Perilaku Getaran Mikro Struktur Gedung Beton Bertulang 12 Lantai dengan Peredam Viskoelastis Pada Tahap Awal Operasional (Studi Kasus : Gedung Roeseno Fakultas)
Nur Refera Hasrul, Angga Fajar Setiawan S.T., M.Eng., Ph.D. ; Dr. Ir. Inggar Septhia Irawati, S.T., M.T., IPM.
2024 | Tesis | S2 Teknik Sipil
Pengukuran microtremor pada tahap awal operasional bangunan sangat penting untuk memahami
karakteristik dinamis awal dari struktur. Microtremor, getaran kecil yang dihasilkan oleh aktivitas seismik, lalu lintas,
atau aktivitas manusia, memberikan informasi kritis tentang respons alami dan
potensi resonansi suatu struktur. Pengukuran microtremor membantu mengidentifikasi potensi masalah sejak dini. Pengukuran
lapangan menyediakan data nyata dari kondisi aktual struktur, sementara
pendekatan numerik memungkinkan simulasi berbagai skenario dan analisis yang
lebih mendalam. Kombinasi keduanya memberikan evaluasi struktural yang lebih
akurat dan komprehensif. Namun, masih terdapat kurangnya penelitian terkait
integrasi data dari pengukuran microtremor menggunakan accelerometer
dengan model numerik, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk
mengatasi kesenjangan ini.
Perilaku dinamis gedung beton bertulang 12
lantai yang dilengkapi dengan peredam viskoelastis dikaji selama fase operasional awal.
Studi kasus yang diambil adalah Gedung Roeseno Fakultas. Penelitian ini
memiliki dua tujuan utama: pertama, untuk menentukan frekuensi alami dan faktor
amplifikasi dinamis struktur; kedua, untuk menilai ketepatan model numerik
dalam mereplikasi pengukuran lapangan. Metodologi penelitian dilakukan dengan pengumpulan data lapangan menggunakan accelerometer yang ditempatkan secara strategis di berbagai lantai (1, 2, 6, 7, 11,
dan 12) untuk menangkap osilasi microtremor. Data tersebut
kemudian divalidasi melalui pemodelan numerik menggunakan perangkat lunak
ETABS, dengan mempertimbangkan sifat material linear dan kondisi batas yang
telah ditentukan.
Hasil penelitian menunjukkan kesesuaian yang
substansial antara frekuensi alami yang diperoleh dari pengukuran lapangan dan simulasi numerik, meskipun terdapat sedikit perbedaan yang
disebabkan oleh kondisi lingkungan dan asumsi pemodelan. Frekuensi alami yang
diperoleh berkisar 1,268 Hz dalam arah longitudinal dan 1,366 Hz dalam
arah transversal. Faktor amplifikasi dinamis menunjukkan variasi yang
signifikan di berbagai lantai, dengan amplifikasi lebih tinggi diamati pada
lantai atas. Faktor amplifikasi ditentukan sebesar 7,17 dalam arah longitudinal
dan 9,09 dalam arah transversal. Pengukuran awal ini berfungsi sebagai referensi karakteristik untuk mengenali perilaku kondisi awal dan dapat
digunakan untuk evaluasi kesehatan struktur setelah bangunan beroperasi dalam
jangka waktu yang lama.
The
measurement of microtremors during the initial operational phase of a building
is of critical importance for gaining insight into the early dynamic
characteristics of the structure. Microtremors, generated by seismic activity,
traffic, or human activities, provide crucial insights into the natural
response and potential resonance of a structure. These measurements are pivotal
for identifying potential issues at an early stage. Field measurements offer
empirical data that reflect the actual conditions of the structure, while
numerical approaches enable the simulation of various scenarios and allow for
more comprehensive analyses. The combined use of these methods allows for a
more precise and holistic structural evaluation. However, a significant
research gap remains in the integration of microtremor data, collected via
accelerometers, with numerical models, highlighting the necessity for further
studies to address this deficiency.
The dynamic
behavior of a 12-story reinforced concrete building equipped with viscoelastic
dampers was investigated during its initial operational phase. The case study
selected for analysis was the Roeseno Faculty Building. This research had two
primary objectives: first, to ascertain the natural frequencies and dynamic
amplification factors of the structure; second, to evaluate the accuracy of
numerical models in replicating field measurements. The methodology entailed
the collection of field data through the strategic placement of accelerometers
on various floors (1, 2, 6, 7, 11, and 12) to capture microtremor oscillations.
This data was then validated through numerical modeling using ETABS software,
which accounted for linear material properties and predefined boundary
conditions.
The findings
demonstrated substantial agreement between the natural frequencies derived from
field measurements and numerical simulations, despite minor discrepancies
attributable to environmental conditions and modeling assumptions. The natural
frequencies obtained ranged from 1.268 Hz in the longitudinal direction to
1.366 Hz in the transverse direction. The dynamic amplification factors
exhibited notable variation across different floors, with higher amplification
observed on the upper floors. The amplification factors were calculated to be
7.17 in the longitudinal direction and 9.09 in the transverse direction. These
preliminary measurements serve as a means of identifying early indications of
structural deterioration, which can then be used to assess the overall health
of the building over time.
Kata Kunci : Perilaku dinamis, Beton bertulang, Frekuensi alami, Dynamic behavior, reinforced concrete, natural frequency, microtremor