PENGERTIAN DAN FUNGSI RESPONS SPEKTRUM

•Respons spektrum adalah suatu spektrum yang disajikan dalam bentuk grafik/plot antara periode getar stuktur T, lawan respons-respons maksimumnya untuk suatu rasio redaman dan beban gempa tertentu. Respons 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).

•Respons spektrum suatu struktur SDOF akan bergantung pada beban gempa, rasio redaman, periode getar, daktilitas struktur dan jenis tanah setempat. Umumnya beban gempa, rasio redaman, daktilitas dan jenis tanah sudah dijadikan suatu variabel kontrol sehingga grafik yang ada tinggalah plot antara periode getar T lawan nilai simpangan, kecepatan atau percepatan maksimum.

•Respons spektrum akselerasi adalah jenis spektrum yang paling sering digunakan dibanding dengan spektrum-spektrum yang lain. Hal ini sesuai dengan Hukum Newton-II, “suatu gaya adalah produk antara massa dan percepatan”. Dalam hal ini gaya adalah suatu besaran yang sangat diperlukan pada analisis struktur, yaitu dalam rangka untuk menentukan strength demand sebagaimana disebut sebelumnya.

SPEKTRUM SIMPANGAN SD

•Respons spektrum adalah suatu plot antara nilai-nilai respons maksimum lawan periode getar struktur atas struktur dengan derajat kebebasan tunggal (SDOF) dengan redaman dan beban gempa tertentu. Penyelesaian persamaan diferensial struktur SDOF dengan mencari simpangan y. simpangan struktur tersebut berubah-ubah menurut fungsi waktu dan periode getar struktur T. Pada T yang sangat kecil atau struktur yang sangat kaku, simpangannya sangat kecil dan sebaliknya. yang sangat kecil atau struktur yang sangat kaku, simpangannya sangat kecil dan sebaliknya.

SEJARAH SIMPANGAN (DISPLACEMENT HISTORY) STRUKTUR SDOF

TAHAPAN PEMBUATAN RESPONS SPEKTRUM

•Spektral simpangan, kecepatan dan percepatan seperti yang ditulis dalam masing-masing hanya akan menghasilkan satu nilai simpangan maksimum, kecepatan maksimum dan percepatan maksimum atas struktur dengan periode getar T dan rasio redaman ξ tertentu.

Keterangan : ξ = rasio redaman

•Tahap selanjutnya adalah dengan mengubah salah satu properti dinamik struktur, misalnya kekakuan. Dengan diubahnya kekakuan struktur maka akan menghasilkan frekuensi sudut dan periode getar T yang berbeda dengan nilai sebelumnya. Dengan melalui integrasi numerik seperti dilakukan sebelumnya maka akhirnya akan diperoleh nilai-nilai maksimum respons yang baru baik simpangan, kecepatan maupun percepatan massa. Hal ini berarti pengulangan integrasi numerik dengan nilai frekuensi sudut ω dan periode getar T yang berbeda.

GAMBAR PROSEDUR PEMBUATAN RESPONS SPEKTRUM

•Contoh respons spektrum untuk simpangan (SD) pada sturktur SDOF dengan rasio redaman E = 5 % akibat gempa El Cento, 1940. Pada gambar tersebut terlihat bahwa spektrum simpangan cenderung selalu bertambah besar pada setiap penambahan periode getar T struktur. Hal ini terjadi karena struktur dengan periode getar T yang semakin besar adalah struktur yang semakin fleksibel, sehingga simpangannya cenderung semakin besar.

GAMBAR PENGARUH REDAMAN TERHADAP RESPONS SPEKTRUM

•Pengaruh redaman terhadap bentuk/nilai spektrum adalah seperti yang disajikan pada gambar di atas. Pada gambar tersebut disajikan spektrum akselerasi struktur SDOF yang diredam 2%, 5%, l0% dan 20%. Gambar di atas sekaligus dapat membuktikan bahwa bentuk responsnya mirip spektrum, oleh karenanya disebut respons spektrum.

•Amplifikasi akselerasi tidak akan terjadi pada stuktur dengan periode getar yang sangat kecil (sangat kaku) dengan periode getar T = 0,03 dt. Sebaliknya amplifikasi simpangan juga tidak akan terjadi pada stuktur yang sangat fleksibel dengan periode getar T = 33 dt.

ANALISA RESIKO GEMPA DENGAN TEOREMA PROBABILITAS TOTAL

UNTUK KOTA-KOTA DI INDONESIA YANG AKTIFITAS SEISMIKNYA TINGGI

• Indonesia adalah termasuk negara yang mempunyai resiko gempa cukup tinggi. Hal ini dikarenakan oleh letak Indonesia yang berada pada pertemuan EMPAT LEMPENG TEKTONIK UTAMA, yaitu LEMPENG AUSTRALIA, LEMPENG ASIA, LEMPENG PASIFIK, dan LEMPENG LAUT PHILIPINA. Interaksi antara ke empat lempeng utama tersebut menjadikan Indonesia sebagai benar satu negara yang memiliki aktifitas seismik yang cukup tinggi dan rawan terhadap bahaya gempa.

•Lembaga-Lembaga kegempaan nasional dan internasional pencatat kejadian gempa di Indonesia, yaitu bahwa jumlah total kejadian gempa dengan Ms ≥ 5 yang tercatat sejak tahun 1897 sampai tahun 2006 adalah lebih dari 8000 atau > 80 kejadian per tahun. Oleh karena tingginya aktifitas seismik tersebut, maka perencanaan bangunan di Indonesia harus memperhitungkan aspek-aspek kegempaan.

•Parameter kegempaan yang diperlukan dalam perencanaan umumnya dinyatakan dalam percepatan gempa dan respon spektra di permukaan. •Untuk mendapatkan hasil analisa yang akurat perlu diketahui proses perambatan gelombang dari pusat gempa (fokus) hingga ke permukaan tanah pada lokasi yang ditinjau. Perambatan gelombang ini merupakan proses yang panjang dan kompleks.

GAMBAR 2. PERAMBATAN GELOMBANG GEMPA DARI FOKUS KE

PERMUKAAN

•Berdasarkan Gambar di atas, secara umum analisa kegempaan dapat dibagi ke dalam beberapa tahapan :

1.Analisa Seismotektonik (Seismic Source Identification),

2.Penentuan Fungsi Atenuasi, 3.Analisa Probabilitas, 4.Penentuan Time Histories, 5.Analisa Perambatan Gelombang Geser dari Batuan

Dasar ke Permukaan, 6.Analisa Dinamika Struktur.

•ANALISA SEISMOTEKTONIK meliputi penentuan lokasi gempa, magnitude, dan mekanisme gempa yang akan digunakan sebagai data input untuk analisa probabilitas.•ANALISA PROBABILITAS dibutuhkan untuk memperkirakan besarnya parameter gempa untuk suatu lokasi di batuan dasar. Hasil analisanya ini adalah berupa percepatan gempa dan respon spektra di batuan dasar untuk beberapa periode ulang tertentu beserta periodanya. Selanjutnya adalah penentuan TIME HISTORIES dan ANALISA PERAMBATAN GELOMBANG, disini pengaruh kondisi tanah lokal terhadap frekuensi, percepatan gempa dan respon spektra permukaan tanah.

•Desain data digitasi ground motion dilakukan dalam frekuensi domain dengan memperhitungkan kondisi geologi dan seismologinya, dan sejarah kegempaan di sekitar lokasi. Target parameter pergerakan batuan dasar (ground motion parameter) dikerjakan berdasarkan Teorema Probabilitas Total sedangkan pembuatan time histories dikerjakan berdasarkan penggunaan data digitasi di suatu lokasi yang sesuai dengan kondisi kegempaan di lokasi gempa.

SUMBER REFERENSI

•Seismologi Teknik•Rekayasa Kegempaan (Widodo Pawirodikromo)• Jurnal Analisa resiko gempa dengan teorema probabilitas total untuk kota-kota di indonesia yang aktifitas seismiknya tinggi (Helmi Darjanto & Adhi Muhtadi)