Fluid Viscous Damper (FVD)

Posted on

Damper

Semisal ada bangunan yang ditarik ujungnya sampai deformasi katakanlah 10 mm, lalu gaya tersebut dilepas, maka bangunan tersebut akan bergerak mengayun maju – mundur dengan amplitude deformasi tertentu yang semakin lama amplitude-nya semakin mengecil dan akhirnya bangunan kembali pada posisi diam. Para insinyur percaya bahwa pergerakan bangunan yang berayun tersebut kembali menjadi diam akibat adanya damping pada bangunan. Damping pada bangunan tersebut dikategorikan sebagai intrinsic damping atau natural damping yang besarannya sangat bergantung kepada jenis materal struktur, besarnya amplitude getaran yang terjadi, komponen nonstructural, dan lainnya (baca https://bit.ly/2qSwBLw)

UBC

Gambar 1. Efek dari besaran damping terhadap UBC respon spectra (taylordevices.com)

Mengapa kita membicarakan damping ?, alasannya karena meningkatkan damping pada bangunan adalah cara yang paling efektif dibandingkan komponen dinamik lainnya yang cukup sangat berpengaruh ke respon struktur terhadap gaya dinamik gempa yaitu massa dan kekakuan (lihat gambar 1). Melakukan engineering terhadap massa dan kekakuan bukanlah hal yang mudah dan murah, selain karenanya keduanya berkaitan, dimana umumnya mengurangi massa struktur untuk memperkecil gaya gempa, akan berdampak dengan berkurangnya kekakuan struktur, dan masalah kekakuan minimum dan deformasi berlebih bisa muncul. Pengurangan massa yang signifikan juga mahal karena umumnya di strategikan dengan mengganti sistem struktur beton menjadi baja, atau menghilangkan beberapa fungsi arsitekstural tertentu.

Sebenarnya ada cara yang paling efektif untuk mengurangi response dinamik gempa, yaitu dengan seismic isolation, metode ini penulis bicarakan di tulisan yang lain (lihat https://bit.ly/2F6B5DH dan https://bit.ly/2Jhsxwb), cara lainnya misal nonlinear analisis sebenarnya menurut penulis bukan jawaban utuh terhadap permasalahan (sorry guy J, baca https://bit.ly/2qPmbNM). Pada tulisan ini penulis ingin membicarakan tentang salah satu device yang berfungsi untuk meningkatkan nilai damping pada struktur, yaitu fluid viscouse damper (FVD) atau kadang orang juga menyebutnya oil damper, karena sejenis.

Mengapa FVD ?, selain FVD ada damper lainnya yang sejenis, yaitu hysteretic damper. Karena begini, pada hysteretic damper, besaran damper merupakan fungsi dari deformasi, yang artinya fungsi dari kerusakan (ya benar J, fungsi kerusakan, artinya makin besar kerusakan yang terjadi, damper ini akan semakin efektif). Karenanya hysteretic damper cocok untuk menjaga bangunan untuk tidak rubuh (ultimate condition), bukan untuk kondisi service.

Nah FVD tidak begitu, besaran damper pada FVD bergantung pada velocity, mari lihat grafiknya dan fungsinya dari JSSI manual (manual japan seismic):

JSSI Damper

Nah anda bisa lihat kan di gambar di atas, untuk damper kategori hysteretic (steel dan friction), besaran loop area (damping force) bergantung kepada deformasi, sementara untuk tipe viscous dan oil, bergantung pada velocity. Nah sekarang apa hubungannya antara deformasi dan velocity ?, mari lihat grafik ini yang penulis dapatkan dari Damper Design Guide – Holmes consulting:

Displacement and Velocity

Anda lihat grafik di atas, nah saya mau bicara inti dari semua artikel ini, yaitu dapat dilihat dari grafik di atas, ya benar, anda lihat, saat deformasi nol, velocity bisa bernilai besar bahkan bisa berada pada puncaknya, dan saat deformasi pada puncaknya, velocity juga dapat pada hampir puncaknya. Apa artinya ini ?, artinya damper FVD dapat efektif baik kondisi gempa service dan gempa ultimate, ya pada kedua kondisi. Ini yang tidak ada pada engineering apapun untuk respon gempa, bahkan teknologi seismic isolation. (catatan: hal ini bergantung juga pada insinyur yang mendesainnya).

Nah setelah kalian melihat hal ini, ada yang ingin penulis sampaikan, bahwa dalam seismic engineering, FVD dan seismic isolation adalah teknologi masa depan. Ini adalah milestone untuk ilmu dunia seismic engineering, bukan nonlinear analysis seperti yang di gembar – gemborkan di kampus atau konferensi seminar, sayangnya karena kita terlalu berkiblat terhadap ilmu di US, kita tertinggal di pengetahuan mengenai teknologi ini. Padahal kalau boleh jujur, Japan adalah leader untuk teknologi seismic, dan insinyur di sana sudah menyadari hal tersebut, karenanya kedua teknologi ini (FVD dan seismic isolation) sangat dipakai di sana, bahkan dikombinasikan untuk mengatasi gempa service dan ultimate.

Best Regards,

Ryan R. Setiadi

Catatan tambahan – Pada tulisan ini penulis hanya berfokus pada gaya dinamik gempa, untuk gaya dinamik angin, fundamentalnya bisa berbeda.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s