Tag: analisis gempa

Respon Struktur Terhadap Gempa

Respon Struktur Terhadap Gempa

Artikel·

Idealisasi respon struktur terhadap beban gempa berupa kurva kapasitas struktur, yaitu kurva hubungan gaya dan perpindahan (displacement) selama respon struktur. Dalam idealisasi respon struktur ada 2 (dua) pendekatan yang digunakan, yaitu:

  1. Pendekatan berbasis perpindahan (equal displacement principle)
  2. Pendekatan berbasis gaya (equal force principle)

Respon Struktur Terhadap Gempa

Gedung Alto Rio yang kolaps pada Gempa Bumi Februari 2010
Pict source: elnuevodiario(.)com(.)ni/internacionales/69226-chile-menos-708-muertos-sismo/

Mengapa idealisasi kurva kapasitas kritis untuk desain: Kurva kapasitas menggambarkan perilaku struktur dari elastis hingga inelastis saat gempa. Tanpa idealisasi yang akurat, estimasi kapasitas dan daktilitas struktur tidak dapat dipercaya. Risiko: desain berbasis asumsi perilaku yang salah menyebabkan struktur underestimate (kurang aman) atau overestimate (tidak ekonomis). Pada contoh Gedung Alto Rio di Chile 2010, kolaps terjadi karena perilaku inelastis struktur tidak dikontrol dengan baik—kurva kapasitas yang diidealisasi tidak sesuai dengan perilaku aktual saat gempa besar.

Dalam pendekatan pendekatan berbasis perpindahan jika struktur mempunyai periode panjang, maka displacement ductility yang terjadi pada sistem inelastic akan bernilai sama dengan R, atau  = R, dimana R factor reduksi gaya. Seperti pada gambar berikut:

 

Gambar idealisasi struktur pendekatan perpindahan (equal displacement approximation)

Implikasi untuk struktur periode panjang: Asumsi μ = R berlaku untuk struktur dengan periode alami panjang (T > periode puncak respons spektral). Keputusan desain: jika struktur Anda adalah gedung tinggi, jembatan cable-stayed, atau struktur fleksibel lainnya, perpindahan inelastis yang diperlukan dapat diestimasi langsung dari faktor reduksi gaya R. Ini menyederhanakan analisis dan memungkinkan estimasi kapasitas yang lebih akurat tanpa iterasi kompleks. Namun, jika periode dominan tidak jelas, verifikasi dengan analisis respons spektral diperlukan untuk menghindari kesalahan estimasi daktilitas.

Jika struktur mempunyai periode pendek, terutama yang periode alaminya sama atau lebih pendek daripada periode respon spekral puncak, maka displacement ductility yang terjadi pada sistem inelastic akan lebih besar dari nilai factor reduksi gaya, R. Seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

 

Gambar idealisasi struktur pendekatan gaya (equal force approximation)

Risiko desain untuk struktur periode pendek: Struktur dengan periode pendek mengalami daktilitas yang LEBIH BESAR daripada faktor reduksi gaya R. Ini berarti struktur harus mampu deformasi lebih jauh dari yang diprediksi R saja. Konsekuensi jika tidak dikontrol: struktur mungkin mengalami kerusakan lebih parah dari yang direncanakan, atau kapasitas penampang tidak cukup untuk menahan deformasi inelastis yang sebenarnya. Praktik lapangan menunjukkan banyak struktur pendek (gedung beton tahan gempa di area padat) mengalami kerusakan berlebihan saat gempa moderit karena daktilitas aktual tidak terprediksi dengan baik.

Sehingga hubungan antara R pada tingkat daktilitas dibedakan atas 3 (tiga) kondisi menurut periode efektif struktur sebagai berikut:

Struktur dengan periode pendek: R =(2-1)^0.5

Struktur dengan periode panjang: R =

Struktur dengan periode 0: R =1

Penerjemahan tiga kondisi periode untuk keputusan desain: Formula R di atas menunjukkan hubungan non-linier antara periode struktur dan kapasitas daktilitas yang diperlukan. Implikasi praktis: (1) untuk periode pendek, daktilitas meningkat secara non-linier (μ > R), memerlukan kontrol penampang lebih ketat; (2) untuk periode panjang, asumsi μ ≈ R menyederhanakan desain; (3) untuk periode nol (kaku), tidak ada amplifikasi perpindahan (μ = 1). Keputusan kritis saat awal desain: apakah periode efektif struktur Anda dekat dengan periode puncak respons spektral gempa lokal? Jika ya, validasi daktilitas dengan analisis non-linier iteratif diperlukan untuk memastikan kapasitas realistis

Untuk factor reduksi gaya, R, seperti yang tercantum dalam standar yang ada merupakan perkalian faktor reduksi gaya pada tingkat daktilitas dikalikan faktor kuat lebih sistem. R = R x 

Sedangkan nilai faktor pembesaran defleksi, Cd, ditentukan dengan perkalian displacement ductility dengan faktor kuat lebih sistem:

 

 

 

Catatan lapangan tentang faktor R dan Cd: Di praktik, faktor R dan Cd yang tercantum dalam SNI 1726 adalah nilai standar yang dikalibrasi untuk sistem struktur umum. Namun, untuk struktur dengan sistem penahan gempa non-standar (hybrid, friction damper, tuned mass damper), nilai R dan Cd mungkin perlu divalidasi atau disesuaikan melalui studi khusus. Risiko: penggunaan R dan Cd standar tanpa verifikasi pada sistem non-standar dapat menghasilkan estimasi kapasitas yang signifikan berbeda dari perilaku aktual. Pada proyek-proyek inovatif, konsultasi dengan spesialis dinamika struktur disarankan sebelum penetapan final R dan Cd.

REFERENSI

[1] Julián, C., Barrios, H., Astrid, R.F., Analysis of the Earthquake-Resistant Design Approach for Buildings in Mexico, Ingeniería Investigación y Tecnología, volumen XV (número 1), enero-marzo 2014: 151-162

[2] SNI 1726:2012, 2012, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung, Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.

Penulis: Dr. Ir Heri Khoeri, MT

Artikel ini merupakan bagian ke empat dari 5 tulisan berkaitan konsep desain struktur tahan gempa. Berikut urutan tulisan selengkapnya :

  1. Perkembangan Konsep Desain Struktur Tahan Gempa
  2. Disain Struktur Tahan Gempa Berbasis Kinerja (Performance Based Seismic Design)
  3. Konsep Disain Struktur Tahan Gempa Berbasis Perpindahan (Direct Displacement Based Design)
  4. Respon Struktur Terhadap Gempa
  5. Idealisasi Respon Struktur Terhadap Gempa Menurut Sni-1726-2012

Konsultasi Analisis Respon dan Idealisasi Kapasitas Struktur Tahan Gempa

Idealisasi kurva kapasitas dan parameter daktilitas (μ, R, Cd) adalah fondasi untuk estimasi akurat kapasitas struktur terhadap gempa. Kesalahan dalam idealisasi menyebabkan desain yang tidak realistis—baik underdisign (risiko keamanan) maupun overdisign (inefisiensi biaya).

Tim struktur kami melakukan analisis respon struktur yang komprehensif, termasuk: verifikasi periode efektif terhadap spektral respons lokal, validasi kurva kapasitas dengan perilaku non-linier iteratif, dan penentuan faktor daktilitas dan reduksi gaya yang realistis untuk sistem penahan gempa spesifik Anda. Untuk struktur non-standar atau sistem inovatif, kami melakukan studi khusus untuk memastikan parameter desain konsisten dengan standar dan perilaku aktual.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Analisis Respon Struktur Gempa

Gelombang Cinta (Love Wave)

Gelombang Cinta (Love Wave)

Artikel·

Gelombang Love merupakan komponen gempa yang sering diabaikan dalam desain struktur. Padahal karakter getarannya relatif panjang, amplitudonya besar, dan efeknya makin kuat di tanah lunak. Kombinasi ini yang sering bikin struktur fleksibel rusak lebih dulu. Memahami perilaku Love wave di kondisi geologi lokal Anda adalah kunci untuk menentukan respons spektrum desain yang akurat dan menghindari resonansi struktural yang berbahaya.

Gelombang Cinta (Love Wave)

Pengertian Utama Gelombang Love adalah gelombang permukaan (gelombang S) yang menjalar dalam bentuk gelombang transversal (penjalarannya paralel dengan permukaannya) [1]. Nama Love diberikan untuk menghormati Augustus Edward Hough Love (1863-1940), matematikawan asal Oxford. Beliau dianugrahi Adam prize setelah menemukan model gelombang permukaan jenis ini.

Gambar 7 Ilustrasi gerak gelombang love (2)

Gelombang love ada juga yang memberi simbol LQ yang merupakan singkatan dari Long karena gelombang permukaan mempunyai sifat periode panjang dan Q adalah singkatan dari Querwellen, yaitu nama lain dari Love seorang Jerman yang menemukan gelombang ini. Gelombang LQ menjalar sepanjang permukaan bebas dari bumi atau lapisan batas diskontinuitas antara kerak dan mantel bumi.

Amplitudo gelombang LQ yang terbesar ada di permukaan dan mengecil secara eksponensial terhadap kedalaman. Dengan demikian pada gempa‐gempabumi dangkal amplitudo gelombang permukaann akan mendominasi.

Implikasi praktis: Amplitudo besar di permukaan berarti struktur yang duduk langsung di atas tanah akan mengalami gaya inersial horizontal yang signifikan dari Love wave. Struktur bertingkat tinggi dengan periode natural panjang (fleksibel) sangat rentan terhadap Love wave karena periode panjang Love wave dapat beresonansi dengan periode natural struktur. Jika struktur Anda berlokasi di area dengan tanah aluvial atau lembek, amplifikasi Love wave akan lebih kuat lagi, meningkatkan risiko kerusakan.

Dari hasil pengamatan gelombang permukaan ini diperoleh dua ketentuan utama baru yang menunjukkan bahwa bagian bumi berlapis-lapis dan tidak homogen. Ditemukan juga adanya perubahan dispersi kecepatan (velocity dispersion).

Karakteristik dispersi dan risiko: Dispersi kecepatan berarti gelombang dengan periode berbeda tiba di lokasi yang sama pada waktu berbeda, memperpanjang durasi getaran. Gempa yang sama dapat menyebabkan getaran di satu lokasi selama 10 detik atau 30 detik tergantung dispersi gelombang dan kondisi geologi lapisan. Durasi getaran yang lebih panjang meningkatkan energi yang masuk ke struktur dan risiko akumulasi kerusakan (fatigue). Investigasi karakteristik dispersi lokal menjadi wajib saat mendesain struktur di daerah rawan gempa untuk menentukan durasi desain yang realistis.

Fakta menyebutkan bahwa gelombang L tidak dapat menjalar pada permukaan suatu media yang kecepatannya naik terhadap kedalaman. Oleh karena itu, gelombang L dan R tidak datang bersama‐sama pada suatu stasiun, tetapi gelombang yang mempunyai periode lebih panjang akan datang lebih dahulu. Dengan kata lain gelombang yang panjang periodenya mempunyai kecepatan yang tinggi.

Gelombang seismik akan menjalar lebih cepat pada lapisan yang mempunyai nilai kecepatan lebih besar. Perbedaan lapisan bisa ditentukan juga dengan struktur batuan. Struktur batuan sungai (aluvial) atau cenderung lembek mempunyai tingkat amplifikasi gelombang permukaan cukup tinggi sehingga akan menimbulkan dampak getaran lebih kuat sekalipun lokasi kerusakan cukup jauh dari sumber gempa [3].

Amplifikasi geologi lokal—keputusan kritial: Tanah aluvial (sungai, lembek) mengamplifikasi Love wave hingga 3-5 kali lipat dibanding tanah keras atau batuan. Ini berarti struktur di daerah aluvial mengalami getaran 3-5 kali lebih kuat daripada estimasi awal dari data gempa regional. Konsekuensi: desain struktur di daerah aluvial tidak boleh menggunakan respons spektrum SNI 1726 standar, tapi harus dikalibrasi dengan investigasi geologi lokal untuk mengetahui faktor amplifikasi aktual. Jika Anda tidak melakukan investigasi ini, struktur Anda berisiko underdesign dan gagal saat gempa.

Gambar Ilustrasi dampak permbatan gelombang gempa love

Kesimpulan dan series context: Love wave adalah gelombang permukaan terakhir dalam series edukasi gempa ini (artikel #11). Pemahaman lengkap tentang karakteristik Love wave—periode panjang, amplifikasi pada tanah lunak, dan durasi getaran panjang—melengkapi pemahaman Anda tentang semua tipe gelombang gempa (P-wave artikel #8, S-wave artikel #9, Rayleigh wave artikel #10). Dengan pengetahuan ini, Anda sekarang memahami mengapa desain tahan gempa harus mempertimbangkan respons spektrum lokal, investigasi geologi, dan periode natural struktur secara terintegrasi. Keputusan desain struktur tahan gempa harus berbasis pemahaman mendalam tentang karakteristik gelombang lokal, bukan hanya kepatuhan norma SNI 1726 secara generik.

REFERENSI 

[1] Gadallah, M.R. and Fisher, R., 2009. Exploration Geophysics. Springer, Berlin.

[2] Andrei, M., 2009. Invisibility cloak to give buildings protection against earthquakes, in Geology, Inventions, World Problems

[3] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempabumi Edisi Populer

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang gelombang gempa dan desain struktur tahan gempa, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan Magnitudo Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Investigasi Geologi dan Amplifikasi Lokal untuk Desain Struktur

Karakteristik Love wave dan amplifikasi geologi lokal di tanah aluvial atau lembek menentukan respons spektrum desain yang akurat. Struktur di daerah dengan tanah lunak dapat mengalami amplifikasi getaran 3-5 kali lipat, meningkatkan risiko underdesign jika hanya menggunakan standar SNI 1726 generik. Tim struktur kami dapat melakukan investigasi geologi dan seismik lokal, menganalisis faktor amplifikasi tanah, dan mengembangkan respons spektrum desain yang dikalibrasi dengan kondisi spesifik lokasi proyek Anda.

Layanan mencakup: survei geologi dan investigasi kecepatan gelombang lokal, analisis amplifikasi tanah berdasarkan profil stratigrafi, pembuatan respons spektrum lokal yang terkalibasi, dan evaluasi periode natural struktur untuk menghindari resonansi dengan Love wave dominan di lokasi Anda.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Investigasi Geologi Lokal dan Amplifikasi

Rayleigh Wave

Rayleigh Wave

Artikel·

Rayleigh wave adalah gelombang permukaan yang paling dominan dalam gempa dangkal dan sering menjadi penyebab kerusakan utama pada struktur. Memahami karakteristik Rayleigh wave—amplitudo besar di permukaan, periode panjang, amplifikasi pada tanah lunak, dan dispersi kecepatan—adalah kunci untuk menentukan respons spektrum desain yang akurat dan menghindari underestimate hazard gempa lokal Anda.

Gelombang Rayleigh atau groundroll adalah gelombang yang menjalar di permukaan bumi dengan pergerakan partikelnya menyerupai ellip. Karena menjalar di permukaan, amplitudo gelombang rayleigh akan berkurang dengan bertambahaya kedalaman. Didalam rekaman seismik, gelombang Rayleigh dicirikan dengan amplitudonya yang besar dan dicirikan dengan frekuensi rendah.

Rayleigh Wave

Gelombang Rayleigh menjalar sepanjang permukaan bebas dari bumi atau lapisan batas diskontinuitas antara kerak dan mantel bumi. Amplitudo gelombang Rayleigh adalah yang terbesar pada permukaan dan mengecil secara eksponensial terhadap kedalaman. Dengan demikian pada gempa‐gempa dangkal amplitudo gelombang permukaan akan mendominasi.

Implikasi amplitudo di permukaan: Amplitudo Rayleigh yang besar di permukaan berarti gaya inersial horizontal dan vertikal yang bekerja pada fondasi struktur akan signifikan. Gerak partikel elips menyebabkan kombinasi gerakan vertikal dan horizontal secara bersamaan, menciptakan torsi dan momen pada struktur. Struktur yang didesain hanya untuk beban lateral horizontal (tanpa mempertimbangkan gerakan vertikal simultan) akan mengalami kerusakan uang tidak terduga. Jika struktur Anda berlokasi di atas tanah aluvial atau lembek, amplifikasi Rayleigh dapat mencapai 3-5 kali, meningkatkan risiko kerusakan jauh melebihi estimasi standar SNI 1726.

Dari hasil pengamatan gelombang permukaan ini diperoleh dua ketentuan utama baru yang menunjukkan bahwa bagian bumi berlapis-lapis dan tidak homogen. Ditemukan juga adanya perubahan dispersi kecepatan (velocity dispersion). Fakta menyebutkan bahwa gelombang L (gelombang permukaan) tidak dapat menjalar pada permukaan suatu media yang kecepatannya naik terhadap kedalaman. Oleh karena itu, gelombang L (Love) dan R (Rayleigh) tidak datang bersama‐sama pada suatu stasiun, tetapi gelombang yang mempunyai periode lebih panjang akan datang lebih dahulu. Dengan kata lain gelombang yang panjang periodenya mempunyai kecepatan yang tinggi.

Karakteristik dispersi—kontrol durasi dan risiko: Dispersi kecepatan berarti gelombang Rayleigh dengan periode pendek dan panjang tiba pada waktu berbeda, memperpanjang durasi gempa di lokasi Anda. Gempa yang sama dapat menyebabkan getaran Rayleigh selama 15 detik di satu lokasi atau 40 detik di lokasi lain tergantung kondisi geologi. Durasi getaran yang lebih panjang mengakumulasi energi lebih banyak ke struktur dan meningkatkan risiko fatigue (kelelahan material). Jika struktur Anda didesain untuk durasi standar SNI (misalnya 10 detik), tapi durasi aktual Rayleigh lokal mencapai 35 detik, struktur Anda berisiko accumulative damage melebihi kapasitas.

Gelombang seismik akan menjalar lebih cepat pada lapisan yang mempunyai nilai kecepatan lebih besar. Perbedaan lapisan bisa ditentukan juga dengan struktur batuan. Struktur batuan sungai (aluvial) atau cenderung lembek mempunyai tingkat amplifikasi gelombang
permukaan cukup tinggi sehingga akan menimbulkan dampak getaran lebih kuat sekalipun lokasi kerusakan cukup jauh dari sumber gempa. [2]

Amplifikasi aluvial—risiko lokal tinggi: Tanah aluvial mengamplifikasi Rayleigh wave hingga 5 kali lipat, berarti struktur di daerah aluvial mengalami getaran 5 kali lebih kuat dari PGA yang diprediksi SNI 1726 standar. Lebih berbahaya lagi, amplifikasi ini terjadi di daerah yang jauh dari epicenter. Gempa magnitudo 7 di Sumatra dapat mengamplifikasi Rayleigh wave di Jakarta (daerah aluvial) hingga mencapai level kerusakan moderat-berat, meskipun Jakarta berjarak ratusan km dari epicenter. Konsekuensi: jika struktur Anda di daerah aluvial (DKI Jakarta, Surabaya, Medan, dll) hanya didesain berdasarkan data gempa regional, struktur Anda pasti underdesign. Investigasi amplifikasi lokal menjadi wajib dalam penentuan parameter desain.

Ilustrasi dampak permbatan gelombang gempa rayleigh

Kesimpulan dan implikasi untuk desain terintegrasi: Rayleigh wave (artikel #10) adalah gelombang permukaan kedua dalam series, sebelum Love wave (artikel #11). Pemahaman lengkap tentang Rayleigh wave—amplitudo besar, dispersi kecepatan, amplifikasi aluvial—melengkapi pemahaman Anda tentang semua tipe gelombang gempa. Dari artikel #8 (P-wave), #9 (S-wave), #10 (Rayleigh), hingga #11 (Love), Anda sekarang memahami mengapa desain struktur tahan gempa tidak bisa menggunakan parameter standar universal. Setiap lokasi memiliki karakteristik gelombang lokal yang unik (amplifikasi berbeda, durasi berbeda, frekuensi dominan berbeda). Keputusan desain struktur harus berbasis investigasi hazard gempa lokal yang komprehensif, bukan hanya kepatuhan norma SNI 1726 secara mekanis.

REFERENSI
[1] Ettwein.V and Maslin.M. 2011. Physical Geography: Fundamentals Of The Physical Environment. London : University of London International Programmes
[2] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempabumi Edisi Populer

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang Rayleigh wave dan desain struktur tahan gempa, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Analisis Amplifikasi Rayleigh Wave dan Durasi Getaran Lokal

Rayleigh wave dapat diamplifikasi hingga 5 kali lipat pada tanah aluvial, dan durasi getaran dapat mencapai 40+ detik tergantung dispersi kecepatan lokal. Jika struktur Anda berlokasi di daerah aluvial atau dekat sumber gempa, desain berbasis parameter SNI 1726 standar saja tidak cukup—Anda memerlukan analisis amplifikasi Rayleigh wave lokal dan durasi getaran aktual untuk menghindari underdesign. Tim struktur kami dapat melakukan investigasi geologi, analisis dispersi gelombang Rayleigh, estimasi faktor amplifikasi tanah, dan penentuan durasi getaran yang terkalibasi dengan kondisi lokal Anda.

Konsultasi mencakup: survei geologi dan geoteknik lokal, pembuatan model propagasi Rayleigh wave di profil stratigrafi Anda, analisis amplifikasi tanah per frekuensi, estimasi durasi getaran, dan rekomendasi parameter desain yang mengakomodasi karakteristik Rayleigh wave lokal.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Amplifikasi Rayleigh Wave Lokal

Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-wave)

Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-wave)

Artikel·

Gelombang sekunder (S-wave) adalah komponen gempa yang paling merusak struktur bangunan. Memahami karakteristik S-wave—arah perambatan, kecepatan, dan pola gerakannya—adalah fondasi untuk mengerti bagaimana gempa menyebabkan kerusakan konkrit di lapangan. Karakteristik ini langsung mempengaruhi persyaratan desain struktur tahan gempa yang akan dijelaskan di artikel-artikel berikutnya dalam series.

Implikasi praktis: Dua komponen S-wave ini menjelaskan mengapa gempa menyebabkan kerusakan multi-direktional. Gelombang SH mendorong struktur secara horizontal (dapat memutarkan kolom, merekah dinding), sementara SV mendorong secara vertikal (dapat melepas sambungan, runtuhkan lantai). Pendesain struktur harus mempertimbangkan kedua arah ini secara simultan dalam perhitungan gaya gempa.

Gelombang sekunder S merupakan gelombang transversal atau shear, gerakan partikelnya terletak pada suatu bidang yang tegak lurus dengan arah penjalarannya. Gelombang ini hanya dapat menjalar melalui medium padat karena medium cair dan gas tidak punya daya elasitas untuk kembali ke bentuk asal. Gelombang S terdiri dari dua komponen, yaitu gelombang SH dengan gerakan partikel horizontal dan gelombang SV dengan gerakan partikel vertikal [1].

Gelombang P mampu menembus lapisan inti bumi sedangkan gelombang S tidak bisa dikarenakan sifatnya yang tak bisa menembus media cair pada inti bumi. Seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)

Gambar Ilustrasi Perambatan gelombang gempa bumi melalui bagian dalam bumi dengan tanpa melewati daerah Zona bayangan (Shadow Zone)

Kecepatan gelombang seismik bertambah dengan kedalaman, maka lintasan gelombang seismik akan berbentuk lengkungan cekung ke permukaan bumi. Kecepatan gelombang S (Vs) tergantung dari konstanta Lamda (), rigiditas (), dan densitas () medium yang dilalui, seperti pada table berikut:

Tabel Harga dari konstanta elastis, densitas batuan, Poisson’s ratio, kecepatan seismik untuk beberapa material sedimen dengan umur geologi berbeda. Harga granit sebanding dengan harga tekanan 200 Mpa pada kedalaman 8 km, basalt 600 Mpa pada kedalaman 30 km [2]

Catatan lapangan: Variasi kecepatan S-wave di berbagai material menunjukkan bahwa lokasi proyek dengan kondisi geologi berbeda akan mengalami percepatan gempa (ground acceleration) yang berbeda. Ini adalah alasan mengapa investigasi geologi lokal—bukan hanya data gempa regional—wajib dilakukan saat tahap studi kelayakan proyek.

Gelombang sekunder (S) memiliki kecepatan yang lebih rendah dibandingkan dengan gelombang primer, sehingga terdeteksi oleh seismograf setelah gelombang primer. Menurut Poisson kecepatan gelombang P mempunyai kelipatan dari kecepatan gelombang S. Kecepatan gelombang S adalah 3-4 km/s di kerak bumi, lebih besar dari 4,5 km/s di dalam mantel bumi, dan 2,5-3 km/s di dalam inti bumi. Kecepatan gelombang S dapat di tunjukkan dengan persamaan berikut ini [3]:

Dengan Vs adalah kecepatan gelombang S (m/s), µ adalah modulus geser (N/m2),dan ρ adalah kerapatan material yang dilalui gelombang (kg/m3).

Untuk keputusan desain: Rumus di atas menunjukkan bahwa kecepatan S-wave sangat tergantung pada kekakuan material (µ). Material yang lebih kaku (seperti batuan, bukan tanah lunak) akan mentransmisikan gelombang S lebih cepat. Ini berarti gempa akan tiba lebih cepat dan dengan energi lebih tinggi di lokasi dengan fondasi di atas batuan dasar dibanding di atas tanah lembut. Konsekuensi: struktur di lokasi berbeda memerlukan margin keselamatan (safety factor) yang berbeda dalam perhitungan gaya gempa.

Ilustrasi gelombang S seperti ditunjukkan oleh gambar berikut:

Gambar Ilustrasi Gerak Gelombang Gempa Sekunder (S)

Di bandingkan dengan gelombang P, gelombang S inilah yang paling merusak.Gelombang ini mampu mendorong lapisan tanah ke beberapa sisi dan membuatnya merekah.

Ilustrasi Gerak Gelombang Gempa Sekunder dapat menyebabkan tanah bergoyang ke atas ke bawah dan ke samping

Mengapa S-wave paling merusak: Gerakan dorong multi-direktional (horizontal SH dan vertikal SV secara bersamaan) menyebabkan distorsi sudut pada elemen struktur. Elemen yang dirancang hanya untuk beban vertikal (seperti kolom tradisional tanpa pengikat transversal) akan gagal saat S-wave datang. Itulah mengapa standar SNI 1726 mewajibkan desain struktur mempertimbangkan gaya geser S-wave, bukan hanya beban vertikal. Keputusan desain struktur tahan gempa harus didasarkan pada karakteristik S-wave di lokasi spesifik Anda, bukan asumsi umum.

Lanjutan dalam series: Artikel ini (#9) menjelaskan mekanisme S-wave sebagai dasar untuk memahami mengapa dampak gempa berbeda-beda di lokasi yang sama (akan dijelaskan di artikel #10 tentang Rayleigh Wave, dan lebih detail di artikel #5 tentang Faktor yang Mempengaruhi Dampak Gempa). Pemahaman S-wave juga merupakan dasar untuk artikel tentang desain respons spektrum dan perhitungan gaya gempa dalam standar SNI 1726.

REFERENSI 

[1] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempa bumi Edisi Populer

[2] NMSOP, 2002, New Manual of Seismological Observatory Practice, revised version, electronically published 2009.

[3] Kayal, J.R. (2008). Earthquakes and Seismic Waves of Microearthquake Seismology And Seismotectonics Of South Asia. New Mexico: Springer.

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang gelombang gempa bumi, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Desain Struktur Tahan Gempa Berdasarkan Karakteristik Lokal

Pemahaman karakteristik gelombang gempa di lokasi spesifik—termasuk S-wave dan percepatan tanah lokal—adalah fondasi untuk desain struktur yang tepat. Jika Anda sedang merencanakan bangunan baru atau mengevaluasi kecukupan struktur existing dalam menghadapi beban gempa lokal, tim struktur kami dapat membantu menganalisis karakteristik seismik lokal dan menerjemahkannya ke persyaratan desain yang sesuai SNI 1726.

Pendampingan mencakup: investigasi geologi dan seismik lokal, analisis respons spektrum berdasarkan karakteristik gelombang lokal, penentuan parameter gaya gempa, dan telaah rasionalitas sistem penahan gaya gempa untuk kebutuhan proyek Anda.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Desain Struktur Tahan Gempa

Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)

Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)

Artikel·

Gelombang primer P merupakan gelombang longitudinal atau gelombang kompresional, gerakan partikelnya sejajar dengan arah perambatannya. Gelombang primer P merupakan Gelombang bodi menjalar melalui bagian dalam bumi dan biasa disebut free wave karena dapat menjalar ke segala arah di dalam bumi [1].

Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)

Mengapa Kecepatan Gelombang P Penting untuk Desain Struktur

Gelombang P adalah gelombang seismik yang paling cepat dan pertama kali tiba di lokasi gempa. Kecepatan tinggi ini berarti energi gempa tiba dengan delay waktu minimal, menghasilkan akselerasi tanah yang tajam di permukaan. Dalam desain struktur tahan gempa, pemahaman tentang karakteristik gelombang P (kecepatan, atenuasi, frekuensi dominan) mempengaruhi parameter desain: percepatan puncak tanah (PGA), respon spektrum desain, dan periode alami struktur yang kritis untuk resonansi.

Jika karakteristik gelombang P lokal tidak dipertimbangkan, estimasi gaya gempa desain bisa tidak sesuai kondisi aktual → risiko under-design atau over-design struktur. Pemahaman penjalaran gelombang P melalui lapisan bumi juga membantu engineer memperkirakan amplifikasi atau attenuasi gelombang berdasarkan kondisi geologi lokal.

Sifat penjalaran gelombang P yang langsung adalah bahwa gelombang ini akan menjadi hilang pada jarak lebih besar dari 130°, dan tidak terlihat sampai dengan jarak kurang dari 140°.

Hal tersebut disebabkan karena adanya inti bumi. Gelombang langsung P akan menyinggung permukaan inti bumi pada jarak 103° dan pada jarak yang akan mengenai inti bumi pada jarak 144°.

Gelombang P akan timbul kembali, yaitu gelombang yang menembus inti bumi dengan dua kali mengalami refraksi. Menghilangnya gelombang P pada jarak 103° memungkinkan untuk menghitung kedalaman lapisan inti bumi.

Gambar Ilustrasi Perambatan gelombang gempa bumi melalui bagian dalam bumi dengan tanpa melewati daerah Zona bayangan (Shadow Zone)

Guttenberg (1913) mendapatkan kedalaman inti bumi 2.900 km. Telah didapatkan pula bahwa batas mantel dengan inti bumi merupakan suatu diskontinuitas yang tajam.

Daerah antara 103° ‐ 144° disebut sebagai Shadow Zone, walaupun sebenarnya fase yang lemah dapat pula terlihat di daerah ini.
Walaupun gelombang bodi dapat menjalar ke segala arah di permukaan bumi, namun tetap tidak dapat menembus inti bumi sebagai gelombang transversal.

Keadaan ini membuktikan bahwa inti luar bumi berupa fluida. Untuk penelitian tetap diasumsikan keadaan homogen, yaitu bagian luar bumi dan inti bumi (dua media homogen yang berbeda).

Kadang ‐ kadang juga ditemui suatu fase yang kuat di daerah Shadow Zone sampai ke jarak kurang lebih 110°. Karena adanya fase inilah pada tahun 1930 ditemukan media lain, yaitu inti dalam.

Batas dari inti dalam ini terdapat pada kedalaman 5.100 km. Diperkirakan kecepatan gelombang seismik di inti dalam lebih tinggi daripada di inti luar. Untuk membedakan dan identifikasi, maka perlu pemberian nama untuk gelombang seismic yang melalui inti bumi luar dan dalam.

Kecepatan gelombang seismik bertambah dengan kedalaman, maka lintasan gelombang seismik akan berbentuk lengkungan cekung ke permukaan bumi. Seperti sudah dijelaskan di atas, kecepatan gelombang P (Vp) tergantung dari konstanta Lame (), rigiditas (), dan densitas () medium yang dilalui, seperti pada tabel berikut:

Tabel Harga dari konstanta elastis, densitas batuan, Poisson’s ratio, kecepatan seismik untuk beberapa material sedimen dengan umur geologi berbeda. Harga granit sebanding dengan harga tekanan 200 Mpa pada kedalaman 8 km, basalt 600 Mpa pada kedalaman 30 km [2]

Kecepatan Gelombang P di Lapisan Geologi Indonesia: Konteks Lokal

Gelombang primer (P) memiliki kecepatan paling tinggi di antara gelombang lainnya dan gelombang primer adalah gelombang yang pertama kali terdeteksi oleh seismograf. Kecepatan gelombang P antara 4–7 km/s di kerak bumi, lebih besar dari 8 km/s di dalam mantel dan inti bumi, lebih kurang 1,5 km/s didalam air dan lebih kurang 0,3 km/s di udara.

Kecepatan penjalaran gelombang P dapat ditulis dengan persamaan (Kayal, 2008) :

 

 

 

 

dengan adalah vp kecepatan gelombang P (m/s), k adalah modulus bulk (N/m2 ) , µ adalah modulus geser (N/m2 ), dan ρ adalah kerapatan material yang dilalui gelombang (kg/m3 ).

Gambar Ilustrasi Gerak Gelombang Gempa Primer (P)

 

Gambar 4 Ilustrasi gerakan bolak-balik yang dihasilkan saat gelombang P bergerak di sepanjang permukaan dapat menyebabkan tanah begelombang dan patah

Implikasi Gelombang P untuk Estimasi Parameter Desain Gempa

Dalam praktik desain struktur, karakteristik gelombang P diterjemahkan menjadi parameter teknis: akselerasi puncak tanah (PGA), yang merupakan output dari analisis seismoteknik lokal. Jika investigasi seismoteknik tidak mempertimbangkan atenuasi dan amplifikasi gelombang P spesifik lokasi (berdasarkan kecepatan gelombang P di lapisan geologi lokal), estimasi PGA bisa meleset → risiko under-design yang mengancam keselamatan atau over-design yang meningkatkan biaya konstruksi tidak perlu.

Pemahaman kecepatan gelombang P juga membantu dalam interpretasi data seismik lokal: dengan mengetahui Vp lapisan geologi, engineer dapat memperkirakan amplifikasi gelombang pada lapisan sedimen lembek → parameter penting untuk keputusan lokasi proyek dan sistem penahan gaya gempa yang tepat.

REFERENSI
[1] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempa bumi Edisi Populer
[2] NMSOP, 2002, New Manual of Seismological Observatory Practice, revised version, electronically published 2009.
[3] Kayal, J.R. (2008). Earthquakes and Seismic Waves of Microearthquake Seismology And Seismotectonics Of South Asia. New Mexico: Springer.

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang gelombang seismik dan dampaknya pada desain struktur, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Artikel Terkait dalam Series:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Investigasi Seismoteknik dan Analisis Kecepatan Gelombang untuk Parameter Desain Gempa

Kecepatan gelombang seismik (terutama gelombang P) di lapisan geologi lokal menentukan amplifikasi atau atenuasi gelombang gempa saat merambat ke permukaan. Estimasi yang akurat tentang parameter desain gempa (PGA, respon spektrum, gaya gempa nominal) memerlukan investigasi seismoteknik detail yang mengukur kecepatan gelombang P di lapisan geologi spesifik lokasi proyek.

Tim struktur kami membantu melakukan investigasi seismoteknik untuk: mengukur kecepatan gelombang P di lapisan kerak bumi lokal melalui survey geofisika, menganalisis karakteristik atenuasi dan amplifikasi gelombang berdasarkan kondisi geologi lokal, dan menterjemahkan data seismoteknik menjadi parameter desain gempa (PGA, respon spektrum) yang akurat sesuai SNI 1726:2012.

Layanan kami mencakup: survey geoteknik, analisis kecepatan gelombang P dan profil geologi bawah permukaan, evaluasi amplifikasi tanah pada lapisan sedimen, dan rekomendasi parameter desain gempa untuk kebutuhan proyek spesifik Anda.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Investigasi Seismoteknik & Parameter Desain Gempa

Gelombang Seismik

Gelombang Seismik

Artikel·

Gelombang seismik terdiri dari beberapa tipe yang menyebabkan kerusakan berbeda pada struktur. Memahami klasifikasi gelombang seismik—gelombang badan vs permukaan, kecepatan, frekuensi, dan amplitudo—adalah fondasi untuk mengerti bagaimana gempa menyebabkan kerusakan konkrit di lokasi Anda. Setiap tipe gelombang memerlukan persyaratan desain struktur yang berbeda sesuai karakteristiknya.

Gempa bumi menimbulkan gelombang elastis dimana energy dipancarkan dari sumber Gempa bumi ke permukaan bumi.
Masyarakat yang tinggal dekat dengan pusat gempa seperti di Yogyakarta sewaktu terjadinya peristiwa naas tahun 2006 itu, melihat gelombang seismik muncul ke permukaan seperti gulungan karpet berjalan [1].

Gelombang Seismik


Gelombang seismik adalah gelombang elastik yang menjalar ke seluruh bagian dalam bumi dan melalui permukaan bumi akibat adanya lapisan batuan yang patah secara tiba-tiba atau adanya ledakan. Gelombang utama Gempa bumi terdiri dari dua tipe yaitu gelombang badan (body wave) dan gelombang permukaan (surface wave) [2].

Dapat juga dianalogikan sebagai gelombang yang menjalar seperti pada suatu kolam air yang dijatuhkan di atasnya sebutir batu.
Air mengalami gangguan dan gelombangnya terpancar keluar dari pusat awalnya mencapai jarak terjauh kolam. Akan tetapi partikel air yang terganggu tersebut tak bergeser dalam arah pergerakan gelombang.

Implikasi untuk struktur: Dalam gempa, partikel tanah juga tidak bergeser mengikuti gelombang, melainkan berosilasi di tempat. Amplitudo dan frekuensi osilasi ini—terutama dari gelombang badan dan permukaan—menentukan gaya inersial yang bekerja pada struktur. Struktur yang tidak dirancang untuk beban dinamis osilasi ini akan mengalami kerusakan. Inilah mengapa desain tahan gempa harus mempertimbangkan amplitudo dan frekuensi dominan gelombang di lokasi proyek.

Gelombang seismik merambat dalam lapisan bumi sesuai dengan prinsip yang berlaku pada perambatan gelombang cahaya: pembiasan dengan koefisien bias, pemantulan dengan koefisien pantul, hukum‐hukum Fermat, Huygens, Snellius, dan lain‐lain.

Ilustrasi jenis pergerakan gerakan gelombang seismik di lapisan dan permukaan bumi
Gambar Ilustrasi jenis pergerakan gerakan gelombang seismik di lapisan dan permukaan bumi [2]
1. Gelombang Badan (Body Wave)
Gelombang badan adalah gelombang yang menjalar melalui bagian dalam permukaan bumi dan bisa disebut free wave karena dapat menjalar ke segala arah di dalam bumi. Gelombang ini dibedakan menjadi dua yaitu gelombang primer dan gelombang skunder
a. Gelombang Primer
b. Gelombang Sekunder

Catatan desain: Gelombang badan tiba lebih awal (P-wave berkecepatan ~6 km/s, S-wave ~3-4 km/s), memberikan waktu singkat untuk respons inersial struktur. S-wave (lebih merusak) tiba sesudah P-wave dengan amplitudo lebih besar. Durasi gempa dan durasi osilasi gelombang badan berbeda-beda tergantung kedalaman hiposenter dan jarak epicenter. Investigasi lokasi gempa lokal (gempa dangkal vs dalam) menentukan durasi getaran yang harus dipertimbangkan dalam desain.

2. Gelombang permukaan (Surface Wave)
Gelombang permukaan merupakan salah satu gelombang seismik selain gelombang badan. Gelombang ini ada pada batas permukaan medium. Berdasarkan pada sifat gerakan partikel media elastik, gelombang permukaan merupakan gelombang yang kompleks dengan frekuensi yang rendah dan amplitudo yang besar, yang menjalar akibat adanya efek free survace dimana terdapat perbedaan sifat elastik.
Jenis dari gelombang permukaan ada dua yaitu gelombang Rayleigh dan gelombang Love.
a. Rayleigh Wave
b. Love Wave

Karakteristik dan risiko gelombang permukaan: Gelombang permukaan memiliki amplitudo besar dan frekuensi rendah (periode panjang), tiba terakhir setelah gelombang badan, dan menyebabkan getaran permukaan tanah yang terlihat jelas (seperti gulungan karpet). Periode panjang gelombang permukaan dapat beresonansi dengan struktur bertingkat yang fleksibel (periode natural panjang), menyebabkan kerusakan besar meskipun amplitudo percepatan tidak terlalu tinggi. Inilah alasan mengapa analisis respons spektrum dan periode natural struktur penting dalam desain tahan gempa. Artikel berikutnya akan menjelaskan karakteristik detail dari P-wave (artikel #8), S-wave (artikel #9), Rayleigh Wave (artikel #10), dan Love Wave (artikel #11).

REFERENSI
[1] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempa bumi Edisi Populer
[2] Kayal, J.R. (2008). Earthquakes and Seismic Waves of Microearthquake Seismology And Seismotectonics Of South Asia. New Mexico: Springer.
[3] Kato, K., Introduction to Strong Motion and Seismic Hazard, Kajima Corporation, Presentation for IISEE Lecture, Japan, 2006.

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang gelombang seismik dan dampaknya terhadap desain struktur, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Analisis Respons Spektrum dan Periode Natural Struktur

Karakteristik gelombang seismik di lokasi proyek—terutama frekuensi dominan, amplitudo, dan durasi getaran—menentukan respons dinamis struktur Anda. Jika struktur bertingkat Anda memiliki periode natural yang beresonansi dengan gelombang permukaan lokal, kerusakan dapat terjadi meskipun percepatan tanah tidak tinggi. Tim struktur kami dapat melakukan analisis respons spektrum berdasarkan karakteristik gelombang seismik lokal dan mengevaluasi kesesuaian periode natural struktur untuk kondisi gempa spesifik lokasi proyek Anda.

Konsultasi mencakup: pengumpulan data gelombang seismik lokal, pembuatan respons spektrum desain berdasarkan SNI 1726, analisis periode natural struktur, dan evaluasi keselarasan antara periode struktur dan frekuensi dominan gelombang lokal.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Analisis Respons Spektrum Lokal

Jenis Gempa Bumi

Jenis Gempa Bumi

Artikel·

Kedalaman hiposenter gempa menentukan dampak dan persyaratan desain struktur yang berbeda. Gempa dangkal menyebabkan kerusakan lebih besar dengan jangkauan luas, sementara gempa dalam menimbulkan efek minimal. Klasifikasi ini kritis untuk memahami risiko seismik lokasi proyek Anda dan menentukan parameter desain struktur yang sesuai standar SNI 1726.

Berdasarkan kedalaman hiposenternya, Gempa Bumi dapat dibedakan dalam 3 jenis, yaitu:

Souce Pict : What happens at tectonic plate boundaries? in slideplayer_com, in slide: 5712505

a. Gempa bumi Dangkal

Gempa bumi dangkal adalah gempa bumi yang hiposenternya berada kurang dari 50 km dari permukaan bumi. Di Indonesia Gempa bumi dangkal letaknya terpencar di sepanjang sesar aktif dan patahan aktif. Gempa ini menimbulkan kerusakan besar dan semakin dangkal tempat terjadinya maka kerusakan semakin besar.

Gambar Ilustrasi Gempa bumi dangkal

Gempa bumi dangkal menimbulkan efek goncangan dan kehancuran yang lebih dahsyat dibanding gempa bumi dalam. Ini karena sumber gempa bumi lebih dekat ke permukaan bumi sehingga energi gelombangnya lebih besar. Karena pelemahan energi gelombang akibat perbedaan jarak sumber ke permukaan relatif kecil [2].

Implikasi untuk desain struktur: Gempa dangkal di Indonesia—terutama di Sumatra, Jawa, dan Nusa Tenggara—memerlukan sistem penahan gaya gempa yang kuat. Percepatan tanah (PGA) dari gempa dangkal bisa mencapai 0,7-1,0g tergantung lokasi dan magnitudo. Struktur di daerah rawan gempa dangkal harus didesain dengan faktor amplifikasi lebih tinggi dan detail sambungan yang ketat untuk menahan gerakan lateral multi-arah. Jika lokasi proyek Anda berada di dekat sesar aktif (zona gempa dangkal), investigasi hazard gempa lokal menjadi wajib sebelum menentukan parameter desain.

b. Gempa bumi Menengah

Gempa bumi menengah adalah gempa bumi yang hiposenternya berada antara 50 km–300 km di bawah permukaan bumi. Di Indonesia Gempa bumi ini terbentang sepanjang Sumatra sebelah Barat, Jawa sebelah Selatan, selanjutnya Nusa Tenggara antara Sumbawa dan Maluku, sepanjang Teluk Tomini, dan Laut Maluku sampai Filipina. Gempa ini dengan focus kurang dari 150 km dibawah permukaan bumi masih dapat menimbulkan kerusakan.

Risiko praktis: Gempa menengah dengan hiposenter <150 km dapat menimbulkan kerusakan pada area luas (hingga radius 200+ km dari epicenter). Energi gempa menengah tersebar lebih luas dibanding gempa dangkal, sehingga dampaknya terasa di wilayah yang jauh dari epicenter. Konsekuensi: struktur di daerah Sumatra, Jawa Selatan, dan Nusa Tenggara harus didesain tidak hanya untuk gempa dangkal, tapi juga untuk beban gempa menengah dengan durasi getaran lebih panjang. Durasi getaran yang lebih panjang memerlukan perhitungan periode natural struktur yang akurat untuk menghindari resonansi.

c. Gempa bumi Dalam

Gempa bumi dalam adalah gempa bumi yang hiposenternya berada lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi. Di Indonesia Gempa bumi ini berada di Laut Jawa, Laut Flores, Laut Banda dan Laut Sulawesi. Gempa ini tidak membahayakan.

Gambar Ilustrasi Gempa bumi dalam

Catatan untuk evaluasi risiko: Meskipun gempa dalam tidak membahayakan struktur, kehadiran gempa dalam di wilayah (Laut Jawa, Flores, Banda, Sulawesi) menunjukkan zona subduksi aktif. Zona ini juga memproduksi gempa menengah dan dangkal. Keputusan desain struktur di wilayah tersebut tidak bisa mengabaikan gempa dalam, tapi harus fokus pada gempa menengah dan dangkal yang lebih berbahaya dari zona subduksi yang sama.

Koneksi dengan artikel series: Klasifikasi berdasarkan kedalaman hiposenter ini merupakan fondasi untuk memahami artikel berikutnya tentang gelombang seismik (artikel #7), karena pola perambatan gelombang P dan S berbeda tergantung kedalaman sumber gempa. Karakteristik kedalaman juga menjelaskan mengapa intensitas gempa di permukaan bervariasi (artikel #5), meskipun magnitudo gempa sama (artikel #2).

REFERENSI 

[1] S. Irman Sonjaya, 2008. Pengenalan Gempa Bumi, Yogyakarta: Workshop ASEAN Regional Climates Validation Models.

[2] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempabumi Edisi Populer

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.
Tulisan ini adalah bagian ke enam dari sebuah pengantar tulisan selanjutnya tentang Bangunan Tahan Gempa.
Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Evaluasi Hazard Gempa Lokal dan Parameter Desain Struktur

Kedalaman hiposenter gempa di lokasi proyek Anda menentukan persyaratan desain struktur yang berbeda. Jika proyek Anda berada di daerah rawan gempa dangkal atau menengah, investigasi hazard gempa lokal diperlukan untuk menentukan PGA, periode gempa dominan, dan durasi getaran yang akurat. Tim struktur kami dapat melakukan analisis hazard gempa, mengevaluasi parameter seismik lokal, dan menerjemahkannya ke persyaratan desain struktur yang sesuai SNI 1726.

Konsultasi mencakup: identifikasi zona gempa lokal dan jenis gempa dominan, estimasi PGA berdasarkan kedalaman sumber, analisis respons spektrum lokal, dan penentuan gaya desain gempa untuk struktur Anda.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Evaluasi Hazard Gempa Lokal

Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur

Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur

Artikel·

Banyak pendekatan dan teknik yang telah diteliti dan diterapkan selama 30 (tiga puluh) tahun lebih untuk memperkuat struktur eksisting. Beberapa diantaranya adalah dengan menambah kekakuan struktur, melakukan perubahan dengan menghilangkan atau mengurangi ketidak beraturan maupun diskontinuitas dalam penyebaran distribusi kekakuan dan kekuatan pada suatu bangunan.

Tujuan utama dari perkuatan struktur adalah:

  1. menambah kekuatan;
  2. Menambah daktilitas;
  3. Meningkatkan kekuatan dan daktilitas

Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur

Kesemuanya adalah untuk memenuhi performa seismic yang dibutuhkan.

Keputusan kritik saat memilih teknik perkuatan: Tidak semua teknik perkuatan cocok untuk semua kondisi struktur dan batasan ruang yang ada. Risiko jika memilih tanpa evaluasi menyeluruh: perkuatan yang dieksekusi tidak optimal secara teknis atau ekonomis, atau bahkan menimbulkan masalah baru (misalnya penambahan beban berlebih pada pondasi yang sudah lemah). Keputusan harus didasarkan pada: (1) hasil audit struktur yang detail, (2) kondisi batas ruang dan fungsi, (3) estimasi biaya dan timeline, (4) dampak pada durasi pekerjaan dan operasional bangunan. Evaluasi ini harus dilakukan sebelum desain perkuatan dimulai.

Gambar berikut menunjukkan berbagai teknik yang biasa diterapkan dan terus diteliti beradaptasi dengan kondisi gempa yang telah terjadi dan kemungkinan yang diprediksi akan terjadi.

Gambar tipikal metode perkuatan dan pengaruhnya terhadap peningkatan kekuatan dan daktilitas

Performa yang dibutuhkan dinilai dari sisi kekuatan dan daktilitas. Kombinasi antara kekuatan dan daktilitas meliputi keselarasan antara kekuatan dan kekakuan.

Implikasi pemilihan antara penambahan kekuatan vs daktilitas: Gambar pertama menunjukkan bahwa berbagai teknik memberikan kontribusi berbeda pada kurva kekuatan-daktilitas. Beberapa teknik dominan meningkatkan kekuatan (sliding up), yang lain meningkatkan daktilitas (sliding right), dan beberapa keduanya. Keputusan yang tepat tergantung hasil audit: apakah struktur gagal karena kekuatan kurang, daktilitas kurang, atau kombinasi? Kesalahan umum: memilih teknik yang meningkatkan aspek yang bukan masalah utama, mengakibatkan biaya tinggi tanpa manfaat signifikan. Contoh: jika struktur sudah cukup kuat tapi daktilitas kurang (sering terjadi pada struktur lama yang over-reinforced), menambah kekuatan saja tidak menyelesaikan masalah—justru berisiko meningkatkan goyangan inelastis.

Memberikan penambahan kekuatan adalah pendekatan yang direkomendasikan untuk bangunan bertingkat rendah sampai bertingkat sedang (low-to medium-rise building).

Bahkan jika daktilitas yang ada sudah memadai, penambahan kekuatan tetap diperlukan untuk mengurangi goyangan inelastik.

Gambar tipikal perkuatan pada portal dan sambungan

Tipikal hubungan gaya geser dan deformasi lateral beberapa teknik perkuatan seperti ditunjukkan pada peningkatan gambar berikut:

Gambar tipikal hubungan gaya geser-goyangan lateral dari beberapa perkuatan portal beton dengan berbagai teknik

Membaca kurva performa untuk validasi teknik: Kurva gaya-deformasi menunjukkan perilaku aktual setiap teknik perkuatan. Risiko jika tidak memahami kurva ini dengan baik: estimasi kapasitas struktur setelah perkuatan menjadi tidak akurat, dan perkuatan yang dilakukan tidak mencapai target performa seismik yang direncanakan. Poin penting: (1) kemiringan kurva awal menunjukkan kekakuan elastis—teknik yang meningkatkan kekakuan akan membuat kurva lebih curam; (2) luas area di bawah kurva menunjukkan energi yang dapat didisipasi—daktilitas tinggi memungkinkan struktur menyerap lebih banyak energi gempa. Sebelum memilih teknik, validasi dengan konsultan bahwa target performa (dalam istilah kekuatan dan deformasi) akan tercapai dengan teknik yang dipilih.

Gambar tipikal perkuatan pada balok, kolom dan sambungan balok kolom dengan metode jacketing (pelapisan/ pembungkusan dengan baja, mortar beton, mortar beton bertulang atau Fyber carbon) untuk meningkatkan kapasitas lentur

 

Gambar tipikal perkuatan pada balok, kolom dan sambungan balok kolom dengan metode jacketing (pelapisan/ pembungkusan dengan baja, mortar beton, mortar beton bertulang atau Fyber carbon) untuk meningkatkan kapasitas geser

Catatan praktis tentang jacketing (fiber carbon vs steel vs concrete): Ketiga metode jacketing menunjukkan trade-off yang berbeda: (1) Fiber carbon—ringan, tidak menambah beban pondasi signifikan, relatif mudah instalasi, tapi kapasitas lebih rendah; (2) Steel jacketing—kapasitas tinggi, tapi perlu pengelasan dan waterproofing untuk mencegah korosi; (3) Concrete jacketing—kapasitas tinggi, durabilitas baik, tapi penambahan beban pondasi besar, memerlukan space cukup. Risiko jika tidak mempertimbangkan ketiga faktor: perkuatan yang dipilih mungkin over-capacity tapi tidak sustainable (durabilitas rendah), atau sebaliknya under-capacity karena keterbatasan space. Di proyek dengan pondasi yang sudah lemah atau ruang terbatas (gedung di area padat), fiber carbon sering menjadi pilihan meskipun kapasitas lebih rendah—trade-off yang harus disadari sejak awal.

Penggunaan steel straps jacketing juga sudah mulai banyak digunakan, berikut penggunaan praktisnya (Ezz-Eldeen, H. A., 2016)

Gambar Dimensi perkuatan kolom dengan menggunakan Steel Jacketing untuk keperluan Praktis

Selain dengan memperkuat dan menambah kekakuan sistem struktur, teknik lain adalah dengan menambahkan alat yang mampu mendisipasi energi gempa, sehingga gaya yang harus ditahan sistem struktur menjadi berkurang.

Alternatif perkuatan pasif: damping dan energy dissipation devices: Menambahkan damper atau alat peredam energi (tuned mass damper, friction damper, viscous damper, dll) adalah pendekatan alternatif yang tidak memerlukan modifikasi struktur utama. Keuntungan: struktur eksisting tetap utuh, instalasi dapat dilakukan tanpa mengganggu operasional bangunan. Risiko: perangkat ini memerlukan maintenance berkala, dan efektivitasnya tergantung pada tuning yang akurat. Pada beberapa proyek, kombinasi perkuatan struktur + damping device memberikan hasil optimal—kekuatan ditingkatkan, sekaligus energi gempa dikurangi. Namun, pendekatan ini lebih kompleks dalam analisis dan biaya lebih tinggi, sehingga hanya direkomendasikan untuk struktur kritis atau dengan keterbatasan ruang ekstrem

Dalam studi kasus perkuatan perkuatan struktur Kantor Pusat Bank Sulteng yang dilakukan HESA, 2018, pasca gempa Palu, dimana hasil kajian menunjukkan bahwa struktur memiliki daktilitas yang cukup baik, namun dari hasil analisis struktur diperlukan perkuatan untuk memenuhi standar peraturan yang berlaku.

Seperti digambarkan oleh Sugano (1996) pada gambar di atas penambahan dinding pengisi meningkatkan performa seismic paling tinggi dibandingkan yang lain, namun perlu juga dipertimbangkan ketersediaan space (jalur evakuasi dan sirkulasi), kemudahan pelaksanaan, efek penambahan berat sendiri dinding kaitannya dengan daya dukung pondasi, sehingga dalam kajian hasil kajian merekomendasikan perkuatan dengan menggunakan metode jacketing fyber carbon untuk meningkatkan performa struktur bangunan terhadap gempa.

DAFTAR BACAAN

[1] SNI 03-1726-2002; Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung

[2] SNI 03-1726-2013; Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung

[3] Sugano, S., 1996. The State of Art in Techniques for Rehabilitation of Buildings, Elsevier Science Ltd.

[4] Ezz-Eldeen, H. A., 2016. Steel Jacketing Technique used in Strengthening Reinforced Concrete Rectangular Columns under Eccentricity for Practical Design Applications, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT) – Volume 35 Number 5- May 2016.

[5] HESA, 2018. Laporan Akhir Assessment Struktur Kantor Pusat Bank Sulteng.

[6] HESA, 2018. Laporan Akhir Disain Engineering Design Perkuatan Struktur Kantor Pusat Bank Sulteng.

Penulis: Dr. Ir Heri Khoeri, MT

Tulisan ini bagian ketiga dari 3 tulisan tentang Seismik Struktur:

1. Pemilihan Strategi Dan Teknik Perkuatan Seismik Struktur
2. Strategi Perbaikan Performa Seismik
3. Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur

Konsultasi Audit Struktur, Strategi Perkuatan, dan Validasi Performa Seismik

Pemilihan teknik perkuatan yang tepat memerlukan evaluasi menyeluruh: hasil audit struktur, analisis performa current vs target, pertimbangan batasan ruang dan operasional, serta estimasi cost-benefit. Kesalahan dalam tahap ini menyebabkan perkuatan yang tidak optimal—baik under-capacity maupun over-design dengan biaya signifikan.

Tim struktur kami melakukan audit struktur komprehensif, mengidentifikasi kekurangan kekuatan dan daktilitas, mengevaluasi alternatif teknik perkuatan (jacketing, penambahan dinding pengisi, damping device) terhadap batasan praktis, dan merekomendasikan strategi perkuatan yang optimal secara teknis dan ekonomis. Setiap rekomendasi disertai validasi dengan analisis performa struktur pasca-perkuatan untuk memastikan target performa seismik tercapai.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Audit Struktur dan Strategi Perkuatan Seismik

Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa bumi

Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa bumi

Artikel·

Gempa bumi yang terjadi pada suatu daerah bisa merupakan gempa yang berskala besar maupun gempa yang berskala kecil. Besar kecilnya gempa itu dikarenakan beberapa faktor.

Mengapa Faktor-Faktor Ini Menentukan Keputusan Desain

Magnitude gempa di epicenter bersifat tetap — sama untuk seluruh wilayah yang terkena gempa. Namun dampak lokal berbeda-beda bergantung pada kondisi lapangan setempat. Jika faktor-faktor lokal tidak dipertimbangkan, estimasi gaya gempa untuk desain struktur bisa over-estimate (biaya berlebihan) atau under-estimate (risiko keselamatan). Pemahaman faktor-faktor ini wajib sejak tahap studi kelayakan untuk memastikan keputusan lokasi proyek, sistem penahan gaya gempa, dan margin keselamatan yang tepat.

Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa bumi:

a. Skala atau magnitude gempa, yaitu kekuatan gempa yang terjadi yang bukan berdasarkan lokasi observasi pada suatu daerah. Magnitude gempa biasa dihitung tiap gempa terjadi dan dicatat oleh seismograf yang dinyatakan dalam satuan skala magnitudo.

b. Intensitas gempa, yaitu lamanya guncangan gempa yang terjadi pada suatu daerah dan kekuatan gempa yang terjadi dengan melihat kerusakan pada daerah tempat terjadinya gempabumi.

c. Jarak sumber gempa terhadap perkotaan. Jarak sumber gempa yang jauh dari perkotaan akan memungkinkan intensitas gempa semakin rendah.

d. Kedalaman sumber gempa, yaitu kedalaman pusat terjadinya gempa diukur dari permukaan bumi. Semakin dalam pusat gempa maka semakin rendah kekuatan gempa yang terjadi.

e. Kualitas tanah dan bangunan, kualitas tanah yang buruk akibat bangunan dapat mengakibatkan serangan gempabumi yang kuat.

f. Lokasi gempa. Lokasi perbukitan dan pantai, merupakan daerah rawan gempa karena perbukitan dan pantai merupakan daerah pertemuan lempeng sehingga dapat mempengaruhi besar kecil kekuatan gempa berdasarkan hiposentrumnya.

Implikasi Faktor-Faktor Ini untuk Keputusan Desain Struktur

Jarak dan kedalaman gempa: Gempa yang dekat dan shallow (kedalaman rendah) menghasilkan guncangan lebih kuat di permukaan dibanding gempa dalam dengan jarak jauh. Dalam praktik, lokasi di dekat sesar aktif (area pantai atau pertemuan lempeng tektonik) memerlukan margin keselamatan struktur lebih tinggi. Jika faktor ini diabaikan, desain akan based on generic assumption, bukan kondisi aktual lokasi.

Kualitas tanah — Amplifikasi tanah: Tanah lembek (clay, silt, alluvium) di area Jakarta, Surabaya, atau delta lainnya memperkuat guncangan gempa melalui amplifikasi. Struktur di atas tanah buruk bisa mengalami akselerasi gempa 2–3x lipat dibanding estimasi surface PGA di bedrock. Jika faktor ini diabaikan, desain struktur bisa under-estimate beban gempa aktual → risiko kerusakan atau collapse saat gempa besar. Investigasi kualitas tanah sejak studi kelayakan adalah keputusan kritis, bukan opsional.

Lokasi geografis: Perbukitan dan area pantai adalah pertemuan lempeng tektonik (high seismic zone). Keputusan untuk membangun di area ini harus didahului investigasi seismoteknik detail. Tanpa investigasi, estimasi gempa bisa menyesatkan → keputusan desain tidak sesuai risiko aktual lokasi.

Gambar berikut memperlihatkan anatomi gempa bumi:

Gambar ilustrasi anatomi gempa bumi

Konteks dalam Series Pembelajaran: Hubungan dengan Artikel Lainnya

Artikel-artikel sebelumnya dalam series (Gempa Bumi, Magnitude, Intensitas, Penyebab Gempa) menjelaskan “apa itu gempa dan bagaimana terjadi”. Artikel ini menjelaskan “mengapa dampak gempa berbeda-beda di lokasi berbeda meskipun magnitude sama”. Pemahaman faktor-faktor ini adalah fondasi untuk keputusan berikutnya: Apakah perlu investigasi seismoteknik mendalam? Apakah lokasi proyek layak dibangun? Berapa margin keselamatan struktur yang tepat?

Dalam praktik, faktor-faktor ini diterjemahkan menjadi parameter teknis dalam SNI 1726: percepatan puncak tanah (PGA lokal), respon spektrum desain, dan gaya gempa nominal (V seismic). Semakin akurat estimasi faktor-faktor dampak gempa lokal, semakin tepat parameter desain yang dihasilkan dan semakin rendah risiko keselamatan.

REFERENSI

[1] United States Geological Survey
[2] Science Probo Library.

Penulis: Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Investigasi Dampak Gempa Lokal untuk Keputusan Desain Struktur

Pemahaman faktor-faktor dampak gempa lokal adalah tahap awal dalam keputusan desain struktur tahan gempa. Setiap proyek di area rawan gempa memiliki karakteristik seismik unik yang memerlukan investigasi lapangan untuk menentukan parameter desain yang tepat.

Tim struktur kami membantu menganalisis dampak gempa lokal berdasarkan faktor-faktor yang telah dijelaskan: jarak sumber gempa, kedalaman, kualitas tanah, dan kondisi geografis spesifik lokasi Anda. Hasil analisis diterjemahkan menjadi gaya gempa desain (V seismic) dan margin keselamatan struktur yang sesuai SNI 1726.

Layanan investigasi kami mencakup: survei & analisis geoteknik, evaluasi amplifikasi tanah dan  konsultasi parameter desain gempa untuk kebutuhan proyek spesifik Anda.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Survei & Desain

Strategi Perbaikan Performa Seismik

Strategi Perbaikan Performa Seismik

Artikel·

Tujuan dari Perkuatan seismik pada dasarnya adalah salah satu atau bisa juga ketiga hal berikut ini:

  1. Untuk mengembalikan performa sebagaimana kondisi awal struktur
  2. Untuk meningkatkan performa dari kondisi awal struktur
  3. Untuk mengurangi respon seismik

Kesemuanya adalah untuk mengurangi kerentanan terhadap gempa.

Perbaikan Performa Seismik

Strategi-Perbaikan-Performa-Seismik
Photo by Min An from Pexels : architecture-building-concrete-1629184

Implikasi finansial dari tiga tujuan perkuatan: Ketiga tujuan memiliki tingkat kesulitan dan biaya yang sangat berbeda. Mengembalikan performa awal (restoration) biasanya paling murah—fokus pada repair kerusakan spesifik. Meningkatkan performa existing lebih mahal—memerlukan penambahan elemen struktural atau material. Mengurangi respon seismik (yang mencakup isolation atau damping) adalah pendekatan termahal—memerlukan teknologi dan material khusus. Risiko jika tidak membedakan ketiga tujuan dengan jelas: memilih strategi yang tidak sesuai dengan kebutuhan aktual, mengakibatkan over-invest atau under-perform. Keputusan harus dimulai dari: apakah struktur hanya perlu diperbaiki kembali ke kondisi lama, atau perlu upgrade performa melampaui standar awal?

Untuk mengembalikan performa struktur, memperbaiki kerusakan struktur atau bagian struktur yang performanya menurun dapat dilakukan dengan melakukan perbaikan menggunakan material yang tepat, atau bisa juga dengan mengganti elemen struktur yang rusak atau hanya sebagian dari elemen yang rusak tentunya dengan material yang tepat.

Untuk meningkatkan performa struktur ada beberapa pendekatan. Pendekatan umum yang dapat dilakukan untuk meningkatkan performa struktur adalah dengan memberikan penambahan kekakuan atau dengan penambahan perkuatan.

Untuk mengurangi respon struktur seperti goyangan (perpindahan lateral) maka bangunan harus diperkaku.

Kontrol ketidakteraturan kekakuan dan kekuatan sebagai strategi fundamental: Ketidakteraturan (irregularity) dalam distribusi kekakuan atau kekuatan menyebabkan konsentrasi stress yang tidak terdistribusi merata—menghasilkan kegagalan lokal yang parah bahkan jika struktur keseluruhan “aman”. Risiko: struktur yang terlihat memenuhi standar gaya gempa global tetapi memiliki soft story atau weak story akan mengalami kolaps prematur saat gempa. Contoh nyata: bangunan tua dengan kolom besar di bawah tetapi kolom kecil di atas, atau dinding pengisi yang tidak merata di lantai berbeda. Strategi penghilangan irregularity bukan hanya tentang menambah kekuatan, tetapi mengonfigurasi ulang sistem struktural—seringkali memerlukan perubahan layout yang significant. Keputusan ini harus diambil pada tahap audit dan perencanaan perkuatan, bukan saat detail design, karena impact pada feasibility operasional besar.

Ketidakteraturan atau diskontinyuitas kekakuan atau diskontinyuitas kekuatan yang akan menyebabkan kegagalan atau distorsi yang besar pada bagian-bagian bangunan harus dihilangkan (atau dikurangi) yang bisa dilakukan dengan mengubah konfigurasi sistim struktur.

Untuk mengurangi respon seismik bisa juga dilakukan dengan menambah alat untuk mendisipasi energi pada struktur sehingga kemampuan struktur untuk mendisipasi energi seismik meningkat, artinya performa struktur juga meningkat.

Konsep lainnya untuk mereduksi energi seismik adalah dengan mengisolasi struktur dari tanah (seismik isolation), atau bisa juga dengan mengurangi massa bangunan.

Teknologi damping dan isolation: trade-off antara efektivitas dan kompleksitas: Menambah damper atau isolation bearing adalah solusi “pasif” yang tidak memerlukan power—tetapi efektivitasnya tergantung pada tuning akurat dan maintenance berkala. Isolation bearing (rubber, friction, friction pendulum) mengurangi transmisi gempa dari tanah ke struktur—sangat efektif untuk struktur ringan, kurang efektif untuk struktur berat. Damping (viscous, viscoelastic, magnetorheological) menyerap energi seismik—efektif mengurangi goyangan berlebihan. Risiko jika tidak memahami trade-off ini dengan baik: teknologi yang dipilih tidak sesuai dengan karakteristik gempa lokal, mengakibatkan efektivitas kurang dari yang diharapkan. Di Indonesia dengan gempa subduction zone (gempa panjang, low frequency), efektivitas isolation dan damping perlu divalidasi khusus melalui time-history analysis berbasis gempa lokal, bukan asumsi global.

Gambar berikut menggambarkan strategi dan tindakan yang dapat dilakukan untuk mengembalikan performa, meningkatkan performa dan mengurangi respon seismik:

Gambar strategi perbaikan struktur performa seismik struktur

Ilustrasi pada gambar di bawah ini menunjukkan perbandingan antara struktur bangunan yang tidak menggunakan seismic isolation dan yang menggunakan seismic isolation, dalam gambar tersebut terlihat penggunaan seismic isolation mereduksi energi seismik adalah dengan mengisolasi struktur dari tanah (seismik isolation).

Gambar perbandingan struktur tanpa seismic isolation dengan struktur yang menggunakan seismic isolation

 

Gambar seismic isolation (laminated rubber bearings)

 

Gambar damper untuk meredam energi gempa

Perbandingan rasio story drift dan overturning moment antara struktur tanpa viscoelastic damper dan struktur dengan viscoelastic damper seperti diperlihatkan pada dua grafik berikut ini:

Gambar perbandingan rasio story drift antara struktur tanpa damper dan struktur dengan damper (Vijay, U. P., 2015)

 

Gambar perbandingan overturning moment antara struktur tanpa damper dan struktur dengan damper (Vijay, U. P., 2015)

Interpretasi grafik story drift dan overturning moment untuk keputusan perkuatan: Grafik menunjukkan damper viscoelastic mengurangi story drift (~30-40%) dan overturning moment (~20-30%). Pengurangan ini signifikan—tetapi harus dievaluasi terhadap biaya dan feasibility operasional. Risiko jika hanya lihat grafik tanpa konteks: mengasumsikan damper akan selalu efektif, padahal efektivitas tergantung pada karakteristik gempa (frekuensi, durasi, magnitude), kekakuan struktur, dan tuning damper yang akurat. Di Indonesia, gempa subduction zone dengan periode dominan 2-4 detik sering memiliki karakteristik berbeda dari earthquake data yang dipakai untuk calibrate damper di penelitian. Validation dengan time-history analysis menggunakan gempa lokal (bukan synthetic) diperlukan sebelum commit biaya damping system.

Dalam kasus-kasus tertentu bangunan-bangunan penting harus direncanakan tetap dapat berfungsi setelah terjadinya gempa, misalkan pada studi kasus audit struktur yang dilakukan PT. Hesa Laras Cemerlang pada 4 (empat) buah gedung BRI di Kawasan Pasar Minggu Jakarta, Pasca Gempa yang mengguncang Jakarta pada Januari 2018, menunjukkan bahwa salah satu gedung yaitu gedung Satelit memang didisain memiliki performa seismik yang lebih tinggi dibandingkan dengan 3 (tiga) gedung lainnya.

Dalam studi kasus lain yaitu pada bangunan unit proses Instalasi Pengolahan Air Pulogadung yang juga merupakan bangunan penting, yang dibangun tahun 1980-an, walaupun awalnya didisain tahan gempa sesuai dengan peraturan yang berlaku saat itu namun sejalan dengan umur bangunan, tentunya terjadi penurunan performa struktu, juga adanya perubahan peraturan yang dipakai mengharuskan dilakukan perkuatan dan meningkatkan kekakuannya.

Menghadapi kasus seperti ini perlu dipertimbangkan apakah perkuatan yang dilakukan akan bernilai lebih ekonomis dibandingkan dengan mendemolishnya dan membuat struktur baru.

DAFTAR BACAAN

[1] SNI 03-1726-2002; Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung

[2] SNI 03-1726-2013; Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung

[3] Sugano, S., 1996. The State of Art in Techniques for Rehabilitation of Buildings, Elsevier Science Ltd.

[4] Seismic Isolation , by Bridgestone

[5] Vijay, U. P., Kannan Rajkumar, P. R., and Ravichandran, P. T., 2015. Seismic Response Control of RC Structure using ViscoElastic Dampers, Indian Journal of Science and Technology, Vol 8(28), DOI: 10.17485/ijst/2015/v8i28/85366, October 2015

[6] HESA, 2018. Laporan Audit Struktur Gedung BRI Pasar Minggu.

[7] HESA, 2019. Audit Struktur IPA Pulogadung.

Penulis: Dr. Ir Heri Khoeri, MT

Tulisan ini bagian kedua dari 3 tulisan tentang Seismik Struktur:

1. Pemilihan Strategi Dan Teknik Perkuatan Seismik Struktur
2. Strategi Perbaikan Performa Seismik
3. Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur

Konsultasi Strategi Perbaikan Performa Seismik: Analisis Retrofit vs Rebuild dan Teknologi Damping/Isolation

Pemilihan strategi perbaikan performa seismik memerlukan evaluasi menyeluruh: target performa (restoration, upgrade, atau response reduction), karakteristik struktur existing (irregularities, degradation), alternatif teknologi (jacketing, damping, isolation) dan feasibility operasional, serta analisis cost-benefit retrofit vs rebuild. Kesalahan dalam tahap ini menghasilkan investasi besar tanpa benefit optimal, atau sebaliknya under-invest menghasilkan performa masih tidak memadai.

Tim struktur kami melakukan assessment komprehensif performa struktur existing, mengidentifikasi irregularities dan degradation factor, mengevaluasi alternatif strategi perbaikan (restoration, upgrade level, atau advanced technology seperti damping/isolation) terhadap constraint operasional dan budget, melakukan cost-benefit analysis retrofit vs rebuild dengan sensitivity analysis terhadap faktor finansial dan operasional, dan merekomendasikan strategi yang optimal secara teknis, finansial, dan manajerial untuk bangunan strategis.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409


📱 Konsultasi Strategi Perbaikan Performa Seismik

Penyebab Terjadinya Gempa Bumi

Penyebab Terjadinya Gempa Bumi

Artikel·

Berdasarkan atas penyebabnya gempa bumi dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam diantaranya: tektonik, vulkanik, runtuhan, jatuhan meteor, dan gempa bumi buatan manusia [1].

Penyebab terjadinya Gempa bumi Menurut teori lempeng tektonik, permukaan bumi terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik besar. Lempeng tektonik adalah segmen keras kerak bumi yang mengapung di atas astemosfer yang cair dan panas. Sehingga lempeng tektonik ini bebas untuk bergerak dan saling berinteraksi satu sama lain.

Penyebab Terjadinya Gempa Bumi


Daerah perbatasan lempeng-lempeng tektonik merupakan tempat-tempat yang memiliki kondisi tektonik yang aktif yang menyebabkan gempa bumi, gunung berapi dan pembentukan dataran tinggi.

Konteks geografis Indonesia: Indonesia berada di kawasan lempeng tektonik yang sangat aktif—terutama zona subduction antara Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia di sepanjang Sumatra, Jawa, dan Nusa Tenggara, serta zona transform Sumatera dan Palau. Akibatnya, Indonesia mengalami gempa tektonik dengan magnitudo besar dan frekuensi tinggi. Keputusan desain struktur di Indonesia tidak bisa menggunakan parameter gempa dari daerah dengan zona tektonik berbeda (seperti Eropa atau Amerika); harus berbasis karakteristik hazard lokal Indonesia.

Lapisan paling atas bumi, yaitu litosfir, merupakan batuan yang relatif dingin dan bagian paling atas berada pada kondisi padat dan kaku. Di bawah lapisan ini terdapat batuan yang jauh lebih panas yang disebut mantel.

Lapisan ini sedemikian panasnya sehingga senantiasa dalam keadaan tidak kaku, sehingga dapat bergerak sesuai dengan proses pendistribusian panas yang kita kenal sebagai aliran konveksi.

Lempeng tektonik yang merupakan bagian dari litosfir padat dan terapung di atas mantel ikut bergerak satu sama lainnya.

Ada tiga kemungkinan pergerakan satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng lainnya, yaitu apabila kedua lempeng saling menjauhi (divergen), saling mendekati (konvergen) dan saling geser (transform). Convergent sendiri ada dua jenis, yaitu subduction (dimana terjadi penunjaman) dan collision (terjadi pengangkatan seperti Himalaya).

Gambar Ilustrasi pergerakan divergen (saling menjauhi) satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng lainnya

 

Penyebab Terjadinya Gempa Bumi3
Gambar Ilustrasi pergerakan transform (saling geser) satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng lainnya
Gambar Ilustrasi pergerakan convergent-subduction (saling mendekati sehingga terjadi saling penunjaman) antara satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng lainnya
Gambar Ilustrasi pergerakan convergent-collision (saling mendekati sehingga terjadi pengangkatan) antara satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng lainnya.

Implikasi setiap jenis pergerakan untuk desain: Pergerakan divergen (saling menjauhi) menghasilkan gempa rendah-menengah dengan kedalaman dangkal. Pergerakan transform (geser) menghasilkan gempa cukup kuat dengan hiposenter dangkal dan energi meledak lateral. Subduction (penunjaman) menghasilkan gempa sangat besar (M8+) dengan kedalaman menengah-dalam dan dampak luas. Collision (pengangkatan) menghasilkan gempa besar dengan kompleksitas struktur tinggi. Jenis pergerakan menentukan magnitudo maksimal, distribusi spasial gempa, dan karakteristik gelombang yang akan mempengaruhi struktur Anda. Jika Anda tidak mengetahui jenis pergerakan lempeng di lokasi proyek, Anda tidak bisa menentukan hazard gempa yang akurat.

Umumnya, gerakan ini berlangsung lambat dan tidak dapat dirasakan oleh manusia namun terukur sebesar 0-15 cm per tahun.

Kadang-kadang, gerakan lempeng ini macet dan saling mengunci, sehingga terjadi pengumpulan energi yang berlangsung terus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng 76 tektonik tersebut tidak lagi kuat menahan gerakan tersebut sehingga terjadi pelepasan mendadak yang kita kenal sebagai gempa bumi.

Mekanisme penguncian dan pelepasan energi: Lempeng yang “macet” (locked) berarti tekanan terakumulasi tanpa pelepasan selama puluhan hingga ratusan tahun. Ketika batuan akhirnya gagal, energi dilepaskan secara mendadak dalam hitungan detik, menghasilkan gempa besar. Lokasi dengan periode penguncian panjang (strain buildup) berisiko mengalami gempa besar yang jarang terjadi tapi sangat destruktif. Di lokasi dengan sejarah gempa jarang, tidak ada jaminan struktur Anda aman—justru kemungkinan gempa besar meningkat karena energi terakumulasi belum pernah dilepas. Investigasi sejarah gempa lokal (earthquake history dan return period) menjadi wajib dalam mendesain struktur untuk menghindari underestimate hazard.

Koneksi dengan artikel series: Artikel ini (penyebab tektonik #4) menjelaskan mengapa gempa terjadi di lokasi tertentu dan jenis gempa apa yang mungkin terjadi. Artikel berikutnya akan menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi dampak gempa lokal (artikel #5), serta jenis-jenis gempa berdasarkan kedalaman (artikel #6). Pemahaman mekanisme tektonik lokal adalah fondasi untuk memahami mengapa desain struktur di lokasi berbeda harus berbeda, meskipun standar SNI 1726 sama untuk seluruh Indonesia.

REFERENSI 

[1] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempabumi Edisi Populer

[2] Dilek, Y., Pavlides, S., 2006. Postcollisional Tectonics and Magmatism in the Mediterranean Region and Asia, Geological Society of America.

Penulis : Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang penyebab gempa bumi dan mekanisme tektonik lokal, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Pemetaan Hazard Gempa Lokal dan Karakteristik Tektonik

Mekanisme tektonik di lokasi proyek Anda—apakah zona subduction, transform, collision, atau divergen—menentukan jenis gempa, magnitudo maksimal, dan frekuensi yang mungkin terjadi. Desain struktur harus berbasis karakteristik hazard gempa lokal yang akurat, bukan parameter standar umum.

Konsultasi mencakup: review data seismotektonik lokal dan sesar aktif, analisis mekanisme gempa di zona proyek, penentuan magnitudo maksimal dan frekuensi yang realistis, serta rekomendasi parameter desain gempa yang sesuai dengan hazard lokal Anda.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

  • ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
  • ☎️ Telepon: (021) 8404531
  • 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409

📱 Konsultasi Pemetaan Hazard Gempa Lokal

Intensitas Gempa Bumi

Intensitas Gempa Bumi

Artikel·

Intensitas gempa bumi adalah besaran kerusakan yang diakibatkan oleh gempa bumi di lokasi tertentu dan efeknya terhadap manusia dan infrastruktur. Intensitas ditentukan berdasarkan kekuatan gempa bumi, jarak antara gempa bumi dengan epicenter dan kondisi geologi lokal [1].

Artikel ini adalah bagian ketiga dari series tentang pemahaman gempa bumi. Sebelumnya Anda telah mempelajari apa itu gempa bumi dan magnitudo (kekuatan gempa). Pada artikel ini, Anda akan memahami konsep intensitas — mengapa gempa dengan magnitudo sama dapat menimbulkan dampak berbeda di lokasi berbeda.

Intensitas dihitung berdasarkan pengamatan visual langsung terhadap kerusakan akibat gempa bumi, dan intensitas ini dapat memberikan gambaran nilai kekuatan gempa bumi pada pusat gempanya.

Konsep kunci: intensitas lokal menggambarkan dampak nyata gempa di suatu area, bukan hanya ukuran energi di epicenter. Banyak orang keliru mengira gempa dengan magnitudo besar selalu menimbulkan kerusakan besar di mana pun. Padahal, intensitas lokal bisa sangat berbeda tergantung kondisi geologi setempat. Pemahaman ini menjadi fondasi untuk memahami artikel berikutnya: faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi intensitas lokal.

Untuk memberikan informasi yang lebih mudah BMKG menggunakan skala SIG (Skala Intensitas Gempa bumi). Skala ini menyatakan dampak yang ditimbulkan akibat terjadinya gempa bumi.

Skala Intensitas Gempa bumi (SIG-BMKG) digagas dan disusun dengan mengakomodir keterangan dampak gempa bumi berdasarkan tipikal budaya atau bangunan di Indonesia.

Skala ini disusun lebih sederhana dengan hanya memiliki lima tingkatan yaitu I-V.

SIG-BMKG diharapkan bermanfaat untuk digunakan dalam penyampaian informasi terkait mitigasi gempa bumi dan atau respon cepat pada kejadian gempa bumi merusak.

Skala ini dapat memberikan kemudahan kepada masyarakat untuk dapat memahami tingkatan dampak yang terjadi akibat gempa bumi dengan lebih baik dan akurat.

Tabel Skala Intensitas Gempa bumi BMKG [2]

Mengapa Intensitas Berbeda dari Magnitudo dalam Memahami Dampak Gempa

Magnitudo mengukur total energi yang dilepaskan gempa — nilai ini tetap untuk satu kejadian gempa. Sebaliknya, intensitas mengukur dampak yang dirasakan dan kerusakan yang terjadi di lokasi tertentu — dan nilai ini berbeda-beda di setiap tempat.

Contoh praktis: Gempa magnitudo 6.5 di Bandung akan memiliki intensitas yang berbeda dibanding gempa magnitudo 6.5 di Jakarta, meskipun kekuatan energinya sama. Perbedaan ini terjadi karena kondisi geologi lokal (jenis tanah, lapisan batuan, kedalaman gempa) mempengaruhi bagaimana gelombang seismik tersampaikan dan memperkuat getaran.

Inilah mengapa untuk memahami dampak gempa di area Anda, intensitas lokal lebih relevan daripada hanya melihat magnitudo epicenter.

Dalam kolom ke-5 Tabel Skala Intensitas Gempa bumi BMKG, dituliskan Skala MMI (Modified Mercalli Intensity) yaitu skala untuk mengukur kekuatan gempa bumi yang merupakan modifikasi dari skala Mercalli (skala yang digagas seorang vulkanologis asal Italia Giuseppe Mercalli pada tahun 1902)  yang dilakukan seismologi Harry Wood dan Frank Neumann tahun 1931. Dimana intensitas gempa dibagi menjadi 12, seperti berikut ini:

Tabel Skala Intensitas MMI [3]

Perbedaan SIG-BMKG dan MMI — Konteks Penggunaan

Anda mungkin perhatikan bahwa artikel ini menggunakan dua skala intensitas: SIG-BMKG (Skala Intensitas Gempa-BMKG) dengan 5 tingkatan dan MMI (Modified Mercalli Intensity) dengan 12 tingkatan. Keduanya valid, tapi memiliki konteks penggunaan berbeda.

Di Indonesia, SIG-BMKG adalah referensi standar yang dikembangkan khusus untuk kondisi bangunan dan geologi Indonesia. Skala ini digunakan dalam standar desain tahan gempa (SNI 1726).

Skala MMI, sebaliknya, adalah standar internasional yang lebih detail (12 tingkatan vs 5). Dalam konteks Indonesia, MMI biasanya digunakan untuk perbandingan atau keperluan riset internasional, bukan sebagai acuan desain utama.

Kesimpulannya: Untuk memahami intensitas gempa di Indonesia dalam konteks praktis lokal, fokuslah pada SIG-BMKG. MMI memberikan perspektif internasional namun tidak perlu menjadi prioritas utama pembelajaran Anda.

Perlu diperhatikan bahwa skala intensitas bukan skala magnitudo.

Intensitas dihitung berdasarkan pengamatan visual langsung terhadap kerusakan akibat gampabumi, dan intensitas ini dapat memberikan gambaran nilai kekuatan gempa bumi (magnitude) pada pusat gempanya.

Pada umumnya, untuk menentukan secara tepat intensitas dari suatu gempa bumi di suatu daerah, dikirimkan suatu tim peneliti yang langsung terjun ke lapangan atau daerah dimana terdapat efek atau pengaruh gempa bumi tersebut.

Pengamatan ini perlu pengetahuan mengenai kondisi geologi dan tipe konstruksi bangunan.

Ketika tim peneliti melakukan observasi lapangan untuk menentukan intensitas, mereka tidak hanya mencatat kerusakan visual. Mereka juga mempelajari kondisi geologi setempat — jenis tanah, kedalaman lapisan batuan, kehadiran air tanah. Mengapa? Karena kondisi ini mempengaruhi bagaimana gelombang seismik diperkuat (amplified) saat mencapai permukaan.

Tanah lunak, misalnya, cenderung memperkuat getaran gempa dibanding tanah keras atau batu. Ini berarti gempa dengan magnitudo sama bisa menghasilkan intensitas lebih tinggi di area tanah lunak dibanding area dengan bedrock keras. Pemahaman ini akan Anda pelajari lebih detail di artikel berikutnya tentang faktor-faktor yang mempengaruhi dampak gempa.

Perbedaan magnitudo dengan intensitas dari suatu gempa bumi adalah magnitudo dihitung dari catatan alat sedangkan intensitas didasarkan atas akibat langsung dari getaran gempa bumi.

Magnitudo mempunyai harga yang tetap untuk sebuah gempa, tetapi intensitas berbeda dengan perubahan tempat. Untuk menghindari kerancuan antara besaran magnitude dengan skala intensitas, maka skala intensitas ditulis dengan angka Romawi.

Pada kolom ke-6 SIG BMKG tertulis PGA (gal), PGA (Peak ground acceleration) adalah percepatan tanah maksimum yang terjadi selama gempa bumi yang merupakan amplitudo percepatan absolut terbesar yang tercatat pada accelerograph di suatu lokasi saat terjadi gempa bumi tertentu.

Satuan yang digunakan adalah gal (cm/det2). Karena umumnya gempa bumi terjadi ketiga arah maka PGA sering dibagi menjadi komponen horisontal dan vertikal. PGA horizontal umumnya lebih besar daripada yang vertikal walaupun tidak selalu begitu.

Tidak seperti skala Richter dan skala momen yang menunjukkan total energy (besaran atau ukuran gempa bumi), namun PGA menunjukkan seberapa keras bumi bergetar pada lokasi tertentu yang diukur dengan accelerograph [4].

PGA dalam Konteks Memahami Intensitas Gempa

PGA (Peak Ground Acceleration) yang tertera di kolom-6 tabel SIG-BMKG bukanlah hanya angka teknis. Nilai ini mewakili percepatan tanah maksimum yang terjadi selama gempa — dengan kata lain, seberapa kuat bumi bergetar di lokasi tertentu.

Hubungan antara PGA dan intensitas: intensitas lokal ditentukan sebagian oleh PGA. Semakin besar PGA, umumnya semakin tinggi intensitas yang dirasakan. Namun, PGA saja tidak cukup menentukan intensitas — kondisi geologi dan tipe bangunan juga memainkan peran penting.

Jadi, ketika Anda melihat tabel SIG-BMKG dan nilai PGA-nya, ingat bahwa nilai tersebut adalah representasi dari berapa kuat bumi bergetar, dan inilah salah satu faktor yang menentukan intensitas gempa lokal Anda.

Rangkuman Pembelajaran dan Konteks Series

Sejauh ini, Anda telah mempelajari bahwa intensitas adalah dampak lokal dari gempa — berbeda dari magnitudo yang merupakan ukuran energi gempa secara keseluruhan. Intensitas ditentukan oleh kombinasi beberapa faktor: kekuatan gempa, jarak dari epicenter, dan terutama kondisi geologi lokal.

Pemahaman ini adalah fondasi penting sebelum Anda melanjutkan ke artikel berikutnya: “Faktor-faktor yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi.” Dalam artikel tersebut, setiap faktor yang membuat intensitas berbeda-beda akan dijelaskan secara detail. Dengan memahami artikel berikutnya, Anda akan bisa memprediksi bagaimana gempa akan berdampak di area tertentu berdasarkan karakteristik lokal.

Lanjutkan ke artikel berikutnya: Faktor-faktor yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi →

REFERENSI 

[1] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Buku Utama Standar Operating Procedure (SOP) Indonesia Tsunami Early Warning System.

[2] Skala Intensitas Gempabumi (SIG) BMKG

[3] Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2012. Gempa bumi Edisi Populer

[4] Douglas, J (2003-04-01). Earthquake ground motion estimation using strong-motion records: a review of equations for the estimation of peak ground acceleration and response spectral ordinates. Earth-Science Reviews.

Penulis: Dr. Ir. Heri Khoeri, MT.

Untuk memperdalam pemahaman tentang gempa bumi, ikuti daftar artikel lengkap dalam series berikut:

Daftar Tulisan Selengkapnya:

  1. Gempa Bumi
  2. Kekuatan (Magnitudo) Gempa Bumi
  3. Intensitas Gempa Bumi
  4. Penyebab Terjadinya Gempa Bumi
  5. Faktor Yang Mempengaruhi Besar Kecilnya Dampak Gempa Bumi
  6. Jenis Gempa Bumi
  7. Gelombang Seismik
  8. Gelombang Gempa Bumi Primer (P-Wave)
  9. Gelombang Gempa Bumi Sekunder (S-Wave)
  10. Rayleigh Wave
  11. Gelombang Cinta (Love Wave)

Konsultasi Evaluasi Risiko Seismik Bangunan Existing

Jika Anda memiliki bangunan existing yang berlokasi di area dengan potensi gempa, pemahaman intensitas lokal menjadi langkah pertama dalam mengevaluasi kondisi struktural dan kecukupan margin keselamatan.

Tim kami dapat melakukan investigasi geologi setempat, analisis intensitas lokal, dan assessment terhadap kapasitas struktur Anda menghadapi beban gempa sesuai SNI 1726.

Hasil evaluasi dapat menjadi dasar keputusan: apakah struktur sudah aman, memerlukan reinforcement, atau perlunya redesign sistem penahan gaya gempa.

PT Hesa Laras Cemerlang

Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia

📱 Konsultasi Evaluasi Risiko Seismik Bangunan Existing