TEKNIK
GEMPA
OLEH
ABNER M YOGI JEMI (1106012042)
JURUSAN
TEKNIK SIPIL
FAKULTAS
SAINS DAN TEKNIK
UNIVERSITAS
NUSA CENDANA
KUPANG
2015
CARA
MANUSIA UNTUK MEREDAM ATAU MENGURANGI
GAYA
GEMPA PADA SUATU KONSTRUKSI
1.Base Isolation
A.Sejarah dan Waktu Dikembangkan
Indonesia merupakan negara yang
rawan akan bencana gempa bumi. Peyebabnya adalah
adanya pertemuan sejumlah lempeng tektonik dunia yang membujur hampir di
seluruh wilayah Indonesia, seperti pertemuan antara lempeng Australia dengan
Asia, yang membentang dari sebelah barat pulau Sumatera, selatan Pulau Jawa,
Bali, Nusa Tenggara hingga pulau Timor dan laut Banda, serta lempeng Asia
dengan Pasifik, yang membentang dari utara pulau Sulawesi, kepulauan Maluku,
dan utara Papua.
Beberapa bencana gempa yang
pernah terjadi di Indonesia, seperti di Lampung, Padang, Yogyakarta dan tempat
lainnya, mengakibatkan korban nyawa yang tidak sedikit dan banyaknya kerusakan
dan runtuhnya bangunan. Rusak dan runtuhnya bangunan tersebut akibat
ketidakmampuan konstruksi bangunan dalam menahan gaya gempa yang
menimpanya.Oleh karena itu, perencanaan konstruksi bangunan yang tahan dalam
menerima beban gempa merupakan suatu kebutuhan yang sangat penting guna
mengurangi terjadinya korban manusia dan rusak serta runtuhnya bangunan yang
terjadi akibat goncangan gempa bumi.Pada dasarnya, terjadinya gempa bumi akan
mengakibatkan goncangan pada bangunan yang besarnya bergantung pada tingkat
kekuatan gempa, jarak dari bangunan sampai ke pusat gempa, dan kondis/jenis
tanah yang dilewati getaran gempa tersebut.
Saat ini, telah ada beberapa
metode untuk menganalisis dan menentukan beban gempa yang menimpa dan
distribusinya pada bangunan. Menurut salah satu analisis pembebanan gempa pada
bangunan yakni pembebanan gempa statik ekuivalen, apabila dikaitkan dengan
kondisi dan berat bangunan, getaran gempa tersebut akan menjadi gaya geser atau
gaya horisontal dasar pada bawah bangunan. Selanjutnya, gaya geser dasar
tersebut didistribusikan sebagai beban lateral/horisontal ke tiap tiap lantai
sesuai dengan ketinggian dan berat lantainya. Semakin tinggi lantai, maka akan
mendapatkan distribusi beban gempa lateral/horisontal yang semakin besar
pula.Sehingga kekakuan, kekuatan, daktilitas dan kemampuan bagian konstruksi
untuk meredam atau mendisipasikan gaya gempa merupakan hal utama yang harus
diperhatikan dalam perencanan konstruksi bangunan. Konsep balok lemah kolom
kuat merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan kemampuan konstruksi dalam
menahan beban gempa. Dalam perencanaan biasanya sudah ditentukan terlebih
dahulu tingkat beban gempa yang direncanakan. Beban gempa ini diperoleh dari
pengalaman empirik dan catatan data gempa yang pernah terjadi dalam siklus
tertentu. Atau berdasarkan data gempa besar yang pernah terjadi seperti gempa
El Centro, Northridge, Kobe dan sebagainya. Walaupun gempa yang terjadi lebih besar
tingkatannya dibandingkan gempa rencana, tapi dengan konsep balok lemah kolom
kuat, masih memungkinkan penghuninya untuk menyelamatkan diri terlebih dahulu
sebelum bangunan rusak atau runtuh.
B.Latar Belakang dan Maksud
Latar belakang dan maksud dilakukan
upaya untuk meredam gaya gempa yang akan merambat dan terdistribusi pada
bangunan, yakni dengan cara memberikan material peredam pada bagian bawah
bangunan dan biasanya ditempatkan pada bagian atas pondasi atau bagian bawah
kolom yang terhubung ke pondasi.
.
Salah satu alat kontrol pasif
(isolasi seismik) pada struktur yang berdasarkan penggunaan massa tambahan
sebagai sistem penyerap energi adalah penggunaan damper. Alat ini dapat
dipasang pada bermacam-macam struktur seperti : gedung bertingkat tinggi,
menara, bentangan yang panjang, dan jembatan. Tujuan utama pemasangan damper
pada gedung tinggi dan menara untuk mengurangi goyangan gedung akibat gempa
bumi dan angin, pada struktur berbentang panjang untuk mengurangi getaran
akibat lalu lintas, dan pada jembatan untuk mengurangi goyangan akibat angin
atau getaran akibat lalu lintas.
C.Cara Kerja Base Isolation
Pada
dasarnya, perlindungan bangunan oleh suatu peredam tahan gempa dicapai melalui
penyerapan gaya getaran gempa oleh peredam, meningkatkan fleksibilitas bangunan
dan memperkecil amplitudo getaran yang diterima oleh struktur. Peredam ini
merupakan isolasi dasar, yaitu suatu peredam getaran yang dipasang pada
sambungan antara pondasi dengan kolom bagian bawah. Salah satu upaya untuk
mengurangi kerusakan akibat gempa bumi adalah dengan mengembangkan desain
struktur dengan sistem isolasi dasar pada bangunan (base isolated structure).
Ada dua sistem isolasi dasar yang umum digunakan dewasa ini yaitu sistem
isolasi dengan menggunakan bantalan elastomeric dan friction pendulum
system.
Mekanisme
kerja dari bantalan elastomeric adalah dengan menggunakan karet untuk
mengurangi getaran gempa sedangkan lempengan baja digunakan untuk menambah
kekakuan bantalan karet sehingga defleksi dan deformasi bangunan saat bertumpu
di atas bantalan karet tidak besar. Pada dasarnya cara perlindungan bangunan
oleh bantalan elastomeric ini melalui pengurangan getaran gempa bumi
kearah horizontal dan memungkinkan bangunan untuk begerak bebas saat
berlangsung gempa bumi tanpa tertahan oleh pondasi. Peredam ini bermanfaat
untuk menekan kemungkinan resonansi dari frekuensi isolasi.
Sedangkan mekanisme
kerja dari friction pendulum system adalah dengan menggunakan
karakteristik dari pendulum untuk memperpanjang periode alami struktur sehingga
dapat terlindungi dari gaya gempa. Peredam gempa tercapai dengan bergesernya
perioda alami yang dikendalikan dengan cara memilih radius/jari-jari lengkungan
permukaan cekung. Nilai jari-jari kurvatur ini tergantung dari massa struktur
yang didukung oleh bantalan.
Oleh karena base
isolation merupakan metode yang relatif baru di Indonesia, maka bangunan
yang menggunakan base isolator belum cukup banyak digunakan dan diteliti
sampai saat ini. Beberapa
tahun terakhir, perancangan isolasi dasar (base isolation) yang
digunakan untuk perlindungan gedung dari bahaya dan kerusakan yang disebabkan
oleh gempa bumi telah digunakan sebagai teknologi dalam perancangan struktur
gedung di wilayah gempa tinggi. Beberapa tipe struktur telah didesain menggunakan
teknologi ini, baik gedung yang telah dibangun maupun yang masih dalam tahap
konstruksi. Dalam pemodelan
struktur gedung dengan base isolator diperlukan pemodelan base isolation yang
optimum sehingga akan diperoleh lateral dan vertikal displacement yang akurat.
Secara umum
bantalan ini terbagi dalam dua kategori yaitu Elastomeric Rubber Bearing dan
Sliding Bearing. Dalam tugas ini yang akan dibahas adalah elastomeric
rubber bearing dengan menggunakan jenis high damping rubber bearing (HDRB)
dan lead rubber bearing (LRB). Sedangkan sliding bearing yang
digunakan adalah jenis friction pendulum system (FPS).
a)
Elastomeric Rubber Bearing
Elastomeric
rubber bearing dibentuk
dari lembaran baja yang tipis dan karet yang disusun berlapis dan disatukan dengan
cara vulkanisasi. Pelat baja tebal diletakkan pada bagian atas dan bawah
bantalan tersebut sebagai penghubung bantalan dengan pondasi dibawahnya dan
struktur diatasnya. Penutup dari karet digunakan untuk membungkus bantalan
untuk melindungi pelat baja dari korosi. Prinsip utama cara kerja elastomeric
adalah dengan memperpanjang waktu getar alami struktur diluar frekuensi
dominan gempa sampai 2,5 atau 3 kali dari waktu getar struktur tanpa isolator
(fixed base structure) dan memiliki damping antara 10% – 20% sehingga gaya
gempa yang disalurkan ke struktur lebih kecil.
Elastomeric
rubber bearing menggunakan
jenis high damping rubber bearing (HDRB) dan lead rubber bearing (LRB).
ü High Damping Rubber Bearing (HDRB)
- High damping rubber bearing merupakan bahan anti seismik yang dikembangkan dari karet alam yang mempunyai kekakuan horizontal yang relatif kecil dan dicampur dengan extra fine carbon block, oil atau resin, serta bahan isian lainnya sehingga meningkatkan damping antara 10% - 20% pada shear strain 100% dengan modulus geser soft (G = 0,4 MPa) dan hard (G =1,4 MPa). Untuk dapat menahan beban vertikal yang cukup besar, maka karet diberi lempengan baja yang dilekatkan dengan sistem vulkanisir.
Gambar 1.1 High Damping Rubber Bearing (Teruna,
2005).
Bantalan pada sistem isolasi
seismik harus didesain dengan cermat untuk memastikan agar bangunan yang
ditopangnya tetap berdiri ketika dan setelah gempa terjadi. Secara garis besar
tahap-tahap dalam mendesain high damping rubber bearing adalah:
§ Menentukan berat struktur untuk
masing-masing kolom (w) dan berat struktur total (Wt).
§ Menentukan kekakuan horizontal
(KH) aktual elastomer
§ Menentukan frekunesi natural (ω)
dan perioda (T)
§ Menentukan kekakuan vertikal (KV)
§ Menentukan fungsi bentuk/shape
factor (S)
§ Menentukan Compression Modulus
(Ec)
§ Menentukan ketebalan
elastomer (t)
§ Menentukan dimensi
elastomer tinggi (h) dan lebar (b)
§ Menentukan nilai critical
buckling load (Pcrit)
§ Menentukan Rollout
Displacement (Dmax)
ü Lead Rubber Bearing (LRB)
Lead rubber bearing adalah laminated rubber bearing yang lebih besar terbuat
dari lapisan karet dan dipadu dengan lapisan baja, tetapi ditengahnya diberi
rongga yang diisi dengan lead (perunggu). Lapisan karet yang
divulkanisir yang bisa bergerak ke semua arah horizontal dilaminasi diantara
lapisan baja yang mampu menahan beban aksial. Lead (perunggu) yang
terletak ditengah berfungsi sebagai tempat penyerapan energi sehingga mampu
mengurangi gaya gempa dan perpindahan.
Gambar 1.2. Lead rubber bearing
Lapisan karet pada bantalan memberikan fleksibitas lateral
sedangkan lapisan baja memberikan kemampuan untuk menahan beban aksial. Lapisan
penutup karet pada bantalan berfungsi untuk melindungi pelat baja agar tidak
korosi. Pelat baja pada bagian atas dan bawah bantalan berfungsi untuk
menghubungkan isolator dengan struktur diatas dan dibawahnya.
Lead rubber bearing didesain sangat kaku dan kuat
diarah vertikal dan lentur diarah horizontal sehingga beban vertikal dan
lateral yang kecil bisa didukung tanpa menimbulkan perpindahan yang berarti. Lead
mengalami kelelehan pada tegangan rendah dan berprilaku sebagai solid
elastis-plastis. Kekakuan pasca kelelahan dapat direpresentasikan oleh kekakuan
geser lapisan karet. Selain itu, lead memiliki propertis kelelahan yang baik
terhadap cyclic loading karena dapat memulihkan hampir seluruh propertis
mekaniknya tepat setelah terjadi kelelahan. Secara garis besar tahap-tahap
dalam mendesain lead rubber bearing adalah:
§ Menentukan kekakuan efektif
(Keff) dari lead rubber bearing
§ Menentukan perioda alami (T)
§ Menentukan kekakuan elastis (Ku)
§ Menentukan nilai redaman kritis (βeff)
§ Menentukan Rollout
Displacement (Dmax)
b)
Friction Pendulum System (FPS)
Friction
pendulum system (FPS)
menggunakan karakteristik dari pendulum untuk memperpanjang periode alami
struktur sehingga dapat terlindungi dari gaya gempa. Perioda dari FPS dipilih
berdasarkan radius/jari-jari kurvatur pada permukaan cekung. Nilai jari-jari
kurvatur ini tergantung dari massa struktur yang didukung oleh bantalan. Torsi
pada struktur berkurang karena pusat kekakuan pada bantalan secara otomatis
sama dengan pusat kekakuan dari struktur.
Gambar 1. 3. Friction Pendulum System (Buckle, 1993).
(a) Pada
posisi awal
(b) Dalam posisi berpindah
Friction
pendulum bearing menggunakan
geometry dan gravitasi untuk menghasilkan peredam gempa yang diinginkan.
Peredam gempa tercapai dengan bergesernya perioda alami. Perioda alami ini akan
dikendalikan dengan cara memilih radius/jari-jari lengkungan permukaan cekung.
Gambar 1.4. Friction Pendulum System Pada
Struktur Bangunan.
Secara garis
besar tahap-tahap dalam mendesain friction pendulum bearing adalah:
§ Menentukan kekakuan horizontal
(KH) dari FPS
§ Menentukan perioda
alami (T) dari FPS
§ Menentukan kekakuan efektif
(Keff) dari FPS
§ Menentukan nilai
redaman (β) yang diberikan oleh FPS
§ Menentukan
perpindahan vertikal rencana (δv) dari struktur akibat pergerakan disepanjang permukaan
cekung
§ Cek recentering dari
friction pendulum.
D.Kelebihan dan Kekurangan
Kelebihan base isolation :
n
Base isolation merupakan sebuah aplikasi
pendekatan kendali pasif yang sangat baik digunakan.
n
Sebuah bangunan dipasangkan dengan sebuah bahan dengan
kekakuan lateral yang rendah (misal: karet) untuk mendapatkan dukungan yang
fleksibel.
n
Saat gempa terjadi, dukungan yang fleksibel tersebut mampu
untuk menyaring frekuensi-frekuensi yang tinggi dari gerakan gempa dan mampu
menanggulangi bangunan tersebut agar tidak rusak atau runtuh.
n
Base isolation dengan demikian merupakan
sebuah piranti yang efektif untuk memberikan proteksi bagi struktur bangunan
rendah dan menengah sebab tipe bangunan tersebut dikarakteristikkan memiliki
frekuensi-frekuensi yang tinggi.
Sedaangkan
kekurangan dari base isolation adalah hara per unit dari baraabg tersebut
sangat mahal dan tentunya tidak ekonomis
E.Pengalamaan di Indonesia
Teknologi
isolasi dasar atau base isolation merupakan teknologi yang sudah lama keluar
dan sering kita jumpai dalam konstruksi jembatan pada umumnya. Namun tidak
sedikit orang yang masih mepertanyakan alasan gedung butuh isolasi dasar untuk
peredam gempa? Jawabannya cukup sederhana,Model gedung konvensional memiliki
getaran yang cukup besar sehingga akan menyerang pada bagian join/Hubungan
balok kolom struktur tersebut. Sedangkan pada model sisi sebelah kanan, getaran
yang terjadi cukup kecil karena sebelum getaran yang dihasilkan oleh
tanah/gempa sudah diserap terlebih dahulu oleh base isolation/isolasi dasar.
Hal tersebut dapat dilihat ketika getaran terjadi, isolasi dasar bergerak
terlebih dahulu yang kemudian diikuti oleh struktur model gedung tersebut.
Berikut
ini merupakan gambar-gaambaar dari penggunaan base isolation :
Gambar 1.5 Aplikasi Bantalaan Karet
Gambar
1.6 Perletakan
bantalan karet pada tiap kolom
( sumber : ndsse.com )
2.Tuned Mass
Damper (TMD)
A.
Latar belakang
Perencanaan struktur bangunan gedung tahan gempa sangat
penting di Indonesia, mengingat sebagian besar wilayahnya terletak dalam
wilayah gempa dengan intensitas moderat hingga tinggi (Yosafat, 2006).
Kementrian Riset dan Teknologi (Ristek) menyebutkan bahwa kepulauan Indonesia
merupakan daerah rawan bencana gempa karena merupakan daerah tektonik aktif
tempat berinteraksinya lempeng Eurasia, lempeng Indo-Australia,lempeng pasifik
dan lempeng Laut Filipina, dengan sendirinya kepulauan Indonesia merupakan daerah
rawan terjadinya gempa. Tahun 2004, tercatat tiga gempa besar di Indonesia
yaitu di kepulauan Alor (11 Nov. skala 7.5), gempa Papua (26 Nov., skala7.1)
dan gempa Aceh (26 Des., skala 9.2) yang disertai tsunami. Gempa Aceh menjadi
yang terbesar pada abad ini setelah gempa Alaska 1964 (Dewobroto, 2006).
Dengan kondisi Indonesia yang rawan gempa tersebut, maka
diperlukan suatu kemampuan untuk mengatasi permasalahan yang ditimbulkan oleh
bencana gempa tersebut, khususnya runtuhnya bangunan, sehingga dapat mengurangi
korban bencana dan juga kerugian materi. Selain memberikan pengetahuan kepada
masyarakat mengenai langkah – langkah dalam mitigasi bencana gempa tersebut,
melaksanakan pembangunan rumah dan gedung yang mampu menahan beban gempa
merupakan solusi terbaik karena dapat dijadikan tempat perlindungan saat
bencana tersebut terjadi. Salah satu metode mendesain sebuah gedung yang
mampumenahan beban gempa yaitu dengan meningkatkan kinerja bangunan tersebut.
Berbagai metode telah dilakukan untuk meningkatkan kinerja bangunan dalam
menerima beban gempa, salah satu metode yang dikembangkan adalah dengan
menggunakan peredam atau damper untuk mengontrol respon struktur yang
menerima pembebanan gempa, dengan jalan dengan mendisipasikan energi gempa
melalui peredam yang dipasang pada struktur utama.
Tujuan utama
pemasangan TMD pada gedung tinggi adalah untuk mengurangi goyangan akibat gempa
bumi dan angin, pada jembatan untuk mengurangi goyangan akibat angin atau
getaran akibat lalu lintas (Tjong. 2004). Pada umumnya TMD dipasang pada lantai
teratas dari struktur gedung dengan tujuan agar dapat bergetar secara harmonis
dengan periode getaran gedung tersebut
B.Sejarah Perkembangan Mass Dumper
Tuned
Mass Damper (TMD) adalah sebuah alat yang terdiri dari massa, pegas, dan
peredam (damper) yang diletakkan pada sebuah struktur dengan tujuan
untuk mengurangi respon dinamik dari struktur tersebut. Konsep TMD pertama kali
diteliti oleh Frahm pada tahun 1909, yang kemudian konsep ini dikembangkan oleh
Profesor Emeritus Jacob Den Hartog pada bukunya Mechanical Vibrations(1940)
(Kourakis, 2005). Selanjutnya berkembang wacana untuk menggunakan beberapa
massa tambahan sebagai damper, sistim redaman ini disebut Multiple Tuned Mass
damper. Penggunaan lebih dari satu TMD, dengan karateristik dinamik yang
berbeda dapat meningkatkan kemampuan dan kekuatan TMD. Penelitian mengenai MTMD
ini telah dilakukan oleh Xu dan Igusa (1992), Yamaguchi dan Harnpornchai
(1993), Abe dan Fujino (1994), Abe dan Igusa (1995), Janggid (1995, 1999) dan
Li (2000) ( Li dan Liu, 2002).
Berbagai metode telah dilakukan untuk meningkatkan kinerja
bangunan dalam menerima beban gempa. Salah satu metode yang dikembangkan adalah
dengan menggunakan peredam atau damper yang berguna untuk mengontrol respon struktur yang menerima
beban gempa. Salah satu jenis damper yang digunakan adalah Tuned Mass Damper (TMD) berupa suatu massa tambahan
yang dipasang pada struktur utama dengan kekakuan dan redaman tertentu. Untuk
bangunan berbentuk bujursangkar, TMD ini dapat mengkontrol respons strktur dengan efektif dimana
biasanya TMD
ini diletakkan
pada titik pusat massa bangunan. Selanjutnya berkembang wacana untuk
menggunakan beberapa massa tambahan sebagai damper. Sistem redaman ini disebut Multiple Tuned Mass Dampers (MTMD).
Massa tambahan dari damper ini berfungsi untuk mereduksi
energi yang diterima oleh struktur daribeban gempa. Dengan adanya penyerapan
energi ini maka struktur semakin kuat dalam menerima beban gempa dibandingkan
struktur yang tanpa damper. Penyerapan energi oleh damper terhadapstruktur
menyebabkan struktur kemungkinan tetap berada dalam kondisi elastis.Dalam
perencanaan struktur yang menerima beban gempa, pada umumnya struktur mempunyai
jumlah derajat kebebasan yang tak berhingga jumlahnya. Namun dengan proses
idealisasi atauseleksi, model matematis dapat mereduksi jumlah derajat
kebebasan struktur menjadi suatu jumlah tertentu. Model matematis suatu
struktur, dapat digambarkan sebagai berikut :
m = elemen massa, yang menyatakan
massa dan sifat inersia dari struktur
k = elemen pegas (konstanta
kekakuan), yang menyatakan elastic restoring force dan
kapasitas energi potensial (energy potential capacity)
dari struktur
c
= elemen
redaman (damping), yang menyatakan sifat gesekan (friction
characteristic) dan kehilangan energi (energy losses) dari struktur
F(t) = beban penggerak,
yang menyatakan gaya luar yang bekerja pada struktur yang merupakan fungsi dari waktu
Konstanta pegas dinyatakan dalam
simbol k. Untuk pegas linear, berlaku hukum Hooke, dimana
hubungan antara pegas dan perpindahan dapat dinyatakan dalam
bentuk :
Fs =
k x (1)
Konstanta pegas k disebut juga stiffness member,
yang didefinisikan sebagai besarnya gaya yang diperlukan agar mengalami
perpindahan sejauh δ, atau dapat ditulis dalam bentuk :
k = P
Gambar 2.1 mendeskripsikan sistem struktur
– TMD secara skematis. Suatu struktur gedung
dimodelkan
sebagai sistem berderajat kebebasan tunggal dengan massa M1, konstanta
redaman C1, dan konstanta pegas K1, yang masing-masing
berhubungan dengan ragam getar pertama darigedung itu.Agar respons sistem utama
(struktur gedung) dapat diminimalkan, karakteristik osilator cd dan kdharus
diatur besarnya sehingga optimum. Nilai-nilai optimum menurut Den Hartog adalah
:
Gambar 3.
Sistem Struktur Bangunan TMD
Dengan menggunakan persamaan di
atas dapat ditentukan kekakuan dan redaman yang harus disediakan pada sistem
TMD bila rasio massa, m, telah ditetapkan.Maka kekakuan dan redaman TMD dapat
dihitung dengan persamaan:
dimana :
ω = frekuensi natural struktur
utama
ωd = frekuensi natural TMD
md = massa TMD
kd = kekakuan TMD
cd =
redaman TMD
Faktor-faktor yang mempengaruhi perilaku struktur yang
menggunakan TMD adalah
penempatan
TMD, persentase massa TMD, jumlah TMD yang ditempatkan
pada struktur.
Secara
umum TMD mampu mereduksi respon struktur seperti deformasi dan gaya
dalam (gaya geser dan momen). Pada penggunaan Single TMD, semakin besar
massa TMD tersebut maka akan semakin mereduksi deformasi yang terjadi
pada struktur.Pada penggunaan Multiple TMD, semakin besar massa TMD tersebut
maka akan semakin besar respon struktur yang terjadi pada struktur.
C.Prinsip Kerja
Tuned Mass Damper ( TMD ) adalah sebuah alat yang terdiri dari massa, pegas
dan peredam (damper) yang
diletakan pada sebuah struktur dengan tujuan untuk mengurangi respon
dinamik struktur tersebut. Frekuensi
peredam diselaraskan dengan frekuensi struktur utama, sehingga saat sebuah
frekuensi terjadi peredam akan beresonansi terhadap perubahan struktur. Gaya
Inersia peredam itu akan mendisipasikan energi pada strukutur tersebut.Massa dari peredam akan
mendistribusikan gaya inersia pada struktur tersebutdalamarah yang berbeda
denga pergerakan struktur itu sendiri dengan demikianmengurangi goyangan
struktur tersebut (kaurakis 2005). Alat ini dipasang pada beberapa struktur
seperti gedung bertingkat, menara dan jembatan. Tujuan utama pemasangan TMD
adalah mengurangi goyangan akibat gempa bumi dan angin atau gerakan lalulintas.
D.Kelebihan dan kekurangan TMD
Tuned
mass dumper merupakan salah satu contoh dari sistem kontrol pasif sehingga
kelebihannya adalah kesederhanaan dalam desain, pemasangan, pemeliharaan
sehingga tidak memerlukan biaya yang banyak. Tuned masss dumper merupakan sistem kontrol pasif yang dalam
sistem kerjanya menggunakan energi potensial yang dibangkitkan oleh respon
struktur untuk menghasilkan gaya kontrol sehingga terbebas dari
risiko-risiko yang dapat menimbulkan ketidakstabilan. Kelemahan metode ini adalah
tidak menggunakan sensor pengukur percepatan yang terjadi pada struktur sehingga
metode ini tidak dapat beradaptasi dengan perubahan parameter struktur
maupun peralatan kontrol yang digunakan.
E.Contoh
penerapan TMD di Indonesia
Penerapan Tuned Mass Dumper yaitu
Bangunan ICT dengan luas sekitar 2500 m2 terdiri dari 3 lantai terletak di kota
Banda Aceh provinsi NAD.Struktur bangunan dari beton bertulang dan didukung
sebanyak 36 bearing isolator yang sama ukurannya dengan rasio redaman sama
sebesar 40% Kritikal Bangunan direncanakan terletak pada zona 6 peta gempa
Indonesia. Response spectra yang digunakan adalah untuk tanah sedang sesuai
dengan SNI-03-1726-2002.
Berikut ini merupakan
gambar-gambar yang ada hubungannya mass
damper :
Gambar 2.2 Active system
Gambar 2.3 semiactive system
3. Friction damper
A.Sejarah
dan waktu dikembangkan
Akhir-akhir ini telah banyak dikembangkan alat atau system
yang digunakan untuk mengurangi efek getaran pada respon struktur gedung akibat
pengaruh gempa yang kemudian dikenal dengan istilah peredam (damper). Ada tiga
kelompok system damper modern yang telah banyak dikembangkan, yaitu Seismic
Isolation System, Semi Active Control Systems, dan Passive Energy Dissipation.
Friction damper
yang merupakan termasuk dalam Metode Kontrol pasif ( Sistem Kontrol Pasif)
merupakansistem kontrol pasif yang tidak memerlukan external power sehingga
biayanya lebih murah dan umumnya tidak memerlukan perawatan khusus. Sistem
kontrol pasif terbagi beberapa jenis yang lain yaitu metallic damper, fluid
damper, visco elastic damper, dan tune mass damper.
B.Latar
Belakang dan Maksud
Banyak cara yang telah diterapkan untuk meminimalisir
kerusakan akibat gempa bumi. Jepang sebagai salah satu negara terdepan dalam
teknologi, telah mengaplikasikan salah satu teknologi tahan gempa yakni
penggunaan kontrol pada struktur bangunan untuk mereduksi respon dinamik yang
diakibatkan oleh beban seismik (gempa bumi).
Kontrol pada struktur dibagi menjadi dua jenis berdasarkan
perlu tidaknya energi untuk menghasilkan gaya kontrol, yaitu kontrol aktif dan
kontrol pasif (isolasi seismik). Kontrol aktif memerlukan arus listrik untuk
operasi alat dan menghasilkan gaya kontrol, sedangkan kontrol pasif menggunakan
energi potensial yang dibangkit kan oleh respons struktur untuk menghasilkan
gaya kontrol. Kelebihan kontrol aktif adalah karakteristik dinamik struktur
dapat beradaptasi dengan beban dinamis yang timbul, sedangkan kelebihan kontrol
pasif adalah karena kesederhanaan dalam desain, pemasangan, dan terutama
pemeliharaannya
C.Cara
kerja dari friction damper
Fricttion damper adalah salah satu alat peredam dari jenis
Passive Energy Dissipation. Namun, pada prinsipnya semua bentuk alat tersebut
menggunakan solid sliding friction sebagai mekanisme dasar untuk menyerap
energi. Salah satu bentuk friction damper yang telah banyak digunakan adalah
Pall Friction Damper. Bagian utama dari alat ini adalah lapisan bantalan gesek
(friction pad) yang disisipkan pada rangkaian plat baja yang kemudian
dipasangkan pada pengaku (bracing) struktur gedung.
Sistem kontrol pasif dalam ini merupakan friction damper
adalah sistem yang cara kerjanya menggunakan energi potensial yang dibangkitkan
oleh respon struktur untuk menghasilkan gaya kontrol sehingga terbebas
dari risiko-risiko yang dapat menimbulkan ketidakstabilan.
Berikut ini merupakan gambar-gambar dari cara kerja frition
damper,yang dapat dilihat pada gambar-gambar dibawah ini :
Gambar 3.1 Mekanisme friction damper
Gambar 3.2 Bentuk friction pada salah satu ruangan pada sebua kantor
Gambar
3.3 Detail Friction daamper
D.Kelebihan
dan Kekurangan dari Friction Damper
Kelebihan:
1.Bekerja
tampa menggunakan tambahan energi luar
2.Tidak berisiko dalam
menimbulkan keadaan yang tidak stabil
pada stuktur
3.sistem
friction damper lebih mudah di gunakan dan ketahanannya lebih bagus.
4. Biaya yang relatif lebih kecil
dan ekonomis
Kelebihan friction damper yang lain adalah kesederhanaan dalam disain, pemasangan, pemeliharaan sehingga tidak memerlukan biaya yang banyak,dan dapat diterapkan pada bangunan baru maupun bangunan yang lama.
Sedangkan Kelemahan metode ini dalam haal ini Friction damper adalah tidak menggunakan sensor pengukur percepatan yang terjadi pada struktur sehingga metode ini tidak dapat beradaptasi dengan perubahan parameter struktur maupun peralatan kontrol yang digunakan
Kelebihan friction damper yang lain adalah kesederhanaan dalam disain, pemasangan, pemeliharaan sehingga tidak memerlukan biaya yang banyak,dan dapat diterapkan pada bangunan baru maupun bangunan yang lama.
Sedangkan Kelemahan metode ini dalam haal ini Friction damper adalah tidak menggunakan sensor pengukur percepatan yang terjadi pada struktur sehingga metode ini tidak dapat beradaptasi dengan perubahan parameter struktur maupun peralatan kontrol yang digunakan
D.Pengalaman
di Indonesia
Indonesia merupakan daerah yang
rawaan bencana gempa disebapkan Indonesia adalah wilayah pada zona seismic
aktif yang tingkat kegempaannya tinggi tetapi untuk saat ini belum ditemukan
referensi penggunaan friction damper di Indonesia tetapi telah adanya
perencanaan untuk pengendalian gempa dengan menggunakan kontrol friction damper
sehingga keamanan dan kenyamanan bagi manusia yang berada dalaam gedung maupun
yang beradaa di sekitar gedung tersebut dapat di optimalkan.
Referensi Materi Kontrol Struktur :
- Setio,
Widarbo, Patta.KONTROL VIBRASI AKTIF PADA STRUKTUR YANG MENGALAMI BEBAN
DINAMIK DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN DAN ALGORITMA
GENETIK,Paper Program Studi Teknik Sipil ITB, Bandung.
- Setyo
Herlin D. Kusumastuti Dyah. Setio Sangriyadi. Siregar Pramata H.R.
Hartanto Andy. 2012. “Kontrol Vibrasi Aktif Pada Struktur Yang Mengalami
Beban Dinamik Dengan Menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan Dan Algoritma
Genetik “. Jurnal Teoretis dan Terapan Bidang Rekayasa Sipil, Institut
Teknologi Bandung, Bandung.
- Widodo
Bagus Setyo Ugi. 2010. “Pengendalian Optimal Getaran Pada Struktur Gedung
Terhadap Gempa Bumi”. Jurusan Matematika, Fakultas MIPA, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Surabaya.
- http://www.scribd.com/doc/73961424/KENDALI-STRUKTUR
- http://www.medanbisnisdaily.com/news/read/2011/12/01/69221/sistem_kontrol_struktur_redam_kerusakan_bangunan_jika_gempa/#.UC3ogKDzyAM
- http://syamsul-tekniksipil.blogspot.com/2011/06/efektivitas-teknologi-damper-dalam.html
8.
https://www.google.com/search?q=bantalan+karet+tahan+gempa&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-beta&channel=fflb
9.
http://netsains.net/2009/06/teknologi-bantalan-karet-tahan-gempa/
10.
http://gburubber2014.wordpress.com/seismic-rubber-bearing-pads-bantalan-karet-tahan-gempa/
11.
https://www.google.com/search?q=sejarah+bantalan+karet+untuk+bangunan+tahan+gempa+%2B+pdf&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-beta&channel=np&source=hp#rls=org.mozilla:en-US:official&channel=np&q=sejarah+teknologi+bantalan+karet+tahan+gempa
12.
http://www.ilmusipil.com/sipil/struktur
13.
http://oneeightytwocivil.blogspot.com/2011/03/teknologi-bantalan-karet-tahan-gempa.html
14.
http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Special%3ASearch&profile=default&search=teknologi+peredam+energi+gempa+dengan+menggunakan+massa+benda&fulltext=Search
Best Casinos To Play Baccarat for Real Money In 2021 - WURRI
BalasHapusBaccarat is a game that has become popular since casinos have been in operation since 2002, worrione when it 제왕카지노 became the standard gambling card game of choegocasino
Gambling is Not in the Cards at the Casino - Dr. Johns
BalasHapusThe casino is not your 포항 출장샵 place 논산 출장마사지 to 구리 출장안마 play. It's in business,” said Gordon. The casino 원주 출장마사지 was opened in 2001 and it still sits at the northern end of 안동 출장샵