METODE SEDERHANA UNTUK MENGETAHUI KARAKTERISTIK DINAMIK MODEL STRUKTUR PADA SKALA LABORATORIUM
DOI:
https://doi.org/10.21063/jtm.2015.v5.i2.117-126Kata Kunci:
Karakteristik dinamik struktur, model sistem getaran struktur, frekuensi pribadi, simulasi numerik, eksperimenAbstrak
Informasi karakteristik dinamik struktur atau parameter modal diperoleh dengan prosedur modal (theoretical modal analysis atau TMA, experimental modal analysis atau EMA dan operational modal analysis atau OMA). Pada penelitian ini dilakukan suatu cara sederhana yang dapat mendeskripsikan TMA dan EMA terhadap model sistem getaran struktur. Tujuan penelitian ini adalah menentukan salah satu karakteristik dinamik struktur berupa frekuensi pribadi secara teoritis dan eksperimental terhadap sebuah model sistem getaran struktur, yang mana sistem ini tereksitasi oleh gaya dinamik dari ketidakseimbangan massa yang berfrekuensi sebesar frekuensi putaran motor pada sistem. Sistem yang dirancang terdiri dari 3 (tiga) buah massa yaitu massa pada bagian struktur bawah (Massa-1), massa pada bagian struktur tengah (Massa-2) dan massa pada bagian struktur atas (Massa-3). Massa-1 dengan Massa-2 dihubungkan oleh 4 (empat) buah batang penghubung. Begitupun halnya Massa-2 dengan Massa-3. Khusus Massa-1 ditumpu dengan 4 (empat) buah bantalan dan dikondisikan hanya dapat bergetar secara horizontal (searah sumbu-x). Getaran Massa-1 ini dibatasi oleh 2 (dua) buah pegas yang masing-masingnya menghubungkan Massa-1 dengan tumpuan sebelah kanan dan kiri. Pada struktur ini ditempatkan sebuah motor yang dikondisikan mempunyai sistem dengan massa tak seimbang (disk dengan unbalance mass) dengan 3 (tiga) variasi penempatan motor, yaitu penempatan pada Massa-1, Massa-2 dan Massa-3. Penentuan harga frekuensi pribadi secara teoritis dari alat uji model sistem getaran struktur menggunakan metode simulasi numerik dengan perangkat lunak MATLAB. Secara eksperimen, harga frekuensi pribasi ditentukan dengan melakukan pengujian struktur. Pada pengujian ini, putaran motor dikontrol dari putaran ± 100 RPM hingga ± 1800 RPM. Dari simulasi numerik dan eksperimen yang telah dilakukan diperoleh 3 (tiga) buah frekuensi pribadi sistem untuk masing-masing variasi penempatan sistem motor pada sistem. Jika hasil simulasi numerik dibandingkan terhadap eksperimen diperoleh kesalahan yang berkisar antara 4% hingga 18%. Perbedaan hasil simulasi numerik terhadap eksperimen disebabkan karena pada simulasi numerik tidak memperhitungkan gaya gesekan bantalan yang menumpu struktur terhadap tumpuan sistem
Referensi
Adriyan, Bur, M., Rusli, M. dan Son, L. (2012): Penerapan Teknik Analisis Modal Teoritik dan Eksperimental untuk Identifikasi Parameter Modal Model Struktur Bangunan Dua Lantai, In Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XI (SNTTM XI) & Thermofluid IV, Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta, pp. 2188- 2194.
Almazan, J. L. dan De La Llera, J. C. (1998): Modelling Aspects of Structures Isolated With the Frictional Pendulum System, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 27, pp. 845- 867.
Ashari, E. E. (2014): Calculating Free and Forced Vibrations of multi-story Shear Buildings by Modular method, Jurnal Teknik Mesin Vol. 5, No. 2, Oktober 2015: 117-126 126 Research Journal of Recent Sciences, Vol. 3(1), pp. 83-90.
Beyer, K., Dazio, A. dan Prietsky, M. J. N. (2011): Shear Deformation of Slender Reinforced Cncrete Walls under Seismic Loading, ACI Structural Jurnal, Disc. 108-S17, pp. 167-169.
Brüel & Kjær (2000): Vibration Measurement and Analysis, www.bksv.com.
Bur, M., Son, L. dan Rizfa, E. A. (2012): Kaji Eksperimental Penggunaan Gabungan Isolator dan Peredam Getaran Dinamik Pasif Pada Struktur Bangunan, In Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XI (SNTTM XI) & Thermofluid IV, Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta, pp. 1995-1999.
Den Hartog, J.P. (1985): Mechanical Vibration, Dover Publication, New York.
Ewin, D. J. (2000): Modal Testing: Theory, Practiceand Application, 2nd edition, Research Studies Press.
Gera, P. dan Paul, N. (2011): Modal Analysis of Plane Frames, B. Tech. Project Report of Civil Engineering Dept., NIT Rourkela.
Kelly, S.G. (2000): Fundamental of Mechanical Vibrations, 2nd edition, Mc-Graw Hill, Singapore.
Koike,Y. dan Murata, T. (1994): Development of V-Shaped Hybrid Mass Damper and Its Applications to High-Rise Buildings, In First World Conference on Structural Control, Los Angeles, California, USA.
Kreyszig, E., (2006): Advanced Engineering Mathematics 9th Edition, John Wiley & Sons Inc., New York.
Mathworks, 2012, MATLAB® Mathematics R2012a, The Mathworks Inc, Natick, MA. Diunduh dari http://www.mathworks.com/help/pdf_d oc/MATLAB/math.pdf, pada hari Selasa, 25 Agustus 2015.
McConnell, K. G. (1995): Vibration Testing: Theory and Practice, John Wiley & Sons Inc, New York.
Mobius Instiute (2005): Vibration Training Course Book, www.mobiusinstitute.org.
Mobley, R. K. (1999): Vibration Fundamental, Butterworth- Heinemann, New York (USA), pp. 13- 16.
Mostaghel, N. dan Davis, T. (1997): Representations of Coloumb Friction for Dynamic Analysis, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 26, pp. 541-548.
Paz, M. (2004): Stuctural Dynamics (Theory and Computation), 5th edition, Kluwer Academic Publicher, Massachusetts, USA.
Schwarz, B. J. dan Richardson, M. H. (1999): Experimental Modal Analysis, CSI Reliability Week, Orlando, FL.
Son, L. dan Bur, M. (2012): Kaji Teoretik Penggunaan Peredam Getaran Dinamik Semi Aktif Pada Sistem Getaran Satu Derajat Kebebasan, In Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XI (SNTTM XI) & Thermofluid IV, Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta, pp. 2158- 2162.
Son, L., Bur, M., Satria, E. dan Rizfa, E.A. (2011): Kaji Teoritik Efektifitas Peredam Getaran Hibrid Pada Struktur Bangunan, Jurnal Teknik Mesin Indonesia, Vol. 6, No. 2, pp. 185-189.
Tamura, Y., Zhang, L, Yoshida, A., Cho, K., Nakata, S. dan Naito, S. (2002): Ambient Vibration Testing and Modal Identification of an Office Building, In Proceeding of IMAC-XX, pp.141-146.
Thomson, W.T. (1998): Theory of Vibration with Applications, Pearson Prentice Hall, New Jersey.
Ueng, J-M., Lin, C-C dan Lin, P. L. (2000): System Identification of Torsionally Coupled Buildings, Journal of Computers and Structures, Vol. 74, pp. 667-686.
Unduhan
Diterbitkan
Terbitan
Bagian
Lisensi
Artikel ini berlisensiCreative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
