respon  seismik, C s ditentukan dengan,
Ie R S Cs DS 
dimana S DS =  parameter  percepatan  spektrum  respons desain perioda pendek (0,495 g). R = faktor modifikasi respons ( R X = R Y = 8,0) Ie = faktor keutamaan gempa ( Ie= 1,50)
   
                   
            Ie R T S C Ie R S C Ie S C D s DS s DS s 1 ) 01 , 0 . . 044 , 0 ( 0326 , 0 ) 50 , 1 )( 495 , 0 ( 044 , 0 01 , 0 . . 044 , 0 max     Ie S C DS 0412 , 0 50 , 1 8 495 , 0 118 , 0 50 , 1 8 5810 , 0 368 , 0 1 min                   Ie R S Cs Ie R T S C DS D sehingga,
Cs min <Cs<Cs max 0,0326 < 0,0412 < 0,118 jadi besar gaya geser di dasar struktur adalah:
kN 836 , 2133 ton 383 , 213 ) 216 , 5179 ( 0412 , 0 .
    V V W
Cs V
Gaya gempa lateral ( F x ) yang timbul di semua tingkat harus ditentukan berdasarkan:
- untuk  struktur  dengan  periode T≤ 0,5 detik, k= 1 - untuk  struktur  dengan  periode T≥ 2,5 detik, maka k= 2
- untuk  struktur  dengan  periode  0,5 ≤T≤ 2,5 detik, k harus  sebesar  2  atau  ditentukan dengan interpolasi linier antara 1 dan 2.
Jika T= 0,581  detik,  maka  nilai k diperoleh  sebesar k= 1,04  yang  dimanipulasi dengan  cara  interpolasi.  Perhitungan  beban gempa ditampilkan dalam Tabel 3 berikut.
Tabel 3. Perhitungan beban gempa.

## Beban gempa arah X
Beban gempa arah Y

## PENUTUP
Dimensi kolom utama 550 mm  550 mm, balok  utama  350  mm  650  mm  dan  dengan periode  fundamental  1  detik  adalah  0,581 detik.  Struktur  menghasilkan  gaya  geser  pada arah X pada  lantai  sebesar  3,85  kN  dan  pada arah Y sebesar 57,23 kN ketika terjadi periode getar gempa selama 1 detik.

## DAFTAR PUSTAKA
Soelarso,  Baehaki,  F.D.  Subhan,  “Analisis Struktur Beton Bertulang SRPMK Terhadap  Beban  Gempa  Statik  dan Dinamik  dengan  Peraturan  SNI  1726
2012,” Jurnal Fondasi, Vol 4 No 2, pp 1-
7, 2015.
R.  Fauziah,  “Studi  Perbandingan  Beban Gempa  Statik  Ekuivalen  dan  Dinamik Time  history  pada  Gedung  Bertingkat  di Yogyakarta,” Jurnal  Ilmiah  Semesta Teknik , vol 18 No 2, pp. 190-199, 2015.
Widodo,  “Respon  Dinamik  Struktur  Elastik.,” UII Press . Yogyakarta, 2001.
N.  Safira,  S.  Sebayang,  and  M.  Helmi, “Analisis  Pengaruh  Beban  Gempa  pada Gedung Tiga Lantai Menggunakan
Lantai ke- i h i (m ) h i k W i (kN) W i . h i k (kN m) F i x-y (kN ) Untuk tiap portal 1/ 4 F ix 1/6 F iy 3 1 2 13 ,2 5 1587,0 21027 ,7 343,4 3 85,8 5 57, 23 2 8 8, 69 1647,5 14316 ,7 233,8 2 58,4 5 38, 97 1 4 4, 22 1944,5 8205, 79 134,0 2 33,0 5 22, 33 ∑ 5179,2 43550 ,19
Metode  Statik    Ekuivalen,” JRSDD ,  Vol.
6, No. 3, pp 273 – 282, 2018.
Standar  SNI  03  1726:2012,  “Tata  cara perencanaan  ketahanan  gempa  untuk struktur  bangunan  gedung  dan  non gedung,” Badan  Standardisasi  Nasional BSN , Jakarta, 2012.
R.R. Latuheru, and R. Prasojo, “Analisa Statik
Dan  Dinamik  Gedung  8  Lantai,” Jurnal Tugas  Akhir  Mahasiswa  Jurusan  Teknik Sipil,  Universitas  17  Agustus  1945 , Jakarta.