PETA GEMPA INDONESIA (SNI ) DAN SPEKTRUM- RESPONSE DISAIN UNTUK PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN TAHAN GEMPA DALAM ASPEK GEOTEKNIK

PETA GEMPA INDONESIA (SNI 1726-2012) DAN SPEKTRUMRESPONSE DISAIN UNTUK PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN TAHAN GEMPA DALAM ASPEK GEOTEKNIK Dr. M. ASRURIFAK Wakil Ketua Himpunan Ahli Teknik Tanah Indonesia (HATTI) Peneliti di Pusat Penelitian Mitigasi Bencana ITB Anggota Tim Revisi Peta Gempa Indonesia Anggota Tim Mikrozonasi Kota-kota Besar Indonesia

Workshop Continuing Professional Development (CPD) Ahli Geoteknik Jakarta, 4 Oktober 2016

Cakupan: • Pendahuluan / Latar belakang • Alasan Perlunya Updating Peta Gempa Indonesia • Kondisi Kegempaan Wilayah Indonesia • Peta Gempa Indonesia Baru • Perhitungan Konstruksi Tahan Gempa • Penutup

LATAR BELAKANG Indonesia adalah salah satu negara yang mempunyai wilayah dengan tingkat kegempaan yang sangat tinggi

Gempa Utama 1900‐2009 (dari total kejadian dng M>5 sebanyak +52.000)

LATAR BELAKANG Gempa bumi  fenomena alam yang sangat merusak MANUSIA TAK MAMPU MENOLAK

Kerusakan Gedung

Kerusakan Infrastruktur

Longsor

Tsunami MENGANTISIPASI RESIKO

PENELITIAN Penurunan krn likufaksi

STANDARISASI DESAIN

STRATEGI PENGURANGAN RESIKO (MITIGASI) GEMPA Kebutuhan dasar untuk terlindungi dari implikasi buruk adanya gempa FENOMENA ALAM GEMPA

(FEMA 451b, 2007) Sangat potensial mengakibatkan kerugian besar

Gempa tidak dapat dicegah Kejadian alam yang belum dapat diperkirakan secara akurat: kapan, dimana, magnituda

Efek Gempa

Strategi

Fault rupture

Hindari

Tsunami

Hindari

Kelongsoran (besar)

Hindari

Likuifaksi

Hindari/ Ditanggulangi

Goncangan/ Gerakan Tanah

Ditanggulangi Infrastruktur perlu didisain tahan gempa

Newton’s 2nd Law: H = m x a H

Spectral Acceleration at Bedrock

BERBAGAI CARA UNTUK MENENTUKAN BEBAN GEMPA Requires: Ground motion parameters  Forces during earthquake Equivalent-static loadings in codes Maximum acceleration a maximum Respons spectra amax Ground motion parameter T 5

Time histories acceleration Scaled Acceleration

5 0 5 5 2

Dalam aplikasinya, sesuai tingkat kesulitan dan akurasi [email protected]

Effect of local soil condition

21x C R=380 KM

Mexico Earthquake 1985 Mexico City

Middle American Trench

EQ, M =8.1 6 cm/

M antle

yr  S

1‐D wave propagation

ubd uct io

nZ on e

4‐5x

B

A

Surfacial layer

x Bedrock


KEJADIAN GEMPA-GEMPA BESAR SETELAH SNI 2002 Aceh Earthquake Mw=9.2 (December, 2004) Simeuleu Earthquake Mw=8.5 (11 April, 2012) Nias Earthquake Mw=8.6 (March, 2005) Simeuleu Earthquake Mw=8.1 (11 April, 2012) Padang Earthquake Mw=7.6

Jambi Earthquake Mw=6.6 Why does the current code require improvements ? (Sept, 2009) (Oct, 2009)

Mentawai Earthquake Mw=7.2 1. To considers recent great earthquakes in Indonesia (Oct, 2010) Tasik Earthquake Mw=7.4 (Sept, 2009)

Yogya Earthquake Mw=6.3 (May, 2006)

USGS

Estimasi sebelumnya Mw=7.2 – 8.0 Yang terjadi Mw=9.0

To update earthquake source data including active faults that have not been considered in the 2002 map

Fault Trace Java 2016

www.Scot.net

Yogya Earthquake Mw=6.3 (May, 2006)

0.96 g

ACCELERATION & RESPONSE SPECTRUM Christchurch New Zaeland

a max horizontal = 1.43 g

3.0 g Estimasi sebelumnya Mw=7.2 – 8.0 Yang terjadi Mw=9.0


EPICENTER GEMPA INDONESIA

Gempa Utama 1900‐2009 (dari total kejadian dng M>5 sebanyak +52.000)

Cara Mengkuantifikasi Goyangan Gempa? Dengan Seismic Hazard Analysis Deterministic (DSHA)

Probabilistic (PSHA)

-Analisis mudah difahami/sederhana -Worst case scenario (kondisi terjelek): Magnitude maksimum Jarak terdekat

- Bukan hanya worst case scenario, tapi juga berbagai level dan kemungkinan - Memperhitungkan semua sumber gempa yang mungkin akan terjadi di site yg ditinjau - Gempa dng perioda ulang tertentu Tergantung umur bangunan dan Kemungkinan terlampaui

Probabilistic maps: 50 years

Deterministic maps

100 200 500 1,000 2,500 5,000 10,000

Cara terbaik dengan mengintegrasikan keduanya Istilah “Gempa 500 tahun” bukan menunjuk kepada kejadian gempa yang terjadi sekali setiap 500 tahun, tetapi lebih sebagai gambaran ttg probabilitas suatu percepatan yang memiliki kemungkinan 1/500 untuk terjadi setiap tahun

Procedure for Developing Deterministic Hazard Map

Semarang Fault South

M=7.3

Site location

0.11 g

Semarang

M=7.3

Identification of active faults surrounding the site location Selecting the maximum magnitude (Mmax) and closest distance (Rmin) for each fault Determining the ground motions based on Mmax and Rmin Selecting the worst scenario Irsyam, 2007

Procedure for Developing Probabilistic Hazard

Development of Maps of PGA & Response Spectra Expert judgement Expert judgement Seismic design criteria Seismic design criteria

1.1.Identification Earthquake Sources Identifikasi sumber of gempa Lokasi: koord. sumber : koord. sumber gempa Lokasi gempa Geometri : arah strike, sudut dip, Geometri : arah strike, sudut dip, kedalaman maksimum kedalaman maksimum Mekanisme : subduksi, patahan Mekanisme

: subduksi, patahan normal, reverse

normal, reverse

2.Karakterisasi Characterization of 2. sumber gempa Frekuensi kejadian Frequency distribution Slip rate Slip rate  Magnitude maksimum

Perhitunganhazard hazard gempa 4.4.Seismic Calculation Menghitung hazard dengandengan input Menghitung hazard input dari Tahap (1) + (2) + (3) dengan dari Tahap (1) + (2) + (3) dengan memperhitungkan ketidakpastian memperhitungkan ketidakpastian epistemic.

epistemic.

Data motion strong motion Pemilihan of 3.3.Selection Data strong accelerogram fungsi atenuasi accelerogram yang adayang ada Atenuation Function

Informasi Geologi,

Informasi Geologi, Sources seimologi seimologi

Katalog data gempa Katalog data gempa

 Maximum Magnitude

Irsyam, 2008

HAZARD GEMPA Dari Analisis Total Probability Theorem

Probability  Jarak

Probability  Magnitude

PRi

PMi

Rmin

M min

M max

Site

Rmax

Probability  Fungsi Atenuasi Total Probability : PM x PR x Pa

Pa

Mi ai

Probability kejadian gempa : dng Percepatan a > 0.25 g dng M dari Mmin sampai Mmax dng R dari Rmin sampai Rmax R

Ri

Masyhur Irsyam – Dinamika Tanah & Rekayasa Gempa

Tektonik Utama Indonesia Sumber gempa yang telah teridentifikasi dng baik N. Sumatra 2. Aceh Subduction

1.Seulimeum

4. Renun

8. Sumpur

5. Toru

9. Sianok

Philippine Subduction

W. Molucca Subduction

E. Molucca Subduction

Irian Subduction

77. Manokwari trench 57. Gorontalo

6. Angkola

12. Siulak

54. Batui thrust

13. Dikit

50. Palu-Koro

75. Ransiki

74. Sorong

70. Yapen

72. Sula-Sorong

14. Ketaun

7. Barumun

53. Poso

10. Sumani

18.Semangko

11. Suliti

15. Musi

51. Matano

31. Baribis 33. Semarang

S. Sumatra Subduction

56. Sulu thrust

N. Sulawesi Subduction

3. Tripa

16. Manna

58. Lawanopo 52. Walanae

73. Sorong-Maluku 55. Tolo thrust

78. Lowland

34. Wetar back arc

71. Tarera-Aidun

17. Kumering 19.Sunda

30. Bumiayu

32. Cimandiri

Jawa‐Sumba Subduction

34. Jogja

36. Flores back arc

Banda Sea Subduction Timor Subduction

76. Membrano thrust tbelt 79 Highland thrust belt

FLOW CHART SEISMIC HAZARD ANALYSIS      

Geology data Seismology data Seismotectonic data Deep geotechnical data Remote sensing data Attenuation law

SOURCES MODELLING (Subduction, Fault, Shalllow BG, Benioff

Seismic Hazard Analysis Probabilistic Deterministic

   

Hazard Parameter PGA & Spectra in bedrock Hazard Curve Uniform Hazard Spectra

SOURCES MODELLING Seismotectonik Teridentifikasi

Subduksi Fault

Seismotectonik Belum Teridentifikasi

Background

Shallow backgound Subduksi Interface

Fault

Benioff Zone/ Intraslab

Deep BG 1 Deep BG 2 Deep BG 3 Deep BG 4

Potongan A-A

MODEL SUMBER GEMPA 1 Subduksi / Megathrust Megarthrust Philipine Mw=8.2 , a=4.64 b=0.87 Sulu Thrust Mw=8.5

Megarthrust Andaman‐Sumatera Mw=9.2 , a=4.70, b=0.83 Megarthrust Middle1 Sumatera Mw=8.6 , a=4.71, b=0.88

West Molucca Sea Mw=7.9 East Molucca Sea Mw=8.1

Megarthrust North Sulawesi Mw=8.2 , a=4.28 b=0.91

North Papua Thrust Mw=8.2

Megarthrust Middle 2 Sumatera Mw=8.5 , a=5.35, b=0.97 Megarthrust S Sumatera Mw=8.2 , a=5.76, b=1.05 Megarthrust North Banda Sea Mw=7.9 , a=6.86 b=1.20

Megarthrust Jawa Mw=8.1 , a=6.14, b=1.10

Megarthrust South Banda Sea Mw=7.4 , a=7.56 b=1.34 Megarthrust Sumba Mw=7.8 , a=6.81, b=1.20

Megarthrust Timor Mw=7.9 , a=9.09 b=1.60

PARAMETER SUMBER GENPA SUBDUKSI (Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010)

MODEL SUMBER GEMPA 2 Active faults (that have been well identified) 2. Aceh 3. Tripa

1.Seulimeum

4. Renun

8. Sumpur

5. Toru

9. Sianok

77. Manokwari trench 57. Gorontalo 54. Batui thrust

12. Siulak 13. Dikit 14. Ketaun

6. Angkola 7. Barumun 10. Sumani 11. Suliti 15. Musi 16. Manna

74. Sorong

75. Ransiki 70. Yapen

72. Sula‐Sorong

50. Palu‐Koro 53. Poso

18.Semangko

51. Matano 58. Lawanopo 33. Semarang 52. Walanae

31. Baribis

17. Kumering 30. Bumiayu 19.Sunda 32. Cimandiri

73. Sorong‐Maluku 34. Wetar back arc 78. Lowland 55. Tolo thrust 71. Tarera‐Aidun

34. Jogja 36. Flores back arc

76. Membrano thrust tbelt 79 Highland thrust belt

PARAMETER SUMBER GENPA SESAR (Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010)

Gempa Utama 1897‐2009

MODEL SUMBER GEMPA 3 SUMBER GEMPA BACKGROUND  GRIDDED SEISMICITY MODEL daerah-daerah yang mempunyai sejarah kegempaan  identifikasi dan karakterisasi sesar belum diketahui dengan baik  HAZARD DAERAH TERSEBUT DAPAT TERWAKILI. Episenter yg bukan milik Subduksi maupun Sesar Dangkal Dimodelkan sebagai Gridded Seismicity


Deterministic Peak Ground Acceleration (PGA) for Faults at Bedrock SB with 84% percentile (150% Median)

Deterministic Peak Ground Acceleration (PGA) for Subduction at Bedrock SB with 84% percentile (150% Median)

Peak Ground Acceleration (PGA) at Bedrock SB (for 50 years Earthquake)

Didukung oleh:


Didukung oleh:


Didukung oleh:

Peak Ground Acceleration (PGA) at Bedrock SB Probability of exceedence 10% in 50 years (500 years EQ)

Didukung oleh:

Peak Ground Acceleration (PGA) at Bedrock SB Probability of exceedence 10% in 100 years (1,000 years EQ)

Didukung oleh:

Peak Ground Acceleration (PGA) at Bedrock SB Probability of exceedence 2% in 50 years (2500 years EQ)

Peak Ground Acceleration (PGA) at Bedrock SB Probability of exceedence 0.5% in 50 years (10,000 years EQ)

SEISMIC HAZARD MAP (SNI-03-1726-2002) Rerata empat peneliti dari berbagai latar belakang

Jodi Firmansyah & Masyhur Irsyam

Teddy Boen & Haresh Shah

SNI-03-1726-2002Theo F Najoan

Engkon Kertapati

Differences SNI‐2002

SNI‐2011 (ASCE‐2010)

Equal Hazard (10% in 50 yrs)

Equal Risk of Collapse (1% in 50 yrs)

Zone of equal PGA Equal Respons Spectra

Response Spectra/ Zone of equal PGA Frequency Content Response Spectra (S0.2 and S1) may be different

Equal frequency content

Frequency content may be different

3 peta (untuk setiap perioda ulang gempa): ‐PGA (percepatan maksimum) ‐Spektra Percepatan 0.2sec ‐Spektra Percepatan 1.0sec Map of PGA

PGA

Map of S1

PGA S0.2

S1

Spectral Acceleration for 50; 100; 200; 500; 10.00; 2.500; 10.000 years and Deterministic approach

PGA

SNI Gedung 2012

0.2 sec 1.0 sec PGA S0.2

S1

Gb 11: PGA MCEG (Maximum Considered Earthquake geometric mean) Gempa Maksimum yang Dipertimbangkan Rata‐rata Geometrik SA Probabilistic 2500 yrs (E.V. Leyendecker)

Deterministic 84th percentile Plateau 1.5XUBC Design

MCEG

Distance

Fault

Near‐Fault Criteria Probabilistic 2500 yrs

Combination of

Deterministic

(SNI‐1726‐2012) Gambar 9‐10: Risk‐Adjusted Maximum Considered Eq.(MCER) (Gempa Maksimum Dipertimbangkan Resiko‐Tersesuaikan)

SA

RTGM (Risk Targeted Ground Motion) P[Collapse] = 1% in 50 years Probabilistic 2500 yrs Deterministic 84th percentile

Risk-Adjusted Maximum Considered Eq. (MCER)

Plateau 1.5XUBC Design

Fault

Distance

(E.V. Leyendecker)

Maximum Considered Earthquake Geometric mean (MCEG) PGA

Ss Risk‐Adjusted Maximum Considered Earthquake (MCER) Ground Motion Parameter for Indonesia for 0.2 s Spectral Response Acceleration (5% of Critical Damping), Site Class B

(Prepared by Team on Indonesian Risk‐Targeted Ground Motions)

Ss Risk‐Adjusted Maximum Considered Earthquake (MCER) Ground Motion Parameter for Indonesia for 1.0 s Spectral Response Acceleration (5% of Critical Damping), Site Class B

(Prepared by Team on Indonesian Risk‐Targeted Ground Motions)

Sudah tersedia di Website PU: Spektra Disain untuk seluruh Indonesia: www.puskim.pu.go.id/desain_spektra_indonesia_2011

tinggal click menunjukkan lokasinya


PERENCANAAN KONSTRUKSI TAHAN GEMPA Kaidah untuk perencanaan bangunan tahan gempa umumnya didasarkan atas ketentuan sebagai berikut: 1. Akibat gempa ringan: bangunan tidak terjadi kerusakan baik elemen struktural mahupun non struktural. 2. Akibat gempa sedang: elemen struktural tidak boleh mengalami kerusakan dan non struktural boleh mengalami kerusakan tetapi masih dapat diperbaiki. 3. Akibat gempa kuat: elemen struktural dan non struktural rusak (terjadi sendi plastis pada struktur) tetapi struktur tidak roboh (mekanisme roboh didesain) sehingga korban jiwa dapat dihindari.

Revision/Updating of Indonesian Building Code

2010

1997 2000 2003 2006 2009 ASCE 2010

It was decided in national consensus 2010 (government, professional societies, private consultants, and universities)

SNI‐03‐1726‐2002

Risk of Collapse 1% in 50 yrs MCER(Risk‐Adjusted Maximum Considered Eq.) : Seismic Hazard:

Seismic Hazard: ‐ Probablistic: 10% PE in 50 yrs (500 yrs eq.)

‐ Probabilistic: 2% PE in 50 yrs (2,500 yrs eq.) ‐ ‐ Deterministic Approach

Fragility of Buildings

Updating of Bridge Design Standard in Indonesia Development in Indonesia: Indonesia standard and technical guideline are currently under revision to keep up with the International advancement Under revision according to AASHTO 2012

500 years return of period

?

Refered to Departement of transportation, California, 1976 (Report 579)

• 1000 years return of period (7% in 75 years) • PGA and spectral response at 0.2 and 1.0 sec.

1992

2008

2013

Development in USA: USA standard updated regularly to accommodate the reliability of the bridge, especially in term of seismic hazard analysis

1998

2005

2007

2010

2012‐2013

Revision of National Code for Dam and Implementation New Seismic Hazard Maps Indonesia has 203 Large dams. % of dams were built

16 dams under construction ± 46 %

± 45 %

In the next 5 years 49 dams will be built

± 9 % 1946 – 1989

before 1945

1990 – 2014

2015

next years

Indonesia seismic design guidelines 2004 for dams refer to ICOLD, USBR, USACE, and Japan Guidelines: Approach

Operating Basis Earthquake

Safety Evaluation Earthquake

1/145

1/1.000, 1/3.000, 1/10.000 (relative to level of risk)

Probabilistic (AEP) Deterministic

50th to 84th percentile

All large dams are currently checked by using new earthquake loading

Seismic Design Guidelines for Dams Development in ICOLD:

1983

1989

2001

2010

Development in Indonesia:

Under revision

2004

National Electric Company

Concrete Dam for Electricity? Cisokan Concrete Dam in West Java, 2013 Recommendation from PRP (Project Review panel): ‐The Operating Basis Earthquake (OBE): 145 yr ‐The Maximum Credible Earthquake (MCE): Probabilistic return period of 2475‐yr + Deterministic 84th percentile level

MRT Jakarta Perioda Ulang Gempa 1000 tahun

ADA BERBAGAI CARA UNTUK MENENTUKAN BEBAN DESAIN GEMPA, DIANTARANYA: (1) Equivalent-static loadings in codes; (2) Response spectra – from the design event (various methods), – from uniform hazard spectra; (3) Accelerograms – from records of real earthquakes, – from theoretical simulation or modified GM

[email protected]

DESAIN SPECTRUM RESPONSE Dasar: • Dengan DESAIN CODE spectrum • Dengan NEWMARK‐HALL prosedur (korelasi statistik parameter ground motion puncak (PGA, PGV dan PGD) terhadap parameter spektrum (SA, SV dan SD) • Dengan metode PSHA  UHS • Dengan deterministik magnitude‐distance (M‐R) skenario

[email protected]

DESAIN SPECTRUM RESPONSE

[email protected]

PGA, MCEG

SS, MCER S1, MCER

SPEKTRA DISAIN MENURUT UBC dan SNI‐2002 Dari lokasi kota  Percepatan di Batuan dasar Z Dari Profil Tanah  Klasifikasi jenis tanah : A,B,C,D,E

Z dan Jenis Tanah  Fa dan Fv

 Ca= Z x Fa Cv= Z x Fv Spektra Percepatan (g) 2.5 Ca

Cv T Ca=Z Fa Ts To= 5

Spectral Acceleration

Cv 2.5 Ca

Perioda Bangunan (T) [email protected]

SPEKTRA DISAIN MENURUT: IBC‐2009, ASCE 7‐10 dan SNI 03‐1726‐2012

SMS = Fa SS

SDS = (2/3) SMS

Ts=

Spektra di Pemukaan Tanah SM1 = Fv S1

SMS = Fa SS SM1 = Fv S1 Ground Surface

SD1 = (2/3) SM1

0.4 SDS

Spectral Acceleration

0.2 T0= 0.2 Ts

1.0

T

(Tabel 5)

Soil Type

SS

Spektra di Batuan Dasar SB S1 0.2

Fv

Fa

(Tabel 4)

1.0

Bedrock SB T

SS (Gambar 9)

MCER (SA 0.2-sec)

S1

(Gambar 10)

MCER (SA 1-sec) [email protected]

DESIGN SPECTRA YOGYAKARTA (Lat: ‐7.797068399999999 , Long: 110.37052670000003) 0.9

Bedrock SNI‐2012

Spektrum percepatan (g)

0.8

Soft soil SNI‐2002 Medium soil SNI‐2002

0.7

Percepatan di Gedung

0.6

Hard soil SNI‐2002 Soft soil SNI‐2012

0.5

Medium soil SNI‐2012 Hard soil SNI‐2012

0.4 0.3

Percepatan di Fondasi 0.2 0.1 0.0 0.0

0.5

1.0

(10 lantai)

1.5

2.0

(20 lantai) Periode (detik)

2.5

3.0

3.5

4.0

(30 lantai) [email protected]

NEWMARK‐HALL

Metode NEWMARK=HALL: • Menyatakan bahwa spektrum respons struktur elastis input datum utama adalah PGA. • Hubungan nilai PGV dg PGD adalah proporsional terhadap PGA. • Dimana untuk Acc=1,0g, PGV=48 in/dt dan PGD=36 [email protected]

Contoh: Dengan Newmark‐Hall desain spektrum, ditentukan max ground acceleration = 0.2g dan ζ= 5% ‐ Ground acceleration = 1 x 0.2 = 0.2 g ‐ Velocity = 48 x 0.2 = 9.6 in/dt ‐ Displacement = 36 x 0.2 = 7.2 in Dengan ζ= 5% dan Tabel 3‐1 maka: ‐ Acceleration = 0.2 x 2.6 = 0.52 g ‐ Velocity = 9.6 x 1.9 = 18.2 in/dt ‐ Displacement = 7.2 x 1.4 = 10.0 in [email protected]

7.2 9.6 0.2

[email protected]

Metode PSHA Untuk Mendapatkan Uniform Hazard Spectra (UHS)

PGA & Respon Spektra 1. Identifikasi sumber gempa 1. Identifikasi sumber gempa

Expert judgement Expert judgement Seismic design criteria Seismic design criteria

Lokasi: koord. sumber : koord. sumber gempa Lokasi gempa Geometri : arah strike, sudut dip, Geometri : arah strike, sudut dip, kedalaman maksimum kedalaman maksimum Mekanisme : subduksi, patahan Mekanisme : subduksi, patahan normal, reverse normal, reverse

4. Perhitungan hazard gempa 4. Perhitungan hazard gempa Menghitung hazard dengan input Menghitung hazard dengan input dari Tahap (1) + (2) + (3) dengan dari Tahap (1) + (2) + (3) dengan memperhitungkan ketidakpastian memperhitungkan ketidakpastian epistemic.

epistemic.

Data strong motion 3. 3. Pemilihan Pemilihan Data strong motion accelerogram yang ada fungsi atenuasi fungsi atenuasi accelerogram yang ada

Informasi Geologi,

Informasi Geologi, 2. Karakterisasi sumber gempa 2. Karakterisasi sumber gempa seimologi seimologi Frekuensi kejadian Frekuensi kejadian Slip rate Slip rate  Magnitude maksimum

Katalog data gempa Katalog data gempa

 Magnitude maksimum

EPICENTRE GEMPA (ALL SHOCK) YOGYAKARTA DAN SEKITARNYA

EPICENTRE GEMPA (MAIN SHOCK) YOGYAKARTA DAN SEKITARNYA

BANGUNAN KHUSUS  Site specific analysis. Beban gempa dari Accelerograms SNI 03-1726-2002

[email protected]

SNI 03-1726-2002

[email protected]

SNI 03‐1726‐2012

SNI 03‐1726‐2012

SNI 03‐1726‐2012

SNI 03‐1726‐2012

DEAGREGASI

MENGAPA PERLU ANALISIS HAZARD DEAGREGATION?  Konsep dasar dari PSHA adalah menghitung ancaman gempa, berdasarkan pada kumpulan hasil dari semua kejadian gempa dan ground motion yang mungkin dapat terjadi di masa datang.  Sedang analisis dengan kemungkinan ′′magnitude (M) dan jarak (R) dari site ke sumber gempa′′ yang mana, yang akan memberikan kontribusi hazard terbesar pada site tidak terlihat dengan jelas dalam PSHA.  Dengan kondisi ini maka PSHA menjadi kurang lengkap memberi informasi tentang M dan R yang dominan dan tunggal dalam desain gempa.  Pada satu sisi, kondisi PSHA yang seperti itu sangat menguntungkan, karena berbagai asumsi tentang sumber gempa potensial dan keberulangan kejadian gempa diintegrasikan menjadi satu, dengan tiaptiap asumsi memiliki kesempatan relatif untuk berpartisipasi dalam analisis.  Disisi lain, diperlukan untuk selalu dapat menyediakan gempa desain untuk tujuan membuat keputusan dalam memilih ground motion (acceleration time history) yang tepat untuk analisis, yang didasarkan pada spektrum hazard (uniform hazard spectra), dan kemudian menghitung parameter seperti durasi getaran dan yang lain-lainnya. [email protected]

ANALISIS HAZARD DEAGREGATION Source 1

M 1A

a (g)

R 1A

A

Source 3 R

Source 2

B

0.2

3 A

M A3

R A2

M A2

0.7 1.0

Source 1 M 1B

t (sec)

R B1

Source 3 R B3

Source 2 M

R

M B3

2 B

2 B

Kontrol kontribusi pasangan M-R yang berpengaruh dominan

[email protected] [email protected]

Titik Yang Mewakili:

Mmewakili =

Rmewakili =

 Mi x (Kontribusi Kejadian/ Tahun)i  (Kontribusi Kejadian/ Tahun)i

 Ri x (Kontribusi Kejadian/ Tahun)i  (Kontribusi Kejadian/ Tahun)i

[email protected]

0.06 0.055 0.05 0.045 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0

8.5‐9 8‐8.5 7.5‐8 7‐7.5 6.5‐7 6‐6.5 5.5‐6 5‐5.5 280‐285

240‐245

260‐265

200‐205

220‐225

160‐165

180‐185

5‐5.5 5.5‐6 6‐6.5 6.5‐7 7‐7.5 7.5‐8 8‐8.5 8.5‐9

0‐5 20‐25 40‐45 60‐65 80‐85 100‐105 120‐125 140‐145

Probability Density

CONTOH: DEAGGREGATION BY MAGNITUDE AND DISTANCE FOR JAKARTA AT PGA 500 YEAR RETURN PERIOD FROM ALL SOURCES

Deagregasi magnitude dan jarak tersebut menggambarkan nilai M & R yang memberikan kontribusi terbesar terhadap hazard percepatan puncak yang dihasilkan sehingga dari nilai M & R yang dominan tersebut bisa digunakan sebagai acuan untuk mencari recorded groung motion yang sesuai untuk kondisi tersebut. [email protected]

JAKARTA DEAGGREGATION RESUME (PROBABILISTIC) UNTUK GEMPA DESAIN NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

DEAG

SOURCE

Megathrust PGA Shallow crustal 500y Benioff Megathrust SA 0.2‐SEC Shallow crustal 500 YR Benioff Megathrust SA 1‐SEC Shallow crustal 500 YR Benioff Megathrust PGA Shallow crustal 2500y Benioff

13

M

M

R (km)

8.80

177.9

5.90

174.68 Chile, STA‐Punta de Chungos, data source SSN/USGS, CESMD, 27 Feb 2010 55.13 Whittier Narrows‐01, NGA0657, STA‐MALIBU‐LAS FLORES CANYON, 1987

5.99

48.6

6.78

120.67 Miyagi Oki, STA‐YMTH09, data source CESMD, 2003, D 60 km

7.00

152.3

8.64

8.80

177.9

5.94

174.99 Chile, STA‐Punta de Chungos, data source SSN/USGS, CESMD, 27 Feb 2010 55.17 Livermore‐01, NGA0216, STA‐Tracy ‐ Sewage Treatm Plant, 1980

5.80

53.5

6.76


7.00

152.3

8.58

8.80

177.9

6.50

192.66 Chile, STA‐Punta de Chungos, data source SSN/USGS, CESMD, 27 Feb 2010 66.13 Big Bear‐01, NGA0928, STA‐Sage Fire Station, 1992

6.46

64.2

7.03

127.73 Miyagi Oki, STA‐IWTH20, data source CESMD, 2005, D 52 km

7.20

154.0

8.84

8.80

177.9

5.96


5.99

48.6

7.03


7.00

152.3

8.77

8.80

177.9

5.99

48.6

8.69

R (km)

Record ground motion (actual GM)

Megathrust SA 0.2‐SEC 14 Shallow crustal 2500 YR 15 Benioff

5.98


6.95


7.00

152.3

16

8.68

8.80

177.9

6.35

186.12 Chile, STA‐Punta de Chungos, data source SSN/USGS, CESMD, 27 Feb 2010 41.59 Morgan Hill, Santa Crus Mine, STA‐HWA011, 1984

6.19

45.5

7.22

110.71 Miyagi Oki, STA‐IWTH20, data source CESMD, 2005, D 52 km

7.20

154.0

17 18

Megathrust SA 1‐SEC Shallow crustal 2500 YR Benioff

SPECTRAL MATCHING Initial Record GM (Actual)

Result Target GM (Modified) 0.20

0.05 0.00 ‐0.05

0

20

40

‐0.10

60

80

100

Acceleration (g)

Acceleration (g)

0.10

0.10 0.00 ‐0.10

0

20

40

‐0.20

Time (sec)

60

80

100

Time (sec)

1

Spectral Acceleration (g)

Spectral hasil PSHA/DSHA

Initial Spectra GM Target Spectra Result Spectra GM

Spectral hasil Matching

0.1

0.01

0.001 0.01

0.1

1

10 [email protected]

Period (sec)

CONTOH GROUND MOTION MEWAKILI SUBER GEMPA MEGATHRUST (SA 1‐SEC 1000 TAHUN) 0.100

Tokachi‐oki, Japan, STA‐AKT002, data source COSMOS VDC, 25 Sept 2003, M 8.0 R 440 KM

Target Initial Result

0.010

Modified Ground Motion 0.001 0.01

0.1

1

10

Period (sec)

[email protected]

UNIFORM HAZARD SPECTRUM (UHS) FUNGSI 2 :

T (s)

T (s)

0,4 Acceleration (g)

Menyusun Response Spectra ASCE 07-10

0,2

Surface RISK ADJUSTED = 1% in 50 years 0

-0,2

UNIFORM HAZARD = 2% in 50 years -0,4

0

5 Time (sec)

10

FUNGSI 1 : Membuat Modified Time Histories

Acceleration (g)

0,4

Bedrock

0,2 0 -0,2 -0,4 0

5 Time (sec)

Baker, 10 2008

[email protected]

KONDISI GEOLOGI JAKARTA

Depth engineering bedrock? (Vs>750 m/dt) Penampang Geologi yang menggambarkan sistem akifer DKI Jakarta (Fachri dkk., 2002)

DESIGN SPEKTRUM DISESUAIKAN DENGAN PERIODE ULANG GEMPA DAN PERIODE GETAR STRUKTUR

BUILDING

DAM

BRIDGE

OFFSHORE PLATFORM

PLTU

[email protected]

PENUTUP  Indonesia sebagai negara dengan wilayah yang mempunyai tingkat kegempaan yang tinggi, sudah seharusnya dalam perencanaan bangunan & infrastruktur memperhitungkan beban gempa.  Timbulnya kerugian materi dan jiwa bukan disebabkan gempa, tapi karena banguana atau infrastruktur yang gagal menahan gaya gempa tersebut.  Aplikasi beban gempa tergantung pada tipe infrastruktur dan periode getar alami struktur tersebut.  Untuk mengantisipasi kegagalan struktur akibat beban gempa, maka Peta Gempa sebagai acuan untuk perencanaan struktur bangunan tahan gempa harus selalu di update mengikuti perkembangan informasi sumber gempa terbaru. [email protected]

PETA GEMPA INDONESIA (SNI ) DAN SPEKTRUM- RESPONSE DISAIN UNTUK PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN TAHAN GEMPA DALAM ASPEK GEOTEKNIK

Recommend Documents