tugas akhir diajukan sebagai tugas akhir dalam rangka

of 114/114
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

Post on 01-Oct-2021

3 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

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
Menggunakan Aplikasi EERA Dengan Sumber Gempa Patahan Walanae
Skripsi
Gelar Sarjana Teknik
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.
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.
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.
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.
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.
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
vi
3.4 Peralatan Yang Digunakan ............................................................... III-45
3.5 Prosedure Penelitian ......................................................................... III-46
3.6 Pengumpulan Data .......................................................................... . III-50
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
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 4.4 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
xi
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 (0.066 N-8.037 S dan 117 E- 123 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
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 2.10. Lembar Kerja Gempa II-34
Gambar 2.11. Lembar Kerja Profil. II-36
xii
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 4.3 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
xiii
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
xiv
Panakukang IV-92
MAKASSAR MENGGUNAKAN APLIKASI EERA DENGAN SUMBER GEMPA
PATAHAN WALANAE
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
I - 1
BAB I
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.
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,
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
I - 3
masih layak huni dalam jangka panjang ataupun kota Makassar harus di tata
ulang sesuai analisis data EERA.
1.2 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?
seismic hazard assessment (DSHA).
tanah di wilayah Makassar.
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
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 0.066 o N -
8.037 o S dan 117
o E - 123
kejadian gempa pada kedalaman 0 – 500 km dengan magnituda 4.0 ≤
M < 8.0.
Deterministic.
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.
I - 5
Gambaran umum mengenai isi penelitian ini, dapat dituliskan secara singkat
sebagai berikut:
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.
Berisikan simpulan hasil analisis data penelitian dan saran sebagai hasil
pandangan penelitian yang telah dilakukan sehubungpan dengan tujuan
penelitian.
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 ,
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.
II - 8
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
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
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 0.066 N-
8.037 S dan 117 E- 123 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.
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
II - 11
2013).
Gambar 2.3 Gempa yang terjadi sepanjang tahun 1924 – 2013 di sekitar
kota Makassar (0.066 N-8.037 S dan 117 E- 123 E) dengan kedalaman 0 –
500 km 4.0 ≤ M ≤ 8.0 (USGS)
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
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.
II - 13
Lokasi Kota Makasar
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
II - 14
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.
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.
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)
II - 16
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 :
II - 17
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
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 :
D = Jarak episenter ke seismogram (km)
2. Magnitud Permukaan (Ms)
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) :
Dengan :
tanah pada periode 20 detik
II - 19
3. Magnitud bodi (mb)
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) :
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).
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 :
µ = modulus geser batuan (3 x 10 11
dyne/cm 2 ),
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)
Ms > 6,8 (2.9)
Normal faults MS=0.809+1.341 log L
Reverse faults Ms=2.021+1.142 log L
2. Luas Robekan, A (Wyss, 1979)
MS= 4.15+log A(km 2 )
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)
MS= 7.223+1.263 log S (mm/yr)
Gambar 2.8 Grafik hubungan persamaan Momen Magnitud (Mw) dengan
Magnitud Surface (Ms)
penggunaannya juga lebih sedikit dibandingkan penggunaan ketiga magnitude
lainnya.
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
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
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.
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 :
II - 24
Fungsi ini dikembangkan untuk percepatan maksimum horizontal yang
berlaku untuk sumber gempa di sekitar Jepang. Rumusan fungsi atenuasi yang
dihasilkan adalah :
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.
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.
Insensitas Mercalli
Mangnitude (Skala
Jumlah Gempa
kecuali
menggunakan
hanya sedikit
orang yang
sebagaian orang,
khususnya pada
lantai atas
gedung, tapi
banyak orang
yang tidak
menyadari akan
adanya gempa
(bom atom
hampir semua
orang, bnyak
orang terbangun
dari tidurnya.
Kaca jendela
mulai pecah,
terjadi keretakan
semua orang,
banyak yang
ketakutan dan
lari keluar
(1 bom
terjadi pada
terjadi pada
60
bangunan yang
masih berdiri.
TNT (60.000
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.
getaran akibat aktivitas manusia maupun aktivitas alam. Jadi mikrotremor bisa
terjadi karena getaran akibat orang yang sedang berjalan, getaran mobil, getaran
II - 31
mesin-mesin pabrik, getaran angin, gelombang laut atau getaran alamiah dari
tanah.
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.
II - 32
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:
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.
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.
II - 34
2. Data Tanah
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 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
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.
II - 36
II - 37
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
II - 38
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
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.
II - 39
4. Output (Percepatan) EERA
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.
II - 40
6. Output (Regangan) EERA
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.
II - 41
6. Output (Ampli) EERA
Lembar Kerja di menu EERA.
II - 42
7. Output (Fourier) EERA
mendefinisikan spektrum Fourier untuk sublayer yang dipilih.
Lembar kerja ini dapat digandakan dengan menggunakan Gandakan Lembar Kerja
di menu EERA.
Sel D3: Jumlah rata-rata spektrum Fourier.
Gambar 2.18 Lembar Kerja Fourier.
II - 43
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
III-44
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
Studi literature buku serta peraturan-
peraturan yang berkaitan
Data bor tanah beberapa titik di Kota
Makassar
3.3 Lokasi dan Waktu Penelitian
Lokasi Penelitian adalah Kota Makassar yang terletak pada 5 o 3’ 30,81”
– 5 o 14’ 6,49” LS dan 119
o 18’ 27,79” – 119
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 Barat : Selat Makassar
Berdasarkan peta geologi, Kota Makassar secara umum disusun atas tiga
satuan batuan :
Selesai
Y
N
III-46
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.
2. Printer Epson L120
a. ArcGIS 10.1
e. Aplikasi EERA
3.5 Prosedur Penelitian
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
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.
disajikan pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2.
Tabel 3.1 Jenis Tanah pada Daerah Mall Panakukang Makassar
2.00 1 /15 2.45 2 /15
2 /15
1 /15
3 /15
3 /15
29 /15
14.00 60/11 14.11
Tabel 3.2 Jenis Tanah pada daerah Gedung UNM Kota Makassar
2.00 3 /15
2.45 6 /15
2.00 8.0
5.00 5.0
4.50 5.5
4.00 6.0
coklat tua lunak ; berat isi 2,28
gr/cm3; berat jenis 2,62; c 0,25; φ 27; berdasarkan USCS merupakan CL
12
abu lunak; berat isi 2,19 gr/cm3;
berat jenis 2,63; c 0,5; φ 22; Cc
0,2124, Cv 0,00006, Pc' 2,418;
berdasarkan USCS merupakan ML
kaku; berat isi 2,19 gr/cm3; berat jenis 2,63; c
0,20; φ 22; berdasarka USCS erupaka CL 9.50 0.5
9.00
Nilai rata rata kecepatan gelombang geser yang diinput kedalam
program yaitu 194,13 m/s.
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 0.066 o N - 8.037
o S dan 117
123 o 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.
III-52
Gambar 3.3 Peta Geologi Kota Makassar
III-53
5. Sumber-sumber gempa yang mempengaruhi kejadian gempa di sekitar
Kota Makassar
sekitar Kota Makassar
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.
IV-55
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)
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
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
IV-57
Tabel 4.1 Magnitudo maksimum dan Jarak Sumber ke Titik Tinjau(Peta
Hazard Gempa Indonesia 2010)
(mm/year)
4.1.3 Melakukan “Controlling Earthquake”denganpersamaan
atenuasi
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.
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.
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 : = , + , − −log − , . (4.1)
dimana :
r = 89, 64 (km)
sehingga data yang diperoleh di subtitusi kedalam persamaan 2.10. = , + , , − −log , − , . , = ,
Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Joyner & Boore (1988)
sebesar 0,0387 g
(1990)
horizontal yang berlaku untuk sumber gempa di sekitar Jepang.
Rumusan fungsi atenuasi yang dihasilkan adalah : = , −log + , 0, − , + ,
(4.2)
dimana:
persamaan (2.11). = , . , −log , + , 0, , − , , + , = ,
Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Fukushima dan Tanaka
(1990)sebesar 9,76 g
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 : = , + , − −log − , . (4.3)
dimana :
sehingga data yang diperoleh di subtitusi kedalam persamaan 2.10. = , + , , − −log , − , . , = ,
Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Joyner & Boore (1988)
sebesar 0,0258 g
Fungsi ini dikembangkan untuk percepatan maksimum
horizontal yang berlaku untuk sumber gempa di sekitar Jepang.
Rumusan fungsi atenuasi yang dihasilkan adalah : = , −log + , 0, − , + ,
(4.4)
dimana:
persamaan (2.11).
Jadi, percepatan getaran untuk persamaan Fukushima dan Tanaka
(1990)sebesar6,15 g
menggunakan persamaan autenasi didapatkan nilai minimum sebesar
IV-63
2 dengan nilai persen
(LPPM,2016).
= 1,8 x 0,253 %
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.
belum teramplifikasikarena pengaruh jenis tanah setempat. Untuk
mengetahui percepatan di permukaan tanah diperlukan koreksi
berdasarkan pengaruh jenis tanah setempat dengan menggunakan
persamaan :
PGA = Percepatan gempa maksimum pada batuan dasar
IV-64
Kelas situs PGA ≤ 0,1
Batuan (SB) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Tanah Sangat
Tanah Sedang
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)
SB (batuan) 750 sampai 1500 N / A N / A
SC (tanah keras,
sangat padat dan
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
3. Kuat geser niralir, Su< 25 kPa
SF (tanah khusus,
spesifik-situs yang
mengikuti 6.10.1 )
:
- 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
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.
No. BH Kedalaman N60
IV-66
No. BH Kedalaman N60
No. BH Kedalaman N60
No. BH Kedalaman N60
Tabel 4.6 Kecepatan Geser Gelombang Pada Tanah Gedung UNM
No. BH Kedalaman N60
No. BH Kedalaman N60
No. BH Kedalaman N60
IV-68
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.
berdasarkan data SPT :
Tabel 4.7 Rekapitulasi nilai Vs dari persamaan korelasi berdasarkan hasil
uji SPT di Mall Panakukang Makassar
No. BH Kedalaman N60
1
01
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
IV-69
No. BH Kedalaman N60
1
02
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
1
03
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
1
04
2 4 11 44.4 142.578 Tanah Lunak
3 6 13 56.8 158.148 Tanah Lunak
IV-70
Tabel 4.8 Rekapitulasi nilai Vs dari persamaan korelasi berdasarkan hasil
uji SPT di Gedung UNM Makassar
No. BH Kedalaman N60
1
01
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
1
02
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
1
03
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
IV-71
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 :
jenis tanah
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
1 01
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
No. BH Kedalaman N60
1
02
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
No. BH Kedalaman N60
1 03
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
No. BH Kedalaman N60
1
04
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Keras 1.2 0.253 0.3036
Tabel 4.11 Rekapitulasi PSA untuk titik Vs yang menggunakan persamaan
korelasi diGedung UNM
1
01
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
No. BH Kedalaman N60
1
02
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
Keras 1.2 0.253 0.3036
No. BH Kedalaman N60
1
03
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Lunak 1.7 0.253 0.4301
Sedang 1.4 0.253 0.3542
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.
tinggi dariakselerasi masukan.
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.
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
IV-77
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.
IV-78
unit fisik aplikasi EERA, dimana kecepatan geser gelombang
adalah parameter penting untuk mengetahui perilaku dinamis
tanah di bawah permukaan.
Gambar 4.6Worksheet Profil Tanah Untuk Wilayah Gedung Mall
Panakukang
IV-79
Gambar 4.7 Hasil Output Dari Profil Tanah di Wilayah Gedung UNM
IV-80
Gambar 4.8Hasil Output Dari Profil Tanah di Wilayah Gedung Mall
Panakukang
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
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.
IV-82
Gambar 4.11 Proses Running Data Gempa, Perhitungan Kompetibel ,
dan Perhitungan Output EERA Untuk Gedung UNM
IV-83
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
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
IV-84
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.
IV-85
Panakukang
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
IV-86
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
IV-87
Gambar 4.16 Hasil Strain dari EERA untuk gedung Mall Panakukang
3. Output Faktor Amplifikasi
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.
IV-88
struktur dan menimbulkankerusakan yang parah, terutama saat
frekuensi gelombang seismik sama dengan resonansi frekuensi
struktur bangunan buatan manusia. Berikut ini hasil dari pembacaan
amplifikasi.
Panakukang
IV-89
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
IV-90
Mall Panakukang
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.
IV-91
UNM
IV-92
Mall Panakukang
No Parameter Designated sites
Model 1 Model 2
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
Maximum spectral acceleration (g)
Maximum spectral velocity (cm/s)
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
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
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.
V-98
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:
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.
mensosialisasikan peta-peta hazard yang dihasilkan dalam hasil kajian ini
kepada masyarakat dengan sasaran membangun kesiapan masyarakat dalam
menghadapi gempa bumi.
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.
Darjanto, Helmy. 2005. Analisa Resiko Gempa di Pengeboran Minyak Tiaka
Field. Jakarta
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.
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.
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.
Displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 84,
No. 4, pp. 974-1002.