Metode Disipasi Energi Fvd 4. Kekakuan Fvd 5. Pola Penempatan FVD
memenuhi semua kriteria tersebut adalah jenis silicone. Silicone yang digunakan memiliki flashpoint lebih dari 340
o
C. cairan silicone yang digunakan pada damper ini sebenarnya identic dengan silicon yang umum digunakan dalam kosmetik seperti
krim tangan dan wajah.
Seal . Seal yang digunakan pada fluid damper harus mampu berfungsi minimal 25
tahun tanpa memerlukan pergantian secara periodik. Kebanyakan damper menggunakan seal dinamik pada permukaan piston rod, dan seal statik dimana ujung
penutup atau penahan seal melekat ke cylinder.
Piston Head . Piston head melekat pada piston rod, dengan efektif membagi cylinder
kedalam dua ruang tekan.
Seal Retainer . Digunakan untuk menutup dan membuka ujung silinder.
Accumulator . Fungsi dari Accumulator adalah untuk mengkontrol laju pergerakan
piston rod masuk dan keluar damper selama bekerja. Fungsi lainnya adalah untuk menyeimbangkan temperatur dan penyusutan cairan.
Orifices . Aliran bertekanan dari cairan melalui piston head diatur oleh Orifice.
3. 3. 3. Metode Disipasi Energi Fvd
Konsep penambahan damper pada struktur mengasumsikan bahwa energi yang masuk ke dalam strutur akan diserap, bukan oleh struktur itu sendiri, melainkan
oleh elemen damping tambahan. Fluid damper mempunyai keunikan yaitu bisa sekaligus meperkecil tegangan dan defleksi. Hal ini dikarenakan gaya fluid viscous
damper bervariasi hanya dengan kecepatan geraknya, yang menghasilkan respon yang langsung berhubungan terhadap tegangan lentur struktur.
Universitas Sumatera Utara
Bentuk umum dari gaya redaman yang diinput untuk analisis struktur yang menggunakan fluid Viscous damper adalah sebagai berikut:
Dimana: F = Gaya damping
C = Konstanta damping dari damper = kecepatan dari ujung ke ujung elemen
Koefisien α merupakan eksponen yang memiliki nilai spesifik dalam rentang 0.3 sampai 1.0.
Rentang nilai α untuk bangunan dengan design seismic adalah 0.4 sampai 0.5. Nilai koefisien α mempengaruhi kelinieran gaya damping, damper
dengan α = 1, disebut viscous damper linier yang mana gaya damping F damper berbanding lurus dengan kecepatan, sedan
gkan damper dengan α ≠ 0 disebut viscous damper non-linier, yang efektif untuk meminimalkan guncangan dengan kecepatan
tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 . Grafik Hubungan Gaya Damping dengan Kecepatan
3. 3. 4. Kekakuan Fvd
Menurut Douglas P. Taylor, kekakuan Fluid Viscous Damper adalah:
Dimana: K = Kekakuan fluid viscous damper kgm
A = Luas fluid viscous damper m
2
E = Modulus Elastisitas kgm
2
L = panjang fluid viscous damper m
Universitas Sumatera Utara
3. 3. 5. Pola Penempatan FVD
Dalam aplikasinya, pola penempatan FVD sangat beragam tergantung pada kebutuhan dam mempertimbangkan estetika bangunan. Umumnya pada sstruktur
gedung, FVD dipasang sebagai diagonal bracing.
Gambar 3.5. Basic Mounting Attachment Styles
Gambar 3.6 The San Fransisco Pasific Center Office Building
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.7 Pemasangan Damper The Hotel Woodland, Woodland, California
Gambar 3.8 Pasific Northwest Baseball Stadium, Sheattle, Washington
Universitas Sumatera Utara
Dalam penelitian ini, penulis menggunakan program SAP 2000 mencoba menganalisis hasil respon struktur bangunan gedung beraturan yang dipasangkan
damper dengan 3 pola berbeda. Bracing pada lantai yang sama untuk ketiga pola, yang dibedakan adalah bentang yang dipasangkan damper dan arah diagonal damper.
1. Pola 1
Gambar 3.9 Penempatan Damper Pola 1
Pada pola 1, damper dipasang pada dua bentang tepi. Sehingga ada 8 damper pada setiap lantai yang dipasangi daper. Lantai 2, 4, dan 6 dipasangi FVD-
750 dan lantai 8, 10, dan 12 dipasangi FVD-1500. Hal ini karena gaya gempa bekerja lebih besar pada lantai atas. Bentuk ini umum digunakan pada
bangunan seperti hotel. Mengingat Fluid Viscous Damper menghasilkan damping force ketika dalam posisi tekan atau dengan kata lain ketika piston
menekan head sampai fluid berpindah ruang, maka dengan pola ini, dua damper bekerja pada arah yang sama pada waktu bersamaan, dan melepaskan
Universitas Sumatera Utara
gaya juga pada waktu bersamaan, sehingga pola ini cenderung memperkuat satu arah saja.
2. Pola 2
Gambar 3.40 Penempatan Damper Pola 2
Pada pola 2, damper dipasang pada dua bentang tengah saja. Sehingga ada 4 damper pada setiap lantai yang dipasangi damper. Lantai 2, 4, dan 6
dipasangi FVD-750 dan lantai 8, 10, dan 12 dipasangi FVD-1500. Pemilihan bentang tengah karena bracing pada bentang tengah dianggap lebih stabil
dibanding dengan bracing pada salah satu bentang tepi. Pemilihan pola ini dengan asumsi bahwa simpangan yang akan dihasilkan memang lebih besar
dibanding pola 1, namun akan dilihat apakah dengan pola ini bisa menghasilkan simpangan sesuai batas izin.
Universitas Sumatera Utara
3. Pola 3
Gambar 3.41 Penempatan Damper Pola 3 Pada pola 3, damper dipasang pada dua bentang tepi namun dengan arah diagonal
berlawanan. Ada 8 damper pada setiap lantai yang dipasangi damper. Lantai 2, 4, dan 6 dipasangi FVD-750 dan lantai 8, 10, dan 12 dipasangi FVD-1500. Perbedaan
pola 3 dengan pola 1 adalah pada proses pembentukan gaya damping oleh fluid viscous damper. Jika pada pola satu, dua damper menghasilkan dan melepaskan gaya
damping pada waktu bersamaan, maka pada pola 3 ini, dua damper bekerja berlawanan. Pada saat fluid damper pertama menekan cairan sehingga berpindah
ruang yang diikuti dengan gesekan antara semua elemen damper dan menghasilkan gaya damping dalam prosesnya, fluid damper yang kedua bekerja sebaliknya, yakni
Universitas Sumatera Utara
posisi tarik. Maka diasumsikan pola ini akan memberi pengaruh yang sama untuk kedua arah.
Analitis dalam persamaan Dinamika dengan menjadikan strutur dalam bentuk Lumped Mass.
K C
K K
C K
K C
K K
C K
K C
K K
C K
M12 M11
M10 M9
M8 M7
M6 M5
M4 M3
M2 M1
Universitas Sumatera Utara
dengan masing-masing matriks massa, kekakuan, dan redaman adalah sebagai berikut:
[ ] [
]
[ ] [
]
[ ] [
] Dengan n = 12
√
√
√ dimana pada damper, c dapat dihitung dengan rumus :
Dengan F= gaya redaman damper, V= kecepatan dan = velocity exponent
Universitas Sumatera Utara
√
Dengan nilai Sv dan Sd diambil dari respon struktur tanpa penggunaan damper.
Persamaan penjumlahan damping struktur dan damper:
Energy yang didisipasi oleh damper dalam satu osilasi didefinisikan
∫ ∫
diambil dari analisis time history pada struktur tanpa damper dan dikurang hingga menjadi 70 pengurangan 30.
adalah parameter yang bergantung pada velocity exponent .
Gambaran pengaruh damping tambahan pada tiap lantai
struktur beton bertulang diambil 2 damping tambahan dari total damper untuk setiap lantai
tanpa damper = 2 dengan damper pola 1 = 2 + 5.8 = 7.8
Universitas Sumatera Utara
dengan damper pola 2 = 2 + 2.9 = 4.9 dengan damper pola 3 = 2 + 5.8 = 7.8
Tanpa Damper Pola 1
Pola 2 Pola 3
Dengan damping tambahan yang sama, pola 1 dan 3 memiliki periode yang sama dan respon simpangan yang berbeda. Simpangan dengan pola 3 lebih kecil
dibandingkan dengan pola 1, hal ini bisa disebabkan oleh cara kerja FVD itu sendiri, yang bergantung pada kecepatan, sehingga walaupun unit damper yang ditambahkan
ke kedua struktur sama, tapi karena polanya berbeda sehingga menghasilkan redaman yang berbeda walaupun secara analisitis redaman tambahannya sama,
seperti perhitungan di atas. Dalam analisis SAP bisa diasumsikan hal ini terjadi karena penempatan damper berperilaku seperti bresing sehingga pola 1 dan pola 2
menghasilkan response yang berbeda.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN