114
TUGAS AKHIR Analisis Respon Tanah Terhadap Gempa Pada Wilayah Kota Makassar Menggunakan Aplikasi EERA Dengan Sumber Gempa Patahan Walanae Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka Penyelesaian Studi Sarjana Teknik Sipil Program Studi Teknik Sipil DISUSUN OLEH : HILMAN TAUHIK D111 11 131 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN 2017

TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

  • Upload
    others

  • View
    33

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

TUGAS AKHIR

Analisis Respon Tanah Terhadap Gempa Pada Wilayah Kota Makassar

Menggunakan Aplikasi EERA Dengan Sumber Gempa Patahan Walanae

Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka Penyelesaian Studi Sarjana Teknik

Sipil Program Studi Teknik Sipil

DISUSUN OLEH :

HILMAN TAUHIK

D111 11 131

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2017

Page 2: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

Analisis Respon Tanah Terhadap Gempa Pada Wilayah Kota Makassar

Menggunakan Aplikasi EERA Dengan Sumber Gempa Patahan Walanae

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi

Teknik Sipil

Disusun dan Diajukan Oleh

HILMAN TAUHIK

Kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2017

Page 3: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka
Page 4: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkat

rahmat, karunia serta izinnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

yang berjudul ”Analisis Respon Tanah Terhadap Gempa Pada Wilayah Kota

Makassar Menggunakan Aplikasi EERA Dengan Sumber Gempa Patahan

Walanae”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat yang diajukan untuk

menyelesaikan studi pada Program Studi Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin. Salawat dan taslim senantiasa tercurah

kepada Nabiyullah Muhammad SAW bersama keluarga serta para sahabat beliau

yang merupakan sumber ilmu pengetahuan dan hikmah.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selesainya tugas akhir ini berkat

bantuan dari berbagai pihak, utamanya dosen pembimbing :

Pembimbing I : Dr. Ir. Abd. Rahman Djamaluddin, MT.

Pembimbing II : Dr. Eng. Ardy Arsyad, ST., M.Eng.Sc

Atas keikhlasannya meluangkan waktu, memberikan petunjuk, saran, tenaga dan

pemikirannya sejak awal perencanaan penelitian hingga selesainya penyusunan

tugas akhir ini.

Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan terima kasih

serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

1. Ayahanda Taharuddin, S.Sos , Ibunda Hikmawati, S.pd , Rizky Amalia

dan Wahyudi Aprilla yang tiada henti-hentinya memberikan perhatian,

kasih sayang, dorongan, motivasi dan iringan do’a yang tulus serta

memberikan bantuan moril maupun material sehingga penulis dapat

menyelesaikan pendidikan di bangku kuliah. Semoga Allah SWT

senantiasa melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya atas mereka.

Page 5: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

2. Bapak Dr. Ing. Ir. Wahyu H. Piarah, MS, ME., selaku Dekan Fakultas

Teknik Universitas Hasanuddin.

3. Bapak Dr. Ir. Muhammad Arsyad Thaha, M.T., selaku Ketua Jurusan

Teknik Sipil Universitas Hasanuddin.

4. Seluruh dosen, staff dan karyawan Fakultas Teknik Jurusan Sipil

Universitas Hasanuddin.

5. Bapak Dr. Eng. Tri Harianto, ST., MT. selaku Kepala Laboratorium

Mekanika Tanah Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin

6. Bapak Farid Sitepu, ST. MT. Selaku Sekertaris Laboratorium Mekanika

Tanah Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin.

7. Seluruh staf dan pegawai BMKG Kota Makassar yang telah membantu

dalam pengurusan berkas dan data di Kantor BMKG Kota Makassar.

8. Mursyida Rusdy, S.pd sebagai teman sharing selama penyusunan Tugas

Akhir ini.

9. Keluarga Besar Rahadian People antara lain Andry, Alhy, Pope, Rahadian,

Nino, Bani, Aslani, Harly, Reza, Aziz, Ruby, Syarif, Ringgo, Agug,

Ardan, dan Angga yang telah memberikan dukungan dan motivasi dalam

penyusunan tugas akhir ini.

10. Rekan- rekan di Mber Spirit Aidhil, Afif, Aki, Aji, Azwar, Ibeng, Miftah,

Ardi, Asri, Chandra, Indra, Cuba, Dadang, Feby, Feto, Fian, La Iqi,

Gusmar, Ian, Iksan, Imran, Wiwin, Jumran, Onat, Agung triadi, Fira,

Maskur, Mirza Fadlullah, Ari, Dimas, Rimba, Riski, Subhan, Chinox,

Nurdin, Wahyu, Zigit, dan Zulhamdi yang selalu memberi hiburan dan

motivasi selama penyusunan Tugas Akhir ini.

Page 6: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

11. Keluarga Besar HMS FT-UH yang sudah menjadi wadah tempat menulis,

belajar dan mengembangkan diri selama menjadi mahasiswa.

12. Rekan-rekan mahasiswa angkatan 2011 Fakultas Teknik khususnya

Jurusan Teknik Sipil Universitas Hasanuddin, terima kasih atas

kebersamaan, suka duka yang selalu kita lewati bersama selama proses

perkuliahan.

13. Seluruh anggota Keluarga Pelajar Mahasiswa Balikpapan- Manuntung

Study Club Makassar (KPMB-MSC Makassar) yang menjadi keluarga di

tanah rantau Makassar

14. Kepada seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah

membantu dalam proses penyusunan tugas akhir ini.

Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan bapak, ibu dan teman -

teman dengan berlipat ganda. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih belum

sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kepada para pembaca kiranya

dapat memberikan sumbangan pemikiran demi kesempurnaan tugas akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga tugas akhir yang sederhana ini dapat

bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan semua pihak yang

memerlukannya.

Gowa, Agustus 2017

Penulis

Page 7: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

KATA PENGANTAR .................................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix

DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................. I-1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. I-3

1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................. I-3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................... I-3

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................ I-4

1.6 Sistematika Penulisan ..................................................................... . I-4

BAB II TUJUAN PUSTAKA

2.1 Gempa Bumi ..................................................................................... II-6

2.2 Sejarah Gempa Indonesia ................................................................. II-7

2.3 Analisis Seismic Hazard ................................................................... II-12

2.4 Teori Deterministic Seismic Hazard Analisys .................................. II-13

2.5 Deskripsi Software EERA .............................................................. . II-31

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ................................................................................. III-43

3.2 Kerangka Kerja Penelitian ................................................................ III-43

vi

Page 8: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................ III-44

3.4 Peralatan Yang Digunakan ............................................................... III-45

3.5 Prosedure Penelitian ......................................................................... III-46

3.6 Pengumpulan Data .......................................................................... . III-50

3.7 Analisa Data dan Pemetaan ........................................................... .. III-53

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa DSHA Untuk Kota Makassar .............................................. IV-54

4.2 Perhitungan Respon Spektrum Menggunakan EERA ...................... IV-75

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... IV-95

5.2 Saran ................................................................................................. IV-95

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

vii

Page 9: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Intensitas, Magnitude, Kecepatan dan Energi Gempa II-25

Tabel 3.1 Jenis Tanah pada Daerah Mall Panakukang Makassar III-48

Tabel 3.2 Jenis Tanah pada daerah Gedung UNM Kota Makassar III-49

Tabel 4.1 Magnitudo maksimum dan Jarak Sumber ke Titik Tinjau (Peta Hazard

Gempa Indonesia 2010) IV- 57

Tabel 4.2 Rekapitulasi Percepatan batuan dasar (PGA) di Kota Makassar

berdasarkan sejarah kegempaan IV-58

Tabel 4.3 Faktor Amplifikasi (SNI 1726-2012) IV-64

Tabel 4.4 Site Klasifikasi berdasarkan Peraturan Gempa Indonesia (SNI

1726-2012) IV- 64

Tabel 4.5 Kecepatan Geser Gelombang Pada Tanah Mall Panakukang IV-65

Tabel 4.6 Kecepatan Geser Gelombang Pada Tanah Gedung UNM IV-67

Tabel 4.7 Rekapitulasi nilai Vs dari persamaan korelasi berdasarkan hasil uji

CPT di Mall Panakukang Makassar IV-68

Tabel 4.8 Rekapitulasi nilai Vs dari persamaan korelasi berdasarkan hasil uji

CPT di Gedung UNM Makassar IV-70

Tabel 4.9 Percepatan getaran dipermukaan tanah setelah teramplifikasi jenis

tanah IV-71

Tabel 4.10 Rekapitulasi PSA untuk titik Vs yang menggunakan persamaan

korelasi di Mall Panakkukang IV-71

Tabel 4.11 Rekapitulasi PSA untuk titik Vs yang menggunakan persamaan

korelasi di Gedung UNM IV-74

Tabel 4.12 Tabel Rekapitulasi Hasil Respon Seismik Situs Dari Model IV-93

Page 10: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Peta Tektonik dan Gunung Berapi di Indonesia II-7

Gambar 2.2 Data episenter gempa utama di Indonesia dan sekitarnya II-8

Gambar 2.3 Gempa yang terjadi sepanjang tahun 1924 – 2013 di sekitar kota

Makassar (0.066⁰ N-8.037⁰ S dan 117⁰ E- 123⁰ E) dengan

kedalaman 0 – 500 km 4.0 ≤ M ≤ 8.0 (UaSGS) II-11

Gambar 2.4 Gempa yang terjadi sepanjang tahun 2008 – 2013 di sekitar kota

Makassar (2.5 LS – 6.5 LS dan 118.5 BT – 120.5 BT) dengan

kedalaman 0-700 km dan magnituda 3.0 ≤ M ≤ 6.0 (BALAI BMKG

WIL. IV MAKASSAR) II-11

Gambar 2.5 Indonesian Seismic Hazard Map (SNI 1726-03-2012)

Lokasi Wisma Negara Kota Makasar II-13

Gambar 2.6 Arah gerak batuan pada berbagai macam patahan II-15

Gambar 2.7 Diagram demonstrasi nomogram metode Richter

untukmenentukan nilai seimogram di California Selatan II-17

Gambar 2.8 Grafik hubungan persamaan Momen Magnitud (Mw) dengan

Magnitud Surface (Ms) II-21

Gambar 2.9 Jarak sumber gempa ke titik tinjau II-22

Gambar 2.10. Lembar Kerja Gempa II-34

Gambar 2.11. Lembar Kerja Profil. II-36

Page 11: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

xii

Gambar 2.12. Lembar Kerja Profil II-36

Gambar 2.13. Lembar Kerja Mat II-37

Gambar 2.14. Lembar Kerja Iterasi II-39

Gambar 2.15. Lembar Kerja Percepatan II-40

Gambar 2.16. Lembar Kerja Strain II-41

Gambar 2.17. Lembar Kerja Ampli. II-41

Gambar 2.18. Lembar Kerja Fourier. II-42

Gambar 2.19. Lembar Kerja Spectra. II-43

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian III-44

Gambar 3.2 Titik pengambilan data CPT dan SPT III- 51

Gambar 3.3 Peta Geologi Kota Makassar III-52

Gambar 3.4 Peta Geologi Kota Bone III-53

Gambar 3.5 Patahan-patahan yang memengaruhi kejadian gempa di

sekitar Kota Makassar III-53

Gambar 4.1 Jarak Walanae Thrust Kota Makassar IV-56

Gambar 4.2 Jarak Makassar Thrust Kota Makassar IV-56

Gambar 4.3 Worksheet untuk data gempa aplikasi EERA IV-77

Gambar 4.4 Penginputan data gempa ke aplikasi EERA IV-77

Gambar 4.5 Worksheet Profil Tanah Untuk Wilayah Gedung UNM IV-78

Page 12: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

xiii

Gambar 4.6 Worksheet Profil Tanah Untuk Wilayah Gedung Mall

Panakukang IV-78

Gambar 4.7 Hasil Output Dari Profil Tanah di Wilayah Gedung UNM IV-79

Gambar 4.8 Hasil Output Dari Profil Tanah di Wilayah Gedung Mall

Panakukang IV-80

Gambar 4.9 Lembar Kerja Material I sampai III untuk Lokasi Gedung UNM

dan Gedung Mall Panakukang IV-81

Gambar 4.10 Hasil Perhitungan Data EERA IV-82

Gambar 4.11 Proses Running Data Gempa, Perhitungan Kompetibel ,dan

Perhitungan Output EERA Untuk Gedung UNM IV-82

Gambar 4.12 Proses Data Gempa, Perhitungan Kompetibel, dan Perghitungan

Ouput EERA Untuk Gedung Mall Panakukang IV-83

Gambar 4.13 Hasil Percepatan dari EERA untuk gedung UNM IV-84

Gambar 4.14 Hasil Percepatan dari EERA untuk gedung Mall Panakukang IV-85

Gambar 4.15 Hasil Amplifikasi dari EERA untuk gedung UNM IV-86

Gambar 4.16 Hasil Strain dari EERA untuk gedung Mall Panakukang IV-87

Gambar 4.17 Hasil Strain dari EERA untuk gedung UNM IV-88

Gambar 4.18 Hasil Amplifikasi dari EERA untuk gedung Mall Panakukang IV-88

Gambar 4.19 Hasil Transformasi Fourir dari EERA untuk gedung UNM IV-89

Gambar 4.20 Hasil Transformasi Fourier Dari EERA untuk Gedung Mall

Panakukang IV-90

Gambar 4.21Hasil Respon Spektra dari EERA untuk gedung UNM IV-91

Page 13: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

xiv

Gambar4.22Hasil Respon Spektra dari EERA untuk gedung Mall

Panakukang IV-92

Gambar4.23 Percepatan respons ground akibat gelombang seismik. IV-94

Page 14: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

ANALISIS RESPON TANAH TERHADAP GEMPA PADA WILAYAH KOTA

MAKASSAR MENGGUNAKAN APLIKASI EERA DENGAN SUMBER GEMPA

PATAHAN WALANAE

A.R.Djamaluddin1,A.Arsyad

1,Hilman Tauhik

2

ABSTRAK:Model spektrum respons untuk bangunan di Makassar dengan melakukan analisis spesifik lokasi

menggunakan pendekatan linear kuadrat dari teknik respon non linier. Tipikal stratigrafi tanah sedimen di

Makassar dikumpulkan dan dikategorikan sebagai model 1: tuf pasir pasir di atas pasir 12 m, dan model 2: 10 m

Tanah liat diatas tanah liat. DSHA dilakukan dengan mempertimbangkan dua sumber seismik yang

mempengaruhi kota, yang melibatkan Fault Walanae Mw 7,53 dengan jarak 89,64 km dan Makassar Thrust Mw

7,46 dengan jarak 149,41 km. Pembacaan spektral dilakukan dimana sejarah waktu aktual yang diperoleh dari

gempa keruh dangkal dengan karakteristik seismik serupa disesuaikan dengan spektrum respon target yang

diperoleh dari DSHA. Sejarah waktu yang cocok kemudian digunakan sebagai input ground motion dengan target

PGA dari 0,253 g ke dalam perkiraan linear ekivalen dari respon non linier dengan menggunakan EERA. Dari

data yang diperoleh bahwa tekanan seismik pada tanah lebih berkaitan dengan kedalaman tanah dari pada

elastisitas tanah. Sedimen tanah yang lebih dalam, tekanan dan regangan yang lebih besar yang dihasilkan akan

disebarkan. Percepatan spektral maksimum model 1 ditemukan pada kisaran 1,24 g pada periode 0,21 s sampai

pada periode 0,22 s. Pada model 2 memiliki percepatan spektral lebih kecil dibandingkan dengan Model 1 yaitu

0,63 g pada periode 0,68 s.

KataKunci:Respon Spektrum,Patahan Makassar, Patahan Walanae,DSHA, PGA, dan Percepatan Spektral

Page 15: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

I - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gempa bumi adalah berguncangnya bumi yang di sebabkan oleh tumbukan

antar lempeng bumi. Gempa terjadi akibat pergeseran tiba – tiba dari lapisan tanah

di bawah permukaan bumi yang disebabkan oleh pergerakan kerak bumi/lempeng

bumi. Ketika pergeseran ini terjadi, timbul getaran yang disebut gelombang

seismik yang mengarah ke segala arah di dalam bumi dan menjalar menjauhi

fokusnya. Ketika gelombang ini mencapai permukaan bumi, getarannya dapat

bersifat merusak atauu tidak. Hal ini sangat tergantung dari kekuatan sumber dan

jarak fokus gempa, disamping itu mutu bangunan dan mutu tanah dimana

bangunan itu berdiri juga sangat mempengaruhi apakah gempa itu bersifa merusak

atau tidak.

Berdasarkan peta dunia seismik, diketahui bahwa wilayah Indonesia memiliki

tingkat kerawanan gempa yang cukup tinggi jika dibandingkan dengan negara-

negara lainnya. Hal tersebut disebabkan posisi Indonesia berada pada pertemuan

tiga lempeng besar yang terus menerus bergerak. Ketiga lempeng tektonik besar

tersebut yaitu Lempeng Tektonik Pasifik, Lempeng Tektonik Eurasia, Lempeng

Tektonik Indo – Australia. Gempa bumi sebagai fenomena alam yang terjadi

secara tiba-tiba dan sulit untuk diperkirakan serta dapat menyebabkan kerusakan

struktur, sarana infrastruktur pemukiman penduduk dan bangunan sipil lainnya.

Besarnya aktivitas gempa bumi yang terjadi akan mengakibatkan kerugian moril

dan material yang cukup besar pula. Untuk mengurangi kerugian yang besar,

Page 16: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

I - 2

maka perlu dilakukan studi kegempaan yang akurat salah satunya yaitu studi

seismotektonik. Studi seismotektonik merupakan cabang ilmu geofisika yang

berdasarkan seismologi dan mempelajari tentang gempa bumi dan tektonik

lempeng beserta keberadaan sesar pada suatu daerah. Studi seismotektonik ini

diperlukan untuk penentuan lokasi gempa, data-data tersebut kemudian akan

diolah untuk menentukan percepatan getaran maksimum gempa.

Dalam melaksanakan mikrozonasi gempa, beberapa disiplin ilmu harus

dikombinasikan secara utuh dengan melakukan beberapa penyelidikan sehingga

peta mikrozonasi akan mencakup parameter-parameter yang diambil dari hasil

riset multi disiplin ilmu tersebut. Dari seluruh aspek yang dimiliki, penyelidikan

kualitas tanah lebih penting dari yang lainnya, karena gempa merambat melalui

tanah menuju permukaan yang didiami manusia.

Wilayah kota Makassar termasuk dalam wilayah gempa bumi zona 4. Kota

Makassar juga merupakan pusat perekonomian dan pendidikan di wilayah

Sulawesi Selatan. Hal ini dapat dilihat dari perkembangan kota yang sangat cepat.

Semakin banyaknya pembangunan pusat perbelanjaan, dan perhotelan yang

membuat semakin banyaknya penduduk di Kota Makassar, walaupun secara

geografis, wilayah kota Makassar tidak dilalui patahan yang menjadi sumber

gempa bumi.

Berdasarkan uraian di atas maka dirasa perlu melakukan penelitian yang

berjudul “Analisis Respon Tanah Terhadap Gempa Pada Wilayah Kota

Makassar Menggunakan Aplikasi EERA Dengan Sumber Gempa Patahan

Walanae” untuk memberikan kepastian secara ilmiah bahwa kota Makassar

Page 17: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

I - 3

masih layak huni dalam jangka panjang ataupun kota Makassar harus di tata

ulang sesuai analisis data EERA.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah diatas, maka dibuat rumusan masalah :

1. Bagaimana cara memperoleh percepatan gempa maksimum dengan

deterministic seismic hazard assessment (DSHA)?

2. Bagaimana cara melakukan perhitungan respon spektrum gempa di

wilayah Makassar dengan memperhatikan pengaruh kondisi tanah

setempat?

1.3 Maksud dan Tujuan

1. Menganalisis percepatan gempa maksimum dengan deterministic

seismic hazard assessment (DSHA).

2. Menganalisis data perhitungan respon spektrum gempa pada kondisi

tanah di wilayah Makassar.

1.4 Batasan Masalah

Untuk mengantisipasi terjadinya penyimpangan terhadap permasalahan yang

mungkin meluas dalam Tugas Akhir ini, maka diberikan suatu batasan

masalah sebagai berikut:

1. Data gempa yang diambil adalah data gempa disekitar wilayah

Makassar lima tahun yang lalu yang diperoleh dari BMKG Wilayah IV

Makassar dengan koordinat 2.5 LS - 6.5 LS dan 118.5 BT – 120.5 BT

Page 18: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

I - 4

dan gempa yang paling berpengaruh disekitar Makassar dari tahun

1828 sampai 2010 dengan koordinat 1.00 LS - 6.5 LS dan 118.5 BT –

120.5 BT , serta data yang diambil dari USGS (United State

Geological Survey) di sekitar Makassar dengan koordinat 0.066o N -

8.037o S dan 117

o E - 123

o E untuk periode 1924 – 2013 terdapat 104

kejadian gempa pada kedalaman 0 – 500 km dengan magnituda 4.0 ≤

M < 8.0.

2. Perhitungan hanya untuk memperoleh nilai percepatan gempa

maksimum untuk tiitik yang ditinjau dengan menggunakan metode

Deterministic.

3. Data perhitungan gempa maksimum diperoleh dari perangkat lunak

EERA, dimana efek likuitaksi pada percepatan diabaikan.

4. Data bor atau sondir yang diambil di beberapa titik di Kota Makassar

yang kecuali tipikal statigrafi Makassar.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari tugas akhir ini adalah kita dapat memperoleh percepatan getaran

tanah maksimum tanah yang ada di Makassar akibat gempa yang terjadi di

sekitarnya. Kemudian dengan adanya proses evaluasi percepatan getaran

maksimum ini, dapat memberikan gambaran serta pembelajaran bagaimana cara

memperoleh percepatan getaran maksimum di daerah lain.

Page 19: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

I - 5

1.6 Sistematika Penulisan

Gambaran umum mengenai isi penelitian ini, dapat dituliskan secara singkat

sebagai berikut:

1. BAB I Pendahuluan

Dijelaskan latar belakang penelitian ini dilakukan, rumusan masalah

menjelaskan permasalahan yang perlu diamati dan dilaksanakan, tujuan

penelitian ini dilakukan, ruang lingkup sebagai batasan dalam penulisan,

manfaat penelitian menjelaskan poin keluaran penelitian serta sistematika

penulisan tentang pengenalan isi per bab dalam penulisan ini.

2. BAB II Tinjauan Pustaka

Memaparkan teori dasar, gambaran kerangka pikiran penulisan, serta

materi-materi sehubungan dengan judul penulisan yaitu percepatan gempa

di permukaan tanah menggunakan software EERA

3. BAB III Metodologi Penelitian

Menerangkan teknis penelitian yang dilakukan.

4. BAB IV Hasil dan Pembahasan

Menyajikan data hasil penelitian dan analisis data itu sendiri untuk

mencapai hasil penelitian.

5. BAB V Penutup

Berisikan simpulan hasil analisis data penelitian dan saran sebagai hasil

pandangan penelitian yang telah dilakukan sehubungpan dengan tujuan

penelitian.

Page 20: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gempa Bumi

Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan

bumi.Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi).

Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya

kejadian gempa bumi tersebut.Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan

gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah

terlalu besar untuk dapat ditahan. Pada saat itulah gempa bumi akan terjadi.

Gempa bumi terjadi pada retakan dalam kerak bumi yang disebut patahan.

Patahan terbentuk karena batuan rapuh dan pecah yang disebabkan oleh tekanan

besar (meregang, menekan, atau memilin) yang mendesaknya.Tekanan yang

timbul di daerah kerak ini disebabkan oleh pergerakan perlahan-lahan lempeng

bumi.Gempa bumi terjadi ketika tekanan telah semakin meningkat di daerah

batuan sampai pada tingkat tertentu sehingga terjadi pergerakan

mendadak.Pergerakan mendadak ini dapat menciptakan patahan baru ketika

batuan pecah pada titik terlemah, atau pergerakan menyebabkan batuan tergelincir

di sepanjang patahan yang ada.Ketika ini terjadi, pelepasan energi yang dihasilkan

oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak.Semakin lama

tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan

tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan.

Kejadian gempa bumi berlangsung singkat, dengan kekuatan gempa

tertentu, dan tidak diduga duga datangnya. Dengan sifat gempa bumi demikian ,

Page 21: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 7

maka setiap daerah yang ditinjau akan diperoleh data yang berbeda-beda, baik

ditinjau dari segi waktu dan tempatnya.

2.2 Sejarah Gempa Indonesia

Indonesia termasuk dalam wilayah yang sangat rawan bencana gempa bumi seperti

halnya Jepang dan California karena posisi geografisnya menempati zona tektonik

yang sangat aktif.Indonesia merupakan daerah pertemuan 3 lempeng tektonik

besar, yaitu lempeng Indo-Australia, Eurasia dan lempeng Pasific.Di sekitar lokasi

pertemuan lempeng ini akumulasi energi tabrakan terkumpul sampai suatu titik

dimana lapisan bumi tidak lagi sanggup menahan tumpukan energi sehingga lepas

berupa gempa bumi.Pelepasan energi sesaat ini menimbulkan berbagai dampak

terhadap bangunan karena percepatan gelombang seismik, tsunami, longsor, dan

liquefaction.Keberadaan interaksi antar lempeng-lempeng ini menempatkan wilayah

Indonesia sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap gempa bumi.Besarnya dampak

gempa bumi terhadap bangunan bergantung pada beberapa hal; diantaranya adalah

skala gempa, jarak epicenter, mekanisme sumber, jenis lapisan tanah di lokasi

bangunan dan kualitas bangunan.

Gambar2.1 Peta Tektonik dan Gunung Berapi di Indonesia.

Page 22: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 8

Garis biru melambangkan batas antar lempeng tektonic, dan segitiga

merah melambangkan titik gunung berapi di indonesia (Sumber : MSN Encarta

Encyclopedia)

Melihat gambar 2.1 , indonesia berada pada pusat tumbukan Lempeng

Tektonik Hindia Australia di bagian selatan, Lempeng Eurasia di bagian Utara

dan Lempeng Pasifik di bagian Timur laut. Lempeng Indo-Australia bertabrakan

dengan lempeng Eurasia di lepas pantai Sumatra, Jawa dan Nusatenggara,

sedangkan dengan Pasific di utara Irian dan Maluku utara. Hal ini menyebabkan

indonesia sangat rentan mengalami gempa bumi serta menempatkan Indonesia

sebagai wilayah yang memiliki tatanan tektonik yang kompleks.

Gambar 2.2Data episenter gempa utama di Indonesia dan sekitarnya (Irsyam M.

Dkk,2010)

Tingginya aktivitas kegempaan ini terlihat dari hasil rekaman dan catatan

sejarah dalam rentang waktu 1900 - 2009 terdapat lebih dari 50.000 kejadian

gempa dengan magnituda M ≥ 5.0 dan setelah dihilangkan gempa ikutannya

terdapat lebih dari 14.000 gempa utama (main shocks). Kejadian gempa utama

Page 23: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 9

dalam rentang waktu tersebut dapat dilihat dalam Gambar 2.2 yang dikumpulkan

dari berbagai sumber seperti, dari katalog gempa Badan Meteorologi Klimatologi

dan Geofisika (BMKG), Nasional Earthquake Information Center U.S.

Geological Survey (NEIC-USGS), beberapa katalog perorangan Abe, Abe dan

Noguchi, serta Gutenberg & Richter, dan katalog Centennial dimana merupakan

kompilasi katalog Abe, Abe & Noguchi, dan Newcomb & McCann.

2.2.1 Sejarah Kegempaan di Kota Makassar

Pulau Sulawesi merupakan salah satu pulau yang telah mengalami suatu

proses tektonik yang sangat kompleks dalam waktu geologi. Bentuk pulau ini

yang menyerupai huruf K setidaknya memberikan gambaran bahwa pulau ini

mempunyai karakteristik berbeda khususnya kondisi geologi.

Kondisi kegempaan suatu daerah sangat berhubungan dengan kondisi

tektonik daerah tersebut, dengan kata lain semakin rumit dan kompleks proses

tektonik yang terjadi pada suatu daerah, maka semakin tinggi kondisi

kegempaannya/seismisitasnya. Hal tersebut secara empirik telah banyak

dibuktikan oleh banyak ahli didunia yang menggunakan pendekatan teori tektonik

lempeng. Dengan teori ini dijelaskan bahwa arus konveksi yang berada di

astenosfer (lapisan bagian bawah bumi) bergerak dan ikut menggerakkan lapisan

litosfer (lapisan bumi yang berbentuk lempeng) yang menyusun permukaan bumi.

Pergerakan tersebut ada yang bersifat saling menjauh (divergen), saling mendekat

(konvergen) dan saling bersinggungan satu sama lain (transform). Masing-masing

tipe pergerakan kemudian membentuk suatu morfologi yang berbeda.Semua jenis

pergerakan diatas mempunyai kemungkinan untuk menghasilkan getaran yang

Page 24: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 10

apabila sampai dipermukaan bumi dan dirasakan manusia disebut dengan gempa.

Gempa yang terjadi akibat proses ini disebut dengan gempa tektonik.

Kondisi pulau Sulawesi yang dibentuk oleh interaksi setidaknya tiga

lempeng bumi ; yaitu lempeng Pasifik dengan pergerakan relatif ke barat,

lempeng Indo- Australia yang bergerak relatif ke utara dan lempeng Eurasia yang

relatif stabil, tentu sangat potensial untuk terjadi gempa akibat interaksi ketiga

lempeng diatas tadi. Sehingga gempa yang terjadi dibeberapa tempat yang ada di

Sulawesi Selatan bukan merupakan hal yang luar biasa, tetapi merupakan sebuah

keniscayaan.Gempa-gempa tersebut berpotensi member pengaruh getaran pada

wilayah Kota Makassar, getaran tersebut merambat dari batuan dasar hingga ke

permukaan tanah.

Data-data kejadian gempa terjadi di sekitar Makassar yang

diperoleh dari catalog USGS (United State Geological Survey) yakni 0.066⁰ N-

8.037⁰ S dan 117⁰ E- 123⁰ E untuk periode 1924-2013 terdapat 36 kejadian

gempa pada kedalaman 0 – 500 km dengan magnitude 4.0 ≤ M ≤ 8.0. Selain itu,

data gempa juga diperoleh dari gempa yang terjadi sepanjang tahun 2008 – 2013

di sekitar kota Makassar (2.5 LS – 6.5 LS dan 118.5 BT – 120.5 BT) dengan

kedalaman 0 – 700 km dan magnitude 3.0 ≤ M ≤ 6.0 dari BALAI BMKG WIL. IV

MAKASSAR.Titik-titik gempa tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.3 dan

Gambar 2.4.

Aktivitas gempa tersebut disebabkan oleh adanya jalur-jalur

patahan ada disekitar Makassar.Perhitungan maupun prediksi waktu, tempat, dan

magnituda gempa secara tepat hingga saaat ini belum bisa dilakukan dengan baik

sehingga peran geoteknik kehempaan menjadi sangat penting untuk memberikan

Page 25: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 11

prediksi prgerakan tanah dalam perencanaan infrastruktur tahan gempa (Kusuma,

2013).

Gambar 2.3 Gempa yang terjadi sepanjang tahun 1924 – 2013 di sekitar

kota Makassar (0.066⁰ N-8.037⁰ S dan 117⁰ E- 123⁰ E) dengan kedalaman 0 –

500 km 4.0 ≤ M ≤ 8.0 (USGS)

Page 26: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 12

Gambar 2.4 Gempa yang terjadi sepanjang tahun 2008 – 2013 di sekitar

kota Makassar (2.5 LS – 6.5 LS dan 118.5 BT – 120.5 BT) dengan kedalaman 0-

700 km dan magnituda 3.0 ≤ M ≤ 6.0 (BALAI BMKG WIL. IV MAKASSAR)

2.3 Analisis Seismic Hazard

Analisis Seismic Hazard mencakup perkiraan kuantitatif dari guncangan

dasar tanah pada sebuah dasar tanah tertentu.Seismic hazard dapat dianalisa secara

deterministik dengan mengasumsi sebuah scenario gempa, atau secara

probabilistic, dimana ketidakpastian pada besarnya ukuran gempa, lokasi, dan

waktu kejadian gempa kemudian diperhitungkan secara pasti (Anbazhagan, 2011).

Bagian terpenting dari analisis seismic hazard adalah menentukan Peak

Ground Acceleration (PGA) dan Peak Surface Acceleration (PSA) pada wilayah

yang ditinjau. Hal ini dikarenakan PGA dan PSA dapat diterapkan dalam

pengembangan response spectrum untuk tipe material pondasi yang berbeda

misalnya bebatuan, tanah keras, atau tanah lunak.Analisa dari jalur patahan

membantu untuk memahami aktivitas regional seismotektonik pada suatu

wilayah.Peak Ground Acceleration (PGA) sendiri adalah percepatan puncak di

batuan dasar, sedangkan Peak Surface Accelaration (PSA) adalah percepatan di

permukaan tanah.

Page 27: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 13

Gambar 2.5 Indonesian Seismic Hazard Map (SNI 1726-03-2012)

Lokasi Kota Makasar

2.4 Teori Deterministic Seismic Hazard Analysis (DSHA)

Sebuah DSHA dasar adalah proses sederhana yang berguna terutama di

mana fitur tektonik yang cukup aktif dan didefinisikan dengan baik. Fokusnya

adalah pada umumnya dalam menentukan maksimum gempa kredibel (MCE)

gerak di situs. Langkah-langkah dalam proses adalah sebagai berikut:

1. Identifikasi zona sumber gempa di dekatnya - ini dapat kesalahan tertentu

atau sumber didistribusikan

2. Identifikasi jarak ke situs untuk setiap sumber (sumber didistribusikan di

dekatnya masalah)

3 Tentukan besarnya dan karakteristik lain (mis. Panjang kesalahan, waktu

perulangan) untuk setiap sumber

4 Menetapkan parameter respon yang menarik untuk setiap sumber sebagai

fungsi dari besarnya, jarak, kondisi tanah, dll, baik menggunakan amplop

atau rata-rata dari beberapa tanah hubungan gerak redaman

Page 28: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 14

5 Nilai Tabulasi dari masing-masing sumber dan menggunakan nilai

terbesardimana DSHA didasarkan pada fitur tektonik, itu cenderung

konservatif sejak gempa maksimum kesalahan adalah "mampu" dari

pembangkit diasumsikan terjadi di lokasi pada kesalahan yang paling

dekat ke situs. DSHA sering digunakan di California karena pengetahuan

kesalahan dan kegempaan yang tinggi di kawasan ini.

Ketika sumber didistribusikan dianggap dalam analisis, jarak harus

ditentukan.Ini menyajikan lebih dari masalah bagi sumber didistribusikan terdekat

daripada mereka yang jauh.Seringkali, teknik penilaian yang digunakan atau

perhitungan kembali digunakan untuk memberikan jawaban yang diinginkan.

Metode DSHA sederhana, tetapi tidak mengobati ketidakpastian

baik.statistik dasar dapat dimasukkan ke dalam prosedur dengan mengambil satu

standar deviasi di atas rata-rata pada setiap langkah (magnitude, PGA, dll), yang

memberikan, perkiraan yang sangat konservatif sangat besar. Namun, DSHA

tidak memperhitungkan probabilitas sebuah occuring gempa pada suatu

kesalahan.

2.4.1 Mengidentifikasi sifat dan lokasi sumber-sumber gempa

Pada tahap pengidentifikasian dan karakteristik gempa ini mencakup

ketentuan-ketentuan sumber gempa dan potensinya.Sehingga, jalur (patahan) atau

area yang menjadi sumber gempa, diperlukan untuk permodelan. Pada tahap ini

diketahui Mmax, slip rate, dan jenis patahan-patahan yang meengaruhi titik tinjau.

Page 29: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 15

Patahan atau retakan merupakan hasil dari gerakan horizontal dan tekanan

vertical yang menyebabkan lapisan kulit bumi yang rapuh menjadi retak dan

patahan.Pada suatu patahan, bagian yang terangkat lebih tinggi dibandingkan

dengan daerah sekitarnya disebut horst.Daerah yang tenggelam dibandingkan

daerah sekitarnya disebut raben atau slenk.

Berdasarkan arah gerak blok batuan disepanjang bidang patahan, bentuk

patahan dibedakan menjadi 4 macam, yakni patahan normal (Normal Fault),

patahan berlawanan (Reverse Fault), patahan celah lurus (Strike-slip Fault), dan

patahan celah miring (Oblique slip Fault). Arahan gerak batuan saat terjadi

patahan dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.6 Arah gerak batuan pada berbagai macam patahan

(Sumber : yudi81.files.wordpress.com)

Page 30: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 16

1. Patahan Normal (Normal Fault)

Patahan normal adalah patahan yang arah gerak blok batuannya mengikuti

arah gerak batuan yang menuju ke bawah sepanjang bidang patahan.

2. Patahan Berlawanan (Reverse Fault)

Patahan berlawanan adalah patahan yang arah gerak blok batuannya

berlawanan dengan arah gerak patahan normal, yaitu mengarah ke atas.

Patahan berlawanan yang kemiringan bidang patahannya lebih kecil dari

150 derajat disebut juga Thrust Fault.

3. Patahan atau celah lurus (Strike-slip Fault)

Patahan celah lurus adalah patahan yang terjadi pada batuan yang arah

patahannya secara horizontal.Bagian yang bergerak menjauhi bidang

kanan disebut Left-Fault.Sebaliknya, bagian yang bergerak menjauhi

bidang kiri disebut Right-Fault. Patahan ini terjadi karena gaya yang

mengenai sebuah batuan berasal dari samping atau gaya melintang.

4. Patahan Celah Miring (Oblique Slip Fault)

Patahan celah miring merupakan gabungan dari normal fault dan strike-

slip fault, sehingga pergerakan batuan naik turun, dan bergerak secara

horizontal ke kiri atau ke kanan. Patahan ini disebabkan oleh gaya tekan

dari atas atau dari bawah, dan gaya samping yang diberikan / dikenakan

pada batuan.

Magnitudo gempa adalah sebuah besaran yang menyatakan besarnya

energy seismic yang di pancarkan oleh sumber gempa. Magnitudo gempa dapat

dibagi menjadi beberapa macam yakni sebagai berikut :

Page 31: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 17

1. Magnitud local (ML/MO)

Magnitud lokal (ML) pertama kali diperkenalkan pada tahun 1930-an

dengan menggunakan data kejadian gempa bumi di daerah California yang

direkam oleh Seismograf Wood-Anderson. Menurutnya dengan mengetahui jarak

epicenter ke sismograf dan mengukur amplitude maksimum dari sinyal yang

tercatat di seismograf maka dapat dilakukan pendekatan untuk mengetahui

besarnya gempa bumi yang terjadi.

Gambar 2.7 Diagram demonstrasi nomogram metode Richter untuk

menentukan nilai seimogram di California Selatan

Untuk memudahkan orang dalam menentukan skala Richter ini, tanpa

melakukan perhitungan matematis yang rumit, di buatlah tabel sederhana seperti

Gambar 2.6 di atas. Parameter yang harus diketahui adalah amplitudo maksimum

yang terekam oleh seismometer (dalam millimeter) dan beda waktu tempuh antara

gelombang-P dan gelombang-S (dalam detik) atau jarak antara seismometer

dengan pusat gempa (dalam kilometer). Dalam gambar di atas, dicontohkan

sebuah seismogram mempunyai amplitudo maksimum sebesar 23 milimeter dan

selisih antara gelombang P dan gelombang S adalah 24 detik maka dengn menarik

Page 32: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 18

garis dari titik 24 dt di seblah kiri ke titik 23 mm di sebelah kanan maka garis

tersebut akan memotong skala 5.0. jadi skala gempa tersebut sebesar 5.0 skala

Richter.

Skala yang digunakan pada Gambar 2.6 adalah sebuah nomogram untuk

mempercepat dalam perhitungan matematika. Berikut persamaan Magnitud Lokal

yang diberikan Richter untuk daerah California Selatan (Denton, 2007) :

ML=log A+2.56 D- 1.67 (2.1)

Dimana :

A = Amplitudo yang direkam oleh alat seismogram Wood-Anderson (μm)

D = Jarak episenter ke seismogram (km)

2. Magnitud Permukaan (Ms)

Magnitud permukaan (Surface-wave Magnitude) didapatkan sebagai hasil

pengukuran terhadap gelombang permukaan (Surface waves).Untuk jarak D > 600

km seismogram periode panjang (long-period seismogram) dari gempa bumi

dangkal didominasi oleh gelombang permukaan.Gelombang ini biasanya

mempunyai periode sekitar 20 detik.Amplitude gelombang permukaan sangat

tergantung pada jarak dan kedalaman sumber gempa. Gempa bumi dalam tidak

menghasilkan gelombang permukaan, karena itu persamaan Ms tidak memerlukan

koreksi kedalaman. Magnitude permukaan mempunyai bentuk rumussebagai

berikut (Kramer, 1996) :

Ms = log A + 1.66 log Δ + 2.0 (2.2)

Dengan :

A = Amplitudo maksimum gelombang Rayleigh (dalam μm, seismogram

periode panjang, komponen vertical) yang direkam pada pergeseran

tanah pada periode 20 detik

Page 33: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 19

Δ = Jarak seismograf ke episenter (⁰)

3. Magnitud bodi (mb)

Terbatasnya penggunaan magnitude lokal untuk jarak tertentu membuat

dikembangkannya tipe magnitude yang bisa digunakan secara luas.Salah satunya

adalah mb atau magnitude bodi (Body-Wave Magnitude).Magnitude ini

didefinisikan berdasarkan catatan amplitude dari gelombang P yang menjalar

melalui bagian dalam bumi.

Berikut persamaan yang diberikan oleh Wyss dan Haberman (1982) untuk

mengetahui hubungan antara nilai manitud body mb dengan magnitude surface

Ms(Youngs, 1997) :

mb = 0,555Ms + 2,39 (2.3)

4. Magnitud Momen (Mw)

Kekuatan gempabumi sangat berkaitan dengan energi yang dilepaskan

oleh sumbernya.Pelepasan energi ini berbentuk gelombang yang menjalar ke

permukaan dan bagian dalam bumi.Dalam penjalarannya energi ini mengalami

pelemahan karena absorbsi dari batuan yang dilaluinya, sehingga energi yang

sampai ke stasiun pencatat kurang dapat menggambarkan energi gempabumi di

hiposenter.Berdasarkan Teori Elastik Rebound diperkenalkan istilah momen

seismik (seismic moment), momen seismik dapat diestimasi dari dimensi

pergeseran bidang sesar atau dari analisis karakteristik gelombang gempabumi

yang direkam di stasiun pencatat khususnya dengan seismograf periode bebas

(broadband seismograph).

Page 34: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 20

Momen magnitude berasal dari momen seismik, M0, yang merupakan nilai

dari ukuran sebuah gempa secara langsung yang berasal dari energi yang

dilepaskan, persamaan M0 dinyatakan sebagai berikut (Dowrick, 2003) :

Mo = µ D A (2.4)

dimana :

Mo = momen seismik (dyne cm)

µ = modulus geser batuan (3 x 1011

dyne/cm2),

D = pergeseran rata-rata bidang sesar (cm)

A = area bidang sesar (cm2)

Magnitudo momen (moment-magnitude) yaitu suatu tipe magnitudo yang

berkaitan dengan momen seismik namun tidak bergantung dari besarnya

magnitudo permukaan (Kramer, 1996) :

Mw = ((log Mo) / 1.5) – 10.73 (2.6)

Dan berikut merupakan hubungan antara Mw dengan Ms yang dengan kedalaman

h < 50 km (Dowrick, 2003) :

Ms < 5,3 (2.7)

Mw = 5,3 ≤ Ms ≤ 6,8 (2.8)

Ms > 6,8 (2.9)

dengan:

Mw = magnitude momen,

Mo = momen seismik.

5. Metode Memperkirakan Magnitude

1. Panjang Robekan, L (Slemmons,1982)

Normal faults MS=0.809+1.341 log L

Reverse faults Ms=2.021+1.142 log L

Page 35: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 21

Strike-slip faults MS=1.404+1.169 log L(meter)

2. Luas Robekan, A (Wyss, 1979)

MS= 4.15+log A(km2)

3. Besaran Perpindahan, D (Slemmons, 1982)

Normal faults MS= 6.668+0.750 log D

Reverse faults MS= 6.793+1.306 log D

Strike-slip faults MS= 6.974+0.804 log D (m)

4. Seismic Moment, Mo (Hank & Kanamori, 1979)

MW= 2/3 log MO-10.7

Dimana, MO = (3x1011)x(area)x(average displement)

5. Slip rate, S (Woodward-Clyde consultants, 1979)

MS= 7.223+1.263 log S (mm/yr)

Gambar 2.8 Grafik hubungan persamaan Momen Magnitud (Mw) dengan

Magnitud Surface (Ms)

Page 36: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 22

Meskipun dapat menyatakan jumlah energi yang dilepaskan di sumber

gempabumi dengan lebih akurat, namun pengukuran magnitude momen lebih

komplek dibandingkan pengukuran magnitude ML, MS dan mb.Karena itu

penggunaannya juga lebih sedikit dibandingkan penggunaan ketiga magnitude

lainnya.

2.4.2 Menentukan jarak sumber gempa ke titik tinjau

Dalam mendesain skenario kekuatan getaran dari sebuah gempa, jarak dari

sumber gempa ke lokasi tinjau sangat berpengaruh. Kekuatan getaran gempa akan

berkurang seiring dengan bertambahnya jarak sumber gempa ke titik tinjau.

Sehingga pada tahap menentukan jarak sumber gempa ke titik tinjau ini,

jarak yang dihitung adalah jarak terdekat antara sumber gempa dengan titik yang

sedang ditinjau. Jarak tersebut akan digunakan dalam persamaan atenuasi

selanjutnya

Gambar 2.9 Jarak sumber gempa ke titik tinjau

2.4.3 Menentukan “ Controlling Earthquake “

Tahap ini mencakup tentang evaluasi Peak Ground Acceleration (PGA)

yang ditentukan oleh perbedaan jarak sumber pada lokasi yang ditinjau. Adapun

Page 37: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 23

pemilihan magnitudo maksimum akan berdasar pada jarak yang paling dekat

dengan titik tinjau. Dengan mengetahui magnitudo maksimum dari suatu patahan

dan jarak terdekat sumber patahan ke titik tinjau, kita dapat mengestimasi

percepatan horizontal pada suatu lokasi dengan menggunakan persamaan atenuasi.

Getaran suatu gempa akan terus berkurang seiring dengan bertambahnya

jarak menjauhi episentrum gempa tersebut. Para ahli saat ini telah

mengembangkan persamaan regresi tentang hubungan jarak dengan getaran yang

ditimbulkan oleh gempa.

Ada banyak persamaan atenuasi yang dikembangkan saat ini, sepertiJoyner

dan Boore (1988), Fukushima dan Tanaka (1990), dan Sadigh (1997), sehingga

pemilihan persamaan yang digunakan berdasarkan karakteristerisasi dan lokasi

gempa.

Joyner & Boore (1988).

Fungsi atenuasi yang diperoleh oleh Joyner & Boore adalah fungsi atenuasi

untuk percepatan horizontal maksimum, kecepatan horizontal maksimum.Fungsi

ini menggunakan data dari North America dan pertama kali dipublikasikan pada

tahun 1981. Khusus untuk percepatan horizontal maksimum, persamaan yang

diusulkan oleh Joyner & Boore adalah :

(2.10)

dimana :

a = percepatan getaran (g)

Mw = magnitudo gempa

r = jarak terdekat patahan ke titik tinjau (km)

Page 38: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 24

Fukushima dan Tanaka (1990)

Fungsi ini dikembangkan untuk percepatan maksimum horizontal yang

berlaku untuk sumber gempa di sekitar Jepang. Rumusan fungsi atenuasi yang

dihasilkan adalah :

(2.11)

dimana :

a = percepatan getaran (gal)

Mw = magnitudo gempa

R = jarak terdekat patahan ke titik tinjau (km)

2.4.4 Menentukan parameter-parameter ground motion

Pada tahap penentuan parameter ground motion ini mencakup gambaran

dari PGA yang diharapkan pada tempat tertentu. Parameter yang dihasilkan

berupa percepatan getaran tanah maksimum pada batuan dasar.Setelah

memperoleh percepatan getaran maksimum pada batuan dasar, kemudian

dilakukan penelitian tentang pengaruh jenis tanah yang dilalui oleh getaran

tersebut sampai pada permukaan tanah (PSA). Percepatan getaran yang

dipermukaan sangat penting untuk diperhitungkan karena akan menjadi bahan

pertimbangan untuk membuat konstruksi bangunan yang ada diatasnya.

Getaran yang dihasilkan pada batuan dasar (PGA) merambat pada tanah

menuju permukaan tanah.Getaran tersebut kemudian mengalami pembesaran

(amplifikasi) berdasarkan pada jenis tanah yang dilaluinya.

Page 39: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 25

Untuk mengetahui jenis tanah pada suatu daerah, umumnya dilakukan

pengujian berupa uji sondir (CPT) atau uji boring (SPT) pada tanah yang ingin

diketahui jenisnya.

Tabel 2.1 Intensitas, Magnitude, Kecepatan dan Energi Gempa

Insensitas Mercalli

Mangnitude (Skala

Richter)

Kecepatan tertinggi rata-rata (cm/dt)

Perbandingan dengan bahan

peledak

Deskripsi

Percepatan puncak

rata-rata (g adalah gravity = 9,8 m/s2)

Jumlah Gempa

pertahun di dunia

I 0 – 1,9 0,45 TNT Tidak terasa

kecuali

menggunakan

alat bantu

pendeteksi

gempa

Sangat

besar

II 2 – 2,9 50 kg TNT Dirasakan oleh

hanya sedikit

orang yang

beristirahaat,

khususnya pada

lantai atas

gedung, benda-

benda yang

bergantung akan

terayun.

300,00

III 3 – 3,9 Mulai dirasakan

sebagaian orang,

khususnya pada

lantai atas

gedung, tapi

banyak orang

yang tidak

menyadari akan

adanya gempa

49,00

Page 40: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 26

tersebut.

Getarannya

seperti truk yang

sedang lewat.

IV 4 – 4,4 1 – 2 2.107 kg TNT

(bom atom

kecil)

Pada siang hari

dirasakan

banyak orang

dalam ruangan

dan sedikit orang

diluar ruangan.

Pada malam hari

beberapa orang

akan terjaga dari

tidurnya. Pintu

dan jendela

mulai berbunyi;

dinding mulai

menimbulkan

suara. Ada

getaran seperti

truk besar lewat

dibawah gedung.

Mobil yang

sedang parkir

dapat berpindah.

0,015g –

0,03g

4,00

V 4,5 – 4,9 2 – 5 Dirasakan oleh

hampir semua

orang, bnyak

orang terbangun

dari tidurnya.

Kaca jendela

mulai pecah,

terjadi keretakan

dibeberapa

plesteran semen,

0,03g –

0,05g

1,20

Page 41: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 27

benda tidak

stabil akan

terguling.

Kerusakan pada

pohon, tiang-

tiang listrik, dan

objek tinggi

lainnya. Bandul

jam mungkin

berhenti.

VI 5 – 5,9 5 – 8 Dirasakan oleh

semua orang,

banyak yang

ketakutan dan

lari keluar

ruangan.

Beberapa

furniture berat

akan bergerak.

Plesteran akan

mulai runtuh,

cerobong mulai

retak.

0,05g –

0,07g

800

VII 6 – 6,3 8 – 20 1.109 kg TNT

(1 bom

hydrogen)

Semua orang lari

keluar ruangan.

Dirasakan orang

yang

mengendarai

mobil, bangunan

yang

konstruksinya

kurang baik akan

runtuh, cerobong

akan runtuh.

0,07g –

0,15g

65

Page 42: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 28

VIII 6,4 – 6,6 20 – 30 Kerusakan mulai

terjadi pada

bangunan

dengan desain

baik. Beberapa

bangunan akan

runtuh sebagian.

Panel dinding

akan keluar dari

rangka

strukturnya.

Cerobong

tumbang,

tumpukan

material pabrik

akan runtuh,

dinding, kolom,

dinding,

monumen

runtuh.

Furniture berat

akan tumbang.

Pasir dan lumpur

terlempar

sebagian. Terjadi

perubahan dalam

air sumur.

Pengendara

mobil akan

tergangu.

0,15g –

0,30g

35

IX 6,7 – 6,9 30 – 60 Kerusakan akan

terjadi pada

bangunan

dengan desain

baik, struktur

0,30g –

0,60g

20

Page 43: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 29

rangka akan

miring, sebagian

bangunan

runtuh,

perubahan

terjadi pula pada

pondasi.

Keretakan tanah

terjadi, pipa

bawah tanah

rusak

X 7 – 7,5 Lebih dari

60

1011kg TNT

(100 bom

hydrogen)

Bangunan

konstruksi kayu

mulai rusak,

sebagaian besar

pasangan batu

rusak, dan

struktur rangka

dan pondasinya

rusak. Tanah

akan terjadi

retakan besar, rel

kereta bengkok,

kelongsoran akar

terjadi di tepi

sungai dan

tebing-tebing

tanah. Pasir dan

lumpur sungai

akan bercampur.

Air berombak

berdeburan.

Lebih dari

0,60 g

14

XI 7,6 – 7,9 Sangat sedikit

bangunan yang

masih berdiri.

4

Page 44: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 30

Jembatan

hancur. Terjadi

retakan-retajkan

besar di tanah

dan jalan aspal,

pipa-pipa bawah

tanah total tidak

berfungsi. Terjadi

longsior di

sebagian besar

tebing. Rel kereta

melengkung

parah.

XII 8 - 8,6 6 x 1013kg

TNT (60.000

bom

hydrogen)

Kerusakan total.

Gelombang

terlihat pada

permukaan

tanah. Benda-

benda terlempar

ke udara.

0,2 (satu

dalam

lima

tahun)

2.4.5 Mikrotremor

Selain dengan metode DSHA dan PSHA, juga dikenal analisis HSVR

yang dikembankan oleh Nakamura. Metode HSVR Nakamura adalah teknik

empiris untuk memperkirakan karakteristik resonansi lapisan sedimen dibawah

permukaan. Teori menggunakan data mikrotremor untuk melakukan mikrozonasi

gempa.

Mikrotremor merupakan getaran tanah selain gempa bumi, bisa berupa

getaran akibat aktivitas manusia maupun aktivitas alam. Jadi mikrotremor bisa

terjadi karena getaran akibat orang yang sedang berjalan, getaran mobil, getaran

Page 45: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 31

mesin-mesin pabrik, getaran angin, gelombang laut atau getaran alamiah dari

tanah.

Implementasi mikrotremor adalah dalam bidang prospecting, khususnya

dalam merancang bangunan tahan gempa, juga dapat dipakai untuk investigasi

struktur bangunan yang rusak akibat gempa. Dalam merancang bangunan tahan

gempa sebaiknya perlu diketahui periode natural dari tanah setempat untuk

menghindari adanya fenomena resonansi yang dapat memperbesar (amplifikasi)

getaran jika terjadi gempabumi. Mikrotremor juga dapat dipakai untuk

mengetahui jenis tanah atau top soil berdasarkan tingkat kekerasannya, dimana

semakin kecil periode dominan tanah maka tingkat kekerasannya semakin besar

atau tanah yang mempunyai periode dominan semakin besar semakin lunak atau

lembek sifatnya.

Para ahli bangunan Cina mengklasifikasikan jenis tanah menjadi 4 macam

berdasarkan periode dominan naturalnya, adalah: bad rock atau hard rock,

medium hard rock, medium soft soil dan soft soil (clay). Keempat macam jenis

tanah itu berturut-turut mempunyai periode dominan natural: kurang dari 0,1

detik; 0,1 – 0,4 detik; 0,4 – 0,8 detik dan lebih dari 0,8 detik.

Untuk melakukan pengukuran periode dominan tanah natural sebaiknya

dilakukan pada saat getaran tremor yang lain seminimal mungkin, misalnya pada

waktu malam hari dimana aktivitas manusia tidak ada, sehingga diharapkan

getaran yang terekam benar-benar getaran asli dari tanah.

Page 46: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 32

2.5 Deskripsi Software EERA

The EERA (Setara Analisis Gempa -linear-) software ini dikembangkan

pada tahun 1998 menggunakan kode linear setara (Bardet et al. 2000). Kemudian

software ini beroperasi mirip dengan SHAKE / SHAKE91 (Schnabel dan al,

1972; Idriss dan Sun, 1991). EERA pertama kali dikembangkan menggunakan

FORTRAN90. EERA menghitung jawaban dari tanah dimensi untuk sistem yang

tak terbatas dengan lapisan homogen horisontal yang fokus pada gelombang

viskoelastik geser secara vertikal. Program ini menggunakan solusi berkelanjutan

dari persamaan gelombang disesuaikan dengan gerakan transient melalui Fast

Fourier Transform algoritma. Non-linearitas dari modulus geser dan redaman

dianalisis dengan menggunakan sifat-sifat tanah linear setara. Nilai-nilai yang

diperoleh kompatibel dengan stres yang sebenarnya di setiap lapisan. EERA

menghitung respon dari sistem lapisan horisontal tanah - batu kemudian

menghasilkan gelombang dan geser vertikal sementara.Ini mengasumsikan bahwa

perilaku siklis tanah dapat direproduksi dengan menggunakan model linier setara,

hipotesis ini telah diadopsi secara luas di seismik dan geoteknik rekayasa (Idriss

dan Bibit, 1968; Seed dan Idriss, 1970, Kramer, 1996). Geometri disederhanakan

dan perilaku material siklik diasumsikan bila menggunakan EERA. Aplikasi ini

membutuhkan data berupa data gempa, data profile tanah, dan data material dari

lokasi penelitian dimana di jabarkan di bawah ini.

1. Data Gempa

Lembar Kerja Gempa digunakan untuk menentukan gerak masukan

gempa. Enam entri yang diinput ke dalam program adalah sebagai berikut:

Page 47: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 33

Sel A1 : Nama gempa

Sel B2 : Time Step DT adalah interval waktu antara titik data dari sejarah

waktu gerak masukan tanah.

Sel B3: Frekuensi maksimum yang diinginkan atau digunakan untuk skala

amplitudo puncak percepatan.

B4 Sel: Frekuensi maksimum cut-off f digunakan untuk menyaring

frekuensi tinggi dari akselerasi masukan.

Sel B5: Frekuensi cut-off fmax dapat digunakan untuk menghilangkan

frekuensi tinggi dari catatan akselerasi masukan. Semua perhitungan

dilakukan untuk mengetahui frekuensi antara 0 dan f. Pilihan ini berguna

untuk mengatasi kesalahan perhitungan overflow dalam persamaan. Nilai

34 yang biasanya digunakan karena frekuensi sangat tinggi (max).

Sel B6: Jumlah m dari titik data dalam perhitungan FFT a dipilih untuk

menentukan jumlah n titik data dalam sejarah waktu percepatan. Dalam

hal ini catatan input dengan nol untuk menghasilkan catatan panjang n.

Sel B7: Percepatan input dapat dibaca dari file data eksternal. EERA

mampu membaca berbagai format data gempa bumi dari file data

eksternal. Format data ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Page 48: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 34

Gambar 2.10 Lembar Kerja Gempa.

2. Data Tanah

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.10, Worksheet Profil digunakan

untuk mendefinisikan geometri dan sifat profil tanah.

Kolom C6-: Jumlah jenis bahan yang ditentukan untuk setiap lapisan.

Setiap jenis bahan i didefinisikan dalam lembar kerja terpisah yang disebut

Mat i.

Kolom D6-: Setiap lapisan dapat dibagi dalam beberapa sub-lapisan. Fitur

ini meningkatkan akurasi perhitungan.

Kolom E6-: Ketebalan setiap lapisan ditentukan.

Kolom F6-: Nilai-nilai regangan kecil dari modulus geser yang

dimasukkan dalamunit yang ditentukan di Sel F5. Jika kolom ini dibiarkan

kosong maka kecepatan gelombang geser harus masukan dalam kolom I6-.

Kolom G6-: Nilai awal dari redaman kritis hanya diperlukan ketika jumlah

bahanpada baris ini sama dengan nol, (yaitu, tidak ada kurva bahan

didefinisikan).

Kolom H6-: Berat total unit yang dimasukkan dalam unit fisik yang

ditentukan dalam sel H5

Page 49: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 35

Kolom I6-: The geser kecepatan gelombang masuk dalam unit fisik yang

ditentukan dalam sel I5. Jika ini kolom dibiarkan kosong maka modulus

geser maksimum harus masukan dalam kolom F6-.

Kolom J6-: Lokasi dan jenis gerak gempa didefinisikan dengan

menentukan hanya sekali dalam kolom ini baik Singkapan untuk gerak

batu tonjolan, atau untuk non out cropping gerakan.

Kolom K6-: Kedalaman muka air dapat ditentukan untuk menghitung

vertical tegangan efektif. masukan ini adalah opsional karena hanya

digunakan dalam perhitungan tegangan awal,dan tidak dalam perhitungan

lainnya.

Sel E3: Rata-rata gelombang geser kecepatan V dari profil tanah dihitung

Sel A1: profil tanah

Sel E2: periode mendasar T dari profil tanah dihitung sebagai T = 4 H / V

di mana H adalah total ketebalan profil tanah dan V adalah kecepatan

gelombang geser rata-rata profil tanah ascalculated Cell E2. Rata-rata

kecepatan gelombang geser V dan mendasar periode T juga dapat dihitung

sebagai berikut:

dimana hi adalah ketinggian lapisan i, v adalah kecepatan gelombang geser

di lapisan i, dan N adalah total jumlah lapisan.

Page 50: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 36

Gambar 2.11 Lembar Kerja Profil.

Gambar 2.12 Lembar Kerja Profil

Page 51: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 37

3. Tegangan-Regangan Kurva Redaman-Regangan Material

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.12, beberapa bahan tegangan-regangan

dan kurva redaman-regangan dapat didefinisikan. Anda dapat menghasilkan

lembar kerja tambahan untuk sifat material dengan menggunakan Gandakan

worksheet dari menu EERA utama. Input data secara grafis diperiksa seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.12.

Sel A1: Jenis material opsional bernama.

Kolom A3: nilai-nilai regangan geser sesuai dengan rasio G / Gmax Data

di kolom B3- adalah dimasukkan sebagai peningkatan angka.

Kolom B3-: Masukkan nilai-nilai rasio G / Gmax sesuai dengan

ketegangan data dalam kolom A3.

Kolom C3-: nilai-nilai regangan geser sesuai dengan kritis redaman Data

rasio dalam kolom D3- dimasukkan sebagai peningkatan jumlah.

Kolom D3-: Masukkan nilai-nilai rasio redaman kritis sesuai dengan

ketegangan data dalam kolom C3-.

Gambar 2.13 Lembar Kerja Mat

Page 52: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 38

1. Perhitungan Data EERA

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 17, lembar kerja iterasi memiliki

tiga entri (ditunjukkan dalam karakter biru):

Sel E1: jumlah iterasi ditentukan. Delapan iterasi biasanya cukup untuk

mencapai konvergensi memuaskan

Kolom E2: Rasio regangan seragam setara dimasukkan. Rasio setara

seragam rekening regangan untuk efek durasi gempa. Biasanya rasio ini

berkisar antara 0,4 sampai 0,75 tergantung pada gerakan masukan dan

yang besarnya gempa itu dimaksudkan untuk mewakili. Persamaan berikut

dapat digunakan untuk memperkirakan rasio ini (Idriss dan Sun, 1992):

Rasio = (M - I) / 10

di mana M adalah besarnya gempa. Misalnya, untuk M = 5, rasio akan 0,4.

Kolom E3: Jenis model setara linear dipilih. Ada dua pilihan: (1) Model

dari SHAKE asli, dan (2) model SHAKE91.

Page 53: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 39

Gambar 2.14 Lembar Kerja Iterasi.

4. Output (Percepatan) EERA

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.14, lembar kerja Percepatan

mendefinisikan sejarah waktu percepatan / relative kecepatan dan perpindahan

relatif pada sublayer yang dipilih. Lembar kerja ini dapat diduplikasi oleh

menggunakan Gandakan Lembar Kerja di menu EERA.

Sel D1: Jumlah sublayer yang dipilih ditentukan.

Sel D2: Jenis sublayer yang dipilih ditentukan.

Page 54: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 40

Gambar 2.15 Lembar Kerja Percepatan.

6. Output (Regangan) EERA

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.15, lembar kerja

Regangan mendefinisikan sejarah saat stres, ketegangan dan hilang energi,

dan tegangan-regangan loop. Lembar kerja ini dapat digandakan dengan

menggunakan Gandakan Lembar Kerja dalam menu EERA.

Sel D1: Jumlah sublayer yang dipilih ditentukan.

Page 55: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 41

Gambar 2.16 Lembar Kerja Strain.

Gambar 2.17 Lembar Kerja Ampli.

6. Output (Ampli) EERA

Lembar kerja Ampli mendefinisikan faktor amplifikasi antara dua sub-

lapisan. Lembar kerja ini dapat digandakan dengan menggunakan Gandakan

Lembar Kerja di menu EERA.

Page 56: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 42

Sel D1: Jumlah sublayer pertama

Sel D2: Jenis sublayer pertama

Sel D3: Jumlah sublayer kedua

7. Output (Fourier) EERA

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.17, lembar kerja Fourier

mendefinisikan spektrum Fourier untuk sublayer yang dipilih.

Lembar kerja ini dapat digandakan dengan menggunakan Gandakan Lembar Kerja

di menu EERA.

Sel D1: Jumlah sublayer

Sel D2: Jenis sublayer pertama

Sel D3: Jumlah rata-rata spektrum Fourier.

Gambar 2.18 Lembar Kerja Fourier.

Page 57: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

II - 43

9. Output (Spectra) EERA

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.18, lembar kerja Spectra

mendefinisikan respons spektra untuk sublayer yang dipilih. Lembar kerja ini

dapat digandakan dengan menggunakan Gandakan Lembar Kerja di menu EERA.

Sel D1: Jumlah sublayer

Sel D2: Jenis sublayer pertama

Sel D3: Nilai yang dipilih dari rasio redaman kritis untuk spektra respon.

Gambar 2.19 Lembar Kerja Spectra

Page 58: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-44

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian ini adalah penelitian deskriptif evaluatif. Penelitian

deskriptif, merupakan gambaran atau lukisan secara sistematis, factual, dan

akurat mengenai fenomena atau hubungan antar fenomena yang diselidiki.

Pendekatan yang digunakan dalam penelitian adalah pendekatan

evaluatif, dimana peneliti bermaksud mengumpulkan data tentang implementasi

kebijakan. Penelitian evaluatif pada dasarnya terpusat pada rekomendasi akhir

yang menegaskan bahwa suatu obyek evaluasi dapat dipertahankan,

ditingkatkan, diperbaiki atau bahkan diberhentikan sejalan dengan data yang

diperoleh

3.2 Kerangka Kerja Penelitian

Diagram alir percepatan gempa adalah sebagai berikut.

Studi literature buku serta peraturan-

peraturan yang berkaitan

Pengumpulan data :

Data gempa dari USGS dan BMKG

Data bor tanah beberapa titik di Kota

Makassar

Peta Geologi Kota Makassar

Mulai

A A

Page 59: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-45

Gambar 3.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian

3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian

Lokasi Penelitian adalah Kota Makassar yang terletak pada 5o 3’ 30,81”

– 5o14’ 6,49” LS dan 119

o 18’ 27,79” – 119

o32’31,03” BT. Adapun waktu

penelitian berlangsung bersamaan dengan pembuatan laporan ini yaitu selama

kurang lebih enam bulan dimulai Oktober hingga Maret 2017. . Adapun batas-

batas wilayah Kota Makassar adalah sebagai berikut :

Sebelah Utara : Kabupaten Maros

Sebelah Timur : Kabupaten Maros

Sebelah Selatan : Kabupaten Gowa dan Kabupaten Takalar

Sebelah Barat : Selat Makassar

Berdasarkan peta geologi, Kota Makassar secara umum disusun atas tiga

satuan batuan :

Kontrol

Penentuan nilai kecepatan rambat gelombang

geser dan percepatan gempa maksimum

Selesai

Penginputan data kedalam program aplikasi EERA

Y

N

Page 60: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-46

1. Satuan Alluvial, penyebaran satuan batuan alluvial mendominasi

hampir seluruh wilayah Kota Makassar dengan luas 11.693,3 ha.

Penyebarannya meliputi daerah sekitar dataran sampai ke pantai.

2. Satuan Basal, penyebaran satuan basal terdapat didua wilayah

kecamatan yaitu Kecamatan Tamalanrea dengan luas 3,201 ha dan di

Kecamatan Biringkanaya dengan luas 25,027 ha.

3. Satuan Tufa dan Breksi, penyebaran satuan batuan tufa dan breksi

terdapat di Kecamatan Biringkanaya, Tamalanrea, Panakukang, dan

Kecamatan Manggala.

3.4 Peralatan yang digunakan

1. Laptop Dell Inspiron14 3000 Series

2. Printer Epson L120

3. Perangkat lunak (Software) terdiri dari:

a. ArcGIS 10.1

b. Google Earth 6.2

c. Microsoft Office Word 2007

d. Microsoft Office Excel 2007

e. Aplikasi EERA

3.5 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian ini menggunakan metode Deterministic Seismic

Hazard Analyse (DSHA) menurut Reiter (1990) yaitu :

Page 61: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-47

1. Mengidentifikasi sumber-sumber gempa

Sumber sumber gempa ditentukan dari daerah sekitar titik tinjau yang dapat

memengaruhi titik tinjau.

2. Menentukan jarak sumber gempa ke titik tinjau

Jarak yang diukur adalah jarak terdekat dari sumber gempa ke titik tinjau

3. Melakukan “Controlling Earthquake” dengan persamaan atenuasi

Persamaan atenuasi digunakan untuk mengetahui pengaruh getaran di batuan

dasar dari sumber gempa ke titik tinjau.

4. Menentukan parameter-parameter ground motion

Parameter yang ditentukan berupa percepatan setelah teramplifikasi jenis

tanah yang dilalui ke permukaan tanah.

5. Menginput data-data yang diperoleh kedalam program aplikasi EERA. Data-

data yang diinput ke dalam program adalah sebagai berikut.

Data gempa

Data gempa diperoleh dari BMKG kota Makassar. Data tersebut

berupa titik gempa yang terjadi pada tahun 2016. Dengan kekuatan

gempa yaitu 4,6 SR dengan pusat gempa di darat, 8 km Barat Laut

Bone - Sulawesi Selatan atau 4.7 LS – 120 BT di kedalaman 10 Km

dan dirasakan di Bone, Makassar, dan Soppeng dengan intensitas II-

III MMI.

Page 62: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-48

Karakteristik tanah

Karakteristik tanah pada daerah Mall Panakukang dan Gedung UNM

disajikan pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2.

Tabel 3.1 Jenis Tanah pada Daerah Mall Panakukang Makassar

2.00 1 /152.45 2 /15

2 /15

4.00 1 /154.45 1 /15

1 /15

6.00 2 /156.45 2 /15

3 /15

8.00 1 /158.45 3 /15

3 /15

10.00 4 /1510.45 17 /15

29 /15

12.00 37 /1512.45 45 /15

14.00 60/1114.11

16.00 60 /0916.09

18.00 6 /1018.10

LEGEND :

SPT UDS

DS

GWL

END OF BORING

-29.84 29.5

-30.34 30.0

-28.84 28.5

-29.34 29.0

-27.34 27.0

-27.84 27.5

-28.34 28.0

-26.34 26.0

-26.84 26.5

-24.84 24.5

-25.34 25.0

-25.84 25.5

-23.34 23.0

-23.84 23.5

-24.34 24.0

21.5

-22.34 22.0

-22.84 22.5

20.0

-20.84 20.5

-21.34 21.0

-21.84

-18.84 18.5

-19.34 19.0

-19.84 19.5

-20.34

16.5

-17.34 17.0

60

-17.84 17.5

-18.34 18.0

60

-15.84 15.5

-16.34 16.0

-16.84

-14.84 14.5

-15.34 15.0

-13.34 13.0

60

-13.84 13.5

-14.34 14.0

45

-11.84 11.5

-12.34 12.0

-12.84 12.5

-10.34 10.0

Batu Lempung abu-abu

-10.84 10.5

-11.34 11.0

-8.84 8.5

-9.34 9.0

46

-9.84 9.5

-6.84 6.5

-7.34 7.0

6

-7.84 7.5

-8.34 8.0

-5.34 5.0

5

-5.84 5.5

-6.34 6.0

3.5

-4.34 4.0

-4.84 4.5

Pasir berlempung coklat keabu-

abuan

-2.84 2.5

-3.34 3.0

2

-3.84

-1.34 1.0

4

-1.84 1.5

-2.34 2.0

-0.34 0.0

Timbunan batu berupa gravel

campur lanau berpasir

-0.84 0.5

Description

Standard Penetration Test

Depth

(m)

Numb

er of

Blow

s

(blow

/ cm

)

N - V

alue

(N /

foot)

Elev

ation

(m)

GWL (

m)

Depth

(m)

Samp

le

Borin

g Log

Page 63: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-49

Tabel 3.2 Jenis Tanah pada daerah Gedung UNM Kota Makassar

2.00 3 /15

2.45 6 /15

6 /15

4.00 6 /15

4.45 8 /15

11 /15

6.00 3 /15

6.45 6 /15

8 /15

8.00 11 /15

8.45 19 /15

23 /15

10.00 13 /15

10.45 20 /15

25 /15

END OF BORING

-14.50 24.5

-15.00 25.0

-13.00 23.0

-13.50 23.5

-14.00 24.0

-11.50 21.5

-12.00 22.0

-12.50 22.5

-10.00 20.0

-10.50 20.5

-11.00 21.0

-8.50 18.5

-9.00 19.0

-9.50 19.5

-7.00 17.0

-7.50 17.5

-8.00 18.0

-5.50 15.5

-6.00 16.0

-6.50 16.5

-4.50 14.5

-5.00 15.0

12.5

Batu lempung abu-abu

-3.00 13.0

-3.50 13.5

-4.00 14.0

-1.00 11.0

-1.50 11.5

-2.00 12.0

-2.50

0.50 9.5

0.00 10.0

45

-0.50 10.5

42

1.50 8.5

1.00 9.0

6.5

3.00 7.0

2.50 7.5

Pasir padat /tuff coklat muda

2.00 8.0

5.00 5.0

4.50 5.5

4.00 6.0

14

3.50

6.50 3.5

6.00 4.0

19

5.50 4.5

Lempung berpasir plastisitas rendah

coklat tua lunak ; berat isi 2,28

gr/cm3; berat jenis 2,62; c 0,25; φ 27ᵒ; berdasarkan USCS merupakan CL

12

7.50 2.5

7.00 3.0

1.0

Lanau berpasir plastisitas rendah abu-

abu lunak; berat isi 2,19 gr/cm3;

berat jenis 2,63; c 0,5; φ 22ᵒ; Cc

0,2124, Cv 0,00006, Pc' 2,418;

berdasarkan USCS merupakan ML

8.50 1.5

8.00 2.0

10.00 0.0Lempung berkerikil plastisitas rendah coklat

kaku; berat isi 2,19 gr/cm3; berat jenis 2,63; c

0,20; φ 22ᵒ; berdasarka USCS erupaka CL9.50 0.5

9.00

Depth

(m)

Numb

er of

Blows

(blow

/ cm)

N - Va

lue

(N / fo

ot)

Eleva

tion (

m)

Depth

(m)

Undis

turbe

d Sam

ple

Boring

Log

Deskripsi

Standard Penetration

Test

Page 64: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-50

Rata- Rata dan Kecepatan Gelombang Geser Tanah (Vs)

Nilai rata rata kecepatan gelombang geser yang diinput kedalam

program yaitu 194,13 m/s.

6. Mengontrol hasil analisa dari aplikasi EERA

3.6 Pengumpulan Data

Adapun data-data yang digunakan selama penelitian ini terdiri dari:

1. Data-data kejadian gempa yang terjadi di sekitar Makassar yang dapat

dilihat pada Gambar 2.3, data tersebut diperoleh dari katalog USGS

(United State Geological Survey) yakni 0.066o N - 8.037

o S dan 117

o E –

123o E untuk perioda 1924 – 2013.

2. Data sejarah gempa di sekitar Makassar dari BMKG yang dapat dilihat

pada Gambar 2.4. Titik gempa yang terjadi sepanjang tahun 2008 – 2013

di sekitar kota Makassar (2.5 LS -6.5 LS dan 118.5 BT – 120.5 BT)

dengan kedalaman 0 - 700 km dan magnituda 3.0 ≤ M ≤ 6.0

3. Data bor atau sondir di beberapa titik di Kota Makassar yang diuji pada

tahun 2011 – 2014.

Page 65: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-51

Gambar 3.2 Titik pengambilan data CPT dan SPT

Page 66: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-52

4. Peta Geologi Kota Makassar

Gambar 3.3 Peta Geologi Kota Makassar

Page 67: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-53

Gambar 3.4 Peta Geologi Kota Bone

5. Sumber-sumber gempa yang mempengaruhi kejadian gempa di sekitar

Kota Makassar

Gambar 3.5 Patahan-patahan yang memengaruhi kejadian gempa di

sekitar Kota Makassar

Palu-Koro

Poso

Matano

Lawanopo

Walanae

Makassar

Flores

Page 68: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

III-54

3.7 Analisa Data dan Pemetaan

Untuk mendapatkan kekuatan geser tanah dan data kejadian gempa di sekitar

wialayah Makassar di butuhkan data-data yang meliputi data N-SPT , data

kejadian gempa dari BMKG , dan data percepatan gempa batuan dasar. Dimana

data tersebut kemudian di input kedalam program aplikasi EERA untuk

menghasilkan model dari respon spektrum pada bangunan khususnya kota

Makassar.

Page 69: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-55

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Analisis DSHA untuk Kota Makassar

4.1.1 Magnitudo gempa disekitar patahan yang mempengaruhi kota

Makassar

Mengacu pada peta tektonik dan sesar aktif di Indonesia (Peta

Hazard Gempa di Indonesia, 2010), seperti yang terlihat pada Gambar 3.3

ada2 patahan yang memengaruhi gempa di sekitar kota Makassar, yaitu :

a. Walanae (Fault)

b. Makassar (Thrust)

Patahan-patahan tersebut dapatmenimbulkan gempa yang memiliki

magnitudo yang berbeda-beda. Adapun magnitudo maksimum yang

ditimbulkan berdasarkan Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 di masing-

masing patahan dapat dilihat pada table 4.1.

4.1.2 Jarak patahan ke kota Makassar

Pada tahap ini, jarak yang digunakan adalah jarak yang terdekat

antara sumber gempa dengan titik yang sedang ditinjau.Magnitud

maksimum dan jarak patahan ke Kota Makassar ini akan digunakan dalam

persamaan prediktif empiris pada langkah selanjutnya. Adapun jarak-jarak

patahan tersebut ke kota Makassar dapat diketahui dengan menggunakan

Page 70: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-56

aplikasi Google Earth versi 6.2 seperti yang terlihat pada Gambar 4.1

sampai Gambar 4.7dan pada Tabel 4.1

a. Walanae (Fault) ke Makassar = 89.64 km

Gambar 4.1 Jarak Walanae Thrust ke kota Makassar

b. Makassar (Thrust) ke Makassar = 169.41 km

Gambar 4.2 Jarak Makassar Thrust ke kota Makassar

Page 71: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-57

Tabel 4.1 Magnitudo maksimum dan Jarak Sumber ke Titik Tinjau(Peta

Hazard Gempa Indonesia 2010)

No. Patahan Magnitude Slip Rate

(mm/year)

Jarak ke

Makassar (km)

1 Walanae Fault 7.53 2 89.64

2 Makassar Thrust 7.46 8 149.41

4.1.3 Melakukan “Controlling Earthquake”denganpersamaan

atenuasi

Pada tahap ini, dilakukan pemilihan persamaan atenuasi yang akan

digunakan dalam menentukan nilai PGA (Peak Ground Acceleration).

Untuk patahan yang memengaruhi kota Makassar diambil beberapa

persamaanatenuasi yakniJoyner dan Boore (1988), Fukushima dan Tanaka

(1990), dan Sadigh (1997) seperti yang dilihat pada Persamaan 2.10

sampai 2.12 secara berurutan.

Dengan menggunakan persamaan tersebut dan data-data sumber

gempa, diperoleh hasil percepatan getaran batuan dasar di Kota Makassar

seperti yang dilihat pada Tabel 4.2.

Nilai percepatan batuan dasar tersebut merupakan estimasi

percepatan getaran gempa yang akan terjadi berdasarkan pengaruh patahan

yang dapat menimbulkan gempa.

Page 72: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-58

Per

cen

tile

Det

erm

ini

stic

0,4

56

Ta

bel

4.2

Per

cep

atan

bat

uan

das

ar (

PG

A)

di

Kota

Mak

assa

r b

erdas

arkan

sej

arah

keg

empaa

n

Ma

x.

PG

A

(g)

0,2

53

Min

. P

GA

(g)

0.0

615

Pea

k G

rou

nd

Acc

eler

ati

on

(g

als

)

Fu

ku

shim

a a

nd

Ta

nak

a (

199

0)

9,7

6

6,1

5

Jo

yn

er a

nd

Bo

ore

(19

88

)

0,0

387

0,0

258

Jara

k k

e M

ak

ass

ar

(km

)

89.6

4

149.4

1

Mag

nit

ud

o

7.5

3

7.4

6

Pata

han

Wal

anae

Fau

lt

Mak

assa

r T

hru

st

No.

1

2

Page 73: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-59

Dari Tabel 4.2 Rekapitulasi percepatan batuan dasar (PGA) di kota

Makassar terdapat 2 patahan yaitu:

4.1.4 Walanae Fault

Patahan ini terdapat di sebelah timur Sulawesi selatan dimana jarak

patahan ini ke kota Makassar yaitu 89,64 km. Magnitudo momen yang

terjadi pada daerah patahan ini sebesar 7,53 dimana (moment-magnitude)

yaitu suatu tipe magnitudo yang berkaitan dengannilai dari ukuran sebuah

gempa secara langsung yang berasal dari energi yang dilepaskan(Dowrick,

2003). Setelah menganalisa data dari patahan ini kemudian akan di analisis

percepatan batuan dasar (PGA), Peak Ground Acceleration (PGA) sendiri

adalah percepatan puncak di batuan dasar. Dengan mengetahui magnitudo

maksimum dari suatu patahan dan jarak terdekat sumber patahan ke titik

tinjau, kita dapat mengestimasi percepatan horizontal pada suatu lokasi

dengan menggunakan persamaan atenuasi.Analisis persamaan atenuasi

yang digunakan untuk saat ini, seperti Joyner dan Boore (1988),

Fukushima dan Tanaka (1990), dan Sadigh (1997).

A. Persamaan atenuasi berdasarkan Joyner & Boore (1988).

Untuk percepatan horizontal maksimum, persamaan yang

diusulkan oleh Joyner & Boore adalah : 𝑎 = , + , 𝑀 − −log 𝑟 − , .𝑟 (4.1)

dimana :

a = percepatan getaran (g)

Mw = 7,53

Page 74: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-60

r = 89, 64 (km)

sehingga data yang diperoleh di subtitusi kedalam persamaan 2.10. 𝑎 = , + , , − −log , − , . , 𝑎 = , 𝑔

Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Joyner & Boore (1988)

sebesar 0,0387 g

B. Persamaan atenuasi berdasarkan Fukushima dan Tanaka

(1990)

Fungsi ini dikembangkan untuk percepatan maksimum

horizontal yang berlaku untuk sumber gempa di sekitar Jepang.

Rumusan fungsi atenuasi yang dihasilkan adalah : 𝑎 = , 𝑀 −log 𝑅+ , 0, 𝑀 − , 𝑥𝑅 + ,

(4.2)

dimana:

a = percepatan getaran (gal)

Mw = 7,53

R = 89,64 km

Sehingga data yang diperoleh di substitusikan kedalam

persamaan (2.11). 𝑎 = , . , −log , + , 0, , − , 𝑥 , + , 𝑎 = , 𝑔

Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Fukushima dan Tanaka

(1990)sebesar 9,76 g

Page 75: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-61

4.1.5 Makassar Thrust

Patahan ini terdapat di sebelah timur Sulawesi selatan dimana jarak

patahan ini ke kota Makassar yaitu 149,41 km. Magnitudo momen yang

terjadi pada daerah patahan ini sebesar 7,46 dimana (moment-magnitude)

yaitu suatu tipe magnitudo yang berkaitan dengannilai dari ukuran sebuah

gempa secara langsung yang berasal dari energi yang dilepaskan(Dowrick,

2003). Setelah menganalisa data dari patahan ini kemudian akan di analisis

percepatan batuan dasar (PGA), Peak Ground Acceleration (PGA) sendiri

adalah percepatan puncak di batuan dasar. Dengan mengetahui magnitudo

maksimum dari suatu patahan dan jarak terdekat sumber patahan ke titik

tinjau, kita dapat mengestimasi percepatan horizontal pada suatu lokasi

dengan menggunakan persamaan atenuasi.Analisis persamaan atenuasi

yang digunakan untuk saat ini, seperti Joyner dan Boore (1988),

Fukushima dan Tanaka (1990), dan Sadigh (1997).

A. Persamaan atenuasi berdasarkan Joyner & Boore (1988).

Untuk percepatan horizontal maksimum, persamaan yang

diusulkan oleh Joyner & Boore adalah : 𝑎 = , + , 𝑀 − −log 𝑟 − , .𝑟 (4.3)

dimana :

a = percepatan getaran (g)

Mw = 7,46

r = 149,41 (km)

Page 76: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-62

sehingga data yang diperoleh di subtitusi kedalam persamaan 2.10. 𝑎 = , + , , − −log , − , . , 𝑎 = , 𝑔

Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Joyner & Boore (1988)

sebesar 0,0258 g

B. Persamaan atenuasi berdasarkan Fukushima dan Tanaka (1990)

Fungsi ini dikembangkan untuk percepatan maksimum

horizontal yang berlaku untuk sumber gempa di sekitar Jepang.

Rumusan fungsi atenuasi yang dihasilkan adalah : 𝑎 = , 𝑀 −log 𝑅+ , 0, 𝑀 − , 𝑥𝑅 + ,

(4.4)

dimana:

a = percepatan getaran (gal)

Mw = 7,46

R = 149,41 km

Sehingga data yang diperoleh di substitusikan kedalam

persamaan (2.11).

𝑎 = , . , −log , + , 0, , − , 𝑥 , + , 𝑎 = , 𝑔

Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Fukushima dan Tanaka

(1990)sebesar6,15 g

Hasil dari perhitungan nilai Peak Ground Acceleration (PGA)

menggunakan persamaan autenasi didapatkan nilai minimum sebesar

Page 77: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-63

0,0615 m/s2 dan nilai maksimum sebesar 0,253 m/s

2 dengan nilai persen

deterministic itu di dapat sesuai dengan aturan ASCE 7-10

(LPPM,2016).

Persen deterministic = 1,8 x Nilai Maks PGA (4.5)

= 1,8 x 0,253 %

= 0,456 %

4.1.2 Penentuan parameter ground motion

Dari hasil atenuasi yang terlihat pada Tabel 4.2 dapat diestimasi

nilaiPeak Ground Acceleration (PGA) maksimum di Makassar adalah

0.046 g, sedangkan nilai PGA minimumnya adalah 0.001 g.Sehingga

digunakan 0.046 g sebagai nilai percepatan ground acceleration untuk

menentukan nilai Peak Surface Acceleration (PSA) dipermukaan tanah di

Kota Makassar.

Hasil perhitungan tersebut merupakan percepatan di batuan dasar,

belum teramplifikasikarena pengaruh jenis tanah setempat. Untuk

mengetahui percepatan di permukaan tanah diperlukan koreksi

berdasarkan pengaruh jenis tanah setempat dengan menggunakan

persamaan :

PSA = Fa x PGA(4.6)

Dimana :

Fa= Faktor Amplifikasi (dapat dilihat pada Tabel 4.3)

PGA = Percepatan gempa maksimum pada batuan dasar

Page 78: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-64

Tabel 4.3Faktor Amplifikasi (SNI 1726-2012)

Kelas situs PGA ≤ 0,1

(g)

PGA = 0,2

(g)

PGA = 0,3

(g)

PGA = 0,4

(g)

PGA ≥ 0,5

(g)

Batuan Keras (SA) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

Batuan (SB) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Tanah Sangat

Padat dan Batuan

Lunak (SC)

1,2 1,2 1,1 1,0 1,0

Tanah Sedang

(SD) 1,6 1,4 1,2 1,1 1,0

Tanah Lunak (SE) 2,5 1,7 1,2 0,9 0,9

Jenis tanah suatu daerah dapat ditentukan berdasarkan beberapa

pengujian geoteknik, diantaranya dengan menghitung nilai kecepatan

rambat gelombang geser (Vs), nilai hasil test penetrasi standar (N), dan

nilai kuat geser niralir (Su). Berdasarkan hasil pengujian tersebut,

kemudian dilakukan klasifikasi tanah. Pengklasifikasian tanah tersebut

dapat dilakukan berdasarkan SNI 1726-2012 seperti pada Tabel 4.5.

Tabel 4.4 Site Klasifikasi berdasarkan Peraturan Gempa Indonesia (SNI

1726-2012)

Kelas Situs

Kecepatan rambat

gelombang geser rata-rata,

Vs (m/det)

Nilai hasil test

penetrasi Standar rata-

rata,

N

Kuat geser

niralir rata-rata

Su (Kpa)

SA (batuan keras) > 1500 N / A N / A

SB (batuan) 750 sampai 1500 N / A N / A

SC (tanah keras,

sangat padat dan

batuan lunak )

350 sampai 750 > 50 ≥ 100

SD (tanah sedang ) 175 sampai 350 15 sampai 50 50 sampai 100

SE (tanah lunak) < 175 <15 <50

Atau setiap profil tanah yang mengandung lebih dari 3 m tanah dengan

karakteristik sebagai berikut :u

1. Indeks plaktisitas, PI> 20

2. Kadar air, w≥ 40 %

3. Kuat geser niralir, Su< 25 kPa

SF (tanah khusus,

yang membutuhkan

investigasi

geoteknik spesifik

dan analisis respons

spesifik-situs yang

mengikuti 6.10.1 )

Setiap profil tanah yang memiliki salah satu atau lebih dari karakteristik berikut

:

- Rawan dan berpotensi gagal atau runtuh akibat beban gempa seperti mudah

likuifaksi, lempung sangat sensitif, tanah tersementasi lemah

- Lempung sangat organik dan/atau gambut (ketebalan H > 3 m)

- Lempung berplastisitas sangat tinggi (ketebalan H > 7,5 m dengan Indeks

Plastisitas PI > 75)

Lapisan lempung lunak / setengah teguh dengan ketebalan H > 35 m dengan

Su < 50 kPa

Page 79: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-65

Pada penelitian ini, digunakan pengujian borelog (SPT) yang

dilakukan di beberapa titik di daerah Kota Makassar seperti di Kawasan

Mall Panakukang dan Gedung UNM.

Setiap table berisi data korelasi VS-N-Stress (atau

kedalaman).Persamaan yang disajikan pada kolom keempat setiap tabel

telah dimodifikasi untuk menggunakan unit yang konsisten, namun

sebaliknya tidak berubah.VS, tegangan efektif situ, dan kedalaman

masing-masing disajikan dalam satuan m / detik, kPa, dan m.

Berdasarkan tinjauan kami terhadap persamaan korelasi tersebut,

persamaan representatif untuk setiap jenis tanah dikembangkan.Persamaan

baru mendekati nilai rata-rata dari beberapa persamaan yang diusulkan

sebelumnya.Karena itu, mereka tidak spesifik lokasi dan hanya boleh

dianggap memberikan perkiraan VS untuk jenis tanah yang

diberikan.Kekuatan korelasi sebelumnya umumnya dinilai berdasarkan

ukuran dataset, koefisien determinasi, dan dokumentasi energi

tekanan.Diskusi lebih lanjut tentang persamaan korelasi baru disajikan

pada table berikut.

Tabel 4.5 Kecepatan Geser Gelombang Pada Tanah Mall Panakukang

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

1

01

2 4 32 104.829

2 4 2 44.4 98.826

3 6 5 56.8 128.779

4 8 6 69.2 141.401

Page 80: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-66

5 10 46 81.6 229.260

6 12 45 94 237.231

7 14 60 106.4 261.116

8 16 60 118.8 269.152

9 18 60 131.2 276.602

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

1

02

2 3 32 98.541

2 4 6 44.4 125.157

3 6 7 56.8 138.440

4 8 9 69.2 154.281

5 10 13 81.6 174.716

6 12 58 94 250.535

7 14 60 106.4 261.116

8 16 60 118.8 269.152

9 18 60 131.2 276.602

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

1

03

2 3 32 98.541

2 4 7 44.4 129.374

3 6 13 56.8 158.148

4 8 18 69.2 179.075

5 10 19 81.6 189.569

6 12 22 94 203.401

7 14 34 106.4 231.099

8 16 58 118.8 267.198

9 18 60 131.2 276.602

10 20 60 143.6 283.558

11 22 60 156 290.090

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

Page 81: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-67

1

04

2 3 32 98.541

2 4 11 44.4 142.578

3 6 13 56.8 158.148

4 8 15 69.2 172.191

5 10 17 81.6 185.090

6 12 58 94 250.535

7 14 60 106.4 261.116

8 16 60 118.8 269.152

9 18 60 131.2 276.602

Tabel 4.6 Kecepatan Geser Gelombang Pada Tanah Gedung UNM

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

1

01

2 12 24.2 122.940

2 4 19 38.6 154.300

3 6 14 53 157.658

4 8 42 67.4 213.305

5 10 45 71.8 220.291

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

1

02

2 28 24.2 147.506

2 4 25 38.6 163.678

3 6 16 53 162.249

4 8 16 67.4 173.336

5 10 48 81.8 231.524

6 12 56 96.2 250.239

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

(meter) - Kpa m/s

1

03

2 8 24.2 112.677

2 4 8 38.6 128.114

3 6 6 53 131.401

4 8 13 67.4 165.768

5 10 7 81.8 153.047

Page 82: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-68

6 12 23 96.2 206.665

Titik-titik tersebut merupakan sampel yang diharapkan dapat mewakili

persebaran jenis tanah di Kota Makassar.

Untuk daerah yang menggunakan data SPT, setelah memperoleh nilai N60

(Nilai SPT) dan σ’v (tegangan efektif tanah), kemudian dimasukkan kedalam

persamaan 4.7 sehingga dapat diperoleh nilai Vs (kecepatan rambat gelombang

geser) untuk titik tersebut. Nilai Vs yang digunakan untuk menentukan jenis tanah

pada suatu titik adalah nilai Vs rata-rata pada kedalaman lebih dari 1 m. Karena

pada kedalaman kurang dari 1 m, nilai Vs belum konstan dan tanah diasumsikan

masih gembur.

Berdasarkan pengujian yang dilakukan dibeberapa titik di Kota Makassar

diperoleh nilai Vs dan N-SPT seperti pada Tabel 4.5 untuk daerah Mall

Panakukang dan 4.6 untuk daerah Gedung UNM. Data-data tersebut kemudian

diklasifikasikan berdasarkan Tabel 4.4.

Berikut rekapitulasi hasil pengklasifikasian tanah di Kota Makassar

berdasarkan data SPT :

Tabel 4.7 Rekapitulasi nilai Vs dari persamaan korelasi berdasarkan hasil

uji SPT di Mall Panakukang Makassar

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

01

2 4 32 104.829 Tanah Lunak

2 4 2 44.4 98.826 Tanah Lunak

3 6 5 56.8 128.779 Tanah Lunak

4 8 6 69.2 141.401 Tanah Lunak

5 10 46 81.6 229.260 Tanah Sedang

Page 83: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-69

6 12 45 94 237.231 Tanah Sedang

7 14 60 106.4 261.116 Tanah Keras

8 16 60 118.8 269.152 Tanah Keras

9 18 60 131.2 276.602 Tanah Keras

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

02

2 3 32 98.541 Tanah Lunak

2 4 6 44.4 125.157 Tanah Lunak

3 6 7 56.8 138.440 Tanah Lunak

4 8 9 69.2 154.281 Tanah Lunak

5 10 13 81.6 174.716 Tanah Lunak

6 12 58 94 250.535 Tanah Keras

7 14 60 106.4 261.116 Tanah Keras

8 16 60 118.8 269.152 Tanah Keras

9 18 60 131.2 276.602 Tanah Keras

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

03

2 3 32 98.541 Tanah Lunak

2 4 7 44.4 129.374 Tanah Lunak

3 6 13 56.8 158.148 Tanah Lunak

4 8 18 69.2 179.075 Tanah Sedang

5 10 19 81.6 189.569 Tanah Sedang

6 12 22 94 203.401 Tanah Sedang

7 14 34 106.4 231.099 Tanah Sedang

8 16 58 118.8 267.198 Tanah Keras

9 18 60 131.2 276.602 Tanah Keras

10 20 60 143.6 283.558 Tanah Keras

11 22 60 156 290.090 Tanah Keras

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

04

2 3 32 98.541 Tanah Lunak

2 4 11 44.4 142.578 Tanah Lunak

3 6 13 56.8 158.148 Tanah Lunak

Page 84: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-70

4 8 15 69.2 172.191 Tanah Sedang

5 10 17 81.6 185.090 Tanah Sedang

6 12 58 94 250.535 Tanah Keras

7 14 60 106.4 261.116 Tanah Keras

8 16 60 118.8 269.152 Tanah Keras

9 18 60 131.2 276.602 Tanah Keras

Tabel 4.8 Rekapitulasi nilai Vs dari persamaan korelasi berdasarkan hasil

uji SPT di Gedung UNM Makassar

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

01

2 12 24.2 122.940 Tanah Lunak

2 4 19 38.6 154.300 Tanah Sedang

3 6 14 53 157.658 Tanah Lunak

4 8 42 67.4 213.305 Tanah Sedang

5 10 45 71.8 220.291 Tanah Sedang

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

02

2 28 24.2 147.506 Tanah Sedang

2 4 25 38.6 163.678 Tanah Sedang

3 6 16 53 162.249 Tanah Lunak

4 8 16 67.4 173.336 Tanah Lunak

5 10 48 81.8 231.524 Tanah Sedang

6 12 56 96.2 250.239 Tanah Keras

No. BH Kedalaman N60

Tegangan Efektif

Tanah Vs

Jenis Tanah (meter) - Kpa m/s

1

03

2 8 24.2 112.677 Tanah Lunak

2 4 8 38.6 128.114 Tanah Lunak

3 6 6 53 131.401 Tanah Lunak

4 8 13 67.4 165.768 Tanah Lunak

5 10 7 81.8 153.047 Tanah Lunak

6 12 23 96.2 206.665 Tanah Sedang

Page 85: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-71

Titik-titik tersebut merupakan sampel yang diharapkan dapat mewakili

persebaran jenis tanah di Kota Makassar.

Dari Tabel 4.7 sampai Tabel 4.8, dilakukan analisa klasifikasi jenis tanah

di wilayah Kota Makassar khususnya di Mall Panakukang dan Gedung

UNM.Klasifikasi jenis tanah berdasarkan nilai kecepatan rambat gelombang geser

(Vs) dengan persamaan korelasi. Dari hasil perhitungan nilai percepatan getaran

tanah setelah teramplifikasi jenis tanah ( Persamaan 4.3), akan diperoleh nilai

sebagai berikut :

Tabel 4.9Percepatan getaran dipermukaan tanah setelah teramplifikasi

jenis tanah

Jenis Tanah PGA Faktor

Amplifikasi

PSA

g G

Tanah Lunak 0,253 1,7 0.4301

Tanah Sedang 0,253 1,4 0.3542

Tanah Keras 0,253 1,2 0.3036

Sehingga Peak Surface Acceleration (PSA) untuk wilayah Kota Makassar

khususnya Mall Panakukang dan Gedung UNM berdasarkan amplifikasi jenis

tanahnya diperoleh nilai seperti pada Tabel 4.9. Adapun penyebaran nilai PSA

dapat dilihat pada Tabel 4.10sampai Tabel 4.11.

Tabel 4.10Rekapitulasi PSA untuk titik Vs yang menggunakan persamaan

korelasi diMall Panakukang

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif Tanah Vs

Jenis Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1 01

2 4 32 104.829 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

Page 86: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-72

2 4 2 44.4 98.826 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

3 6 5 56.8 128.779 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 6 69.2 141.401 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

5 10 46 81.6 229.260 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

6 12 45 94 237.231 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

7 14 60 106.4 261.116 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

8 16 60 118.8 269.152 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

9 18 60 131.2 276.602 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif

Tanah Vs Jenis

Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1

02

2 3 32 98.541 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

2 4 6 44.4 125.157 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

3 6 7 56.8 138.440 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 9 69.2 154.281 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

5 10 13 81.6 174.716 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

6 12 58 94 250.535 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

7 14 60 106.4 261.116 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

8 16 60 118.8 269.152 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

9 18 60 131.2 276.602 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif

Tanah Vs Jenis

Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1 03

2 3 32 98.541 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

Page 87: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-73

2 4 7 44.4 129.374 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

3 6 13 56.8 158.148 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 18 69.2 179.075 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

5 10 19 81.6 189.569 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

6 12 22 94 203.401 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

7 14 34 106.4 231.099 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

8 16 58 118.8 267.198 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

9 18 60 131.2 276.602 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

10 20 60 143.6 283.558 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

11 22 60 156 290.090 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif

Tanah Vs Jenis

Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1

04

2 3 32 98.541 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

2 4 11 44.4 142.578 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

3 6 13 56.8 158.148 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 15 69.2 172.191 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

5 10 17 81.6 185.090 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

6 12 58 94 250.535 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

7 14 60 106.4 261.116 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

8 16 60 118.8 269.152 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

9 18 60 131.2 276.602 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

Tabel 4.11 Rekapitulasi PSA untuk titik Vs yang menggunakan persamaan

korelasi diGedung UNM

Page 88: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-74

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif

Tanah Vs Jenis

Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1

01

2 12 24.2 122.940 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

2 4 19 38.6 154.300 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

3 6 14 53 157.658 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 42 67.4 213.305 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

5 10 45 71.8 220.291 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif

Tanah Vs Jenis

Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1

02

2 28 24.2 147.506 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

2 4 25 38.6 163.678 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

3 6 16 53 162.249 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 16 67.4 173.336 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

5 10 48 81.8 231.524 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

6 12 56 96.2 250.239 Tanah

Keras 1.2 0.253 0.3036

No. BH Kedalaman N60

Tegangan

Efektif

Tanah Vs

Jenis

Tanah Faktor

Amplifikasi PGA PSA

(meter) - Kpa m/s g g

1

03

2 8 24.2 112.677 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

2 4 8 38.6 128.114 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

3 6 6 53 131.401 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

4 8 13 67.4 165.768 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

Page 89: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-75

5 10 7 81.8 153.047 Tanah

Lunak 1.7 0.253 0.4301

6 12 23 96.2 206.665 Tanah

Sedang 1.4 0.253 0.3542

4.2Perhitungan Respon Spektrum Gempa Menggunakan EERA

4.1. Penginputandan Running Data Gempa

Data gempa yang di input ke dalam program di mulai dengan

pemberian nama gempa. Setelah itu menginput data masukan gempa sebagai

berikut :

1. Data Gempa

Langkah waktu DT adalah interval waktu antara titik data merata spasi

dari periode waktu gerak masukan tanah.

Frekuensi maksimum yang diinginkan digunakan untuk skala amplitudo

puncak percepatan input.

Frekuensi maksimum cut-off f digunakan untuk menyaring frekuensi

tinggi dariakselerasi masukan.

Frekuensi cut-off fmax max dapat digunakan untuk menghilangkan

frekuensi tinggi dari catatan akselerasi masukan. Semua perhitungan akan

dilakukan untuk frekuensi antara 0 dan f. Pilihan ini berguna untuk

mengatasi kesalahan perhitungan overflow yang biasanya disebabkan

karena frekuensi sangat tinggi atau MAX.

Page 90: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-76

Jumlah m dari titik data dalam perhitungan FFT dapat didefinisikan. m

umumnya dipilih untuk menjadi lebih besar dari jumlah n titik data dalam

sejarah waktu percepatan input. Dalam hal ini catatan input empuk dengan

nol untuk menghasilkan catatan panjang n.

Percepatan input dapat dibaca dari file data eksternal. EERA juga mampu

membaca berbagai format data gempa bumi dari file data eksternal.

Gambar 4.3 Worksheet untuk data gempa aplikasi EERA

Page 91: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-77

Gambar 4.4 Penginputan data gempa ke aplikasi EERA

2. Data Profil Tanah

Untuk data profil tanah ini mendeskripsikan geometric dan sifat

tanah yang dimana nantinya akan di input kedalam data profil tanah. Data

yang di input kedalam worksheet ini berupa:

Jumlah jenis bahan yang ditentukan untuk setiap lapisan. Setiap

jenis bahan ini didefinisikan dalam lembar kerja terpisah yang

disebut Mat I

Ketebalan lapisan tanah pada data Bor log SPT di tentukan.

Berat isi total menurut lembaga penelitian tanah (1979) defenisi

berat isi tanah dalah berat tanah utuh (undisturb) dalam

keadaan kering di bagi dengan volume tanah.

Page 92: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-78

Kecepatan geser gelombang (Vs) juga di masukkan ke dalam

unit fisik aplikasi EERA, dimana kecepatan geser gelombang

adalah parameter penting untuk mengetahui perilaku dinamis

tanah di bawah permukaan.

Gambar 4.5 Worksheet Profil Tanah Untuk Wilayah Gedung UNM

Gambar 4.6Worksheet Profil Tanah Untuk Wilayah Gedung Mall

Panakukang

Page 93: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-79

Gambar 4.7 Hasil Output Dari Profil Tanah di Wilayah Gedung UNM

Page 94: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-80

Gambar 4.8Hasil Output Dari Profil Tanah di Wilayah Gedung Mall

Panakukang

3. Tegangan-Regangan Kurva Redaman-Regangan Material

Beberapa bahan tegangan-regangan dan kurva redaman-regangan dapat

didefinisikan.Data ini dapat menghasilkan lembar kerja tambahan untuk sifat

material dengan menggunakan data worksheetdari menu EERA utama. Data data

yang di input kedalam worksheet ini dimana variable yang di pakai di dalam

perhitungan tersebut adalah data default berlandaskan dari data Modulus for clay

(Seed and Sun, 1989) upper range and damping for clay (Idriss 1990), Mat II

dimana variable yang di pakai di daam perhitungan tersebut adalah data default

berlandaskan dari data Modulus for sand (Seed & Idriss 1970) - Upper Range and

Page 95: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-81

damping for sand (Idriss 1990) - (about LRng from SI 1970), dan Mat III dimana

variable yang di pakai di daam perhitungan tersebut adalah data

defaultberlandaskan dari data Attenuation of rock average and damping in rock.

Gambar 4.9Lembar Kerja Material I sampai III untuk Lokasi Gedung

UNM dan Gedung Mall Panakukang.

4. Proses Running data

Proses running data pada aplikasi EERA yang akan dilakukan berupa

proses gempa data - bacaan dan gerak masukan proses gempa (input /

output diworksheet Gempa) untuk melihat hasil dari pembacaan gempa

seperti yang di jabarkan pada point 1. Kemudian analisisaring kompatibel -

Bacaan profil, kurva material, dan yang lebih utama melakukan

perhitungan berulang (input / output dalam worksheet Iterasi) dimana hasil

data ini terakumulasi dari data gempa, profil dan material tanah.

Page 96: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-82

Gambar 4.10 Hasil Perhitungan Data EERA

Gambar 4.11 Proses Running Data Gempa, Perhitungan Kompetibel ,

dan Perhitungan Output EERA Untuk Gedung UNM

Page 97: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-83

Gambar 4.12 Proses Data Gempa, Perhitungan Kompetibel, dan

Perghitungan Ouput EERA Untuk Gedung Mall

Panakukang

Data keluaran (output) dari aplikasi ini berupa data percepatan, data

regangan, amplifikasi, fourier spectrum, dan respon spectrum yang

nantinya akan di bahas pada sub bab berikutnya.

4.2.2 Hasil Keluaran Data EERA

1. Output Acceleration

Percepatan adalah parameter yang menyatakan perubahan

kecepatan mulai dari keadaan diam sampai pada kecepatan

tertentu.Untuk harga percepatan terbagi menjadi dua bagian yaitu

percepatan tanah maksimum dan percepatan tanah sesaat.Percepatan

tanah maksimum adalah suatu harga yang dihitung di titik amat / titik

penelitian pada permukaan bumi dari riwayat gempa dengan harga

perhitungan dipilih yang terbesar. Sedangkan untuk harga percepatan

Page 98: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-84

tanah sesaat adalah merupakan harga percepatan tanah pada saat

gempa terjadi. Nilai percepatan tanah yang akan diperhitungkan

sebagai salah satu bagian dalam perencanaan bangunan tahan gempa

adalah nilai percepatan tanah maksimum. Berikut ini hasil dari kalkulasi

percepatan.

Gambar 4.13 Hasil Percepatan dari EERA untuk gedung UNM

Page 99: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-85

Gambar 4.14 Hasil Percepatan dari EERA untuk gedung Mall

Panakukang

2. Output Strain-Stress

Tekanan terhadap suatu benda dapat menimbulkan regangan

berupa pergeseran pada salah satu permukaan bidangnya.Tekanan yang

bekerja pada benda ini disebut tekanan geser dan regangannya disebut

regangan geser.Perubahan bentuk akibat pergeseran ini tidak disertai

Page 100: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-86

perubahan volumenya.Tegangan mendefinisikan sejarah waktu

tegangan, regangan dan energi yang hilang, dan akumulasi tegangan-

regangan yang terjadi dari data ini dapat di simpulkan berapa energy

yang terjadi dan kehilangan pada saat terjadinya percepatan gempa.

Berikut ini hasil dari pembacaan strain dan stress pada aplikasi EERA.

Gambar 4.15 Hasil Strain dari EERA untuk gedung UNM

Page 101: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-87

Gambar 4.16 Hasil Strain dari EERA untuk gedung Mall Panakukang

3. Output Faktor Amplifikasi

Faktor amplifikasi gempabumi adalah perbandingan

percepatan maksimum gempabumi di permukaan tanah dengan

batuan dasar. Kandungan frekuensi dan amplitudo gelombang

gempabumi, yang menjalar dari batuan dasar (bedrock) ke

permukaan bumi akan berubah saat melewati endapan tanah.

Page 102: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-88

Proses ini dapat menghasilkan percepatan yang besar terhadap

struktur dan menimbulkankerusakan yang parah, terutama saat

frekuensi gelombang seismik sama dengan resonansi frekuensi

struktur bangunan buatan manusia. Berikut ini hasil dari pembacaan

amplifikasi.

Gambar 4.17 Hasil Amplifikasi dari EERA untuk gedung UNM

Gambar 4.18 Hasil Amplifikasi dari EERA untuk gedung Mall

Panakukang

Page 103: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-89

4. Output Transformasi Fourier

Transformasi Fourier merupakan metode tradisional untuk

menentukan kandungan frekuensi dari sebuah sinyal.Transformasi

Fourier pada dasarnya membawa sinyal dari dalam kawasan waktu

(time-domain) ke dalam kawasan frekuensi (frekuensi-domain).

Pada sisi lain transformasi fourier dapat dipandang sebagai alat

yang mengubah sinyal menjadi jumlahan sinusoidal dengan

beragam frekuensi. Transformasi Fourier menggunakan basis sinus

dan kosinus yang memiliki frekuensi berbeda.Hasil Transformasi

Fourier adalah distribusi densitas spektral yang mencirikan

amplitudo dan fase dari beragam frekuensi yang menyusun

sinyal.Hal ini merupakan salah satu kegunaan Transformasi

Fourier, yaitu untuk mengetahui kandungan frekuensi sinyal.

Berikut ini Hasil pembacaan transformasi fourier.

Gambar 4.19 Hasil Transformasi Fourir dari EERA untuk gedung UNM

Page 104: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-90

Gambar 4.20Hasil Transformasi Fourier Dari EERA untuk Gedung

Mall Panakukang

5. Output Respon Spektrum

Respons spektrum adalah suatu spektrum yang disajikan

dalam bentuk grafik/plot antara periode getar struktur T, lawan

respon-respon maksimum berdasarkan rasio redaman dan gempa

tertentu. Respon-respon maksimum dapat berupa simpangan

maksimum (spectral displacement, SD) kecepatan maksimum

(spectral velocity, SV) atau percepatan maksimum (spectral

acceleration, SA) massa struktur single degree of freedom (SDOF),

(Widodo, 2001). Spektrum percepatan akan berhubungan dengan

gaya geser maksimum yang bekerja pada dasar struktur dan dimana

nantinya akan digunakan untuk analisa perencanaan struktur

bangunan tahan gempa. Berikut hasil dari pembacaan respon

spectra.

Page 105: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-91

Gambar 4.21 Hasil Respon Spektra dari EERA untuk gedung

UNM

Page 106: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-92

Gambar 4.22 Hasil Respon Spektra dari EERA untuk gedung

Mall Panakukang

Page 107: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-93

Tabel 4.12Tabel RekapitulasiHasil Respon Seismik Situs Dari Model

No Parameter Designated sites

Model 1 Model 2

1 Maximum acceleration at surface level (g) 0.255 0.289

2 Time of maximum acceleration (sec) 20,36 23,94

3 Mean square frequency (Hz) 1,94 1,29

4 Maximum acceleration at bedrock level (g) 0.253 0.253

5

6

7

8

9

10

11

PGA amplification factor

Maximum strain (%)

Maximum stress (kPa)

Frequency of maximum amplification (Hz)

Fundamental frequency of Fourier Spect.(Hz)

Maximum spectral acceleration (g)

Maximum spectral velocity (cm/s)

1.661

0.0453

8,6529

18.000

1,257324

0,9178

311,0167

2.196

1,9283

24,5179

0,800

0,927734

1,1813

599,0692

Model 1 = UNM PETTARANI, Model 2 = MALL PANAKKUKANG

Analisis respon ground spesifik lokasi melalui pendekatan linear ekivalen dari

teknik respon nonlinier telah dilakukan. Hasilnya menunjukkan bahwa, secara

umum, percepatan tanah pada tingkat batuan dasar diperkuat oleh sedimen.

Akselerasi tanah meningkat dari 0,253g pada tingkat batuan dasar, ke percepatan

pada kisaran dari 0,255 g sampai 0,289 g, pada tingkat permukaan. Hal ini dapat

dilihat pada Gambar 4.21, percepatan tanah yang tinggi pada tingkat permukaan

ditemukan pada Model 2, sedangkan yang rendah pada Model 1. Secara rata-rata,

percepatan tanah pada tingkat permukaan untuk ketiga model tersebut adalah

0,272 g. Tabel 4.11 menyajikan sejumlah karakteristik respon tanah dari model.

Faktor amplifikasi tinggi dapat dilihat pada model 2 dengan 2,196, sedangkan

faktor amplifikasi rendah ada pada Model 1 dengan 1,661. Strain maksimum pada

lapisan lapisan atas selama kejadian seismik berkisar pada 0,0453 % (Model 1)

sampai 1,9283 % (Model 2). Selain itu, tekanan maksimum yang disebarkan oleh

Page 108: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-94

peristiwa seismik akan dihasilkan pada kisaran 8,65 kPa (Model 1) sampai 24 kPa

(Model 2). Hasilnya menyiratkan tekanan seismik pada tanah lebih berkaitan

dengan kedalaman tanah dari pada elastisitas tanah. Sedimen tanah yang lebih

dalam, tekanan dan regangan yang lebih besar yang dihasilkan akan disebarkan.

Spektrum Fourier menunjukkan frekuensi dasar akibat kejadian seismik akan

berada pada kisaran 0,92 Hz sampai 1,25 Hz.

Model 1 : Gedung UNM Model 2 : Mall Panakukang

Gambar 4.23 Percepatan respons ground akibat gelombang seismik.

Analisis spektrum respon di implementasikan dengan rasio redaman kritis

sebesar 5%. Hasilnya menunjukkan percepatan spektral yang besar pada

permukaan, 0,92 g dengan periode 0,58 detik (Model 1). Semua model memiliki

profil percepatan spektral respons yang berbeda (Gambar 4.19 dan 4.20). Model

2memiliki pola karakteristik tanahnya yaitu tanah lunak yang lebih padat. Di sisi

Page 109: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

IV-95

lain, Model 1 adalah profil tanah yang lebih lunak. Hal ini menghasilkan spektrum

yang lebih luas dengan puncak pada Model 1, yaitu 0,92g pada 0,58 s, sementara

Model 2 menunjukkan spektrum yang lebih terfokus dengan puncak 1,18 g pada

0,84 s.

Seiring gelombang seismik bergerak dari batuan dasar ke luar permukaan,

ia bergerak melalui material sedimen dengan impedansi kontras seperti yang

ditemukan pada Gambar 4.19 (Gedung Panakukang). Impedansi menjadi sangat

kontras saat gelombang seismik menyebar dari lapisan tanah liat dengan

impedansi rendah ke lapisan pasir berlumpur dengan impedansi tinggi.

Gelombang seismik kemudian terjebak di antara lapisan tanah liat dan lapisan

pasir berlumpur, dan mereka mulai bergema, menyebabkan puncak percepatan

pada periode 0,68. Namun, impedansi kontras semacam itu tidak dapat ditemukan

pada Gambar 4.20 (Gedung UNM) yang didominasi oleh lapisan tanah liat lunak

dengan impedansi rendah. Itulah sebabnya Model Pada Gedung Mall Panakukang

hanya memiliki spektrum terfokus dengan satu puncak. Impedansi rendah pada

Gedung Mall Panakukang adalah alasan mengapa percepatan spektralnya lebih

tinggi dari pada Gedung UNM.

Page 110: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

V-98

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Sesuai hasil analisa data pada bab sebelumnya, maka dapat diperoleh

beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Hasil analisis dari gelombang geser dari batuan dasar ke permukaan

menunjukkan percepatan dipermukaan (Peak Surface Acceleration / PSA)

berkisar antara 0,4301 g sampai 0,3036 g atau dengan faktor amplifikasi

sekitar 1,7 sampai 1,2.

2. Faktor amplifikasi untuk tiap kondisi tanah pada daerah tinjauan seperti

Mall Panakukang dan Gedung UNM berbeda disebabkan karna adanya

pengaruh dari kecepatan rambat gelombang geser (Vs), dan nilai hasil test

penetrasi standar (N) kemudian kedua data ini digunakan untuk

mengklasifikasikan kelas situs tanah berdasarkan Peraturan Gempa

Indonesia (SNI 1726-2012). Factor amplifikasi yang di hasilkan itu untuk

tanah lunak 1,7 g, tanah sedang 1,4 g, tanah keras 1,2g sesuai dengan

aturan SNI 1726-2012.

5.2 Saran

Dari hasil penelitian yang dilakukan pada studi ini, ada beberapa hal yang

dapat disarankan, yaitu:

Page 111: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

V-98

1. Diperlukan penyelidikan inventarisasi data-data jenis tanah (CPT atau SPT)

yang lebih sistematis sehingga hasil analisis semakin akurat.

2. Diharapkan dalam setiap penyusunan Rencana Tata Ruang, baik Kota

maupun Kawasan, menjadikan mikrozonasi seismik sebagai salah satu bahan

pertimbangan.

3. Perlu dikembangkan program mitigasi non-struktural, dengan cara

mensosialisasikan peta-peta hazard yang dihasilkan dalam hasil kajian ini

kepada masyarakat dengan sasaran membangun kesiapan masyarakat dalam

menghadapi gempa bumi.

Page 112: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

DAFTAR PUSTAKA

Anbazhagan, Panjamani. 2011. Introduction to Engineering seismology lecture

12. National Programme on Technology Enhanced Learning (NPTEL).

Anbazhagan, Panjamani. 2011. Seismic Hazard Analyse. Indian Institute Of

Science Bangalore. India.

Bardet, J. P., Ichii, K., & Lin, C. H. 2000. EERA a computer program for

Equivalent- linear Earthquake site Response Analyses of layered soil

deposits: Department of Civil Engineering, University of Southern

California.

Ciloty-Brotherhoodz Community. 2012. Lempeng Bumi di Indonesia.

Darjanto, Helmy. 2005. Analisa Resiko Gempa di Pengeboran Minyak Tiaka

Field. Jakarta

Denton, Paul. 2007. Earthquake Magnitude.British Geological Survey : Natural

Enviroment Research Council (NERC)

Dowrick, David J. 2003. Earthquake Risk Reduction. New Zealand : Institute of

Geological and Nuclear Science Lower Hutt ; Hal.15-24

Fukushima, Y., and T. Tanaka. 1990. A new attenuation relation for peak

horizontal acceleration of strong earthquake ground motion in Japan,

Bull. Seismol. Soc. Am. 80, 757–783.

Haadymuqtadir. 2014. Zonasi potensi liqufaksi Kota Makassar Menggunakan

Metode National Center For Earthquake Engineering Research (NCEER).

Universitas Hasanuddin.

Idriss, I. M., & Sun, J. I. 1992. User's manual for SHAKE91. Davis, California:

Center for Geotechnical Modeling, Department of Civil & Environmental

Engineering, University of California.

Irsyam, M., Sengara , W., Aldiamar, F., Triyoso, W., Hilman, D., Kertapati, W.,

dkk. 2010. Peta Hazard Gempa Indonesia 2010. Bandung : Kementrian

Pekerjaan Umum.

Page 113: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka

Mallisa, H., Taru’allo, G., Mallisa, Z. 2009. Mikrozonasi Seismic dan Analisis

Respon Site Spesific Kota Palu. Palu : Staff Pengajar Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Tadulako.

Kramer, Steven L. 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. USA : Prentice-

Hall Inc.

Kusuma, Lanny D. 2013. Analisis Respon Spectra Kota Manado. Jurnal

Pascasarjana S2 Teknik Sipil, Universitas Sam Ratulangi, Manado.

Setiawan, B. Assessing liquefaction potential of soils utilising in-situ testing.

M.Eng.Sc Thesis. The University of Adelaide South Australia. (2011).

Sadigh, K., C. -Y. Chang, J. A. Egan, F. Makdisi, and R. R. Youngs. 1997.

Attenuation relationships for shallow crustal earthquakes based on

California strong motion data. Seismological Research Letters, 68(1),

180-189

Schnabel, P. B., Lysmer, J., & Seed, H. B. 1972. A computer program for

earthquake response analysis of horizontally layered sites, Earthqukae

Engineering Research Center EERC Report 72-12. Berkeley, California:

University of California.

Seed, H. B., & Idriss, I. M.1971. Simplified procedure for evaluating soil

liquefaction potential. Journal of the Soil Mechanics and Foundations

Division, ASCE, Vol. 97(No. SM9), 25.

Sukamto, R. 1975. Reconnaissance Geologic Map of Ujung Pandang Area,

Sulawesi Selatan (l:250,000): Geological Survey of Indonesia, Bandung,

Java.

Wair, B.R., De-Jong, J. T., Shantz, T. 2012. Guidelines for Estimation of Shear

Wave Velocity Profiles. PEER Report-Pacific Earthquake Engineering

Research Centre.

Wells, D.L., Coppersmith, K.J. 1994. New Empirical Relationships among

Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface

Displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 84,

No. 4, pp. 974-1002.

Page 114: TUGAS AKHIR Diajukan sebagai Tugas Akhir dalam Rangka