BAB III METODOLOGI ANALISIS
3.1 Pembuatan Respons Spektra Desain
1. Data-data yang ditentukan:
Jenis bangunan : gedung perkantoran Lokasi
: Medan Jenis tanah
: tanah lunak
2. Menentuan kategori resiko bangunan
Pada Tabel 3.1-1, kategori resiko bangunan untuk gedung perkantoran adalah II
Tabel 3.1-1 Kategori Resiko Bangunan Jenis pemanfaatan
Kategori risiko
Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko rendah terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak
dibatasi untuk: Fasilitas pertanian, perkebunan, peternakan, dan perikanan
Fasilitas sementara Gudang penyimpanan
Rumah jaga dan struktur kecil lainnya
I
Semua gedung dan struktur lain, kecuali yang termasuk dalam kategori I,III,IV, termasuk, tapi tidak dibatasi untuk:
Perumahan Rumah toko dan rumah kantor
Pasar Gedung perkantoran
II
Gedung apartemen Rumah susun Pusat perbelanjaan Mall
Bangunan industri Fasilitas manufaktur
Pabrik
Gedung dan struktur lainnya yang memiliki risiko tinggi terhadap jiwa manusia pada saat terjadi kegagalan, termasuk, tapi tidak
dibatasi untuk: Bioskop
Gedung pertemuan Stadion
Fasilitas kesehatan yang tidak memiliki unit bedah dan unit
gawat darurat Fasilitas penitipan anak
Penjara Bangunan untuk orang jompo
Gedung dan struktur lainnya, tidak termasuk kedalam kategori risiko IV, yang memiliki potensi untuk menyebabkan dampak
ekonomi yang besar danatau gangguan massal terhadap kehidupan masyarakat sehari-hari bila terjadi kegagalan, termasuk,
tapi tidak dibatasi untuk: Pusat pembangkit listrik biasa
Fasilitas penanganan air Fasilitas penanganan limbah
Pusat telekomunikasi
Gedung dan struktur lainnya yang tidak termasuk dalam kategori risiko IV, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk fasilitas
manufaktur, proses, penanganan, penyimpanan, penggunaan atau tempat pembuangan bahan bakar berbahaya, bahan kimia
III
3. Menentukan faktor keutamaan gempa
Pada Tabel 3.1-2, faktor keutamaan gempa untuk kategori risiko bangunan II adalah 1,0.
berbahaya, limbah berbahaya, atau bahan yang mudah meledak yang mengandung bahan beracun atau peledak di mana jumlah
kandungan bahannya melebihi nilai batas yang disyaratkan oleh instansi yang berwenang dan cukup menimbulkan bahaya bagi
masyarakat jika terjadi kebocoran. Gedung dan struktur lainnya yang ditunjukkan sebagai fasilitas
yang penting, termasuk, tetapi tidak dibatasi untuk: Bangunan-bangunan monumental
Gedung sekolah dan fasilitas pendidikan Rumah sakit dan fasilitas kesehatan lainnya yang memiliki
fasilitas bedah dan unit gawat darurat Tempat perlindungan terhadap gempa bumi, angin badai,
dan tempat perlindungan darurat lainnya Fasilitas kesiapan darurat, komunikasi, pusat operasi dan
fasilitas lainnya untuk tanggap darurat Pusat pembangkit energi dan fasilitas publik lainnya yang
dibutuhkan pada saat keadaan darurat Struktur tambahan termasuk menara telekomunikasi, tangki
penyimpanan bahan bakar, menara pendingin, struktur stasiun listrik, tangki air pemadam kebakaran atau struktur
rumah atau struktur pendukung air atau material atau peralatan pemadam kebakaran yang disyaratkan untuk
beroperasi pada saat keadaan darurat
Gedung dan
struktur lainnya
yang dibutuhkan
untuk mempertahankan fungsi struktur bangunan lain yang masuk ke
dalam kategori risiko IV.
IV
Tabel 3.1-2 Faktor Keutamaan Gempa Kategori risiko
Faktor keutamaan gempa I
e
I atau II 1,0
III 1,25
IV 1,50
4. Menentukan S
S
dan S
1
dari peta gempa Gempa rencana ditetapkan sebagai gempa dengan kemungkinan terlewati
besarannya selama umur struktur bangunan 50 tahun adalah sebesar 2 persen gempa 2500 tahun. Pada Gambar 3.1-1 dan 3.1-2 didapat S
S
= 0,5g dan S
1
= 0,3g.
Gambar 3.1-1 Respons Spektra Percepatan 0,2 Detik S
S
Untuk Daerah Medan
Gambar 3.1-2 Respons Spektra Percepatan 1,0 Detik S
1
Untuk Daerah Medan
Keterangan: S
S
: parameter respons spektra percepatan gempa pada perioda pendek 0,2 detik di batuan dasar mengacu pada Peta Gempa Indonesia 2010
S
1
: parameter respons spektra percepatan gempa pada perioda 1 detik di batuan dasar mengacu pada Peta Gempa Indonesia 2010
5. Menentukan klasifikasi site
Pada Tabel 3.1-3, tanah lunak termasuk dalam klasifikasi site E
Tabel 3.1-3 Klasifikasi site
Klasifikasi site Profil tanah rata-rata untuk lapisan 30 m teratas
V
s
mdt N
S
u
kPa A.
Batuan keras V
s
≥ 1500 NA
NA B.
Batuan 750 V
s
≤ 1500 NA
NA C.
Tanah sangat padat dan batuan lunak
350 V
s
≤ 750 N 50
S
u
≥ 100
D. Tanah sedang
175 V
s
≤ 350 15 ≤ N ≤ 50 50 ≤ S
u
≤ 100
E. Tanah lunak
V
s
175 N 15
S
u
50 Atau setiap profil lapisan tanah dengan
ketebalan lebih dari 3m dengan karakteristik sebagai berikut:
Indeks plastisitas, PI 20, Kadar air w ≥ 40, dan
Kuat geser tak terdrainase S
u
25 kPa F.
Lokasi yang membutuhkan
penyelidikan geoteknik dan
analisis respons spesifik Site
Specific Response Setiap profil lapisan tanah yang memiliki salah
satu atau lebih dari karakteristik seperti: Rentan dan berpotensi gagal terhadap beban
gempa seperti likuifaksi, tanah lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah
Lempung organik tinggi danatau gambut dengan ketebalan 3m
Analysis Plastisitas tinggi ketebalan H 7,5m dengan
PI 75 Lapisan lempung lunakmedium kaku
dengan ketebalan H 35m
Keterangan : V
s
: kecepatan rambat gelombang geser rata-rata pada regangan geser yang kecil, di dalam lapisan 30m teratas
N : tahanan penetrasi standar N SPT rata-rata dalam lapisan 30m
teratas S
u :
kuat geser niralir rata-rata di dalam lapisan 30m teratas NA : tidak dapat dipakai
6. Menentukan nilai F
a
dan F
s
Untuk S
S
= 0,5g pada tanah lunak S
E
, mengacu pada Tabel 3.1-5 didapat F
a
= 1,7 Untuk S
1
= 0,3g pada tanah lunak S
E
, mengacu pada Tabel 3.1-6 didapat F
v
= 2,8
Tabel 3.1-4 Koefisien Perioda Pendek 0,2 Detik F
a
Klasifikasi Site S
S
S
S
≤ 0,25
S
S
= 0,5
S
S
= 0,75
S
S
= 1,0
S
S
≥ 1,25
Batuan keras S
A
0,8 0,8
0,8 0,8
0,8
Batuan S
B
1,0 1,0
1,0 1,0
1,0
Tanah sangat padat dan batuan
lunak S
C
1,2 1,2
1,1 1,0
1,0
Tanah sedang S
D
1,6 1,4
1,2 1,1
1,0
Tanah lunak S
E
2,5 1,7
1,2 0,9
0,9
Tanah khusus S
F
SS
Tabel 3.1-5 Koefisien Perioda 1,0 Detik F
v
Klasifikasi Site S
1
S
1
≤ 0,1
S
1
= 0,2
S
1
= 0,3
S
1
= 0,4
S
1
≥ 0,5
Batuan keras S
A
0,8 0,8
0,8 0,8
0,8
Batuan S
B
1,0 1,0
1,0 1,0
1,0
Tanah sangat padat dan batuan
lunak S
C
1,7 1,6
1,5 1,4
1,3
Tanah sedang S
D
2,4 2,0
1,8 1,6
1,5
Tanah lunak S
E
3,5 3,2
2,8 2,4
2,4
Tanah khusus S
F
SS
7. Perhitungan nilai S
DS
dan S
D1
S
DS
adalah respons spektra percepatan desain untuk perioda pendek 0,2 detik. S
D1
adalah respons spektra percepatan desain untuk perioda 1,0 detik. Rumus untuk menentukan nilai S
DS
dan S
D1
adalah S
DS
= x S
MS
S
D1
= x S
M1
Nilai S
MS
dan S
D1
dapat ditentukan dari rumus berikut ini: S
MS
= F
a
x S
S
S
M1
= F
v
x S
1
Maka, rumus untuk menentukan nilai S
DS
dan S
D1
menjadi: S
DS
= x F
a
x S
S
S
D1
= x F
v
x S
1
Dari langkah sebelumnya telah didapat nilai S
S
: 0,5g F
a
: 1,7 S
1
: 0,3g F
v
: 2,8
Maka, didapat nilai S
DS
dan S
D1
menjadi: S
DS
= x 1,7 x 0,5g = 0,5667g
S
D1
= x 2,8 x 0,3 = 0,56g
8. Respons Spektra Desain
Respons spektra desain dapat digambarkan dengan mengikuti ketentuan berikut ini:
Untuk perioda lebih kecil dari T , respons spektra percepatan, S
a
didapatkan dari persamaan: S
a
= S
DS
Untuk perioda lebih besar atau sama dengan T , dan lebih kecil atau sama
dengan T
s
, respons spektra percepatan, S
a
adalah sama dengan S
DS
. Untuk perioda lebih besar dari T
s
, respons spektra percepatan, S
a
didapatkan dari persamaan berikut: S
a
=
Keterangan: T
: 0,2 T
s
T
s
:
Tabel 3.1-6 Nilai Respons Spektra Desain
T detik
Sa g
T detik
Sa g
T detik
Sa g
T detik
Sa g
0.2267 0.74
0.5667 1.48
0.3784 2.22
0.2523 0.02
0.2611 0.76
0.5667 1.5
0.3733 2.24
0.2500 0.04
0.2955 0.78
0.5667 1.52
0.3684 2.26
0.2478 0.06
0.3299 0.80
0.5667 1.54
0.3636 2.28
0.2456 0.08
0.3643 0.82
0.5667 1.56
0.3590 2.30
0.2435 0.10
0.3987 0.84
0.5667 1.58
0.3544 2.32
0.2414 0.12
0.4331 0.86
0.5667 1.60
0.3500 2.34
0.2393 0.14
0.4675 0.88
0.5667 1.62
0.3457 2.36
0.2373 0.16
0.5020 0.9
0.5667 1.64
0.3415 2.38
0.2353 0.18
0.5364 0.92
0.5667 1.66
0.3373 2.4
0.2333 0.20
0.5667 0.94
0.5667 1.68
0.3333 2.42
0.2314 0.22
0.5667 0.96
0.5667 1.70
0.3294 2.44
0.2295 0.24
0.5667 0.98
0.5667 1.72
0.3256 2.46
0.2276 0.26
0.5667 1.00
0.5600 1.74
0.3218 2.48
0.2258 0.28
0.5667 1.02
0.5490 1.76
0.3182 2.50
0.2240 0.3
0.5667 1.04
0.5385 1.78
0.3146 2.52
0.2222 0.32
0.5667 1.06
0.5283 1.8
0.3111 2.54
0.2205 0.34
0.5667 1.08
0.5185 1.82
0.3077 2.56
0.2188 0.36
0.5667 1.10
0.5091 1.84
0.3043 2.58
0.2171 0.38
0.5667 1.12
0.5000 1.86
0.3011 2.60
0.2154 0.40
0.5667 1.14
0.4912 1.88
0.2979 2.62
0.2137 0.42
0.5667 1.16
0.4828 1.90
0.2947 2.64
0.2121 0.44
0.5667 1.18
0.4746 1.92
0.2917 2.66
0.2105 0.46
0.5667 1.2
0.4667 1.94
0.2887 2.68
0.2090 0.48
0.5667 1.22
0.4590 1.96
0.2857 2.7
0.2074 0.50
0.5667 1.24
0.4516 1.98
0.2828 2.72
0.2059 0.52
0.5667 1.26
0.4444 2.00
0.2800 2.74
0.2044 0.54
0.5667 1.28
0.4375 2.02
0.2772 2.76
0.2029 0.56
0.5667 1.30
0.4308 2.04
0.2745 2.78
0.2014 0.58
0.5667 1.32
0.4242 2.06
0.2718 2.80
0.2000 0.6
0.5667 1.34
0.4179 2.08
0.2692 2.82
0.1986 0.62
0.5667 1.36
0.4118 2.1
0.2667 2.84
0.1972 0.64
0.5667 1.38
0.4058 2.12
0.2642 2.86
0.1958 0.66
0.5667 1.40
0.4000 2.14
0.2617 2.88
0.1944 0.68
0.5667 1.42
0.3944 2.16
0.2593 2.90
0.1931 0.70
0.5667 1.44
0.3889 2.18
0.2569 2.92
0.1918 0.72
0.5667 1.46
0.3836 2.20
0.2545 2.94
0.1905
Tabel 3.1-6 Nilai Respons Spektra Desain Lanjutan
T detik
Sa g
T detik
Sa g
T detik
Sa g
T detik
Sa g
2.96 0.1892
3.22 0.1739
3.48 0.1609
3.74 0.1497
2.98 0.1879
3.24 0.1728
3.50 0.1600
3.76 0.1489
3 0.1867
3.26 0.1718
3.52 0.1591
3.78 0.1481
3.02 0.1854
3.28 0.1707
3.54 0.1582
3.80 0.1474
3.04 0.1842
3.3 0.1697
3.56 0.1573
3.82 0.1466
3.06 0.1830
3.32 0.1687
3.58 0.1564
3.84 0.1458
3.08 0.1818
3.34 0.1677
3.6 0.1556
3.86 0.1451
3.10 0.1806
3.36 0.1667
3.62 0.1547
3.88 0.1443
3.12 0.1795
3.38 0.1657
3.64 0.1538
3.9 0.1436
3.14 0.1783
3.40 0.1647
3.66 0.1530
3.92 0.1429
3.16 0.1772
3.42 0.1637
3.68 0.1522
3.94 0.1421
3.18 0.1761
3.44 0.1628
3.70 0.1514
3.96 0.1414
3.20 0.1750
3.46 0.1618
3.72 0.1505
3.98 0.1407
4.00 0.1400
Gambar 3.1-3 Respons Spektra Desain
0.00 0.10
0.20 0.30
0.40 0.50
0.60 0.70
0.0 0.5
1.0 1.5
2.0 2.5
3.0 3.5
4.0
P e
rc e
p a
ta n
R e
sp o
n s
S p
e kt
ra g
Peroda, T detik
Respons Spektra Desain
3.2 Pengolahan Rekaman Gempa
Kategori