Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini mengembangkan model analisis interaksi tanah-struktur (soil-structure interaction/SSI) pada gedung bertingkat dengan pendekatan sub-structure. Pengembangan model dilakukan dengan mengintegrasikan parameter kondisi tanah, parameter dinamik struktur, dan parameter bahaya seismik lokal ke dalam satu kerangka evaluasi inertial interaction dan kinematic interaction. Dengan demikian, penelitian ini tidak hanya menyajikan hasil karakterisasi tanah dan struktur, tetapi memformulasikan parameter masukan yang bersifat site-specific dan structure-specific untuk evaluasi SSI pada wilayah seismik aktif, khususnya Kota Banda Aceh. Pada komponen site-specific, nilai kecepatan gelombang geser diturunkan dari inversi kurva HVSR sehingga dinyatakan sebagai VsHVSRinv. Parameter ini digunakan sebagai representasi kondisi bawah permukaan yang lebih dekat dengan karakteristik aktual lokasi kajian dibandingkan nilai generik berbasis klasifikasi tanah. Selain itu, parameter bahaya seismik berupa spectral acceleration diperoleh melalui integrasi probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) dan site response analysis (SRA), sehingga menghasilkan SA-PSHA-SRA yang merepresentasikan respons lokal tanah pada permukaan. Hasil PSHA-SRA menunjukkan nilai PGA, SS, dan S1 masing-masing berada pada kisaran 0,82-0,89 g; 1,93-2,06 g; dan 0,32-0,37 g. Pada komponen structure-specific, karakteristik dinamik bangunan diperoleh melalui pengukuran mikrotremor dengan metode floor spectral ratio (FSR), random decrement method (RDM), dan horizontal to vertical spectral ratio (HVSR). Nilai periode dasar bangunan hasil pengukuran dinyatakan sebagai Tm dan digunakan sebagai parameter utama dalam evaluasi inertial SSI. Nilai Tm kemudian dibandingkan dengan periode berbasis building code untuk memastikan bahwa periode yang digunakan dalam model tetap berada dalam batas interpretasi desain yang dapat dipertanggungjawabkan. Model inertial interaction dikembangkan melalui parameterisasi ulang Rule of Thumb Test (RoT). Bentuk dasar RoT tetap dipertahankan, tetapi parameter Vs dan T dinyatakan sebagai VsHVSRinv dan Tm. Dengan demikian, rasio kekakuan struktur terhadap tanah dinyatakan sebagai RoTm = h' / (VsHVSRinv x Tm). Hasil penerapan model menunjukkan empat bangunan, yaitu RK, GFT, GLT, dan TDMRC, memiliki efek inersia yang signifikan. Pada komponen kinematic interaction, base slab averaging dan embedment effect dihitung dengan menggunakan SA-PSHA-SRA sebagai spectral acceleration lokal dan VsHVSRinv sebagai parameter kecepatan gelombang geser aktual. Kedua efek tersebut memberikan reduksi spectral acceleration yang diterima struktur. Kontribusi utama penelitian ini adalah penyusunan model SSI berbasis sub-structure approach yang menggabungkan data mikrotremor, inversi HVSR, dan PSHA-SRA. Model ini memberikan kerangka evaluasi yang lebih representatif terhadap kondisi aktual tanah dan struktur, sekaligus tetap kompatibel dengan prinsip-prinsip evaluasi SSI yang telah digunakan dalam pedoman teknis. Hasil penelitian diharapkan dapat menjadi rujukan dalam evaluasi respons seismik gedung bertingkat pada wilayah dengan kondisi tanah sedimen lunak dan tingkat seismisitas tinggi.

This study develops a soil-structure interaction (SSI) analysis model for multi-story buildings using the sub-structure approach. The model integrates site condition parameters, structural dynamic parameters, and local seismic hazard parameters into a unified framework for evaluating inertial and kinematic interactions. Therefore, this dissertation does not merely present the results of soil and structural characterization, but formulates site-specific and structure-specific input parameters for SSI evaluation in an active seismic region, particularly Banda Aceh City. For the site-specific component, the shear wave velocity is derived from HVSR curve inversion and is denoted as VsHVSRinv. This parameter represents the subsurface condition more realistically than generic values based solely on soil classification. In addition, the seismic hazard parameter in terms of spectral acceleration is obtained from the integration of probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) and site response analysis (SRA), producing SA-PSHA-SRA as the local surface spectral acceleration. The PSHA-SRA results indicate PGA, SS, and S1 values of 0.82-0.89 g, 1.93-2.06 g, and 0.32-0.37 g, respectively. For the structure-specific component, the dynamic characteristics of buildings are obtained through microtremor measurements using floor spectral ratio (FSR), random decrement method (RDM), and horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR). The measured fundamental period is denoted as Tm and is used as a key parameter in the inertial SSI evaluation. The measured period is also compared with the code-based period to ensure that the selected value remains within a defensible design interpretation. The inertial interaction model is developed by re-parameterizing the Rule of Thumb Test. The original form of RoT is retained, while Vs and T are represented by VsHVSRinv and Tm, respectively. Thus, the structure-to-soil stiffness ratio is expressed as RoTm = h' / (VsHVSRinv x Tm). The application of the model shows that four buildings, namely RK, GFT, GLT, and TDMRC, have significant inertial effects. For kinematic interaction, base slab averaging and embedment effects are evaluated using SA-PSHA-SRA as the local spectral acceleration and VsHVSRinv as the actual shear wave velocity parameter. Both effects reduce the spectral acceleration transmitted to the structure. The main contribution of this study is the development of an SSI model based on the sub-structure approach that integrates microtremor data, HVSR inversion, and PSHA-SRA. The proposed model provides a more representative evaluation framework for actual soil and structural conditions while remaining compatible with established SSI evaluation principles. The results are expected to support seismic response evaluation of multi-story buildings in regions with soft sedimentary soils and high seismicity.