ANALISIS GEMPA DINAMIK TIME HISTORY DENGAN ETABS

Indonesia adalah negara yang dilalui 2 jalur seismik. Hal ini

menyebabkan gempa bumi sering terjadi di negara ini. Bagi seorang insinyur

teknik sipil khususnya struktur, beban gempa menjadi aspek penting yang

perlu diperhitungkan dalam mendesain bangunan terutama dari segi

struktural.

Ada 2 pendekatan yang digunakan untuk memperhitungkan beban

lateral (gempa bumi) yang bekerja pada suatu struktur, yaitu analisis secara

statik ekivalen dan analisis dinamik (respon spektra atau time history).

Analisis dinamik linier riwayat waktu (time history) sangat cocok digunakan

untuk analisis struktur yang tidak beraturan terhadap pengaruh gempa

rencana.

Mengingat gerakan tanah akibat gempa di suatu lokasi sulit diperkirakan

dengan tepat, maka sebagai input gempa dapat didekati dengan gerakan

tanah yang disimulasikan. Dalam analisis ini digunakan hasil rekaman

akselerogram gempa sebagai input data percepatan gerakan tanah akibat

gempa. Rekaman gerakan tanah akibat gempa diambil dari akselerogram

gempa El-Centro N-S yang terjadi di Imperial Valley, California pada tanggal 15

Mei 1940.

Input data akselerogram gempa El-Centro ke dalam ETABS dapat

dilakukan dengan beberapa cara Ada 2 cara untuk menganalisis beban

lateral time history dengan menggunakan software SAP2000 atau ETABS yaitu:

CARA 1.

Pilih Define- Time History Function- Function from File. Kemudian Browse di My

Computer/ C/ Program Files/ Computer and Structures/ ETABS/ Time History

Function/ Elcentro. Untuk lebih jelasnya dapat lihat screen shoot berikut ini :

 Gambar 1. Time History Function Definition dengan ETABS

CARA 2.

Download recorded accelerograms dari the PEER database. Kemudian upload

accelerogram yang telah didownload ke SAP2000 atau ETABS

Salah satu intitusi yang bernama “The Pacific Earthquake Engineering

Research (PEER)”, yang berpusat di University of California at Berkeley,

mempunyai data lebih dari 10,000 rekaman strong ground motion yang terdiri

dari 173 data gempa yang berbeda yang dapat diakses publik secara online.

Alamat websitenya ada di :http://peer.berkeley.edu/ dan keseluruhan

database ini dapat dicari di alamat: http://peer.berkeley.edu/nga/

Sebagai contoh, misalnya kita ingin mendownload accelerogram recorded

Gempa Imperial Valley 1940 earthquake. Silakan ikuti langkah seperti pada

gambar berikut :

1. Klik situsnya di http://peer.berkeley.edu/nga/search.html

Gambar 2. Tampilan Menu Search Ground Motion Records

2. Pada menu Search Ground Motion Records kita bisa memilih lokasi mana

yang akan kita cari data Gempanya. Saat event telah terpilih di top drop-

down list, kita pilih menuDisplay Results. Ganti "On Map" dengan "In

Table”. Lalu SEARCH. Lalu akan muncul Data Gempa seperti di bawah ini :

Gambar 3. Data Gempa yang Ada di PEER

Dengan meng-klik data yang diinginkan dalam hal ini NGA0006, halaman

baru akan muncul dengan beberapa informasi terkait gempa tersebut.

Apabila kita me-scroll down,  links menuju 3 komponen dari accelerogram

(180°, 270° and vertical) akan muncul.

Gambar 4. Tampilan Records Number Gempa yang Dicari

Dengan right-click pada satu dari link tersebut (misal komponen pertama

horizontal ditandai dengan IMPVALL/I-ELC180), halaman baru berupa

kumpulan data angka- angka akan terbuka yang berisi time history of the

ground acceleration yang dipilih. Seperti berikut ini :

4 baris pertama data di atas adalah berupa keterangan mengenai gempa

tersebut, yaitu:

 Location: “Imperial Valley”

 Date: 19th May 1940

 Time: 4:39am

 Station: “El Centro Array #9”

 Direction: Horizontal, 180°

 Units of acceleration: g= 9.81 m/s2 (acceleration of gravity)

 Number of time instants: 4,000

 Sampling time: Δt= 0.01 s (f= 100 Hz)

Adapun cara membaca data gempa tersebut adalah dari dari kiri ke kanan per

baris lalu ganti ke baris selanjutnya hingga baris terakhir.

Kemudian simpan (save) atau copy paste data accelerogram recorded tersebut

dalam di notepad dengan format (.txt). Seperti gambar di bawah ini :

Gambar 5. Simpan ke Format (.txt)

Setelah kita menyimpan data tersebut, baru bisa gunakan ke SAP atau ETABS

dengan cara pilih Define- Time History Function- Function from File. Kemudian

Browse di My Computer/ C/ Program Files/ Computer and Structures/

ETABS/ Time History Function/Imperial Valley.

Dalam analisis ini redaman struktur (dumping) yang harus diperhitungkan

dapat dianggap 5% dari redaman kritisnya. Faktor skala yang digunakan = G x

I/R. Dimana :

G adalah percepatan gravitasi ( 9,81 m/s²)

I adalah faktor keutamaan gedung

R adalah faktor reduksi gempa (dalam kasus ini menggunakan daktalitas

parsial R= 4)

Jadi, scale factor = 9,81 x 1 / 4 = 2,45

Untuk memasukkan beban gempa time history ke dalam SAP atau ETABS maka

harus didefinisikan terlebih dahulu ke dalam Time History Case. Mengingat

akselerogram tersebut terjadi selama 10 detik, maka dengan interval waktu

0,1 detik, jumlah output step-nya menjadi = 10/0,1 = 100. Data-data tersebut

diinputkan ke dalam ETABS untuk gempa Time History arah X dan Y seperti

Gambar 6 dan 7. 

Gambar 6. Time History Case Data untuk arah X

Gambar 7. Time History Case Data untuk arah X

Setelah input data kita masukkan. Kemudian kita Run.

Contoh gaya geser dan momen yang terjadi karena Gempa Dinamik

dengan time historydapat dilihat di bawah ini.

    Gambar 8. Gaya Geser (shear) Arah X yang terjadi karena Gempa

Dinamik, pada Perencanaan Gedung 9 Lantai

 Gambar 9. Gaya Geser (shear) Arah Y yang terjadi karena Gempa

Dinamik, pada Perencanaan Gedung 9 Lantai

Gambar 10. Momen Arah X yang terjadi karena Gempa Dinamik, pada

Perencanaan Gedung 9 Lantai

Gambar 11. Momen Arah Y yang terjadi karena Gempa Dinamik, pada

Perencanaan Gedung 9 Lantai