ANALISIS PENGARUH INTERAKSI TANAH-STRUKTUR BASEMENT TERHADAP DISTRIBUSI TEKANAN TANAH LATERAL DINAMIS PADA DINDING BASEMENT DAN AMPLIFIKASI MOTION GEMPA DI PERMUKAAN
TESIS
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
NURRACHMAD WIJAYANTO NIM : 25004035 Program Studi Rekayasa Geoteknik
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
ABSTRAK ANALISIS PENGARUH INTERAKSI TANAH-STRUKTUR BASEMENT TERHADAP DISTRIBUSI TEKANAN TANAH LATERAL DINAMIS PADA DINDING BASEMENT DAN AMPLIFIKASI MOTION GEMPA DI PERMUKAAN Oleh
Nurrachmad Wijayanto NIM : 25004035 Dalam ilmu geoteknik kegempaan, telah banyak metode yang dikembangkan untuk menganalisis beban gempa terhadap distribusi tekanan tanah lateral dinamis pada dinding kaku, dimana metode-metode tersebut didasarkan pada uji eksperimental atau formulasi analitis terhadap perilaku sistem dinding penahan tanah kaku. Asumsi yang sering diambil pada studi-studi tersebut adalah dasar dinding pada kondisi jepit, dimana hal ini tidak dapat diterapkan pada dinding basement, mengingat dasar dinding basement tidak sepenuhnya dalam kondisi jepit. Selama dinding mengalami beban gempa, maka terjadi pergerakan relatif antara dinding dan tanah, yang pada akhirnya berpengaruh terhadap perilaku interaksi tanah-struktur basement yang terjadi. Studi ini dilakukan untuk menganalisis distribusi tekanan lateral dinamis pada dinding basement dan amplifikasi motion gempa di permukaan dengan menggunakan metode elemen hingga. Analisis interaksi tanah-struktur dinamis dilakukan dengan menggunakan program PLAXIS Dynamics. Penelitian ini dititik beratkan pada studi parametrik untuk meneliti sensitifitas pengaruh variasi kondisi tanah, percepatan gempa di batuan dasar, kandungan frekuensi input motion, kedalaman basement, kedalaman batuan dasar dan kekakuan struktur basement. Variasi kondisi tanah yang digunakan adalah lempung homogen berdasarkan UBC 1997 untuk site classification C, D dan E masing-masing untuk tanah keras, sedang dan lunak. Hasil yang diperoleh dari studi ini adalah distribusi tekanan lateral tanah dinamis mencapai nilai maksimum pada dasar basement dengan peningkatan tekanan yang hampir linier pada kondisi tanah lunak dan non-linier pada kondisi tanah sedang dan keras. Gradien peningkatan terbesar terjadi pada kedalaman empat per lima dinding basement diukur dari dasar basement hingga dasar basement. Dari studi ini juga diperoleh kesimpulan bahwa adanya basement tidak berpengaruh terhadap kekakuan dinamis sistem tanah-struktur basement, tetapi lebih berpengaruh terhadap redaman geometris pada sistem. Pada studi ini juga diberikan rekomendasi untuk menentukan distribusi tekanan tanah lateral dinamis berdasarkan variasi kondisi tanah dan percepatan gempa di batuan dasar.
Laporan Tesis
i
ABSTRACT ANALYSIS OF SOIL-BASEMENT STRUCTURE INTERACTION EFFECT ON DYNAMIC LATERAL EARTH PRESSURE ON BASEMENT WALL AND EARTHQUAKE GROUND MOTION AMPLIFICATION By
Nurrachmad Wijayanto NIM : 25004035 In the geotechnical earthquake engineering, there were several methods have been developed to analyze seismic loading on the distribution of dynamic lateral earth pressure on rigid wall, whereas those methods were based either on experimental study or analytical formulation upon the behaviour of rigid retaining wall system. The assumption frequently taken on those studies was the wall base considered to be absolutely fixed, in which this is not the case on basement wall, considering the fact that the basement wall is not absolutely fixed. During the earthquake, there were relative motions occurred between wall and surrounding soil, which eventually results in the soil-structure interaction effect on the basement system. This study analyses the distribution of dynamic lateral earth pressure on basement wall and amplification of earthquake motion on the surface using finite element method. Dynamic soil-structure interaction analyses were done using PLAXIS Dynamics software. This research is focused on parametric study in order to analyze the sensitivity upon the variation of soil condition, peak base acceleration, frequency content of input motion, depth of basement, depth of baserock and the stiffness of basement structure. The variations in soil condition are homogenous clay deposit based on UBC 1997 site classification C, D and E for stiff soil, medium-stiff soil and soft soil, respectively. Result of the analyses indicated that the distribution of dynamic lateral earth pressure reach its maximum value on the basement wall with almost linear pressure increments on soft soil and non-linear pressure increments on mediumstiff and stiff soil. The highest pressure increase is occurred at four-fifth depth of wall basement measured from the top to the base of the wall. Another result from this study is the basement structure which was constructed on a soil deposit, would not influence the dynamic stiffness of the soil-basement structure system, otherwise it would influence the geometrical damping of the system. On this study, the recommendation of seismic lateral load distribution considering the soil condition variations and peak base acceleration are also provided.
Laporan Tesis
ii
ANALISIS PENGARUH INTERAKSI TANAH-STRUKTUR BASEMENT TERHADAP DISTRIBUSI TEKANAN TANAH LATERAL DINAMIS PADA DINDING BASEMENT DAN AMPLIFIKASI MOTION GEMPA DI PERMUKAAN
Oleh
NURRACHMAD WIJAYANTO NIM : 25004035 Program Studi Rekayasa Geoteknik Institut Teknologi Bandung
Menyetujui 1 Oktober 2007 Pembimbing
________________________________ (Ir. I Wayan Sengara, MSE, Ph.D.)
Laporan Tesis
iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS
Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh isi tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
Laporan Tesis
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas limpahan berkah dan rahmat yang telah diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan pengerjaan hingga penyelesaian penulisan tesis Magister yang berjudul Analisis Pengaruh Interaksi TanahStruktur Basement Terhadap Distribusi Tekanan Tanah Lateral Dinamis Pada Dinding Basement dan Amplifikasi Motion Gempa di Permukaan. Penulis berharap bahwa laporan tesis ini dapat memenuhi persyaratan, baik dari segi isi maupun sistematikanya secara keseluruhan. Selain itu, penulis berharap agar penelitian yang dilakukan di dalam tesis ini dapat memberikan pengetahuan baru di dalam ilmu Teknik Sipil, terutama di bidang Rekayasa Geoteknik. Penulis menyadari bahwa laporan tesis yang telah disusun ini masih memiliki kekurangan baik dari sisi penulisan maupun substansi yang dipaparkan. Oleh karena itu penulis sangat terbuka terhadap saran dan kritik yang diberikan demi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi secara umum dan pengembangan ilmu geoteknik secara khusus. Akhir kata, tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah membantu di dalam proses pengerjaan tesis ini, terutama kepada : 1. Bapak Ir. I Wayan Sengara, MSE, Ph.D., selaku pembimbing tesis. 2. Bapak Ir. Masyhur Irsyam, MSCE, MSEM, Ph.D., selaku penguji pada Seminar I dan ketua KK Rekayasa Geoteknik. 3. Bapak Prof. Dr. Ir. A. Aziz Djajaputra, MSCE., selaku penguji pada Seminar II dan Sidang. 4. Bapak Dr. Ir. Bigman M. Hutapea, MSc., selaku penguji pada Seminar I, Seminar II dan Sidang. 5. Keluarga yang turut mendukung dengan dorongan material, spiritual dan doa. 6. Asisten Lab. PAU Rekayasa Geoteknik atas bantuannya terhadap masukan dan materi yang diberikan. 7. Segenap karyawan Tata Usaha dan Perpustakan Program Studi Teknik Sipil, atas bantuan dan kemudahan dalam setiap administrasi akademik.
Laporan Tesis
v
8. Teman-teman dari Sub Jurusan Rekayasa Geoteknik yang telah memberikan dorongan semangat serta pembagian pengalaman.
Bandung, 1 Oktober 2007
Penulis
Laporan Tesis
vi
DAFTAR ISI ABSTRAK ............................................................................................................... i ABSTRACT............................................................................................................ ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ................................................................... iv KATA PENGANTAR ............................................................................................ v DAFTAR ISI......................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi DAFTAR TABEL................................................................................................. xx Bab I PENDAHULUAN.......................................................................................I-1 1.1
Latar Belakang Penelitian .....................................................................I-1
1.2
Tujuan Penelitian ..................................................................................I-3
1.3
Ruang Lingkup Penelitian.....................................................................I-3
Bab II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... II-1 2.1
Pendahuluan ........................................................................................ II-1
2.2
Teori Perambatan Gelombang............................................................. II-3
2.2.1
Perambatan Gelombang pada Medium Tak Terhingga .............. II-3
2.2.2
Perambatan Gelombang Pada Medium Berlapis......................... II-8
2.2.3
Atenuasi Gelombang................................................................... II-8
2.3
Analisis Respons Permukaan ............................................................ II-12
2.3.1
Analisis Respons Permukaan Satu Dimensi ............................. II-12
2.3.2
Analisis Respons Permukaan Dua Dimensi dengan Metode Elemen
Hingga
II-17
2.4
Analisis Dinamis Interaksi Tanah-Struktur Dengan Metode Elemen
Hingga II-20 2.4.1
Laporan Tesis
Metode Langsung (Direct Method)........................................... II-20
vii
2.4.2 2.5
Metode Bertahap (Multistep Method) ....................................... II-20
Studi Terdahulu Mengenai Analisis Tekanan Tanah Lateral Dinamis
Pada Dinding Penahan Tanah ....................................................................... II-23 2.5.1
Metode Okabe (1926); Mononobe dan Matsuo (1929) ............ II-23
2.5.2
Metode Scott (1973).................................................................. II-23
2.5.3
Metode Wood (1975) ................................................................ II-24
2.5.4
Eksperimen Sherif dan Fang (1984) ......................................... II-24
2.5.5
Eksperimen Ishibashi dan Fang (1987)..................................... II-25
2.5.6
Metode Dowrick (1987)............................................................ II-26
2.5.7
Metode Ortigosa dan Musante (1991) ...................................... II-26
2.5.8
Metode Veletsos dan Younan (1994)........................................ II-27
2.5.9
Metode Zhang (1998)................................................................ II-28
2.5.10
Metode Wu & Finn (1996)........................................................ II-31
2.5.11
Metode Richard (1999) ............................................................. II-32
2.5.12
Studi Parametrik oleh Sumiartha (2002)................................... II-34
2.6
PLAXIS Dynamics............................................................................ II-36
2.6.1
Masukan Program ..................................................................... II-37
2.6.2
Perhitungan Dinamis Pada PLAXIS ......................................... II-39
2.6.3
Teori Integrasi Waktu Pada Program PLAXIS......................... II-44
2.6.4
Keluaran Program PLAXIS ...................................................... II-46
Bab III Metodologi Penelitian............................................................................ III-1 3.1
Pendahuluan ....................................................................................... III-1
3.2
Menentukan Parameter dan Properti Dinamis Tanah ........................ III-1
3.3
Menentukan data gempa .................................................................... III-2
3.4
Analisis Dinamis dengan Program PLAXIS...................................... III-2
Laporan Tesis
viii
3.4.1
Analisis Pengaruh Kondisi Tanah, Input Motion dan PBA ....... III-3
3.4.2
Analisis Pengaruh Kedalaman Basement .................................. III-4
3.4.3
Analisis Pengaruh Kedalaman Batuan Dasar............................. III-5
3.5
Verifikasi Analisis Perambatan Gelombang 2 Dimensi pada Program
PLAXIS dengan Program DEEPSOIL .......................................................... III-6 3.6
Tinjauan Hasil Keluaran Program.................................................... III-12
Bab IV Analisis ..................................................................................................IV-1 4.1
Perbandingan Hasil Analisis Perambatan Gelombang 1 Dimensi dengan
Program DEEPSOIL dan 2 Dimensi dengan Program PLAXIS ...................IV-1 4.2
Model dan Keluaran PLAXIS............................................................IV-4
4.3
Perbandingan Respons Spektra Kondisi Free Field dan Sistem Tanah-
Struktur Basement..........................................................................................IV-6 4.4
Analisis Pengaruh Jenis Tanah Terhadap Distribusi Tekanan Tanah
Lateral Dinamis pada Dinding Basement ....................................................IV-12 4.4.1
Tekanan Tanah Lateral Minimum............................................IV-12
4.4.2
Tekanan Tanah Lateral Maksimum .........................................IV-14
4.4.3
Tekanan Tanah Lateral Dinamis ..............................................IV-16
4.5
Analisis Pengaruh Karakteristik Gempa dan PBA Terhadap Distribusi
Tekanan Tanah Lateral Dinamis pada Dinding Basement...........................IV-18 4.5.1
Tekanan Tanah Lateral Minimum............................................IV-19
4.5.2
Tekanan Tanah Lateral Maksimum .........................................IV-21
4.6
Analisis Pengaruh Kedalaman Batuan Dasar Terhadap Distribusi
Tekanan Tanah Lateral Dinamis ..................................................................IV-24 4.7
Pengaruh Kedalaman Struktur Basement Terhadap Tekanan Tanah
Lateral Dinamis pada Dinding Basement ....................................................IV-28 4.8
Analisis Pengaruh Kekakuan Struktur Basement ............................IV-31
Laporan Tesis
ix
4.9
Perbandingan dengan Studi Eksperimental dan Parametrik Lainnya ..IV-
33 4.9.1
Perbandingan dengan Metode Mononobe-Okabe (1929) ........IV-34
4.9.2
Perbandingan dengan Studi Eksperimental Sherif & Fang (1984),
Ishibashi & Fang (1987) dan Ishihara & Matsuzawa (1973)...................IV-35 4.9.3
Perbandingan dengan Metode Ostadan (2004) ........................IV-40
Bab V Kesimpulan dan Rekomendasi................................................................. V-1 5.1
Kesimpulan ......................................................................................... V-1
5.2
Rekomendasi ....................................................................................... V-2
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... xxii
Laporan Tesis
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Perbandingan respons spektra pada basement, free field, batuan dasar dan code soft soil (Lubkowski, et al, 2004) ........................................................ II-2 Gambar II.2 Kesetimbangan tegangan arah sumbu-x pada suatu elemen kubus II-5 Gambar II.3 Perambatan gelombang 1-D pada material yang berbeda .............. II-8 Gambar II.4 Model Kelvin-Voigt yang diberikan tegangan geser horisontal..... II-8 Gambar II.5 Hubungan antara siklus histeresis dengan rasio redaman .............. II-9 Gambar II.6 Elemen batang konikal dengan sudut α........................................ II-12 Gambar II.7 Nomenklatur respons permukaan ................................................. II-13 Gambar II.8 Nomenklatur untuk kasus perambatan gelombang pada deposit tanah berlapis di atas batuan dasar............................................................................. II-13 Gambar II.9 Transformasi elemen quadrilateral dari bentuk tak beraturan dalam sistem koordinat x-y ke elemen bujursangkar dalam sistem koordinat s-t ....... II-18 Gambar II.10 Analisis interaksi tanah struktur dengan metode langsung (Kramer, 1996) ................................................................................................................. II-20 Gambar II.11 Analisis interaksi tanah-struktur dengan metode bertahap (Kramer, 1996) ................................................................................................................. II-21 Gambar II.12 Model kantilever balok geser (Scott, 1973)................................ II-24 Gambar II.13 Pemodelan pengaruh gempa pada dinding kaku oleh Wood (1975) ........................................................................................................................... II-24 Gambar II.14 Distribusi tekanan dinamis aktif maksimum pada dinding kaku yang berotasi terhadap ujung atas dinding sebagai fungsi dari percepatan horisontal (Sherif & Fang, 1984) ....................................................................................... II-25 Gambar II.15 Amplitudo tekanan tanah lateral dinamis pada kondisi dinding kaku yang berotas terhadap puncak dinding (Sherif & Fang, 1987) ........................ II-25 Gambar II.16 Pemodelan kondisi lapangan (Veletsos & Younan, 1994) ......... II-27
Laporan Tesis
xi
Gambar II.17 Pemodelan Veletsos & Younan (1994) ...................................... II-28 Gambar II.18 Deformasi tanah lateral (Zhang, 1998)....................................... II-29 Gambar II.19 Model balok geser (Wu & Finn, 1996)....................................... II-31 Gambar II.20 Model tekanan tanah lateral dinamis (Richard, 1999)................ II-33 Gambar II.21 Respons dari sistem tanah-dinding (Richard, 1999)................... II-33 Gambar II.22 Distribusi tekanan lateral maksimum pada dinding basement dengan input motion PBA 0.1 g (kiri) dan 0.3 g (kanan) .............................................. II-34 Gambar II.23 Pengaruh PBA terhadap distribusi tekanan lateral maksimum pada dinding basement .............................................................................................. II-35 Gambar II.24 Pengaruh kedalaman basement terhadap distribusi tekanan lateral maksimum pada dinding basement ................................................................... II-35 Gambar II.25 Pengaruh kedalaman baserock terhadap tekanan lateral maksimum pada dinding basement...................................................................................... II-36 Gambar III.1 Skematis model tanah pada program PLAXIS ............................ III-6 Gambar III.2 Kurva reduksi modulus geser menggunakan Extended Hyperbolic Model (Hashash et al, 2001) ............................................................................ III-10 Gambar III.3 Kurva damping ratio menggunakan Extended Hyperbolic Model (Hashash et al, 2001)........................................................................................ III-10 Gambar III.4 Perbandingan model hiperbolik (a) dan Mohr-Coulomb (b) (Brinkgreve, et al 2002) ................................................................................... III-11 Gambar IV.1 Skema Rayleigh damping pada analisis metode elemen hingga (Luna, 2004).......................................................................................................IV-1 Gambar IV.2 Diagram alir untuk memperoleh parameter Rayleigh Alpha dan Beta yang akan digunakan pada program PLAXIS....................................................IV-2 Gambar IV.3 Perbandingan respons spektra pada tanah dengan site classification C, kedalaman batuan dasar 30 meter dan 50 meter, input motion gempa kerak dangkal 0.1 g ......................................................................................................IV-3
Laporan Tesis
xii
Gambar IV.4 Perbandingan respons spektra pada tanah dengan site classification D, kedalaman batuan dasar 30 meter dan 50 meter, input motion gempa kerak dangkal 0.1 g ......................................................................................................IV-3 Gambar IV.5 Perbandingan respons spektra pada tanah dengan site classification E, kedalaman batuan dasar 30 meter dan 50 meter, input motion gempa kerak dangkal 0.1 g ......................................................................................................IV-4 Gambar IV.6 Model elemen hingga pada PLAXIS ...........................................IV-5 Gambar IV.7 Mesh elemen hingga pada model PLAXIS..................................IV-5 Gambar IV.8 Kurva percepatan fungsi waktu pada beberapa titik di permukaan (kasus basement 12 meter, site class D dan kedalaman baserock 30 meter) .....IV-6 Gambar IV.9 Kurva tekanan lateral fungsi waktu pada beberapa titik sepanjang dinding (kasus basement 12 meter, site class D dan kedalaman baserock 30 meter) ............................................................................................................................IV-6 Gambar IV.10 Titik-titik yang ditinjau untuk membandingkan respons spektra IV7 Gambar IV.11 Perbandingan respons spektra kondisi free field dan sistem tanahstruktur basement dengan kedalaman 12 meter – klasifikasi site C...................IV-8 Gambar IV.12 Perbandingan respons spektra kondisi free field dan sistem tanahstruktur basement dengan kedalaman 12 meter – klasifikasi site D ..................IV-9 Gambar IV.13 Perbandingan respons spektra kondisi free field dan sistem tanahstruktur basement dengan kedalaman 12 meter – klasifikasi site E.................IV-10 Gambar IV.14 Perbandingan respons spektra permukaan pada tanah keras dengan variasi kedalaman basement 8 m, 12 m dan 16 meter, input motion gempa subduksi, PBA 0.2 g.........................................................................................IV-11 Gambar IV.15 Perbandingan respons spektra permukaan pada tanah sedang dengan variasi kedalaman basement 8 m, 12 m dan 16 meter, input motion gempa subduksi, PBA 0.2 g.........................................................................................IV-11
Laporan Tesis
xiii
Gambar IV.16 Perbandingan respons spektra permukaan pada tanah lunak dengan variasi kedalaman basement 8 m, 12 m dan 16 meter, input motion gempa subduksi, PBA 0.2 g.........................................................................................IV-11 Gambar IV.17 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kedalaman basement 12 meter, kedalaman batuan dasar 30 meter dan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g IV13 Gambar IV.18 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kedalaman basement 12 meter, kedalaman batuan dasar 30 meter dan input motion gempa kerak dangkal 0.2 g IV13 Gambar IV.19 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kedalaman basement 12 meter, kedalaman batuan dasar 30 meter dan input motion gempa kerak dangkal 0.3 g IV14 Gambar IV.20 Perpindahan horisontal dinding basement kondisi tekanan minimum (kiri) dan tekanan maksimum (kanan) dengan kedalaman dinding 12 meter, kedalaman baserock 30 meter dan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g ..........................................................................................................................IV-14 Gambar IV.21 Perpindahan horisontal dinding basement kondisi tekanan minimum (kiri) dan tekanan maksimum (kanan) dengan kedalaman dinding 12 meter, kedalaman baserock 30 meter dan input motion gempa kerak dangkal 0.2 g ..........................................................................................................................IV-15 Gambar IV.22 Perpindahan horisontal dinding basement kondisi tekanan minimum (kiri) dan tekanan maksimum (kanan) dengan kedalaman dinding 12 meter, kedalaman baserock 30 meter dan input motion gempa kerak dangkal 0.3 g ..........................................................................................................................IV-15 Gambar IV.23 Tekanan lateral tanah dinamis minimum (kiri) dan maksimum (kanan) akibat beban gempa kerak dangkal PBA 0.1 g, kedalaman baserock 30 meter.................................................................................................................IV-16
Laporan Tesis
xiv
Gambar IV.24 Tekanan lateral tanah dinamis minimum (kiri) dan maksimum (kanan) akibat beban gempa kerak dangkal PBA 0.2 g, kedalaman baserock 30 meter.................................................................................................................IV-16 Gambar IV.25 Tekanan lateral tanah dinamis minimum (kiri) dan maksimum (kanan) akibat beban gempa kerak dangkal PBA 0.3 g, kedalaman baserock 30 meter.................................................................................................................IV-17 Gambar IV.26 Perbandingan respons spektra permukaan free field pada tanah sedang dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal 0.2 g ..........IV-18 Gambar IV.27 Perbandingan distribusi tekanan lateral tanah total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah keras (site class C) .................................IV-19 Gambar IV.28 Perbandingan distribusi tekanan lateral tanah total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah sedang (site class D)...............................IV-19 Gambar IV.29 Perbandingan distribusi tekanan lateral tanah total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah lunak (site class E) .................................IV-20 Gambar IV.30 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis maksimum pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah keras (site class C) .....................................................................................................IV-21 Gambar IV.31 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis maksimum pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah sedang (site class D).....................................................................................................IV-22 Gambar IV.32 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis maksimum pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah lunak (site class E) .....................................................................................................IV-22 Gambar IV.33 Koefisien tekanan tanah lateral dinamis maksimum pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah keras (site class C) .....................................................................................................IV-23
Laporan Tesis
xv
Gambar IV.34 Koefisien tekanan tanah lateral dinamis maksimum pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah sedang (site class D).....................................................................................................IV-23 Gambar IV.35 Koefisien tekanan tanah lateral dinamis maksimum pada dinding basement dengan input motion gempa subduksi dan kerak dangkal – tanah lunak (site class E) .....................................................................................................IV-24 Gambar IV.36 Perbandingan respons spektra permukaan pada tanah keras dengan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g, kedalaman basement 16 meter dan variasi kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter...................IV-24 Gambar IV.37 Perbandingan respons spektra permukaan pada tanah sedang dengan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g, kedalaman basement 16 meter dan variasi kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter............IV-25 Gambar IV.38 Perbandingan respons spektra permukaan pada tanah lunak dengan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g, kedalaman basement 16 meter dan variasi kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter...................IV-25 Gambar IV.39 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah keras dan kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter ..............................IV-26 Gambar IV.40 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah sedang dan kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter ..............................IV-26 Gambar IV.41 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah lunak dan kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter ..............................IV-27 Gambar IV.42 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah keras dan kedalaman basement 8 meter, 12 meter dan 16 meter ....................................IV-28 Gambar IV.43 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan total maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah sedang dan kedalaman basement 8 meter, 12 meter dan 16 meter ....................................IV-29
Laporan Tesis
xvi
Gambar IV.44 Distribusi tekanan tanah lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah lunak dan kedalaman basement 8 meter, 12 meter dan 16 meter ....................................IV-29 Gambar IV.45 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah keras dan kedalaman basement 8 meter, 12 meter dan 16 meter ....................................IV-30 Gambar IV.46 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah sedang dan kedalaman basement 8 meter, 12 meter dan 16 meter .....................................IV-30 Gambar IV.47 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan kondisi tanah lunak dan kedalaman basement 8 meter, 12 meter dan 16 meter ....................................IV-31 Gambar IV.48 Distribusi tekanan lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan tebal dinding yang berbeda pada tanah keras, kedalaman basement 12 meter, kedalaman baserock 30 meter, gempa subduksi 0.3 g ..................................................................................................IV-32 Gambar IV.49 Distribusi tekanan lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan tebal dinding yang berbeda pada tanah sedang, kedalaman basement 12 meter, kedalaman baserock 30 meter, gempa subduksi 0.3 g ..................................................................................................IV-32 Gambar IV.50 Distribusi tekanan lateral total minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding basement dengan tebal dinding yang berbeda pada tanah lunak, kedalaman basement 12 meter, kedalaman baserock 30 meter, gempa subduksi 0.3 g ..................................................................................................IV-33 Gambar IV.51 Perbandingan tekanan lateral total minimum dengan kondisi tekanan aktif metode M-O (kiri) dan tekanan lateral total maksimum dengan kondisi tekanan pasif metode M-O (kanan) pada kasus gempa subduksi 0.1 g...IV34 Gambar IV.52 Perbandingan tekanan lateral total minimum dengan kondisi tekanan aktif metode M-O (kiri) dan tekanan lateral total maksimum dengan
Laporan Tesis
xvii
kondisi tekanan pasif metode M-O (kanan) pada kasus gempa subduksi 0.2 g...IV35 Gambar IV.53 Distribusi tekanan tanah lateral dinamis aktif maksimum pada dinding kaku yang berotasi terhadap puncak dinding (Sherif & Fang, 1984) IV-35 Gambar IV.54 Distribusi tekanan tanah lateral minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding kaku yang berotasi terhadap puncak dinding (Ishibashi & Fang, 1987) ......................................................................................................IV-36 Gambar IV.55 Distribusi tekanan tanah lateral minimum (kiri) dan maksimum (kanan) pada dinding kaku yang berotasi terhadap dasar dinding (Ishibashi & Fang, 1987) ......................................................................................................IV-36 Gambar IV.56 Koefisien gaya lateral tanah (K) maksimum dan minimum pada penelitian Ishibashi & Fang (1987) (kiri) dan Ichihara & Matsuzawa (1973).IV-38 Gambar IV.57 Koefisien gaya lateral tanah maksimum dan minimum untuk jenis tanah keras terhadap percepatan horisontal dengan input motion gempa kerak dangkal .............................................................................................................IV-38 Gambar IV.58 Koefisien gaya lateral tanah maksimum dan minimum untuk jenis tanah sedang terhadap percepatan horisontal dengan input motion gempa kerak dangkal .............................................................................................................IV-39 Gambar IV.59 Koefisien gaya lateral tanah maksimum dan minimum untuk jenis tanah lunak terhadap percepatan horisontal dengan input motion gempa kerak dangkal .............................................................................................................IV-39 Gambar IV.60 Profil amplitudo tekanan tanah ternormalisasi (Ostadan, 2004).IV41 Gambar IV.61 Amplitudo maksimum pada tekanan lateral seismik (Predicted = Finite Element SASSI; Computed = Metode Ostadan) (Ostadan, 2004).........IV-41 Gambar IV.62 Amplitudo maksimum pada tekanan lateral seismik untuk skenario gempa subduksi 0.3 g.......................................................................................IV-42 Gambar V.1 Contoh envelope distribusi tekanan lateral total maksimum dari hasil analisis................................................................................................................. V-2
Laporan Tesis
xviii
Gambar V.2 Rekomendasi koefisien tekanan tanah lateral total maksimum untuk tanah keras........................................................................................................... V-3 Gambar V.3 Rekomendasi koefisien tekanan tanah lateral total maksimum untuk tanah sedang ........................................................................................................ V-3 Gambar V.4 Rekomendasi koefisien tekanan tanah lateral total maksimum untuk tanah lunak .......................................................................................................... V-4 Gambar V.5 Rekomendasi distribusi tekanan lateral dinamis maksimum pada basement 12 meter dan kedalaman baserock 30 meter untuk tanah keras.......... V-4 Gambar V.6 Rekomendasi distribusi tekanan lateral dinamis maksimum pada basement 12 meter dan kedalaman baserock 30 meter untuk tanah sedang ....... V-5 Gambar V.7 Rekomendasi distribusi tekanan lateral dinamis maksimum pada basement 12 meter dan kedalaman baserock 30 meter untuk tanah lunak ......... V-5
Laporan Tesis
xix
DAFTAR TABEL
Tabel III.1 Skema analisis kondisi free field untuk meninjau pengaruh kondisi tanah, input motion dan PBA ............................................................................ III-3 Tabel III.2 Skema analisis kedalaman basement 12 meter untuk meninjau pengaruh kondisi tanah, input motion dan PBA ............................................... III-4 Tabel III.3 Skema analisis untuk meninjau pengaruh kedalaman basement ..... III-4 Tabel III.4 Skema analisis kondisi free field untuk meninjau pengaruh kedalaman batuan dasar........................................................................................................ III-5 Tabel III.5 Skema analisis kondisi kedalaman basement 16 meter untuk meninjau pengaruh kedalaman batuan dasar ..................................................................... III-5 Tabel III.6 Stratifikasi dan cepat rambat gelombang geser untuk kolom tanah dengan kedalaman 30 meter............................................................................... III-7 Tabel III.7 Stratifikasi dan cepat rambat gelombang geser untuk kolom tanah dengan kedalaman 40 meter............................................................................... III-7 Tabel III.8 Stratifikasi dan cepat rambat gelombang geser untuk kolom tanah dengan kedalaman 50 meter............................................................................... III-8 Tabel III.9 Parameter kuat geser tanah ............................................................ III-12 Tabel III.10 Dimensi dan parameter struktur balok dan kolom ....................... III-12 Tabel IV.1 Distribusi tekanan lateral total minimum untuk gempa kerak dangkal dan subduki pada dinding basement dengan kedalaman 12 meter ..................IV-20 Tabel IV.2 Distribusi tekanan lateral total maksimum untuk gempa kerak dangkal dan subduki pada dinding basement dengan kedalaman 12 meter ..................IV-21 Tabel IV.3 Distribusi tekanan lateral total minimum dengan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g dan variasi kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter............................................................................................................IV-27
Laporan Tesis
xx
Tabel IV.4 Distribusi tekanan lateral total maksimum dengan input motion gempa kerak dangkal 0.1 g dan variasi kedalaman batuan dasar 30 meter, 40 meter dan 50 meter............................................................................................................IV-28 Tabel V.1 Rekomendasi koefisien tekanan tanah lateral total maksimum pada PBA yang berbeda .............................................................................................. V-3 Tabel V.2 Rekomendasi distribusi tekanan lateral dinamis maksimum
pada
basement 12 meter dan kedalaman baserock 30 meter ....................................... V-5
Laporan Tesis
xxi
