11
solusi non trivial ada. Nilai λ seperti ini dinamakan nilaieigen, dan solusi untuk X
yang berkaitan dengan nilaieigen ini disebut vektor eigen Gere dan Weaver,1987.
2.4.2 Vektor Eigen
Setelah nilaieigen suatu matriks ditemukan, maka vektoreigen yang berkaitan dengan nilaieigen tersebut dapat diperoleh dengan menyelesaikan
himpunan persamaan homogen yang sesuai lihat Persamaan 2-3 dan 2-4. Berkaitan dengan tiap nilaieigen
λ
i
yang berbeda, akan terdapat vektor-eigen Xi yang tak nol. Vektoreigen merupakan solusi dari persamaan homogen yang dapat
diperoleh dengan memasukkan nilai λ
i
ke dalam Persamaan 2-3 sebagai berikut: A –
λ
i
X
i
= 0 2-6
Gere dan Weaver,1987
2.5 Dekomposisi Nilai Singular SVD
Dekomposisi nilai singular atau singular value decomposition SVD merupakan salah satu teknik pemfaktoran matriks, baik untuk entry real atau
kompleks. Dekomposisi biasanya dilakukan untuk matriks
n n
A
×
, tetapi SVD dapat digunakan pada matriks
n m
A
×
. Jika
C a
ij a
mxn A
ij
∈
=
dengan ,
maka
H nxn
mxn mxm
mxn
V S
U A
=
dengan
nxn mxm
V U
dan matriks uniter dan
mxn
S matriks segitiga. Matriks uniter
nxn mxm
V U
dan dibangun dari matriks vektor eigen
A A
H
dan
H
AA . Sedangkan matriks
mxn
S adalah matriks segitiga dengan entry pada diagonal utamanya adalah
12
akar nilai eigen
i
λ σ =
positif dari matriks A
A
H
yang disebut dengan nilai singular
Priastuti, 2008.
2.6 Getaran Bebas Tanpa Redaman
Sistem yang begetar bebas tanpa redaman merupakan hal penting dalam analisis dinamik. Dalam hal ini persamaan gerak menjadi:
2-7 Hal ini berkaitan dengan sifat yang unik dari setiap struktur. Jika struktur
bergetar bebas tanpa redaman maka suatu saat terjadi suatu pola atau ragam getaran tertentu dari bentuk perpindahan lantai-lantai. sehingga perpindahan dapat
ditulis sebagai U =
φ
i
sin ω
i
t + α
i
2 - 8 Selanjutnya dengan menurunkan pers. 2-8 dua kali diperoleh
Ů = ω
i
φ
i
cos ω
i
t + α
i
2 - 9 Ü = -
ω
i 2
φ
i
sin ω
i
t + α
i
= - ω
i
U 2-10
Dengan mensubstitusikan persamaan 2-10 dan 2-8 pada persamaan 2-9 menghasilkan
-M ω
i 2
φ
i
sin ω
i
t + α
i
+ K φ
i
sin ω
i
t + α
i
= 0 K-
ω
i 2
M φ
i
sin ω
i
t + α
i
= 0 atau
K– ω
i 2
M φ
i
= 0 2-11
Persamaan 2-11 adalah persamaan simultan homogen karena di sebelah kanan tanda sama dengan nilainya nol. Persamaan ini dikenal sebagai permasalahan
= + U
K U
M
13
eigenvalue. Jika persamaan ini diselesaikan, nilai φ
i
tidak dapat kita dapatkan. Untuk itu biasanya dinounalisasi misalnya dengan mengambil nilai relatif dari
elemen φ
i
. Dalam hal ini φ
i
merupakan vektor bentuk ragam mode shape atau
eigenvector struktur, jika bergetar bebas dengan frekuensi sudut alami sebesar ω
i
. Nilai waktu getar alami untuk ragam yang ke-i, tentunya juga dapat diperoleh
dengan T= 2-12
Untuk sistem yang mempunyai N-derajat kebebasan. mempunyai sejumlah N ragam getaran
φ
i
sampai dengan φ
N
yang masing-masing bergetar dengan frekuensi lingkaran alami
ω
i
sampai dengan ω
N
atau T, sampai dengan T
N
. Jadi
ω
1
dan pasangannya φ
1
= φ
φ φN
= φ
φ φN
ω
2
dan pasangannya φ
2
= φ
φ φN
= φ
φ φN
, dan seterusnya.
Vektor bentuk ragam φ
={ φ} jika di kelompokkan menjadi matriks
bentuk ragam θ, yaitu
Φ =[φ
1
φ
2
… φ
N
] = φ φ … φ N
φ φ … φ N …
φN φN … φNN 2-13
Persamaan 2-11 dengan mengambil determinan dari K– ω
i 2
M s a m a d e n g a n n o l a t a u
|K– ω
i 2
M | = 0 2-13
1
2
14
Dari persamaan 2-13 akan diperoleh nilai-nilai ω
i
yang selanjutnya jika disubstitusikan pada pers. 2-11 akan diperoleh nilai-nilai ragam getaran {
φ}
i
setelah sebelumnya dilakukan normalisasi Arfiadi, 2003.
2.7 Deteksi Kerusakan Struktur
