SNSD

Kalau melihat judul tulisan ini pasti langsung kebayang 9 cewek cantik girlband asal Korea (atau mungkin malah bingung sama sekali…?). Buat yang bingung, silakan nge-google dulu. Buat yang nggak bingung, yes! Anda ketipu… Lho???

SNSD di tulisan ini adalah singkatan dari Siap Nganalisis Statik-Dinamik, sebuah kepanjangan yang kelihatan (agak) dipaksakan, karena memang penulis (agak) paksakan, supaya pembaca juga (agak) terpaksa melihat tulisan ini hehehe… Jadi, tulisan ini sebenarnya adalah tentang SAP2000 :) .

Sesuai singkatan pada judul, di sini dibahas sekilas tentang analisis statik dan dinamik, aplikasinya untuk analisis beban gempa. Kalau menilik SNI Gempa 2002 (mau yang terbaru belum keluar juga sih yang resmi, baru grafiknya doank…), paling tidak ada 3 tipe analisis untuk beban gempa: statik ekuivalen, dinamik response spectrum, dan dinamik riwayat waktu. Metode statik ekuivalen dapat diterapkan pada struktur gedung beraturan (dari sisi denah, elevasi, dll.) secara 2D atau 3D, sedangkan untuk gedung yang tidak mau diatur eh yang tidak beraturan dipakai analisis dinamik 3D.

Cerita akan dimulai dulu dari analisis riwayat waktu (isitlah kerennya time history). Sesuai namanya, pembebanan pada metode ini berupa rekaman nilai pada tiap interval waktu tertentu. Untuk gempa, maka rekaman ini bisa berupa akselerogram gempa, yang merupakan hasil pencatatan riwayat gerakan tanah selama gempa tertentu berlangsung. Untuk keperluan analisis nilai tersebut biasanya berupa nilai percepatan tanah (dalam satuan gravitasi bumi).

Akselerogram

[ vibrationdata.com ]

Dalam analisis ini, maka pembebanannya adalah berupa rekaman akselerogram yang dimasukkan sebagai input. Jadi asal ada rekaman gempa ya tinggal diinput saja. Kelihatannya memang sederhana dan singkat, lagipula bebannya bisa lebih mendekati kenyataan (karena memakai rekaman gempa sebenarnya). Namun sebenarnya tidaklah demikian. Masalah pertama, terkait dengan rekaman akselerogram, perlu diingat bahwa hasil pencatatan percepatan tanah adalah relatif untuk situs/lokasi yang tercatat tersebut, misal El Centro (Amerika), Kobe (Jepang), dst. Hasil pencatatan mencerminkan atau tergantung pula dari situasi tanah dasar/batuan di lokasi gempa, yang akan menghasilkan respon yang bisa berbeda jika tanah dasar di lokasi bangunan tidak sama karakteristiknya. Kalau ada hasil rekaman gempa yang berada di daerah sekitar lokasi bangunan yang dianalisis memang akan lebih baik digunakan sebagai input. Cuma kalau di negeri kita ini memang masih susah sih, dipasangi alat ini-itu eh besoknya mungkin sudah ‘berubah bentuk’, dan seterusnya dan seterusnya… Kalau syarat dari SNI Gempa 2002 sendiri minimum dipakai 4 akselerogram gempa, dengan salah satunya mengacu dari rekaman gempa El Centro.

Data akselerogram 1

Data akselerogram 2

Faktorlain, walaupun untuk rekaman gempa yang sama, mungkin saja ada beberapa macam tipe format data rekaman. Misal ada yang datanya dalam bentuk interval detik/waktu tertentu sehingga nilai data adalah langsung nilai percepatannya saja, ada juga yang berupa pasangan data waktu dan nilai percepatan, dst. Jadi saat input data ke program harus dipahami format yang dipakai oleh sang sumber data (termasuk pemakaian pemisah desimal dengan titik atau koma, juga satuan yang dipakai misal m/detik^2, mm/detik^2, dst.). Perlu diperhatikan pula, masalah massa bangunan, yang juga mesti diinput atau diset secara tepat, karena akan berpengaruh ke besar beban gempanya. Oh ya, jangan lupa juga faktor pengalinya, yaitu faktor pengali untuk satuan percepatan gravitasi (g), dan faktor pengali untuk menskalakan percepatan puncak akselerogram asli ke percepatan gempa sesuai lokasi bangunan, termasuk pula nilai faktor keutamaan gedung dan reduksi gempa (Ao.I/R). Dalam SAP2000, akselerogram gempa diinput lewat function, yang kemudian diberikan faktor pengali yang sesuai dalam analysis case.

Nah, berikutnya beranjak ke analisis metode ragam spektrum respons. Metode ini adalah ‘turunan’ dari metode riwayat waktu yang memakai rekaman akselerogram gempa yang diuraikan sebelumnya. Sesuai namanya, metode ini adalah plot grafik nilai tanggapan (respon) struktur maksimum seperti lendutan, kecepatan dan percepatan terhadap fungsi beban tertentu (dalam hal ini adalah beban percepatan tanah akibat gempa). Contoh bentuk grafik spektrum respons seperti terlihat di bawah.

Grafik RS

Absis (sumbu mendatar) bisa memuat nilai frekuensi atau periode struktur, dan ordinat (sumbu vertikal) memuat nilai respons maksimum, dalam hal ini adalah percepatan (dalam satuan gravitasi). Perlu dicermati dalam grafik tersebut, bahwa nilai periode atau waktu pada sumbu mendatar bukanlah interval waktu biasa, melainkan berupa waktu getar alami struktur. Sehingga pada sumbu vertikal juga otomatis yang dimaksud adalah percepatan yang terjadi pada strukturnya, bukan percepatan tanah. Bandingkan dengan metode riwayat waktu, sumbu mendatar adalah waktu rekaman dan vertikal berupa percepatan tanahnya. Dalam SNI Gempa 2002 sudah tersedia grafik ini, menyesuaikan dengan Wilayah Gempa dan jenis tanah di lokasi bangunan. Cara membacanya dengan melihat pada absis berdasar nilai waktu getar alami struktur, lalu dipotongkan ke atas pada grafik (sesuai jenis tanah) dan dilihat nilai percepatan pada ordinat di sebelah kiri.

Kalau dalam analisis response spectrum ini, hal lain yang perlu diperhatikan antara lain adalah analisis modal, penentuan massa struktur, dan faktor pengalinya. Analisis modal akan berguna untuk menentukan waktu getar alami fundamental (T1) struktur gedung. Massa struktur, sama seperti pada analisis riwayat waktu, berpengaruh pada besar beban (ingat rumus sederhana F = m x a). Faktor pengali yang dipakai sesuai SNI Gempa 2002 mencakup nilai faktor keutamaan dan faktor reduksi gempa (I/R) serta pengali gravitasi bumi (g). Dalam SAP2000, sama seperti analisis riwayat waktu, grafik spektrum respons diinput lewat function, yang kemudian diberikan faktor pengali yang sesuai dalam analysis case.

Terakhir, analisis statik ekuivalen. Dalam metode ini, gaya gempa dianggap sebagai beban luar yang bekerja pada struktur atas gedung. Kalau pada metode riwayat waktu beban dikerjakan pada tumpuan atau tanah dasar, maka pada metode ini gedungnya dianggap dipukul langsung oleh gaya ekuivalensi percepatan tanah akibat gempa.

Statik Ekuivalen

Input gaya pukulnya berdasar gaya geser dasar total akibat gempa (V), yaitu dengan rumus tersohor C.I.W/R. Nilai C adalah percepatan (bisa dibaca dari grafik respons spektrum, dengan nilai waktu getar alami T diambil berdasar rumus perkiraan). Nilai I dan R adalah faktor keutamaan dan reduksi gempa, sedangkan W adalah berat total struktur, termasuk beban hidup efektif. Gaya geser dasar ini selanjutnya disebar ke tiap lantai gedung sesuai dengan proporsi tinggi lantai dan berat lantai yang bersangkutan sebagai beban titik, tanpa perlu repot embel-embel faktor pengali lain lagi, cuma repot menghitung berat per lantainya…

Gampangnya, kalau metode dinamik (terutama time history) gedungnya yang diam tanahnya yang bergoyang (getaran tanah), sedangkan pada analisis statik ekuivalen kebalikannya, tanah/tumpuan diam gedungnya yang digoyang. Hasilnya sama, semua jadi goyang njoget ala SNI Gempa 2002, hanya saja memang akan terdapat perbedaan antara keduanya. Guna mengantisipasi hal tersebut, dalam peraturan itu juga terdapat ketentuan untuk mengontrol gaya geser dasar akibat metode dinamik yang minimal harus sebesar 80% dari gaya geser dasar statik, yang bilamana belum terpenuhi maka perlu ditambahkan faktor pengali lagi untuk memperbesar.

Jika ingin tahu lebih lanjut mengenai penerapan analisis beban gempa dalam SAP2000, mulai dari statik sampai dinamik, simak saja terus blog ini untuk info buku baru yang akan terbit…  :)

Buku apa ya?

( NB: Kalau melihat situasi tanah air sekarang ini, SNSD juga bisa diartikan sebagai singkatan dari “Satu Negeri Semua Demo”… )

About these ads

16 responses to “SNSD

  1. Untuk perencanaan Gempa pada struktur menara tangki air bagaimana Pak..? Apa bisa dianalisis dengan statik equivalen dengan menginput beban gempa pada pusat massa tiap2 ruas struktur. Apa ada prosedur lain..?

    • Bisa diinput sebagai struktur kantilever dengan massa terkumpul, beban statik ekuivalen ditempatkan di puncak menara (posisi tangki).

  2. salam pak Purbo, saya zulmi mahasiswa Unram.kebetulan sedang gambil TA tentang analisis dinamis yang dibahas diatas. saya uda coba bandingkan hasil gaya dalam dari analisis RS & TH (el centro), misalnya momen max-nya 2 kali lipat lebih besar hasil RS dari pada TH. apa benar demikian pak?? hasilnya beda jauh? trus mengenai faktor skala pada TH linear yang dipakai yg mana pak soalnya ditulisan bapk seblumnya “Tentang Massa” dari komentar bapak disana kalo boleh saya mengutip ” sedangkan TH merupakan rekaman gempa real-time, hubungan waktu dan percepatan. jadi tidak dipakai nilai Ao atau semacamnya tinggal dikali scale factor”. sedangkan saya pakai skala faktor untuk TH (Ao*g*I)/R)/0.3417
    (0.3417 merupakan perc. puncak tanah asli gempa El centro)
    mohon penjelasannya pak. terima kasih.
    o..ya buku sap bag.2-nya sangat saya nantikan pak.sukses selalu. :)

    • Salam juga, untuk RS faktor skala adalah I.g/R sedangkan untuk TH pengalinya benar (Ao.I.g/R) / percepatan puncak akselerogram yang dipakai dengan Ao menyesuaikan wilayah gempa dan jenis tanah (sesuai RS) SNI2002.

  3. buku Belajar SAP2000 seri 2 kapan launching-nya Gan? sdh G sabar nih pingin baca dr pd saya baca komik hehehehe
    Oia Gan bisa aplikasi Tekla Structure ngga?

  4. Mas, apa perbedaan ketika menggunakan Gempa dengan load case Auto Lateral UBC 97 dengan metode Respon Spektrum UBC 97? Dengan Ca dan Cv yang sama? Pada case type (analys case) yang berbeda linear statik dan respon spektrum. Apakah yang dimaksud respon spektrum ini non linear?

    • Auto lateral load berarti memakai analisis statik ekuivalen, sedangkan response spectrum (dari function) berarti ya memakai analisis spektrum respon (dinamik).

  5. Dalam SNSD ini, bila menggunakan massa sbg point apakah searah sumbu x ato z model 2D? Bagaimana dng 3D?

  6. haha.. sy hapal personilx SNSD itu pak.. :D

    pak kalo boleh sy mau bertanya,, perbedaannya analisis dinamik respons spektrum berdasarkan SNI 03-1726-2002 sm RSNI 03-1726-20xx itu dmananya ya pak klo kita menganilisanya menggunakan SAP 2000.. mhon bantuannya ya pak..
    Mksh..

    • Kalau cara input di SAP2000 sama saja, yaitu input pasangan data nilai T dan C di function lalu input faktor pengalinya di analysis case, perbedaannya pada nilai-nilainya yang tentu berubah mengikuti ketentuan SNI yang dipakai.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s