Pemodelan dan Simulator Gempa Penghasil Gerak Translasi (Andi Putri Maulana Ramadani-201731134-Simpel E)

Pemodelan dan Simulator Gempa Penghasil Gerak Translasi

A. Simulasi dan Pemodelan

     Simulasi merupakan suatu teknik meniru operasi-operasi atau proses-proses yang terjadi dalam suatu sistem dengan bantuan perangkat komputer dan dilandasi oleh beberapa asumsi tertentu sehingga sistem tersebut bisa dipelajari secara ilmiah.

      Dalam simulasi digunakan komputer untuk mempelajari sistem secara numerik, dimana dilakukan pengumpulan data untuk melakukan estimasi statistik untuk mendapatkan karakteristik asli dari sistem.

     Menurut Law dan Kelton, Pendekatan simulasi diawali dengan pembangunan model sistem nyata. Model tersebut harus dapat menunjukkan bagaimana komponen dalam sistem saling berinteraksi sehingga benar-benar menggambarkan perilaku sistem. Setelah model dibuat maka model tersebut di transformasikan ke dalam program komputer sehingga memungkinkan untuk di simulasikan.

    Law dan Kelton menjelaskan beberapa keuntungan menggunakan simulasi adalah sebagai berikut :

• Memiliki fleksibilitas yang besar dalam memodelkan suatu sistem yang kompleks, sehingga meningkatkan keabsahan dari suatu model simulasi.
• Memudahkan dalam perbandingan dengan alternatif-alternatif lain.
• Kondisi dalam eksperimen yang dapat dikontrol.
• Sistem dapat dipelajari dalam jangka waktu yang lama.
• Dapat mengontrol skala waktu.
• Sebagian besar sistem riil dengan elemen-elemen stokastik tidak dapat dideskripsikan secara akurat dengan model matematik yang dievaluasi secara analirik. Dengan demikian simulasi seringkali merupakan satu-satunya cara.
• Sistem eksisting tidak diperlukan.

B. Uraian Simulasi dan Pemodelan

    Seperti yang kita ketahui, Indonesia merupakan wilayah yang rawan terjadinya gempa bumi. Oleh karena itu, pengetahuan akan efek dari gempa terhadap bangunan sangat diperlukan. Hal ini mendorong perlunya sistem perancangan yang matang mengenai struktur bangunan di wilayah rawan gempa seperti di negara kita ini. 

  Alat uji gempa ini di desain dengan mekanisme sederhana slider crank yang kemudian menggerakkan shaking table sebagai input getaran pada bangunan. Alat ini akan dianalisa respon dinamis yang terjadi pada shaking table dan beban terhadap variasi amplitudo, variasi beban, dan variasi frekuensi. Dimulai dengan memodelkan sistem simulator gempa serta memperhatikan desain dari sistem penggerak yang berupa slider crank. 

tampak depan

tampak samping

Pemodelan matematis simulator gempa

Model matematis alat uji gempa ini terdiri dari MM (massa motor), MT (massa table), ML (massa load), KM (kekakuan motor), CM (peredam motor), KL (kekakuan benda), dan CL (peredam beban).

   Pada perancangan simulator gempa ini memvariasikan amplitudo pada shaking table dimana nilainya adalah 5 mm, 10 mm, 15 mm, dan 20 mm. Hal tersebut membuat panjang disc juga bervariasi. Selain variasi amplitudo, pada alat ini juga memvariasikan beban yang akan diuji sebesar 10 kg, 30 kg, dan 50 kg. Variasi frekuensi eksitasi juga ditambahkan pada alat ini dengan nilai 18,6 rad/s dan 25,2 rad/s. Simulator gempa ini perlu memiliki peredam pada bagian motor untuk menjalankan sistem simulasi uji getaran pada struktur bangunan. Pemodelan simulator gempa ini juga memperhatikan mekanisme gerak slider crank. 

KESIMPULAN

   Semakin besar nilai amplitudo berbanding lurus dengan nilai panjang disc r, semakin panjang disc r semakin besar respon perpindahan, kecepatan dan percepatan. Baik respon dinamis pada shaking table maupun respon dinamis pada beban struktur yang diuji.

   Semakin besar nilai frekuensi input yang dibelikan maka berbanding lurus dengan besar respon perpindahan, kecepatan dan percepatan baik respon dinamis pada shaking table maupun respon dinamis pada beban struktur.

   Semakin besar nilai massa beban struktur yang diujikan maka berbanding terbalik dengan besarnya respon perpindahan, kecepatan dan percepatan yang menurun pada respon beban.

   Alat uji gempa ini dapat beroperasi hingga frekuensi kurang dari 74,6 rad/s dengan beban maksimal 50 kg.

   Alat uji gempa ini dapat diterapkan sebagai simulator gempa yang baik dikarenakan pada sistem shaking table sebagai representatif dari input gempa tidak berpengaruh dari variasi massa yang dihasilkan.