Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
ABSTRAK
Gempa bumi merupakan fenomena alam yang sulit diduga dan dapat terjadi sewaktu-waktu. Gempa bumi dapat menimbulkan kerugian baik harta benda maupun jiwa manusia. Korban jiwa akibat gempa bumi ini sangat banyak, sehingga para peneliti terdorong untuk melakukan penelitian guna mengantisipasi atau meminimalisasi kerugian-kerugian akibat gempa bumi tersebut.

Dalam beberapa dekade terakhir, telah dilakukan sejumlah penelitian tentang penggunaan sistem kontrol. Sistem kontrol ini pada dasamya dibedakan menjadi dua, yaitu sistem kontrol pasif dan sistem kontrol aktif. Keduanya dapat dibedakan dan ada atau tidaknya gaya luar yang digunakan untuk melawan respon struktur akibat percepatan gempa bumi. Penelitian lebih lanjut tentang sistem kontrol ini adalah penggabungan kedua jenis sistem kontrol di atas yang diberi nama sistem kontrol hybrid. Penggunaan sistem kontrol ini diharapkan dapat menunjukkan hasil yang lebih baik dibanding kedua sistem kontrol sebelumnya. Penggunaan sistem-sistem kontrol tersebut dimaksudkan agar bangunan tidak mengalami kerusakan (kerusakan minimal) pada saat terjadi gempa-gempa besar (percepatan maksimum gempa sama dengan 0,4 g).

Salah satu algoritma kontrol aktif yang ada adalah Bounded-Force Control (BFC) Method. Metode ini telah diuji untuk bangunan rendah (2 DOF) dengan alat kontrol Active Mass Damper (AMD) oleh Benjamin Indrawan el. al3 Metode ini akan diterapkan pada struktur MDOF dengan alat kontrol yang disebut Active Base Isolator (ABI). Metode ini menerapkan suatu fungsi non-linier, karena gaya kontrol yang akan diberikan kepada struktur dibatasi oleh saturasi aktuator yang digunakan. Dengan metode ini, gaya kontrol selalu mencapai batas saturasinya, sehingga penggunaan aktuator akan optimal.

Hal yang penting pada penerapan BFC pada stmktur MDOF adalah pembentukan matrik pemberat (weighting matrix) yang sesuai, sehingga kinerja alat kontrol dapat bekerja dengan baik. Di dalam matrik pemberat (weighting matrix) tersebut terdapat koefisien-koefisien yang merupakan interaksi antara respon lendutan dan respon kecepatan pada struktur. Penetapan koefisien-koefisien ini akan berpengaruh pada kinerja BFC. Di dalam skripsi ini, pembentukan matrik pemberat (weighting matrix) tersebut dapat dilihat pada bab III.

Dalam skripsi ini, sistem kontrol hybrid (Active Base Isolator menggunakan metode Bounded-Force Control) akan disimulasikan terhadap struktur portal geser dua dimensi delapan lantai yang terkena percepatan gempa El Centro(1940), Kobe (1995), dan San Femando (1971). Ketiga percepatan gempa tersebut diambil untuk komponen utara-selatan (NS). Hasil simulasi tersebut dibandingkan dengan struktur dengan kontrol pasifdan struktur tanpa sistem kontrol.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa reduksi lendutan relatif (antara lantai kedelapan dengan lantai dasar) sebesar ± 65- 75% bila dibandingkan dengan struktur tanpa sistem kontrol dan mampu mereduksi ± 25 - 45% bila dibandingan dengan struktur dengan sistem kontrol pasif. Hasil ini terbukti lebih baik daripada menggunakan algoritma Linear Quadratic Regulator (LQR). Untuk variasi saturasi aktuator dari 150 - 450 kN, BFC dapat mereduksi lendutan base antara 10-25% dan mereduksi lendutan relatif sekitar 15%.

Sistem kontrol hybrid ini cukup efektif, sehingga kita dapat mendesain dimensi yang lebih kecil (ekonomis) tetapi bangunan cukup aman untuk digunakan.

---

Abstrak :
ABSTRAK
Gempa bumi merupakan gejala fisik yang disebabkan oleh fenomena alam yang tidak dapat dihindari. Terjadinya gempa bumi membawa banyak korban jiwa dan harta benda. Karena sifat gempa bumi yang memgikan itu khususnya bagi bangunan, harus diatasi dengan perencanaan struktur bangunan yang tahan terhadap efek destruktif gempa tersebut.

Pada awalnya perencanaan bangunan tahan gempa mengandalkan kekakuan dan kekuatan struktur. Selanjutnya dikembangkan metode yang mengandalkan daktilitas struktur yang dikenal sebagai Desain Kapasitas. Perkembangan terakhir perencanaan bangunan tahan gempa yang menggunakan device adalah sistem kontrol pasif maupun sistem kontrol aktif. Perbedaan dari sistem kontrol tersebut adalah ada tidaknya energi (gaya kontrol) luar yang drterapkan pada struktur di mana pada sistem kontrol aktif diterapkan energi (gaya kontrol) luar pada struktur.

Metode klasik dari sistem kontrol pasif adalah yang dikenal sebagai 'capacity design'.Konsep Disain Kapasitas ini merupakan aplikasi dari konsep daktilitas dimana energi gempa harus dipencarkan secara baik dalam struktur melalui mekanisme sendi plastis. Sistem kontrol pasif lainnya adalah viscoelastic damper, passive mass damper, base isolator, dsb. Oleh karena sistem kontrol pasif tidak lagi cukup efektif dalam mereduksi efek gempa pada struktur tinggi yang mempunyai jumlah mode getar yang banyak maka diterapkan sistem kontrol aktif pada struktur yang di antaranya adalah Active Bracing System, Active Tendon Control, Active Force, dsb.

Karena sistem kontrol aktif cukup merugikan biladitinjau dan sudut ekonomi maka dikembangkan sistem kontrol hybrid yang merupakan gabungan dan sistem kontrol pasif dan sistem kontrol aktif dengan tujuan menutupi keterbatasan masing-masing sistem kontrol di mana sistem kontrol pasif akan mereduksi efek-efek gempa kecil sampai menengah dan sistem kontrol aktif akan mereduksi efek-efek gempa menengah sampai besar.

Salah satu algoritma kontrol klasik yang dapat dikategorikan sebagai linear feedback adalah dengan menggunakan Linear Quadratic Regulator Active Force feedback di mana fungsi gaya kontrol merupakan fungsi linier terhadap respon struktur dan kemudian dikembangkan algoritma kontrol yang dikategorikan sebagai non-linier feedback yaftu Non-Unier Velocity Feedback, terbukti cukup efektif dalam mereduksi respon struktur akibat gempa bumi.

Dalam skripsi ini, sistem kontrol hybrid (Base Isolator + Active Force) yang diformulasikan berdasarkan kedua algoritma di atas) dianalisa secara dinamik dengan menggunakan program komputer MATLAB_ dan SIMULINK_9 . Analisa dinamik yang dilakukan adalah analisa time history dengan metode integrasi Runge-Kutta orde 4, karena dengan menggunakan analisa ini dapat diketahui respon time history struktur bangunan secara lengkap selama terjadi gempa. Sistem kontrol hybrib tersebut disimulasikan terhadap struktur portal geser delapan lantai yang dikenai percepatan gempa El Centro pada komponen utara-selatan (NS) (1940), gempa San Fernando (NS) (1971) dan Kobe (NS) (1995), dan hasilnya dibandingkan dengan sistem kontrol pasif (Base Isolator) dan sistem tanpa kontrol. Dan terakhir, hasil dari kedua algoritma yaitu linier dan non-linier feedback dibandingkan.

Hasil simulasi menunjukkan-reduksi interstory drift sampai dengan 78% dapat dicapai oleh struktur yang dilengkapi dengan Bl, dan sampai dengan 81% dapat dicapai oleh struktur yang dilengkapi dengan sistem konrol hybrid, yang dikenai percepatan gempa San Fernando. Dan dari kedua algoritma yang diperbandingkan pada skripsi ini ternyata bahwa selain algoritma dengan Non-Unier Velocity Feedback memberikan hasil yang lebih baik 12 % daripada dengan Linier Quadratik Regulator juga sederhana dalam implementasinya.

Dengan sistem kontrol di atas, struktur dapat didesain dengan dimensi yang lebih kecil, dan tanpa resiko kerusakan struktural dan arsitektural pada saat terjadinya gempa bumi, sehingga lebih meningkatkan-fungsional dan keamanan bagi bangunan.

Dan selanjutnya dalam mendesain sistem kontrol suatu struktur dengan mempertimbangkan properties struktur dan karakteristik dominan gempa di daerah tersebut diharapkan dapat menentukan alat kontrol yang paling efektif untuk mereduksi respon struktur dengan algoritma kontrol yang paling tepat.

---