Magnitudo merupakan perhitungan kuantitatif yang menunjukkan besaran gempa bumi.
Magnitudo dihitung berdasarkan terjadinya pergerakan atau pergeseran tanah dari episenter gempabumi dengan menggunakan seismograf sehingga perhitungannya dapat dinyatakan berdasarkan pengukuran amplitudo maksimum yang tercatat di seismograf [1].
Ada beberapa skala yang biasa digunakan untuk menyatakan besaran (Magnitude) Gempa bumi, diantaranya yang sering digunakan adalah skala Richter.
Selain Skala Richter yang merupakan Magnitudo lokal, ML (Local Magnitude), ada beberapa definisi magnitudo yang dikenal dalam kajian gempa bumi adalah Magnitudo permukaan, Ms (Surface Magnitude) yang menggunakan fase gelombang permukaan Rayleigh, Mb (body waves magnitude) diukur berdasar amplitudo gelombang badan, baik P maupun S.
Skala magnitude lainnya yang lebih canggih yang mampu menyatakan jumlah energi dari sumber gempa bumi secara lebih akurat adalah Magnitudo momen (moment magnitudo), Mw.
Gambar Frekuensi Gempa dan Daya Rusaknya [3]Magnitudo momen, Mw adalah pengukuran kekuatan gempabumi berdasarkan energi yang dilepaskan.
Penghitungan Magnitude adalah moment gempabumi berbanding lurus dengan kekerasan bumi dikali jumlah rata-rata pergeseran patahan dan area yang mengalami pergeseran [1].
Magnitudo yang berkaitan dengan momen seismik namun tidak bergantung dari besarnya magnitudo permukaan.
Namun pengukuran magnitudo momen lebih kompleks dibandingkan pengukuran magnitudo ML, Ms dan Mb. Karena itu, penggunaannya juga lebih sedikit dibandingkan penggunaan ketiga magnitudo lainnya [2].
Saat ini BMKG menggunakan Magnitudo Momen untuk menyatakan besaran gempa.
Penulis : Ir. Heri Khoeri, MT.
Tulisan ini adalah bagian kedua dari sebuah pengantar tulisan selanjutnya tentang Bangunan Tahan Gempa.
Daftar Tulisan Selengkapnya:
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Telp: (021) 8404531
Whatsapp Bussines : 0813 828 271 82 or click this Link : Whatsapp
Gempa bumi (earthquake) adalah peristiwa bergetar atau bergoncangnya bumi karena pergerakan/ pergeseran lapisan batuan pada kulit bumi secara tiba‐tiba akibat pergerakan lempeng‐lempeng tektonik.
Gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas pergerakan lempeng tektonik disebut gempa bumi tektonik. Namun selain itu, gempa bumi bisa saja terjadi akibat aktivitas gunung berapi yang disebut sebagai gempa bumi vulkanik [1].
Gambar Ilustrasi pergeseran di kerak bumi memancarkan radiasi gelombang gempa bumi hingga menimbulkan goncangan dan perubahan struktur batuan di permukaan [2]Pergeseran batuan terjadi akibat adanya tekanan dan tarikan pada lapisan bumi yang terus menerus sehingga terjadi pengumpulan energi dan pada suatu saat batuan pada lempeng tektonik tidak mampu lagi menahan gerakan tersebut dan terjadilah pelepasan energi yang disebut gempa bumi.
Akumulasi energi penyebab terjadinya gempa bumi dihasilkan dari pergerakan lempeng-lempeng tektonik. Energi ini dipancarkan ke segala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi. Semakin besar energi yang dilepaskan maka semakin kuat gempa bumi yang terjadi.
Gempa bumi sebenarnya terjadi hampir setiap hari, namun kebanyakan berkekuatan kecil dan tidak menyebabkan kerusakan yang berarti. Gempa bumi berkekuatan kecil juga dapat mengiringi terjadinya gempa bumi yang lebih besar dan dapat terjadi sesudah atau sebelum gempa bumi besar tersebut terjadi.
Pertanyaan yang sering dilontarkan masyarakat setelah terjadi gempa adalah tentang kapan terjadinya, dimana sumber gempa, seberapa besar kekuatan, apakah ada kemungkinan gempa susulan, dan kapan gempa bumi tersebut bisa berakhir sehingga para korban bisa merasa aman dari bahaya gempa bumi susulan berikutnya.
Parameter sumber gempa bumi yang sering dianalisis adalah waktu asal gempa, posisi lintang dan bujur episenter gempa, kedalaman sumber gempa, waktu kejadiangempa, dan ukuran kekuatan atau magnitudo gempa, serta intensitas gempa.
Penulis : Ir. Heri Khoeri, MT.
Tulisan ini adalah bagian pertama dari sebuah pengantar tulisan selanjutnya tentang Bangunan Tahan Gempa.
Berikut urutan artikel bersambung berkaitan dengan gempa bumi ini:
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Telp: (021) 8404531
Whatsapp Bussines : 0813 828 271 82 or click this Link : Whatsapp
Artikel tentang Cara Pemeriksaan Gedung Pasca Gempa ini kami buat atas dasar pertanyaan dari banyaknya pihak yang mengajukan pertanyaan kepada kami, tentang “Apa Yang Harus Dilakukan Pemilik Bangunan Atau Building Management Pasca Gempa?”
Pasca terjadinya gempa, ada baiknya pemilik gedung atau penyewa ataupun building management suatu gedung bertingkat memeriksa kerusakan yang terjadi pada struktur bangunan.
Langkah-Langkah Pemeriksaan Gedung Pasca Gempa
Pemeriksaan awal dapat dilakukan secara visual untuk memastikan keamanan kondisi bangunan pasca-gempa, dimulai dari mengecek struktur utama yang terlihat.
Yang Pertama: Kolom atau Tiang
Yang biasanya langsung bisa diamati adalah kolom atau tiang.
Jika kondisi dan bentuknya tak berubah, berarti tak ada masalah.
Jika ada retakan harus dilihat lebih lanjut, apakah ada retakan atau tidak.
Jika terdapat retak lihat dengan seksama apakah retaknya hanya di permukaan saja ataukah ada kemungkinan sampai ke dalam.
Kalau yakin hanya di permukaan, artinya hanya bagian material finishing-nya saja yang rusak (misalkan hanya plesterannya atau material pembungkus lainnnya saja yang rusak.
Namun jika terlihat retak cukup dalam (sampai terlihat pembesiannya) atau secara kasat mata terlihat perubahan bentuk kolom misalkan miring atau bengkok sebaiknya anda waspada dan mengisolasi area tersebut.
Dalam kondisi kerusakan seperti gambar diatas ini, sebelum dilakukan perbaikan, maka harus dilakukan pengujian lebih lanjut untuk memastikan bahwa struktur masih bisa diperbaiki atau tidak, agar perbaikan yang dilakukan tidak sia-sia atau sebaiknya langsung diganti saja.
Tim Hesa dalam sebuah investigasi sebuah gedung. Keretakan kolom hanya pada permukaan saja, pada material finishing, yang sebenarnya tidak berpotensi mengakibatkan keruntuhan struktur, namun pemilik gedung ingin memastikan apakah retaknya membahayakan atau tidak, maka dilakukan pengukuran kedalaman retak dengan ultrasonic pulse velocity, UPV
Yang Kedua: Lantai Dasar
Yang dapat langsung diamati adalah lantai dasar.
Jika terjadi perubahan elevasi permukaan lantai, misalnya bergelombang, atau amblas, atau pecah dan posisinya di sekitar kolom, bisa jadi karena adanya kerusakan atau pergeseran ataupun penurunan pondasi.
Tapi tidak perlu khawatir lebih dulu, kalau tidak ada kerusakan pada kolom, belum tentu itu akibat kerusakan atau pergeseran pondasi.
Dan setelah pemeriksaan berikutnya yaitu balok (akan dijelaskan berikutnya) jika tidak ditemukan kerusakan, maka tak perlu khawatir kerusakan yang ada hanya pada lantai dasarnya saja.
Jika terjadi kerusakan pada lantai, untuk memastikan bahwa hal tersebut bukan kerusakan pondasi, lakukan pemeriksaan dengan seksama adakah kerusakan pada kolom terdekat.
Jika tidak ada, periksa apakah apakah ada retak pada balok dan sambungan balok kolom.
Jika tidak ada kerusakan pada kolom dan balok, kemungkinan hanya penurunan tanah di bawah penutup lantai saja, maka tidak berpotensi mengakibatkan keruntuhan struktur.
Balok adalah bagian struktur bangunan yang menahan beban pelat lantai.
Balok yang melintang menghubungkan satu kolom dan kolom lainnya disebut balok induk. Sedangkan balok anak, biasanya lebih kecil, difungsikan untuk membagi beban jika bentangan pelat lantai terlalu panjang dan biasanya menahan beba pada dua balok induk di ujung-ujungnya.
Untuk memeriksa balok umumnya harus membongkar plafond.
Agar tidak terlalu banyak membongkar palfond, utamakan pengecekan pada bagian sambungan balok (induk) dengan kolom. Periksa apakah kondisi sambungan antara balok dan kolom dan kondisi di ujung-ujung balok dekat kolom dalam keadaan baik, tidak ada retakan dan pergeseran.
Jika kondisi kerusakan seperti ini jika akan diperbaiki harus dilakukan pengujian lebih lanjut untuk memastikan bahwa struktur masih bisa diperbaiki atau tidak, agar perbaikan yang akan dilakukan tidak sia-sia atau langsung diganti saja
Keretakan pada sambungan balok yang tidak membahayakan, karena hanya bagian permukaan, bagian finishingnya saja yang rusak, dapat langsung diperbaiki dan dirapihkan kembali.
Namun untuk meyakinkan, pastikan adakah penurunan balok ataupun pergeseran pada balok, jika tidak ada dapat langsung diperbaiki dan dirapihkan kembali
Ketiga elemen struktur di atas kolom, balok dan pondasi adalah elemen struktur yang jika mengalami kerusakan dapat mengakibatkan keruntuhan bangunan, sehingga pemeriksaan atas elemen-elemen tersebut harus diprioritaskan.
Keempat : Tangga
Pastikan sambungan antara tangga dengan balok atau lantai dalam keadaan baik, tidak ada retakan besar dan pergeseran.
Jika yakin yang terjadi hanya retakan kecil, tak perlu khwatir, namun jika terjadi retakan besar sebaiknya jangan dilewati sebelum dilakukan perbaikan dan perkuatan, gunakan akses naik lainnya.
Walaupun kerusakan tangga tidak menyebabkan potensi keruntuhan struktur, namun keruntuhan tangga bisa sangat membahayakan.
Kelima : Atap
Yang dapat diamati dengan mudah adalah penutup atap.
Perhatikan apakah terjadi perubahan bentuk ataupun pergeseran pada penutup atap. Kerusakan pada rangka atap biasanya berhubungan dengan tumpuan di bawahnya, yaitu kolom dan balok.
Selama kolom dan balok baik-baik saja, seharusnya tak ada masalah.
Namun, taka da salahnya memastikan rangka atapnya, tentunya harus dilihat dari bawah, biasanya dengan membongkar plafond. Pastikan tidak ada sambungan rangka yang lepas.
Jika ada penutup genteng yang melorot atau seng yang lepas sebagian material penutup atap yang jatuh, selama rangkanya baik-baik saja, tak perlu khawatir, cukup lakukan perbaikan setempat.
Selanjutnya perhatikan langit-langit atau plafon, pastikan tidak ada retakan, jika ada cukup lakukan perbaikan setempat, walaupun tidak berpotensi mengakibatkan keruntuhan struktur, tetap saja jika jatuh bisa saja menimpa dan mencederai sesorang.
Elemen bangunan lainnya seperti dinding, jendela, pintu, kusen, plafon, partisi dan lantai disebut elemen non-struktur.
Elemen non struktur yang mudah terlihat untuk diamati kerusakannya karena gempa adalah dinding dan jendela. Jika kerusakannya dalam skala kecil seperti sebagian dinding retak, jendela kaca pecah atau plafon jatuh, tak perlu khawatir selama struktur utama (kolom, balok, atap dan pondasi) masih dalam kondisi baik.
Bahkan seandainya ada dinding yang ambruk pun, jangan terlalu khawatir, cukup lakukan renovasi pada lokasi-lokasi yang mengalami kerusakan saja.
Tapi kalimat “jangan terlalu khawatir” bukan berati diartikan tidak perlu diperbaiki, tetap saja yang namanya kerusakan bangunan sebaiknya segera diperbaiki, untuk menghindari kejadian yang tidak diinginkan, misalnya kitchen set jatuh karena retakan dinding, lampu gantung jatuh karena retakan lantai ataupun hal-hal lainnya yang berpotensi mencederai penggunanya.
Jika setelah dilakukan pengecekan awal pada struktur bangunan tidak ditemukan indikasi kerusakan pada elemen-elemen struktur, berarti bangunan dalam kondisi aman, cukup lakukan perbaikan pada lokasi-lokasi yang mengalami kerusakan.
Tapi jika ditemukan kerusakan pada elemen struktur seperti kolom retak cukup dalam, lantai di bawah kolom naik/ turun, sambungan balok dengan kolom retak pada banyak lokasi segera hubungi profesional:
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Telp: (021) 8404531
Whatsapp Bussines :0812 9144 2210 atau 0811 888 9409
or follow this link : https://linktr.ee/hesa.lc
Analisis Dinamik Riwayat Waktu adalah suatu cara analisis untuk menentukan riwayat waktu respon dinamik struktur bangunan gedung yang berperilaku linear atau nonlinier terhadap gerakan tanah akibat Gempa.
Rencana sebagai data masukan, di mana respon dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metode integrasi bertahap.
Beban gempa merupakan fungsi dari waktu, sehingga respon yang terjadi pada struktur gedung juga tergantung dari waktu pembebanan.
Akibat beban Gempa Rencana maka struktur akan tetap berperilaku elastik untuk analisis linear dan berperilaku inelastik untuk analisis nonlinear. Biasanya analisis riwayat waktu lebih sering digunakan untuk kondisi nonlinear, namun tidak jarang juga digunakan untuk kondisi linear saja.
Untuk mendapatkan respon struktur akibat pembebanan dari rekamAccelerograms, (accelogram; perekaman akselerasi gerakan dasar bumi pada saat gempa terjadi) penggunaan modal analisis tidak dapat dilakukan, integrasi numerik langsung dengan memperhatikan struktur sebagai persamaan couple adalah dasar dari analisis Time History dimana metode integrasi yang umumnya digunakan adalah metode Newmark.
Dalam RSNI Gempa 1726: 2012 disyaratkan paling sedikit tiga gerak tanah yang sesuai harus digunakan dalam analisis.
Kondisi lokasi, geologi, topografi dan seismotektoniknya dipilih yang sesuai dengan lokasi tempat struktur gedung yang ditinjau berada.
Hal ini untuk mengurangi ketidakpastian mengenai kondisi lokasi. Maka paling sedikit harus ditinjau 3 buah akselerogram dari 3 gempa yang berbeda.
Jika rekaman gempa yang didapatkan tidak cukup, diperbolehkan menggunakan rekaman gempa buatan yang disesuaikan dengan respon spectrum di lokasi struktur berada.
Rekam gempa yang digunakan juga harus dimodifikasi puncak percepatannya hingga sekurang-kurangnya setara terhadap spektrum SNI. Beban gempa adalah fungsi waktu, sehingga respon pada struktur juga tergantung dari waktu pembebanan. Contoh rekam gempa asli dan rekam gempa yang telah dimodifikasi:
Hasil gambar untuk ACCELEROGRAMGambar 1 Riwayat waktu gempa yang terekam accelerogram dan gempa hasil simulasi (modifikasi)
Analisis Dua Dimensi
Apabila analisis dua dimensi dilakukan maka setiap gerak tanah harus terdiri dari riwayat waktu percepatan tanah horisontal yang diseleksi dari rekaman gempa aktual. Percepatan tanah yang sesuai harus diambil dari rekaman peristiwa gempa yang memiliki magnitudo, jarak patahan, dan mekanisme sumber gempa yang konsisten dengan hal-hal yang mengontrol ketentuan gempa maksimum yang dipertimbangkan.
Apabila jumlah rekaman gerak tanah yang sesuai tidak mencukupi maka harus digunakan rekaman gerak tanah buatan untuk menggenapi jumlah total yang dibutuhkan.
Gerak-gerak tanah tersebut harus diskalakan sedemikian rupa sehingga nilai rata-rata spektrum respons dengan redaman 5 persen dari semua gerak tanah yang sesuai di situs tersebut tidak boleh kurang dari spektrum respons desain setempat untuk rentang perioda dari 0,2T hingga 1,5T , di mana T adalah perioda getar alami struktur dalam ragam getar fundamental untuk arah respons yang dianalisis.
Analisis tiga dimensi
Apabila analisis tiga dimensi dilakukan maka gerak tanah harus terdiri dari sepasang komponen percepatan tanah horisontal yang sesuai, yang harus diseleksi dan di skalakan dari rekaman peristiwa gempa individual.
Gerak tanah yang sesuai harus diseleksi dari peristiwa-peristiwa gempa yang memiliki magnitudo, jarak patahan, dan mekanisme sumber gempa yang konsisten dengan hal-hal yang mengontrol ketentuan gempa maksimum yang dipertimbangkan.
Apabila jumlah pasangan rekaman gerak tanah yang sesuai tidak mencukupi maka harus digunakan pasangan gerak tanah buatan untuk menggenapi jumlah total yang dibutuhkan.
Untuk setiap pasang komponen gerak tanah horisontal, suatu spektrum SRSS harus dibuat dengan mengambil nilai SRSS dari spektrum respons dengan 5 persen faktor redaman untuk komponen-komponen gerak tanah yang telah diskalakan (di mana faktor skala yang sama harus digunakan untuk setiap komponen dari suatu pasangan gerak tanah).
Setiap pasang gerak-gerak tanah tersebut harus diskalakan sedemikian rupa sehingga pada rentang perioda dari 0,2T hingga 1,5T , nilai rata-rata spektrum SRSS dari semua pasang komponen horizontal tidak boleh kurang dari nilai ordinat terkait pada spektrum respons yang digunakan dalam desain, yang ditentukan sesuai dengan 6.4 atau 6.9.
Untuk situs yang berada dalam jarak 5 km dari patahan aktif yang menjadi sumber bahaya gempa, setiap pasangan komponen gerak tanah harus dirotasikan ke arah normal-patahan dan arah sejajar-patahan sumber gempa dan harus diskalakan sedemikian rupa sehingga nilai rata-rata komponen normal patahan tidak kurang dari spektrum respons gempa MCER untuk rentang perioda dari 0,2T hingga 1,5T .
Referensi:
[1] SNI 1726:2012. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1 Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia Email: kontak@hesa.co.id Telp: (021) 8404531 Whatsapp Bussines : 0813 828 271 82 or click this Link : Whatsapp
Pengertian Respons Spektrum adalah plot suatu spectrum yang disajikan dalam bentuk grafik/plot antar periode getar struktur T, lawan respons-respons maksimumnya untuk suatu rasio redaman dan beban gempa tertentu [1].
Respon-respon maksimum dapat berupa simpangan maksimum (spectral displacement, SD), kecepatan maksimum (spectral velocity, SV) atau percepatan maksimum (spectral acceleration, SA) suatu massa struktur dengan derajat kebebasan tunggal (single degree of freedom, SDOF).
Terdapat dua macam respons spektrum yaitu respons spektrum elastik dan respons spektrum inelastik.
Spektrum elastik adalah suatu spektrum respons spektrum yang didasarkan atas respon elastik suatu struktur dengan SDOF, berdasarkan rasio redaman dan beban gempa tertentu.
Sedangkan spektrum inelastik juga disebut desain respons spektrum yaitu spektrum diturunkan dari spektrum elastik dengan tingkat daktilitas tertentu.
Yang Mempengaruhi Respons Spektrum
Respons spektrum dipengaruhi oleh beban gempa, rasio redaman , periode getar , daktilitas , dan kondisi tanah . ehingga suatu spektrum maksimum suatu gempa tertentu kadang-kadang dinyatakan dalam fungsi:
Spektrum Simpangan, SD
Gambar 1 Struktur SDOF dibebani Beban GempaGambar a) Struktur SDOF b) Rekaman gempa sebagai gaya yang bekerja pada model SDOF c) model matematika struktur SDOF d) Free body diagram dan e) hubungan linier elastik antara antara gaya dan simpangan atau antara gaya dan kecepatan yang menghasilkan kekakuan dan koefisien redaman.
Persamaan differensial gerakan struktur SDOF akibat gerakan tanah/ gempa sebagai berikut:
Atau dapat dinyatakan dalam bentuk lain:
Menurut prinsip analisis dinamika struktur terdapat hubungan:
Apabila k dan m diketahui maka frekuensi sudut w struktur dapat dihitung:
Maka persamaaan SDOF menjadi:
Persamaan diferensial struktur SDOF akibat beban dinamik F(t) dapat diselesaikan dengan prinsip Duhamel’s Integral dengan persamaan sebagai berikut:
Dimana: adalah damped frequency yang mempunyai hubungan:
Antara percepatan, massa dan gaya memiliki hubungan linier, maka:
Contoh riwayat simpangan (displacement history) akibat gempa EL CENTRO NSC adalah seperti yang disajikan pada gambar berikut:
Gambar 2 Riwayat Simpangan (Displacement history) struktur SDOF
Dari gambar diatas terlihat bahwa simpanganb berubah-ubah menurut fungsi waktu dan simpangan berubah-ubah menurut periode getar struktur T. Pada T yang lebih kecil atau struktur lebih kaku, maka simpangannya akan lebih kecil dibandingkan struktur dengan T yang lebih besar, atau sebaliknya.
Respon struktur akan mirip mengikuti intensitas bebannya. Pada saat intesnsitas beban besar, maka responnya pun akan mengikuti besar. Pada saat tertentu akan dicapai respon (simpangan) maksimumnya. Simpangan maksimum inilah yang diperlukan pada spectrum simpangan, dan biasa dinyatakan dengan:
Setelah riwayat simpanganb diperoleh, integrasi numerik dapat dilakukan pula untuk menghitung riwayat kecepatan dan riwayat percepatan massa. Dengan shorting maka kecepatan dan percepatan maksimum dapat diketahui yang hasilnya itulah menjadi spectral kecepatan SV dan spectral percepatan SA, yang dapat ditulis dalam bentuk:
Pseudo Spektral Kecepatan, PSV dan Percepatan, PSA
Untuk penyederhanaan digunakan hubungan:
Hubungan diatas hanya bersifat pendekatan karena riwayat percepatan dan riwayat kecepatan tidak akan berlangsung dengan phase yang sama dengan riwayat simpangan. Dari hubungan tersebut kemudian dianalogikan bahwa:
Dengan PSV dan PSA berturut-turut adalah Pseudo Spektral Kecepatan dan Percepatan. Dimana maksud Pseudo spectral adalah spectral yang sifatnya maya atau hanya berupa perkiraan.
Gambar 3 Perbandingan antara ground acceleration dengan PSA
Gambar 6 Smoothed response spectrum dari beberapa gempa
Aplikasi Response Spectrum dalam Analisis Gempa
Prosedur analisis spektrum respons ragam seperti diatur dalam SNI 1726:2012 Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung.
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1 Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia Email: kontak@hesa.co.id Telp: (021) 8404531 Whatsapp Bussines : 0813 828 271 82 or click this Link : Whatsapp
Menurut SNI Gempa 03-1726-2002, analisis statik beban dorong (pushover) adalah :
suatu analisis nonlinier statik, yang dalam analisisnya pengaruh gempa rencana terhadap struktur bangunan gedung dianggap sebagai beban statik pada pusat massa masing-masing lantai, yang nilainya ditingkatkan secara berangsur-angsur sampai melampaui pembebanan sehingga menyebabkan terjadinya pelelehan (sendi plastis) pertama di dalam struktur bangunan gedung, kemudian dengan peningkatan beban lebih lanjut mengalami perubahan bentuk pasca-elastik yang besar sampai mencapai target peralihan yang diharapkan atau sampai mencapai kondisi plastik [1].
Metode analisis pushover merupakan salah satu komponen performance based design yang menjadi sarana untuk mengetahui kapasitas suatu struktur [2], dari hasil analisis, dapat digambarkan hubungan antara base shear dan roof displacement, hubungan tersebut kemudian dipetakan sebagai kurva kapasitas struktur.
Selain itu, analisis pushover juga dapat memperlihatkan secara visual perilaku struktur pada saat kondisi elastis, plastis dan sampai terjadinya keruntuhan pada elemen-elemen strukturnya. Informasi tersebut berguna dalam menggambarkan respons inelastis bangunan ketika mengalami gempa.
Analisis struktur gedung 16 lantai berikut ini mengilustrasikan pushover analysis.
Gambar 1 -4 tentang Pushover Analysis
Gambar 1 menunjukkan model struktur 16 lantai. Struktur ini dibebani gaya push over pada arah-x dan arah-y.
Pada gambar 2, terlihat telah terbentuk sendi plastis berwarna merah jambu (pelelehan pertama) pada balok lantai 10, ketika struktur dibebani gaya dorong pada arah-x sebesar 357966 kg.
Seiring ditingkatkannya gaya dorong terbentuklah sendi-sendip plastis lainnya pada balok yang mulai ada yang berwarna biru (mulai tampak kerusakan struktur ringan pada balok) seperti yang ditunjukkan pada gambar 3, di mana beban yang bekerja adalah = 602576 kg, yang mengakibatkan lendutan pada arah x =0.2199 m.
Pada Gambar 4 terlihat sendi plastis berwarna biru semakin banyak terjadi pada balok dan terlihat mulai terjadi pelelehan pertama pada kolom lantai dasar, gaya yang bekerja pada step ini adalah 704000 kg dan lendutan yang terjadi = 0.3099 m.
Gambar 2 sampai dengan gambar 6 menunjukkan visualisasi perilaku struktur dan terbentuknya sendi-sendi plastis pada posisi-posisi struktur akibat dibebani beban tertentu pada pusat masa dimana besarnya beban tersebut ditingkatkan secara berangsur-angsur.
Gambar 5-7 tentang Pushover Analysis
Dengan penambahan beban sampai 871050 kg struktur sudah diambang keruntuhan ditandai dengan terbentuknya sendi plastis berwarna kuning di kolom lantai dasar seperti ditunjukkan pada gambar 5. Dengan penambahan beban sedikit saja struktur akan mengalami keruntuhan seperti pada gambar 6. Gambar 7 menunjukkan hubungan simpangan arah-X dan Base Reaction.
Warna yang ditunjukkan oleh sendi plastis menunjukkan tingkat kelelehan yang terjadi seperti digambarkan pada gambar 5. Berdasarkan filosofi desain yang ada, tingkat kinerja struktur bangunan akibat gempa rencana adalah Life Safety, yaitu walaupun struktur bangunan mengalami tingkat kerusakan yang cukup parah namun keselamatan penghuni tetap terjaga karena struktur bangunan tidak sampai runtuh.
Pada grafik diatas respon linier dimulai dari titik A (unloaded component) dan kelelehan mulai terjadi pada titik B. Respon dari titik B ke titik C merupakan respon elastis plastis.
Titik C merupakan titik yang menunjukkan puncak kekuatan komponen, dan nilai absisnya yang merupakan deformasi menunjukkan dimulainya degradasi kekuatan struktur (garis C-D).
Pada titik D, respon komponen struktur secara substansial menghadapi pengurangan kekuatan menuju titik E. Untuk deformasi yang lebih besar dari titik E, kekuatan komponen struktur menjadi nol [3].
Tipikal kurva tersebut seperti ditunjukkan pada gambar 8 berikut:
Gambar 8 Tahapan Kerusakan Struktur Berdasarkan Terbentuknya Sendi Plastis.
Keterangan gambar 8:
A = Awal Pembebanan, belum ada sendi plastis
B = Batas linier yg diikuti pelelehan pertama pada struktur
IO = Immediate Occupancy, terjadi kerusakan ringan struktur
LS = Life Safety, terjadi kerusakan sedang pada struktur, namun belum berpotensi runtuh
CP = Collapse Prevention, kerusakan berat pada struktur yang berpotensi runtuh
C = Batas maksimum gaya geser yang masih mampu ditahan
D = Terjadi degradasi kekuatan struktur
E = Runtuh
Kurva kapasitas hasil dari analisis push over (gambar 8) menunjukkan hubungan antara gaya geser dasar (base shear) dan perpindahan atap akibat beban lateral yang diberikan pada struktur dengan pola pembebanan tertentu sampai pada kondisi ultimit atau target peralihan yang diharapkan. Dengan mengetahui perilaku struktur dari mulai masih dalam batas elastis sampai dengan keruntuhannya, maka kita dapat merencanakan dan mensimulasikan pola keruntuhan yang diharapkan, yang mampu meminimalisir jumlah korban pada saat terjadinya gempa.
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Telp: (021) 8404531
Whatsapp Bussines : 0813 828 271 82 or click this Link : Whatsapp
Tingkat Kerusakan Dan Keamanan Bangunan Pasca Gempa terjadi, diklasifikasikan dalam 4 level, yang masing-masing level tersebut bisa diketahui dari apa saja sumber kerusakannya dan bagaimana tingkat resiko yang dihadapi oleh bangunan tersebut. Dan berdasarkan tingkat resiko tersebut, dapat dijadikan bekal untuk memutuskan apakah sebuah bangunan masih layak untuk dipertahankan dan dipergunakan seda kala, dengan perbaikan besar atau kecil dan yang paling ekstrem; bangunan harus diruntuhkan karena sudah tidak layak lagi secara keamanan dan kenyamanan,
Gempa Bumi adalah salah satu gejala alam yang tidak dapat diprediksi kapan akan terjadi dan berapa besar gempa tersebut, pada umumnya gempa terjadi pada pertemuan dua buah lempeng tetapi lokasi yang tepat sulit diprediksi.
Gempa tidak dapat dicegah dan dapat menyebabkan dampak bagi manusia seperti kematian, kerusakan pada bangunan rumah tinggal, fasilitas umum, dll.
Pengalaman dari gempa besar yang terjadi di Indonesia, Nangroe Aceh Darussalam (2004), Daerah Istimewa Yogyakarta (2006), Lombok (2018) dan Palu (2018), di mana gempa besar yang terjadi diikuti gempa-gempa susulan, dan beberapa kejadian keruntuhan terjadi pada gempa susulan.
Apabila terjadi gempa kuat ada potensi sambungan balok kolom akan berperilaku sendi plastis (plastic joints). Dengan adanya sendi plastis, maka ujung kolom dapat berputar relatif, sehinga pada kolom akan terjadi sedikit kemiringan. Jika gempa masih berlanjut maka kemiringan akan semakin besar dan akan berakibat terjadinya keruntuhan.
Gambar 6 Ilustrasi struktur masih dalam kondisi elastis dan tidak terjadi drift permanen pasca gempa
Gambar 7 Ilustrasi terbentuknya sendi plastis dan terjadi drift permanen pada struktur pasca gempa
Tingkat Kerusakan Dan Keamanan Bangunan Pasca Gempa dapat diklasifikasikan secara general sebagai berikut:
1. Parah
Struktur mengalami drift (pergeseran/ lendutan lateral) permanen yang besar, kekakuan dan kekuatan struktur tinggal sedikit yang tersisa. Terlihat retakan-retakan besar pada struktur, terutama pada posisi dekat sambungan kolom dan balok. System dan komponen non struktural seperti dinding pengisi, parapet, partisi, mekanikal dan elkektrikal mengalami kerusakan hampir menyeluruh. Walaupun kolom dan struktur masih berdiri dan belum runtuh, adanya gempa susulan sangat mungkin menyebabkan terjadinya keruntuhan. Pada kondisi ini bangunan tidak dapat dipergunakan lagi, sebaiknya segera diruntuhkan.
2. Sedang
Struktur masih memiliki kekuatan dan kekakuan yang tersisa di semua lantainya walaupun terjadi beberapa drift permanen (pergeseran/ lendutan lateral), ditemukan retak-retak struktur pada elemen pelat, balok, kolom dan dinding geser, namun masih mampu berfungsi sebagai elemen penahan gravitasi. Terjadi kerusakan yang banyak pada system dan komponen non struktural seperti dinding pengisi, parapet, partisi, mekanikal dan elektrikal namun tidak menimbulkan potensi bahaya runtuhan. Adanya gempa susulan dengan skala lebih kecil masih berpotensi menaikkan level kerusakan dan kemananan. Bangunan dapat diperbaiki secara teknis dan dapat ditempati kembali setelah selesai perbaikan namun mungkin secara ekonomis menjadi tidak layak.
3. Ringan
Tidak terjadi drift (pergeseran/ lendutan lateral) permanen. Tidak terjadi perlemahan kekuatan dan kekakuan struktur secara substansial. Terjadi retak-retak kecil pada elemen struktural dan juga elemen non struktural seperti fasad, partisi, dan langit-langit. Elevator dan fire protection (jika ada) masih berfungsi. Kerusakan yang ada sifatnya minor dan perbaikannya dapat dilakukan tanpa mengganggu pemakai bangunan. Bangunan pada level ini hampir langsung dapat dipakai setelah kejadian gempa.
4. Sangat Ringan
Tidak terjadi drift permanen (pergeseran/ lendutan lateral). Tidak terjadi perlemahan kekuatan dan kekakuan struktur yang ditandai dengan tidak ditemukannya retak struktur. Terjadi retak-retak kecil pada elemen non struktural seperti fasad, partisi, dan langit-langit. Semua sistem untuk operasionalisasi bangunan masih berfungsi normal. Bangunan tetap dapat beroperasi langsung setelah gempa terjadi, karena elemen struktur utama tidak mengalami kerusakan sama sekali dan elemen non-struktur hanya mengalami kerusakan sangat kecil sehingga tidak menjadi masalah.
Ilustrasi gambar di bawah menggambarkan komponen struktur (yang di garis bawah merah) dan non struktur.
Ilustrasi gambar struktur dan non struktur
Intinya selama tidak terjadi kerusakan pada elemen struktur, maka bangunan masih dalam level aman, walaupun terjadi banyak kerusakan pada elemen non struktur. Dan pemeriksaan ini dapat dilakukan sendiri secara visual oleh pengguna bangunan untuk memastikan keamanan dan tindak lanjut penanganan bangunannya (Heri Khoeri 14/10/2018)
Untuk jasa layanan konsultansi pemerikasaan struktur bangunan pasca gempa secara lebih detail dapat menghubungi kami melalui:
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
Email: kontak@hesa.co.id
Telp: (021) 8404531
Mobile : 081291442210
Whatsapp Bussines :0811 888 9409 or click this link :https://linktr.ee/hesa.lc
Indonesia adalah Negara dengan tingkat kegempaan yang sangat tinggi karena diapit oleh lempeng Indo-Australia dan lempeng Eurasia, hal ini menyebabkan tantangan sendiri bagi para ahli struktur dalam merancang suatu bangunan gedung yang tahan terhadap gempa.
Picture by Ivan Cujic. On https://www.pexels.com/photo/sky-architecture-building-modern-109479/ ✓ Free for personal and commercial use ✓ No attribution required
Pada proses perancangan beban gempa dapat dilakukan dengan berbagai analisis mulai dari statik ekivalen dan analisis dinamik respon spektrum. Tulisan ini bertujuan untuk meninjau struktur gedung menggunakan analisis dinamik respon spektrum struktur yang mengacu pada SNI 03-1726-2012.
Pembebanan yang di input yaitu beban mati, beban hidup dan beban gempa. Bangunan gedung yang ditinjau dalam tulisan ini yaitu gedung bentuk gedung L dan T dengan inersia yang sama terhadap sumbu arah x. Masing-masing struktur berlantai 3 dengan menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK).
Kedua bentuk gedung tersebut akan dianalisis menggunakan respon spektra desain kota Jakarta Pusat dan diasumsikan sebagai tanah lunak. Untuk mempercepat proses perhitungan analisis ini menggunakan bantuan software Etabs versi 9.6.
Analisis respon struktur yang ditinjau adalah waktu getar, perpindahan (displacement), rasio simpangan antar lantai (storydrift), momen lentur (bendingmomen) balok dan kolom serta torsi (Torsion) dari kedua bangunan gedung bentuk L dan T.
Dari hasil analisis kedua bentuk gedung didapatkan data data sebagai berikut:
Gedung bentuk L mempunyai waktu getar lebih kecil daripada gedung bentuk T,
Perpindahan (displacement) gedung bentuk T lebih kecil daripada gedung bentuk L,
Simpangan antar lantai (storydrift) gedung bentuk T lebih kecil dari pada gedung bentuk L,
Momen bentuk gedung T,
Momen maksimum gedung bentuk L lebih kecil daripada gedung bentuk T,
Serta torsi rata rata gedung bentuk T lebih kecil daripada gedung bentuk L.
Penulis: Rizwan Komarudin1, Heri Khoeri2, Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Jakarta
