2.12 Energi Histeresis
Selain daktilitas hal lain yang terpenting untuk dianalisis ialah kemampuan struktur tersebut dalam melakukan penyerapan energidissipasi energi. Penyerapan
energi ini terjadi ketika suatu elemenstruktur sudah melewati kondis elastik. Pada zona plastis, seiring dengan terjadinya plastifikasi pada elemenstruktur tersebut maka
akan terjadi proses dissipasi energi. Pada penelitian-penelitian yang berkaitan dengan kegempaan, dissipasi energi
merupakan parameter yang harus dianalisis karena dengan mengetahui besarnya kemampuan struktur dalam mendissipasi energi. Energi ini diperlukan untuk
perpanjangan dan perpendekan plastis dari material baja dan dapat dihitung sebagai hasil kali dari gaya plastis dan perpindahan plastis. Berbeda halnya dengan energi
lain seperti enegi kinetik atau energi regangan yang dapat kembalikan, energi histeretik ini terdissipasi dan tidak dapat dikembalikan.
Dissipasi energi akibat pembeban gempa atau beban siklik digambarkan kedalam kurva hysteresis loop pada Gambar 2.13. Dari luasan kurva hysteresis loop
ini lah maka kita akan dapat menentukan besar kemampuan struktur dalam hal mendissipasi energin. Energi histeretik dapat dituliskan sebagai berikut:
E
h
= P
y
δ
maks
– δ
y
Di mana E 2.51
h
merupakan energi dissipasi, δ
maks
dan δ
y
secara berurut merupakan perpindahan pada kondisi ultimit dan perpindahan pada saat kelelehan pertama.
Gambar 2.13 Energi histeretik a Siklik sebagian b Siklik penuh
Universitas Sumatera Utara
2.13 Redaman
Damping
Energi yang ditimbulkan oleh gempa bumi tidak baik untuk bangunan, energi yang ditimbulkan oleh gempa bumi adalah berbentuk getaran. Getaran inilah yang
nantinya akan merusak bangunan. Untuk mengurangi efek dari getaran maka getaran tersebut harus diminimalkan, atau dengan kata lain energi yang dihasilkan harus
diminimalkan, fenomena disipasi energi ini disebut redaman damping. Redaman untuk struktur sebenarnya biasanya dinyatakan dengan equivalent
viscous damping yang disimbolkan dengan ζ
eq
. Gambar 2.14 dapat dilihat kurva hubungan antara gaya dan perpindahan di bawah kondisi pembebanan siklik, pada
kegiatan eksperimen nilai dari u ditentukan.
Pada gambar tersebut juga dilihat besaran penyerapan energi sebesar luasan E
D
4 π ζ maka persamaan untuk viscous damping dapat dinyatakan sebagai berikut:
eq
� �
E
So
= E
D
2.52
Gambar 2.14 Kurva energi histeretik pada kondisi pembebanan harmonis
Universitas Sumatera Utara
Atau persamaan diatas dapat di ubah menjadi: ζ
eq
dimana strain energy, E =
1 4
� 1
� �� ⁄
E
D
E
��
2.53
So
= ��
� 2
2 ⁄
Namun jika meninjau pada saat respon yang dihasilkan terhadapa sistem struktur atau pada saat ω = ω
n
ζ maka besaran viscous damping menjadi:
eq
=
1 4
� E
D
E
��
2.54
2.14 Hardening Rule
Kategori