UJI RESONANSI JEMBATAN, BANGUNAN, & TAPAK LOKASI

(1)

Page | 0

UJI RESONANSI

UJI RESONANSI JEMBATAN, BANGUNAN, &

TAPAK LOKASI

(2)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

Gd. Menara Prima Lt 26, Jl. Dr. Ide Anak Agung Gde Agung, Kuningan, Jakarta 12950 Tel. 082321957859, 081291417801, [email protected], https://intergeo.co.id

PT. INTERGEO MITIGASI PRIMA Page | 1

Pendahuluan

Salah satu faktor yang dapat digunakan untuk memperkirakan bahaya getaran suatu bangunan, jembatan atau calon lokasi tapak konstruksi adalah dengan mengetahui nilai resonansi terukur (insitu) yaitu dengan cara melakukan pengukuran resonansi antara frekuensi natural bangunan dan tanah sekitarnya. Harapannya, dengan mengetahui kondisi kerentanan suatu bangunan, maka upaya perencanaan rekonstruksi terhadap dapat dilakukan dengan tepat dan berdaya guna.

Maksud dari kegiatan ini adalah untuk mengidentifikasi dan menilai kondisi sebenarnya dari kondisi struktural dan elemen suatu bangunan, jembatan atau calon lokasi tapak konstruksi.

Tujuan dari kegiatan ini adalah:

1. Mendapatkan informasi mengenai kondisi elemen suatu bangunan, jembatan atau calon lokasi tapak konstruksi dengan melakukan detail visual dan

pengujian resonansi.

2. Mendapatkan hasil evaluasi pada hasil tes dan membuat analisis baru pada struktur elemen konstruksi.

3. Memberikan masukan berdasarkan hasil pegujian dan analisa struktur konstruksi.

(3)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

Metodologi

Metodologi pelaksanaan pemeriksaan dan pengujian resonansi bangunan, jembatan dan lokasi tapak konstruksi secara umum diuraikan dalam tahapan sebagai berikut:

tahapan pemeriksaan skema lokasi (desktop study), pengecekan visual yang rinci, uji resonansi dengan alat pengujian resonansi, pengolahan data dan laporan analisis. Jelasnya pada Gambar ini.

Gambar 1. Tahapan pemeriksaan dan pengujian

Sistem Peralatan

Pengukuran pada bangunan dan tanah (titik referensi) menggunakan peralatan resonansi yang direkam dengan durasi tertentu untuk kondisi netral (tanpa pemancangan) dan kondisi gangguan (noise). Data yang dihasilkan adalah data hasil rekaman getaran tanah alami, tanah (free field) dan jembatan yang terekam pada ketiga komponen, yaitu komponen vertical, horizontal utara-selatan dan barat- timur.

Pengukuran di titik referensi dilakukan bersamaan dengan kegiatan pemancangan dan kondisi netral. Penempatan sensor pada titik referensi diusahakan memilih

(4)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

PT. INTERGEO MITIGASI PRIMA Page | 3 permukaan stabil, dan datar. Peralatan untuk melakukan pengambilan data sebagai berikut:

• Sensor resonansi

• Converter sinyal

• HDD diskdata

• GPS (Global Positioning System)

• Cable connector

• Accu power

• Kompas Geologi

• Laptop

• Kamera

(5)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

PT. INTERGEO MITIGASI PRIMA Page | 4 Gambar 2. Perangkat sistem pengukuran resonansi

* Peralatan dapat berubah menyesuaikan kondisi lapangan

(6)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

Klasifikasi Tanah

Kerentanan suatu bangunan sangat dipengaruhi oleh keadaan tanah didalamnya.

Keadaan tanah dapat digambarkan secara kuantitatif oleh nilai frekuensi natural suatu. Tanah dengan klasifikasi endapan sungai (aluvial) mempunyai struktur batuan lembek sehingga mempunyai tingkat amplifikasi gelombang permukaan (surface wave) sehingga dapat membuat resonansi getaran yang kuat terhadap struktur jembatan.

Nilai resonansi berhubungan dengan klasifikasi jenis tanah permukaan. Kanai dkk (1954) membagi tanah menjadi empat klasifikasi, yaitu:

I. Tanah batuan keras (rock, hard sandy gravel), tanah yang tergolong dalam tersier atau lapisan tanah tua.

II. Tanah pasir berbatu (keras), pasir dengan tanah yang dapat digolongkan pada alluvial atau alluvial berbatu dengan tebal.

III. Tanah jenis pasir, sandy clay, clay, atau yang dapat digolongkan pada jenis alluvial.

IV. Tanah lembek, berupa endapan delta atau endapan lumpur dari sungai.

Sedangkan Omote dan Nakajima mengklasifikasikan tanah berdasarkan nilai periode natural atau respon trehadap frekuensi getaran menjadi tiga macam, yaitu:

A. Periode natural antara 0,1 – 0,25 detik.

B. Periode natural antara 0,25 – 0,40 detik.

C. Periode natural lebih dari 0,4 detik.

Tanah sangat lunak dengan kedalaman lebih dari 30 m mempunyai periode dominan lebih kecil daripada 0,4 detik (<2,5 hertz) seperti wilayah Jakarta secara umum tergolong kedalam endapan kipas aluvial dengan ketebalan 300 m (Turkandi dkk, 1992).

(7)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

PT. INTERGEO MITIGASI PRIMA Page | 6 Gambar 3. Peta Geologi Jakarta (Turkandi, dkk, 1992)

Gambar 4. Skema pnempatan sensor resonansi di suatu bangunan bertingkat

(8)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

PT. INTERGEO MITIGASI PRIMA Page | 7 Klasifikasi tanah dapat dikonversi dan digunakan sebagai standar dalam perencanaan bangunan yahan guncangan kuat. Hasil konversinya terdapat pada Tabel ini.

Tabel 1. Konversi Klasifikasi Tanah

Berdasarkan metodologi di atas dapat dibuat suatu hipotesis sebagai berikut:

1. Setiap bangunan memiliki nilai frekuensi natural yang berbeda-beda.

2. Bangunan bertingkat rendah cenderung memiliki nilai frekuensi natural yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan gedung bertingkat tinggi.

3. Jembatan dapat diasumsikan dengan bangunan bertingkat dua.

4. Frekuensi natural di bagian struktur memiliki nilai yang berbeda-beda.

5. Resonansi yang tinggi terjadi jika frekuensi natural antara tanah dengan bangunan memiliki nilai yang sama atau hampir mendekati.

Klasifikasi Tanah Periode Dominan

(detik)

Keterangan Kanai

dkk

Omote &

Nakajima Jenis I

Jenis A

0,05 – 0,15 Batuan tersier atau lebih tua, terdiri dari batuan hard sandy gravel

Jenis II 0,10 – 0,25

Batuan alluvial dengan ketebalan sekitar 5 m, terdiri dari sandy gravel, sandy hard clay, loam

Jenis III Jenis B 0,25 – 0,40

Batuan alluvial hampir sama dengan jenis II, hanya dibedakan oleh adanya formasi bluff

Jenis IV Jenis C > 0,40

Batuan alluvial yang terbentuk dari delta top soil, lumpur, dll dengan kedalaman sekitar 30 m

(9)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

Frekuensi Natural

Kurva frekuensi natural diperoleh dari distribusi time windows (warna pelangi) dari kurva mikrotremor. Kurva frekuensi natural mengalami pelonjakan drastic dikarenakan kondisi struktur bangunan sudah mengalami retakan. Berdasarkan table frekuensi natural (Kramer, 1996), berikut gambar frekuensi natural pada tiang atau bangunan yang sudah retak.

Gambar 5. Frekuensi natural pada bangunan retak.

Periode Dominan dan Amplifikasi

Periode dominan adalah berbanding terbalik dengan frekuensi natural. Periode dominan menggambarkan klasifikasi tanah. Nilai amplifikasi hampir setara dengan

(10)

PT INTERGEO MITIGASI PRIMA – UJI RESONANSI

PT. INTERGEO MITIGASI PRIMA Page | 9 periode dominan. Nilai ini harus mengacu kepada peta geologi daerah setempat dengan mengacu pada peta geologi setempat.

Gambar 6. Kondisi frekuensi natural, periode dominan dan amplifikasi ekstrim terjadi pada bangunan retak ditunjukkan frekuensi tinggi (puncak).

Resonansi

Resonansi merupakan suatu peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena memiliki frekuensi atau periode yang sama atau hampir mendekati. Bangunan dapat mengalami resonansi jika frekuensi natural struktur bangunan sama dengan frekuensi getaran tanah atau getaran gempa bumi. Semakin besar nilai resonansi adalah semakin baik karena frekuensi natural gedung semakin menjauhi nilai frekuensi natural tanah. Tingkat kerentanan resonansi bangunan terhadap gempa bumi diklasifikasikan menjadi tiga kriteria seperti yang terdapat pada Tabel berikut:

Tabel 2. Klasifikasi tingkat kerentanan resonansi bangunan (Gosar, 2010)

No. Tingkat Kerentanan Resonansi Bangunan

Prosentase

(11)