BEBAN GEMPASESUA! SNt - 03 - 1726 - 2002

\;,l\'f$

ffi

REKAYASA GEMPA(DILENGKAPI DENGAN ANALISIS BEBAN GEMPA

sESLrAr SNr - 03 - 1726 - 2OO2)

SI,JHARIANTO

Rureyase Gnvrpa(DrrEucrepr DENGAN ANALrsrs BEBAN GEMpA sEsuAr sNI-03-1725 -2002)

Suharjanto@ penulis

Desain coverLayout

: Edy Basley: Bemadia Errisa Maharani

Cetakan pertama, Februari 2013

Diterbitkan oleh Penerbit Kepel pressUntuk |anabadra University pressUniversitas Janabadra Yogyakarta

ISBN : 978-602-937 4-52-0

Hak cipta dilindungi oleh undang-undang.Dilarang memperbanyak karyatulis ini dalam bentuka-papln dan dengan cara apapury tanpa izin tertulisdari Penulis dan Penerbit

Dicetak oleh percetakan Amara BooksIsi di

KATA PENGANTAR

Gempa bumi yang sering teriadi di Indonesia hampirselalu menelan korban jiwa. Namun dapat dipastikan bahwakorban jiwa tersebutbukan diakibatkan secara langsung olehgempa, tetapi diakibatkan oleh keruntuhan bangunan padasaat terjadi gempa dan mengakibatkan koban jiwa.

Hal tersebut diminimalkan dengan membuat suatubangunan yang tahan gempa. Yang dimaksud denganbangunan tahan gempa disini adalah bangunan yang tidakmengalami kerusakan pada saat terjadi gempa ringarymengalami kerusakan non struktural yang dapat diperbaikipada saat terjadi gempa sedang, dan tidak runtuh tetapihanya mengalami kerusakan struktural dan non strukturalpada saat teriadi gempa kuat.

Untuk lebih mendalami tentang perilaku dan anlisis bebanbeban akibat gempa maka disusunlah buku Rekayasa Gempayang dilengkapi dengan analisis Beban Gempa BerdasarSNI-03-1726-2002 khususnya untuk Gedung Beraturandengan ketinggian dibawah 40 meter, dengan metodeBeban Gemapa Statik Ekivalen. Buku ini diharapkan akanbermanfaat bagi masyarakat, praktisi maupun akademisiyang diharapkan bermanfaat bagi semua kalangan.

Yogyakar ta, 7 F ebruari 2013

Suharjanto

DAFTAR ISI

Kara PnncaxrenDaftar Isi

Ben 1 Tnrurx Grupa Dau FTNoMENA Gnvrre

vvii

1.1L.21.3L.4

2.1.2.22.32.42.52.62.7

Definisi dan Deskripsi GempaProses Terjadinya Gempa Bumi

1,

239

Teori Lempeng TektonikFenomena Gempa Bumi di Indonesia

B.ls 2 Srera nax Uxumru GnurrePusat Gempa, Hypocenter, EpicenterGelombang GempaIstilah-Istilah Dalam Gempa BumiKlasifikasi Gempa BumiCara Menentukan Letak EpicenterSkala Kekuatan GempaAlat Pencatat Gempa

16192L22232539

Ban 3 KEnusnxau Srnuxrun Baucursml Armar Gnprpa3.1 Kerusakaan Permukaan Tanah

(Surface Faulting) 42

3.2 Kerusakan Akibat Getaran di permukaanTanahKerusakan Akibat Kelongsoran Lereng TanahKerusakan Akibat Bencana Tsunami.__

_

Ban 4

4.1,4.24.34.4

Ekivalen

Iln, 5 RarucxurraaN srsru^a srRuxruRer Barucurva* TrrvccrPnrvnllaN BEnaru GEnapa (nEnoasan SNI _ 0g _ 1.726 _2002 oarv SNI 03-28 4Z-2OO2|

Mnroor PEnHrrurucaN BrsaN GsMpa Mrrons SrerxExurvernu (nsnnesen SNI , 0g - lT26 _ 20021Konsep dan DefinisiAnalisis Beban Statik Ekivalen

Derran Pusrexa

Perencanaan Gedung -

Beban Statik EkivalenIlustrasi Perhitungan Beban Gempa Statik

f..i*ip Rancangan Secara Umum .. 122Sistem Struktur Bangunan Tahan Gempa........ l2SSistem Struktur Dinding Geser lZ7Sistem Struktur Rangka pemikul Momen ........ 130

464850

587589

99

3.33.4

5.15.25.35.4

148

vllt

Bab

Teknik Gempa dan Fenomena Gempa

Bab L ini:r Definisi dan deskripsi gempao Proses terjadinya gempa bumi. Teori lempeng tektoniko Fenomena gempa bumi di Indonesia

l.L Definisi dan Deskripsi Gempa BumiTeknik Gempa dapat didefinisikan sebagai cabang dari

teknik yang ditujukan untuk mengurangi bahaya gempa.Dalam arti luas Teknik Gempa meliputi penyelidikandan penyelesaian masalah yang dibuat oleh gempa bumiytrtg merusak, yang meliputi perenczlnaan, perancangan,pembangunan dan pengelolaan struktur tahan gempa danfasilitasnya.

Gempa bumi didefinisikan sebagai getaran yang bersifatalamiah, yangterjadi pada lokasi tertentu, dan sifatnya tidakberkelanj utan. Gempabumibiasa disebabkan oleh pergerakankerak bumi (lempeng bumi) secara tiba-tiba (sudden slip).Pergeseran secara tiba-tiba terjadi karena adanya sumbergaya (force) sebagai penyebabnya, baik bersumber dari alammaupun dari bantuan manusia (artificial earthquakes). Selaindisebabkan oleh sudden slip, getaran pada bumi juga bisadisebabkan oleh gejala lain yang sifahrya lebih halus atau

lrrnrl,ir llr,lrlrrur krr rl kr,t'il yilllB sulit dirasakan manusia.( .rrl.lr 1',r'lrrrirr lr.r'r rl ,r.l,rl,rlr gt.tirran yang disebabkan oleh

l,rlu lrrrl,lr, rrrnlrtl, Lr.rr.lrr ,rPi, 11,,rr.,n angin pada pohonrlittt l,rirr l,rrrr (ir.lrlt.ln :rr.lx.t'li ilri tlikelompokan sebagaimi kroseisrr r isi l,rs (ti(.1.u'.r r r rrrr r rtlrrt I kr.r'i I ).

Berdasarkarr hirsil l)(.n(.ltli.ln tl,rr.i Pt.rrcliti kebumian,menyimpulkan bahwa harrrpir ().ri pr.rst.rr lt.lrih gempa bumialamiah yang cukup besar biirsa tcrjltli tli daerah bataspertemuan antar lempeng yang mcnyusLnr kt.rak bumi dandi daerah sesar ataufault. Bumi kita walaupun padat, selalubergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tc'kanan yangterjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untukdapat ditahan.

Indonesia termasuk negara yang sering tertimpa bencanag-eTp1 bumi. Gempa bumi baik yang skala kecil maupunskala besar pernah terjadi di Indonesia. Letak geogiafisIndonesia yang berada di pertemuan perbatasan 3(tiga)lempeng tektonik, yitu lempeng Australia,lempene pacifindan lemene Euroasia (lihat Gambar 2) mengakibatkanIndonesia menjadi daerah yang rawan gempa. Selain diIndonesia, negara yang sering terkena benianagempa bumiadalah ]epang. Bahkan bisa dikatakan, ]epang adalah negarayang paling sering terkena bencana gempa bumi. Sekitar 90persen gempabumi terjadi dibawah air. Tepabrya,didaerahcincin api yang terletak di lingkaran Lautan pasffik.

1.2 Proses Teriadinya Gempa BumiKebanyakan gempa bumi disebabkan dari pelepasan

energi yar.g dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan olehlempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kianmembesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimanatekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiranlempengan. Pada saat itulah gempa bumi alian terj adi. Cempabumi biasanya terjadi di perbatasan lempenganlempengan

tersebut. Gempa bumi yang paling parah biasanya teriadidi perbatasan lempengan kompresional dan translasional.Gempa bumi kemungkinan besar terjadi karena materilapisan litosfer yang teriepit kedalam mengalami transisi fasepada kedalaman lebih dari 600 km. Beberapa gemPa bumitain iuga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalamgunungberapi. Gempabumi seperti itu dapat menjadi gejalaakan terjadinya letusan gunungberapi. ]ika gunung tersebutmulai aktif, akan terjadi getaran di permukaanbumi dan itutermasuk gempa vulkanik.

Beberapa Bempa bumi (namun jarang terjadi) jrgaterjadi karena menumpuk yu massa air yang sangat besardi balik dam, seperti Dam Karibia di Zarnbia, Afrika.Sebagian lagi (jarang iuga) iuga dapat teriadi karena injeksiatau ekstraksi cairan dari/ke dalam bumi (contoh. padabeberapa pembangkit listrik tenaga panas bumi dan diRocky Mountain Arsenal. Terakhir, gempa juga dapat terjadidari peledakan bahan peledak. Hal ini dapat membuatpara ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yarrgdilakukan pemerintah. Gempa bumi yang disebabkan olehmanusia seperti ini dinamakan juga seismisitas terinduksi

1.3 Teori Lempeng TektonikBumi terdiri dari banyak lapisan. Lapisan terluar burni

adalah litosfer. Di bawah permukaan litosfer terdapatlapisan yang menyerupai kerang yang terdiri dari tujuh batupiringan tebal, seperti terlihat pada Gambar 1-. Batu tersebuttebalnya sekitar 100 km yang bisa bergerak sepanjangL0 sentimeter tiap tahunnya. Gempa bumi sering terjadikarena adanya pergerakan di antara dua lapisan batu tebal.Gerakan batu itu juga bisa terjadi karena ada tekanan daripermukaan bumi selama bertahun-tahun. Pergeseran itulahyarrrg membuat gempa bumi terjadi dan sering disebutsebagai gempa tektonik.

"l

,,::IH1;1,,'r#ffH#:.*-

Lapisan kulit bumi terbagi dalam beberapa perat ataulempeng tektonik seperti teilihat pada Ganibar'1.2. peratpktoni\ yang satu dengan yang la-innya cenderung untukbergerak.

Gambar 1.2. I'eta lrr.lat't'ektorrik !)unia(Strmber ( ianrlrirr: w ww.ofspi r.i l,rr rtlsotr Lcom)

Potensi gempa di Indonesia memang terbilang besar,sebab berada dalam pertemuan sejumlah lempeng tektonikbesar yang aktif bergerak. Kemudian interaksi lempengIndia-Australia, Eurasia dan Pasifik yangbertemu di Bandaserta pertemuan lempeng Pasifik-Asia di Sulawesi danHalmahera.Kata Sukhyar, terjadinya Bempa juga berkaitandengan sesar aktif. Di antaranya sesar Sumatera, sesar Palu,atau sesar di yang berada di Papua. Ada iuga sesar yanglebih kecil di ]awa seperti sesar Cimandiri,lawaBarat.

Sedangkan peta pelat tektonik dan garis patahan atausesar (fault line) dl wilayah hrdonesia terlihat pada Gambar1.3 berikut.

Gambar 1.3 Pelat tektonik dan sesar di wilayah IndonesiaSumber Gambar : www.o chaonline.un.org

Para peneliti kebumian berkesimpulan bahwa penyebabutama terjadinya gempa bumi beriwal dari adahya gayapergerakan di dalam interior bumi (guya konveksi mantel)yang menekan kerak bumi (outer layer) yang bersifat rapuh,

@.il;fa"-ffi X;il Frate: aftd Fdu n Lircs

sehingga ketika kerak bumi tidak lagi ktr,rt tl.rl,rrr*rcrespongaya gerak dari dalam bumi terst:but rrrlk.r .k.ur nrcm6uatsesar dan menghasilkan gempa bunri.

Akibat gaya gerak dari dalam bumi irri rrraka kcrak bumitelah terbagi-bagi menjadi beberapa fragmcn yang di sebutlempeng (Plate). Gaya gerak penye,bab gcrnpa'bumi iniselanjutnya disebut gaya sumber tektonik (tt:ctrinic source).

Bentuk pergerakan pada batas pelat (platc boundary) yangsatu denganpelatyang lain secara garis besa r d i kerompoi.ku"atas tiga pergeraakn sebagai berikut

1. Dio ergent plate b oun daries (saling meni auh)Pada Gambar 1 .4, terlihat proses pergerakan pelat tektonik

Iarg _saling menjluh, sehingga terbentuk limbah padaboundary (Rift valley), yang memungkinkan terbukanyamantle dan magma di dalamnya terdorong keluar

Contin*nlal Shelf

Gambar 1.4 Dioergent Plate B ounilariesSumber : www.belmont.sd62.bc.ca

2. Cono ergent plate b oundaries (sal i n g m c n d e ka t)Pada Gambar 1.5, terlihat pros(,s pcrgcrakan pelat

tektonik yang saling mcndckat, pelat tektonik yang satuakan menelusup dibawah pclat tcktonik yang lainnya, yangmemungkinkan terbentuknya gelombang tsunami.

l$l'; '

.,,r'-.::'_ :"::.:-

ffi.#s&ni{ frfl{rs's

e.'t r"tUL

Gambar 7.5 Conztergent Plate BounilaiesSumber : www-plainedgeschools_org

3. Transfonn plflte b oundartes (bergeser)Pada Gambar 1.6, terlihat proses pergerakan pelat

tektonik yanlg saling bergeser, pelat tektonik yang satuakan saling bergeser dalam arah samping atau bawah pelattektonik yang lainnya, yang memungkinkan terbentuknyagelombang tsunami.

5iflh[)iruirlli.rg wdi l-ilu*

\-.. i "a!:' i

ic, ir,1al iai-r;tit-1ii iI

fi :l rJ rr",::! i h:e';l: {

Gambar 1.6. Transform Plate BoundaiesSumber : wulw.britannica.com

Terjadi pada tanggal 27 Mei2006. Gempa terjadi selama57 detik dengan kekuatan 5,9 skala richter. Lebih dari 6000jiwa meninggal. Titik pusat gempa pada koordinat 8.24"L5dan L10.43" BT pada kedalaman laut 33.000 meter.

L.4 Fenomena Gempa Bumi di IndonesiaSejumlah wilayah di Indonesia berulang kali dilanda

gempa bumi. Dalam rentang waktu yang terbilang singkatgempa mengguncang Tasikm alay a, Yogyakarta, Aceh, NusaTenggara Barat, Toli-Toli, Sulawesi Tengah. Akibat gempatidak hanya merusakan bangunan, namun banyak menelankorban jiwa.

Selama ada dinamika di lapisan bumi, maka akan tetapterjadi potensi gempa. Menurut Badan Geologi DepartemenESDM, setiap hari kita mencat ada gempa, cuma skalanya

utrri*tr-slip f*ullng\ .*^-

beragam. Lempeng-lempeng yang bergerak menjadikanpotensi gempa.

Daerah rawan gempa tersebut membentang di sepanjangha tas lempeng tektonik Australia dengan Asia, lempeng Asiadt'ngan Pasifik dari timur hingga barat Sumatera simpaisclirtan Jawa, Nusa Tenggara, serta Banda. Daerah rawangcmpil tcrsebut membentang di sepanjang batas lempengtektonik Australia dengan Asia, lempeng Asia denganPasifik dari timur hingga barat Sumatera sampai selatanlawa, Nusa Tenggara, serta Banda.-

Berhubung sampai saat ini belum ada teknologi yangdapat memprediksi baik waktu, tempat dan intensital g"*pudi Indonesia, maka zorra-zorta yang masuk rawan g"*puharus mendapat perhatian. Ada 3 (tiga) pendekatan untukmengantisipasi terjadinya gempa agar tidak menimbulkandampak yang besar.

Pertama, pendekatan struktural yakni mengikuti kaidah-kaidah konstruksi yang benar dan memasukan parameterkegempaan dalam mendirikan bangunan.

Kedua, pendekatan nonstruktural dengan membuatpeta rawan bencana gempa. Informasi potensi gempa inidimasukan dalam perencanaan wilayah.

Ketiga, intensif melakukan sosialisasi kepada masyarakatterhadap pemahaman dan pelatihan penyelamatan dampakgemPa.

Fenomena gempa bumi yang banyak menimbulkankorban jiwa di Inonesia antara lain, diilustrasikan berikutini

Gempa Bumi Yogyakarta Mei 2O06 adalah peristiwagempa Bumi tektonik kuat yang mengguncang DaerahIstimewa Yogyakarta dan Jawa Tengah pada 27 Mei 2006kurang lebih pukul 05.55 WIB selama 52 detik. Gempa Bumitersebut berkekuatan 5,9 pada skala Richter.

T,okasi gempa menurut Badan Geologi DepartemenEnergi dan sumber Daya Mineral Republik Indoneiia terjadi

di koordinat 8,007" LS dan 1.10,286" BT pada kedalaman17,LktrL. Sedangkan menurut BMG, posisi episenter SemPaterletak di koordinat 8,26o LS dan 1 1-0,31 o BT pada kedalaman33 km.itu di release sesaat teriadi gemPa-

Secara umum Posisi gempa berada sekitar 25 kmselatan-barat daya Yogyakarta, 1 L 5 km selatan Sem ar ang, 145km selatan-tenggara Pekalongan dan440 km timur-tenggara]akarta. Walaupun hiposenter SemPa berada di laut, tetapitidak mengakibatkan tsunami. Gempa juga dapat dirasakandi Solo, Semarang, Purworejo, Kebumen dan Banyumas.Getaran juga sempat dirasakan sejumlah kota di provinsiJawa Timur seperti Ngawi, Madiun, Kediri, Trenggalek,Magetan, Pacitan, Blitar dan Surabaya. Yang pusat Gernpadan sebarannya terliahat padaGambar 1.7 berikut.

Gempa bumi berkekuatan 5.9 SR itu menguncang-guncang bumi Yogyakarta dan sekitarnya selama hampir1 menit. Korban jiwa melayang, ribuan bangunan runtuh,ribuan orang jadi korban luka dan jutaan orang menjadikorban trauma.

11

,arffl.nsl aYOlfdflO uh

i Jalyd

*rYs-tr lr;j,-''

- ,i4i.4.:; l

.. :., -

.:..1*+, '"f jt:l

::i i li' : .' ,

',;r.'..j i'--.rl;r .,'*"$i; ,"

.t

I: i'r.n 1: 1' 1'.4.,taI +, ?.:., jr.-; ] ltii.)rt1 '\.'=';:

lrli*,hliifn',

1\

ffii,j,.,

Gambar 1.7 Gempa Yogyakarta dan |awa Tengah 27 Mei2OO6Sumber : www. wikipedia.org

Berikut ini Daftar Gempa Bumi Besar yarrg terjadi diIndonesia , di atas skala Richter 5 di Indone;ia, berikutdampak korban jiwa yang terjadi .

12 13

Tabel 1.1 Daftar gempa Bumi besar (di atas skala Richter 5)di Indonesia

Sumber : www. wikipedia.org

25 November 1833 2.5.LU 100.5"87 Gempadisebabkanpecahnyaregmen PalmgSumaterasepanjang 1000km di tenggaraarea ymgmengalamihal yang samapada gempa26 Desember2004. Gempakemudimmemicutery'adinyatsrmmiymgmenerjangpesisir baatSumateradengmwilayahterdekatdari pusatgempa adalahPariamanhinggaBengkulu.Tsunami jugamenyebabkankerusakmparah diMaladewa dmSri Langka.Selain itu,tsunami jugammcapaiAustraliaUtara, TelukBenggala,dan Thailand.Bencma initidak terdoku-mmtasidenagan baikdan tidakdiketahui pastidampak dankorbmya.

2Februai 1938 85 5.05"LU 131.62.87 Pulau Banda dnrrPulau Kai

:t(r?(t.(xxl

( itnrpa Rmil.rut llandal().ilt, dan'l srrrrami yangrrrcrt'riang P.Il rrrda& P. Kai

14 Agustus 1958 7.8 Srrlawrsi tltlrr26lutt1976 7.1 I'apua19 Agustus 1977 8.0 Kepulaunn

Sunda2.2(X)

12 Desember 1992 7.5 Pu]au Irlom 2. | (X) lnformasiIaniutan:(lempa BumiFlore 1992

2 Juni 1994 7.2 Banyuwangi 2004Mei 20fi) 65 Kepulauan

Banggai54

4Imi2m0 7.3 Bengkulu >10012 November 2004 7.3 AIor 2626Dember2fiX 93 Samudn Hindia Nanggroe Aceh

DarusslamdmSumatera Utara

131.028tews,37.000ormShila.g

lnfomasilanjutan:Gempa BmiSmuderaHindia 2004

28 Maet 2005 8.2 z.M"LU97"WSamudm Hindia

Pulau Nias lnfomasilmiutan:Gempa BmiSmtera 2fi)5

27 Is/Iu2OO6 5.9 7977"151.10378"WBantul, Yogyakarta

D.I- IstimewaYogyakarta dmKlaten

6.2U In{omasilaniutm:GempaBmiYogyakarta2.W6

17Idt2W6 7.7 9314,"IS 107.263Bif CimisdmCilacap

>400 Informasilanlutan:Gempa Bmijawa 2fiX

11 Agustus 2fi)6 5.0 2.374LU96.321 W Pulau Simeulue6Maret2ffi7 6.4n{{*,

6.3M_0.49'ts 100.529"9r Sololg Kota

Solok, TanahDatar, KotaBukittinggi

>60 lnfomasilanjutan:GempaBmiSmatera Baat2M7

12 September 2007 4.517"tS 101382"BT KepulauanMmtawai

10 Infomasilaniutan:Genpa BmiBengkulu 2ffi7

26 November 2fi)7 6.7 8.294"rS 11836 BT Smbawa >3

t4 15

17 November 2fi)8 7.7 Sulawesi Tengah 44 Jmuari 2009 7.2 Manolqryari 2

2 September 2009 8.24L5107.32"W Tasikmalaya danCianiur

>87 Informasilaniutan:Gempa Bumi]awa Barat2009

30 September 2009 7.5 M_ 0.725'LS 99.856'BT PadangPariamaryPariamn,Padang, dmAgam

1 115 Informasilaniutan:Gempa BumiSmtera Barat20w135.299 mahrusak berat,65.306 rumahruak sedang,& 78.591 rusakringan

1 Oktober 2009 6.6 M 2.44"LS 101.59'BT Kerinci 2

9 November 20G 5.7 8.24'LS 118.65'8T Pulau Sumbawa 80 orang luka&282mahrusak berat.

25 Oktober 2010 7.7 3.51'LS 99.93"87 Smatera Barat 408

Bab

2Skala dan Ukuran Gempa

Bab 2 ini :o Pusat gempa, hypocenter, epicentero Gelombang gempao Istilah-istilah dalam gempa bumi. Klasifikasi gempa bumi. Cara menenfukan letak epicenter. Skala kekuatan gempao Alat pencatat gempa

Berikut ini akan diuraikan bagaimana menentukan pusatGempa, serta uraian Gelombang dan Klasifikasi gempa

2"1 Pusat Gempa Hypocenter, EpicenterPergerakan pelat tektonik seperti yang diuraikan di atas,

pada awalnya tertahan oleh masing-masing pelat itu sendiri,sehingga menimbulkan energi potensial yang sangat besarpada plate boundaries. Pada suatu saat energy tersebut akanterus meningkat, sehingga tidak tertahan lagi dan terjadilahpelepasan energy secara tiba-iba.

Pelepasan energi yangtiba-tiba dan sangatbesar tersebutdapat menggetarkan daerah sekitarnya dan timbulah Bempabumi. Titik tejadinya pelepasan energy tiba-tiba dan sangatbesar di atas disebut dengan Pusat Gempa atauHypocenter(Focus). Epicenter adalah titik di permukaan bumi yang

T6 t7

terlatak langsung di atas hyposenter ataufocus. titik di manasebuah gempa bumi atau ledakan bawah tanah berasal. Kataini berasal dari kata benda episentrzru Neolatin dari katasifat dalam bahasa Yunani (epikentros). Epi artinya di atas,dankentron artinya pusat .

Gambar 2.1 menunjukkan ilustrasi letak atau posisihr1 p o c ent er dan epicent er.

Garnbar 2.1 Hypocenter dan EpicenterSumber : www" earthquakesandplates.wordpress

Pusat-pusat gempa di dunia selalu terletak perbatasanantara pelat tektonik sebagaimana terlihat pada Gatnbar 2-2berikut.

Gambar 22letakpusat Gempa di duniaSumber: www. rcad inessinio.com

sedangkan letak pusat Gempa di Indonesia bisa ditihatpada Gambar 2.3 berikut. I

Gambar 2.3 Letak pu""t Cu-p, di IndonesiaSumber: civil-engg_image.biogspot. com

1819

2.2 Gelombang GempaGelombang Gempa adalah gelornbang suara yang

merambat melalui inti bumi atau media elastis lainnya,merupakan energi akustik frekuensi rendah. GelornbangsemDa diukur densan seismomaf. Penvebaran keceoataneelombane tereantuns pada densitas dan elastisitas dariUUOOImedia. Kecepatan cenderung meningkatseiring dengankedalaman, dan berkisar dari kurang lebih 2-B km/detikdi kulit bumi sampai 13 km/detik di dalam mantel. Gempabumi menimbulkan berbagai jenis gelombang dengankecepatan yang berbeda; ketika mencapai pencatat gempa(seismometer). Perbedaan kecepatan ini menimbulkanperbedaan wakfu tempuh dan memungkinkan para ilmuwanuntuk menemukan posisi pusat gempa .

Ada duaienis gelombang gempa yaitu gelombang-dalamtanah (body Taawes) yartg merambat dari pusat gempa kepermukaan tanah dan gelombang permukaan (surfoce waoes)yang merambat sepanjang permukaan tanah.

Gelombang dalam tanah (bs@-wave$ terdiri dari 2 (dua)macam gelomban g, y aitu :,

Gelnmhang-P (gelombang-+rimer) adalah gelombangyang merambat secara longitudinal atau kompresi,seperti terlihat pada Gambar 1.L0 Dalam media padat(solid), gelombang ini umumnya merambat hampir duakali lebih cepat gelombang S dan dapat berjalan melaluisemua ienis material.

Cetomhanps {geto@ yang merambatsecara transversal atau geser, yang berarti bahwatanah tersebut dipindahkan tegak lurus terhadap arahpropagasi, seperti terlihat pada Gambar 2.4. Gelombang-Shanya dapat melakukan perialanan melalui benda padatdan cairan (liquid). Kecepatan gelombang-S adalahsekitar 60"/" dari gelombang-P.

Gambar 2.4 Gelombr"mT;Hft,.:*ans sekunder sumber :

Getomhang perurukaan (surfree_wweo) analog dengang^el-omlang air dan perjalanan sepanjang permukian brimi.Gelombang ini merambat lebih lambat diribody waoes. Adadua jenis gelombang permukaan: gelombane fr.ayleigh dangelombang Love.o Gelombang Rayleigh, juga disebut grounil roll, adalah

gelombang permukaan yang berjilan sebagai riakdengan gerakan I*g mirip dengan geiombangglda pgrmukaan air, seperti-terlihat padi Gambai2.5. Keberadaan gelombang ini dipertenalkan oleh|ohn William Strutt, Lord Rayleigh , pada tahun 1gg5.$_elolbang ini lebih lambaf aan Uoay u)a.oes, sekitar90/" dari kecepatan gelombang-s untuk media elastishomogen.

. Gelombang:fo-v5 adalah gelombang permukaan yangmenyebabkan lingkaran geser tanih, seperti teitihai

Gambar 2.5. Gelombang diberi nama setelahLove oleh seorang matematikawan Inggris yang

menciptakan model matematika dari gelombang padatahun 19L1.. Gelombang ini biasanya merambat sedikitlebih cepat daripada gelombang

Gambar 2.5 Surface u)aoes: Gelombang Lovedan Gelombang Rayleigh

Sumber : www.livescience.com

. Rayleigh, sekitar 90% dari kecepatan gelombang-S'Gelombang ini merupakan gelombang dengan kecepatanpaling lambat dan memiliki amplitudo terbesar.

2.3 Istilah-istilah dalam Gempa Bumi :

Beberapa istilah yang umum dipakai dalam Gempa bumiadalah sebagai berikut :

padaAEH

,$srfe*s 15*rms

21

I2.

ls-p*-slggi I.{*t:illlu.yang nrcnrlx,lirjrrri 13'nrpa bumialat pencatat g.t lrrpa

3. Seismogram hasil gambararr st'imogrirf yang berupa garis-rypPat+plsa't gennpa di dalarn bumitempat di permuka- Ur-r/p;;;k;;" tr,rtyang tepat di atas hiposentrum. pusat gempa dipermlrKaan burnt

4. Hypocenter5. Epicenter

6.

7.

Homoseista garis khayal pada permukaan bumi yangmencatat gelombang gempa primer pada waktlyang sama

Pleistoseista garis khayal y-ur,g membatasi sekitar episentrumyang mengalami kerusakan terhebat akibat

1s. Isoseista garis pada peta yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai kerusakan fisik yangsama

9. Mikroseista Empa yang terjadi sangat halus/lemah dand.apat diketahui hanya d=engan menggunakanalat gempa

10. Makroseista gempa yang terjadi sangat besar kekuatarnya,:9hTggu.lur,pa menggunakan al,at mengetahuiJrKa rerJadr gempa

2.4 Klasifikasi Gempa Bumi

_

Kejadianbencanaalamtidakdapatdicegahdanditentukankapan dan dima11- lokasinya akan t-etapi pencegahanjatuhnya korban akibat bencana ini dapat alimun uitaterdapat cukup pengetahuan mengenai sifat-sifat bencanatersebut. Klasifikasi gempa, antara iain:a. Ber.dasarkan penyebabnya :o Gempa tektonik, yaitu gempa yang disebabkan oleh

pergeseran_lapisan bafuan pada daerah patahan.o lempa vulkanik,yaitu gempa yang diakibatkan olehaktivitas vulkanisme

b.

Gempa Buguran (gempa runtuhan), yaitu disebabkanoleh runtuhnya bagian gua.Gempa tumbukan, yaittt gempa yar'g disebabkan olehmeteor besar yangjatuh ke bumi.Berdasarkarrbenhrk-epicenter :

o Gempa sentral, yaitu gemPa yang epicenternya titiko Gempa linier, yaitu gemPa yangepicenternya garis.c. Berdasarkankedalaman hypocenter. Gempa dalam, yaitu lebih dari 300 kmo Gempa menengah, yaitu antara 100-300 kmo Gempa dangkal, yaitu kurang dari 100 kmd. Berdasarkan jarak episcenter. Gempa lokal, yaitu epicenternya kurang dari 10000 km.o GemPa irrh, yaitu epicenternya sekitar 10000 km.o GemPa sangat juuh, yaitu epicenternya lebih dari 10000

km.Selain klasifikasi gempa di atas dikenal iuga gempa

laut, yaitu gempa yang episentrumnya terdapat di bawahpermukan laut. Gempa ini menyebabkan terjadinyagelombang pasang yang dahsyat, disebut tsunami.

2.5 Cara Menenfukan Letak Epicenter

Hasil pencatatan 3 seismograf A, B dan C dapat digunakanmenentukan letak epicenter gemPa. Seismograf yangdigunakan yaifu seismograf vertikal, seismograf horisontal(dipasang b ar at timur), dan seism ogr af horisontal (dipasangutaia selatan). Dengan mengukur perbedaan waktu padasetiap seismograf seria jarak pada grafik waktu perjalanan dimani-gelombang P dan S-gelombang memiliki pemisahanyart1 si*a, ahli geologi dapat menghitung jarak 19 p":1tg"*pu gempa bumi. ]aiak ini disebutiarakepicentral, Setelahllrak epicentral telah dihitung dari setidaknya tiga mengukuJstasiun seismograf, ini adalah masalah sederhana untuk

mencari tahu di mana pusat gempa terletak menggunakanmetoda triangulation.

Dalam kondisi seperti itulah, peralatan seismometermulai mencatat waktu terjadinya gempa. Gelombang waktupertama disebut primer time, waktu kedua disebut secondtime, dan seterusnya. Secara sederhana , pada seismometerlama, unfuk menentukan pusat gempa, pira ahli umumnyamenggunakan selisih waktu antara keduanya atau S-p Time(Second Time dikurangi Primer Time). Dari perhitungan itu,ditemukan angka, biasanya dalam hitung;n detik. Angkawaktu itu, kemudian ditransformasikarr dalam jarak1",4o dat A" (jarak epicentral dari seismograf A,B-dan i)dengan mengalikan dalam S-T I

mm/ maka kekuatan gempa tersebut adalah log (103) pmsama dengan 3,0 skala Richter.

Skala Richter dirancang dengan logaritma, yang berartibahwa setiap langkah menunjukkan kekuatan yang 10kali lebih hebat dari para pendahulunya. Skala Richter 5menunjukkan benturan keras, yang 10 kali lebih kuat dariSkala Ricter 4 dan 100 kali lebih kuat Skala Richter 3.

Perhitungan ini sering disebut sebagai Skala Richterterbuka, karena tidak beroperasi tanpa batas atas. [lkuranSkala Richter dapat dilihat pada tabel berikut:

SkalaRichter Efek Gempa

10.0 Belum pernah terekam

Tabel2.1. Deskripsi Ukuran Skala Richter

Skala Richter ini tidak selalu dapat menggambarkantingkat kerusakan atau bahaya yarrg terjadi akibat gempa,karena meskipun skalanya besar, namun kalau lokasi

pusat gempanya dalam dan jauh, maka tidak akan terasadi permukaan tanah. Skala Richter ini hanya cocok dipakaiuntuk gempa-gempa dekat dengan magnitudo Sempadi bawah 6,0. Di atas magnitudo itu, perhitungan denganteknik Richter ini menjadi tidak representatif lagi.

2. Skala Modified Mercalli Intensity (MMI)Pada 1902, seorang Vulkanolog Italia bemama Giuseppe

Mercalli (1850-1914) mengklasifikasi skala intensitas gemPabumi dan pengaruhnya terhadap manusia, bangunan, dantanah. Klasifikasi tersebut bemama Skala Mercalli yangditentukan berdasarkan kerusakan akibat gemPa danwawancara kepada para korbary sehingga bersifat sangatsubyektif. Oleh karena itu, pada tahun 1931 seorang ilmuwandari Amerika memodifikasi Skala Mercalli (Modified Mercallilntensity )ini dan sampai sekarang digunakan di banyakwilayah Bempa. Klasifikasi intensitas gempa dengan SkalaMercalli dapat dilihat di Tabel2.2

T abel 2.2 Deskripsi Skala MMI

Ukuran KeteranganI Direkam hanya oleh seismograf .II Getaran hanya dirasakan oleh masyarakat di sekitar

pusat gempa.m Getaran dirasakan oleh beberapa orang.tV Getaran akan dirasakan oleh banyak orang.

Porselin dan barang pecah belah berkerincing dan pintuberderak.

V Binatang merasa kesulitan dan ketakutan.Bangunan mulai bergoyang.Banyaft orang akanbangun dari tidumya.

VI Benda-benda mulai berjatuhan dari rak.

27

VII Banyak orang cemas, keretakan pada dinding danjalan.

VTII Pergeseran barang-barang dirumah.x Kepanikan meluas, tanah longsor, banyak atap dan

dinding yang roboh.X Banyakbangunan rusak, lebar keretakan di dalam tanah

mencapai hingga 1 meter.XI Keretakan dalam tanah makin melebar, banyak tanah

longsor dan batu yangiatuh.XII Hampir sebagian besar bangunan hancur, permukaan

tanah perubahan menjadi radikal.

Skala MMI ini mempunyai nilai besar pada daerahpusat gempa/ dan mengecil pada jarak semakin jauh daripusat gempa seperti terlihat pada Gambar 2.7. Skalaini menggambarkan tingkat kerusakan struktur yangdiakibatkan gempa.

28 29

*.#{s'

l"irils nlftltrta

I \ '**i4.,' . rg] Batffi5.HI Ptnific &effi E "F r" :" - {i F- .'"Tr',, .1' ':/.,u,l_ ffih*'T: " 1. .':h'* .. { --I l: rr-rv. " 1 rI J"

"-i$a,rr ' .J 'I \ ---: Erhra ' -/ ' ii -- "----j -q'-* ,- './ "'! \. :rfr r,1 ,rf I

I f HotFeh \tJ- . '"- ;-..1 - -----.( to='* | It-Iv Feh" m damEe ',l;fu",

I1r Smdl&jectsryett{uid*rfisffied *---'\I

I Vf Ftmitwem*ud"dishsb'ro'her'koo&soffi'hehm* ft#I Vff ftaf,glr;Enry*trruten, danrye to mttnmr5r

-*"1 {H- B- AIory tLe frult tme marFndftld' ftmc mrcI]"f ****"J*nr}*iath srornalandk{bnrndqwrd

i f.p*itUtu*r*mnylr*mcia*dwithirtmir1rftrdl}ill .-....-,- ----,.," .-- -,!.:; ^ ;i:I tlG

Gambar 2.7 Ilustrasi skala MMI (Modified Mercalli lntensitylSumber gambar :www.earthquake.usgs'gov

3. Skala Peak Ground Acceleration (PGA)Skala Percepatan Puncak Tanah atau Peak Ground

Acceleration (PGA) menggambarkan percepatan tanahmaksimum yang terjadi pada saat gempa. Skala ini biasanyadiekspresikan dalam g (percepatan gravitasi bumi).Percepatan gelombang gempa yang sampai di permukaanbumi disebut juga percepatan tanah, merupakan gangguanyangperlu dikaji untuk setiap gempa bumi, kemudian dipilihpercepatan puncak t anah atau P eak Ground Acceler ation (PGA)untuk dipetakan agar bisa memberikan pengertian tentangefek paling parah yang pernah dialami suatu lokasi.

Faktor yang merupakan sumber kerusakan dinyatakandatram parameter percepatan tanah. Sehingga data PGAakibat getaran gempabumi pada suatu lokasi menjadi pentinguntuk menggambarkan tingkat resiko gempabumi di suatulokasi tertentu. Semakinbesar nilai PGA yang pernah terjadidisuafu tempat, semakin besar resiko gempabumi yangmungkin terjadi.

Di Indonesia, pengaruh Gempa Rencana di muka tanahharus ditentukan dari hasil analisis perambatan gelornbanggempa dari kedalaman batuan dasar ke muka tanahdengan menggunakan gerakan gempa masukan denganpercepatan puncak untuk batuan dasar menurut Tabel 2.3.Akselerogram gempa masukan yang ditinjau dalam analisisini, harus diambil dari rekaman gerakan tanah akibat gempayang didapat di suatu lokasi yang mirip kondisi geologi,topografi dan seismotektoniknya dengan lokasi tempatstruktur gedung yang ditinjau berada. Untuk mengurangiketidak-pastian mengenai kondisi lokasi ini, paling sedikitharus ditinjau 4 buah akselerogram dari 4 gempa yangberbeda, salah satunya harus diambil Gempa El Centro N-Syangtelah direkam pada tanggal15 Mei 1940 diCalifornia.

Batuan dasar adalah lapisanbatuan di bawah muka tanahyang memiliki nilai hasil Test Penetrasi Standar N paling

rendah 60 dan tidak ada lapisan batuan lain di bawahnyayang memiliki nilai hasilTest Penetrasi Standar yang kurangdari itu, atau yang memiliki kecepatan rambat gelombanggeser yang mencapai 750 m/detik dan tidak ada lapisanbatuan lain di bawahnya yang memiliki nilai kecepatanrambat gelombang primer (geser) yang kurang dari itu.

)enis tanah ditetapkan sebagai Tanah Keras, Tanah Sedangdan Tanah Lunak, apabila untuk lapisan setebal maksimum30 m paling atas dipenuhi syarat-syarat yartg tercantumdalam Tabel2.3.

Tabel 2.3 jenis-jenis tanahSumber Tabel: SNI-03-1725-2002

Gempa besar bisa terjadi berulang-ulang di suatu tempat.Kita kenal sebagai perioda ulang gempa bumi. Hal inididukung oleh teori elastic rebound yang mempunyai fasapengumpulan energi dalam jangka waktu tertentu dankemudian masa pelepasan energi pada saat gempa besar.

|enis tanahKecepatan

rarnbatgelombang

geoer rata-rata,vs (rn/det)

Nilai hasil TestPenehasi Standar

rataJataN

Kuat geserniralir rata-rata

Su (kPa)

Tanah Kerasv5 > 350 N >SO su > 100

Tanah Sedang350 15 < N.SO

50< Su