PEMANFAATAN ENGINE-MOUNTING RUBBER OTOMOTIF DAN BATANG BAJA SEBAGAI ALAT PEREDAM GEMPA PADA RETROFITTING BANGUNAN GEDUNG
Yenny Nurchasanah, Prof. Ir. Bambang Suhendro, M.Sc., Ph.D.
2025 | Disertasi | S3 Teknik Sipil
Banyak bangunan lama yang masih digunakan
berada pada wilayah rawan gempa perlu peningkatan kinerja agar memenuhi standar
laik fungsi. Solusi potensial adalah penambahan perangkat disipasi energi pasif
yang sederhana dan efektif, khususnya untuk bangunan bertingkat rendah.
Penelitian ini mengkaji kinerja perangkat disipasi energi, mengembangkan desain
sistem optimal, menguji material komponen damper, melakukan uji eksperimental
skala penuh, serta memodelkan dan menentukan penempatan damper optimal secara
numerik pada gedung beton bertulang bertingkat rendah.
Penelitian ini menghasilkan prototipe damper
yang menggabungkan engine-mounting rubber (emr) otomotif dan batang
baja (bj), serta mengembangkan model konstitutif material komponennya. Sistem damper
diuji untuk mengukur kekakuan, perilaku histeretik, rasio redaman, dan
kapasitasnya. Model numerik berbasis finite element method dikembangkan
sebagai pembanding hasil eksperimen, dan analisis time history digunakan
untuk menentukan penempatan optimal damper. Sistem ini terbukti efektif
untuk bangunan bertingkat rendah, memenuhi kriteria kekakuan, rasio redaman,
dan kurva histeretik sesuai dengan displacement dan frekuensi alami
bangunan bertingkat rendah. Kurva histeretik yang dihasilkan mendekati perilaku
viscoelastic damper. Engine-mounting rubber berfungsi sebagai
elemen re-centering, sedangkan batang baja mendisipasi energi melalui
mekanisme elasto-plastis.
Parameter viscoelastic damper yang diusulkan adalah: (1) Damper besar (20 emr + 20 bj) memiliki damping ratio hingga 26,19?ngan Pmax mencapai 143,9 kN, kekakuan elastik 22 kN/mm, kekakuan plastis 2,8 kN/mm, dan kekakuan efektif 4,29 kN/mm; (2) Damper medium (6 emr + 6 bj) memiliki damping ratio 22,44?ngan Pmax 29,82 kN, kekakuan elastik 3 kN/mm, kekakuan plastis 0,72 kN/mm, dan kekakuan efektif 1,32 kN/mm. Parameter ini bermanfaat untuk pemodelan numeris dalam desain retrofitting bangunan eksisting yang menunjukkan bahwa damper usulan efektif mengurangi total drift bangunan bertingkat rendah saat dipasang diagonal sehingga meningkatkan kinerja bangunan terhadap gempa. Damper ini mudah diproduksi dengan bahan murah yang tersedia di pasaran, serta batang baja yang jika rusak pasca-gempa dapat diganti dengan mudah, menjadikannya solusi praktis dan efisien untuk peningkatan ketahanan bangunan terhadap gempa.
Many old
buildings that are still in use in earthquake-prone areas need performance
upgrades to meet functional standards. A potential solution is the addition of
simple and effective passive energy dissipation devices, especially for
low-rise buildings. This research examines the performance of energy
dissipation devices, develops optimal system, tests damper-component materials,
conducts full-scale experimental tests,
and numerical models and determines the optimal
placement of dampers in
low-rise reinforced concrete buildings.
This research produces a damper prototype
that combines automotive engine-mounting rubber (emr) and a steel bar (bj), and
developed a constitutive model for the component materials. The damper system
was tested to measure its stiffness, hysteretic behavior, damping ratio and
capacity. A numerical model based on the finite element method was developed as
a comparison to the experimental results, and time history analysis was used to
determine the optimal placement of the damper.
This system has proven effective for low-rise buildings, meeting the criteria for stiffness, damping ratio, and hysteretic curves in accordance with the displacement and natural frequency of the low-rise building. Engine-mounting rubber functions as a re-centering element, while the steel bars dissipate energy through an elasto-plastic mechanism.
Kata Kunci : engine-mounting rubber, batang baja, kurva histeretik, damper, bangunan tingkat rendah
