Path: TopS3-DissertationsCivil Engineering-FTSL2010

PETA RESPON SPEKTRA INDONESIA UNTUK PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN TAHAN GEMPA BERDASARKAN MODEL SUMBER GEMPA TIGA DIMENSI DALAM ANALISIS PROBABILITAS

INDONESIAN SPECTRAL RESPONSE MAP FOR DESIGNING EARTHQUAKE RESISTANT BUILDING STRUCTURE BASED ON TREE DIMENSIONAL SOURCE MODEL IN PROBABILITY ANALYSIS

PhD Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 15:54:30
Oleh : M. ASRURIFAK (NIM : 35005003); Tim Pembimbing : Prof. Ir. Masyhur Irsyam, MSCE, Ph.D; Prof. Dr. Ir. Bambang Budiono, ME; Wahyu Triyoso, MSc, Ph.D, Department of Civil Engineering
Dibuat : 2010, dengan 14 file

Keyword : hazard gempa, probabilitas total, sumber gempa 3D, peta hazard spektra

Indonesia terletak di daerah tektonik yang sangat kompleks dan aktif. Kondisi ini menyebabkan Indonesia masuk dalam wilayah yang mempunyai potensi kegempaan tertinggi di dunia. Dalam mengantisipasi bahaya gempa tersebut, pemerintah Indonesia telah mempunyai standard peraturan perencanaan ketahanan gempa untuk stuktur bangunan gedung yaitu SNI-03-1726-2002. Sejak diterbitkannya peraturan ini, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam analisis besar percepatan gempa sebagai fungsi dari resiko terjadinya gempa dan tingkat kerusakan bangunan (hazard) secara probabilistik sehingga mendapatkan hasil yang lebih baik. Hal tersebut seperti kejadian-kejadian gempa besar yang melebihi perkiraan dalam 6 tahun terakhir, penelitian terbaru mengenai sesar aktif di sekitar Jawa dan Sumatra, perkembangan pemodelan sumber gempa, dan untuk menentukan besar gempa desain yang dikaitkan dengan tingkat kerusakan dari struktur bangunan.

Analisis hazard gempa dilakukan menggunakan metodologi sebagai berikut: 1) review dan studi literatur mengenai kondisi geologi, geofisika dan seismologi dalam mengidentifikasi aktivitas sumber gempa di wilayah Indonesia, 2) pengumpulan dan pengolahan data kejadian gempa yang terekam di wilayah Indonesia, 3) pemodelan zona sumber gempa berdasarkan referensi model yang telah ada dan sesuai untuk wilayah Indonesia, 4) perhitungan parameter-parameter seismik yang meliputi a-b parameter, magnitude maksimum dan slip- rate, 5) analisis seismic hazard menggunakan Teorema Probabilitas Total, 6) pembuatan

peta gempa Indonesia yang berupa berupa peta percepatan maksimum dan spektra di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 10% dan 2% untuk masa layan bangunan 50 tahun atau setara dengan periode ulang gempa 500 dan 2500 tahun,

7) penentuan faktor amplifikasi di wilayah Indonesia untuk tanah klas-C (tanah keras dan batuan lunak), klas-D (tanah sedang) dan klas-E (tanah lunak), dan 8) pembuatan peta respon spektra di permukaan untuk berbagai kondisi tanah diatas.

mempertimbangkan hasil pengukuran GPS. Sumber gempa background dimodelkan menggunakan gridded seismicity berdasarkan laju gempa spatially smoothed. Katalog gempa yang digunakan untuk sumber gempa background adalah mulai dari 1900 s/d 2009. Katalog Engdahl yang sudah diupdate hingga tahun 2009 digunakan untuk mengontrol geometri subduksi. Fungsi atenuasi terbaru seperti Next Generation Attenuation (NGA) telah digunakan, dimana fungsi atenuasi ini disusun dengan menggunakan data gempa global (worldwide

data). Pemakaian fungsi atenuasi disesuaikan dengan model sumber gempa yang ada. Logic tree juga diterapkan untuk mengendalikan ketidakpastian epistemis termasuk model pengulangan, magnitude maksimum, dan beberapa fungsi

atenuasi.

Dua level potensi bahaya yang dianalisis mewakili kemungkinan resiko terlampaui 10% dalam 50 tahun (gempa 500 tahun) untuk batas standar keselamatan jiwa (life safety) dan 2% dalam 50 tahun (gempa 2500 tahun) untuk pencegahan keruntuhan (collapse prevention) bangunan. Hasil analisis dari masing-masing nilai percepatan gempa ditampilkan dalam bentuk kontur PGA, spektra 0.2 dan 1.0 detik di batuan dasar.

Batasan analisis dalam studi ini meliputi: 1) dalam menentukan jarak dari titik sumber gempa ke lokasi yang ditinjau diasumsikan bahwa bumi adalah bundar, 2) nilai probabilitas atenuasi berkenaan dengan PSHA untuk data gerakan tanah diasumsikan dengan pendekatan distribusi normal.

Hasil analisis sensitifitas kemiringan sudut subduksi atau sesar menunjukkan bahwa nilai hazard gempa sangat sensitif bila bersudut kecil dan kurang sensitive bila bersudut besar, sedangkan sensitifitas slip-rate terhadap nilai hazard cukup signifikan disebabkan karena nilai slip-rate berpengaruh terhadap jumlah kejadian gempa pertahun.

Hasil studi ini menunjukkan peta hazard gempa PGA, spektra 0.2 dan 1.0 detik di batuan dasar untuk periode ulang gempa 500 dan 2500 tahun serta peta respon spektra di permukaan tanah untuk kondisi tanah klas-B (batuan), klas-C (tanah

keras dan batuan lunak), klas-C (tanah sedang), dan klas-E (tanah lunak) Secara umum peta hasil studi ini menunjukkan nilai yang lebih besar dari yang ada di SNI-03-1726-2002 untuk periode yang sama, terutama di daerah sekitar sesar aktif. Kontribusi hazard akibat sesar aktif lebih besar dari 50% terjadi di sekitar lokasi sesar, seperti zona sesar Sumatera untuk Pulau Sumatera, sesar Palu-Koro dan Matano untuk Pulau Sulawesi, sesar Sorong untuk Maluku, sesar Memberambo dan Yapen untuk Papua bagian tengah dan Utara. Kontribusi hazard akibat sumber gempa background (gridded seismicity) lebih besar dari 30% terjadi pada daerah yang parameter sesarnya belum teridentifikasi dengan baik.

Peta hazard PGA dan spektra yang dihasilkan dari studi ini diusulkan untuk perencanaan infrastruktur tahan gempa termasuk pengganti peta gempa yang ada di Standard Peraturan Perencanaan Ketahanan Gempa Indonesia. Peta respon spektra di permukaan dapat digunakan untuk disain perencanaan stuktur bangunan tahan gempa setelah mempertimbangkan kondisi tanah.

Deskripsi Alternatif :

Indonesia is located in a very complex and active tectonic region. This situation led Indonesia to be part of the region that has the highest seismic potential in the world. In anticipation of the seismic hazard, the Indonesian government has established code for earthquake resistance design of building structures named SNI-03-1726-2002. Since the seismic hazard map was published in this code, there are several issues that need to be considered in seismic hazard analysis in order to obtain more reliable results. Issues, such as the recent seismic activities, the latest research works regarding fault characteristics around Java and Sumatra, the improvements of the method in seismic hazard analysis, and to determine the seismic design loads associated with the level of damage to building structures.

The seismic hazard analysis was performed using this following method: 1) review and study of literature about its geology, geophysics and seismology in identifying the source of seismic activity in Indonesia, 2) collecting and

processing seismic data that recorded in the Indonesian region, 3) modeling of earthquake source zones based on existing reference models and appropriate to the Indonesia region, 4) computation of seismic parameters which include a-b parameters, the maximum magnitude and slip - rate, 5) seismic hazard analysis using the Total Probability Theorem, 6) developing seismic hazard map of Indonesia in peak ground acceleration and spectral response map on bedrock for the probability exceeded 10% and 2% for 50 years service life of buildings or equivalent with return periods of 500 and 2500 years, 7) computing of amplification factor for the Indonesian region for site class C (very dense soil and soft rock), class D (stiff soil) and class E (soft soil), and 8) producing the spectral response map on the surface for the above various soil conditions.

Seismic sources were devided into subduction, fault, and background zones by considering recurrence relationship that includes truncated exponential model, pure characteristic model, and both models. Geometry of fault and subduction were represented by three-dimensional (3D) models based on the result of tomography and slip-rates of faults were determined by considering the results of GPS measurement. Background source zones were modeled using gridded seismicity based on spatially smoothed earthquake rates. The earthquake catalog was used for developing gridded seismicity starting from 1900 to 2009 and the

updated Engdahl catalog up to 2009 was used for control geometry of subduction.

Several well-known attenuation functions were selected in accordance with the mechanism of seismic source including the Next Generation Attenuation (NGA). Logic tree was also applied to account for epistemic uncertainty including recurrence model, maximum magnitude, and several attenuation functions.

Two hazard levels were calculated to represent 10% probability of exceedance (PE) in 50 years (500 years earthquake) for life safety and 2% PE in 50 years (2500 years earthquake) for collapse prevention criterion. Contours of PGA, short period (0.2 s) and 1.0 s spectra values for each hazard level at base rock were resulted.

The hazard analysis in this study was performed with following assumptions: 1) distance from seismic source to the site was calculated based on the assumption that the earth is perfectly round, 2) probability that ground motion parameter exceeds a certain value for an earthquake of a given magnitude and distance follows the normal distribution.

Sensitivity analysis of the slope angle of subduction and fault indicated that value of hazard was very sensitive when dip angle was small and less sensitive when dip angle was large. Also, sensitivity analysis showed that slip-rate significantly influenced hazard value because slip-rate controlled the number of earthquake events per year.

The results of this study are presented the map of PGA, spectral 0.2 and 1.0 seconds on bedrock for 500 and 2500 years return periods as well as spectral response maps on surface for site class B (rock), class C (very dense soil and soft rock), class D (stiff soil profile) and class E (soft soil profile) respectively.

In general, the results of this study were greater than that in SNI-03-1726-2002 for the same period of earthquake, especially near active fault. The hazard contribution from major faults was more than 50% near the locations of the faults, such as the Sumatra fault zone for Sumatra Island, Palu-Koro and Matano faults for Sulawesi, Sorong faults for Molucca, and Memberambo and Yapen faults for the middle and the North of Papua, respectively. The hazard contribution from shallow background sources (gridded seismicity) was more than 30% in the location close to unidentified fault.

Maps of PGA and spectral hazard developed in this study have been officially accepted for revision of the current seismic hazard map in Indonesian Seismic Building Code. The map of spectral response at the ground surface can also be

utilized for earthquake resistant design after considering site condition.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiD
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Tim Pembimbing : Prof. Ir. Masyhur Irsyam, MSCE, Ph.D; Prof. Dr. Ir. Bambang Budiono, ME; Wahyu Triyoso, MSc, Ph.D, Editor: Alice Diniarti

File PDF...