BAB 2 TEORI DASAR 2.1 Gempa Bumi Gempa

BAB 2
TEORI DASAR
2.1 Gempa Bumi
Gempa bumi adalah suatu peristiwa alam dimana terjadi getaran pada
permukaan bumi akibat adanya pelepasan energi secara tiba-tiba dari pusat gempa.
Energi yang dilepaskan tersebut merambat melalui tanah dalam bentuk gelombang
getaran. Gelombang getaran yang sampai ke permukaan bumi disebut gempa bumi.
2.1.1 Penyebab Terjadinya Gempa
Banyak teori yang telah dikemukan mengenai penyebab terjadinya gempa
bumi. Menurut pendapat para ahli, sebab-sebab terjadinya gempa adalah sebagai
berikut:
1. Runtuhnya gua-gua besar yang berada di bawah permukaan tanah. Namun,
kenyataannya keruntuhan yng menyebabkan terjadinya gempa bumi tidak
pernah terjadi.
2. Tabrakan meteor pada permukaan bumi. Bumi merupakan salah satu planet
yang ada dalam susunan tata surya. Dalam tata surya kita terdapat ribuan
meteor atau batuan yang bertebaran mengelilingi orbit bumi. Sewaktu-waktu
meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-kadang sampai ke
permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran bumi jika
massa meteor cukup besar. Getaran ini disebut gempa jatuhan, namun gempa
ini jarang sekali terjadi. Kejadian ini sangat jarang terjadi dan pengaruhnya
juga tidak terlalu besar.
Universitas Sumatera Utara
3. Letusan gunung berapi. Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas
magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Gempa bumi jenis ini
disebut gempa vulkanik dan jarang terjadi bila dibandingkan dengan gempa
tektonik. Ketika gunung berapi meletus maka getaran dan goncangan
letusannya bisa terasa sampai dengan sejauh 20 mil. Sejarah mencatat, di
Indonesia pernah terjadi letusan gunung berapi yang sangat dahsyat pada
tahun 1883 yaitu meletusnya Gunung Krakatau yang berada di Jawa barat.
Letusan ini menyebabkan goncangan dan bunyi yang terdengar sampai sejauh
5000 Km. Letusan tersebut juga menyebabkan adanya gelombang pasang
“Tsunami” setinggi 36 meter dilautan dan letusan ini memakan korban jiwa
sekitar 36.000 orang. Gempa ini merupakan gempa mikro sampai menengah,
gempa ini umumnya berkekuatan kurang dari 4 skala Richter.
4. Kegiatan tektonik. Semua gempa bumi yang memiliki efek yang cukup besar
berasal dari kegiatan tektonik. Gaya-gaya tektonik biasa disebabkan oleh
proses pembentukan gunung, pembentukan patahan, gerakan-gerakan patahan
lempeng bumi, dan tarikan atau tekanan bagian-bagian benua yang besar.
Gempa ini merupakan gempa yang umumnya berkekuatan lebih dari 5 skala
Richter.
Dari berbagai teori yang telah dikemukan, maka teori lempeng tektonik inilah yang
dianggap paling tepat. Teori ini menyatakan bahwa bumi diselimuti oleh beberapa
lempeng kaku keras (lapisan litosfer) yang berada di atas lapisan yang lebih lunak
dari litosfer dan lempemg-lempeng tersebut terus bergerak dengan kecepatan 8 km
per tahun sampai 12 km per tahun. Pergerakan lempengan-lempengan tektonik ini
Universitas Sumatera Utara
menyebabkan terjadinya penimbunan energi secara perlahan-lahan. Gempa tektonik
kemudian terjadi karena adanya pelepasan energi yang telah lama tertimbun tersebut.
Daerah yang paling rawan gempa umumnya berada pada pertemuan lempenglempeng tersebut. Pertemuan dua buah lempeng tektonik akan menyebabkan
pergeseran relatif pada batas lempeng tersebut, yaitu:
1. Subduction, yaitu peristiwa dimana salah satu lempeng mengalah dan dipaksa
turun ke bawah. Peristiwa inilah yang paling banyak menyebabkan gempa
bumi.
2. Extrusion, yaitu penarikan satu lempeng terhadap lempeng yang lain.
3. Transcursion, yaitu
terjadi gerakan vertikal satu lempeng terhadap yang
lainnya.
4. Accretion, yaitu tabrakan lambat yang terjadi antara lempeng lautan dan
lempeng benua.
2.1.2 Parameter Dasar Gempa Bumi
Beberapa parameter dasar gempa bumi yang perlu kita ketahui, yaitu:
1. Hypocenter, yaitu tempat terjadinya gempa atau pergeseran tanah di dalam
bumi.
2. Epicenter, yaitu titik yang diproyeksikan tepat berada di atas hypocenter pada
permukaan bumi.
3. Bedrock, yaitu tanah keras tempat mulai bekerjanya gaya gempa.
4. Ground acceleration, yaitu percepatan pada permukaan bumi akibat gempa
bumi.
Universitas Sumatera Utara
5. Amplification factor, yaitu faktor pembesaran percepatan gempa yang terjadi
pada permukaan tanah akibat jenis tanah tertentu.
6. Skala gempa, yaitu suatu ukuran kekuatan gempa yang dapat diukur dengan
secara kuantitatif dan kualitatif. Pengukuran kekuatan gempa secara
kuantitatif dilakukan pengukuran dengan skala Richter yang umumnya
dikenal sebagai pengukuran magnitudo gempa bumi. Magnitudo gempa bumi
adalah ukuran mutlak yang dikeluarkan oleh pusat gempa. Pendapat ini
pertama kali dikemukakan oleh Richter dengan besar antara 0 sampai 9.
Selama ini gempa terbesar tercatat sebesar 8,9 skala Richter terjadi di
Columbia tahun 1906. Pengukuran kekuatan gempa secara kualitatif yaitu
dengan melihat besarnya kerusakan yang diakibatkan oleh gempa. Kerusakan
tersebut dapat dikatakan sebagai intensitas gempa bumi. Di Indonesia
digunakan skala intensitas MMI (Modified Mercalli Intensity) versi tahun
1931. Perbandingan intensitas skala MMI dari nilai I hingga XII dapat dilihat
pada tabel 1.
2.1.3 Kerusakan Akibat Gempa
Pada umumnya kerusakan akibat gempa dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
1. kehilangan jiwa atau cacat jasmani.
2. keruntuhan dan kerusakan dari lingkungan alam dan konstruksi.
Dari segi teknis dan finansial, kita hanya dapat mereduksi bahaya gempa ini untuk
gempa-gempa besar. Pada dasarnya perencanaan struktur tahan gempa adalah untuk
mengurangi korban jiwa, baik yang disebabkan oleh keruntuhan struktur atau
kerusakan sekunder seperti reruntuhan bangunan atau kebakaran, dan untuk
Universitas Sumatera Utara
mengurangi kerusakan dan kehilangan konstruksi. Namun, ada bangunan yang
memerlukan ketahanan terhadap gempa yang lebih besar daripada jenis struktur
lainnya atau tidak boleh rusak sama sekali. Hal ini disebabkan oleh besarnya nilai
kepentingan sosial atau finansialnya.
Tabel 1. Skala intensitas gempa MMI
Skala
MMI
Deskripsi
I
Getaran gempa tidak terasa, hanya dapat dideteksi oleh alat.
II
Dapat dirasakan oleh beberapa orang. Benda-benda yang digantung
dapat bergerak
III
Dirasakan lebih keras. Kendaraan atau benda lain yang berhenti dapat
bergerak
IV
Dirasakan lebih keras baik didalam bangunan atau diluar. Jendela dan
pintu mulai bergetar
V
Dirasakan hampir oleh semua orang. Pigura di dinding mulai berjatuhan,
jendela kaca pecah.
VI
Dirasakan oleh semua orang. Orang mulai ketakutan. Kerusakan mulai
nampak
VII
Setiap orang mulai lari ke luar. Bisa dirasakan di dalam kendaraan yang
bergerak
VIII
Sudah membahayakan bagi setiap orang. Bangunan lunak mulai runtuh.
IX
Mulai dengan kepanikan. Sudah ada kerusakan yang berarti bagi semua
bangunan
X
Kepanikan lebih hebat, hanya gedung-gedung kuat dapat bertahan.
Terjadi longsor dan rekahan.
XI
Hampir semua bangunan runtuh. Jembatan rusak. Retakan yang lebar di
tanah.
XII
Kerusakan total. Gelombang terlihat di tanah. Benda-benda beterbangan.
Universitas Sumatera Utara
2.1.4 Pengaruh Gempa terhadap Bangunan
Gempa mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap bangunan sehingga
harus diperhitungkan dengan benar dalam perencanaan struktur tahan gempa dengan
tingkat keamanan yang dapat diterima.
Kekuatan dari gerakan tanah akibat gempa bumi pada beberapa tempat disebut
intensitas gempa. Komponen-komponen dari gerakan tanah yang dicatat oleh alat
pencatat gempa accelerograph untuk respons struktur adalah amplitudo, frekuensi,
dan durasi. Selama terjadi gempa terdapat satu atau lebih puncak gerakan. Puncak ini
merupakan efek maksimum dari gempa.
Selama terjadi gempa, bangunan mengalami perpindahan vertikal dan horizontal.
Gaya gempa dalam arah vertikal hanya sedikit mengubah gaya gravitasi yang bekerja
pada struktur yang umumnya direncanakan terhadap gaya vertikal dengan faktor
keamanan yang cukup tinggi. Oleh sebab itu, struktur jarang runtuh akibat gaya
gempa vertikal. Sebaliknya gaya gempa horizontal bekerja pada titik-titik yang
lemah pada struktur yang tidak cukup kuat dan akan menyebabkan keruntuhan. Oleh
karena itu, perancangan struktur tahan gempa adalah meningkatkan kekuatan
struktur terhadap gaya horizontal yang umumnya tidak cukup.
Gerakan permukaan bumi menimbulkan gaya inersia pada struktur bangunan karena
adanya kecenderungn massa bangunan (struktur) untuk mempertahankan dirinya.
Besarnya gaya inersia mendatar F tergantung dari massa bangunan m, percepatan
permukaan a dan sifat struktur. Apabila bangunan dan pondasinya kaku, maka
menurut hukum kedua Newton
.
Dalam kenyataannya tidaklah demikian karena semua struktur tidaklah benar-benar
sebagai massa yang kaku tetapi fleksibel. Suatu bangunan bertingkat banyak dapat
Universitas Sumatera Utara
bergetar dengan berbagai bentuk karena gaya gempa yang dapat menyebabkan lantai
pada berbagai tingkat mempunyai percepatan dalam arah yang berbeda-beda.
2.2 Dasar Perencanaan Struktur Tahan Gempa
Besarnya beban gempa berbeda-beda dari satu wilayah ke wilayah lainnya
bergantung pada keadaan geografi dan geologi setempat. Beban gempa harus
diperhitungkan untuk daerah-daerah rawan gempa. Analisis gempa pada bangunan
terutama pada bangunan tinggi perlu dilakukan dengan pertimbangan keamanan
struktur dan kenyamanan penghuni bangunan. Beban gempa lateral akan
menimbulkan simpangan yang dapat membahayakan. Oleh karena itu perlu
dilakukan kontrol terhadap simpangan ini.
Konsep dasar bangunan tahan gempa secara umum adalah sebagai berikut:
1. Bangunan tidak boleh rusak komponen struktural maupun nonstruktural
ketika mengalami gempa kecil yang sering terjadi.
2. Bangunan tidak boleh rusak komponen strukturalnya ketika mengalami
gempa sedang yang hanya terjadi sesekali.
3. Bangunan tidak boleh runtuh ketika mengalami gempa besar yang sangat
jarang terjadi.
2.2.1 Tingkat Layanan
Dalam perencanaan struktur atau bangunan yang mempunyai ketahanan
terhadap gempa dengan tingkat keamanan yng memadai, struktur harus dirancang
dapat memikul gaya gempa atau gaya horizontal. Struktur harus mempunyai tingkat
layanan akibat gaya gempa yang terdiri dari:
Universitas Sumatera Utara
1. Serviceability
Jika gempa dengan intensitas percepatan tanah yang kecil dalam waktu ulang
yang besar mengenai suatu struktur, disyaratkan tidak mengganggu fungsi
bangunan seperti aktivitas normal di dalam bangunan dan perlengkapan yang
ada. Dengan kata lain, tidak dibenarkan terjadi kerusakan pada struktur baik
pada komponen struktur maupun elemen non-struktur yng ada. Dalam
perencanaan harus diperhatikan kontrol dan batas simpangan (drift) yang
terjadi semasa gempa, serta menjamin kekuatan yang cukup bagi komponen
struktur untuk menahan gaya gempa yang terjadi dan diharapkan struktur
masih berperilaku elastik.
2. Kontrol kerusakan (damage control)
Jika struktur dikenai gempa dengan waktu ulang sesuai dengan umur rencana
bangunan, maka struktur direncanakan untuk dapat menahan gempa ringan
tanpa terjadi kerusakan pada komponen struktur ataupun non-struktur, dan
diharapkan struktur masih dalam batas elastis.
3. Survival
Jika gempa kuat yang mungkin terjadi pada umur rencana bangunan
membebani suatu struktur, maka struktur tersebut direncanakan untuk dapat
bertahan dengan tingkat kerusakan yang besar tanpa mengalami keruntuhan
(collapse). Tujuan utama dari keadaan batas ini adalah untuk menyelamatkan
jiwa manusia.
Universitas Sumatera Utara
2.2.2 Sifat Struktur
Sifat dari struktur yang menjadi syarat utama perencanaan bangunan tahan
gempa adalah sebagai berikut:
1. Kekuatan (strength)
Kekuatan dapat kita artikan sebagai ketahanan dari struktur atau komponen
struktur atau bahan yang digunakan terhadap beban yang membebaninya.
Perencanaan kekuatan suatu struktur tergantung pada maksud dan kegunaan
struktur tersebut.
2. Daktilitas (ductility)
Kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik
yang besar secara berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa di atas
beban gempa yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama, sambil
mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur
gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi di
ambang keruntuhan.
3. Kekakuan (stiffness)
Deformasi akibat gaya lateral perlu dihitung dan dikontrol. Perhitungan yang
dilakukan berhubungan dengan sifat kekakuan. Deformasi pada struktur
dipengaruhi oleh besar beban yang bekerja. Hubungan ini merupakan prinsip
dasar dari mekanika struktur, yaitu sifat geometri dan modulus elastisitas
bahan. Kekakuan mempengaruhi besarnya simpangan pada saat terjadi
gempa.
Universitas Sumatera Utara
Simpangan (drift) dapat diartikan sebagai perpindahan lateral relatif antara
dua tingkat bangunan yang berdekatan atau dapat dikatakan simpangan
mendatar tiap-tiap tingkat bangunan.
Simpangan lateral dari suatu sistem struktur akibat beban gempa perlu
ditinjau untuk menjamin kestabilan struktur, keutuhan secara arsitektural,
potensi kerusakan komponen non-struktur, dan kenyamanan penghuni gedung
pada saat terjadi gempa. Selain itu, besarnya simpangan dibatasi untuk
mengurangi efek P-delta. Besarnya simpangan yang diperbolehkan diatur
dalam peraturan perencanaan bangunan.
2.2.3 Sistem Struktur
Ada 4 jenis sistem struktur dasar yang ditetapkan dalam peraturan
perencanaan gempa Indonesia (SNI 03-1726-2002), yaitu:
1. Sistem dinding penumpu, yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka
ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem
bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding
geser atau rangka bresing.
2. Sistem rangka gedung, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memililki
rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul
dinding geser atau rangka bresing.
3. Sistem rangka pemikul momen, yaitu sistem struktur yang pada dasarnya
memililki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral
dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.
Universitas Sumatera Utara
4. Sistem ganda, yaitu sistem yang terdiri dari rangka ruang yang memikul
seluruh beban gravitasi, pemikul beban lateral berupa dinding geser atau
rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen
harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurang-kurangnya
25% dari seluruh beban lateral, dan kedua sistem harus direncanakan untuk
memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan
interaksi sistem ganda.
Selain 4 sistem struktur dasar tersebut, dalam SNI 03-1726-2002 juga mengenalkan
3 sistem struktur lain, yaitu sistem struktur gedung kolom kantilever (sistem struktur
yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral), sistem interaksi
dinding geser dengan rangka, dan subsistem tunggal (subsistem struktur bidang yang
membentuk struktur gedung secara keseluruhan).
2.3 Metode Analisis Gaya Gempa
Metode analisis gempa yang digunakan untuk merencanakan bangunan tahan
gempa dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu analisis statik dan analisis dinamik.
Dalam menganalisis perilaku struktur yang mengalami gaya gempa, semakin teliti
analisis dilakukan, perencanaannya semakin ekonomis dan dapat diandalkan. Untuk
bangunan satu tingkat dapat direncanakan hanya dengan menetapkan besarnya beban
lateral yang dapat ditahan elemen struktur dan dengan mengikuti ketentuanketentuan dalam peraturan.
Untuk bangunan berukuran sedang, prosedur analisis dapat dilakukan dengan metode
analisis statik sesuai dengan prosedur yang ditentukan dalam peraturan. Untuk
bangunan yang besar dan mempunyai nilai kepentingan yang besar harus
Universitas Sumatera Utara
menggunakan metode analisis dinamik. Selain itu, analisis dinamik juga harus
dilkakukan untuk struktur yang mempunyai kekakuan atau massa yang berbeda-beda
tiap tingkatnya.
Namun, pemilihan metode analisis antara analisis statik dan dinamik umumnya
ditentukan dalam peraturan perencanan yang berlaku. Pemilihan metode analisis
tergantung pada bangunan tersebut apakah termasuk struktur gedung beraturan atau
tidak beraturan. Jika suatu bangunan termasuk struktur bangunan beraturan yang
didefinisikan dalam peraturan perencanan, maka analisis gempa dilakukan dengan
analisis statik. Sebaliknya, jika suatu struktur termasuk struktur bangunan tidak
beraturan, maka analisis gempa dilakukan dengan cara dinamik.
Dalam SNI 03-1726-2002 pasal 4.2.1, gedung yang ditetapkan sebagai struktur
gedung beraturan adalah sebagai berikut:
1. Tinggi struktur gedung diukur dari taraf penjepitan lateral tidak lebih dari 10
tingkat atau 40 m.
2. Denah struktur gedung adalah persegi panjang tanpa tonjolan dan kalaupun
mempunyai tonjolan, panjang tonjolan tersebut tidak lebih dari 25% dari
ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah tonjolan tersebut.
3. Denah struktur gedung tidak menunjukkan coakan sudut dan kalaupun
mempunyai coakan sudut, panjang sisi coakan tersebut tidak lebih dari 15%
dari ukuran terbesar denah struktur gedung dalam arah sisi coakan tersebut.
4. Sistem struktur gedung terbentuk oleh subsistem-subsistem penahan beban
lateral yang arahnya saling tegak lurus dan sejajar dengan sumbu-sumbu
utama ortogonal denah struktur gedung secara keseluruhan.
Universitas Sumatera Utara
5. Sistem struktur gedung tidak menunjukkan loncatn bidang muka dan
kalaupun mempunyai loncatan bidang muka, ukuran dari denah struktur
bagian gedung yang menjulang dalam masing-masing arah, tidak kurang dari
75% dari ukuran terbesar denah struktur bagian gedung bawahnya. Dalam hal
ini, struktur rumah atap yang tingginya tidak lebih dari 2 tingkat tidak perlu
dianggap menyebabkan adanya loncatan bidang muka.
6. Sistem struktur gedung memiliki kekakuan lateral yang beraturan tanpa
adanya tingkat lunak. Yang dimaksud dengan tingkat lunak adalah suatu
tingkat dimana kekakuan lateralnya adalah kurang dari 70% kekakuan lateral
tingkat di atasnya atau kurang dari 80% kekakuan lateral rata-rata 3 tingkat di
atasnya. Dalam hal ini, yang dimaksud dengan kekakuan lateral suatu tingkat
adalah gaya geser yang bila bekerja di tingkat itu menyebabkan satu satuan
simpangan antar-tingkat.
7. Sistem struktur gedung memiliki berat lantai tingkat yang beraturan, artinya
setiap tingkat memiliki berat yang tidak lebih dari 150% dari berat lantai
tingkat di atasnya atau di bawahnya. Berat atap atau rumah atap tidak perlu
memenuhi ketentuan ini.
8. Sistem struktur gedung memiliki unsur-unsur vertikal dari sistem penahan
beban lateral yang menerus, tanpa perpindahan titik beratnya, kecuali bila
perpindahan tersebut tidak lebih dari setengah ukuran unsur dalam arah
perpindahan tersebut.
9. Sistem struktur gedung memiliki lantai tingkat yang menerus, tanpa lubang
atau bukaan yang luasnya lebih dari 50% luas seluruh lantai bertingkat.
Universitas Sumatera Utara
Kalaupun ada lantai bertingkat dengan lubang atau bukaan seperti itu,
jumlahnya tidak boleh melebihi 20% dari jumlah tingkat seluruhnya.
2.3.1 Analisis Statik
Analisis statik dapat kita bagi menjadi dua jenis yaitu:
1. Analisis statik linear
Analisis statik nonlinear dapat digunakan untuk berbagai tujuan, di antaranya
yaitu untuk menganalisis struktur yang mempunyai material dan geometri
yang tidak linear, untuk membentuk kekakuan P-delta setelah analisis linear,
untuk memeriksa konstruksi dengan perilaku material yang bergantung pada
waktu, untuk melakukan analisis beban dorong statik dan lain-lain. Analisa
beban dorong statik merupakan prosedur analisa untuk mengetahui perilaku
keruntuhan suatu terhadap gempa.
2. Analisis statik nonlinear
Analisis statik nonlinear secara langsung menghitung redistribusi gaya-gaya
dan deformasi yang terjadi pada struktur ketika mengalami respons inelastis.
Oleh karena itu, analisis statik nonlinear lebih akurat daripada analisis statik
linear. Namun, analisis statik nonlinear tidak dapat digunakan untuk
menganalisis respons struktur bangunan tinggi yang fleksibel. Untuk itu,
prosedur analisis dinamik nonlinear harus dilakukan untuk bangunan tinggi
atau bangunan dengan ketidakteraturan dalam arah vertikal yng cukup besar.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2 Analisis Dinamik
Gaya lateral yang bekerja pada struktur selama terjadi gempa tidak dapat
dievaluasi secara akurat oleh metode analisis statik. Analisis dinamik dipakai untuk
memperoleh hasil evaluasi yang lebih akurat dari gaya gempa dan perilaku struktur.
Struktur yang didesain secara statik dapat ditentukan apakah struktur tersebut cukup
aman berdasarkan hasil responsnya dengan analisis dinamik. Jika dari hasil respons
tersebut struktur dinyatakan tidak aman, desain struktur tersebut harus dimodifikasi
agar memenuhi syarat struktur tahan gempa.
BEBAN GEMPA
MULAI
PERHITUNGAN
STATIK
PENGUJIAN
STRUKTUR
PERENCANAAN STRUKTUR
GEMPA BUMI
ANALISIS DINAMIK
AMAN TIDAKNYA
STRUKTUR
SELESAI
KONFIRMASI KETAHANAN TERHADAP GEMPA
Gambar 1. Proses perencanaan bangunan tahan gempa
Analisis statik dapat kita bagi menjadi dua jenis yaitu:
1. Analisis dinamik linear
Respons elastis dari suatu struktur akibat gaya gempa dapat ditentukan
dengan analisis modal. Riwayat waktu dari respons tiap ragam karakteristik
Universitas Sumatera Utara
harus diperoleh terlebih dahulu dan kemudian dijumlahkan untuk
memperoleh respons riwayat waktu dari kumpulan massa dengan sistem n
derajat kebebasan. Prosedur ini dinamakan analisis riwayat waktu. Analisis
respons dinamik riwayat waktu linear adalah suatu cara analisis untuk
menentukan riwyat respons dinamik struktur gedung 3 dimensi yang
berperilaku elastik penuh terhadap gerakan tanah akibat gempa rencana pada
taraf pembebanan gempa nominal sebagai data masukan dimana respons
dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metode integrasi
langsung atau dapat juga melalui metode analisis ragam.
Analisis riwayat waktu tidak selamanya diperlukan karena sering kali hanya
nilai maksimum respons yang diperlukan untuk perencanaan gempa. Dalam
hal ini, nilai maksimum dari respons tiap ragam diperoleh dari desain spektra
dan ditambahkan untuk menentukan respons maksimum dari keseluruhan
sistem. Prosedur ini dinamakan analisis ragam spektrum respons. Analisis
ragam spektrum respons adalah suatu cara analisis untuk menentukan respons
dinamik struktur gedung beraturan 3 dimensi yang berperilaku secara elastik
penuh terhadap pengaruh suatu gempa dimana respons dinamik total struktur
gedung tersebut didapat sebagai hasil superposisi dari respons dinamik
maksimum masing-masing ragamnya yang didapat melalui spectrum respons
gempa rencana. Namun, metode ini tidak dapat digunakan jika ada ragam
dimana periode getaran translasional atau torsional mendekati nilai periode
alami. Dalam hal ini, harus digunakan integrasi langsung dari persaman
geraknya.
Universitas Sumatera Utara
2. Analisis dinamik nonlinear
Gaya gempa rencana, gaya dalam, dan perpindahan (displacement) dari
sistem yang menggunakan prosedur analisis dinamik nonlinear ditentukan
dengan analisis respons dinamik inelastis. Dengan analisis dinamik nonlinear,
displacement yang direncanakan tidak ditentukan dengan target displacement
tetapi ditentukan secara langsung melalui analisis dinamik dengan riwayat
gerakan tanah (ground-motion histories). Analisis ini sangat dipengaruhi oleh
terhadap asumsi dalam pemodelan dan gerakan tanah yang mewakilinya.
Analisis dinamik nonlinear mempunyai dasar-dasar, pendekatan dalam
pemodelan, dan kriteria-kriteria yang hampir sama dengan prosedur untuk
analisis statik nonlinear. Perbedaan utamanya yaitu perhitungan respons
untuk analisis dinamik nonlinear ini menggunakan analisis riwayat waktu.
Analisis respons dinamik riwayat waktu nonlinear adalah suatu cara analisis
untuk menentukan riwayat waktu respons dinamik struktur gedung 3 dimensi
yang berperilaku elastik penuh (linear) maupun elastoplastis (nonlinear)
terhadap gerakan tanah akibat gempa rencana sebagai data masukan dimana
respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metode
integrasi langsung.
Universitas Sumatera Utara