EVALUASI KERENTANAN DAN KINERJA SEISMIK STRUKTUR DERMAGA KONTAINER TIPE PILES-DECK SYSTEM TERHADAP GEMPA NEAR-FAULT DENGAN MEMPERHITUNGKAN WHARF - CRANE INTERACTION TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh: JEHAN HABI PURNAMA NIM: 25022039 (Program Studi Magister Teknik Sipil) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2024 ii ABSTRAK EVALUASI KERENTANAN DAN KINERJA SEISMIK STRUKTUR DERMAGA KONTAINER TIPE PILES-DECK SYSTEM TERHADAP GEMPA NEAR-FAULT DENGAN MEMPERHITUNGKAN WHARF - CRANE INTERACTION Oleh: Jehan Habi Purnama NIM: 25022039 (Program Studi Magister Teknik Sipil) Kejadian gempa bumi yang memicu pergerakan tanah dilokasi Pelabuhan telah mengakibatkan kerusakan yang signifikan pada infrastruktur Pelabuhan. Hal ini menunjukan bahwa tingkat kerentanan pada infrastruktur Pelabuhan (Seaport) akibat gempa bumi cukup tinggi. Dengan kinerja struktur yang buruk, telah mengakibatkan terganggunya operasional Pelabuhan yang berdampak pada kerugian finansial dan ekonomi suatu wilayah. Tidak sedikit pembangunan dan pengembangan suatu Pelabuhan dilakukan pada lokasi dekat dengan sesar (near- fault) karena pertimbangan terletak pada kawasan strategis nasional, ijin penggunaan lahan dan kepemilikan lahan yang tersedia. Pada situs dekat sesar (near-fault), karakteristik pergerakan tanah akibat gempa sangat didominasi oleh long period velocity pulse dan permanent ground displacement yang menyebabkan gaya atau displacement demand pada struktur lebih besar dibandingkan dengan situs yang lokasinya jauh dari sesar (far-field). Sehingga demand gaya gempa near- fault akan memberikan dampak kerusakan yang sangat signifikan. Pada proses desain seismik berdasarkan pendekatan preskriptif (code based), alat Ship to Shore Crane (STS) biasanya hanya ditinjau sebagai tambahan massa pada struktur sehingga menghasilkan demand gaya gempa yang cukup besar dan memungkinkan desain yang konservatif. Menurut Jaradat, dkk. (2013), dengan memperhitungkan wharf-crane interaction dalam analisis dapat memberikan reduksi demand gaya gempa pada struktur Dermaga karena alat Crane akan berperan sebagai auxiliary mass dampers. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi kerentanan (seismic fragility assessment) dan kinerja seismik pada struktur Dermaga Container eksisting tipe piles-deck system yang berada di dekat sesar Palu Koro. Evaluasi struktur dilakukan dengan memperhitungkan interaksi antara struktur Dermaga dengan alat Container Crane (wharf-crane interaction). Untuk mengetahui kerentanan dan kinerja struktur Dermaga eksisting terhadap gempa near-fault, dilakukan analisis nonlinier time history analysis (NLTHA) dengan menyertakan wharf-crane interaction untuk melihat pengaruh dan kontribusi alat Crane terhadap karakteristik response dinamik struktur Dermaga secara komprehensif. Prosedur incremental dynamic analysis (IDA) diterapkan sebagai basis untuk mengestimasi analytical collapse fragility function. Dimana parameter global drift ditinjau sebagai engineering demand parameter (EDP) pada level sistem dan momen rotasi pada level komponen. iii Dari kurva incremental dynamic analysis (IDA) dan collapse fragility function yang dihasilkan, diketahui bahwa level kinerja yang dicapai oleh struktur Dermaga eksisting adalah Repaireable (Damage State II, PIANC 2001) dengan kemungkinan kegagalan/ kerusakan struktur pada intensitas gempa maksimum tertarget (MCER) yaitu gempa dengan periode ulang 2500 tahun adalah 5.51% lebih besar dari nilai structural fragility berdasarkan standard yaitu 1% yang mengindikasikan bahwa tingkat kerentanan struktur Dermaga eksisting dilokasi near-fault cukup tinggi. Berdasarkan nilai collapse margin ratio (RCM) sebesar 3.99, menunjukan bahwa struktur Dermaga eksisting mempunyai cadangan kekuatan untuk mengantisipasi demand gaya gempa sampai dengan intensity measure (PGA) 2.65g. Dengan demikian dapat mengkonfirmasi bahwa struktur Dermaga yang didesain mengikuti ketentuan preskriptif memberikan kinerja struktur yang baik untuk mengantisipasi eksitasi akibat gempa near-fault. Kata Kunci: Piles-deck system, Evaluasi kinerja seismik, Kerentanan Struktur, Wharf-Crane Interaction, Nonlinier Time History Analysis, Incremental Dynamic Analysis (IDA), Analytical Fragility function. iv ABSTRACT Seismic Fragility And Performance Evaluation of Container Wharf Structures Type Piles-Deck System To Near-Fault Earthquakes With Consider Wharf - Crane Interaction By: Jehan Habi Purnama NIM: 25022039 (Faculty of Civil and Environmental Engineering, Master of Civil Engineering Study Program) The ground motion induce by the earthquakes at the port site have resulted significant damage to port infrastructures. This shows that the level of vulnerability to port infrastructure due to the earthquakes is quite high. With low structural performances, it has resulted in disruption to port operations which has an impact on financial and economic losses of a region. Not a few construction and development of a port is carried out in a location that close to the fault because of several considerations that located in national strategic areas, land use permits and available land ownership. At sites near the faults, the characteristics of ground motion due to the earthquakes are dominated by the long period velocity pulses and permanent ground displacement which cause displacement demand on structures greater than site located in the far-field. As a consequently, the impact to the structural damage will be very significant. In the seismic design process based on a prescriptive approach (code based), the Ship to Shore Crane (STS) is usually consider as an additional mass to the structure so as to generate a large enough earthquake forces and allow a conservative design. According to Jaradat, et al. (2013), taking into account wharf-Crane interaction in the analysis can provide a reduction in earthquake forces on the structures because the Crane will be act as auxiliary mass dampers. In this study, a seismic fragility assessment and seismic performance evaluation were carried out on the existing container wharf with pile-deck structural system which located at near the Palu Koro fault. The interaction between the wharf and the container Crane is taking into account in the structural evaluation. In order to determine the fragility and performance of existing wharf structures to the near-fault earthquakes, a nonlinear time history analysis (NLTHA) was carried out by including wharf-Crane interaction to identified the influence and contribution of Crane to the dynamic response characteristics of the existing wharf structures. The incremental dynamic analysis (IDA) procedure is applied as a basis for estimating the analytical collapse fragility function. Where the global drift parameter is reviewed as an engineering demand parameter (EDP) at the system level and a moment rotation at the component level. From the incremental dynamic analysis (IDA) curve and collapse fragility function produced, the performance level achieved by the existing wharf structure is repaireable (Damage State II, PIANC 2001) with the probability of collapse or damage at the maximum targeted earthquake intensity (MCER) in which the v earthquakes with a 2500-year return period are 5.51% which greater than the value of structural fragility based on the standard is 1% which indicates that the level of fragility of the existing wharf structure at the near-fault location is quite high. Based on the collapse margin ratio (RCM) value of 3.99, it shows that the existing wharf structure has a reserve of strength to anticipate the earthquake force demand up to an intensity measure (PGA) of 2.65g. Thus it can be confirm that the existing wharf structure designed following prescriptive provisions provides a good structural performance to anticipate excitation due to the near-fault earthquakes. Keywords: Pile-deck system, Seismic performance evaluation, Structural fragility, Wharf-Crane interaction, Nonlinear Time History Analysis, Incremental Dynamic Analysis (IDA), Analytical fragility function vii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis 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 penulis dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Sitasi hasil penelitian Tesis ini dapat ditulis dalam bahasa Indonesia sebagai berikut: Habi Purnama, J. (2024): Evaluasi Kerentanan dan Kinerja Seismik Struktur Dermaga Kontainer Tipe Piles-Deck System Terhadap Gempa Near-Fault Dengan Memperhitungkan Wharf-Crane Interaction, Tesis Program Magister, Institut Teknologi Bandung. dan dalam bahasa Inggris sebagai berikut: Habi Purnama, J. (2024): Seismic Fragility and Performance Evaluation of Container Wharf Structures Type Piles-Deck System to Near-Fault Earthquake With Consider Wharf-Crane Interaction, Master’s Thesis, Institut Teknologi Bandung. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh Tesis haruslah seizin Dekan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung. viii Didedikasikan untuk keluargaku tercinta: Kedua orang tuaku (ayah dan ibu) Istriku dan anak-anaku yang selalu memberikan semangat untuk terus berkarya. ix KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas karunia dan rahmat-Nya yang telah mengizinkan penulis dapat menyelesaikan Tesis yang berjudul “Evaluasi Kerentanan Dan Kinerja Seismik Struktur Dermaga Kontainer Tipe Piles-Deck System Terhadap Gempa Near-Fault Dengan Memperhitungkan Wharf - Crane Interaction” ini dengan baik. Penulis sangat menyadari bahwa segala usaha yang dilakukan dalam menyelesaikan Tesis ini tidak akan berhasil tanpa adanya kerjasama dan bantuan dari pihak-pihak lain yang terkait. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih setulus-tulusnya kepada: 1. Dr-Ing. Ir. Ediansjah Zulkifli, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan banyak ilmu, waktu, kemudahan dan motivasi kepada penulis selama penyusunan Tesis ini. 2.