Tentukan nilai koefisien k.
sumber
:
Design of Seismic Resistant Sturctures
Grafik 2.1 Koefisien k Berdasarkan Nilai Periode Yang Digunakan.
Menentukan gaya dasar nominal statik ekivalen.
total statik
W C
V x
R I
= 2.16
Menghitung gaya gempa yang terjadi.
∑
=
=
n i
x x
x
W W
F
1 k
i i
k
h h
2.17
2.3 Tuned Mass Damper TMD
TMD adalah sebuah massa inersia yang melekat pada lokasi bangunan dengan gerak maksimum umumnya di dekat bagian atas , melalui semi disetel dengan benar dan elemen
redaman. TMD memberikan histeresis bergantung pada frekuensi yang meningkatkan redaman pada struktur rangka yang melekat padanya untuk mengurangi gerakannya.
Ketahanan ditentukan oleh karakteristik dinamis ,redaman dan jumlah massa tambahan yang digunakan. Redaman tambahan diperkenalkan oleh TMD juga tergantung pada rasio massa
peredam dengan massa efektif bangunan di modus getaran tertentu. Berat TMD bervariasi antara 1 - 10 dari berat bangunan struktur utama. Frekuensi TMD yang disetel ke
frekuensi struktural tertentu ketika frekuensi TMD akan beresonansi keluar dari fase dengan gerakan frame dan mengurangi respon. Seringkali untuk kontrol respon konfigurasi multi -
Universitas Sumatera Utara
peredam yang lebih baik MDCS yang terdiri dari beberapa peredam ditempatkan dalam paralel dengan frekuensi alami didistribusikan di sekitar kontrol Penyesuaian frekuensi yang
digunakan. Untuk massa total yang sama, peredam massa beberapa signifikan dapat meningkatkan redaman setara diperkenalkan ke sistem .
Sumber: Maurer Tuned Mass and Viscous Dampers.
Gambar 2.6 Tuned Mass Damper TMD dan Elemen-elemennya
2.4 Bangunan yang Mengaplikasikan Tuned MASS DAMPER TMD
i Citicrop Centre , New York Pertama skala penuh struktur peredam massa disetel dipasang di gedung Citicorp
Center di New York City. Ketinggian bangunan adalah 279 m dengan periode dasar sekitar 6,5 s dan rasio redaman dari 1 di sepanjang kedua sumbu . Itu selesai pada tahun 1977
dengan TMD ditempatkan di lantai tiga puluh di mahkota memiliki berat 400 ton struktur . Waktu itu massa TMD adalah 250 kali lebih besar daripada yang ada TMD. Redaman dari
keseluruhan bangunan meningkat dari 1 sampai 4 dari kritis dengan rasio massa TMD 2 dari massa modal pertama. Hasil pengurangan amplitudo bergoyang dengan faktor 2 .
Universitas Sumatera Utara
Sistem TMD terdiri dari 8 blok besar bantalan beton pada film tipis minyak , dengan pegas pneumatik yang memberikan kekakuan struktural.
Sumber: Thesis Vibration Control Of Frame Structure Using Multiple Tuned Mass Dampers by Pramananda Kundu
Gambar 2.7 Citicrop Centre , New York
ii John Hancock Tower , Boston Dua peredam yang memiliki berat dari 2700kN ditambahkan ke bangunan berlantai
60, John Hancock Tower di Boston untuk mengurangi respon terhadap Beban angin. Peredam ditempatkan di ujung-ujung cerita kelima puluh delapan gedung dengan jarak 67 m. Karena
bentuk khas bangunan peredam ini dirancang untuk melawan gaya angin pada bangunan.
Sumber: Thesis Vibration Control Of Frame Structure Using Multiple Tuned Mass Dampers by Pramananda Kundu
Gambar 2.8 John Hancock Tower , Boston
Universitas Sumatera Utara
iii CN Tower, Toronto Karena keunikan dalam perspektif desain Menara Nasional Kanada di Toronto maka
menambahkan TMD adalah wajib untuk menekan gerakan angin diinduksi bangunan dalam mode kedua dan keempat. Itu diperlukan untuk menekan efek dinamis beban angin dari 102
meteran baja antena di puncak menara. Yang pertama dan ketiga mode antena memiliki karakteristik getaran yang sama dengan struktur beton yang teredam.
Untuk mengurangi getaran , dua cincin baja berbentuk donat dengan memiliki massa 9 ton yang ditambahkan pada ketinggian yang sesuai dengan getaran puncak mode
bermasalah. Setiap cincin dipasang pada sendi universal sedemikian rupa sehingga bisa memutar ke segala arah dan bertindak sebagai massa tuned terlepas dari arah eksitasi angin.
Empat peredam hidrolik diaktifkan per cincin diberikan untuk menghilangkan energi .
Sumber: Thesis Vibration Control Of Frame Structure Using Multiple Tuned Mass Dampers by Pramananda Kundu
Gambar 2.9 CN Tower, Toronto
iv Chiba Port Tower , Jepang
Chiba Port Tower , struktur baja dari 125 m di ketinggian 1.950 ton berat badan dan memiliki rencana belah ketupat berbentuk dengan panjang sisi 15 m selesai pada 1986
adalah menara pertama di Jepang yang dilengkapi dengan TMD. Waktu periode pertama dan
Universitas Sumatera Utara
kedua modus getaran 2,25 s dan 0,51 s , masing-masing untuk arah x dan 2,7 s dan 0.57 s untuk arah y . Redaman untuk modus dasar dihitung sebesar 0,5 . Untuk mode yang lebih
tinggi meredam getaran rasio sebanding dengan frekuensi yang diasumsikan dalam analisis . Penggunaan TMD adalah untuk meningkatkan redaman modus pertama untuk kedua arah x
dan y. Rasio massa peredam sehubungan dengan massa modal dari modus pertama adalah sekitar 1 120 di arah x dan 1 80 di arah y; periode dalam arah x dan y dari 2.24 s dan 2.72 s ,
masing-masing; dan peredam damping rasio 8 .
Sumber: Thesis Vibration Control Of Frame Structure Using Multiple Tuned Mass Dampers by Pramananda Kundu
Gambar 2.10 Chiba Port Tower , Jepang
v Taipei 101 , Taiwan Taipei 101, bangunan struktur baja ini adalah bangunan tertinggi ke-3 di dunia.
Berikut TMD itu digunakan untuk tujuan arsitektur bersama dengan tujuan struktural. Untuk mengurangi getaran lingkup bangunan berbentuk TMD berat 728 ton berdiameter 5,5 m
antara 88-92 lantai digunakan. Lingkup besar diskors oleh empat set kabel, dan energi dinamis hilang oleh delapan hidrolik piston setiap panjang memiliki 2 m. Damper dapat
mengurangi 40 dari gerakan menara. Dua peredam massa disetel , masing-masing seberat
Universitas Sumatera Utara
6 ton duduk di ujung menara tersebut. Ini mencegah kerusakan struktur akibat beban angin yang kuat.
Di Jepang , untuk mengurangi getaran lalu lintas yang disebabkan untuk dua struktur baja perkotaan di jalan tol TMD digunakan pada jembatan tersebut Inoue et al . 1994. TMD
dengan rasio massa sekitar 1 hasil dalam pengurangan nilai-nilai puncak respon percepatan dari dua bangunan dengan 71 dan 64 , masing-masing.
Sumber: Thesis Vibration Control Of Frame Structure Using Multiple tuned Mass Dampers by Pramananda Kundu
Gambar 2.11 Taipei 101 , Taiwan vi Burj Al Arab
Burj Al Arab dilengkapi dengan 11 TMD pada lantai yang berbeda untuk mengontrol angin diinduksi getaran .
Sumber: Thesis Vibration Control Of Frame Structure Using Multiple tuned Mass Dampers by Pramananda Kundu
Gambar 2.12 Burj Al-Arab
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Umum
Perkembangan jaman ditambah dengan desain modern dan teknologi konstruksi, telah menghasilkan struktur lebih tinggi dan lebih ringan. Sebagai contoh, struktur buatan manusia
tertinggi di dunia yang Kalifa menara Burj berdiri yang luar biasa 828 meter dari dasar dengan berat diperkirakan lebih dari 110.000 ton. Salah satu trade-off membangun ke
ketinggian yang lebih besar adalah kerentanan terhadap getaran karena fleksibilitas yang melekat pada struktur. Ketika dengan adanya beban dinamis lingkungan, seperti angin, maka
hal ini dapat menyebabkan gerak amplitudo besar di bagian atas struktur. Ada dua dampak negatif yang signifikan dari getaran struktural pada struktur
bangunan. Efek pertama adalah kelelahan jangka panjang untuk struktur akibat pembebanan dinamis periodik. Hal ini juga ditetapkan bahwa penyebab utama kegagalan material dalam
struktur bangunan karena kelelahan. Meskipun kemungkinan kegagalan dalam struktur bangunan modern sangat rendah, kerusakan dari kelelahan mempengaruhi kekakuan
struktural. Oleh karena itu tingkat kerusakan pada elemen struktur akan meningkat seiring waktu. Untuk menghitung kerusakan yang disebabkan oleh getaran struktural, struktur akan
membutuhkan perawatan atau rekonstruksi; keduanya menyebabkan pengeluaran biaya dalam kontruksi dalam jumlah yang cukup besar.
Efek kedua adalah persepsi manusia dari gerakan yang diinduksi. Manusia sangat mampu merasakan getaran bahkan yang kecil. Orang yang sensitif dapat merasakan
percepatan serendah 0.05g. Antara 0.1g - 0.25g dan gerakan struktural dapat mempengaruhi kemampuan individu dalam bekerja atau melakukan suatu pekerjaan.
Universitas Sumatera Utara
