Mahasiswa Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret, 2; 3) Dosen Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret

Jurnal Teknik Sipil Magister Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Vol. I. No. 1 – Oktober 2013 ISSN : 2339-0271

EVALUASI KERENTANAN BANGUNAN DENGA PENGUJIAN MIKROTREMOR DAN KINERJA DINAMIK BANGUNAN TERHADAP GEMPA DISERTAI METODE REHABILITASI BANGUNAN RUSUNAWA LUBUK BUAYA PADANG Hanna Yuni Hernanti1, SA. Kristiawan2, Sholihin As’ad3 1)

Mahasiswa Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret, 2; 3) Dosen Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret Email: [email protected] Abstrak

Latar Belakang: Gempa bumi yang terjadi pada 30 September 2009 di Padang menimbulkan kerusakan struktural pada Rusunawa Lubuk-Buaya Padang. Untuk mengetahui performa bangunan maka dilakukan evaluasi kondisi eksisting bangunan. Tujuan penelitian ini adalah adalah untuk mengetahui kerentanan dan kinerja dinamik bangunan yang berkaitan dengan keamanan bangunan eksisting paska gempa dan alternatif rehabilitasi bila diperlukan. Metode: Jenis penelitian ini adalah metode kuantitatif, yaitu dengan analisis data sekunder pengujian lapangan mikrotremor pada 13-18 November 2009 pada empat titik lokasi pada bangunan dan dua titik di permukaan tanah sekitar bangunan yang disertai data teknis dan dokumentasi visual bangunan paska gempa. Hasil filter pengujian mikrotremor dianalisis dengan metode Horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR) sebagai parameter pengukuran kerentanan bangunan. Selanjutnya mengukur kinerja seismik bangunan dengan analisis respon spektrum sesuai SNI 1726:2012. Bangunan yang dinyatakan tidak aman perlu perkuatan (rehabilitasi) terpilih, yaitu dengan teknik perkuatan Tuned Mass Damper (TMD) dan viscous dampers. Hasil: Dari hasil analisis HVSR didapatkan resiko resonansi terjadi pada Tanah-2 dengan frekuensi natural

19,34 rad/detik ≈ frekuensi natural bangunan

19,53-25.12 rad/detik.

Dan hasil indeks kerentanan bangunan (Nakamura) tertinggi pada lantai 3 di 68, 80 mikron (EW). Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.49 Tahun 1996, frekuensi bangunan dinyatakan tidak aman untuk menerima beban kejut dengan kecepatan di atas 5 mm/detik. Respon seismik bangunan menghasilkan drift maksimum 522,8 mm jauh dari drift ijin

49,23

mm. Sehingga struktur berpotensi tidak stabil dan harus didesain ulang. Perkuatan dengan menggunakan. TMD (MTMD-V-1200 dan MTMD-H-1900) mampu mereduksi drift hingga 50%, namun belum mampu memenuhi drift ijin. Viscous dampers (MHD-250) mampu mereduksi drift hingga 93% dan bangunan stabil. Kata Kunci: mikrotremor, HVSR, SNI 1726:2012, TMD, Viscous dampers. 40


PENDAHULUAN

sensitivitas yang sangat tinggi dan dilakukan

Latar Belakang

analisis

Saat gempa bumi terjadi pada tanggal 30

karakteristik dinamis bangunan maupun

September 2009 di Padang, getaran yang

kondisi tanah di lokasi bangunan (Ridwan,

cukup besar menimbulkan kerusakan dan

2007).

korban

jiwa

di

Kota

Padang

numerik

untuk

mengetahui

dan

Maksud dari penelitian ini adalah untuk

sekitarnya.Berdasarkan informasi dari U.S.

mengevaluasi kerentanan struktur bangunan

Geological Survey (USGS), gempa tersebut

Rusunawa Lubuk Buaya-Padang dengan

terjadi pada pukul 17:16:09 WIB dengan

melakukan analisis data hasil mikrovibrasi

magnitude 7.6 pada kedalaman 81 km pada

pada beberapa titik bangunan dan mengukur

koordinat 0.789°S, 99.961°E. Pusat gempa

respon dinamik stuktur akibat gempa

berada di laut sejauh 60 km barat daya kota

dengan analisis respon spektrum yang

Padang.

mengacu pada peraturan SNI 1726:2012

Kerusakan bangunan yang terjadi dialami

tentang Tata cara perencanaan ketahanan

juga oleh Gedung Rusunawa Lubuk Buaya

gempa untuk struktur bangunan gedung dan

Padang yang terletak di Jalan Lubuk Buaya,

non gedung. Mengingat bangunan eksisting

Padang. Gedung ini mulai dibangun pada

didesain dengan peraturan sebelumnya yaitu

pertengahan tahun 2009 dengan konstruksi

SNI 03-1726-2002, sehingga hasil evalusai

struktur beton bertulang pracetak 4 lantai.

tersebut nantinya dapat ditindak lanjuti

Pemeriksaan lapangan dilakukan oleh

untuk solusi perkuatannya (rehabilitasi).

Tim dari Puslitbang Permukiman terhadap kondisi struktur bangunan, antara lain

Tujuan Penelitian

pemeriksaan visual terhadap komponen-

1. Menentukan

karakteristik

dinamis

komponen strukturnya dan pengukuran

bangunan dengan metode HVSR dan

getaran alami dari bangunan dan tanah.

evaluasi kerentanan struktur bangunan

Data-data hasil pengukuran mikrovibrasi

Gedung Rusunawa Lubuk Buaya Padang.

dengan mikrotremor akan dijadikan sebagai

2. Mengukur kinerja bangunan terhadap

dasar untuk menentukan tingkat kerentanan

desain gempa yang mengacu pada SNI

bangunan. Mikrotremor adalah salah satu

1726:2012 pada Rusunawa Lubuk Buaya-

pengujian kuantitatif non-destruktif yang

Padang menggunakan analisis respon

dilakukan

spektrum.

guna

memeriksa

kekuatan

bangunan.. Metode pengujian ini adalah salah

satu

metode

geofisika

dengan

memanfaatkan getaran alami yang terjadi

3. Menentukan dan mendesain perkuatan retrofit yang tepat pada stuktur gedung Rusunawa Lubuk Buaya Padang.

pada tanah atau bangunan yang dapat

Kajian Pustaka

ditangkap

Perekaman dan analisis ambient noise dapat

atau

direkam

dengan

menggunakan alat sejenis seismograf dengan

dilakukan

dengan

mudah

dan

dapat 41


diterapkan ke tempat-tempat rawan gempa dengan skala rendah. Hasil perekaman data dalam beberapa menit dengan mikrotremor

vertikal pada permukaan tanah ( tidak pada lapisan dasar (

), tetapi

).

biasanya sudah cukup, karena ditampilkan dalam bentuk ruang dan waktu yang continue dengan menggunakan 3 instrumen component

Dan selanjutnya diperkenalkan rumus efek

station untuk memperoleh data (Gok, 2012).

tanah termodifikasi (

) sebagai berikut,

Hingga saat ini ada beberapa teknik yang banyak digunakan untuk menganalisa data vibrasi, salah satunya adalah Single Station

Dan Persamaan 3 equivalen dengan,

Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio on noise (NHVSR) (Nakamura, 1989) yang kemudian dikembangkan oleh Lermo dan Chavez Garcia tahun 1993 (Single Station Horizontalto-Vertical Spectral Ratio on earthquake, HVSR). Nakamura (1989) mengusulkan sebuah

Nakamura (1989) menyatakan bahwa rasio dengan didapatkan

mendekati satu. Angka ini melalui

pengukuran

hipotesa bahwa getaran mikrotremor pada

mikrotremor dengan pengeboran. Dengan

suatu lokasi dapat ditentukan dengan

demikian dapat diasumsikan bahwa efek

menghitung rasio spektral antara komponen

tanah termodifikasi menjadi sebagai berikut,

horizontal terhadap komponen vertikal yang diamati pada suatu titik lokasi yang sama. Persamaan tersebut didefinisikan sebagai

Hal ini juga sejalan dengan rumus dari metode-metode lain yang pernah diteliti

berikut:

(Bard dkk., 1985; Steimen dkk., 2003; Roten dkk., 2006). Di mana

adalah rasio spektral,

adalah spektral horizontal dari gerakan

Kemudian oleh Claprood dkk. (2012) dijabarkan sebagai berikut,

tanah pada permukaan lapisan tanah lunak, dan

adalah spektral horizontal dari

gerakan tanah yang dekat dengan lapisan tanah keras. Kemudian dikembangkan oleh Lermo dkk. (1993) bahwa efek rasio spektral ( ) pada pergerakan

getaran

meliputi

spektrum

Di mana

adalah komponen spektrum

horizontal arah utara-selatan,

adalah

42


komponen spektrum horizontal arah barattimur,

dan

adalah

spektrum

mikrotremor arah vertikal.

simpangan (drift angle

) guna menentukan

tingkat dan batas keamanan bangunan. Evaluasi kerentanan bangunan dari hasil

Dalam kajian literaturnya, Sungkono

analisis

HVSR

ditinjau

dari

beberapa

(2011) menyimpulkan bahwa parameter

parameter. Yang pertama yaitu resiko

HVSR (amplifikasi dan frekuensi natural)

terjadinya

dapat

mikrozonasi

(2011), fenomena resonansi dapat terjadi

kerusakan bangunan akibat getaran gempa

bila frekuensi natural suatu benda mendekati

bumi. Sungkono berpendapat meskipun

nilai frekuensi natural

digunakan

untuk

beberapa peneliti berpendapat bahwa kurva HVSR

berkaitan

permukaan, fundamental,

dengan

terutama HVSR

gelombang

resonansi.

Menurut

di mana benda itu

berada. Jadi, resonansi terjadi bila: (Pers.8)

frekuensi yang

berupa

gelombang badan (Herak, 2008) merupakan

Hamid

Dengan: n = order springing = 1,2,3, dst.

daripada

Yang kedua adalah efek jenis tanah

pendekatan dengan gelombang permukaan

terhadap Peak Ground Accelaration (PGA).

beberapa mode (Albarello dan Lunedei,

Untuk mengetahui jenis klasifikasi tanah dan

2010; Dal Moro, 2010).

hasil spektra beberapa lapisan tanah dengan

pendekatan

yang

lebih

baik

Keuntungan utama dari metode HVSR

probabilitas

keruntuhan

bangunan

1%

adalah pengukuran sederhana dan biaya

dalam 50 Tahun digunakan program bantu

rendah, yang dapat dilakukan kapan saja dan

aplikasi Desain Spektra Indonesia hasil

di mana saja. Estimasi langsung frekuensi

kerjasama

resonansi sedimen tanpa perlu mengetahui

Kementerian

struktur

merujuk dari peraturan SNI 1726:2012 yang

geologi

dan

S-wave

tanah

antara

dapat

dibawahnya (Bard, 1999). Penggunaan mikrotremor kemudian

PPMB-ITB

Pekerjaan diakses

Umum di

dan yang situs

http://puskim.pu.go.id/Aplikasi/desain_sp

diperluas dalam mengidentifikasi indeks

ektra_indonesia_2011/.

kerentanan tanah (Nakamura dkk., 1997),

memplotkan respon spektra hasil pengujian

mengestimasi indeks kerentanan bangunan

mikrotremor pada lokasi tanah permukaan

(Nakamura dkk., 2000; Sato dkk., 2008), dan

dengan Desain Respon Spektra Indonesia di

resonansi antara struktur

Lubuk Buaya-Padang. Model kurva desain

bangunan dan

tanah (Mucciarelli dkk.,2004).

Caranya

dengan

respon spektrum yang mendekati dan

Nakamura(2008), mengemukakan bahwa

masuk dalam range period getar tanah hasil

dengan menggunakan HVSR dari nilai K-

pengujian respon spektrumlah yang menjadi

values dapat ditentukan besarnya sudut

acuan jenis tanah permukaan di bawah bangunan tersebut berada. Gempa yang direkam

di

tanah

lunak

mempunyai 43


percepatan tanah maksimum yang lebih

7.8.2.

besar daripada yang direkam di tanah keras

fundamental

untuk nilai PGA < 0,40 g. Untuk PGA >

melebihi dari hasil perkalian koefisien untuk

0,40 g, hasil-hasil yang sebaliknya terjadi

batas atas yang dihitung (

(Kramer 1996 cit. Pawirodikromo 2012). Yang ketiga adalah indeks kerentanan struktur bangunan Nakamura (2000) akibat gempa. Yaitu dengan persamaan (Sato dkk.,

ditentukan

bahwa

struktur

(T)

periode

tidak

) dengan

periode fundamental pendekatan ( Yang

kelima

boleh

berdasar

). berdasar

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.49 Tahun 1996. Parameter yang

2008):

dapat ditinjau antara lain: (1) Menurut Lampiran I berdasaran baku tingkat getaran untuk kenyamanan dan

Dengan: = Kerentanan bangunan lantai yang ditinjau = Selisih

(10-6) amplitudo

lantai

yang

Lampiran

II

berdasaran

(3) Menurut Lampiran III berdasaran jenis bangunan. (4) Menurut Lampiran III tentang getaran

= Frekuensi lantai yang ditinjau (Hz) = Tinggi bangunan lantai yang ditinjau (m) Kemudian dari nilai

(2) Menurut

dampak kerusakan.

ditinjau dengan lantai sebelumnya f

kesehatan.

didapatkan drift

kejut. Sedangkan

untuk

kinerja

dinamik

bangunan terhadap gempa dihitung dengan

angle (%) pada tiap lantai dengan persamaan

analisis respon spektrum yang mengacu

berikut:

pada SNI 1726:2012. Peta respon spektrum (Pers.10)

yang akan digunakan untuk membuat respon spektrum desain mengacu pada

Dengan:

Gambar 9, 10, 11, 12, dan 13 SNI

= efisiensi gempa a

= percepatan muka tanah maksimum (cm/det2)

Berdasarkan Yoshimura dan Nakamura

1726:2012. Parameter respon spektrum percepatan pada periode pendek (

)

dihitung dengan,

(2004), pada umumnya peraturan dalam pembebanan, struktur dinyatakan runtuh (collapse) dengan drift angle (γ) sebesar 0,5%, 1%, dan 2%. Fundamental

parameter

respon

spektral

percepatan gempa MCER terpetakan untuk

Yang keempat berdasar pendekatan Periode

adalah

Bangunan

di

Indonesia. Menurut SNI 1726:2012 Pasal

periode 0,2 detik di batuan dasar dengan probabilitas terlampaui sebesar 2% 44


selama 50 tahun, yaitu dengan melihat

sebagaimana disajikan dalam Gambar 12

Gambar 9 SNI 1726:2012. Sedangkan

dan 13 SNI 1726:2012.

adalah koefisien/faktor amplifikasi pada periode 0,2 detik yang nilainya diambil dari Tabel 4 SNI 1726:2012 tentang koefisien situs

.

Untuk

respon

,

parameter

respon

batuan

dasar

dengan

desain

mengacu

pada

Gambar 1 dan mengikuti ketentuan di bawah ini: periode ,

lebih

kecil

respon

dari

spektrum

percepatan desain

diambil dari

spektrum

dengan

probabilitas terlampaui sebesar 2% selama

(b) Untuk

,

adalah koefisien/faktor

amplifikasi pada periode 1,0 detik dan dapat

maka

respon

spektrum percepatan desain (c) Untuk

periode ,

50 tahun, yaitu dengan melihat Gambar 10 SNI 1726:2012.

spektrum

Persamaan 15,

percepatan gempa MCER untuk periode 1,0 di

dikembangkan

spektrum

untuk T = 1 detik, dihitung dengan,

detik

respon

(a) Untuk parameter

percepatan pada periode panjang

adalah

Kurva

lebih

besar

respon

percepatan desain

dari

spektrum diambil dari

Persamaan 16,

ditentukan dengan melihat Tabel 5 SNI 1726:2012 tentang koefisien situs

.

Kemudian parameter respon spektrum

Dengan: = parameter

dapat diperoleh dengan,

respon

spektrum

percepatan desain pada periode pendek (gal) = parameter adalah parameter respon spektrum percepatan desain untuk periode 0,2 detik, sedangkan

adalah parameter respon

spektrum percepatan desain untuk periode

respon

spektrum

percepatan desain pada periode panjang (gal) = periode

getar

fundamental

struktur (detik) Sementara itu nilai

dan

adalah,

1,0 detik. Menurut Pawirodikromo (2012), nilai-nilai

dan

berturut-turut masih

harus dikalikan dengan nilai

dan

45


Dengan: = koefisien respon seismik = berat seismik efektif menurut Pasal 7.7.2 SNI 1726:2012 (kN) Gaya gempa lateral

(kN) yang

timbul di semua tingkat harus ditentukan Sumber: SNI 1726:2012 Gambar 1. Spektrum respon desain Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa

dari Persamaan 20:

Dengan:

dengan kemungkinan terlewati besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2%.

= faktor distribusi vertikal V

= gaya lateral desain total atau geser di dasar struktur (kN)

Faktor keutamaan dan kategori risiko struktur bangunan untuk berbagai kategori

dan

= bagian berat seismik efektif

risiko struktur bangunan gedung telah diatur

total

dalam Tabel 1 SNI 1726:2012, sedangkan

ditempatkan atau dikenakan

pengaruh gempa rencana terhadapnya harus

pada tingkat i atau x (kN)

dikalikan dengan suatu faktor keutamaan

dan

dalam meter (m) Geser tingkat desain gempa di semua tingkat

(7) 0,9D + 1,0E

yang

tingkat i atau x, dinyatakan

Kombinasi beban terfaktor yang digunakan

(5) 1,2D + 1,0E + L

(W)

= tinggi dari dasar sampai

( ) pada Tabel 2 SNI 1726:2012.

menurut SNI 1726:2012 adalah kombinasi:

struktur

(kN) harus ditentukan dari

Persamaan 21:

Dengan: D = Beban mati

Defleksi pusat massa di tingkat x ( ) (mm)

L = Beban hidup

ditentukan sesuai dengan Persamaan 22:

E = Beban gempa Menurut ASCE 7-05, beban hidup untuk komponen struktur yang mendukung dua lantai atau lebih dari dua lantai boleh direduksi sebesar 20%. Geser dasar seismik (V) ditentukan dengan Persamaan 19, yaitu:

Dengan: = faktor amplifikasi defleksi dalam Tabel 9 SNI 1726:2012 = defleksi pada lokasi yang disyaratkan pada pasal ini yang ditentukan dengan analisis elastis (mm) 46


Jika respons terkombinasi untuk geser dasar ragam ( ) kurang dari 85% dari

,,

simpangan antar lantai harus dikalikan dengan 0,85

. Dan,

TMD yang digunakan sebagai desain retrofit untuk bangunan Rusunawa Lubuk Buaya-Padang adalah TMD vertikal dan TMD horizontal. Prinsip kerja TMD dapat dilihat pada Gambar 2.

Pengaruh P-delta effects diperhitungkan bila koefisien stabilitas ( ) 0,10. (Pers.24) Dengan: = beban desain vertikal total pada dan

Sumber: MAURER Katalog Gambar 2. Prinsip kerja TMD. Atas: TMD Vertikal. Bawah: TMD Horizontal

di atas tingkat x (kN), dan faktor beban individu tidak perlu melebihi

Viscous dampers berfungsi menyerap energi gempa dan mengurangi gaya gempa rencana

1,0 = simpangan antar lantai tingkat desain (mm)

yang

dipikul

elemen-elemen

struktur.

Sehingga, struktur bangunan menjadi lebih elastis dan mampu meredam guncangan

= gaya geser seismik yang bekerja antara tingkat x dan x-1 (kN) = tinggi tingkat di bawah tingkat x

gempa. Penggunaan viscous damper dalam perkuatan

gedung

dapat

dilihat

pada

Gambar 3.

(mm) Koefisien stabilitas ( ) harus tidak melebihi yang ditentukan sebagai berikut: (Pers.25) Dimana nilai

adalah rasio kebutuhan geser

antara tingkat x dan x-1. Rasio ini diijinkan

sumber: istgeography.wikispaces.com Gambar 3. Pemasangan viscous dampers pada struktur gedung

secara konserfatif diambil sebesar 1,0.

Terdapat tiga parameter yang digunakan

terhadap kapasitas geser untuk tingkat

Sistem rehabilitasi yang diambil bila kinerja dinamik bangunan tidak daktail adalah Tuned Mass Damper (TMD) dan viscous

dalam desain TMD yaitu massa, kekakuan, dan redaman. Massa TMD diperoleh dari:

dampers. 47


Pemeriksaan lapangan tersebut antara lain pemeriksaan visual terhadap komponenDengan:

komponen strukturnya dan pengukuran

μ

= rasio massa

getaran alami dari bangunan dan tanah.

m

= massa TMD

Jenis Penelitian

M = massa total struktur utama Kekakuan TMD (

Metode yang digunakan metode kuantitatif,

) dari:

yaitu

dengan

analisis

data

sekunder

pengujian lapangan mikrotremor. Dengan diperolehnya Dengan:

input

data

rekaman

mikrotremor yang berupa domain waktu

= frekuensi natural TMD

(time series) dan amplitudo akan didapatkan

= massa TMD

frekuensi natural dan amplifikasi bangunan

Redaman optimal

didapatkan

dengan persamaan 28:

dengan

metode

HVSR.

Kemudian

dilanjutkan dengan analisis struktur bila terbukti bangunan tersebut membutuhkan tindakan retrofitting. Populasi dan Sampel

Dengan:

Populasi yang menjadi objek material

= rasio redaman optimal

penelitian adalah Gedung Rusunawa Lubuk Rasio redaman optimal berdasarkan Den

Buaya Padang yang terletak di Kelurahan

Hartog adalah sebagai berikut:

Lubuk Buaya, Koto Tangah, Padang, Sumatera Barat. Sampel yang dipilih untuk mewakili

Persamaan gaya aksial stroke viscous damper adalah:

populasi

(pengukuran

mikrotremor) diambil dengan sistem ―point by point‖ pada tiap titik pengukuran yang dirancang sesuai dengan kebutuhan. Posisi

(Pers.30)

titik pengukuran berada pada tiap lantai bangunan dan diusahakan terletak pada

METODE PENELITIAN

pusat masa bangunan (dapat dilihat pada

Lokasi dan waktu penelitian

Gambar 4).

Penelitian

lapangan

dilakukan

oleh

Puslitbang Permukiman selama 6 (enam) hari mulai tanggal 13 sampai dengan 18 November 2009.

Lokasi pengujian di

Gedung Rusunawa Lubuk Buaya Padang yang terletak di Kelurahan Lubuk Buaya, Koto Tangah, Padang, Sumatera Barat. 48


Gambar 4. Titik pengukuran mikrotremor Arah sensor diatur sesuai dengan arah memanjang bangunan, Ch-2 (Y) tegak lurus dengan arah memanjang bangunan dan komponen vertikal diatur bebas.

Gambar 5. Foto-foto peralatan mikrotremor: Triaxial Sensor, Amplifier dan Recording, Monitor Data

Teknik Pengumpulan Data dan Instrumen Penelitian Teknik yang dilakukan guna memperoleh

Teknik Analisis Data

data adalah berupa teknik wawancara

Teknik analisis data yang digunakan adalah

dengan owner dan teknik observasi berupa

metode

pengujian lapangan yaitu dengan pengujian

mikrotremor.

mikrotremor.

metode HVSR adalah pengukuran yang

Cara mengukur dengan mikrotremor dapat dijelaskan sebagai berikut:

HVSR

dengan

Keuntungan

pengujian utama

dari

sederhana dan biaya juga relatif rendah yang dapat dilakukan setiap saat dan di mana saja.

Durasi perekaman data untuk setiap titik

Sedangkan untuk evaluasi bangunan

dilakukan kurang lebih 1 menit setiap titik

terhadap gaya gempa baik tanpa perkuatan

dan

maupun

dilakukan

frekuensi

proses

sampling

digitasi

dengan

Hz

sehingga

100

dengan

perkuatan

struktur

menggunakan analisis respon spektrum yang

diperoleh deretan angka untuk keperluan

mengacu pada SNI 1726:2012.

proses analisis. Seluruh proses perekaman

Hipotesis

data pada tiap titik dilakukan pada siang

Bangunan Gedung Rusunawa Lubuk Buaya

hari. Peralatan yang digunakan untuk

Padang memiliki kerentanan bangunan

pengukuran terdiri dari:

paling tinggi pada lantai bermasalah.

- Microtremors Recording Unit (MRU-T8)

HASIL DAN PEMBAHASAN

- Amplifier by Katsujima Co

Data teknis bangunan

- Sensor dalam 3 komponen (1 arah

Tinggi Bangunan: 13 m

vertikal dan 2 arah horizontal NW-ES) - Software ES-Navy dan FlexPro digunakan

Jumlah Lantai

: 4 Lantai

Panjang bangunan: 50 m Lebar bangunan : 24 m

untuk proses recording dan analisis. Peralatan dalam pengujian mikrotremor

Mutu beton ( ): 30 MPa

dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil yang

Mutu tulangan ( ): 400 MPa dan 240 MPa

akan

didapat

adalah

berupa

grafik

gelombang ambient noise dari bangunan dan tanah

dengan

parameter

kecepatan

tanah/bangunan (mV) dalam domain waktu (detik).

49


titik 2.

6

HVSR

Gambar 6. Denah Tipikal lantai 1-4 Bangunan Rusunawa Lubuk Buaya Contoh data mikrotremor yang pada lantai 2

4 2

0 0.1

1 2nd Floor Frekuensi 3rd Floor (Hz)

10 4th Floor

Gambar 9. Kurva HVSR Rusunawa Lubuk Buaya. Atas: Keseluruhan analisis HVSR bangunan pada arah X (EW). Bawah: Keseluruhan analisis HVSR bangunan pada arah Y (NS) Hasil evaluasi kerentanan dengan hasil pengujian mikrotremor dapat dilihat pada Tabel 1. Gambar 7. Grafik time series terhadap kecepatan dengan uji mikrotremor pada Lt.2.2 Dari hasil analisis HVSR tanah dan bangunan

didapatkan

kurva

frekuensi

terhadap ratio spektal H/V, yaitu:

Dari analisis respon dinamik bangunan didapat parameter respon spektral sebagai berikut: (g) = 1,345 dan = 0,9

(g) = 0,599

= 2,4

0,863

0,913

Gambar 8. Kurva HVSR tanah 20

HVSR

15 10 5 0 0.1

1

(Hz) 2nd Floor Frekuensi 3rd Floor

10 4th Floor

Gambar 10. Respon spektrum desain Lubuk Buaya-Padang Dengan nilai = , = dan

,

= 0,599, kategori desain seismik

bangunan tergolong dalam kategori D dengan tipe struktur SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus). 50


Gaya geser seismik (V)

Sehingga didesain perkuatan menggunakan TMD dengan spesifikasi sebagai berikut:

kg

Tabel 5. Data TMD aktual

Gaya gempa lateral disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Perhitungan gaya horizontal

Dari hasil analisa respon spektrum dengan bantuan SAP 2000, didapat perhitungan

Dari hasil analisis respon spektrum dengan

deformasi struktur pada tabel di bawah ini.

SAP 2000, penambahan TMD baik untuk

Tabel 3. Simpangan antar lantai tingkat ( ) arah sumbu X

arah

vertikal

dan

horizontal

mampu

mereduksi deformasi antar tingkat hingga 50%, namun simpangan yang baru masih belum memenuhi simpangan ijin yang disyaratkan. Sedangkan

untuk

perkuatan

viscous

dampers didesain dengan spesifikasi sebagai berikut:

Tabel 4. Simpangan antar lantai tingkat ( ) arah sumbu Y

Tabel 6. Data MHD aktual

Dari hasil analisis respon spektrum dengan SAP 2000, didapat tabulasi drift struktur pada Tabel 7 dan Tabel 8. Penambahan Dari hasil perhitungan koefisien stabilitas , semua tingkat memiliki nilai

lebih

nilai

P-Delta

effects

perlu

diperhitungkan. Karena pada lantai 1-4 memiliki nilai

lebih besar dari

pada

alternatif

3

mampu

mereduksi deformasi antar tingkat hingga mencapai 93%, dan simpangan yang baru

besar dari 0,1 dan melampaui nilai sehingga

MHD-250

,

struktur berpotensi tidak stabil dan harus

telah

memenuhi

simpangan

ijin

yang

disyaratkan. Tabel 7. Simpangan antar lantai tingkat ( ) arah sumbu X sesuai alternatif penempatan MHD

didesain ulang.

51


kemungkinan

terjadinya

getaran

kejut

dengan kecepatan di atas 5 mm/detik. Dari hasil análisis kinerja bangunan terhadap gaya gempa dengan análisis respon spektrum disimpulkan bahwa bangunan tidak aman, hal ini dapat dilihat dari deformasi bangunan yang jauh melampaui batas aman. Perkuatan dengan desain MTMD-V1200

dan

MTMD-H-1900

mampu

mereduksi simpangan antar tingkat hingga Tabel 8. Simpangan antar lantai tingkat ( )

50%, namun belum mampu memenuhi

arah sumbu Y sesuai alternatif penempatan MHD

simpangan

ijin.

pemasangan

Sedangkan

MHD-250

dengan

alternatif

3

didapatkan hasil bangunan aman dan respon dinamik

bangunan

terkontrol

dengan

reduksi simpangan hingga mencapai 93%. SARAN Viscous

dampers

yang

cukup

banyak

dibutuhkan dalam perkuatan struktur dapat direduksi dengan alterntif lainnya seperti pembesaran

struktur

utama

(jacketing),

pemasangan dinding penahan beban lateral, pemasangan bracing, dan lain-lain. KESIMPULAN Dari hasil evaluasi kerentanan bangunan terhadap kurva HVSR didapatkan resiko terjadi resonansi pada Tanah-2 dan indeks kerentanan bangunan tertinggi pada tiik 3.2 pada

bangunan.

Dan

berdasarkan

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.49 Tahun 1996 dinyatakan dalam kondisi mengganggu untuk kenyamanan dan kesehatan manusia serta tidak aman untuk

DAFTAR PUSTAKA Badan Standardisasi Nasional. 2012. SNI 1726:2012

tentang

Tata

Cara

Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung. Jakarta. Bard, P. Y. (1998). Microtremor measurements: A tool for site effect estimation. pp 12511279. dalam In: Irikura, K, Kudo. K, Okada, H, dan, Sasatami, T. (Eds). Proceeding 2nd Intl. Symp. on The Effects 52


of Surface Geology on Seismic Motion. Balkema, Rotterdam.

dynamic

Claprood, M. dkk. 2012. Combining HVSR

characteristics

microtremor.

The

14th

using World

microtremor observations with the

Conference on Earthquake Engineering.

SPAC method for site resonance

Beijing, China. 12-17 Oktober 2008.

study of the Tamar Valley in

Gosar,

Sato, T. dkk. 2008. The change of the

Sungkono. 2011. Evaluation Of building

Launceston (Tasmania, Australia).

Strength

Geophys. J. Int. 191:765-780.

Institut

A.

dan

Martinec,

M.

2009.

from

Microtremor

analyses,

Yoshimura, M, Takaine, Y, dan Nakamura,

Microtremor HVSR study of site

T. 2004. Axial Collapse of

effects in the IlirskaBristica town

Reinforced Concrete Columns. 13th

area

World Conference on Earthquake

(S.

Slovenia),

Journal

of

Earthquake Engineering. 13:50–67. Hamid, A. 2012. Praktikal Vibrasi Mekanik.

Engineering. Vancouver, B.C., Canada. 1-6 Agustus 2

Yogyakarta: Graha Ilmu. Herak,

M.

2008.

Model

HVSR—A

Matlabs® tool to model horizontalto-vertical spectral ratio of ambient noise.

Computers

and

Geosciences-

Elsevier. 34: 1514-1526. Kementerian Lingkungan Hidup. 1996. Keputusan Menteri Lingkungan No. 49 Tahun 1996, tentang Baku Tingkat Getaran. Jakarta. Lermo, J., dan Chavez-Garcia, F. J. 1993. Site effect evaluation using spectral ratios with only one station. Bulletin Seismological

Society

of

America.

83:1574–1594. Nakamura, Y. dkk .2000. Vulnerability Investigation of Roman Colosseum using Microtremor. pp. 2660. Proceedings of 12th WCEE. New Zealand. Pawirodikromo, W. 2012. Seismologi Teknik dan Rakyasa Kegempaan. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

53

Mahasiswa Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret, 2; 3) Dosen Magister Teknik Sipil, Uiversitas Sebelas Maret

Recommend Documents