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