BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang
Gempa merupakan salah satu beban yang dapat menyebabkan kerusakan pada struktur apalagi jika gedung tersebut bertingkat tinggi. Kini muncul beberapa upaya untuk mengatasi kerusakan-kerusakan yang terjadi pada struktur akibat gempa dan sebagainya dengan memberikan cara memberikan alat tambahan ke struktur, untuk membatasi energi atau mendissipasi energi gempa yang masuk ke bangunan. Alat-alat tersebut dikenal dengan Seismic Devices. Dengan menambah alat-alat tersebut, energi gempa yang masuk ke struktur dapat direduksi dan dikontrol sehingga gaya-gaya dan simpangan struktur menjadi kecil, dengan demikian bangunan dapat direncanakan dalam keadaan elastis untuk kejadian gempa besar dengan biaya yang cukup ekonomis.
Hal ini diterapkan dikarenakan bertambahnya jumlah penduduk yang sangat pesat tidak sebanding dengan lahan untuk tinggal yang tersedia sehingga sangat diperlukannya gedung-gedung bertingkat tinggi
Seismic devices pada umumnya dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu : 1. Actived seismic device
2. Passived seismic device 3. Based Isolator device
Actived seismic device bekerja pada saat gempa terjadi dengan cara menerima data getaran dari sensor yang dipasang disekeliling struktur, melalui komputer data tersebut digunakan untuk mengatur besarnya gaya gempa yang dibutuhkan untuk melawan gaya gempa yang terjadi sesuai dengan input gempa ke bangunan, namun actived seismic device memerlukan perawatan yang lumayan mahal
menjadi 2 jenis, yaitu yang bersifat isolasi dan yang bersifat dissipasi energy. Jenis yang pertama disebut seismic Isolator dan yang kedua disebut Damper , salah satunya seperti Metallic Yeilding Damper
Base isolator device terbuat dari bahan bantalan karet , bantalan karet ini tergolong murah, dan bukan merupakan alat berteknlogi tinggi.Bantalan yang digunakan untuk melindungi gempa bumi dibuat dari kombinasil empengan karet alam dan lempeng baja. Bantalan tersebut dipasang disetiap kolom yaitudiantara pondasi dan bangunan. Karet alam berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa bumi sedangkan lempeng baja digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet sehingga penurunan bangunan saat bertumpu diatas bantalan karet tidak besar.
Metallic Yeilding Damper tergolong dalam P assive seismic devices yang merupakan material baja ringan atau logam lainnya yang digunakan untuk mempertahankan bahan siklik dengan cara mendisipasi energi gempa dimana gaya tersebut mengalami deformasi inelastis membentuk Hysteristic loop dari perubahan kekakuan damper yaitu dari keadaan elastic menjadi plastis . Damper biasanya dipasang diantara tingkatan lantai untuk mengurangi perbedaan pegeseran lantai , ditinjau dari stiffness ratio yan merupakan perbandingan kekakuan damper yan berkisar antara 2-4
Gambar 1.2. Contoh pemasangan metal yielding damper di lapangan 1.2.STUDI LITERATUR
Metode yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah studi literature yaitu dengan mengumpulkan data data dan beberapa penelitian tentang damper yang telah dilakukan oleh peneliti-peneliti di seluruh dunia. Berdasarkan hasil penelitian tersebut,membantu untuk memahami perilaku dan kekuatan metallic steel damper dalam menyerap dan meredam energi gempa.Berikut hasil penelitiannya :
dengan meredam energi gempa sampai pada tingkat yang tidak membahayakan bangunan, demikian Teruna (2005) mengatakan
Kiran dan Shivalingappa (2013) dalam studi penambahan damper pada struktur bangaunan bermasa banyak ( MDOF ) debgan 3 lantai memberikan dampak yan signifikan terhadap perpindahan ( displacement ) sebesar 0,03 m. Pemberian damper pada struktur memberikan reduksi beban secara berkala serta memperkuat daktalitas dari segi ketahanan terhadap gempa
Penelitian oleh Daniel R.Teruna (2013) tentang Peningkatan Kemampuan Bangunan dengan Hysteretik Steel Damper pada Beberapa eksitasi dengan melakukan analisa non-linier time history analisis terhadap bangunan 7 tingkat dengan variasi Stiffness Ratio dari 2 sampai 5 dan juga nilai SR yang berbeda-beda pada setiap tingkatan memberikan hasil simpangan pada puncak bangunan lebih rendah dengan nilai SR = 3 dan juga indeks kerusakan yang terjadi pada struktur lebih efektif.
Hubungan antara gaya dan perpindahan pada metallic yielding damper dalam suatu siklus pembebanan sering disederhanakan menjadi model multi-linier seperti trilinier, bilinier,dll.Pada penelitian ini,digunakan model bilinier untuk menentukan karakteristik desain damper.Kombinasi kekakuan antara sebuah damper yang dihubungkan dengan 2 buah bracing disebut device-braces stiffness( Kbd ).Karena damper dan bracing dihubungkan secara seri maka dapat digunakan persamaan :
Perhitungan kombinasi kekakuan damper dapat di hubungkan dengan dua nuah bracing yang disebut device braces stiffness oleh karena itu dapat digunakan persamaan sebagai berikut
Dimana , B/D adalah rasio dari kekakuan 2 buah bracing dan kekakuan damper
⁄
=
��Sehingga, kekakuan system struktur yang setara dengan frame tunggal dengan adanya damper sama dengan:
�
�=
�
�+
�
(3)
Dimana : � = kekakuan frame
Perbandingan lain terhadap kekakuan lateral struktur dengan device braces dapat didefinisikan sebagai SR ( Xia and Hanson, 1992 ) :
=
�����
(4)
Konsep dari metallic yielding damper memerlukan desain deformasi kelelehan (∆ ) yang lebih rendah daripada deformasi kelelehan struktur ( ∆ ) sehingga tidak terjadi kerusakan pada system struktur karena damper dapat menyerap energy saat device mengalami kelelehan terlebih dahulu . Gaya leleh daripada elemen yang mengalami kelelehan , disimbolkan sebagai Vy , dapat dirumuskan sebagai berikut :
=
� ∆
=
�
�∆
(5)
Dimana : Δyd = deformasi dari damper Δy = deformasi device-braces
Dengan menstubtitusikan persamaan (1),(3),(4) ke persamaan (5) maka persamaan (5) dapat diganti dengan menggunakan parameter SR(stiffness Ratio) sebagai berikut :
= SR � ( +
1.3 PERUMUSAN MASALAH
Pemasangan dan instalasi damper pada struktur perlu perencanaan yang matang dan akurat untuk mendapatkan jenis dan ukuran damper yang efektif dalam meredam energy gempa yang masuk kedalam struktur.Menurut Tsai,et al (1993) nilai SR yang akan digunakan pada tugas akhir ini ada 2 untuk periode getar pendek, medium,sampai dengan panjang. Dengan permodelan variasi tingkatan bangunan seperti gambar ,perumusan masalah pada tugas akhir ini adalah mencari tahu efektifitas dan perpindahan ratio terhadap struktur dan analisis dibantu dengan program SAP 2000
Gambar 1.3.Model bangunan yang ditinjau tampak atas (a) damper dipasang pada bagian tengah bangunan (b) damper dipasang pada kedua sisi luar bangunan (c) damper dipasang di sisi dalam banguna
1.4 Maksud dan tujuan
Maksud dan tujuan daripada penulisan tugas akhir ini adalah melakukan analisis untuk mengetahui pemasangan damper pada bangunan yang lebih efektif dan juga untuk mendapatkan deformasi bangunan pada pemodelan 3 dimensi
1.5. PEMBATASAN MASALAH
Adapun pembatasan masalah yang diambil dalam penulisan tugas akhir ini, yakni : 1. Bangunan yang ditinjau berlantai 6.
2. Hasil pembahasan yang ditinjau yaitu deformasi bangunan. 3. Jenis damper yang digunakan adalah metal yielding damper 4. Analisis menggunakan program sap 2000
5. Perencanaan gaya gempa dengan SNI 2012 6. Nilai stiffness ratio yan digunakan adalah 2 1.6 METODE PENELITIAN
FLOWCHART PENELITIAN
MULAI
LATAR BELAKANG
Studi Literatur
1.BUKU TEKS
2. JURNAL-JURNAL
3.PERATURAN-PERATURAN
PERUMUSAN MASALAH
DESAIN DATA
1.GEDUNG BERLANTAI 6
2. BEBAN YANG BEKERJA
3.DESAIN RESPON SPEKTRA DENGAN
SNI 2012
ANALISA DENGAN PROGRAM SAP 2000
PERBANDINGAN HASIL
1.7 SISTEMATIKA PENULISAN
Gambaran garis besar penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang,studi literatur,perumusan masalah,maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tentang penjelasan umum,teori-teori yang berkaitan dan mendukung penelitian tentang tugas akhir dan juga aplikasi lapangan.
BAB 3 : METODE PENELITIAN
Berisi tata cara perhitungan dan analisa yang dilakukan di penelitian ini. BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang hasil analisa dan perhitungan lalu perbandingan hasil penelitian tugas akhir.
BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN
