http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Analisis resiko Gempa
Diketahui suatu lokasi tertentu (point of interest).
Diamati data kejadian gempabumi yang pernah ada di lokasi tersebut
misalkan 1907 s/d 2007 = 100 tahun.
Diketahui epicenter suatu, jarak ke lokasi point of interest dan
magnitude gempa.
Dengan menggunakan fungsi atenuasi maka maka diketahui besar
percepatan maksimum yang terjadi pada point of interest untuk setiap
kejadian gempa yang terjadi
Dapat dihitung besar percepatan maksimum yang terjadi pada point of
interest jika diketahui periode ulang yang kita inginkan (rencanakan).
Model Matematika Probabilitas Resiko Gempa
Teorema probabilitas total yang digunakan untuk memecahkan masalah
analisa resiko gempa telah banyak dikembangkan dan diusulkan oleh
para peneliti, antara lain Cornell (1968) dan McGuire (1976).
Ada dua Model untuk analisa resiko gempa yaitu berdasarkan :
Distribusi Gumbel dan Model USGS (McGuire, 1976)
Model Gumbel (Point Sources), nilai ekstrim
Dalam melakukan analisis resiko gempa, dapat juga menggunakan
teorema probabilitas total yang berkaitan dengan nilai ekstrim.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Metoda statistik ini disebut Jenis I atau lebih dikenal dengan Distribusi
Gumbel.
Dengan distribusi tersebut, dapat ditentukan peak ground acceleration
(PGA) untuk berbagai perioda ulang.
Pengaruh dari setiap kejadian gempa pada titik yang ditinjau ditentukan
daiam bentuk percepatan dengan menggunakan fungsi-fungsi atenuasi,
dengan asumsi masing-masing kejadian gempa independen terhadap
titik tersebut.
Setiap kejadian gempa akan mempengaruhi besar intensitas yang terjadi
pada titik yang akan ditinjau
Distribusi gempa menurut Gumbel :
G(M) = e(- exp (-M)) ; M 0
dimana :
= jumlah gempa rata-rata per tahun
= parameter yang menyatakan hubungan antara distribusi gempa dengan magnitude
M = Magnitude gempa
Bentuk Persamaan Distribusi gempa menurut Gumbel dapat disederhanakan
menjadi persamaan garis lurus sebagai berikut :
ln G(M) = - e-M (2.22a)
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
ln (- ln G(M)) = ln M (2.22b)
Persamaan di atas (2.22) identik dengan persamaan linier :
y = A + B x (2.23)
dimana :
y = ln (- ln G(M))
= eA
= B
x = percepatan, dalam gal
Persamaan garis ini terdiri dari titik-titik xj, yj; dimana :
xj = aj = percepatan gempa ke-j
j = nomor urut kejadian
N = selang waktu pengamatan
yj = ln ( ln G(M)) = ln ( ln ( jN + 1 )
)
Karena titik-titik ini selalu membentuk garis lurus, maka digunakan metode
kuadrat terkecil (least square) untuk menentukan garis yang paling tepat :
A =
∑ y j .∑ xj2
- ∑ x j .∑( x j - y j)
n ∑ xj2
- (∑ x j )2
(2.24)
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
B =
n ∑ ( x j . y j) - ∑ x j .∑ y j
n ∑ xj2
- (∑ x j )2
(2.25)
= B
Sedangkan hubungan perioda ulang (T) dengan percepatan (a) adalah
sebagai berikut :
a =
ln (T . α )β (2.26)
Nilai a yang diperoleh ini yang masuk ke program Shake 91 ataupun Pro
Shake..
Perhitungan a max di batuan dasar berdasarkan metode Gumbel
UntukTabel 1
- Epicenter dan Pengamatan Sumber-sumber gempa
1. Data yang dibutuhkan adalah :
Tahun terjadinya gempa
Lintang dan bujur lokasi kejadian gempa
Kedalaman gempa (d)
Magnetude gempa yang terjadi (M) ataupun momen magnetude
Lokasi yang akan kita teliti (point of interest).
Pengumpulan data gempa dikatagorikan atas :
- Gempa yang terjadi secara sendiri-sendiri (masing-masing kejadian
gempa adalah independent terhadap titik tersebut). Metode ini
digunakan untuk metode Gumbel Type I.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
- Gempa yang terjadi dianalisa berdasarkan sumber penyebab
terjadinya gempa seperti: Subduksi, Transcursion dan extraction.
Gempa subduksi terjadi di Samudera Indonesia yang disebut dengan
gempa dalam. Contoh gempa Transcursion adalah gempa yang
terjadi di Sesar Sumatera yang disebut dengan gempa dangkal.
Xtraction, menjauhnya palung-palung yang terjadi di Samudera.
Data gempa seperti ini dipakai untuk analisa model U.S.G.S (Mc.
Guire, 1976).
- Semakin banyak data gempa yang dikumpulkan, maka akan semakin
baik hasil analisa yang akan dipakai
2. Cari jarak dari lokasi ke sumber gempa (ro) dengan cara
mengurangkan lintang dan bujurnya serta ambil asumsi 10 = 99-100
Km
3. Cari jarak r untuk fungsi atenuase yang membutuhkan nilai r
4. Lokasi sumber gempa yang dikumpulkan berjarak lebih kecil sama
dengan 300 Km. Hal ini disebabkan kalaupun data yang r0> 300 Km
ini digunakan akan memberikan kontribusi yang kecil.
5. Pemakaian fungsi atenuase untuk mendapatkan percepatan di batuan
dasar (fungsi jarak dan momen magnetude gempa).
6. Pemilihan data gempa yang di pakai (1 data per tahun). Kriteria
pemilihan diambil berdasarkan :
Data dengan jarak (r0) yang > 300 Km dibuang
Nilai PGA yang paling maksimum yang terjadi setiap tahunnya
PGA yang digunakan dalam satuan Gal =.(1/1000 g)
Untuk Tabel 2
Perhitungan statistik untuk distribusi Gumbel :
- (kolom 1) No. diisikan mulai No. tertinggi sampai ke No terendah
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
- (Kolom 2) J = tahun tertinggi data pembacaan data gempa - tahun
terendah dari data pembacaan gempa + 1
- Kolom 3) Sortir data dari data PGA yang paling kecil paling atas ke data
yang paling besar (paling bawah)
- (Kolom 4)
y j=ln (−ln( jN+1 ))
- Nilai A, B dapat diketahui
- Nilai = B
- Besar Periode Ulang yang diambil (T), direncanakan sesuai kebutuhan
berdasarkan pada Tingkat Resiko Gempa (Gempa Sedang, kuat, sangat
kuat)
- a =
ln (T . α )β , gall
- Nilai a yang diperoleh ini yang masuk ke program Shake 91 ataupun Pro
Shake.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
4. Pemilihan Data Digitasi Gempa
Karakteristik Gelombang Gempa :
Maksimum akseleration
Response Spectra (Kandungan frekuensi dan response maksimum,
Predominant Periode)
Effective Duration, Envelope Time Histories
Pemilihan data digitasi gempa dilakukan berdasarkan :
- Berdasarkan data rekaman yang telah ada di Lokasi
- Data Gempa yang pernah terjadi disekitar lokasi
- Syntetic Data Gempa (Program SIMQKE)
- Skala Horizontal gempa (rentang waktu pembacaan data gempa)
- Skala Vertikal (percepatan design, dari analisa statistik)
- Predominan periode Gempa, T (fungsi momen magnetude gempa dan
Jarak)
- Durasi gempa
- Pemakaian data digitasi gempa yang ada untuk suatu lokasi dengan
jarak epicenter (R) dan Magnetude (M) yang tertentu
Data Digitasi :
1. data Kejadian Gempa El Centro (Dekat dengan permukaan tanah)
a (Percepatan)
Amax = 0,312 g
Waktu (t)
Δt=0 , 01det ik
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
TEC = 0,175 detik
2. data Kejadian Gempa Pasadena
a (Percepatan)
Amax = 0,057 g
Waktu (t)
Δt=0 , 01det ik
TEC = 0,650 detik
3. data Kejadian Gempa Tokacioki (Jepang)
a (Percepatan)
Amax = 0,229 g
Waktu (t)
Δt=0 , 02det ik
TEC = 0,375 detik
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Data kejadian GempaData Gempa Elcentro (Cen.dat), 18 Mai 1940Jumlah data gempa = 912 data, 2048Predominat Period (T) = 0,175 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detikJumlah array = 8, 9 digit dan 5 angka dibelakang koma, 8f9.5Header = 1
Data Gempa Pasadena (Pas.acc), Jumlah data gempa = 800 data, 2048Predominat Period (T) = 0,65 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detikJumlah array = 8, 9 digit dan 6 angka dibelakang koma, 8f9.6Header = 2
Data Gempa Diamond (Diam.acc), Jumlah data gempa = 1900 data, 4096Predominat Period (T) = 0,175 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,02 detikJumlah array = 8, 10 digit dan 6 angka dibelakang koma, 8f10.5Header = 3
Data Gempa Synthetic (Sindon.acc),Jumlah data gempa = 1937 data, 4096Predominat Period (T) = Selang waktu pembacaan (t) = 0,02 detikJumlah array = 8, 9 digit dan 5 angka dibelakang koma, 8f9.5Header = 1
Karakteristik Gempa :
Maksimum akseleration di Kota X
Predominant Periode di Kota X
Effective Duration di Kota X
Ada 3 metode yang dapat digunakan :
1. Ada data di lokasi yang mirip, maka data tersebut yang digunakan
2. Dengan menggunakan effek skala dari daerah disekitarnya
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
3. Dengan membuat data gempa baru (Synthetic earthquake time histories
Prosedure :
M
Jarak,
Jenis Faults Spektra di batuan pada 5 % damping
Spektra di batuan untuk damping yang berbeda
Mencari synthetic EQ misalnya dengan program SIMQKE
Dengan menggunakan effek skala (Modifikasi program SHAKE)
Di Kota X
Tx = 0,99 detik
Berapa data yang masuk ke program SHAKE
Modifikasi Untuk gempa El Centro
Predominat Period (T) = 0,175 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detik
Δt x=T x/T ec . Δt ec
Δt x= (0,99/0.175)*0.01 = 0.0566 detik
Modifikasi Untuk gempa Pasadena
Predominat Period (T) = 0,65 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detik
Δt x=T x/T pas . Δt pas
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Δt x= (0,99/0.65)*0.01 = 0.015 detik
Kalau tidak digunakan efek skala, maka efeknya pada permukaan atas akan
jauh berbeda
Dari batuan dasar di skala, juga akan berbeda efeknya sampai di permukaan
atas.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
- Percepatan di batuan dasar untuk return Periode Tertentu (T)
- Analisa Resiko Gempa
- Resiko Gempa, Resiko Tahunan
- Tingkat Resiko Gempa (Gempa Sedang, kuat, sangat kuat)
- Pengaruh Kondisi Lokal, model U.S.G.S (Mc. Guire, 1976)
Model USGS (McGuire, 1976)
Teorema probabilitas total yang dikembangkan oleh McGuire tahun 1976
ini didasarkan atas konsep probabilitas yang dikembangkan oleh Cornell
pada tahun 1968, dengan mengambil asumsi bahwa harga kekuatan
gempa (M) dan jarak hiposenter (R) sebagai variabel acak bebas yang
menerus (continuous independent random variable).
Teori ini mempunyai bentuk persamaan sebagai berikut :
P [I i ] =∫r∫m P [I i M dan R ] . fM . fR dm dr (2.7)
dimana :
fM = density function dari kekuatan gempa
fR = density function dari jarak hiposenter
P [I i M dan R ]=probabilitas berkondisi dari intensitas I yang sama atau lebih besar dari intensitas i di suatu lokasi, dengan kekuatan gempa M dan jarak hiposenter R.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Metoda yang dikembangkan oleh beberapa peneliti, seperti Esteva
(1970), Donovan (1974) dan McGuire (1974), untuk probabilitas
berkondisi dengan intensitas I, sama atau lebih besar dari itensitas i di
suatu lokasi dengan kekuatan gempa M dan jarak hiposenter R,
mempunyai bentuk umum sebagai berikut :
m (M, R) = C1 + C2 M + C3 ln (R + ro) (2.8)
dimana :
M = ukuran besar gempa
R = jarak hiposenter (km)
C1, C2, C3, dan ro = konstanta
Dengan menggunakan standar deviasi intensitas 1, distribusi normal dan
Persamaan (2.8), maka intensitas probabilitas berkondisi dengan
intensitas I sama atau tebih besar dari i untuk suatu lokasi dengan
kekuatan gempa M dan jarak hiposenter R, dapat dituliskan sebagai
berikut :
P [I i M dan R ] = * ( 1 - C1 - C2 M - C3 ln ( R + ro )
σ 1)
(2.9)
dimana * merupakan kumulatif komplementer (complementary
cummulative) dari distribusi normal standar.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Tingkat kejadian rata-rata tahunan (disebut juga sebagai resiko tahunan
rata-rata) dari gempa yang mempunyai besaran (magnitude) sama dengan
atau lebih besar dari M pada suatu daerah sumber gempa, mempunyai
hubungan sebagai berikut (Gutenberg-Richter, 1958) :
log l0 n(M) = a b M (2.10)
dimana :
n(M) = tingkat kejadian tahunan rata-rata (mean annual rate of
exceedance)
10a = tingkat kejadian tahunan untuk gempa dengan magnitude lebih besar dari 0
B = konstanta yang menunjukkan kemungkinan relatif tentang besar kecilnya (magnituda) gempa yang terjadi
Secara spesifik parameter b merupakan parameter seismisitas yang
menggambarkan karakteristik tektonik atau kegempaan suatu daerah.
Sedangkan parameter a adalah parameter seismisitas yang tidak
menggambarkan karakteristik kegempaan tetapi lebih merupakan
parameter yang menerangkan karakteristik data pengamatan. Konstanta
a ini tergantung dari lamanya pengamatan dan tingkat seismisitas dari
daerah sumber gempa.
Untuk menentukan konstanta a dan b ini, dilakukan plot grafik yang
menggambarkan hubungan antara. magnitude M dengan logaritma dari
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
jumlah gempa yang mempunyai magnitude lebih besar atau sama dengan
M (log n(M)). Selanjutnya analisis regresi linier dilakukan pada setiap
titik yang diplot pada grafik untuk mendapatkan nilai konstanta a dan b
(Gambar 2.12).
Gambar 2.12 : Penyebaran magnitude gempa pada suatu daerah.
Secara grafis harga b dapat ditentukan dengan hubungan sebagai berikut :
b =d log n ( M )dM (2.11)
Jadi harga b merupakan perbandingan antara penurunan relatif tingkat
kejadian gempa terhadap perbesaran magnitudenya. Secara umum dapat
dikatakan bahwa harga b yang besar nenunjukkan tingkat aktifltas
kegempaan yang tinggi.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Persamaan (2.10) di atas dapat juga dinyatakan sebagai berikut:
n(M) = 10 a bM = exp ( M) (2.12)
dimana :
= a ln 10
= b ln 10
Untuk kepentingan rekayasa, besarnya magnitude gempa dibatasi dengan
mo, dimana gempa-gempa dengan magnitude dibawah mo dianggap tidak
menyebabkan kerusakan yang berarti. Oleh karena itu, tingkat kejadian
rata-rata tahunan adalah :
n(M) = v . exp (- (m mo)); mo < m < m1 (2.13)
dimana : v = exp ( mo)
Dengan mengasumsikan besaran gempa dan sejumlah kejadian gempa
tidak tergantung satu sama lain (independent), maka dapat ditentukan
distribusi kumulatif dari tiap-tiap kejadian gempa sebagai berikut :
FM (m) = P[M < m M > mo]
=
n ( mo ) - n (m )n(mo ) = 1 – e - (m – m
o) (2.14)
Jika magnituda gempa yang diperhitungkan juga dibatasi oleh harga
maksimum m1, maka distribusi kumulatif adalah :
FM (m) = k (1 – exp (- (m mo)) ; mo < m < m1 (2.15)
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
dimana :
= b ln (10)
k = [(1 – exp (- (m mo))]-1
mo = batas minimum besaran gempa dari area sumber gempa
m1= batas maksimum besaran gempa dari area sumber gempa
Dari Persamaan (2.15) dapat diperoleh persamaan density function untuk
besaran gempa, dengan menurunkan persamaan tersebut terhadap m :
FM (m) =
∂ FM (m )∂ m
FM (m) = k exp (- (m mo)) ; mo < m < m1 (2.16)
Dengan mensubstitusikan Persamaan (2.9) dan (2.16) ke dalam
Persamaan (2.7), dapat ditentukan probabilitas untuk intensitas I sama
atau lebih besar dari intensitas i di suatu lokasi :
P [ I i] = ∫
r∫mo
m1
φ∗¿( i - C1 - C2 M - C3 ln (R + r o)σ ). ¿
k exp (- (m mo)) fR (r) dmdr (2.17)
Integrasi Persamaan (2.17) dapat ditulis secara analitis (hasil manipulasi
aljabar oleh Cornell dan Merz, McGuire), sebagai berikut:
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
P [I i] =∫r {(1 - k )φ * ( z
σ1)+ k φ* (z'
σ1)+
k (R + ro )
β C3
C2 exp (- i βC2
+βC1
C2
+β m o+β2σ 12
2 C22 )
(φ * (z - b σ
12
C2
σ 1) - φ* (z' -
b σ12
C2
σ1))} f R(r ) dr
(2.18)
dengan :
z = i – C1 – C2 m1 – C3 ln (R + ro)
z’ = i – C1 – C2 mo – C3 ln (R + ro)
Maka probabilitas total tahunan dari kejadian-kejadian dengan intensitas
I sama atau lebih besar dari i pada suatu lokasi adalah dengan
menjumlahkan angka kemungkinan seluruh area sumber gempa. Dalam
bentuk matematis :
NA = ∑i = 1
n
N 1(M mo)1 P [ I i ] (2.19)
dimana :
NA = tingkat kejadian tahunan total dari kejadian-kejadian dengan I > i pada suatu lokasi.
P [I i] = resiko kejadian tunggal untuk intensitas I yang sama atau
lebih besar dari intensitas i di lokasi untuk satu daerah sumber
gempa.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
N1(M mo) = tingkat kejadian tahunan dari gempa yang mempunyai M
mo untuk satu daerah sumber gempa.
Besarnya nilai resiko tahunan untuk kejadian gempa tersebut
diasumsikan terdistribusi dalam Distribusi Poisson sebagai berikut :
RA = 1 – e(-NA
) (2.20)
I. Menggunakan Program EQRISK
Data gempa di data menurut sumber penyebab gempanya, apakah
Subduksi, Transcursion atau Extraction
Ditentukan posisi lintang dan bujur dari penyebab gempa tersebut. Posisi
ini akan dimasukkan ke program
Ditentukan pengaruh kondisi lokal dari masing-masing sumber gempa
dengan cara :
Data gempa diurut dari magnitude yang kecil ke yang besar
Magnetude gempa (M) yang lebih kecil dari 5 tidak diikutkan
sedangkan yang lebih besar dari 5 diikutkan dalam program.
Magnetude < 5 dianggap tidak akan merusak struktur sedangkan yang
M> 5 diperkirakan akan merusak struktur bangunan.
Jumlah kejadian gempa di data (N)
Jumlah komulatif,.
Nilai Log N(M) dan M diregresikan
Diregresikan untuk mendapatkan nilai a dan b (Guttenberg –Richter)
Parameter
Cari a1=a−log(To )
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
To= selang waktu pengamatan (tahun tertinggi-tahun terendah)
N1 (M )=10
(a1−bM rata−rata)
M rata−rata=
∑ Mf
∑ f
M = Magnetude gempa lokal rata-rata
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Input ke Program EQRISK
a dan b Parameter (Guttenberg–Richter)
Merupakan karakterisik lokal dari suatu kejadian gempa. Setiap lokasi
sumber gempa akan mempunyai nilai karakteristik lokal yang dinyatakan
dalam a dan b parameter.
Kejadian gempa kecil, M akan besar dan sebaliknya.
Parameter b merupakan penggambaran dari karakteritisk tektonik suatu
daerah. Harga b tinggi menggambarkan tingginya aktivitas tektonik
(kegempaan) yang tinggi.
Perbandingan Gumbel dan USGS
Metode Gumbel :
Semua titik akan mempengaruhi lokasi yang dianalisa
Semua area mempunyai probabilitas yang sama untuk menjadi fokus
Epicenter dapat bertambah banyak
Hasil perhitungan besar intensitas gempa menjadi besar
Metode USGS :
Data kejadian gempa dipisahkan berdasarkan mekanisme kejadian gempa
Hanya 1 daerah yang mempunyai mekanisme gempa yang sama yang
akan mempengaruhi daerah tersebut.
Tidak Semua area mempunyai probabilitas yang sama untuk menjadi
focus
Epicenter tidak dapat bertambah
Hasil perhitungan menjadi lebih kecil
USGS < Gumbel. Secara umum dapat USGS = 1/3 Gumbel
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Contoh data MasukanSEISMIC RISK ANALYSIS FOR PEAK GROUND ACCELERATION - Crouse's atenuation 15 1 1 12 1.61 2.07 2.53 2.99 3.45 3.91 4.37 4.84 5.30 5.76 6.22 6.68 0.02 0.01 0.005 .002 0.001 11.50 0.657 -2.090 63.7 -0.00397 0.631 0.0 100000. 0.00 5 1 1 1 1 1 1 1.0 5.0 6.8 3.803 7.870 36.92 1 1.0 5.0 6.0 3.196 0.392 57.11 1 1.0 5.0 6.0 2.315 0.193 41.77 1 1.0 5.0 6.1 2.744 0.345 36.88 1 1.0 5.0 5.4 5.088 0.194 34.78 0 1.0 0.0 0.0 0.000 0.000 00.00 110.00 -12.0 120.00 -12.0 110.00 -8.80 120.00 -8.80 110.00 -8.80 115.40 -8.80 110.00 -8.20 115.60 -8.20 116.40 -8.80 120.00 -8.80 116.50 -8.20 120.00 -8.20 110.00 -8.20 120.00 -8.20 110.00 -7.50 120.00 -7.50 110.00 -7.50 120.00 -7.50 110.00 -6.00 120.00 -6.00 1 1 115.12 -8.72 0.0 0.0
File data masukan ke program
Card 1 : Judul analisis yang akan dianalisa
SEISMIC RISK ANALYSIS FOR PEAK GROUND ACCELERATION -
Crouse's atenuation
Card 2 : NSTEP, Jumlah interval yang akan dilakukan dalam perhitungan
resiko gempa.
15 1 1
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Maksimum 25 pada source area yang relative luas (Box Source), dapat juga
ditetapkan 15, sedangkan untuk source yangmemodelkan fault (line fault)
bisa digunakan angka 10.
Card 3 : Jumlah intensitas yang akan diuji. Dimasukkan secara berurutan
dari kecil ke besar dan tergantung pada rumusan atenuase yang digunakan.
Card 4 : Resiko tahunan : dimasukkan sesuai dengan resiko yang
diinginkan, Untuk periode ulang (T) berapa tahun. T = 1/resiko
Card 5 : Data Fungsi Atenuase yang dimasukkan :
Joyner and Boore (1988)
log ( y )=a+b( M−6)+c( M−6)2+d log (r )+kr+s+εUntuk periode (T) = 0 detik, maka nilai tersebut
a = 0.43, b= 0.23, c=0.00, d=-1.00, h=8,00, k=-0.0027, s=0.00, reg = 0,28
Ada dari catatan kuliah di S2
Parameter ini yang masuk ke program di Eqrisk
Crouse (1991)
a=e(11.5+0 .657 M −2 . 09 ln[ R+63 . 7 e(0 .128 M ) ]−0. 00397 h )
Dimana :
a = PGA dinyatakan dalam gal
M = Magnetude Gempa
R = Jarak hiposenter terdekat dari lokasi ke sumber gempa, dalam Km
h = kedalaman fokus dalam Km.
Masukkan parameter, 11.50 ; 0,657 ; -2,090 ; 63,70 ; 0,00397 ; 0,631
Parameter yang terakhir tidak diketahui.
Parameter Ini yang masuk ke program di Eqrisk
Card 6. : Jumlah sumber data gempa yang akan dihitung dan jumlah sub-
source untuk masing-masing gross source.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Tergantung dari lokasi sumber gempanya : dapat berasal dari gempa
dangkal, gempa sedang dan gempa dalam.
Card 7, Parameter data gempa lokal:
Lors (1), 0 = loose lower bound, dan 1 = strick lower bound
Coef (1), biasanya diambil = 1
AMO (1) = batas bawah magnitude gempa, diambil 5. Lebih besar dari 5
berpengaruh pada konstruksi, lebih kecil dari 5 efeknya kecil bagi
konstruksi.
AMI (1) : batas atas magnetude gempa, dari hasil perhitungan magnetude
gempa yang paling maksimum
BETA : diambil dari pengaruh kondisi lokal gempa (Guttenberg-Richter,
1958).
β=b ln(10) , b adalah parameter rumus (Guttenberg-Richter, 1958)
Rate (1), a1=a−log(To )
To = selang waktu pengamatan data kejadian gempa
N1 (M )=10(a1−bM rata−rata)
M = magnetude gempa lokal rata-rata, M rata−rata=
∑ Mf
∑ f
Card 8, koordinat batas masing-masing gross source
Card 9, Jumlah grid lokasi yang dianalisi, koordinat lokasi yang akan
dianalisis, spasi grid..
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
4. Pemilihan Data Digitasi Gempa
- Berdasarkan data rekaman yang telah ada di Lokasi
- Data Gempa yang pernah terjadi disekitar lokasi
- Syntetic Data Gempa
- Skala Horizontal gempa (rentang waktu pembacaan data gempa)
- Skala Vertikal (percepatan design, dari analisa statistik)
- Predominan periode Gempa, T (fungsi momen magnetude gempa dan
Jarak)
- Durasi gempa
Pemakaian data digitasi gempa yang ada untuk suatu lokasi dengan jarak
epicenter (R) dan Magnetude (M) yang tertentu
Karakteristik Gempa :
Maksimum akseleration
Predominant Periode
Effective Duration
Data Digitasi :
4. data Kejadian Gempa El Centro (Dekat dengan permukaan tanah)
a (Percepatan)
Amax = 0,312 g
Waktu (t)
Δt=0 , 01det ik
TEC = 0,175 detik
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
5. data Kejadian Gempa Pasadena
a (Percepatan)
Amax = 0,057 g
Waktu (t)
Δt=0 , 01det ik
TEC = 0,650 detik
6. data Kejadian Gempa Tokacioki (Jepang)
a (Percepatan)
Amax = 0,229 g
Waktu (t)
Δt=0 , 02det ik
TEC = 0,375 detik
Data kejadian GempaData Gempa Elcentro (Cen.dat), 18 Mai 1940Jumlah data gempa = 912 data, 2048Predominat Period (T) = 0,175 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detikJumlah array = 8, 9 digit dan 5 angka dibelakang koma, 8f9.5Header = 1
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Data Gempa Pasadena (Pas.acc), Jumlah data gempa = 800 data, 2048Predominat Period (T) = 0,65 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detikJumlah array = 8, 9 digit dan 6 angka dibelakang koma, 8f9.6Header = 2
Data Gempa Diamond (Diam.acc), Jumlah data gempa = 1900 data, 4096Predominat Period (T) = 0,175 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,02 detikJumlah array = 8, 10 digit dan 6 angka dibelakang koma, 8f10.5Header = 3
Data Gempa Synthetic (Sindon.acc),Jumlah data gempa = 1937 data, 4096Predominat Period (T) = Selang waktu pembacaan (t) = 0,02 detikJumlah array = 8, 9 digit dan 5 angka dibelakang koma, 8f9.5Header = 1
Karakteristik Gempa :
Maksimum akseleration di Kota X
Predominant Periode di Kota X
Effective Duration di Kota X
Ada 3 metode yang dapat digunakan :
4. Ada data di lokasi yang mirip, maka data tersebut yang digunakan
5. Dengan menggunakan effek skala dari daerah disekitarnya
6. Dengan membuat data gempa baru (Synthetic earthquake time histories
Prosedure :
M
Jarak,
Jenis Faults Spektra di batuan pada 5 % damping
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Spektra di batuan untuk damping yang berbeda
Mencari synthetic EQ misalnya dengan program SIMQKE
Dengan menggunakan effek skala (Modifikasi program SHAKE)
Di Kota X
Tx = 0,99 detik
Berapa data yang masuk ke program SHAKE
Modifikasi Untuk gempa El Centro
Predominat Period (T) = 0,175 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detik
Δt x=T x/T ec . Δt ec
Δt x= (0,99/0.175)*0.01 = 0.0566 detik
Modifikasi Untuk gempa Pasadena
Predominat Period (T) = 0,65 detikSelang waktu pembacaan (t) = 0,01 detik
Δt x=T x/T pas . Δt pas
Δt x= (0,99/0.65)*0.01 = 0.015 detik
Kalau tidak digunakan efek skala, maka efeknya pada permukaan atas akan
jauh berbeda
Dari batuan dasar di skala, juga akan berbeda efeknya sampai di permukaan
atas.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Program SHAKE
Adalah suatu program computer yang digunakan untuk menghitung respon
suatu system homogen lapisan viscoelastic dari tingkat horizontal yang tidak
terbatas dengan subjek gelombang geser yang bergerak secara vertical
Program ini didasarkan pada solusi kontinu dari persamaan gelombang
(kanai, 1951) yang disesuaikan untuk digunakan dalam gerakan transient
melalui fast forier transform algorithm (Cooley dan Tukey, 1965). Salah
satu aplikasinya adalah untuk mengevaluasi respon lapisan tanah pada suatu
tempat selama terjadinya peristiwa gempa
Cara Perhitungan :
Dengan mensimulasikan adanya getaran gempa pada batuan dasar (base-
rock) maka dapat dihitung perambatan gelombang geser (model continue)
yang terjadi dari formasi batuan dasar tersebut ke permukaan tanah.
Asumsi yang digunakan :
1. Lapisan tanah relative horizontal
2. Tiap-tiap lapisan tanah mempunyai parameter dinamis seperti :
Modulus Geser, damping ratio, kerapatan relative dan ketebalan
lapisan yang tidak tergantung terhadap frekuensi
3. Respon system diakibatkan adanya penjalaran ke atas gelombang
geser dari batuan dasar
4. Input gelombang geser berupa digitasi percepatan gempa dengan
interval waktu yang tetap
5. Ketergantungan regangan dari modulus geser dan damping ratio
dihitung dengan prosedur linier ekuivalen
Prosedur analisis
1. Menentukan karakteristik pergerakan batuan yang terjadi
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
2. Menentukan sifat dinamik (dynamic properties) dari tanah deposit
3. Menghitung respon dari deposit tanah tsb thp pergerakan bat.dasar
Langkah-Langkah Perhitungan :
Membaca input motion, yang berupa data time histories
accelerogram dan mendapatkan nilai percepatan maks (amax)
Melakukan modifikasi time histories dengan menskalakan (Scalling)
terhadap percepatan maksimum yang terjadi di batuan dasar
Dari lapisan deposit tanah dihitung tegangan dan regangan
maksimum di tengah lapisan dan menentukan nilai modulus geser
dan damping ratio yang baru yang bersesuai dengan regangan yang
terjadi
Menghitung pergerakan (motion) pada setiap bagian atas lapisan
tanah yang nantinya akan digunakan untuk perhitungan pada lapisan
tanah diatasnya.
Data Input yang dibutuhkan
1. Input motion berupa data digitasi time histories acceleration yang
disesuaikan dengan karakteristik lokasi setempat (dari kandungan
frekuensinya)
2. Data lapisan deposit tanah setempat, yang terdiri dari :
- Jenis lapisan tanah, tebal, estimasi modulus geser, damping ratio atau
kecepatan gelombang geser dalam tanah serta berat isi tanah
3.Hubungan antara sifat-sifat dinamis tanah dan regangan.
Hasil-hasil perhitungan berupa:
Motion disetiap permukaan lapisan tanah
Respon spektra di setiap permukan lapisan tanah
Fungsi amplifikasi di antara lapisan-lapisan tanah
Stress-Strain time histories di tengah-tengah setiap lapisan.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Option 1 : Dynamic Soil Properties
Damping Ratio dan Modulus Geser untuk clay
Damping Ratio dan Modulus Geser untuk Sand
Damping Ratio dan Modulus Geser untuk Rock
Option 2 : Soil Profile
Nomor Lapisan, Jenis lapisan, Tebal Lapisan, Initial Damping, Berat isi
Total, Modulus Geser Maksimum
Option 3 : Input Motion
Jenis data digitasi yang digunakan, Jumlah Array data, jumlah digit angka
dan jumlah angka dibelakang koma
Pasangan Data gempa yang digunakan, Skala Vertikal, Skala Horizontal
Option 4 Nomor lapisan yang diberikan input motion
Within (1) : Media yang dilalui gelombang turut bergetar (diamplifikasi)
Outcropping (0): Media yang dilalui oleh gelombang tidak turut bergetar
(dideamplifikasi), Untuk batuan gunakan Outcropping (0), sebab batuan
diasumsikan hanya sebagai media yang dilalui oleh gelombang
Option 5 : Jumlah iterasi yang digunakan, sebaiknya digunakan 8
iterasi
Option 6 : Terdiri dari lapisan tanah yang akan dihitung dan disimpan
acceleration time historiesnya.
Pada lapisan 1 pakai 0, Pada lapisan akhir/base rock dimodelkan 2 lapisan
yaitu 1 (ikut bergoyang) dan 0 (tidak ikut bergoyang)
Option 7 : Terdiri dari lapisan tanah yang akan dihitung dan disimpan
tegangan dan regangannya.
Option 8 :
Option 9 : Untuk menghiutng respon spectrum yang akan dihitung pada
lapisan yang diinginkan.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Option 10 : Untuk menghitung dan menyimpan spectrum amplifikasi pada
lapisan tanah yang diinginkan.
http://www.sci-geoteknik.blogspot.com
Top Related