proposal penelitian kapita selekta museum surabaya

7/23/2019 Proposal Penelitian Kapita Selekta Museum Surabaya

http://slidepdf.com/reader/full/proposal-penelitian-kapita-selekta-museum-surabaya 1/16



[KAPIA SELEKTA]

1 |H a l a m a n

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Surabaya merupakan salah satu kota besar di Indonesia, tak salah jika Surabaya

menjadi kota yang sangat berkembang. Kondisi tektonik di Surabaya bisa dibilang

sangat aktif hingga sekarang. Surabaya memiliki kondisi geologi berupa cekungan

endapan aluvial muda hasil endapan laut dan sungai, tuff dan batu pasir (sandstone).

Menurut Nakamura, apabila endapan terdiri dari aluvial, tuff, dan batu pasir, maka

wilayah tersebut mempunyai potensi bahaya lebih besar terhadap efek intensitas

getaran tanah akibat amplifikasi dan interaksi getaran tanah terhadap bangunan karena

gempa bumi. Selain itu, Surabaya merupakan wilayah yang berdekatan dengan

beberapa sesar aktif, antara lain sesar aktif Lasem, Watu kosek, dan Grindulu.

Wilayah Surabaya merupakan kota yang memiliki perkembangan pesat di

berbagai aspek. Tidak hanya itu, Surabaya juga masih memiliki objek-objek sejarah

yang tidak bisa dilupakan dan harus dijaga. Salah satunya adalah bangunan tua yang

telah beberapa kali alih fungsi. Gedung Museum Surabaya merupakan salah satu

gedung tua dan bersejarah di Surabaya, sehingga timbul pertanyaan apakah gedung ini

masih layak digunakan dan aman terhadap ancaman gempa bumi. Sehingga

mendorong untuk lebih jauh mengkaji bangunan Museum Surabaya. Pengkajian

meliputi analisis mikrotremor untuk menentukan frekuensi natural bangunan dan

menentukan distribusi karakteristik kekuatan bangunan. Kemudian, pengolahan data

mikrotremor tanah dilakukan dengan analisis HVSR, kemudian pada bangunan

digunakan analisis FSR dan RDM. (Vivi, 2012)

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah yang digunakan dalam penelitian analisis mikrotremor kali

ini adalah:

- Bagaimana nilai kerentanan bangunan berdasarkan analisis FSR terhadap

gedung museum Surabaya?



[KAPIA SELEKTA]

2 |H a l a m a n

- Bagaimana nilai kerentanan bangunan berdasarkan analisis RDM terhadap

gedung museum Surabaya?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dan manfaat yang digunakan dalam penelitian analisis mikrotremor kali

ini adalah:

- Mengetahui nilai kerentanan bangunan berdasarkan analisis FSR terhadap

gedung museum Surabaya.

- Mengetahui nilai kerentanan bangunan berdasarkan analisis RDM terhadap

gedung museum Surabaya.



[KAPIA SELEKTA]

3 |H a l a m a n

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Karakteristik Wilayah Surabaya

Wilayah kota Surabaya merupakan dominan daerah dataran rendah, yang

berkisar 80% merupakan endapan aluvial dan sisanya merupakan perbukitan rendah

yang dibentuk oleh tanah hasil pelapukan batuan tersier/tua. Tanah endapan aluvial ini

terdiri dari endapan sungai, rawa, delta dan endapan pantai atau merupakan campuran.

Letak Museum Surabaya (Bekas Gedung Siola) terdapat dalam peta geologi sebelah

utara. Secara Fisiografi daerah ini termasuk dataran rendah berupa endapan Aluvium

dan endapan rawa. Gedung Museum Surabaya memiliki 3 lantai dimana gedung

tersebut didirikan pada tahun 1877 dimana pernah rusak karena di bom dan dibangun

kembali pada tahun 1950. Peta geologi wilayah Surabaya diperlihatkan oleh gambar

2.1.

Gambar 2.1 Peta Geologi Surabaya (gedung museum surabaya ditunjukkan

titik merah) (Supandjono dkk, 1992)



[KAPIA SELEKTA]

4 |H a l a m a n

Wilayah Jawa Timur (Jatim), khususnya kota Surabaya merupakan wilayah

yang tidak tahan terhadap gempa bumi, karena kondisi tanahnya yang bersifat

“aluvial” (lunak). Pakar Geologi Surabaya, mengemukakan Kondisi tanah di wilayah

kota Surabaya sangat buruk atau bersifat aluvial atau gembuk, sehingga bila terjadi

gempa akan mudah luluh lantak. Beberapa skala gempa yang terjadi di Aceh dan

Meksiko beberapa tahun yang lalu sebenarnya masih tergolong kecil, Namun

kerusakan menjadi sangat parah akibat kondisi tanahnya yang tidak mendukung.

Kondisi tanah yang aluvial mengakibatkan terjadinya amplifikasi sehingga ketika

gempa itu terjadi, maka bisa meluluh lantakkan semua bangunan yang ada. Kondisi

tanah yang buruk dipengaruhi oleh konstruksi bangunan yang tidak didesain dengan

bangunan yang tahan gempa. Dalam periode 1800-1985, di Surabaya pernah terjadi

beberapa gempa bumi pada 22 Maret 1836 dengan jarak epicenter 60 Km di barat

daya Mojokerto (skala VII-VIII MMI), 31 Agustus 1902 dengan jarak epiceneter 40

Km barat laut Sedayu Gresik (skala VI MMI), 11 Agustus 1939 dengan jarak

epicenter 60 Km barat laut Laut Jawa (skala VII) dan 19 Juni 1950 dengan jarak

epicenter 110 Km barat laut Laut Jawa (skala MMI). Towhata (2008) menjelaskan

bahwa wilayah Surabaya bisa digolongkan dalam zona kegempaan kelas tujuh dengan

nilai Peak Ground Acceleration (PGA) sebesar 0.05 – 0.1 g. Artinya, Surabaya

tergolong dalam wilayah yang jarang terjadi gempa. PGA merupakan nilai percepatan

batuan dasar (bedrock) suatu wilayah ketika dikenai gempa. Nilai PGA tersebut,

didasarkan pada estimasi sumber gempa, sejarah kegempaan dan keberadaan tektonik

lempang sekitar wilayah tersebut. Peta hazard kegempaan diperlukan untuk

menunjukkan tingkat hazard gempa suatu wilayah terutama untuk wilayah dengantingkat aktifitas kegempaan yang tinggi seperti Wilayah Indonesia.



[KAPIA SELEKTA]

5 |H a l a m a n

Gambar 2.2 Peta zonasi gempa Indonesia (Kementrian Pekerjaan Umum, 2010)

Pengaruh efek lokal terhadap gempa menunjukkan bahwa kerusakan struktur

bangunan akibat gempa dan intensitas goncangan tanah selama gempa secara

signifikan dipengaruhi oleh kondisi geologi, kondisi tanah setempat dan banyaknya

jumlah korban jiwa yang diakibatkan oleh gempa bumi sangat signifikan. Batuan

sedimen yang lunak diketahui memperkuat gerakan tanah selama gempa dan karena

itu rata-rata kerusakan yang diakibatkan lebih parah dari pada lapisan keras. Artinya

batuan sedimen merupakan faktor amplifikasi amplitudo gelombang gempa. Kota

modern yang dibangun di atas sedimen lunak akan mudah mengalami kerusakan

akibat amplifikasi gelombang gempa. Faktor penting yang digunakan untuk

mengestimasi efek lokal yang diakibatkan oleh gempa bumi adalah hubungan antara

frekuensi natural suatu bangunan dengan frekuensi natural lapisan sedimen dimana

bangunan tersebut dibangun. Sehingga bisa diketahui nilai resonansi bangunan yang

nantinya bisa diestimasi kerentanannya terhadap gelombang gempa



[KAPIA SELEKTA]

6 |H a l a m a n

2.2 Metoda Mikrotremor

Metoda Mikrotremor merupakan metoda pastif yang mengukur getaran yang

terjadi di tanah. Getaran tanah yang diukur dapat merupakan getaran alami seperti

gempa, getaran dari aliran air bawah permukaan, lapisan tanah keras, dan sejenisnya

atau karena aktivitas manusia seperti berjalan, kendaraan, mesin, dan sejenisnya.

Mikrotremor mempunyai frekuensi lebih tinggi dari frekuensi gempabumi, periodenya

kurang dari 0,1 detik yang secara umum antara 0.05 – 2 detik dan untuk mikrotremor

periode panjang bisa 5 detik, sedang amplitudenya berkisar 0,1 – 2,0 mikron. Dalam

implementasinya getaran yang direkam dan diambil datanya merupakan getaran yang

disebabkan aktifitas alami, hal ini dapat dilihat dari konsistensi frekuensi yang

direkam.

Metoda yang paling sering digunakan untuk menganalisa kerentanan bangunan

ada 2 bentuk yaitu metoda Floor Spectral Ratio (FSR) dan metoda random decrement

(RMD).

2.2.1 Analisis Mikrotremor FSR

Metoda FSR ini yaitu metoda fungsi transfer dari tiap lantai antara spektral

bangunan danspektral tanah. Fungsi transfer dari struktur telah diperkirakanoleh rasio

spektral struktur dan spektral tanah atau spektral bidang bebas, ini disebut floor

spektral rasio (FSR). Menurut Gosar metoda Floor Spectral Ratio (FSR) merupakan

metoda standart. Untuk evaluasi kekuatan bangunan yang disebabkan getaran seismic

dan karakteristik pembangunan dapat dilakukan dengan pencatatan rekaman

mikrotremor. Indeks kerentanan struktur terhadap bencana gempa dapat mengestimasidengan menggunakan sudut drift. Hal tersebut terkait dengan percepatan gempa input

dan perpindahan dari setiap lantai (Gosar, 2007). Parameter ini diperkirakan dari

frekuensi dasar dan amplitudo dari setiap lantai yang diperoleh fungsi transfer dari

struktur. Fungsi transfer dari struktur telah diperkirakan oleh rasio spektral struktur

dan spektral tanah atau spektral bidang bebas, ini disebut floor spektral rasio (FSR).

Menurut Gosar metoda Floor Spectral Ratio (FSR) merupakan metoda standar. Untuk



[KAPIA SELEKTA]

7 |H a l a m a n

evaluasi kekuatan bangunan yang disebabkan getaran seismic dan karakteristik

pembangunan dapat dilakukan dengan pencatatan Ambient.

Nakamura (2008), mengemukakan bahwa dengan menggunakan FSR dari nilai

K-values dapat ditentukan besarnya sudut simpangan (drift angle γ) guna menentukan

tingkat dan batas keamanan bangunan. Evaluasi kerentanan bangunan dari hasil

analisis FSR ditinjau dari beberapa parameter. Pertama yaitu resiko terjadinya

resonansi. Menurut Hamid (2011), fenomena resonansi dapat terjadi bila frekuensi

natural suatu benda mendekati nilai frekuensi natural (w) di mana benda itu berada.

Jadi, resonansi terjadi bila:

W struktur bangunan = n wfree field ........................................................(1)

Dengan:

N = order springing = 1, 2, 3, dst.

Kedua adalah efek jenis tanah terhadap Peak Ground Accelaration (PGA).

Caranya dengan memplotkan respon spektral hasil pengujian mikrotremor, pada lokasi

tanah permukaan dengan Desain Respon Spektra Indonesia di Lubuk Buaya-Padang.

Model kurva desain respon spektrum yang mendekati dan masuk dalam range period

getar tanah hasil pengujian respon spektrumlah yang menjadi acuan jenis tanah

permukaan di bawah bangunan tersebut berada. Gempa yang direkam di tanah lunak

mempunyai percepatan tanah maksimum yang lebih besar daripada yang direkam di

tanah keras untuk nilai PGA < 0,40 g. Untuk PGA > 0,40 g, hasil-hasil yang

sebaliknya terjadi (Kramer 1996 cit. Pawirodikromo 2012).

Ketiga adala indeks kerentanan struktur bangunan Nakamura (2000) akibat

gempa. Yaitu dengan persamaan (Sato dkk., 2008):

=

(2)

10000

................................................... (2)

Dengan:

K n = Kerentanan bangunan lantai yang ditinjau (10-6)

= Selisih amplitudo lantai yang ditinjau dengan lantai sebelumnya

f = frekuensi lantai yang ditinjau (Hz)

H = tinggi bangunan lantai yang ditinjau (m)



[KAPIA SELEKTA]

8 |H a l a m a n

Gambar 2.3 Skema model-n lantai struktur dan bentuk modelnya

Kemudian dari nilai K n didapatkan drift angle (γ) pada tiap lantai dengan

persamaan berikut:

= .................................................. (3)

Dimana:

e = efesiensi gempaa = percepatan muka tanah maksimum (cm/s2)

Tahap awal analisa FSR adalah analisis spektrum Fourier yang berfungsi untuk

mengubah data mikrotremor awal yang berupa domain waktu (time series) ke domain

frekuensi. Algoritma Fast Fourier Transform (FFT), Dalam analisis spektrum,

masing-masing panjang perekaman dipisah menjadi 20 sampai 40 sekon non

overlapping window. Untuk menghaluskan hasil proses FFT, digunakan filter

smoothing Konno dan Ohmachi dengan koefisien bandwith sebesar 40. Spektrum

amplitudo rata-rata untuk masing-masing komponen dihitung dari window yang

terseleksi. Kemudian, untuk memperoleh frekuensi natural bangunan dilakukan

dengan menggunakan analisis FSR ( Floor Spectra Ratio) yang dijadikan sebagai

analisis spektrum pada pengukuran lantai bangunan terhadap tanah di bawahnya.

Hasilnya adalah rata-rata frekuensi natural bangunan dan frekuensi natural tanah.



[KAPIA SELEKTA]

9 |H a l a m a n

2.2.2 Analisis Mikrotremor RDM

Metoda random decrement (RDM) merupakan teknik yang digunakan untuk

identifikasi karakteristik dinamik dan deteksi kerusakan suatu bangunan dari respon

suatu gempa. Konsep RDM adalah respon dinamis dari sebuah system untuk sebuah

eksitasi acak tujuannya yaitu membatalkan komponen acak untuk mendapatkan kurva

getaran bebas yang buruk dari perkiraan damping dan frekuensi natural. RDM dikenal

sebagai metoda transform serangakaian waktu acak dalam pengurangan energi dari

getaran bebas struktur bangunan. Pada tingkat amplitude tertentu dan fixed duration

(length) mencapai rata-rata randomec. Komponen random akan di filter. Representasi

domain frekuensi menunjukkan puncak dominan dari system.

Pengolahan data mikrotrmor untuk mengetahui karakterisitik dinamik suatu

bangunan dengan menggunakan metoda RDM. Tahap awal sebelum melakukan

proses RDM yaitu menggunakan analisis band pass filter untuk menentukan frekuensi

yang diinginkan.parameter band pass filter ini di ambil dari hasil range frekuensi pada

analisis metoda RDM frekuensi dipakai mulai dari 1 Hz – 10 Hz. Menghitung

damping ratio dan frekuensi natural struktur bangunan digunakan metoda RDM(random Decrement metoda dengan menganalisis sinyal dari hasil filter. menghasilkan

getaran bebas. Dari hasil getaran bebas ini dihasilkan damping ratio dan frekuensi

natural struktur.



[KAPIA SELEKTA]

10 |H a l a m a n

Gambar 2.4 Skematis Random Decrement Method , respon frekuensi acak di filter

kedalam domain waktu sehingga menghasilkan respon getaran



[KAPIA SELEKTA]

11 |H a l a m a n

BAB III

METODOLOGI

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Gedung Meseum Surabaya.

Gambar 3.1 Lokasi Gedung Museum Surabaya

Sedangkan untuk skema waktu penelitian diperlihatkan oleh table 3.1

November Desember

2 3 4 1 2 3 4

Perizinan

Akuisisi

Pengolahan

Laporan

Tabel 3.1 Skema waktu Penelitian



[KAPIA SELEKTA]

12 |H a l a m a n

3.2 Alat dan Software

1. Software Geopsy.

2.

Mikrotremor 1 buah.3. GPS.

4. Denah Museum Surabaya.

5. Timer.

Gambar 3.2 Mikrotremor MAE



[KAPIA SELEKTA]

13 |H a l a m a n

3.3 Alur Kerja

Gambar 3.2 Alur kerja penelitian

3.4 Cara Akusisi

Gambar 3.3 Alur akusisi penelitian

KesimpulanInterpretasiPengolahan

DataAkuisisi

Pindah ke titikselanjutnya

Rekam selama30 menit

Amankan area

Tentukan titik

survey di

setiap lantai (3lantai)

dan di tanah



[KAPIA SELEKTA]

14 |H a l a m a n

3.5 Cara pengolahan

1. FSR

a.

Dianalisis Spektrum Fourier, uabh masing-masing panjangrecord menjadi 20 hingga 40 sekon non overlapping window.

Digunakan untuk mengubah data dalam domain time ke domain

frekuensi.

b. Difilter menggunakan filter smoothing Konno dan Ohmachi

dengan koefisien bandwidth 40.

c. Dihitung spektrum amplitudo rata-rata masing-masing

komponen.

d. Dilakukan analisis FSR (Floor Spectra Ratio) untuk memperoleh

frekuensi natural bangunan.

e. Dihasilkan rata-rata frekuensi natural bangunan dan frekuensi

natural tanah.

2. RDM

a. Dilakukan analisis band pass filter untuk menentukan frekuensi

yang diinginkan.

b. Dihitung dumping ratio dan frekuensi natural menggunakan

metode RDM (Random Decrement Method). Sinyal yang diolah

adalah sinyal hasil filter yang menghasilkan getaran bebas.

c. Dlakukan analisis dumping toolbox pada software Geopsy yang

menghasilkan dumping ratio dan frekuensi natural struktur.



[KAPIA SELEKTA]

15 |H a l a m a n

DAFTAR PUSTAKA

Gosar, A. 2007. Microtremor HVSR Study for Assessing Site Effects in the Bovec

Basin (NW Slovenia) Related to 1998 Mw 5.6 and 2004 Mw 5.2 Earthquake.ELSEIVER Engineering Gelogy 91 (2007) 178-193.

Laporan akhir BAPPEKO Surabaya. 2012. Kajian dan Analisa Potensi Geologi dan

Geofisika Kota Surabaya, BAPPEKO Surabaya, Juni 2012

Nakamura Y, 1989, A method for dynamic characteristics estimation of subsurface

using microtremor on the ground surface, Quarterly Report of the Railway

Technology Research Institute, Japan ;30(1):25 – 33.

Nakamura, Yutaka. Sato, Tsutomu. Nishinaga, Masayuki. 2000. Local Site Effect Of

Kobe Based OnMicrotremor Measurement. Proceedings of the Sixth

International Conference on Seismic Zonation (6ISCZ) EERI, November 12-

15, 2000/ Palm Springs. California.

Nakamura, Yutaka, 1997, Seismic vulnerability indices for ground and structures

using misrotremor. Proceedings of world congress on Railways Research.

November . Florence.

Nakamura,Yutaka, 2008, The change of the dynamic characteristics using

microtremor, Dept. of Built Environment, Tokyo Institute of Technology,

Japan

Nashir, Mochamad Abied Lutfi dan Bahri, Ayi Syaeful. (2013). Karakteristik

Kekuatan Bangunan Wilayah Surabaya Jawa Timur Menggunakan Analisa

Mikrotremor. Jurnal Sains dan Seni POMITS Vol 1, No. 1, hal 1-6.

Sungkono. 2011. Evaluation Of building Strength from Microtremor analyses. Institut

Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Towhata, I. 2008. Geotechnical Earthquake Engineering. Springer: Japan.

Vivi, Wulandari. 2012. Analisis Mikrotremor untuk Evaluasi Kekuatan Bangunan

Studi Kasus Gedung Perpustakaan ITS. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

proposal penelitian kapita selekta museum surabaya

Documents