7
2.1.2 Amplifikasi gerakan tanah
Masing-masing faktor amplifikasi pada dasarnya menggambarkan bentuk spektrum respons untuk jenis tanah yang berbeda. Dalam karya ilmiah ini, untuk
menentukan spektrum respons akan digunakan prosedur IBC-2006. Bentuk standar spektrum respons yang diberikan oleh IBC-2006 yang
mengkarateristikkan gerakan tanah, mengandung empat bagian, yaitu PGA Peak Ground Acceleration
, sebuah wilayah konstan spektrum percepatan pada periode 0 sampai T
AV
, sebuah wilayah konstan spektrum kecepatan antara periode T
AV
dan T
VD
, dan sebuah wilayah konstan spektrum perpindahan dengan periode lebih dari
T
VD
lihat gambar 6.
Sumber: Molina et al. 2010
Gambar 6 Bentuk standar spektrum respons
Terdapat dua jenis spektrum respons, yaitu spektrum respons elastik dan spektrum respons inelastik desain spektrum respons. Secara umum spektrum
elastik, SaT didefinisikan berdasarkan persamaan berikut,
,
4
, ,
,
Periode T
AV
diperoleh dari titik potong wilayah konstan spektrum percepatan dengan konstan spektrum kecepatan. Wilayah konstan spektrum
percepatan didefinisikan oleh Sa
0.3S
dan wilayah konstan spektrum kecepatan memiliki Sa yang proporsional terhadap 1T dan dilambangkan dengan Sa
1.0S
. Nilai T
AV
bervariasi berdasarkan nilai spektrum percepatan yang didefinisikan di dua wilayah yang berpotongan.
T
AV
= Sa
1.0
Sa
0.3
5 Periode T
A
mewakili sudut kiri dari spektrum dataran tinggi spectrum Plateau
dapat dituliskan dengan, T
A
= 0.2 T
AV
= 0.2 Sa
1.0
Sa
0.3
6 Periode T
VD
didasarkan pada timbal balik frekuensi sudut f
c
, yang sebanding dengan penurunan tekanan dan momen gempa. Frekuensi diduga sebagai fungsi
momen besaran gempa:
Sa
0.3S
Sa
1.0S
8 T
VD
= = 10
M – 5 2
7 dimana, f
c
frekuensi sudut dan M adalah momen magnitude. Jika momen magnitude
tidak diketahui, maka periode T
VD
diasumsikan 10 detik M=7.0. Untuk menggambarkan spektrum elastik jika hanya nilai PGA yang
diberikan, maka dapat mengunakan persamaan berikut, Sa
0.3
= S
AS
= 2.5 PGA Sa
1.0
= S
AL
= PGA Amplifikasi goncangan tanah untuk menjelaskan kondisi lokasi lokal
berdasarkan pada kelas lokasi lihat tabel 1 dan faktor amplifikasi tanah diberikan oleh ketentuan IBC-2006.
Kontruksi spektrum permintaan demand spectra yang mengandung efek tanah dikerjakan menggunakan persamaan berikut,
PGA
i
= PGA F
Ai
S
ASi
= S
AS
F
Ai
S
ALi
= S
AL
F
Vi
Sementara periode T
AVi
yang mendefinisikan transisi periode dari spektrum percepatan konstan ke spektrum kecepatan konstan adalah fungsi dari kelas lokasi.
Ini dapat dijelaskan dengan persamaan berikut, T
AVi
= dengan,
S
ASi
: spektrum percepatan dengan periode singkat untuk kelas lokasi i g, S
A
: spektrum percepatan dengan periode singkat untuk kelas lokasi B g, F
Ai
: faktor amplifikasi periode singkat untuk kelas lokasi i dan untuk spektrum percepatan S
AS
lihat tabel 2 S
ALi
: spektrum percepatan dengan panjang periode 1 detik untuk kelas lokasi ke-i g
S
AL
: spektrum percepatan dengan panjang periode 1 detik untuk kelas lokasi B g
F
Vi
: faktor amplifikasi periode singkat untuk kelas lokasi i dan untuk spektrum percepatan S
AL
lihat tabel 2 T
AVi
: periode transisi antara spektrum percepatan konstan ke spektrum kecepatan konstan untuk kelas lokasi i detik
9
S p
e k
tr al
p e
r ce
p atan
, S
m d
e t
2
Spektrum tradisional S
a
vs T Spektrum ADRS
S
a
vs S
d
Periode, T detik
S p
e k
tr al
p e
r ce
p atan
, S
m d
e t
2
Spektral perpindahan, S m
Tabel 2 Faktor amplifikasi lokasi yang diberikan dalam IBC-2006 Spectral Acceleration
Kelas Lokasi A
B C
D E
Periode singkat, S
AS
Faktor amplifikasi Periode singkat, F
A
≤ 0.25 0.8
1.0 1.2
1.6 2.5
0.25, 0.50] 0.8
1.0 1.2
1.4 1.7
0.50, 0.75] 0.8
1.0 1.1
1.2 1.2
0.75, 1] 0.8
1.0 1.0
1.1 0.9
1.0 0.8
1.0 1.0
1.0 0.9
Periode 1-detik, S
AL
Faktor amplifikasi periode 1-detik, F
V
≤0.1 0.8
1.0 1.7
2.4 3.5
0.1,0.2] 0.8
1.0 1.6
2.0 3.2
0.2,0.3] 0.8
1.0 1.5
1.8 2.8
0.3,0.4] 0.8
1.0 1.4
1.6 2.4
0.4 0.8
1.0 1.3
1.5 2.4
Untuk mengevaluasi kerusakan struktur, akan lebih mudah untuk mem-plot- kan spektrum respons percepatan sebagai fungsi dari spektrum perpindahan Sa
dan Sd. Hubungan antara S
a
, S
d
, dan T, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
a d
S S
T
2
8
a d
S T
S
2
2
9
Pada gambar 7 menunjukkan spektrum yang sama yang ditampilkan dalam format tradisional S
a
dan T dan format ADRS S
a
dan S
d
. Pada format ADRS Acceleration-Displacement Responsse Spectrum, periode struktur yang sama
merupakan garis lurus radial dari titik nol.
Sumber: Ginsari IM dan Lumantara B 2007 Gambar 7 Spektrum respons yang ditampilkan dalam format tradisional dan
ADRS
10
Capacity spectrum Demand spectrum
Titik kinerja performance point
2.2 Kerusakan Fisik 2.2.1 Kerusakan Struktural
Pendekatan dasar untuk mengidentifikasi tingkat kerusakan struktural sebagai dampak dari gempa adalah metode kapasitas spektrum CSM, karena
metode ini mengkombinasikan input gerak tanah ke dalam spektrum respons spektrum percepatan dibandingkan dengan spektrum perpindahan dengan kurva
kapasitas spesifik bangunan.
CSM menyajikan secara grafis dua buah grafik yang disebut spektrum, yaitu spektrum kapasitas yang menggambarkan kapasitas struktur berupa hubungan
gaya dorong total dan perpindahan lateral struktur biasanya ditetapkan di puncak bangunan dan spektrum demand yang menggambarkan besarnya demand
tuntutan kerja akibat gempa dengan periode ulang tertentu. lihat gambar 8
Sumber: Ginsari IM dan Lumantara B 2007
Gambar 8 Spektrum demand dan spektrum kapasitas pada Capacity Spectrum Method
Titik kinerja performance point merupakan perpotongan antara spektrum kapasitas dan spektrum demand gambar 8. Dengan demikian titik kinerja
merupakan representasi dari dua kondisi, yaitu karena terletak pada spektrum kapasitas, merupakan representasi kekuatan struktur pada suatu nilai perpindahan
tertentu dan karena terletak pada kurva demand, menunjukkan bahwa kekuatan struktur dapat memenuhi demand beban yang diberikan.
Spektrum kapasitas didapatkan dari kurva kapasitas yang diperoleh dari analisis pushover. Analisis pushover adalah mendorong struktur secara bertahap
dan mencatat hubungan antar gaya geser dasar dan perpindahan atap akibat beban lateral yang dikerjakan pada struktur dengan pola pembebanan tertentu lihat
gambar 9. Kurva kapasitas bangunan bergantung terhadap tipe bangunan material bangunan dan konstruksi bangunan, banyaknya tingkatan lantai
bangunan dan peraturan lokal mengenai bangunan serta konstruksi lokal dan kualitas konstruksi, sedangkan spektrum demand direpresentasikan dengan
spektrum respons elastis yang didapatkan pada subbab 2.1.2.