Kuliah

1. Pemilihan Rekaman Gempa
Untuk Analisis Respons Riwayat Waktu
oleh
Iman Satyarno
Kursus Singkat
HAKI (Himpunan Ahli Konstruksi Indonesia)
Yogyakarta 2016

2. Mekanisme Terjadinya Gempa

3. Struktur lapisan bumi
[www2.nature.nps.gov]
https://www.google.co.id
Lempeng tektonik

4. Lempengtektonik Lempeng
tektonik
bagian
atas
Lempeng
tektonik
bagian
bawah
Magma
A: batuan sangat keras
B: batuan
C: batuan lunak/tanah keras
D-E: tanah sedang-lunak

5. Very small Footer Text. Probably not required
http://geologycafe.com
Jika percepatan
membesar disebut
ampliifikasi
Percepatan di bed
rock (batuan dasar)-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Percepatan(g)
Percepatan di muka
tanah
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)

6. SNI 2012
Tanah lunak akan mempunyai faktor ampliifikasi
yang besar

7. pubs.usgs.gov
Patahan lempeng tektonik

8. (a) Divergent
(b) Convergent
(c) Transform
www2.nature.nps.gov
Perbatasan patahan lempeng tektonik

9. Mekanisme terjadinya gempa akibat adanya
pergerakan tiba-tiba pada patahan atau pertemuan
antar lempeng tektonik (crust)

10. pubs.usgs.gov

18. Mekanisme terjadinya gempa akibat adanya
pergerakan tiba-tiba pada retakan-retakan di bagian
atas lempeng tektonik (fault)

19. https://www.google.co.id

20. https://www.google.co.id

22. https://www.google.co.id
Mekanisme pergerakan retakan lempeng
tektonik bagian atas (fault)

23. https://www.google.co.id

24. Gerakan tanah akibat gempa

25. Rekaman gempa atau riwayat gerak tanah
• Berupa percepatan
• Berupa kecepatan
• Berupa perpindahan
Catatan:
- Gempa yang direkam umumnya mempunyai tiga
komponen atau arah yaitu horisontal Utara-Selatan
(NS), horisontal Timur-Barat (EW), dan Vertikal (UP)
- Rekaman gempa disimpan dalam suatu file dengan
format tertentu
- Setiap gempa mempunyai bentuk grafik rekaman
dan bentuk grafik spektrum respons yang unik

26. -1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95NS
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95EW
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95UP
Rekamangempaatau
riwayatgeraktanah
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95NS
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95EW
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95UP
spektrumresponsrekamangempa

28. -1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95NS
PGA = 820.57 cm/det2 = 0.82 g (Peak Ground
Acceleration atau percepatan muka tanah puncak)

29. Prosedur analisis gempa yang boleh
digunakan dalam SNI 1726:2012
• Analisis gaya lateral ekivalen (menggunakan
spektrum respons yang disediakan peraturan,
bukan spektrum respons dari catatan gempa)
• Analisis spektrum respons ragam
(menggunakan spektrum respons yang
disediakan peraturan, bukan spektrum respons
dari catatan gempa)
Catatan: tidak seperti spektrum respons catatan
gempa, grafik spektrum respons peraturan
mempunyai pola yang tipikal di hampir semua
negara

30. Spektrum respons yang disediakan peraturan
berdasarkan percepatan tanah puncak atau PGA
(Peak Ground Acceleration)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami, T (detik)
T0 = 0.3 Ts
A0
Am
Sa = Ar//T
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)

31. Spektrum respons yang disediakan peraturan
berdasarkan SDS dan SD1
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Spektrumresponspercepatan,Sa(g)
Waktu getar alami, T (detik)
1
Percepatanspektral,Sa(g)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)

34. Prosedur analisis gempa yang boleh
digunakan dalam SNI 1726:2012
• Prosedur riwayat respons seismik
(menggunakan rekaman gempa atau riwayat
gerak tanah yang tidak disediakan peraturan):
- Analisis respons riwayat waktu linier
- Analisis respons riwayat waktu nonlinier
- Rekaman mana yang digunakan?

35. Analisis dua dimensi
• Setiap gerak tanah harus terdiri dari riwayat
waktu (rekaman gempa) percepatan tanah
horisontal yang diseleksi dari rekaman gempa
aktual
• Percepatan tanah yang sesuai harus diambil dari
rekaman peristiwa gempa yang memiliki
magnitudo dalam skala Richter (R) atau Moment
Magnitude (MW), jarak patahan, dan
mekanisme sumber gempa yang konsisten
dengan hal-hal yang mengontrol ketentuan
gempa maksimum yang dipertimbangkan
(MCE) jika sumber gempa yang digunakan > 1

36. Analisis dua dimensi
• Apabila jumlah rekaman gerak tanah yang
sesuai tidak mencukupi maka harus digunakan
rekaman gerak tanah buatan untuk
menggenapi jumlah total yang dibutuhkan
• Gerak-gerak tanah tersebut harus diskalakan
sedemikian rupa sehingga nilai rata-rata
spektrum respons dengan redaman 5 persen
dari semua gerak tanah yang sesuai di situs
tersebut tidak boleh kurang dari spektrum
respons desain setempat untuk rentang perioda
dari 0.2T hingga 1.5T (kalau lebih besar???)

37. -0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
Rekaman buatan, A0 = 0.36 g
0.0
0.3
0.5
0.8
1.0
1.3
1.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
Spektrum respons rekaman buatan, A0 = 0.36 g
Spektrum respon peraturan, A0 = 0.36 g
Catatan:
Rekaman gempa yang
memiliki spektrum
respons mirip dengan
spektrum respons
peraturan kemungkinan
hanya rekaman gempa
buatan
Pilih SS, SMS, atau SDS
Pilih S1, SM1, atau SD1
PGA atau PGAM
PGA

38. 0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95NS, A0 = 0.84 g
KOBE95EW, A0 = 0.63 g
KOBE95UP, A0 = 0.34 g
Peraturan, A0 = 0.36 g
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95NS
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95EW
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95UP
Spektrum respons rekaman gempa umumnya tidak mirip dengan
spektrum respons peraturan

39. Analisis tiga dimensi
• Gerak tanah harus terdiri dari sepasang
komponen percepatan tanah horisontal yang
sesuai, yang harus diseleksi dan diskalakan dari
rekaman peristiwa gempa individual
Catatan: Komponen utama atau arah utama
adalah rekaman yang mempunyai spektrum
respons paling besar

40. -1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95NS
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95EW
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95UP
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95NS
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95EW
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95UP
Rekamangempaatau
riwayatgeraktanah
Arahutamaadalahrekamanyangmempunyai
spektrumresponsterbesar

41. -1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95NS
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95EW
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
KOBE95UP
Rekamangempaatau
riwayatgeraktanah UP (arah vertikal)
EW (arah tegak lurus)
NS (arah utama paling besar)

42. UP
NS (arah utama paling besar)

43. Untuk situs yang berada dalam jarak 5 km dari patahan aktif yang
menjadi sumber bahaya gempa, setiap pasangan komponen gerak
tanah harus dirotasikan ke arah normal-patahan dan arah sejajar-
patahan sumber
Denah bangunan

44. Analisis tiga dimensi
• Gerak tanah yang sesuai harus diseleksi dari
peristiwa-peristiwa gempa yang memiliki
magnitudo, jarak patahan, dan mekanisme
sumber gempa yang konsisten dengan hal-hal
yang mengontrol ketentuan gempa maksimum
yang dipertimbangkan

45. Cara sederhana menentukan skala untuk
rekaman gempa
• Menggunakan faktor pengali terhadap ordinat atau
besarnya percepatan rekaman gempa yang dapat
dilakukan secara trial and error dengan trial pertama
adalah menyamakan besarnya PGA rekaman gempa
dengan PGA spektrum respons peraturan
• Menggunakan faktor pengali terhadap absis atau Dt
dari rekaman dengan Dt yang lebih kecil untuk
“menggeser” spektrum respons kekiri (tanah keras)
atau Dt yang lebih besar untuk “menggeser” spektrum
respons kekanan (tanah lunak)
• Kombinasi dua faktor di atas
• Prosedure yang lebih kompleks (NIST GCR 11-917-15)

46. -0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
0.43 x KOBE95NS
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
0.57 x KOBE95EW
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Percepatan(g)
Waktu (detik)
1.06 x KOBE95UP
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
KOBE95NS, A0 = 0.43x0.84g = 0.36g
KOBE95EW, A0 = 0.57 x 0.63g = 0.36 g
KOBE95UP, A0 =1.06x 0.34g = 0.36g
Peraturan, A0 = 0.36 g
Menggunakan faktor pengali terhadap ordinat atau
besarnya percepatan rekaman gempa

47. 0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
Kelas situs SC (tanah keras)
Kelas situs SD (tanah sedang)
Kelas situs SE (tanah lunak)
Grafik spektrum respons peraturan untuk tanah yang semakin lunak
akan bergeser semakin ke nanan

48. -0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Percepatan(g)
Waktu (detik)
0.43 x KOBE95NS, 0.5Dt
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Percepatan(g)
Waktu (detik)
0.43 x KOBE95NS
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Percepatan(g)
Waktu (detik)
0.43 x KOBE95NS, 2Dt
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral(g)
Waktu getar alami (detik)
0.43 x KOBE95NS, 0.5Dt
0.43 x KOBE95NS 1.0Dt
0.43 x KOBE95NS, 2.0Dt
Menggunakan faktor pengali terhadap ordinat atau
besarnya percepatan rekaman gempa dan absis atau Dt

49. Pemilihan dan menentukan skala rekaman
gempa pada website PEER

53. Tanpa skala: misal diinginkan gempa dengan mekanisme,
besarnya Momen Magnitude (Mw) atau luas pergerakan,
kedalaman serta jarak tertentu

69. 0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
Target pSa (g)
SDS = 0.9g
SD1 = 0.54g
Dengan skala: misal diinginkan gempa yang akan mempunyai
spektrum respons seperti di atas

94. 0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
3.5 x RSN-740 SRSS pSa (g)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
2.1 x RSN-827 SRSS pSa (g)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
1.1 x RSN-3750 SRSS…
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
2. 4 x RSN-4872 SRSS pSa (g)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
2.5 RSN-5284 SRSS pSa (g)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
Target pSa (g)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Percepatanspektral,Sa(g)
Waktu getar alami (detik)
Target pSa (g)
Arithmetic Mean pSa (g)

95. Aplikasi
• Rekaman gempa dapat dilihat dari hasil unduhan,
yang selanjutnya dapat digunakan misal pada
SAP2000 dengan faktor skala sebagaimana nilai
yang terlihat

96. Analisis spektrum respons spesifik situs
• Setidaknya diperlukan 5 (lima) rekaman atau
simulasi riwayat waktu percepatan gerak tanah
horisontal

97. Prosedur respons riwayat waktu gempa pada
gedung
• Paling sedikit tiga gerak tanah yang sesuai harus
digunakan dalam analisis dan respons maksimum
yang digunakan.
• Jika digunakan paling sedikit tujuh gerak tanah
dalam analisis, dapat digunakan nilai reratanya.

98. Sekian
Catatan:
Bagaimanpun engineering judgement tetap diperlukan dalam pemilihan
rekaman gempa yang sesuai