Pengaruh Tambahan Damper ke Respon Bangunan Tinggi Terhadap Gaya Angin

181 Fremont Tower, Bangunan Tinggi yang Meng-aplikasikan Additional Damping System yang Dikombinasikan Dengan Lateral System Penahan Beban Angin dan Gempa (By ARUP)

Seperti yang sering penulis sampaikan dari beberapa artikel sebelumnya, Damper maupun Seismic Isolation merupakan kedua teknologi yang harus insinyur pahami karena ini adalah the next future technology. Pada artikel ini penulis ingin menjelaskan mengenai estimasi cepat dengan Rules of Thumb dari penambahan damper pada respon struktur akibat beban dinamik Angin. Analisis cepat dengan Rules of Thumb ini sangat diperlukan untuk estimasi awal (atau feasibility study) cost benefit dari penggunaan Damper Technology.

Pada respon bangunan struktur akibat beban dinamik angin, dikenal ada 2 tipe damping, yaitu intrinsic damping dan additional damping. Apa yang disebut dengan intrinsic damping sudah pernah penulis sampaikan pada artikel berikut: Intrinsic Damping pada Bangunan Tinggi. Added damping adalah tambahan damping dari luar, contohnya aplikasi oil damper seperti 181 Fremont Tower, atau Tuned Liquid Column Damper seperti di Gama Tower Jakarta.

Pengurangan respon bangunan (gaya, movement, acceleration) akibat additional damping dapat di estimasi dengan rumus berikut (Sumber: Damping Technologies for Tall Buildings by Alberto Lago et al):

Perlu di catat khusus untuk Along-wind response, asumsi yang digunakan dalam rumus di atas adalah kontribusi statik (atau mean load) adalah 50% dari total (untuk lebih jelasnya dapat lihat artikel Informasi Dasar Tentang Beban Angin Pada Bangunan (Part 1)). Asumsi ini cukup valid jika pengaruh gaya dinamik (resonance) along wind cukup signifikan. Untuk aplikasi rumus tersebut bisa dilihat pada contoh berikut (Sumber: Damping Technologies for Tall Buildings by Alberto Lago et al):

#Example 1: Bangunan setinggi 200 m dengan sistem penahan lateral berupa RC Core Wall dilakukan test wind tunnel dan didapatkan percepatan pada puncak lantai terhuni adalah 31 mili-g untuk kecepatan angin periode ulang 10 tahun dan pada respon across-wind. Estimasi awal intrinsic damping adalah 1%. Jika nilai percepatan puncak ingin dikurangi menjadi hanya 18 mili-g, berapakah tambahan damping yang dibutuhkan ?.

Dilakukan trial dengan nilai additional damping 2%, maka percepatannya menjadi:

#Example 2: Pada kasus bangunan di atas, seandainya target pengurangan 20% overturning moment (OTM) pada beban angin along wind diperlukan, berapakah additional damping yang diperlukan ?

Dilakukan trial dengan nilai additional damping 1.8%, maka OTM menjadi:

Dari example kasus di atas terlihat, bahwa penambahan additional damping sebesar 2% dapat mengurangi percepatan across wind ke 17.9 mili-g dan mengurangi overturning moment along wind load sebesar 20%.

Selanjutnya diskusikan tambahan damping ini ke konsultan wind engineer, nilai hasil wind tunnel akan diubah. Jika nilainya telah sesuai target maka selanjutnya di-diskusikan ke suplier untuk mendesain equipment damper tersebut.

Next artikel penulis akan menjelaskan mengenai efek pengaruh penambahan damper ke respon bangunan terhadap gaya dinamik gempa.

——————-END——————-