Deteksi Kerusakan Pada Struktur Jembatan Truss Dengan Metode Curvature Mode Shape : Simulasi Pada Jembatan Antar Platform

(1)

1

Deteksi Kerusakan Pada Struktur Jembatan Truss Dengan Metode Curvature

Mode Shape : Simulasi Pada Jembatan Antar Platform

Allissa Suwondo P(1), Yoyok Setyo H(2), Sholihin(3)

1

Mahasiswa Teknik Kelautan, 2,3Staf Pengajar Teknik Kelautan

Penelitian kali ini fokus pada strategi deteksi kerusakan pada struktur jembatan truss dengan memanfaatkan karakteristik dinamis (natural frequency dan mode shape) sedangkan metode yang digunakan adalah metode curvature mode shape dan untuk memudahkan pembacaan plot data modal

curvature (MC) digunakan curvature damage factor (CDF). Simulasi dilakukan pada struktur jembatan truss untuk mengetahui bahwa strategi yang direncanakan dapat menunjukkan indikasi kerusakan maupun

lokasi kerusakan secara tepat pada struktur kompleks, sehingga terpenuhi fungsi structural health

monitoring (SHM). Simulasi kerusakan dilakukan dengan mereduksi luasan penampang properti member

sebesar 50%, digunakan 3 skenario lokasi kerusakan tunggal (single), tiga (triple), dan kopel (couple). Hasil yang didapatkan dalam simulasi yang dilakukan adalah pada model single damage grafik CDF memberikan hasil yang hampir sempurna begitu pula untuk model triple damage. Namun untuk couple

damage grafik CDF terdapat noise yang dapat menggangu pembacaan lokasi kerusakan yaitu munculnya

joint 188 yang terbaca terjadi kerusakan. Walaupun pada model couple damage masih memberikan noise, namun noise data tersebut masih dapat ditolerir dengan pertimbangan noise data masih berada di area lokasi damage terjadi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa strategi deteksi kerusakan dengan menggunakan curvature mode shape dapat memenuhi fungsi SHM pada struktur kompleks dimana keakuratan hasil deteksi kerusakan sangat bergantung pada lokasi kerusakan terjadi, semakin banyak kerusakan terjadi maka semakin besar kemungkinan terjadi noise.

Kata Kunci: Damage Detection, Curvature Mode Shape, Structural Health Monitoring, Truss, Curvature Damage Factor.

1. Pendahuluan

Kebutuhan dalam memonitor kelayakan struktur (structural health monitoring) sangat penting selaras dengan perkembangan teknologi struktur yang semakin maju. Menurut Aditya (2010) sudah menjadi tantangan tersendiri bahwa sebagai ahli struktur tidak hanya berfokus pada desain stuktur dalam menangani beban yang diprediksikan akan ditahan selama waktu tertentu. Namun mampu merencanakan proses perawatan suatu struktur sebagai tugas sekunder bagi para ahli struktur yang pada akhirnya dapat menghemat biaya sekaligus meminimalisir terjadinya bencana. Permasalahan utama sejak tahun 80-an mengenai perawatan struktur adalah bagaimana mendeteksi kerusakan serta mengetahui seberapa besar kerusakan yang telah terjadi, sehingga dapat dilakukan penanganan kerusakan secara tepat dan cepat. Dalam perkembangan deteksi kerusakan banyak peneliti memanfaatkan parameter dinamis seperti frekuensi natural, damping ratio, mode

shape untuk mendeteksi keruskan. Menurut

Wahab et. al. (1999) alasan penggunaan parameter dinamis dalam mendeteksi kerusakan adalah kemudahan dalam pengukuran modal parameter pada struktur nyata.

Perubahan pada parameter dinamis dapat menunjukkan perubahan fisik (kerusakan). Secara teknis menurut Aditya (2010) dijelaskan bahwa karakteristik dinamis dibentuk oleh properti fisik serta konfigurasi dari komponen struktur yang ada. Sehingga perubahan pada karakteristik-karakteristik tersebut juga menggambarkan perubahan secara fisik pada struktur.

Penelitian mutakhir oleh Pandey et. al. (1991) dengan mengenalkan curvature mode shape untuk menentukan lokasi dari kerusakan menginspirasi banyak peneliti untuk mengembangkan metode deteksi kerusakan sekaligus menentukan lokasi kerusakan terjadi.

Berdasarkan latar belakang diatas penelitian kali ini akan menggunakan teknik curvature mode

shape untuk simulasi pada jembatan truss antar

platform. Curvature mode shape yang diperkenalkan oleh Pandey et. al. (1991) memperlihatkan fenomena menarik bahwa modal

curvature (MC) sangat sensitive terhadap kerusakan dan dapat digunakan untuk menentukan lokasi kerusakan namun masih terbatas pada struktur sederhana yaitu kantilever, sehingga Wai

(2)

2 (2009) menunjukkan aplikasi penggunaanya pada sebuah struktur kompleks yaitu jembatan truss. Sedangakan jembatan truss dipilih karena memenuhi kriteria struktur yang sering dipakai pada struktur bangunan lepas pantai sehingga membutuhkan strategi monitor kelayakan struktur agar dapat beroperasi sesuai yang direncanakan. Selain itu dilakukan modifikasi seperti yang dilakukan oleh Wahab et. al. (1999) pada penyajian data dengan menggunakan Curvature

Damage Factor (CDF) dimana CDF mampu

menurunkan tingkat noise dalam pembacaan data

Modal Curvature (MC) untuk memudahkan dalam

pembacaan MC. Sehingga diharapkan didapatkan hasil yang akurat dalam mendeteksi kerusakan struktur.

2. Dasar Teori

2.1. Sturctural Health Monitoring (SHM)

Definisi SHM dijelaskan oleh Aktan et. al. (2000) adalah suatu sistem melacak respon struktur dalam kurun waktu yang lama pada pengumpulan data untuk menilai anomali, penurunan performa, identifikasi kerusakan struktur sebagai dasar pengambilan keputusan.

Menurut Li et. al. (2004) SHM memiliki 3 komponen utama :

• Sistem sensor

• Sistem pemrosesan data • Sistem evaluasi

Pada penelitian kali berfokus pada teknik yang ada dalam sistem evaluasi SHM yaitu sistem yang dapat mengolah dan mendiagnosa alogaritma dari sistem pemrosesan data sehingga didapatkan hasil yang dapat mendeteksi, menentukan lokasi, maupun besaran kerusakan suatu struktur.

Rytter (1993) menyatakan 4 level dalam evaluasi kerusakan

1. Deteksi kerusakan

2. Identifikasi lokasi kerusakan 3. Kuantifikasi kerusakan

4. Peramalan beban yang dapat diterima dan sisa waktu operasi pada struktur yang mengalami kerusakan

Penelitian kali ini fokus pada level 1 dan 2 dimana strategi yang dilakukan dalam mendeteksi kerusakan dan identifikasi lokasi kerusakan yang digunakan termasuk dalam non-destructive

vibration-based damage detection method

(merujuk pada perubahan karakteristik frekuensi, modal flexibility, dan modal strain energy).

2.2. Teori Dinamika Struktur

Dalam dinamika struktur kita mengenal sistem lumped parameter untuk satu derajat kebebasan seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.1 Kesetimbangan dinamis sistem satu derajat kebebasan

Jika struktur yang elastis terkena gaya maupun displasmen akibat gerakan, gaya getaran liniear dapat dinyatan sebagai formula kesetimbangan dinamis sbb:

(1)

Dimana m adalah massa dan k adalah kekakuan sedangkan c adalah koefisien redaman. f(t) adalah gaya eksitasi yang bekerja pada sistem. , , dan masing-masing adalah respon percepatan, kecepatan, dan displasmen.

2.3. Free Vibration Undamped

Persamaan getaran bebas tak teredam dapat diekspresikan menjadi.

(2)

Persamaan gerak ini merupakan matriks persamaan, dimana persamaan berhubungan dengan satu atau lebih persamaan baris lainnya pada matriks persamaan tersebut. Untuk mendapatkan frekuensi natural dan mode shape pada sistem struktur yaitu dengan cara menghitung

eigenvalue, yang diperoleh berdasarkan analisa

dari persamaan gerak untuk getaran bebas tanpa redaman (free undamped vibration).

Jika diasumsikan solusi persamaan gerak harmonik mempunyai bentuk

(3)

Dimana adalah vektor amplitudo dan ω adalah parameter frekuensi. Jika dan dari persamaan (3) disubtitusikan kedalam persamaan (2) memberikan hasil.

(3)

3 (4)

Jika ditentukan bahwa ejωt pasti mempunyai nilai, maka persamaan didalam tanda ( ) sama dengan 0. Sehingga dapat dinyatakan sebagai berikut.

( (5)

Dengan menggunakan Cramer’s rule, solusi nontrivial untuk ada jika determinan dari persamaan didalam tanda ( ) pada persamaan (5) dihilangkan, atau lebih jelasnya dapat dtunjukkan dengan persamaan dibawah ini.

(6)

Dengan mengetahui nilai frekuensi dari determinan pada persamaan (6) maka dapat diketahui harga ωn sehingga dengan

mengembalikan pada persamaan (5) maka dapat diketahui. Perlu diketahui bahwa modal vektor memiliki komponen.

(7) Dari sini dapat diketahui bahwa untuk nilai frekuensi tertentu maka menghasilkan modal vektor (mode shape) yang memiliki karakteristik yang berbeda-beda.

2.4. Curvature Mode Shape

Curvature mode shape adalah moda bentuk respon

dinamis sedangkan curvature sendiri adalah salah satu parameter defleksi balok. Sebelum mengenal lebih jauh mengenai curvature mode shape maka terlebih dahulu perlu dipahami konsep curvature. Curvatur termasuk dalam bahasan teori defleksi balok dalam mekanika teknik, sebagai fungsi kinematika dari deformasi curvature dapat menjelaskan bahwa irisan –irisan yang berbentuk bidang datar akan tetap merupakan bidang datar selama berdeformasi.

Gambar 2.2 Deformasi segmen balok dalam lenturan

Sumbu dari balok tersebut, yaitu kurva elastic, terlihat melentur dengan radius ρ. Pusat kurva O untuk setiap radius setiap elemen dapat diperoleh dengan memperluas perpotongan setiap dua irisan yang berdekatan seperti ditunjukkan pada gambar bagian kanan.

Jika kita dapat menentukan sudut antara 2 irisan yang berdampingan Δθ sedangkan jarak y netral terhadap serat-serat yang diregangkan dengan nilai positif mengarah keatas maka deformasi Δu dapat ditentukan.

Δu = -y Δθ (8)

Dalam hal ini panjang busur Δs dapat diasumsikan sebagai panjang mula-mula pada setiap irisan, dengan membagi persamaan (8) dengan Δs maka didapatkan hubungan.

Atau (9) Dimana du/ds merupakan regangan linier dalam serat balok pada jarak y dari sumbu netral.

du/ds = ε (10)

sedangkan untuk dθ/ds dalam persamaan (9) mempunyai arti geometris yang jelas dengan bantuan gambar 2.2 dapat dilihat bahwa Δs = ρ Δθ

(11)

Persamaan (11) menunjukan definisi curvature, dengan dasar diatas dengan mensubtitusikan persamaan (11) dengan (10) maka didapatkan hubungan.

(12)

Dari persamaan (12) dapat diketahui hubungan dasar antara kurva elastic dan regangan liniear. Hubungan unik inilah yang dapat dimanfaatkan dalam hasil respon dinamis untuk parameter yang sensitive terhadap kerusakan.

Metode curvature mode shape dikemukakan oleh Pandey et al. (1991) untuk mengidentifikasikan lokasi kerusakan. Curvature mode shape

berhubungan dengan kekakuan lentur pada penampang balok. Jika keruskan diberikan atau ditambahkan pada struktur dalam hal ini pengurangan luasan penampang, maka akan mengurangi kekakuan lentur EI dari struktur pada bagian yang mengalami kerusakan. Hal ini akan

(4)

4 meningkatkan nilai curvature pada bagian struktur tersebut. Perubahan curvature lokal secara alami dan oleh karena itu dapat digunakan untuk mendeteksi dan menentukan retak atau kerusakan lainnya pada struktur. Perubahan dalam meningkatnya nilai curvature yaitu dengan pengurangan nilai kekakuan lentur EI.

Diawali dengan mendapatkan nilai displacement

mode shape dari analisa extract mode shape, curvature mode shape untuk struktur tanpa

keruskan (intact) dapat diperoleh secara numeris dengan menggunakan suatu perkiraan perbedaan terpusat sebagai :

(13) Dimana :

h = Jarak antar titik pengukuran (i) dan (i+1) vi = Mode shape massa normalisasi struktur tanpa

kerusakan yang berhubungan dengan frekuensi Secara analogi, curvature mode shape untuk struktur yang mengalami kerusakan dapat dihitung dengan persamaan :

(14) Dimana :

= Mode shape massa normalisasi struktur yang mengalami kerusakan yang sesuai dengan frekuensi frekuensi alami yang spesifik.

Untuk mode ke-j, perbedaan absolut antara

curvature dengan dan tanpa kerusakan (modal

curvature) dihitung dengan persamaan : (15) Dengan memodelkan suatu struktur dan meninjau frekuensi natural sampai first five mode dan mengetahui displasmen masing-masing mode maka dengan menggunakan formula MC akan kita dapatkan masing MC untuk masing-masing mode. Jika kita bandingkan masing-masing MC antara kondisi intact terhadap kondisi rusak maka akan kita ketahui lokasi kerusakan.

2.5. Curvature Damage Factor (CDF)

Meskipun dengan metode diatas sudah dapat diketahui lokasi kerusakan, namun pembacaan plot data masih mengalami kekurangan dikarenakan pada mode yang kecil antara 1 dan 2 kerusakan terkadang belum memperlihatkan

tanda-tanda yang signifikan hal ini dikarenakan adanya noise. Oleh karena itu Wahab et. al. (1999) memberikan solusi untuk penyajian plot MC agar mudah dibaca dengan meringkas MC dengan formulasi yang disebut CDF (Curvature Damage

Factor). Formulasi CDF adalah :

(3)

Dimana N adalah total mode, ν"0 adalah curvature

kondisi intact dan ν"d adalah curvature kondisi

rusak.

Dengan menggunakan CDF maka pembacaan lokasi kerusakan akan lebih akurat dan mudah.Strategi teknik deteksi kerusakan diatas sangat cocok dalam simulasi struktur rangka batang. Oleh karena itu sesuai struktur yang akan ditinjau dalam penelitian kali ini yaitu jembatan antar platform maka strategi deteksi yang akan dilakukan sudah relevan.

3. Metodologi

3.1. Alur Penelitian

Sesuai dengan penjelasan mengenai metode deteksi kerusakan dengan memanfaatkan karateristik dinamis, terdapat satu sistem struktur yang berada pada dua kondisi, yaitu dengan dan tanpa kerusakan. Dengan memodelkan sistem struktur menggunakan metode elemen hingga memanfaatkan fitur perangkat lunak SACS 5.2, properti dinamis (properti modal) sistem struktur berupa frekuensi dan mode shape baik dengan dan tanpa kerusakan dapat diketahui. Terdapat tiga sekenario kerusakan pada penelitian kali ini, dimana untuk setiap sekenario dilakukan langkah-langkah repetitif untuk mendeteksi kerusakan suatu elemen pada suatu sistem struktur.

Lalu dengan memanfaatkan property dinamis pada kondisi dengan dan tanpa kerusakan, lokasi dan tingkat kerusakan dapat diketahui dengan menggunakan metode curvature mode shape dan CDF. Sehingga output yang dihasilkan tentunya adalah lokasi kerusakan.

Dimana pada penelitian kali ini kerusakan diinduksi (pegurangan kekakuan) dengan cara mengurangi luasan penampang elemen yang disekenariokan mengalami kerusakan sebesar 50%, kemudian proses deteksi kerusakan dilakukan sesuai dengan metode yang digunakan. dikarenakan kerusakan yang terjadi berdasarkan induksi, maka kita sebenarnya telah mengetahui dengan pasti lokasi kerusakan tersebut. Sehingga

(5)

5 kita mampu untuk membandingkan hasil deteksi kerusakan dengan keadaan sebenarnya. Dari sinilah kita dapat menilai seberapa jauh tingkat sensitifitas metode yang digunakan dalam mendeteksi kerusakan.

3.2. Deskripsi Model

Salah satu kelebihan yang ditawarkan dalam penelitian kali ini adalah simulasi dilakukan pada struktur kompleks, dimana selama ini dalam pembahasan metode deteksi kerusakan masih sedikit pembahasan mengenai deteksi kerusakan pada struktur nyata yang kompleks. Pendekatan yang dilakukan selama ini adalah melakukan simulasi pada struktur sederhana misal balok kantilever saja.

Pada penelitian kali ini digunakan jembatan antar platform (link bridge) Marlin A dan Marlin B kipper tuna turrum field Australia bagian selatan. Dengan dilakukannya penelitian kali ini diharapkan akan terbuka lebar pembahasan mengenai deteksi kerusakan dengan memanfaatkan karakteristik dinamis struktur pada struktur-struktur nyata dan kompleks yang lainnya.

Gambar 3.1 Layout tampak atas link bridge Sedangkan kondisi batas berupa sistem tumpuan yang digunakan adalah sebagai berikut.

Gambar 3.2 Sistem tumpuan link bridge Data material property yang digunakan adalah sebagai berikut.

Tabel 3.1 Material property link bridge

Member Group Tube, Flange Member Group Properties Various Material type Steel Yield Stress 354 Mpa Tensile Stress 483 Mpa Young's Modulus (E) 2.0 x 105_Mpa

Poisson's Ratio 0.3 Density of steel 7850 kg/m3

Hal yang perlu diperhatikan dalam pemodelan adalah pemberian nomor joint, hal ini sangat penting untuk mendapatkan data yang berurutan dan mudah dalam perhitungan.

Tabel 3.2 Sistem penomoran joint

Gambar 3.3 Klasifikasi penomoran joint

Gambar 3.4 Hasil pemodelan struktur 3.3. Simulasi Yang Dilakukan

Akan dilakukan simulasi kerusakan dengan 3 sekenario kerusakan:

• Single Damage

Sekenario ini mensimulasikan kerusakan tunggal yang terjadi di pertengahan bentang jembatan pada satu sisi jembatan saja.

• Triple Damage

Sekenario ini mensimulasikan kerusakan tiga titik yang terjadi di tengah seperti pada single damage dan penambahan 2 titik kerusakan di daerah kanan dan kiri pada member diagonal pada salah satu sisi jembatan saja.

• Couple Damage

Sekenario ini mensimulasikan kerusakan 3 titik yang terjadi pada kedua sisi jembatan dengan posisi kedua jenis kerusakan dibedakan.

Tabel 3.3 Konfigurasi lokasi kerusakan Panel truss depan Panel truss belakang

Member chord bawah 1-24 108-131

Member chord atas 25-47 132-154

Member diagonal 48-71 155-178

Member Vertikal 72-107 189-214

(6)

6 Panel baris depan

(a) Single damage case

Panel baris depan

(b) Triple damage case

Panel baris depan

Panel baris belakang

(c) Couple damage case

Gambar 3.5 Konfigurasi lokasi kerusakan Dari simulasi diatas akan didapatkan 5 grafik

different absolute curvature mode shape (modal

curvature) untuk masing-masing kerusakan yang terjadi hal ini menunjukkan korespondensi moda shape yang diambil sebesar 5 mode shape teratas. Setelah didapatkan grafik Modal Curvature untuk masing-masing sekenario kerusakan beserta masing-masing mode shape maka sebenarnya kerusakan sudah dapat dideteksi namun noise yang terjadi masih terlalu banyak dan perlu dilakukan simulasi grafik curvature damage factor (CDF) dimana dengan menggunakan teknik CDF, Modal Curvature untuk masing-masing mode digabungkan sehingga sebagian besar noise dapat tereliminasi dan pembacaan lokasi kerusakan akan lebih jelas.

4. Analisa Hasil

4.1. Hasil Kondisi Intact

Kondisi intact sama untuk semua kondisi damage yang akan disimulasikan, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya kondisi intact merupakan kondisi pertama kali struktur diinstall sehingga pada pemodelan kali ini struktur dimodelkan sesuai dengan data struktur sebenarnya saat pertama kali diinstal.

Hasil pemodelan intact inilah yang nantinya akan dibandingkan dengan masing-masing kondisi

damage sehingga dapat dilakukan deteksi

kerusakan seperti prosedur yang telah dijelaskan sebelumnya.

Untuk gambaran awal kondisi intact disajikan model mode shape struktur beserta frekuensi tiap-tiap mode shape sebagai berikut

(a) Mode 1, f1 = 7.47 Hz (b) Mode 2, f2 = 12,11 Hz (c) Mode 3, f3 = 14.49 Hz (d) Mode 4, f4 = 17.32 Hz (e) Mode 5, f5 = 20.89 Hz

Gambar 4.1 Model mode shape kondisi intact Sebelum dilakukan analisa lebih lanjut perlu dilakukan validasi model link bridge dengan membandingkan kalkulasi dead load data dengan

(7)

7 penjumlahan model dan unmodeled structure pada software.

Tabel 4.1 Validasi model terhadap dead load link

bridge

Dari hasil validasi model menunjukkan selisih antara model dengan kondisi struktur sebenarnya adalah 0.5% dan memenuhi standar validasi yang ditetapkan yaitu <1% sehingga dapat dipastikan bahwa model telah merepresentasikan struktur link

bridge serta hasil luaran dapat digunakan pada

tahapan analisa berikutnya. 4.2. Identifikasi Awal Kerusakan

pada langkah metode deteksi kerusakan yang telah disebutkan sebelumnya maka dilakukan prosedur indikasi kerusakan awal dengan meninjau perbedaan frekuensi kondisi intact yang sebelumnya didapatkan pada analisa kondisi intact terhadap kondsi damage. Hasil perbandingan frekuensi kondisi intact dengan kondsi damage untuk masing-masing sekenario disajikan pada table berikut;

Tabel 4.2 Perbandingan frekuensi natural model

intact dan damage 1

Mode Frekuensi Natural (Hz) Difference Intact Damage % 1 7.47 7.50 0.03 2 12.11 12.17 0.05 3 14.49 14.24 0.25 4 17.32 17.14 0.18 5 20.89 20.93 0.04

Dari hasil diatas dapat dipastikan bahwa struktur terjadi kerusakan namun belum dapat menunjukkan dimana lokasi kerusakan tersebut terjadi, Dalam tahap selanjutnya barulah dilakukan tahap deteksi kerusakan menggunakan curvature

mode shape yang dapat dihitung dari mode shape

hasil keluaran analisa menggunakan software SACS 5.2

4.3. Modal Curvature (MC)

Dari hasil keluaran mode shape untuk masing-masing kondisi maka dapat dilakukan perhitungan

curvature mode shape perhitungan dilakukan

menggunakan formula yang di usulkan oleh Pandey et. al. (1991). Kemudian dilakukan perhitungan perbandingan absolut (absolute difference) antara curvature mode shape kondisi

intact dengan kondisi damage teknik ini dilakukan

dengan menghitung perbedaan antara nilai

curvature mode shape kondisi damage dengan

kondisi intact hasil perhitungannya beserta plot datanya biasa disebut dengan modal curvature (MC). Setelah dilakukan perhitungan didapatkan grafik perbandingan absolut untuk masing-masing mode. Berikut contoh plot MC masing-masing mode untuk sekenario damage 1.

(a)Mode 1

Deskripsi Factored dry weight (Kn) Load ID Weight (Kn)

Berat struktur 1801 Member elemen 1804.597

Berat perpipaan 1020 PL1 510.000

Electrical 41 PL2 509.979

Instrumentasi 17 ELIN 57.998

Bridge walkway 245 BOOT 244.999

Top walkway 113 TOP 112.998

Stainless steel panel 395 PANEL 374.384

3632 3614.955

Difference 0.5 %

(8)

8 (b)Mode 2

(c)Mode 3

(d)Mode 4

(e)Mode 5

Gambar 4.2 Perbedaan curvature mode shape damage 1

Dari hasil plot data MC dapat untuk kondisi

damage 1 MC mampu menunjukkan lokasi

kerusakan hal ini terlihat dari perbedaan absolut yang memiliki nilai terbesar diarea kerusakan terjadi yaitu di sekitar joint 13, dan terlihat pula

noise yang terjadi tidak terlalu signifikan

mengganggu pembacaan lokasi kerusakan. Namun sesuai dengan prosedur untuk memastikan lokasi kerusakan dan mengeliminer noise dilakukan perhitungan CDF.

Untuk hasil plot MC sekenario yang lain menunjukkan hasil yang kurang lebih identik namun semakin banyak tingkat kerusakan maka fenomena yang didapatkan noise yang terjadi akan semakin besar untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada pembahasan analisa hasil CDF dibawah ini. 4.4. Hasil CDF

Noise data membuat tingkat keakuratan

menentukan lokasi kerusakan menurun sehingga perlu dilakukan perhitungan curvature damage

factor (CDF) yang diusulkan oleh Wahab et. al.

(1999), formula yang ditawarkan yaitu dengan menggabungkan semua data MC sedemikian rupa sehingga menjadi satu grafik yaitu CDF yang akan merepresentasikan semua mode yang ada. Setelah dilakukan perhitungan CDF maka dapat dilakukan plot data CDF untuk masing-masing sekenario sebagai berikut.

Gambar 4.3 Plot CDF damage 1

CDF damage 1 untuk posisi kerusakan posisi tunggal pada member pertengahan baris depan bagian bawah struktur jembatan truss lokasi kerusakan dapat terdeteksi dengan sempurna hal ini ditunjukan dengan posisi puncak perbedaan antara cuvature mode shape intact dan damage tepat berada di lokasi kerusakan terjadi yaitu joint 13. Dalam plot data CDF juga terlihat bahwa noise yang terjadi pada plot MC sebelumnya sudah

(9)

9 banyak tereliminasi artinya CDF bekerja dengan baik pada kondisi damage 1.

Dari hasil CDF damage 2 untuk posisi kerusakan

triple pada member 12-13, 13-14, 54-55, 64-65

dapat terdeteksi dengan melihat posisi puncak-puncak pada grafk CDF namun terlihat bahwa

noise data sudah mulai terlihat. Hal ini

menunjukkan bahwa pada kondisi damage 2 CDF masih mampu mendeteksi kerusakan dengan baik walaupun noise data sudah mulai muncul namun hal ini tidak mengganggu pembacaan lokasi kerusakan.

Dari hasil CDF damage 3 untuk posisi kerusakan

couple pada member semua lokasi kerusakan

dapat terdeteksi yaitu pada 12-13, 13-14, 54-55, 64-65, 113-114, 161-162, 185-186. Namun pada model damage kali ini terjadi noise yang sangat signifikan artinya memungkinkan kesalahan pembacaan dalam mendeteksi keruskan walaupun

noise terbesar masih berada dalam area kerusakan

terjadi. Noise terbesar terjadi pada joint 188.

5. Kesimpulan Dan Saran

5.1. Kesimpulan

Dari penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut;

1. single damage grafik CDF memberikan Sebelum melakukan analisa deteksi kerusakan perlu dilakukan initial deteksi dengan memperhatikan perubahan frekuensi natural tiap mode antara struktur intact dengan struktur damage, jika terjadi indikasi

perubahan frekuensi maka proses deteksi kerusakan untuk menentukan lokasi kerusakan terjadi dapat dilakukan dalam hal ini metode curvature mode shape.

2. Hasil modal curvature menunjukkan bahwa perbedaan curvature mode shape sudah menunjukkan lokasi kerusakan, hal ini ditandai dengan puncak plot grafik MC yang terjadi pada daerah kerusakan yang dimodelkan.

3. Karakter grafik MC pada analisa kali ini menunujukkan pada mode shape yang lebih tinggi indikasi noise data semakin besar. 4. Solusi noise data grafik MC dapat diatasi

dengan grafik CDF hal ini ditunjukkan dengan berkurangnya noise data dan lokasi kerusakan semakin jelas terlihat.

5. Pada model hasil yang hampir sempurna begitu pula untuk model triple damage. Namun untuk couple damage grafik CDF terdapat noise yang dapat menggangu pembacaan lokasi kerusakan yaitu munculnya

joint 188 yang terbaca terjadi kerusakan.

6. Secara global dapat disimpulkan strategi yang dilakukan masih memberikan hasil yang

representative walaupun pada model damage couple masih memberikan noise, namun noise

data tersebut masih dapat ditolerir dengan pertimbangan noise data masih berada di area lokasi damage terjadi.

7. Dari analisa deteksi kerusakan terbukti bahwa pada struktur nyata metode curvature mode

shape memberikan hasil yang sesuai.

5.2. Saran

1. Perlu dilakukan perbandingan antara analisa metode curvature mode shape dengan metode deteksi kerusakan yang lain.

(10)

10 2. Perlu dilakukan perbandingan pengerjaan

dengan tool yang berbeda.

3. Perlu dilakukan analisa deteksi kerusakan dengan tinjauan struktur truss yang berbeda misalnya jacket struktur.

DAFTAR PUSTAKA

Aditya, Sendi Putra. 2010.”Identifikasi

Kerusakan Struktur BerdasarkanKarakteristik Dinamik.” Tesis, Program Studi Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.

Aktan, A. E., Catbas, F. N., Grimmelsman, K. A., and Tsikos, C. J. 2000. “Issuesin infrastructure health monitoring for management.” Journal of

EngineeringMechanics, ASCE, 126(7), 711–724

Li, H. N., Li, D. S., and Song, G. B. 2004. “Recent applications of fiber opticsensors to health monitoring in civil engineering.” Engineering

Structures, 26(11),1647-1657.

Pandey, A. K.;Biswas M. dan Samman M. M. 1991.”Damage detection from changes in curvature mode shapes.” Journal of Sound and

Vibration 145: 312-332

Popov, E.P. 1986.”Mekanika Teknik.” Penerbit

Erlangga: Jakarta.

Rytter, A. 1993. “Vibration based inspection of

civil engineering structures.”Doctoral

Dissertation, Department of Building Technology and Structural Engineering, University of Aalborg, Aalborg, Denmark.

Wahab, M. M. Abdel dan Roeck G. De 1999.”Damage detection in bridges using modal vurvatures: Application to a real damage.”

Journal of Sound and Vibration 226: 217-235

Wai, Shih Hoi 2009.”Damage assessment in

structures using vibration characteristics.” PhD