No Dokumen Revisi Ke: Dokumen Level: 3 PANDUAN Tanggal Berlaku: RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS) Halaman 1

(1)

Disiapkan Diperiksa Disahkan

Wibowo, ST, DEA

Koordniator MK Ketua KBK Kepala Prodi

Identitas Mata Kuliah Course Identity Kode mata

kuliah

Course code : TKS24002

Bobot satuan kredit semester (sks) :3 Course credit unit : 3

Semester : Semester : 7 Sifat :elective Nama mata kuliah : Course name : Dinamika Struktur Dynamic of Structures

Deskripsi Mata Kuliah Course Description Deskripsi singkat mata kuliah dan silabus : Brief description and Syllabus :

Kuliah ini memperkenalkan pengetahuan tentang SDOF Osilasi bebas dengan dan tanpa redaman, frekuensi alami, rasio redaman. Respons SDOF akibat gaya harmonik,

resonansi, gerak tumpuan atau beban gempa, Faktor Amplifikasi Dinamika. Respon terhadap beban dinamis umum, beban impuls, Integral Duhamel, gaya konstan, gaya persegi panjang, beban persegi panjang. Aplikasi: Analisis struktur SDOF akibat beban Gempa. Kuliah ini memperkenalkan pengetahuan tentang MDOF, Bangunan geser bertingkat: Kekakuan Matrix, Getaran bebas dan responnya. Nilai Eigen Eigen Vector, Frekuensi Alam, Orthogonality. Gerak Paksa Bangunan geser: Metoda Superposisi Modal, Respon untuk Gerak Ground, Respon Faya Harmonic.

The course introduces knowledge on SDOF Free Oscillation with and without damping, natural frequency, damping ratio. SDOF response due to harmonic forcing, resonance, support motion or earthquake load, Dynamics Amplification Factor. Response to general dynamic loading, impulse loading, Duhamel’s Integral, constant force, rectangular force, and rectangular load. Application: Structural analysis of SDOF subjected to Earthquake. The course introduces knowledge on SDOF MDOF, Multistory Shear Building: Stiffness Matrix, Free Vibration Shear Building and its response. Eigen Value-Eigen Vector, Natural Frequencies, Orthogonality. Forced Motion of Shear Buildings: Modal Superposition Method, Response to Ground Motion, Response to Harmonic Forcing. Application: Offshore Structure.

(2)

Capaian pembelajaran mahasiswa : Student Learning Outcomes :

Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mampu :

1. Menyusun persamaan gerak struktur SDOF dan MDOF dengan tepat jika diberikan data parameter struktur bersangkutan. (LO1)

2. Menganalisis dan menyelesaikan persamaan gerak struktur SDOF dan MDOF dan menjelaskan interpretasi fisik solusi persamaan gerak tersebut. (LO4)

3. Menggunakan pengetahuan dan konsep dinamikan struktur untuk menganalisis perilaku struktur akibat beban gempa. (LO5)

Pustaka rujukan References

1. Chopra, Anil K., Dynamics of Structures, A Primer, Earthquake Engineering Research Institute, 1995.

2. Chopra, Anil K., Dynamics of Structures, Theory and Applications to Earthquake Engineering, 4th, Pearson Education, NJ., 2014.

3. Humar, J.L., Dynamics of Structures, 3 rd Edition., CRC Press, 2012. 4. Paz, Mario, Structural Dynamics, 4th Edition, Chapman & Hall, 1997. Prasyarat

Pre-co requisite :

-Mata kuliah terkait Advance course : Analisis struktur formula matriks

Kegiatan penunjang, metode, perlengkapan, material perkuliahan Activities, methods, tools, course materials :

Panduan penilaian Assessment guideline

Homework, quiz, midterm exam, final exam, group work, and class discussion.

Rencana Pertemuan

Minggu/ Week Topik/ Topic Subtopik/ Subtopic Capaian belajar/ Learning outcomes

(3)

Wibowo, ST, DEA

Minggu 1 Konsep Dasar Dinamika Struktur (Structural Dynamics Basic Concepts) 1. Fenomena gerak struktur 2. Eksitasi – Struktur/sistem – Respon; Gaya inersia sebagai pembeda masalah statik dan dinamik

3. Definisi; Frekuensi, Periode, Eksitasi, dll. 4. Karakter beban dinamik dan klasifikasinya

5. Model-model analisis struktur dan model analisisnya.

Mahasiswa mampu: 1. Menjelaskan berbagai jenis beban dinamik dan pengaruhnya pada struktur. 2. Menjelaskan perbedaan masalah dinamik dan statik pada struktur.

Minggu 2 Model Matematika (Persamaan diferensial gerak) struktur (Mathematical model (differential equation of motion) structure) 1. Model matematika pada Problem Dinamik 2. Derajat Kebebasan (DOF) struktur

3. Hukum Newton dan prinsip D’Alembert; Keseimbangan dinamik, Prinsip Kerja Maya (metode energi) 4. Menyusun PD pada SDOF.

5. Massa dan metode menentukannya

6. Kekakuan dan metode menentukannya

7. Kekakuan Beam-Column; Shear Building, Dinding Geser, Diagonal Bracing, dll.

8. Redaman dan metode menentukannya; redaman viscous; redaman

coulomb, dll

9. Menyusun PD pada SDOF akibat gerakan dasar bangunan

Mahasiswa mampu: 1. Menjelaskan prinsip keseimbangan dinamik dengan diagram benda bebas. 2. Menghitung dan menentukan parameter kekakuan. massa dan redaman struktur. 3. Menyusun persamaan diferensial gerak struktur berderajat kebebasan tunggal (SDOF).

(4)

Minggu 3 Getaran bebas SDOF (Free Vibration SDOF)

1. Konsep dasar

2. PD gerak SDOF bebas tak-teredam dan dengan redaman

3. Solusi PD; Frekeunsi Alami, Periode alami teredam, Peluruhan logaritmis

4. Solusi; kasus-kasus redaman kuat, kritis, redaman lemah 5. Contoh aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF. 2. Menentukan dan menghitung karakteristik dinamik struktur: frekuensi dan periode alam berbagai kondisi struktur.

Minggu 4 Getaran SDOF akibat beban harmonis (SDOF Vibration resulting from harmonious load)

1. Konsep dasar

2. PD gerak SDOF tanpa redaman akibat beban harmonis (sinusoidal) 3. Solusi PD; free

respons+Solusi partikular, riwayat waktu, fase, respon transien & respons tunak (steady)

4. Contoh aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF akibat beban harmonis. 2. Menentukan karakteristik dinamik struktur: frekuensi dan periode alam berbagai kondisi struktur.

Minggu 5 Getaran SDOF akibat beban sembarang (SDOF Vibration resulting from load of any kind)

1. Konsep dasar 2. PD gerak SDOF dan Solusi PD akibat beban periodik

3. PD gerak SDOF dan Solusi PD akibat beban impuls

4. PD gerak SDOF dan Solusi PD akibat beban sebarang; integral konvolusi (duhamel) 5. Contoh Aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF akibat beban periodic, impuls, dan beban sembarang. 2. Menentukan dan menghitung respons struktur akibat eksitasi beban sembarang 3. Menginterpretasi hasil perhitungan menjadi respons fisik struktur

(5)

Wibowo, ST, DEA

Minggu 6 Respon Struktur

dengan metode numerik (Structural Response with numerical method)

1. Konsep dasar 2. Eksitasi – Struktur – Respon; integral duhamel dan keterbatasannya 3. Eksitasi – Struktur – Respon; integrasi numerik 4. Metode-metode

integrasi; Beda hingga, Newmark, dll

5. Contoh Aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF. 2. Menentukan dan menghitung respon struktur dengan menggunakan perhitungan

komputasional

Minggu 7 Respon spektrum struktur SDOF

(Response spectrum of SDOF structure)

1. Konsep dasar respons spektrum

2. Metode menyusun respons spektrum 3. Contoh aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF. 2. Menentukan dan menghitung karakteristik dinamik struktur: frekuensi dan periode alam berbagai kondisi struktur. Minggu 8 UJIAN TENGAH

SEMESTER (Midterm Exam)

Evaluasi capaian

pembelajaran mahasiswa untuk tatap muka ke-1 s/d 7.

Minggu 9 Persamaan diferensial gerak struktur MDOF (Differential equation of MDOF structure motion)

1. Konsep dasar 2. PD gerak MDOF dan Solusi PD

3. Metode menentukan matriks massa, kekakuan dan redaman.

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF. 2. Menentukan dan menghitung karakteristik dinamik struktur: frekuensi dan periode alam berbagai kondisi struktur. Minggu 10 Getaran bebas MDOF

(MDOF free vibration)

1. Konsep dasar

2. PD gerak 2-3 DOF dan Solusi PD

3. Problem eigen dan solusinya; nilai eigen dan vektor eigen

4. Frekuensi alami; radian/hertz

5. Modus getar; modus normal

6. Hubungan ortogonal solusi PD

Mahasiswa mampu: 1.

(6)

Minggu 11 Analisis sistem MDOF linier akibat beban dinamik (Analysis of MDOF linear system resulting from dynamic load)

1. Konsep dasar

2. PD gerak 2-3 DOF dan Solusi PD akibat beban dinamik sederhana 3. Solusi persamaan gerak bebas tak-teredam dan teredam

4. Aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Minggu 12 Analisis MDOF akibat beban gempa (1) (MDOF analysis resulting from earthquake load (1))

1. Konsep dasareksitasi gempa pada struktur MDOF 2. Konsep spektrum respon 3. Metode spektrum respons untuk menentukan response puncak 4. Aplikasi Mahasiswa mampu: 1.

Minggu 13 Analisis MDOF akibat beban gempa (2) (MDOF analysis resulting from earthquake load (2))

1. Konsep modus getar modal analysis

2. Respons riwayat waktu akibat gempa dengan analisis modus getar 3. Aplikasi

Mahasiswa mampu: 1.

Menyelesaikan dan mendapatkan solusi dari persamaan gerak struktur SDOF. 2. Menentukan dan menghitung karakteristik dinamik struktur: frekuensi dan periode alam berbagai kondisi struktur. Minggu 14 Analisis MDOF akibat

beban gempa (3) (MDOF analysis resulting from earthquake load (3))

1. Analisis respons struktur elastik linier akibat gempa dan aplikasinya pada desain gedung bertingkat banyak 2. Analisis respons struktur tak-elastik akibat gempa dan aplikasinya pada desain gedung bertingkat banyak 3. Analisis pendekatan: over, modal push-over. evaluasi hasil

Mahasiswa mampu: 1.

(7)

Wibowo, ST, DEA

Minggu 15 Pengantar analisis dinamik untuk sistem sinambung (Introduction to dynamic analysis of continuous systems)

1. Basic concepts, mass-spring system;

2. Lumped mass systems; 3. Systems with

distributed mass and elasticity;

4. Rayleigh’s method, shape function selection. 5. Equations of motions for axial vibration of a beam;

6. Equations of motion for flexural vibration of a beam;

7. Free vibration analysis; 8. Introduction to forced vibration analysis using modal superposition method.

Mahasiswa mampu: 1.

Minggu 16 UJIAN AKHIR SEMESTER (Final Exam)

Evaluasi capaian

pembelajaran mahasiswa untuk tatap muka ke-9 s/d 15.