Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Moda getar dan frekuensi natural yang merupakan karakteristik dinamik suatu sistem struktur, terbentuk berdasarkan properti fisik serta konfigurasi dari tiap komponen penyusun suatu sistem struktur. Sehingga perubahan karakteristik dinamik berarti juga perubahan pada properti fisik ataupun konfigurasi sistem struktur. Sehingga berlandaskan dari ide ini, dikembangakan suatu metode identifikasi lokasi dan tingkat kerusakan dengan memanfaatkan perubahan pada karakteristik dinamik.Pada penelitian ini salah satu metode tersebut ditampilkan, dan dilakukan beberapa simulasi dengan metode tersebut. Metode ini mampu memberikan hasil yang akurat untuk penentuan lokasi kerusakan, namun untuk penentuan tingkat kerusakan terdapat beberapa kekurangan, yaitu dibutuhkannya data modal yang cukup banyak serta besarnya kerusakan dan banyak elemen yang diidentifikasi secara simultan memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap keakurasian hasil dari penentuan tingkat kerusakan. Selain itu untuk identifikasi tingkat kerusakan, disimpulkan bawah lokasi elemen dan fungsinya memiliki andil terhadap baik atau buruknya hasil identifikasi.

---

Modes of vibration and natural frequencies are the dynamic characteristics of a structural system, which are formed by the physical properties and the spatial configuration of each component in a structural system. By this definition, a shift in each value of the dynamic characteristics means also that changes happen in the physical properties or the spatial configuration of the structure. Based on this idea, some methods to identify structural damage based on dynamic chracteristics are developed.In this research one of these methods is presented, and some simulations are carried out. This method is capable to identify the damage?s location with high accuracy, but there are some weaknesses on how the method identify the severity of the damage, such as; the method requires large number of modal data to identify damage severity on several elements and the amount of element identified with this method will affect drasticly the accuracy of this method. In addition, based on the simulation, the location and the function of the element identified, also affect the accuracy of the damage?s severity identification method."

"ABSTRAKSesuai dengan kemajuan yang menuju era globalisasi ini, di mana diperlukan suatu hasil perhitungan struktur dengan tingkat ketelitian dan kehandalan yang tinggi, maka dalam hal ini diperlukan Metoda Elemen Hingga yang merupakan suatu prosedur numerik yang cukup memadai untuk menganalisa dan menyeliesaikan masalah analisa struktur yang rurnit tersebut.Metode Elemen Hingga merupakan metode pendekatan yakni dengan melakukan diskritisai terhadap suatu struktur menjadi elemen-elemen yang sederhana dengan jumlah nodal dan derajat kebebasan tertentu. Gabungan dari elemen-elemen ini diharapkan dapat mendekati sifat-sifat struktur yang sebenarnya baik geometri, energi, kekakuan maupun medan lendutannya. Metoda Elemen Hingga merupakan suatu metoda numerik yang keberhasilan aplikasinya tergantung pada derajat ketelitian diskritisasi dan kualitas elemen yang digunakan, dan cars pemilihan dan penggabungan algoritma iterasi serta kemampuan komputer yang digunakan. Dalam penulisan teisis ini, akan dibahas secara lengkap mengenai konsep Plane Fiber Rotation yang akan diterapkan pada elemen FRT (Fiber Rotation Triangle) dengan 3 nodal 9 DOF pada analisa getaran bebas membran. Hal yang menjadi dasar konsep ini adalah bahwa liap-liap nodal elemen memiliki 2 buah kebebasan translasi u; dan v; serta 1 buah kebebasan rotasi dalarn arah normal 0,,. Dengan adanya penambahan derajat kebebasan berotasi dalam arah normal maka tentu saja pendekatan medan peralihan dan deformasi berbeda dengan elemen standard CST 3 nodal 6 DOF , yang mengakibatkan matriks kekakuan dan tentu saja tegangan dan perpindahan yang berbeda pula.Setelah dilakukan formulasi dari masing-masing elemen, sebagai salah satu bagian penulisan ini akan dibuat subroutine elemen FRT dengan program PCFEAP (Personal Computer Finite Element Analysis Program) yang kemudian dikembangkan menjadi U1-FEAR Pada analisa statik dilakukan pengujian terhadap elemen tersebut yang berupa patch-test dan test konvergensi, sedangkan pada analisa getaran bebas pengujian dilakukan untuk mencari solusi nilai frekuensi natural yang didapat dari analisa dinarnis terhadap beberapa struktur dengan bentuk dan karakteristik tertentu. Solusi nilai frekuensi natural sangat ditentukan oleh formulasi matrik kekakuan dan formulasi matrik massa, sehingga apabila solusi yang dihasilkan sesuai dengan solusi referensi maka formulasi kekakuan dan massa elemen tersebuat dapat dikatakan baik. Dengan memodelisasi elemen menggunakan konsep Plane Fiber Rotation diharapkan dapat menghasilkan elemen dengan performance yang lebih baik atau lebih mendekati solusi eksak yang ada dibandingkan dengan elemen-elemen yang lain."

"Elemen Fiber Rotation Quadrilateral (FRQ) merupakan elemen membran 4 nodal dengan 3 derajat kebebasan per nodal dengan model peralihan rotasinya diformulasikan berdasarkan konsep dasar Plan Fiber Rotation. Pengembangan untuk memperbaiki kehandalan elemen membran klasik Q4 ini yang hanya memiliki 2 derajat kebebasan per nodal yaitu translasi u dan v dalam arah sumbu x dan y terletak pada penambahan derajat kebebasan rotasi 6z yang mengelilingi sumbu normal bidang permukaan yang dikemukakan oleh Ayad R., Dhatt G, Batoz JL [A3]. Penambahan derajat kebebasan rotasi ini telah meningkatkan ketelitian perhitungan serta kemampuan untuk dikombinasikan dengan elemen pelat lentur, sehingga membentuk elemen cangkang.Formulasi matrik kekakuan elemen FRQ mempunyai permasalahan spurious modes yang diakibatkan oleh keikutsertaannya rotasi bidang Oz yang mengakibatkan suatu mode kinematis parasit yang tidak menimbulkan deformasi maupun energi sedikit pun, sedangkan akibat yang lainnya disebabkan oleh pengurangan jumlah titik integrasi terhadap proses integrasi numerik dalam perhitungan matrik kekakuan elemen FRQ, yaitu integrasi eksak 3x3 titik gauss menjadi integrasi reduksi 2x.2 titik gauss. Namun permasalahan ini dapat diatasi dengan matrik stabilisasi 1 dan 2 sepeni yang telah dilaporakan dalam penelitiannya Isvara W [ 13 ], dimana hasil uji numerik statik memberikan hasil yang cukup memuaskan.Dalam permasalahan uji numerik dinamik, formulasi matrik massa untuk elemen FRQ dilakukan dengan menggunakan formulasi matrik massa tergumpal (lump mass) maupun matrik massa konsisten (Consistent mass) dengan memperhitungkan peralihan rotasi (FRQ (CM-TR)) maupun tanpa memperhitungkan peralihan rotasi (FRQ (CM-TO)).Penelitian terhadap uji numerik dinamik perlu dilakukan dalam usaha memperoleh keyakinan akan kehandalan elemen FRQ ini terhadap kasus-kasus dinamik getaran bebas selain kehandalan yang telah diperoleh dalam kasus-kasus statik terdahulu. Program yang dipergunakan dalam penelitian adalah program IJI FEAP yang merupakan pengembangan dart program PC-FEAP yang dibuat oleh Zienkiewicz [Z1,Z2]. Dimana selain fasilitas perhitungan nilai eigen yang dilakukan dengan mempergunakan metode Subspace saja, telah dapat dilakukan juga dengan mempergunakan metode Lanczos dan penambahan kemampuan perhitungan matrik massa tergumpal, matrik massa konsisten dan matrik massa HRZ.Pembahasan dalam tesis ini akan dibatasi pada pembebanan staffs dan dinamis getaran bebas,hubungan tegangan dan regangan bersifat elastis liner, jenis material yang dianalisa adalah isotropis homogen dan struktur yang dianalisa adalah pelat membran dengan tiga derajat kebebasan flap nodal.Metoda penulisan tesis berdasarkan studi pustaka yang didukung dengan bantuan penggunaan komputer beserta perangkat lunaknya didalam melakukan pemrograman dan analisa numerik terhadap elemen yang diuji.Pada evaluasi uji numerik dinamik, kinerja elemen FRQ akan dibandingkan dengan kinerja elemen yang dipergunakan dalam program SAP90 dengan matrik massa tergumpal, dan dilakukan dengan mengacu pada standar pengujian NAFEMS (National Agency for Finite Element Methods and Standards - United Kingdom)."

"Elemen Allman Quadrilateral (AQ4) adalah elemen yang dikembangkan dengan mengkombinasikan keunggulan elemen klasik Q4 dan Q8 . Elemen ini memiliki 4 nodal sudut dengan masing-masing nodal memiliki 3 derajat kebebasan yaitu ; translasi - x, translasi - y dan drilling rotation. Geometri elemen ini sederhana seperti elemen Q4, akan tetapi akurasi perhitungannya mendekati elemen Q8. Hal ini disebabkan oleh ditambahkannya derajat kebebasan drilling rotation yang diturunkan dan nodal sisi tengah elemen yang shape fimctionnya sama seperti nodal tengah sisi elemen Q8. Untuk meningkatkan kinerjanya, pada proses integrasi numerik perhitungan matrik kekakuan elemen AQ4 jumlah titik integrasi dikurangi clan 3x3 menjadi 2x2.Pengurangan ini mengakibatkan munculnya rank deficiency dan spurious mode. Namun, masalah tersebut dapat diatasi dengan stabilisasi matrik kekakuan. Penelitian yang dilakukan Hillman Aprira pada karya tulisnya [A3] terhadap elemen AQ4 dengan stabilisasi numerik tersebut pada kasus statik telah memberikan hasil yang memuaskan. Penelitian ini merupakan kelanjutan dari penelitian Hillman yang bertujuan untuk menguji keandalan elemen AQ4 tersebut terhadap kasus-kasus dinamik, khususnya analisa dinamik getaran bebas.Penelitian dilakukan dengan menggunakan formulasi matrik masa tergumpal dan matrik massa konsisten. Program yang digunakan adalah UI-FEAP yang dikembangkan dari PC1EAP dengan melengkapi fasilitas perhitungan nilai eigennya. PCFEAP hanya memberikan fasilitas perhitungan nilai eigen metode Subspace dengan matrik massa tergumpal. Setelah dikembangkan menjadi UI-FEAP memberikan 3 alternatif perhitungan matrik massa yaitu : matrik massa konsisten, matrik massa HRZ dan matrik massa tergumpal dengan 2 alternatif metode perhitungan nilai eigen yaitu : metode Lanczos atau Subspace, untuk menyelesaikan ketiga alternatif matrik massa tersebut. Standar pengujian dilakukan berdasarkan NAFEMS dengan memperhatikan nilai-nilai frekuensi naturalnya. Sebagai pembanding dipakai SAP90 yang memakai matrik massa tergumpal."

"Dalam penelitian ini dilakukan analisis karakteristik dinamik struktur roket pada roket bertingkat RX-420/RX-250 ketika kondisi roket sedang terbang bebas lepas dari peluncur roket (Free-Flying), dengan bantuan perangkat lunak berbasis Metode Elemen Hingga. Pada roket bertingkat ini motor roket RX-420 digunakan sebagai ?booster?, sedangkan untuk ?sustainer? digunakan motor roket RX-250. Dalam analisis ini modus getar dari struktur liner, propelan dan inhibitor ikut dihitung. Hasil analisis modus normal, harga frekuensi alami modus-getar orde satu untuk struktur roket bertingkat ini pada bentuk modus pertama sampai bentuk modus ke enam harganya ? = 8.45076E-4 Hz. Pengaruh modus getar dari struktur roket bertingkat ini terhadap struktur muatan akan terasa pada harga ?= 14,50862 Hz dan ?= 47,08226 Hz, baik dalam arah lateral maupun vertikal. Harga natural frekuensi modus getar orde satu untuk struktur sirip dari booster berada pada harga ?= 55.50 Hz s/d ?= 56.97, sedangkan harga frekuensi alami modus getar orde satu untuk struktur sirip dari sustainer berada pada harga ?= 71,22 Hz s/d ?= 73,83 Hz. Untuk struktur propelan booster dan sustainer harga 1st frekuensi alami modus getar berada pada ?= 75,14 Hz sampai dengan ?= 77.30 Hz, baik untuk gerakan arah longitudinal, vertikal dan rotasi."

"Pengaruh karakteristik dinamik dari isolasi seismik dan struktur terhadap kontrol hybrid Iinier Dalam rangka mereduksi efek deslruktif gempa bumi terhadap struktur yang dapat menimbulkan kerugian secara moril maupun materil, saat ini telah berkembang suatu sistem kontrol stmktur dengan metode kontrol hibrid yaitu penggabungan metode kontrol pasif dan metode kontrol aktif. Kontrol struktur pada metode kontrol pasif dilakukan dengan merubah karaktenslik struktur sedangkan pada metode kontrol aktif kontrol terhadap struktur dilakukan dengan memberikan gaya Iuar yang melawan gaya gempa.Dalam tulisan ini penerapan metode kontrol hibrid dilakukan dengan memasang base isolator sebagai kontrol pasif dan penggunaan active force sebagai kontrol aktif, dimana base isoiator yang digunakan dilengkapi dengan aktuator sehingga memberikan gaya kontrol pada bagian dasar struktur (Active Base Isolator).Mekanisme pemberian gaya kontrol yang digunakan pada tulisan ini adalah Linear Quadratic Regulator (LQR) dimana gaya kontrol yang terjadi selalu berubah terhadap kondisi/respon struktur secara linear sehingga gaya kontrol maksimal hanya terjadi sesaat pada respon struktur yang terbesar.Untuk mengetahui parameter-parameter yang mempengaruhi kinerja sistem kontrol hibrid dilakukan simulasi terhadap struktur portal geser B Iantai dengan variasi jenis gempa, karakteristik struktur/isolator dan gaya kontrol. Dimana jenis gempa yang digunakan adalah gempa El Centro (1940) pada komponen NS (North-South), gempa Kobe (1995) pada komponen NS dan gempa San Femando pada komponen NS. Perubahan karakteristik strukturlisolator dilakukan dengan merubah kekakuan dan rasio redaman dari isolator sedangkan variasi gaya kontrol dilakukan dengan merubah gain R.Sementara itu respon struktur yang dianalisa berupa respon displacement/peralihan pada lantai atas, intelstory drift maksimum dan Drift Reduction Factor (DRF). Simulasi dilakukan dengan menggunakan program MATLAB dan SIMULINK dan respon stmktur yang terjadi dianalisa dengan metode integrasi linier dengan penyelesaian persamaan differensial menggunakan metode Runge Kutta orde 4 karena metode ini dapat memberikan hasil yang Iebih baik dibanding metode Euler-Gauss atau metode Newmark-Betta.Hasil simulasi menunjukkan bahwa respon struktur akibat variasi kekakuan isolator dipengaruhi oleh periode alami struktur dan periode predominan gempa. Sedangkan jika redaman isolator diperbesar maka akan memberikan nilai displacement yang semakin kecil. Reduksi pada top floor displacement sampai dengan 78.3% dapat dicapai oleh struktur dengan sistem kontrol hibrid, dan sampai dengan 76% untuk struktur dengan sistem kontrol pasif untuk gempa EI Centro dengan kekakuan isolator sebesar 18050 kN/m."

"Suatu metode yang telah dikembangkan untuk mengatasi gaya-gempa adalah menggunakan metode kontrol hibrid. Metode kontrol hibrid merupakan penggabungan antara kontrol pasif dimana pengontrolan dilakukan dengan merubah karakteristik struktur agar dapat menyesuaikan dengan gaya-gaya yang dapat diterima struktur tanpa ada energi Iuar yang dikerjakan pada struktur, dengan kontnol aktif dimana energi Iuar diberikan pada struktur.Kontrol hibrid yang digunakan dalam skripsi ini adalah penggabungan Base Isolator yang merupakan alat kontmi pasif dan Active Bracing System (ABS) yang mempakan alat kontrol aktif dengan algoritma Non Umar Velocity Feedback. Yang dimaksud dengan Non Linier adalah besamya gaya kontrol yang diberikan bukan mempakan fungsi linier dari respon struktur dimana dalam hal ini adalah keoepatan struktur. Pembatasan dilakukan dengan penggunaan nilai saturasi yang merupakan batas maksimal dari penggunaan gaya kontrol yang boleh digunakan atau yang teriadi pada aktuator. Dengan pembatasan ini maka aktuator dapat digunakan secara optimal karena kapasitas maksimum dari aktuator yang digunakan sering tercapai.Simulasi dilakukan menggunakan program komputer dalam bahasa MATLAB versi 5.2 yang telah dibuat dengan fasilitas SIMULINK versi 2.2. SimuIasi dilakukan terhadap struktur portal geser delapan lantai dengan beberapa variasi kekakuan Base Isofaton rasio redarnan isolator, nilai gain dan saturasi, dimana struktur dikenai percepatan gempa EI Centro (1940) pada komponen utara-selatan (NS), gempa San Femando-NS (1971) dan Kobe-NS (1995). Dari hasil simulasi tersebut dapat dievaluasi parameter-parameter yang mempengaruhi penggunaan alat kontrol tersebut.Untuk mendapatkan hasil respon dinamik dari struktur maka persamaan dinamik yang telah dibentuk diselesaikan dengan menggunakan metode integrasi numerik dengan metode Runge Kuna orde 4 (RK4). Metode RK4 ini menggunakan asumsi integrasi dengan fungsi hasil integrasi berorde 4. Metode ini telah terbukli Iebih baik dibandingkan metode Euter-Gauss ataupun Newmark Beta dengan membenkan nilai error yang lebih kecil.Hasil simutasi menunjukkan bahwa perubahan kekakuan dan rasio redaman isolator memberikan pengaruh yang cukup sensitif terhadap respon struktur. Dengan ditingkatkannya kekakuan Base Isolator maka peralihan struktur akan cenderung meningkat Dan semakin besamya rasio redaman isolator, maka peralihan akan semakin berkurang. Lain halnya dengan variasi nilai gain dan saturasi yang kurang sensitif terhadap respon struktur, dimana perubahan nilai peralihan hanya berkisar 1 cm untuk perubahan saturasi yang cukup besar yaitu 150 kN. Penggunaan gain yang terlalu besar tidak lagi etisien karena perbedaan peralihan yang dihasilkan sangat kecil.Dengan sistem kontrol di atas, struktur dapat didisain dengan dimensi yang lebih kecil dan dapat mengurangi masalah pendetailan yang rumit tanpa menimbulkan resiko kerusakan struktural dan arsitektural pada saat terjadinya gempa bumi sehingga Iebih aman bagi pengguna bangunan."