This is a master thesis presentation I have in the field of Earthquake Engineering

1. Civil Structure Eng ine e ring Po stg raduate Pro g ram
Hasanuddin Unive rsity
Judul Tesis:
Kajian Parameter dalam
Beberapa Prosedur Desain
Metoda Perpindahan untuk
Struktur Beton Bertulang
(Parametric Study on Displacement-Based Design
Method Procedures for RC Structures)

2. Esensi Tulisan:
Mempelajari/mendiskusikan/membahas/
Rekayasa Berbasis Performa
(PBE=Performance-Based Engineering) dari
perspektif atau sudut pandang Pemilihan
Metoda/Prosedur Analisis yang CORRECT

3. Fokus kajian adalah disparitas atau variabilitas dalam
konseptual prosedur dan dalam hasil analisis dan
desain pada empat prosedur DBD (Dinyatakan secara
eksplisit dalam Bab I, bag. C. Tujuan Penelitian, hal. 6)
Akan tetapi sebenarnya ada tujuan implisit yaitu inkonsistensi (yang
sekurang-kurangnya bersifat konseptual) dalam desain berbasis gaya
konvensional yang hendak disoroti atau dipertanyakan (Diskusi
mengenai hal ini diberikan dalam Bab 5. 4. Problem Inkompatibilitas)
Q: Mengapa ada tujuan implisit (tidak dinyatakan secara eksplisit)?
A: Sebab:
1. Batasan masalah harus berfokus pada DBD
2. Adanya berbagai faktor lainnya yang berkontribusi pada kerusakan atau kegagalan struktur
(contoh: kesalahan pembuatan detail penulangan dan kesalahan pelaksanaan pekerjaan di
lapangan)
3. Relevansi antara kerusakan struktur dan kode bangunan yang sementara berlaku pada saat itu
bersifat konseptual (inkonsistensi analisis)

4. Jadi sebenarnya telah diterima bahwa asumsi-
asumsi dasar tertentu dari Metoda Berbasis Gaya
Konvensional adalah Tidak Konsisten dan Kurang
Handal (dari segi efektivitas), hanya tidak diketahui
setepatnya berapa besar pengaruh inkonsistensi
analisis dan kekuranghandalan dalam asumsi
FBM konvensional terhadap derajat kerusakan
struktur.
Kekurangan fundamental dalam metoda berbasis gaya konvensional
adalah metoda tidak menentukan karakteristik struktur di bawah pengaruh
pembebanan gempa tertentu secara langsung. Hal ini yang kemudian
menjadi perspektif dasar (atau penekanan) dlm pengembangan DBD.

5. Bagaimana Tulisan
dikonstruksi?

6. Penulis bertitik tolak dari
laporan observasi struktur
pasca-gempa

7. Klip video 1 Gempa Kobe (Japan) 17-1-1995

8. Klip video 2 Gempa Kobe (Japan) 17-1-1995

9. Klip video Gempa Northridge (California, USA) 17-1-1994

10. Pengkajian dampak gempa-gempa besar di seluruh dunia,
khususnya: Loma Prieta, Northridge, Kobe.
“Apakah standar peraturan bangunan dapat
mengakomodasi kebutuhan mitigasi bencana
gempa?
Berdasarkan laporan observasi struktur pasca
gempa maka jawabannya adalah TIDAK.
(Secara umum observasi diperoleh pada zona gempa intensitas tinggi, PGA>0.30)

11. Distribusi Seismisitas Dunia

15. Kontur Percepatan Dasar Maksimum (PGA) Wilayah Indonesia
(Metoda O’Brien)

16. Karakteristik kerusakan:
1. Terlampauinya limit operasional deformasi.
2. Pendetailan tulangan (terutama t. geser dan penulangan
join) tidak cukup sehingga kurang tahanan deformasi.
3. Pergeseran tanah dasar (ground displacement) dan
likuafaksi melampaui yang diperhitungkan.
Relevansi (hipotetik) kerusakan dengan
implementasi kode bangunan (standar)
yang dipakai :
1. FBD menghasilkan inkompatibilitas antara asumsi gaya yang bekerja
pada elemen-elemen struktur dengan karakteristik kekuatan-
kekakuan sebenarnya (aktual).
2. FBD menyebabkan inkosistensi analisis karena penggunaan faktor
reduksi gempa R . Perpanjangan perioda getar T menyebabkan
overestimate duktilitas struktur dan underestimate displasemen
lateral.

17. 1. Inkompatibilitas kekakuan-kekuatan dalam FBD
Konsep (b)
diadaptasi oleh
semua prosedur DBD,
tetapi bukti
eksperimental
diberikan oleh uji 40
model balok-kolom
Priestley-Kowalsky
(Var=16%) dan
program riset
PRESSS skala besar
(Precast Seismic
Structural System,
portal 5 lantai) di Univ.
of Calif. San Diego,
USA, 1999.
kekakuan independen thd. Kekakuan (Ig) PROPORSIONAL dgn. Kekuatan (Mn)
kekuatan
2. Overestimate duktilitas dan underestimate displasemen
Overestimate duktilitas terjadi karena asumsi duktilitas struktur (yang terlalu tinggi mis.: µ >
4) belum tercapai padahal batas operasional simpangan (seismic drift limit) sudah
dilampaui. Underestimate displasemen maks. terjadi krn peningkatan fleksibilitas struktur.

18. Dampak kegagalan desain struktur pasca gempa Northridge dan Kobe menarik minat banyak peneliti utk pengembangan prosedur baru analisis dan desain
tahan gempa. Basis analisis dan desain struktur tahan gempa ditentukan dari parameter deformasi atau displasemen.
Metoda Perpindahan
(Displacement-Based Method)
Definisi:
Prosedur analisis yang didasarkan atas parameter deformasi
elastik dan inelastik yang tertentu (θy, ∆y, θmaks, ∆maks) atau
spektra perpindahan (SD)

19. PROBLEM
Implementasi metoda-metoda perpindahan yang
berbeda pada suatu kasus tertentu menghasilkan
perbedaan signifikan dalam hasil-hasil desain.
(Kasus: DMRF Simetrik 7 Lantai ) (Hasil Analisis Vb)

20. Rumusan Masalah yang akan dikaji:
Metoda-metoda menggunakan konsep dasar yang sama
tapi menghasilkan variasi signifikan dalam analisis
ia n
gk aj
p en
k us (Simplifikasi model,
Fo preferensi teori,
Konseptual struktur analisis)
Sesuatu mengenai
PARAMETER
(Sistem pengujian,
Empirikal data observasi)
Tujuan Penelitian:
• 1. Memahami parameter-parameter dasar yang digunakan para peneliti dalam penyusunan
metodanya (ETIOLOGI).
• 2. Menemukan bilamana terdapat kontradiksi fundamental, konseptual, atau empirikal di-
antara prosedur/metoda.
• 3. Mengidentifikasi variabilitas dari penggunaan asumsi tertentu atau parameter dasar
• tertentu masing-masing prosedur thd. variabel hasil perhitungan.
• 4. Memverifikasi metoda desain gempa mana tepat (dan mana yang tidak tepat) untuk
• suatu kasus tertentu.

21. Manfaat Penelitian:
• 1. Memilih teknik-teknik atau pendekatan-pendekatan mana yang relevan (atau mana
yang tidak relevan) dalam analisis kasus tertentu.
• 2. Penyusunan konsep peraturan gempa baru atau memutakhirkan teknik analisis dan
desain struktur tahan gempa.
• 3. Perluasan literatur rekayasa gempa.
Metodologi Kajian
Latar Belakang Umum
Latar Belakang Spesiifik
Problem:
Studi Kasus:
1. Variasi signifikan hasil analisis dalam 4 teknik/pendekatan 1. Frame 3D-Simetrik
Metoda Perpindahan. 2. Frame 3D-Non Simetrik
2. Relevansi prosedur tertentu untuk suatu analisis kasus.
Kajian Pustaka 4 Metoda
A

22. A
Deskripsi prosedur umum analisis dan desain 4 metoda
Evaluasi Prosedur-prosedur:
1. Idea Etiologi
2. Konsep Kunci Parameter
3. Parameter Spesifik
Implementasi Kasus:
1. CDMRF 3D-Simetrik 8 Lantai
2. CDMRF 3D-Non Simetrik 8 Lantai
B

23. B
Evaluasi Karakteristik Prosedur dalam
Implementasi Kasus
1. Momen Kurvatur, φy
2. Degradasi Kekakuan
3. Gaya Geser Desain
Pemeriksaan Hasil Analisis dan Desain :
1. Gaya Geser Dasar (Vb)
2. Luas Tulangan (ρ)
3. Displasemen (∆y, ∆maks)
4. Perioda (Tn, TIG, Tµ, Teff)
Verifikasi Konsistensi Parameter DDBD :
1. Displasemen Luluh
2. Displasemen Maksimum
3. Displasemen Maksimum THA
C

24. C
Kompatibilitas Metoda DBD vs FBD
Variabilitas Implementatif Prosedur DBD
Kesimpulan dan Saran
(Rekomendasi)

25. Implementasi Analisis Kasus
Kasus 1: CDMRF Simetrik 8 Kasus 2: CDMRF Non Simetrik Vertikal 8
Lantai Lantai

26. Direct Displacement-Based Design
(Prof. MJN Priestley)
Titik tolak DDBD diperoleh dari uji 40
model balok-kolom.
1. Hubungan Kelengkungan-Momen
Parameter kunci (direct estimation): dan Kurvatur Luluh Tipikal Balok
(Sudut simpangan luluh)
3. Displasemen Struktur
2. Rotasi Sendi Plastik Balok
Sendi plastik
pada balok di
muka kolom

27. Empat Konsep Metoda DDBD

28. Inelastic Design Spectra
(Prof. A.K. Chopra)
Adaptasi prosedur awal DDBD.
∆y = fy/k
δy = 0.005
∆y = δy.H
Menentukan kekakuan elastik struktur saat
pem-bentukan sendi plastik pertama (1st yield)
Dimensi elemen-elemen
struktural dan luas tulangan
Tabel 2.5. Dimensi Kolom dan Balok (tipikal persegi)
Dimensi Kolom, Dimensi Kolom, Dimensi Balok,
STOREY
hi b x d, mm b x d, mm b x d, mm
Midspan Frame Endspan Frame Midspan Endspan
(m) Eksterior Interior Eksterior Interior Eks/Int Eks/Int
1 4.0 800 800 800 800 500x900 500x900
2 7.6 800 800 800 800 500x900 500x900
3 11.2 700 700 700 700 500x800 500x800
4 14.8 700 700 700 700 500x800 500x800
5 18.4 700 700 700 700 500x800 500x800
6 22.0 600 600 600 600 500x700 500x700
7 25.6 600 600 600 600 500x700 500x700
8 29.2 600 600 600 600 500x700 500x700
Solusi iteratif untuk memenuhi
konvergensi displasemen
∆y =∆y* Menentukan Tn berdasar Kurva Deformasi
Inelastik

29. Proportioning Method Menentukan Perioda Getar Target (Ti)
(Dr. J.P. Browning) dengan Respons Spektra Percepatan
Inelastik 8 H
Ti ≤ δmaks
7 S DS ⋅TS
Rasio Simpangan Maksimum
δmaks = 3.0%
Menentukan karakteristik distribusi
gaya dan momen
Memproporsikan gaya-gaya
dalam elemen, dimensi elemen
dan luas tulangan

30. Capacity Spectra Method Kurva Kapasitas sistem struktur
(Prof. S.A. Freeman, ATC-40) (pushover), Vb vs. ∆roof
Spektrum respons percepatan elastik
(SA) dengan ξ0=5%
Konversi Spektra Respons. Setiap titik pada kurva spektra
respons merepresentasikan nilai-nilai unik spektra
percepatan, Sai, kecepatan, Svi, dan displasemen, Sdi.
Untuk pengubahan spektra dari bentuk tradisional (standar)
SA vs T menjadi bentuk ADRS maka setiap poin pada
kurva SA vs T perlu diubah menjadi SD menggunakan
persamaan (2.151)
S pe c. Re s . UBC-97 ,
S KS NI-2002

31. Transformasi Kurva Kapasitas Struktur ke ADRS format
Persamaan2 Transformasi
Faktor Partisipasi Modal, Γ Koef. Massa Efektif, αm
Modus Getar Struktur Φ

32. Metoda spektra kapasitas membandingkan kapasitas deformasi lateral struktur
(diagram kapasitas) dengan tanggapan (respons spektra) struktur akibat
eksitasi gempa melalui prosedur grafis.
Intersection (perpotongan,
pertemuan) diagram
kapasitas dengan spektra
kapasitas adalah titik
kinerja (performance
point, PP)

33. Evaluasi Konseptual (=Dasar Pemikiran) Prosedur
(Idea, Konsep Kunci, Parameter Dasar Spesifik)

34. Formulasi Parameter Dasar Spesifik DDBD
Kekakuan (EI) PROPORSIONAL
thd. Kekuatan (M).
Persamaan ini mendekati
KONSTAN

36. Formulasi Parameter Dasar Spesifik PM

38. Parameter Dasar IDS
{Karakteristik Metoda adalah Perhitungan Iterasi (iteratif)}

40. Parameter Dasar Spesifik CSM
{Satu-satunya metoda yang tidak menentukan parameter dasar spesifik, hanya
parameter non-spesifik makro, ini membuat CSM menjadi serbaguna
(akomodatif) terhadap segala tipe dan konfigurasi struktur}

41. Kesimpulan Evaluasi Konseptual Prosedur

42. Kesimpulan Pengkajian :
Lihat Master Thesis.PDF

43. Animasi Continental Drift