2.2.2 Kekakuan
Kekakuan adalah salah satu dinamik karakteristik struktur bangunan yang sangat penting disamping massa bangunan. Antara massa dan kekakuan struktur akan
mempunyai hubungan yang unik yang umumnya disebut karakteristik diri atau Eigenproblem.
Hubungan tersebut akan menetukan nilai frekuensi sudut ω, dan periode getar struktur T. Kedua nilai ini merupakan parameter yang sangat penting
dan akan sangat mempengaruhi respon dinamik struktur. Secara teoritis hubungan kekakuan dan periode adalah :
T = k
m π
2
Pada prinsip bangunan geser shear building balok pada lantai tingkat dianggap tetap horizontal baik sebelum maupun sesudah terjadi pergoyangan. Adanya
plat lantai yang menyatu secara kaku dengan balok diharapkan dapat membantu kekakuan balok sehingga anggapan tersebut tidak terlalu kasar. Pada prinsip desain
bangunan tahan gempa dikehendaki agar kolom lebih kuat dibandingkan dengan balok, namun demikian rasio tersebut tidak selalu linear dengan kekakuannya.
Dengan prinsip shear building, struktur dimungkinkan untuk memakai lumped mass model. Pada prinsip ini, kekakuan setiap kolom dapat dihitung berdasarkan rumus
yang telah ada. Pada prinsipnya, semakin kaku balok maka semakin besar kemampuannya dalam mengekang rotasi ujung kolom, sehingga akan menambah
kekuatan kolom. Perhitungan kekakuan kolom akan lebih teliti apabila pengaruh plat lantai diperhatikan sehingga diperhitungkan sebagai balok T.
Kekakuan kolom jepit-jepit dirumuskan sebagai berikut: K =
3
12 h
EI 2.2.2
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan kekakuan jepit-sendi dapat dihitung sebagai berikut: K =
3
3 h
EI 2.2.3
Dimana : K = kekakuan kolom kgcm E = elastisitas kgcm
2
I = inersia kolom cm
4
h = tinggi kolom cm
2.2.3 Redaman
Redaman merupakan peristiwa pelepasan energi energi dissipation oleh struktur akibat adanya berbagai macam sebab. Beberapa penyebab itu antara lain
adalah pelepasan energi oleh adanya gerakan antar molekul didalam material, pelepasan energi oleh gesekan alat penyambung maupun system dukungan, pelepasan
energi oleh adanya gesekan dengan udara dan pada respon inelastic pelepasan energi juga terjadi akibat adanya sendi plastis. Karena redaman berfungsi melepaskan energi
maka hal ini akan mengurangi respon struktur. Secara umum redaman atau damping dapat dikategorikan menurut damping system dan damping types. Damping system
yang dimaksud adalah bagaimana sistem struktur mempunyai kemampuan dalam menyerap energi. Menurut sistem struktur yang dimaksud, terdapat dua sistem
disipasi energi yaitu :
2.2.3.1.Damping Klasik Classical Damping
Apabila dalam sistem struktur memakai bahan yang sama, yang mempunyai rasio redaman damping ratio yang relatif kecil maka sistem struktur tersebut
mempunyai damping yang bersifat klasik classical damping. Damping dengan sistem ini akan memenuhi kaidah kondisi orthogonal orthogonality condition.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3.2.Damping Nonklasik Non Classical Damping
Damping dengan sistem ini akan terbentuk pada suatu sistem struktur yang memakai bahan yang berlainan yang mana bahan-bahan yang bersangkutan
mempunyai rasio redaman yang berbeda secara signifikan. Sebagai contoh suatu bangunan yang bagian bawahnya dipakai struktur beton bertulang sedangkan bagian
atasnya memakai struktur baja. Antara keduanya mempunyai kemampuan disipasi energi yang berbeda sehingga keduanya tidak bisa membangun redaman yang klasik.
Adanya interaksi antara tanah dengan struktur juga akan membentuk sistem redaman yang non-klasik, karena tanah mempunyai redaman yang cukup besar misalnya antara
10-25 , sedangkan struktur atasnya mempunyai rasio redaman yang relative kecil, misalnya 4-7 .
Berdasarkan jenisnya, maka damping dapat dibedakan dalam beberapa golongan yaitu sebagai berikut:
1. Damping proporsional terhadap massa Mass Proportional Damping
Dalam hal ini suatu damping akan berbanding langsung dengan massa struktur. Apabila dipakai matriks massa diagonal, maka damping matriks juga hanya
pada diagonal saja. Chopra 1995 mengatakan bahwa damping jenis ini agak kurang rasional secara fisik karena massa hanya bersinggungan dengan udara padahal
redaman akibat ini relative kecil dan bahkan kadang-kadang dapat diabaikan.
2. Damping proporsional dengan kekakuan Stiffness Proportional Damping
Senada dengan sebelumnya, redaman jenis ini merupakan fungsi dari kekakuan, artinya isian pada matriks redaman akan senada dengan matriks kekakuan.
Selanjutnya Chopra 1995 mengatakan bahwa, damping jenis ini secara fisik agak rasional, karena disipasi energi akan dikaitkan dengan dengan deformasi antar tingkat.
Deformasi atau simpangan antar tingkat banyak bergantung pada kekakuan dan
Universitas Sumatera Utara
banyak pernyataan telah disampaikan bahwa semakin besar simpangan struktur maka semakin besar pula potensi meredam energi.
3.Damping proporsional dengan massa dan kekakuan Mass and Stiffness Proportional Damping
Menyadari bahwa dua jenis redaman di atas masih mempunyai kelemahan- kelemahan maka umumnya dipakai kombinasi antara kedua jenis redaman tersebut.
Kelemahan-kelemahan terletak pada nilai-nilai rasio redaman pada mode-mode yang lebih tinggi. Pada jenis redaman yang pertama dan kedua, pada mode-mode yang
lebih tinggi rasio redamannya menjadi sangat kecil dan sangat besar. Sebaliknya pada mode-mode yang rendah rasio redamannya menjadi kebalikannya. Dengan kenyataan
inilah dipakai kombinasi antar jenis redaman yang pertama dengan yang kedua. Masalah redaman pada struktur memang relatif lebih kompleks disbanding
dengan dinamik karakteristik yang lain seprti massa dan kekakuan. Dua hal yang terakhir ini relatif mudah dimengerti dan dihitung. Sebaliknya masalah redaman, baik
mekanisme dan besarannya relatif sulit dimengerti.
2.3 SIMPANGAN DRIFF AKIBAT GAYA GEMPA
Simpangan driff adalah sebagai perpindahan lateral relative antara dua tingkat bangunan yang berdekatan atau dapat dikatakan simpangan mendatar tiap-tiap
tingkat bangunan horizontal story to story deflection. Simpangan lateral dari suatu system struktur akibat beban gempa sangat
penting yang dilihat dari tiga hal, menurut Farzat 1989: 1.
Kestabilan struktur structural stability 2.
Kesempurnaan arsitektural architectural integrity dan potensi kerusakan bermacam-macam komponen bukan struktur
Universitas Sumatera Utara
Kategori