Nama

CIVIL ENGINEERING
UNISSULA
MUH.TAUFIK RAMADHANI
02.208.2955

Jumat, 10 Juni 2011

GEMPA BUMI

GEMPA BUMI



A. Pengertian GEMPA BUMI
Gempa bumi ( Seisme ) adalah sentakan asli dari bumi yang bersumber di dalam bumi yang merambat melalui permukaan bumi dan menembus bumi. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi). Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan.Terdapat dua teori yang menyatakan proses terjadinya atau asal mula gempa yaitu pergeseran sesar dan teori kekenyalan elastis. Gerak tiba tiba sepanjang sesar merupakan penyebab yang sering terjadi.

Parameter Gempabumi
  • Waktu terjadinya gempabumi (Origin Time - OT)
  • Lokasi pusat gempabumi (Episenter)
  • Kedalaman pusat gempabumi (Depth)
  • Kekuatan Gempabumi (Magnitudo)

Karakteristik Gempabumi
  • Berlangsung dalam waktu yang sangat singkat
  • Lokasi kejadian tertentu
  • Akibatnya dapat menimbulkan bencana
  • Berpotensi terulang lagi
  • Belum dapat diprediksi
  • Tidak dapat dicegah, tetapi akibat yang ditimbulkan dapat dikurangi

Mengapa Gempabumi Terjadi ?

Lempeng Tektonik












Menurut teori lempeng tektonik, permukaan bumi terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik besar. Lempeng tektonik adalah segmen keras kerak bumi yang mengapung diatas astenosfer yang cair dan panas. Oleh karena itu, maka lempeng tektonik ini bebas untuk bergerak dan saling berinteraksi satu sama lain. Daerah perbatasan lempeng-lempeng tektonik, merupakan tempat-tempat yang memiliki kondisi tektonik yang aktif, yang menyebabkan gempa bumi, gunung berapi dan pembentukan dataran tinggi. Teori lempeng tektonik merupakan kombinasi dari teori sebelumnya yaitu: Teori Pergerakan Benua (Continental Drift) dan Pemekaran Dasar Samudra (Sea Floor Spreading).















Lapisan paling atas bumi, yaitu litosfir, merupakan batuan yang relatif dingin dan bagian paling atas berada pada kondisi padat dan kaku. Di bawah lapisan ini terdapat batuan yang jauh lebih panas yang disebut mantel. Lapisan ini sedemikian panasnya sehingga senantiasa dalam keadaan tidak kaku, sehingga dapat bergerak sesuai dengan proses pendistribusian panas yang kita kenal sebagai aliran konveksi. Lempeng tektonik yang merupakan bagian dari litosfir padat dan terapung di atas mantel ikut bergerak satu sama lainnya. Ada tiga kemungkinan pergerakan satu lempeng tektonik relatif terhadap lempeng lainnya, yaitu apabila kedua lempeng saling menjauhi (spreading), saling mendekati(collision) dan saling geser (transform). 











Jika dua lempeng bertemu pada suatu sesar, keduanya dapat bergerak saling menjauhi, saling mendekati atau saling bergeser. Umumnya, gerakan ini berlangsung lambat dan tidak dapat dirasakan oleh manusia namun terukur sebesar 0-15cm pertahun. Kadang-kadang, gerakan lempeng ini macet dan saling mengunci, sehingga terjadi pengumpulan energi yang berlangsung terus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng tektonik tersebut tidak lagi kuat menahan gerakan tersebut sehingga terjadi pelepasan mendadak yang kita kenal sebagai gempa bumi.

Jalur Gempabumi Dunia















Indonesia merupakan daerah rawan gempabumi karena dilalui oleh jalur pertemuan 3 lempeng tektonik, yaitu: Lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, dan lempeng Pasifik.

Lempeng Indo-Australia bergerak relatip ke arah utara dan menyusup kedalam lempeng Eurasia, sementara lempeng Pasifik bergerak relatip ke arah barat.

Jalur pertemuan lempeng berada di laut sehingga apabila terjadi gempabumi besar dengan kedalaman dangkal maka akan berpotensi menimbulkan tsunami sehingga Indonesia juga rawan tsunami.

Belajar dari pengalaman kejadian gempabumi dan tsunami di Aceh, Pangandaran dan daerah lainnya yang telah mengakibatkan korban ratusan ribu jiwa serta kerugian harta benda yang tidak sedikit, maka sangat diperlukan upaya-upaya mitigasi baik ditingkat pemerintah maupun masyarakat untuk mengurangi resiko akibat bencana gempabumi dan tsunami.

Mengingat terdapat selang waktu antara terjadinya gempabumi dengan tsunami maka selang waktu tersebut dapat digunakan untuk memberikan peringatan dini kepada masyarakat sebagai salah satu upaya mitigasi bencana tsunami dengan membangun Sistem Peringatan Dini Tsunami Indonesia (Indonesia Tsunami Early Warning System / Ina-TEWS).
  
Macam Gempa :
Ø  Berdasarkan atas penyebabnya gempa Bumi dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1.      Gempa Tektonik


Adalah Gempa yang di sebabkan oleh pergeseran lempeng tektonik. Lempeng tektonik bumi kita ini terus bergerak, ada yang saling mendekat di bagi menjadi:
                   (1)  Penunjaman antara kedua lempeng samudra.
                   (2)  Penunjaman antara lempeng samudra dan lempeng benua.
  (3)  Tumbukan antara kedua lempeng benua 
saling menjauh, atau saling menggelangsar. Karena tepian lempeng yang tidak rata, jika bergesekan maka, timbullah friksi. Friksi inilah yang kemudian melepaskan energi goncangan.

2.      Gempa Vulkanik
Adalah gempa yang disebabkan oleh kegiatan gunung api. Magma yang berada pada kantong di bawah gunung tersebut  mendapat tekanan dan  melepaskan energinya secara tiba-tiba sehingga menimbulkan getaran tanah. Gempa ini disebabkan oleh kegiatan gunung api. Magma yang berada pada kantong di bawah gunung tersebut  mendapat tekanan dan  melepaskan energinya secara tiba-tiba sehingga menimbulkan getaran tanah.



3.      Gempa Runtuhan
Adalah gempa local yang terjadi apabila suatu gua di daerah topografi karst atau di daerah pertambangan runtuh. Sifat gempa bumi runtuhan : Melalui runtuhan dari lubang-lubang interior bumi.

Sebenarnya mekanisme gempa tektonik dan vulkanik sama. Naiknya magma ke permukaan juga dipicu oleh pergeseran lempeng tektonik pada sesar bumi. Biasanya ini terjadi pada batas lempeng tektonik yang bersifat konvergen (saling mendesak). Hanya saja pada gempa vulkanik, efek goncangan lebih ditimbulkan karena desakan magma, sedangkan pada gempa tektonik, efek goncangan langsung ditimbulkan oleh benturan kedua lempeng tektonik. Bila lempeng tektonik yang terlibat adalah lempeng benua dengan lempeng samudra, sesarnya berada di dasar laut, karena itu biasanya benturan yang terjadi berpotensi menimbulkan tsunami.


Ø  Menurut Fowler, 1990 mengklasifikasikan gempa berdasarkan kedalaman fokus sebagai berikut:
·         Gempa dangkal : kurang dari 70 km
·         Gempa menengah : kurang dari 300 km
·         Gempa dalam : lebih dari 300 km (kadang-kadang > 450 km)
Ø  Anatomi Gempa
Ilmu yang mempelajari tentang gempa disebut dengan seismologi. Ilmu ini mengkaji tentang apa yang terjadi pada permukaan bumi di saat gempa, bagaimana energi goncangan merambat dari dalam perut bumi ke permukaan, dan bagaimana energi ini dapat menimbulkan kerusakan, serta proses penunjaman antar lempeng pada sesar bumi yang menyebabkan terjadinya gempa.

B. PENYEBAB TERJADINYA GEMPA BUMI
Kebanyakan gempa bumi disebabkan dari 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. Pada saat itu lah gempa bumi akan terjadi.
Gempa bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan lempengan tersebut. Gempa bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km.
Beberapa gempa bumi lain juga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa bumi seperti itu dapat menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Terakhir, gempa juga dapat terjadi dari peledakan bahan peledak. Hal ini dapat membuat para ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yang dilakukan pemerintah. Gempa bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan juga seismisitas terinduksi.

Ø  Hiposenter dan Episenter (Focus and Epicenter)














Titik dalam perut bumi yang merupakan sumber gempa dinamakan hiposenter atau fokus. Proyeksi tegak lurus hiposenter ini ke permukaan bumi dinamakan episenter. Gelombang gempa merambat dari hiposenter ke patahan sesar fault rupture. Bila kedalaman fokus dari permukaan adalah 0 - 70 km, terjadilah gempa dangkal (shallow earthquake), sedangkan bila kedalamannya antara 70 - 700 km, terjadilah gempa dalam (deep earthquake). Gempa dangkal menimbulkan efek goncangan yang lebih dahsyat dibanding gempa dalam. Ini karena letak fokus lebih dekat ke permukaan, dimana batu-batuan bersifat lebih keras sehingga melepaskan lebih besar regangan (strain).










Ø  Sesar Bumi (Earth Fault)












Sesar (fault) adalah celah pada kerak bumi yang berada di perbatasan antara dua lempeng tektonik. Gempa sangat dipengaruhi oleh pergerakan batuan dan lempeng pada sesar ini. Bila batuan yang menumpu merosot ke bawah akibat batuan penumpu di kedua sisinya bergerak saling menjauh, sesarnya dinamakan sesar normal (normal fault). Bila batuan yang menumpu terangkat ke atas akibat batuan penumpu di kedua sisinya bergerak saling mendorong, sesarnya dinamakan sesar terbalik (reverse fault). Bila kedua batuan pada sesar bergerak saling menggelangsar, sesarnya dinamakan sesar geseran-jurus (strike-slip fault).
Sesar normal dan sesar terbalik, keduanya menghasilkan perpindahan vertikal (vertical displacement), sedangkan sesar geseran-jurus menghasilkan perpindahan horizontal (horizontal displacement).
Separation (pergeseran relatif semu) adalah jarak yang terpisah oleh sesar dan diukur pada bidang sesar. Komponen dari sparation dapat diukur pada arah tertentu, umumnya sejajar jurus atau arah kemiringan bidang sesar.
Slip (pergeseran relatif sebenarnya) adalah pergeseran relatif sebenarnya pada sesar, diukur dari blok satu keblok yang lain pada bidang sesar dan merupakan pergeseran titik-titik yang sebelumnya berimpit. Total pergeseran disebut juga ”Net slip”.
Throw (loncatan vertikal) adalah jarak yang diukur pada bidang vertikal dari slip/sparation.
Heave (loncatan Horizontal) adalah jarak yang diukur pada bidang horizontal.
Footwall adalah blok tubuh batuan yang terletak dibawah bidang sesar.
Hangingwall adalah blok tubuh batuan yang terletak di atas bidang sesar.

C. Mengukur Gempa

Mengukur kekuatan gempa dapat menggunakan pendekatan kuantitatif dan kualitatif. Maka berdasarkan pendekatannya, skala pengukuran gempa dapat dibagi menjadi dua, yaitu 1) magnitudo (magnitude) yang merupakan skala kuantitatif, dan 2) intensitas (intensity) yang merupakan skala kualitatif.
1. Magnitudo
.           Ada bermacam-macam jenis magnitudo gempa, diantaranya adalah:
1.Magnitudo lokal ML (local magnitude)
2.Magnitudo gelombang badan MB (body-wave magnitude)
3.Magnitudo gelombang permukaan MS (surface-wave magnitude)
4.Magnitudo momen MW (moment magnitude)
5.Magnitudo gabungan M (unified magnitude)
Namun yang paling populer adalah magnitudo lokal ML yang tak lain adalah Magnitudo Skala Richter (SR). Magnitudo ini dikembangkan pertama kali pada tahun 1935 oleh seorang seismologis Amerika, Charles F. Richter, untuk mengukur kekuatan gempa di California. Richter mengukur magnitudo gempa berdasarkan nilai amplitudo maksimum gerakan tanah (gelombang) pada jarak 100 km dari episenter gempa. Besarnya gelombang ini tercatat pada seismograf. Seismograf dapat mendeteksi gerakan tanah mulai dari 0,00001 mm (1x10-5 mm) hingga 1 m. Untuk menyederhanakan rentang angka yang terlalu besar dalam skala ini, Richter menggunakan bilangan logaritma berbasis 10. Ini berarti setiap kenaikan 1 angka pada skala Richter menunjukkan amplitudo 10 kali lebih besar.



Contoh :
GEMPA NIAS


A. PENYEBAB TERJADINYA GEMPA NIAS
          Pulau Nias dilintasi beberapa lempeng tektonik yaitu,
1.      Lempeng Indo-Australia
2.      Lempeng Sunda
3.      Lempeng Burma
4.      Lempeng India
Semua lempeng-lempeng tektonik tersebut bergerak ke berbagai arah. Sehingga di pulau Nias terjadi 2 kali gempa.
1.      Pada tanggal 26 Desember 2004
Pukul: 07.58 WIB
Kekuatan: 9,0 Skala Richter
Lokasi: Sebelah Utara Pulau Simeulue 3,307LU 95,94BT pantai barat Aceh
Pusat gempa terletak pada Kedalaman: 10 km dari permukaan laut sehingga disebut gempa dangkal dan berpotensi Tsunami.
·        Proses terjadinya gempa Nias I
a.       Lempeng India-Australia bergerak 7 cm/tahun ke arah utara, masuk ke dalam kerak bumi hingga mendorong ujung lempeng Burma ke bawah. Dorongan itu menghasilkan pergeseran pada titik pertemuan antarlempeng, yang disebut "zona dorongan" (zona konvergen).
b.      Lempeng Burma melepaskan tekanan yang didapatnya dari lempeng India menyebabkan gempa berkekuatan besar.
2.      Pada tanggal 28 Maret 2005
Pukul: 23.09 WIB
Kekuatan: 8,7 Skala Richter
Lokasi: Sebelah Utara Pulau Nias 2,0657LU 97,010BT pantai barat Sumatera Utara
Pusat gempa pada Kedalaman: 30 km dari permukaan air laut, karena letaknya yang jauh dari dateran maka tidak menimbulkan Tsunami.


·         Proses terjadinya gempa Nias II
a.       Lempeng India-Australia bergerak ke utara, masuk ke dalam kerak bumi hingga mendorong ujung lempeng Sunda ke bawah. Dorongan menghasilkan pergeseran pada titik pertemuan antarlempeng, yang disebut "zona dorongan" ( zona konvergen )
b.       Lempeng Sunda melepaskan tekanan yang didapatnya dari lempeng India menyebabkan gempa berkekuatan besar.

Dari gambar di bawah ini, episentrum gempa Nias hanya berjarak 290km dari episentrum gempa besar Padang 30 September 2009 7.6SR.






















Dari gambar di bawah ini, episentrum gempa Nias hanya berjarak 335km dari episentrum gempa besar Mentawai 12 September 2007 7.9SR.





















Dari gambar di bawah ini, episentrum gempa Nias hanya berjarak 363km dari episentrum gempa Tsunami besar Aceh 26 Desember 2004 9.3SR.

 Dari gambar di bawah ini, episentrum gempa Nias hanya berjarak 200km dari episentrum gempa Sumatra Utara 28 Maret 2005 8.6SR.


KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

·   Gempa Nias I pada tanggal 26 Desember 2004

Disebabkan lempeng India-Australia bergerak 7cm/tahun kearah utara, mendorong ujung lempeng Burma kebawah, sehingga menghasilkan titik pertemuan yang disebut dengan zona dorong atau konvergen. lempeng-lempeng tersebut bertumbukan 10km dibawah permukaan laut. Selanjutnya lempeng Burma melepaskan tekanan yang didapatkannya menyebabkan gempa berkekuatan besar. Dan karena sumber gempa tersebut hiposentrumnya >60km dari permukaan laut maka dapat disebut Gempa Dangkal yang berkekuatan 9,0 skala richter dan menimbulkan Tsunami.

·        Gempa Nias II pada tanggal 28 Maret 2005
Disebabkan lempeng India-Australia bergerak ke utara mendorong ujung lempeng sunda kebawah menghasilkan titik pertemuan antar lempeng, lempeng-lempeng tersebut bertumbukan pada kedalaman 30km, sehingga tidak menimbulkan Tsunami, namun lempeng sunda melepaskan tekanan yang didapatkannya, sehingga menyebabkan gempa berkekuatan besar, yaitu 8,7 skala richter.

B. SARAN

Persiapan menghadapi gempa bumi

#     Persiapan untuk keadaan darurat
1.   Menentukan tempat-tempat berlindung yang aman jika terjadi gempa bumi. Tempat berlindung yang aman adalah tempat yang yang dapat melindungi anda dari benda-benda yang jatuh atau mebel yang ambruk, misalnya di bawah meja.
2.   Menyediakan air minum untuk keperluan darurat. Bekas botol air mineral dapat digunakan untuk menyimpan air minum. Kebutuhan air minum biasanya 2 sampai 3 liter sehari untuk satu orang.
3.   Menyiapkan tas ransel yang berisi (atau dapat diisi) barang-barang yang sangat dibutuhkan di tempat pengungsian. Barang-barang yang sangat diperlukan dalam keadaan darurat misalnya:
                1. Lampu senter berikut baterai cadangannya          
 2.  Air minum
                         3. Kotak P3K berisi obat menghilangkan rasa sakit, plester, pembalut dan sebagainya 

#    Ketika Terjadi Gempa Bumi
1. Matikan api kompor jika anda sedang memasak. Matikan juga alat-alat elektronik yang dapat menyebabkan timbulnya api. Jika terjadi kebakaran di dapur, segera padamkan api dengan menggunakan alat pemadam api. Jika tidak mempunyai pemadam api gunakan pasir atau karung basah
2. Membuka pintu dan mencari jalan keluar dari rumah atau gedung
3. Cari informasi mengenai gempa bumi yang terjadi lewat televisi atau radio



Sumber :

Selasa, 31 Mei 2011

Contoh Soal

CONTOH SOAL 1
STRUKTUR 4 (EMPAT) LANTAI
q1 = 2 t/m
q2 = 1,5 t/m
q3 = 1 t/m
q4 = 0,7 t/m



Ø  INPUT DATA
Struktur 4 tingkat
3  1  981  0.07   1   4   4  0.05
1  12000  27600  400
2  9000   27600  800
3  6000   27600  1200
4  4200   27600    1600















KETERANGAN
Ø  BARIS 1
3              = ZONA GEMPA
1              = TANAH KERAS
981         = GRAVITASI
0.07        = SKALA GEMPA
1              = I.K
4              = BANYAKNYA TINGKAT
4              = RAGAM GETAR
0,05        = FAKTOR REDAMAN



Ø  MENGHITUNG NILAI W
W           = q x l
·         W1         = 2 x 6
§  = 12 t = 12000 kg
·         W2         = 1,5 x 6
§  = 9 t = 9000 kg
·         W3         = 1 x 6
§  = 6 t = 6000 kg
·         W4         = 0,7 x 6
§  = 4,2 t = 4200 kg

















Ø
Ø  PERIODE GETAR ALAMI
Mode       Eigenvalue      Omega (rad)     Time  Period    Spectral Acc.
------------------------------------------------------------------------
  1   5.2661064E+0002  2.2947999E+0001  2.7380102E-0001  5.0000000E-0002
  2   3.3976304E+0003  5.8289196E+0001  1.0779331E-0001  5.0000000E-0002
  3   7.6495101E+0003  8.7461478E+0001  7.1839460E-0002  5.0000000E-0002
  4   1.4427420E+0004  1.2011420E+0002  5.2310097E-0002  5.0000000E-0002




-  Mode 1 (T1)       = 0,27380102
-  Mode 2(T2)        = 0,10779331
-  Mode 3(T3)        = 0,07183946
-  Mode 4(T4)        = 0,052310097


Relative displacement U

      Mode-  1            Mode-  2            Mode-  3            Mode-  4
 -5.0731274802E-0002 -5.1725680893E-0003 -6.1298423483E-0004 -4.9120130514E-0006
 -8.9622090043E-0002 -2.5560680819E-0003  8.5222551842E-0004  2.1584774593E-0005
 -1.1282484989E-0001  2.9472071220E-0003  1.5046687973E-0004 -5.5432802870E-0005
 -1.2286119439E-0001  6.2314688139E-0003 -8.0635489686E-0004  4.4776129354E-0005
















CONTOH SOAL 2
STRUKTUR 3 LANTAI
·         q1 = 4 t/m
·         q2 = 3 t/m
·         q3 = 1.5 t/m



























KETERANGAN
Ø  BARIS 1
5              = ZONA GEMPA
1              = TANAH KERAS
981         = GRAVITASI
0.04        = SKALA GEMPA
1              = I.K
3              = BANYAKNYA TINGKAT
3              = RAGAM GETAR
0,05        = FAKTOR REDAMAN

Ø  MENGHITUNG NILAI W
W           = q x l
·         W1         = 4 x 8
§  = 32 t = 32000 kg
·         W2         = 3 x 8
§  = 24 t = 24000 kg
·         W3         = 1,5 x 5
§  = 7,5 t = 7500 kg

Ø  


Ø  PERIODE GETAR ALAMI
Mode       Eigenvalue      Omega (rad)     Time  Period    Spectral Acc.
------------------------------------------------------------------------
  1   3.1510863E+0002  1.7751299E+0001  3.5395636E-0001  4.0000000E-0002
  2   1.8082409E+0003  4.2523416E+0001  1.4775824E-0001  4.0000000E-0002
  3   3.5879098E+0003  5.9899164E+0001  1.0489604E-0001  4.0000000E-0002

- Mode 1 (T1)       = 0,35395636
- Mode 2(T2)        = 0,14775824
- Mode 3(T3)        = 0,10489604


POLA RAGAM GETAR





 -8.2862172518E+0002 -3.7209640540E+0002 -7.9281869382E+0001
 -1.0372027685E+0003 -2.8002384027E+0001  1.0520515256E+0002
 -6.3726657193E+0002  2.0422342529E+0002 -4.6956853375E+0001








Rabu, 18 Mei 2011

Analisa Dinamik Struktur


 Analisa Dinamis pada Struktur

      Dapat dikatakan bahwa langkah yang paling diperlukan dalam sebuah
analisa dinamis adalah pemodelan matematis. Namun secara keseluruhan langkah-langkah
dalam analisa dinamis dapat dilihat pada gambar berikut.


                              Gambar 1.3. Langkah-langkah dalam analisa dinamis.

Model analitis terdiri dari:
a. Asumsi sederhana yang dibuat untuk menyederhanakan suatu sistem.
b. Gambar dari model analitis tersebut.
c. Daftar parameter desain.

Model analitis terbagi dalam dua kategori dasar :
a. Model berkesinambungan (continues model)
b. Model diskrit (discrete-parameter model)

Model berkesinambungan (continues model) mempunyai jumlah derajat
kebebasan (number of DOF) tak berhingga. Namun dengan proses idealisasi,
sebuah model matematis dapat mereduksi jumlah derajat kebebasan menjadi suatu
jumlah diskrit.


 Gambar 1.4. Model analitis berkesinambungan (continues) dan diskrit (discrete-parameter)
pada sebuah balok kantilever.

Model berkesinambungan (continues model) pada gambar 1.4(a) menunjukan jumlah derajat kebebasan tak berhingga, model diskrit pada gambar 1.4 (b) dan (c) ditunjukan dengan model massa terkelompok (lumped-mass model) dimana massa terbagi rata dari sistem dianggap sebagai massa titik atau partikel.