Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
267
PERHITUNGAN FREKUANSI NATURAL DAN DAMPING RATIO PADA
BENCANA TSUNAMI DESA ULEE LHEUE DAN DESA LAMBUNG
Rahmad Gumelar Hidayat1Mochammad Afifuddin2Yunita Idris3
1Mahasiswa, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia 2,3Dosen, jurusan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh 23111, Indonesia.
Email: [email protected]
Abstract
Escape building is a building that was designed base on strenght of dynamic characteristict, that includes natural
frequency and damping ratio. To calculate the parameters, a mikrotremor recording analysis data is performed on Ulee
Lheue’s escape building and Lambung’s escape building. The purpose is to know the dynamic characteristict of the
building and the safety of the building based on natural vibration period according to SNI-17-03-2012. Horizontal to
Vertical Spectral Ratio (HVSR) methode is use to process data for the soil, Floor Spectral Ratio (FSR) and Random
Decrement Method (RDM) for building data. The result on Lambung’s escape building is 4,146 Hz of soil natural
frequency, the bulding have 1,593-2,663 Hz of natural frequency, 2,229-3,606 % damping ratio, and low resonance. Ulee
Lheue’s escape building have 4,957 Hz of soil natural frequency, the building have 1,796-4,123 Hz of natural frequency,
2,196-3,686 % damping ratio, and low-medium resonance. Both buildings are save based on natural vibration period.
Keyword: escape building, natural frequency, damping ratio, mikrotremor, HVSR, FSR, RDM.
Abstrak
Escape building merupakan gedung yang didesain berdasarkan ketahanan terhadap parameter dinamik, meliputi
frekuensi natural dan damping ratio. Untuk menghitung parameter tersebut dilakukan analisis perekaman mikrotremor
pada escape building Desa Ulee Lheue dan Desa Lambung. Tujuannya yaitu mengetahui nilai karakteristik dinamik
bangunan dan kelayakan bangunan berdasarkan batas periode getar alami bangunan menurut SNI 17-03-2012.
Pengolahan data menggunakan metode Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) pada tanah, Floor Spectral Ratio
(FSR) dan Random Decrement Method (RDM) untuk bangunan. Hasil pada escape building Desa Lambung memiliki
frekuensi natural (f0) tanah 4,146 Hz, frekuensi natural (f0) bangunan 1,593 – 2,663 Hz, damping ratio 2,229 – 3,606 %
dan tingkat resonansi rendah. Escape building Desa Ulee Lheue memiliki frekuensi natural (f0) tanah 4,957 Hz, frekuensi
natural bangunan (f0) 1,796 – 4,123 Hz, damping ratio 2,196 – 3,686 % dan tingkat resonansi rendah – sedang. Kedua
gedung aman terhadap periode getar.
Kata Kunci: escape building, frekuensi natural, damping ratio, mikrotremor, HVSR, FSR, RDM
1. Pendahuluan
Bemmelem[1] Berdasarkan keadaan fisiografinya,
Banda Aceh hanya dilalui 2 (dua) zona yaitu Zona
Semangko dan Zona Jajaran Barisan. Jika diamati, Kota
Banda Aceh diapit oleh 2 (dua) sesar aktif, yaitu Sesar
Seulimeum di timur laut dan Sesar Aceh di barat.
Pergeseran aktif kedua sistem sesar ini berdampak
ketika terjadi gempa di daerah Banda Aceh akan
mengakibatkan getaran yang besar karena wilayahnya
yang diapit oleh sesar tersebut.
Kegagalan bangunan akibat gempa bumi
merupakan salah satu kasus dari perencanaan desain
gedung yang sering mengabaikan batas periode getar
alami struktur. Nilai batas periode getar ini dapat
diperoleh dari nilai frekuensi natural bangunan dan
tanah di bawahnya. Gosar[2] Pengukuran frekuensi
natural bangunan terhadap frekuensi natural tanah
merupakan salah satu faktor penting yang dapat
digunakan untuk memprediksi potensi kerusakan
bangunan akibat gempa bumi. Dimana nilai frekuensi
natural bangunan harus lebih besar dari nilai frekuensi
natural tanah. Jika nilai frekuensi natural bangunan lebih
kecil atau sama dengan nilai frekuensi natural tanah,
bangunan akan beresonansi dengan tanah.
Seperti kasus pada saat gempa berkekuatan 8,1 SR
(Skala Richter) yang melanda Meksiko tahun 1985.
Dimana banyak gedung antara 6 – 15 lantai runtuh,
sementara bangunan yang lebih dari 15 lantai di daerah
yang sama tetap berdiri dan hanya mengalami rusak
ringan. Untuk evaluasi karakteristik dan kekuatan
bangunan akibat getaran seismik dapat dilakukan
pencatatan rekaman mikrotremor.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai
frekuensi natural bangunan, frekuensi natural tanah
dibawahnya dan nilai rasio redaman (damping ratio)
bangunan.
Batasan penelitian, diantaranya yaitu
menggunakan metode Horizontal to Vertical Spectral
Ratio (HVSR) untuk mengetahui nilai frekuensi natural
tanah, Floor Spectral Ratio (FSR) untuk mengetahui
nilai frekuensi bangunan dan Random Decrement
Method (RDM) untuk mengetahui damping ratio.
Proses pengambilan data menggunakan alat
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
268
mikrotremor di 4 (empat) titik setiap lantai. Standar SNI
03-1726-2012 digunakan untuk membandingkan nilai
hasil penelitian. Penelitian ini tidak membahas indeks
kerentanan bangunan. Penelitian ini tidak membahas
indeks kerentanan bangunan dan tidak melihat detail
fungsi serta standar bangunan evakuasi.
2. Tinjauan kepustakaan
2.1 Pengaruh Efek Lokal Terhadap Gempa
Bumi
Towhata[3], Intensitas gempa bumi berhubungan
dengan kerusakan suatu wilayah dipengaruhi oleh jarak
sumber gempa, skala gempa, ukuran zona patahan,
besarnya energi yang dilepaskan oleh batuan, jenis
geologi antara sumber, lokasi setempat dan kondisi
geologi lokal. Menurut Aini[4], faktor penting yang
digunakan untuk mengestimasi efek lokal yang
diakibatkan oleh gempa bumi adalah hubungan antara
frekuensi natural suatu bangunan dengan frekuensi
natural lapisan tanah di bawahnya.
2.2 Teori Dinamika Struktur
Menurut Clough[5] beban dinamik dapat
didefinisikan sebagai setiap beban yang besarnya,
arahnya atau posisinya berubah menurut waktu. Dalam
penentuan karakteristik dinamik suatu struktur
bangunan melibatkan beberapa komponen yaitu massa
m, sifat elastik (kelenturan atau kekakuan) k, mekanisme
kehilangan energi atau redaman (damping ratio) c, dan
sumber luar eksitasi dan pembebanannya.
2.3 Periode, Frekuensi Natural Bangunan dan
Rasio Redaman (Damping Ratio)
Paz[6], periode (T) merupakan gerakan harmonik
sederhana yang dinyatakan dengan fungsi sinus atau
kosinus frekuensi yang sama. Kebalikan harga periode
adalah frekuensi natural (natural frequency) fn dari
persamaan :
𝑓𝑛 =1
𝑇 ……………………….…………………… 1)
Keterangan :
fn = Frekuensi natural (Hz); dan
T = Periode (detik).
Redaman pada suatu struktur yang bergetar
menyatakan adannya fenomena pelepasan energi atau
kehilangan energi dari getaran bebas suatu struktur
akibat gesekan sehingga berkurang amplitudo. Standar
redaman untuk gedung terhadap gempa berdasarkan
International Organization of Standardization
(ISO/CD3010) on seismic action on structures sebesar 2
– 5 %.
2.4 Periode Getar Alami Fundamental
Bangunan
Menurut Adityawarman[7], periode (waktu) alami
fundamental struktur T merupakan waktu yang
dibutuhkan suatu struktur untuk bergerak bolak balik
tanpa ada gaya luar dengan kondisi awal tidak sama
dengan nol. Pada SNI-03-1726-2012[8], analisis untuk
menentukan periode fundamental struktur T, diizinkan
secara langsung menggunakan periode pendekatan Ta
berdasarkan persamaan berikut:
𝑇𝑎 = 𝐶𝑡ℎ𝑛𝑥 ………………….……………………… 2)
Keterangan :
Ta = Periode fundamental pendekatan (detik);
Ct = Koefisien dari tabel 15 SNI 03-1726-2012;
hn = Ketinggian struktur; dan
x = Koefisien dari tabel 15 SNI 03-1726-2012.
Pembatasan waktu getar alami fundamental dihitung
berdasarkan persamaan sebagai berikut:
𝑇 < 𝐶𝑢𝑇𝑎 ………………….……………………… 3)
Dimana :
Cu = Koefisien dari tabel 14 SNI 03-1726-2012.
2.5 Mikrotremor
Nakamura[9] salah satu metode untuk mengetahui
karakteristik bangunan tanpa merusak strukturnya
adalah dengan analisa mikrotremor berdasarkan
rekaman ambient noise. Mikrotremor didasarkan pada
rekaman ambient noise yang menentukan parameter
karakteristik dinamika (rasio redaman dan frekuensi
natural) dan fungsi perpindahan (frekuensi dan
amplifikasi) bangunan.
2.6 Horizontal to Vertical Spectral Ratio
(HVSR)
Nakamura[10] menyebutkan bahwa metode
HVSR sangat efektif untuk mengidentifikasi resonansi
frekuensi natural pada lapisan sedimen. Menurut
Rahmania[11] selain sederhana, teknik ini juga mampu
mengestimasi frekuensi resonansi secara langsung tanpa
harus mengetahui struktur kecepatan geser dan kondisi
geologi bawah permukaan terlebih dahulu.
2.7 Floor Spectral Ratio (FSR)
Metode Floor Spectral Ratio (FSR) adalah metode
standar yang digunakan untuk menentukan frekuensi
natural dan resonansi bangunan yang menggambarkan
karakteristik bangunan terhadap gempa bumi. Hal ini
dapat dilakukan dengan pencatatan ambient[2].
Menurut Herrak[12], dalam menentukan nilai
frekuensi natural bangunan, tidak direkomendasikan
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
269
menggunakan metode HVSR meskipun nilai hasil
estimasinya wajar dalam beberapa kasus. Karena tidak
ada dasar teori penerapan mikrotremor bangunan karena
tidak dapat memberikan asumsi bahwa nilai horizontal
dan vertikal sama dengan permukaan tanah. Hal ini
sangat berbahaya jika amplifikasi tanah sangat kuat
secara signifikan.
Pengukuran frekuensi natural bangunan terhadap
frekuensi natural tanah merupakan salah satu faktor
penting yang dapat digunakan untuk memprediksi
potensi kerusakan bangunan akibat gempa bumi[2].
Dimana nilai frekuensi natural bangunan harus lebih
besar dari nilai frekuensi natural tanah. Jika nilai
frekuensi natural bangunan lebih kecil atau sama dengan
nilai frekuensi natural tanah, bangunan akan
beresonansi dengan tanah. Apabila bangunan tidak
mampu meredam resonansi yang terjadi, perlahan-lahan
struktur bangunan akan mengalami kegagalan.
Resonansi bangunan dihitung dengan menggunakan
persamaan :
𝑅 = [𝑓𝑏−𝑓𝑡
𝑓𝑡] 𝑥100% ……………………………… 4)
Dimana:
R = Indeks resonansi bangunan;
fb = Frekuensi natural bangunan; dan
ft = Frekuensi natural tanah.
2.8 Random Decrement Method (RDM)
Wulandari[13] Random Decrement Method
(RDM) merupakan teknik yang paling populer dalam
survei geoteknik dan geofisika yang digunakan dalam
mengidentifikasi karakteristik dinamik dan kerusakan
suatu bangunan dari respons suatu gempa. RDM juga
dikenal sebagai metode transform serangkaian waktu
acak dalam pengurangan energi dari getaran bebas
struktur bangunan[10].
3. Metodologi penelitian
3.1 Alur Penelitian
Penelitian ini dimulai dari studi literatur mengenai
penelitian, dilanjutkan dengan persiapan dan
pengumpulan data. Dilanjutkan dengan analisis metode
HVSR, FSR dan RDM. Kemudian diperoleh hasil-hasil
penelitian dalam bentuk tabel dan grafik. Tahapan-
tahapannya seperti berikut:
Gambar 1 Diagram Alir Penelitian
3.2 Peralatan dan Lokasi Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam perekaman yaitu
1 (satu) set alat mikrotremor yang terdiri dari
seismometer, cube (AVF, AVB) dan aki. Digunakan
pula alat Disto D810 untuk mengetahui ketinggian
bangunan.
Pemilihan lokasi berdasarkan bentuk struktural
gedung, fungsional lain gedung dan faktor aktivitas–
aktivitas sekitar gedung yang dapat mengganggu
jalannya penelitian. Pengukuran mikrotremor dilakukan
pada 2 (dua) escape building bencana (escape building)
yang ada di Kecamatan Meuraxa, yaitu escape building
di Lambung dan escape building di Desa Ulee Lheue
Dimana escape building di Desa Ulee Lheue merupakan
gedung yang tertutup dengan dinding (Close Building)
dan juga digunakan sebagai kantor Tsunami Disaster
and Mitigation Reseach Centre (TDMRC). Untuk
escape building di Desa Lambung merupakan struktur
bangunan terbuka (Open Building), tidak memiliki
dinding penuh hanya berupa dinding dari susunan kayu
di lantai 3 dan jarang terdapat aktivitas warga.
3.3 Data Penelitian
Data primer yang digunakan merupakan data yang
didapat setelah pengukuran mikrotremor di 2 escape
building. Pengambilan data dilakukan pada saat kondisi
gedung tidak terbebani (tidak ada aktivitas–aktivitas di
sekitar gedung). Pengukuran dilakukan dari lantai dasar
sampai atap (roof top) escape building dengan peletakan
alat di setiap sudut gedung. Jumlah peletakan alat
mikrotremor untuk setiap gedung 16 titik di bangunan
dan 1 titik pada tanah. Pengukuran mikrotremor pada
tanah, alat diletakkan sejauh 4–20 m tergantung pada
kondisi permukaan tanah di sekitar gedung. Setiap titik
alat pada gedung memiliki durasi penelitian selama 30
menit, sehingga durasi penelitian per lantainya adalah
120 menit. Sedangkan data skunder yang digunakan
hanya tinggi bangunan yang diperoleh dari Disto D810.
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
270
3.4 Pengolahan Data
3.4.1 Pengolahan data mikrotremor pada
tanah
Pengolahan data mikrotremor pada tanah
menggunakan softwere Geopsy dengan menggunakan
metode Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR).
Pada proses input dan pengolahan data diperoleh 3
komponen utama pembacaan, yaitu 2 komponen
Horizontal (East-West dan North-South) dan 1
komponen Vertikal (Up-Down).
Pengolahan data dimulai dari pemilihan windows
(min 10 windows) antara 20–40 detik non overlapping
sesuai anjuran SESAME[14] untuk menganalisis
spektrum fourier yang awalnya dari domain waktu
menjadi domain frekuensi. Hasil dari proses FFT
kemudian dihaluskan dengan filter smoothing Konno-
Ohmachi (1998) dengan koefisien bandwith sebesar 40.
Digunakan taper fungsi Gaussian 0,5 dengan sampeling
frekuensi 1 – 10 Hz. Kemudian data akan dianalisis
dengan metode HVSR berupa rasio amplitudo spektrum
fourier horizontal dan vertical. Rata-rata nilai spektrum
HVSR diplot pada setiap titik pengukuran pada masing-
masing windows dan diperoleh nilai rata-rata frekuensi
natural tanah.
3.4.2 Pengolahan data mikrotremor pada
bangunan
Analisis data pada bangunan digunakan metode
Floor Spectral Ratio (FSR). Tahapan pengolahan data
sama dengan HVSR, dimulai dari pemilihan windows
(min 10 windows) antara 20–40 detik non overlapping
sesuai anjuran SESAME, untuk menganalisis spektrum
fourier. Kemudian dihaluskan dengan filter smoothing
Konno-Ohmachi dengan koefisien bandwith sebesar 40.
Digunakan taper fungsi Gaussian 0,5 dengan sampeling
frekuensi 1 – 10 Hz dan diperoleh nilai rata-rata
frekuensi natural bangunan.
Selain menggunakan metode FSR paada
bangunan, digunakan pula metode Random Decrement
Method (RDM) untuk mengetahui nilai damping ratio
bangunan. Dimulai dari nilai frekuensi natural dari
metode FSR dianalisis kembali dengan menggunakan
band pass filter untuk menentukan nilai frekuensi yang
diinginkan. Kemudian frekuensi dari parameter band
pass filter diambil mulai dari 1 Hz sampai 10 Hz. Dari
analisis sinyal filter akan menghasilkan getaran bebas
dan nilai rasio redaman menggunakan damping toolbox
pada software Geopsy sehingga diperoleh nilai damping
ratio bangunan.
3.4.3 Pengolahan data mikrotremor pada
karakteristik bangunan
Pengolahan data mikrotremor untuk mengetahui
karakteristik dinamik suatu bangunan.
a) Penaksiran resonansi bangunan
Tingkat bangunan mengalami resonansi terhadap
gempa terdiri dari 3 kriteria, yaitu <15%
(kerentanan tinggi), 15 – 20% (kerentanan sedang)
dan >25% (kerentanan rendah)[2]. Adapun cara
menghitung menggunakan Persamaan 2.13; dan
b) Batas periode getar alami bangunan
Nilai frekuensi natural bangunan diubah menjadi
periode getar alami. Kemudian nilai batas periode
getar bangunan dihitung dimana nilai periode getar
alami bangunan harus lebih kecil dengan nilai
batas periode getar dikali dengan koefisien yang
ada pada Table 14 dan Tabel 15 SNI-03-1726-
2012.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil
4.1.1 Frekuensi Natural Tanah
Data–data hasil perekaman mikrotremor pada
tanah diolah dengan software Geopsy metode
Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) dan
analisis spectrum. Hasil perekaman data titik EB1
dengan metode HVSR diperoleh seperti pada Gambar 2
dan Tabel 2.
(a) (b)
Gambar 2 Grafik frekuensi terhadap amplitudo analisis
HVSR titik EB1 (a) Gedung Desa Lambung dan (b)
Gedung Desa Ulee Lheue
Tabel 1 Nilai Frekuensi Natural Tanah (f0) dengan Metode
HVSR
Titik Lambung Ulee Lheue
Windows f0 (Hz) Windows f0 (Hz)
EB1 76 4,1467 88 4,9576
4.1.2 Frekuensi Natural Bangunan
Proses pengolahan data frekuensi bangunan
menggunakan analisis spektrum metode Floor Spectral
Ratio (FSR). Proses ini diolah pada komponen
horizontal, yaitu arah EW (East–West) dan f0 arah NS
(North–South) saja. Contoh hasil yang diperoleh pada
titik EB17 escape building Desa Lambung dapat dilihat
pada Gambar 3. Nilai frekuensi natural (f0) diperoleh
dari peak tertinggi pada grafik analisis.
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
271
(a) (b)
Gambar 3 Frekuensi natural (f0) analisis FSR titik EB17
Desa Lambung (a) f0 arah EW dan (b) f0 arah NS
Nilai-nilai frekuensi natural yang diperoleh pada
kedua gedung dapat dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2 Frekuensi Natural (f0) Bangunan Escape building
Desa Lambung dengan Metode FSR
Titik Lantai Lambung Tinggi
(m) EW NS
Window f0 (Hz) Window f0 (Hz)
EB2 1 0,00 83 1,872 80 1,654
EB3 1 0,00 81 2,108 79 2,208
EB4 1 0,00 83 1,890 81 1,593
EB5 1 0,00 83 2,181 81 2,238
EB6 2 6,69 76 2,353 76 2,355
EB7 2 6,69 57 2,319 59 2,393
EB8 2 6,69 85 2,437 81 2,479
EB9 2 6,69 83 2,327 83 2,330
EB10 3 10,69 80 2,363 76 2,358
EB11 3 10,69 78 2,406 78 2,405
EB12 3 10,69 80 2,406 81 2,387
EB13 3 10,69 83 2,368 83 2,391
EB14 4 14,69 75 2,431 73 2,405
EB15 4 14,69 78 2,393 77 2,399
EB16 4 14,69 67 2,651 68 2,663
EB17 4 14,69 74 2,485 70 2,525
Tabel 3 Frekuensi Natural (f0) Bangunan Escape building
Desa Ulee Lheue dengan Metode FSR
Titik Lantai Ulee Lheue Tinggi
(m) EW NS
Windows f0 (Hz) Windows f0 (Hz)
EB2 1 0,00 83 2,581 82 2,625
EB3 1 0,00 89 1,796 85 2,241
EB4 1 0,00 83 2,438 77 2,622
EB5 1 0,00 86 2,123 78 1,846
EB6 2 4,80 84 3,446 84 3,632
EB7 2 4,80 80 3,686 71 3,930
EB8 2 4,80 86 3,516 84 3,524
EB9 2 4,80 79 3,470 74 3,789
EB10 3 8,80 71 3,981 67 4,123
EB11 3 8,80 76 2,510 72 2,293
EB12 3 8,80 77 3,596 78 3,559
EB13 3 8,80 80 3,589 77 3,694
EB14 4 12,80 69 3,889 61 3,872
EB15 4 12,80 74 3,610 72 3,668
EB16 4 12,80 83 3,562 82 3,519
EB17 4 12,80 84 3,641 79 3,654
4.1.3 Damping Ratio Bangunan
Data–data perekaman mikrotremor di semua titik
pada gedung akan diolah kembali dengan menggunakan
Random Decrement Method (RDM) untuk memperoleh
nilai rasio redaman (damping ratio) bangunan.
Pengolahan data RDM harus disesuaikan dengan data
frekuensi natural bangunan yang diperoleh dari metode
FSR. Proses RDM diolah menggunakan software
Geopsy menggunakan proses Bandpass Filtering mulai
dari 1–10 Hz dengan rentang frekuensi yang disesuaikan
dengan nilai amplitudo tertinggi pada analisis FSR
sebelumnya.
(a)
(b)
Gambar 4 Grafik damping ratio titik EB17 escape
building bencana Desa Lambung arah EW (atas) dan NS
(bawah)
Nilai damping ratio dengan RDM pada seluruh
titik pengukuran untuk kedua escape building dapat
dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5.
Tabel 4 Damping Ratio dan Frekuensi Escape building
Desa Lambung dengan Metode RDM
Titik Lantai Lambung Tinggi
(m)
Bandpass (Hz) Damping (%)
EW NS
EB2 1 0,00 1,59 - 2,30 3,266 3,594
EB3 1 0,00 1,59 - 2,30 2,522 2,800
EB4 1 0,00 1,59 - 2,30 3,204 3,454
EB5 1 0,00 1,59 - 2,30 3,606 2,488
EB6 2 6,69 2,30 - 2,50 2,905 2,895
EB7 2 6,69 2,30 - 2,50 2,886 2,612
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
272
EB8 2 6,69 2,30 - 2,50 2,937 2,436
EB9 2 6,69 2,30 - 2,50 2,610 2,608
EB10 3 10,69 2,30 - 2,50 2,591 2,582
EB11 3 10,69 2,30 - 2,50 2,510 2,667
EB12 3 10,69 2,30 - 2,50 2,466 2,483
EB13 3 10,69 2,30 - 2,50 2,542 2,304
EB14 4 14,69 2,30 - 2,70 2,307 2,289
EB15 4 14,69 2,30 - 2,70 2,364 2,263
EB16 4 14,69 2,30 - 2,70 2,520 2,316
EB17 4 14,69 2,30 - 2,70 2,229 2,574
Tabel 5 Damping Ratio dan Frekuensi Escape building
Desa Lambung dengan Metode RDM
Titik Lantai Ulee Lheue Tinggi
(m)
Bandpass
(Hz)
Damping (%)
EW NS
EB2 1 0,00 1,79 - 2,63 3,461 3,782
EB3 1 0,00 1,79 - 2,63 3,479 3,325
EB4 1 0,00 1,79 - 2,63 3,409 3,686
EB5 1 0,00 1,79 - 2,63 3,571 3,641
EB6 2 4,80 3,44 - 3,94 3,230 3,585
EB7 2 4,80 3,44 - 3,94 3,293 3,541
EB8 2 4,80 3,44 - 3,94 3,257 3,509
EB9 2 4,80 3,44 - 3,94 3,275 3,410
EB10 3 8,80 2,29 - 4,13 2,951 3,171
EB11 3 8,80 2,29 - 4,13 3,073 3,028
EB12 3 8,80 2,29 - 4,13 2,724 3,201
EB13 3 8,80 2,29 - 4,13 2,893 2,779
EB14 4 12,80 3,51 - 3,89 2,464 2,685
EB15 4 12,80 3,51 - 3,89 2,358 2,645
EB16 4 12,80 3,51 - 3,89 2,394 2,396
EB17 4 12,80 3,51 - 3,89 2,196 2,720
4.2 Pembahasan
4.2.1 Resonansi Bangunan
Resonansi bangunan diperoleh dari perhitungan
dengan menggunakan perbandingan nilai selisih
frekuensi natural bangunan dan tanah dengan frekuensi
natural tanah. Persentase resonansi pada escape building
Desa Lambung yaitu 36,080–54,861 % arah EW dan
35,786–61,578 % arah NS. Sedangkan escape building
Desa Ulee Lheue yaitu 19,707–63,774 % arah EW dan
16,829–62,772 % arah NS. Hasil dari nilai resonansi
pada kedua escape building dapat dilihat pada Gambar
5 dan Gambar 6.
Gambar 5 Grafik resonansi bangunan escape building
bencana Desa Lambung
Gambar 6 Grafik resonansi bangunan escape building
bencana Desa Ulee Lheue
Seluruh titik pengukuran pada escape building
Desa Lambung dikategorikan beresonansi rendah
(>25%). Sedangkan escape building Desa Ulee Lheue
memiliki nilai renonansi rendah hingga sedang
beresonansi sedang (15–25 %).
4.2.2 Periode Getar Alami Bangunan
Periode getar alami pada escape building dihitung
dengan perbandingan nilai frekuensi natural bangunan
pada rooftop yang diperoleh dari metode FSR untuk
keduaa arah. Nilai periode getar alami pada escape
building Desa Lambung 0,377–0,418 detik arah EW dan
0,376–0,417 detik arah NS. Adapun nilai periode getar
alami escape building Desa Ulee Lheue yaitu 0,257–
0,281 detik arah EW dan 0,258–0,284 detik arah NS.
Nilai-nilai tersebut dihitung kembali berdasarkan
peraturan dalam SNI-03-1726-2012. Diperolehlah nilai
batas periode getar pada escape building Desa Lambung
sebesar 0,733 detik dan 0,647 pada Desa Ulee Lheue.
Kedua nilai periode getar dapat dilihat pada Gambar 7
dan Gambar 8.
ISSN 2685-0605
Journal of The Civil Engineering Student
Vol. 2. No. 3, Desember 2020, Halaman 267-273
273
Gambar 7 Grafik periode getar alami arah EW dan NS
escape building bencana Desa Lambung
Gambar 8 Grafik periode getar alami arah EW dan NS
escape building bencana Desa Ulee Lheue
Dari Gambar 7 dan Gambar 8, diperoleh bahwa
escape building Desa Lambung dan Desa Ulee Lheue
memiliki periode getar alami yang aman terhadap batas
periode getar yang ditentukan di dalam SNI-03-1726-
2012. Jika bangunan memiliki periode getar alami yang
melebihi dari batas periode getar menurut SNI–03–
1726–2012, bangunan akan memiliki tingkat resiko
yang tinggi.
5. Kesimpulan
1) Escape building Desa Lambung memiliki nilai
frekuensi natural (f0) tanah sebesar 4,146 Hz. Nilai
frekuensi natural (f0) bangunan 1,872 – 2,651 Hz
arah EW dan 1,593 – 2,663 Hz arah NS. Nilai
damping ratio 2,229 – 3,606 % arah EW dan 2,263
– 3,594 % arah NS. Gedung ini memiliki tingkat
resonansi rendah dengan batas periode getar alami
bangunan yang aman sesuai SNI 03-1726-2016;
2) Escape building Desa Ulee Lheue memiliki nilai
frekuensi natural (f0) tanah sebesar 4,957 Hz. Nilai
frekuensi natural (f0) bangunan 1,796 – 3,981 Hz
Hz arah EW dan 1,846 – 4,123 Hz arah NS. Nilai
damping ratio 2,196 – 3,571 % arah EW dan 2,396
– 3,686 % arah NS. Gedung ini memiliki tingkat
resonansi rendah hingga sedang dengan batas
periode getar alami bangunan yang aman sesuai
SNI 03-1726-2016; dan
3) Pada gedung dengan konsep open bilding (tidak
berdinding) memiliki nilai frekuensi natural (f0)
bangunan yang lebih kecil dari pada gedung
berkonsep close building (berdinding). Adapun
nilai damping ratio pada gedung berkonsep close
building (berdinding) memiliki kemampuan untuk
meredam getaran lebih baik dari pada gedung
dengan konsep open building (tidak berdinding)
6. Daftar Pustaka
[1] Bemmelen, V.R.F, 1949, Geology of Indonesia,
Goverment Printing Office, Martinus Nyhff, The
Hague, Nedherland
[2] Gosar, A., 2010, Site Effect and Soil-Stucture
Resonance Study in The Kobarid Basin (NW
Slovena) Using Microtremor, Geofozika, Vol.28
2011
[3] Towhata, I., 2008, Geotechnical Earthquake
Engineering, Springer, Japan.
[4] Aini, D.N., 2012, Penaksiran Resonansi Tanah
dan Bangunan Menggunakan Mikrotremor
Wilayah Surabaya Jawa Timur, Surabaya.
[5] Clough, R.W dan J. Penzien, 1988, Dinamika
Struktur Jilid Satu, Alih Bahasa Ir. Dines
Ginting, Penerbit Erlangga, Jakarta.
[6] Paz, M., 1993, Dinamika Struktur, Terjemahan
Ir. Manu A.P, Penerbit Erlangga, Jakarta.
[7] Adityawarman, G.M., 2014, Perencanaan
Bangunan Evakuasi di Wilayah Rawan Gempa
dan Tsunami, Jurnal Kajian Teknologi. Vol.10
No.2, halaman 110-110.
[8] SNI 03-1726-2012, 2012, Tata Cara Perencanaan
Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan dan
Non Struktur, Bandung.
[9] Nakamura, Y., 2000, Vunerabylity Investigation
of Roman Colosseum Using Microtremor,
12WCEE
[10] Nakamura, Y., 2008, On The H/V Spectrum, The
14th Wold Conference on Earthquake
Engeneering October 12-17, Beijing, China.
[11] Rahmahnia, A., 2017, Mikrozonasi Kegempaan
Berdasarkan Efek Lokal, Indeks Kerentanan
Seimik dan Percepatan Getaran Tanah di
Kabupaten Klaten Jawa Tengah, Institut
Teknologi Sepuluh November, Surabaya.
[12] Herrak, M., 2011, Overview of Recent Ambient
noise Measurments in Croatia in Free-Field and
in buildings. Geofizika 28:21-40
[13] Wulandari, V., 2010, Analisis Mikrotremor
untuk Evaluasi Kekuatan Bangunan Studi Kasus
Gedung Perpustakaan ITS, Surabaya.
[14] SESAME., 2004, Guidelines for The
Implementation of The H/V Spectral Rasio
Technique on Ambient Vibration, Measurement,
Processing and Interpretation, European
Commision-Research General Directorate,
Europe.