SISTEM PEREDAN GEMPA TUGAS 2
SPESIAL TOPIK
Dosen :
Dr.Eng. FAUZAN
BY : ZAKPAR SIREGAR
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
Untuk melindungi struktur bangunan dari gempa, dapat menggunakan alat-alat peredam gempa (damper), mulai dari bantalan karet (base isolation seismic bearing) hingga alat-alat berteknologi tinggi.
Gempa yang terjadi di Indonesia saat ini sangat memperihatinkan, banyak korban jiwa akibat tertimbun runtuhan gedung-gedungnya. Salah satu pilihan yang kini banyak digunakan untuk melindungi struktur bangunan dari gempa, adalah dengan alat-alat peredam gempa (damper). Adapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyak jenisnya,
1.TMD
2.Bantalan karet tahan gempa (seismic bearing) 3. Lock Up Device (LUD)
TMD
TMD adalah sebuah alat kontrol yang terdiri
dari sebuah massa, pegas dan peredam yang
terhubung dengan struktur utama yang
bertujuan untuk mengurangi getaran dinamik
yang disebabkan oleh beban Agin dan Beban
Gempa.
PRINSIP DASAR PENGGUNAAN
Suatu sistem massa pegas menerima gaya harmonis,
lalu kepada sistem itu ditambahkan sistim getaran
lain (isolator) dengan massa md dan konstatnt pegas
kd yang relatif kecil dibandingkan dengan sistem
utamanya .
Bantalan Karet
Bantalan karet sering dikenal sebagai base isolaton, tampaknya penggunaannya akan semakin berkembang luas di masa datang. Berbagai daerah di Indonesia yang dikategorikan rawan gempa, menjadikan bantalan karet peredam gempa ini sangat diperlukan untuk melindungi struktur bangunan. Bantalan karet ini tergolong murah, dan bukan merupakan alat berteknlogi tinggi.
Aplikasi bantalan karet
• Dalam aplikasinya, bantalan karet tersebut dipasang pada setiap kolom, yaitu diantara pondasi dan bangunan. Bantalan karet alam ini, berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa. Sedangkan lempengan baja, digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet, sehingga penurunan bangunan saat bertumpu di atas bantalan karet tidak terlalu besar.
Gambar 3 Perletakan bantalan karet pada tiap kolom
PENGUJIAN TERHADAP GESER
PENGUJIAN GAYA VERTICAL
LUD (Lock Up Devices)
Selain bantalan karet, kini beberapa bangunan publik yang berlokasi di daerah rawan gempa, juga sudah mulai mengaplikasikan teknologi peredam gempa berteknologi tinggi dari mancanegara. Salah satunya adalah jalan layang (flyover) Pasupati, Bandung. Konon, bangunan publik ini, merupakan jalan layang pertama di indonesia, yang mengaplikasikan perangkat teknologi peredam gempa shock transmission unit, dipilih jenis Lock Up Devices (LUD) yang didatangkan dari Prancis. Teknik yang umumnya dipakai di Tank atau pesawat angkasa, sekarang ada di jalan Pasupati ini.
• Salah satu alasan pemasangan LUD pada jalan layang Pasupati ini, karena
Bandung termasuk kota rawan gempa. Kekuatan gempa di Indonesia, terutama Jawa, tercatat masuk region 3 – 4 atau sekitar 8 Ritcher. Karenanya, di sepanjang jalan laying Pasupati, setidaknya dipasang sekitar 76 unit LUD. Seluruh unit tersebut, dipasang pada tiang-tiang (pier) jalan layang. Pada setiap tiang yang ditentukan, dipasang dua unit LUD yang akan bekerja meredam guncangan pada konstruksi jalan layang ketika terjadi gempa.
• Seperti pada produk peredam gempa LUD yang konon harga per-unitnya lebih dari
100 juta tersebut, jika dilihat dari dekat pada konstruksi jembatan layang Pasupati ini ada semacam dongkrak atau shockbreaker pada pertemuan antara tiang dan segmen jalan layang. Benda itulah yang dinamakan LUD, sebagai alat untuk meredam guncangan jika terjadi gempa.
Prinsip kerja LUD
Prinsip kerja LUD sangat sangat sederhana, jika diibaratkan tiang dan badan jalan layang sebagai huruf T. Dimana garis melintang sebagai badan jalan.
Gerak redam LUD pada saat terjadi gempa, akan berlangsung dari arah kiri ke kanan atau sebaliknya. Dengan penggunaan cairan khusus (gel silikon) yang menjadi bantalan pada LUD, guncangan ekstrem akibat gempa, pada saat tertentu mengakibatkan LUD terkunci, dan mengakibatkan seluruh badan jalan dan tiang akan bergerak serentak ke arah yang sama seperti huruf T, ke kanan dan ke kiri. Sistem ini, juga bisa meredam gerakan liar, akibat guncangan yang disebabkan oleh getaran lainnya. Kekuatan LUD dengan gaya horizontal, adalah 3.400 kN/unit.
Gambar 9 Perlatakan LUD pada jembatan tampak atas
FVD (Fluid Viscous Damper)
Peralatan peredam gempa lain yang cukup terkenal dan
banyak diaplikasikan pada struktur bangunan, adalah
fuid
viscous damper
(FVD). Fungsi utama dari peralatan ini,
adalah menyerap energi gempa dan mengurangi gaya
gempa rencana yang dipikul elemen-elemen struktur.
Sehingga, struktur bangunan menjadi lebih elastis dan
mampu
meredam
guncangan
gempa.
Dengan
Gambar 11 Pemasangan FVD pada
struktur gedung Gambar 12
• FVD merupakan alat peredam gempa yang berfungsi sebagai disipator energi, dengan cara memberikan perlawanan gaya melalui pergerakan yang dibatasi. Gaya yang diberikan oleh FVD timbul, akibat adanya gaya luar yang berlawanan arah, bekerja pada alat tersebut. Peralatan ini bekerja, dengan menggunakan konsep mekanika fluida dalam mendispasikan energi.
KEUNTUNGAN PENGGUNAAN FVD
•
Adapun kelebihan FVD, yaitu
•
Dapat mereduksi tegangan, gaya geser dan
defleksi pada struktur, dapat bekerja secara
pasif (tidak membutuhkan peralatan atau
sumber daya dalam penggunaannya).
•
Dapat bekerja dengan tekanan fluida lebih
HIDAM
(High Damping Device)
Jepang adalah salah satu negara yang sering dilanda
gempa, sehingga para engineer di jepang dituntut
untuk dapat mengatasi kerusakan bangunan akibat
guncangan gempa sehingga mengurangi korban
jiwa dan materi. Alat peredam gempa ini adalah
hasil
penelitian
dan
pengembangan
laboraturium Kobori, afiliasi perusahaan kontraktor
Untuk HiDAM pada bagian struktur atas sebagai respon pasif
juga mulai banyak diaplikasikan. Hal ini penting, karena
berdasarkan simulasi, jika gempa berkekuatan 7-8 magnitude
mengguncang Tokyo, maka lebih dari sepertiga areanya akan
luluh lantah, dengan banyak korban jiwa.
KONSEP BASE ISOLATION
bangunan diletakkan di atas dengan menggunakan base
isolator yang bisa bergerak tanpa gesekan' ketika tanah
bergetar, maka base isolator akan bergerak dengan
sendirinya dan bangunan diatasnya tidak ikut bergerak,
dan tidak terjadi penyaluran energi dari getaran gempa ke
bangunan' singkat kata,bangunan tidak akan merasakan
getaranketika ada gempa bumi‘
JENIS JENIS BASE ISOLATION
1. Sliding System
Sliding System secara konsep sangat sederhana dan dapat didekati secara teoritis. Suatu lapisan didefinisikan sebagai koefisien gesek yang akan membatasi percepatan-percepatan pada nilai tertentu dan gaya yang dapat dipancarkan juga akan dibatasi pada koefisien gesek dikalikan berat.
Sistem sliding murni akan menimbulkan perpindahan (displacement) tak terhingga, dengan batas atas sepadan dengan pemindahan maksimum untuk suatu koefisien gesek mendekati nol. Suatu struktur dengan sistim sliding tanpa gaya pemulih, akan mungkin berakhir di suatu posisi yang dipindahkan setelah satu gempa bumi dan boleh melanjutkan untuk memindahkan dengan aftershocks.
2.Elastomeric Bearings
Elastomeric bearings terbuat dari lapisan-lapisan horisontal karet alami atau karet sintetis berupa lapisan tipis merekat diantara pelat baja. Pelat baja mencegah lapisan-lapisan karet menggelembung, dengan demikian bearing itu mampu mendukung beban vertikal yang besar dengan hanya mengalami deformasi yang kecil. Terhadap beban lateral bearing itu flexibel.
3. Springs
Ada beberapa peranti-peranti dengan bahan dasar dari pegas-baja (steel springs) tetapi umumnya pemanfaatannya hampir bisa dipastikan adalah untuk isolati permesinan. Kelemahan utama dari pegas-pegas adalah karena bersifat fleksibel pada kedua arah (vertical dan horizontal). Pegas sendiri memiliki redaman yang kecil dan akan bergerak terlalu sering pada beban layan.
4.Rollers and Ball Bearings
Seperti pada pegas, umumnya dipakai pada permesinan. Tergantung pada bahan dari peluncur atau bantalan bola, ketahanan terhadap gerakan dapat cukup untuk menahan beban dan dapat menghasilkan redaman.
5.Soft Story, Including Sleeved Piles
Kelebihan dan Kekurangan
1.Kelebihan base isolation 3
• Base isolation merupakan sebuah aplikasi pendekatan kendali pasif yang sangat baik digunakan.
• Sebuah bangunan dipasangkan dengan sebuah bahan dengan kekakuan
lateralyang rendah +misal3 karet untuk mendapatkan dukungan yang !
leksibel.
• Saat gempa terjadi, dukungan yang Fleksibel tersebut mampu untuk menyaring Frekuensi)!rekuensi yang tinggi dari gerakan gempa dan mampu menanggulangi bangunan tersebut agar tidak rusak atau runtuh.
• Base isolation dengan demikian merupakan sebuah piranti yang efektiF
untuk memberikan proteksi bagi struktur bangunan rendah dan
menengah sebab tipe bangunan tersebut dikarakteristikkan memiliki
2. Kekurangan
TUJUAN PENGGUNAAN
CONTOH PENERAPAN
KOMBINASI TMD, BETON MUTU
TINGGI DAN BAJA PADA
STRUKTUR GEDUNG TAIPE 101
UNTUK MENAHAN GAYA GEMPA
DAN ANGIN
CONTOH PENERAPAN
KOMBINASI TMD, BETON MUTU
TINGGI DAN BAJA PADA
STRUKTUR GEDUNG TAIPE 101
UNTUK MENAHAN GAYA GEMPA
PROFILE GEDUNG
PROFILE GEDUNG
PROFILE GEDUNG
Luas Area : 30.277 m²
Luas Lantai : 373.831 m²
Tinggi : 508 m
Luas Lantai : 373.831 m²
Tinggi : 508 m
Lantai :
FAKTOR YANG MEMBUAT
PEMBANGUNAN MENJADI SULIT
FAKTOR YANG MEMBUAT
ANALYSIS DAN DESIGN
BUILDING
1. DESIGN TERHADAP AGIN
2. DESIGN TERHADAP GEMPA
3. DESIGN TERHADAP SPESIAL MEASURE
1. DESIGN TERHADAP AGIN
2. DESIGN TERHADAP GEMPA
KRITERIA DESIGN
Flexible Joint Pipa
Flexible joint berfungsi untuk
melindungi sambungan pipa plumbing
dari kerusakan saat saat gedung
berdeformasi akibat gempa
PRINSIP DESAIN BASE ISOLATOR
-Menentukan berat struktur untuk masing-masing kolom (w) dan berat struktur total (Wt).
- Menentukan kekakuan efektif (Kef) dari Base Isolator
- Menentukan perioda alami (T) - Menentukan kekakuan elastis (Ku)
- Menentukan nilai redaman kritis (βef)
