SIDANG P3 TUGAS AKHIR ALLISSA SUWONDO P

Transkripsi

1 SIDANG P3 TUGAS AKHIR ALLISSA SUWONDO P

2 Dosen Pembimbing1 Bpk.Yoyok Setyo Hadiwidodo, ST., MT Dosen Pembimbing2 Sholihin, ST., MT JUDUL: Deteksi Kerusakan Pada Struktur Jembatan Truss Dengan Metode Curvature Mode Shape : Simulasi Pada Jembatan Antar Platform

3 Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada yang dapat menggantikan kerja keras. Keberuntungan adalah sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan kesiapan :: Thomas A. Edison

4 Pendahuluan Latar Belakang Masalah Kebutuhan dalam memonitor kelayakan dan kesehatan struktur (structural health monitoring / SHM) Dipengaruhi : - Tersedianya struktur dengan desain kompleks - Beban operasional yang besar - Umur struktur yang panjang Permasalahan utama sejak tahun 80-an mengenai perawatan struktur adalah bagaimana mendeteksi kerusakan serta mengetahui seberapa besar kerusakan yang telah terjadi Page 4

5 Definisi SHM menurut Aktan et. al. (2000): Sistem melacak respon struktur dalam kurun waktu yang lama pada pengumpulan data untuk menilai anomali, penurunan performa, identifikasi kerusakan struktur sebagai dasar pengambilan keputusan. Dimana, Metode untuk memonitor kelayakan struktur pada umumnya melibatkan deteksi kerusakan (damage detection) Page 5

6 Jenis Deteksi Kerusakan : Deteksi kerusakan dengan metode visual memiliki kelemahan terutama pada daerah struktur yang tidak terlihat maupun daerah yang sukar untuk di akses metode NDT membutuhkan biaya besar dan informasi akurat zona kerusakan sebelum deteksi dilakukan Perubahan pada parameter dinamis dapat menunjukkan kerusakan Page 6

7 Konsep dasar deteksi kerusakan berbasis parameter dinamis Karakteristik dinamis Distribusi -Frekuensi natural -Mode shape Fungsi -Kekakuan -Massa karakteristik dinamis dibentuk oleh properti fisik serta konfigurasi dari komponen struktur yang ada. Sehingga perubahan pada karakteristikkarakteristik tersebut juga menggambarkan perubahan secara fisik pada struktur. Aditya (2010) Page 7

8 Teknik curvature mode shape dipilih,» Dapat menunjukkan indikasi kerusakan» Mampu menunjukan lokasi kerusakan terjadi Struktur Truss dipilih, Sering dipakai pada bangunan lepas pantai termasuk struktur modern Curvature damage faktor dipilih, Mempermudah pembacaan data Menurunkan tingkat noise data Page 8

9 Struktur jembatan truss yang akan digunakan adalah jembatan antar platform yang menghubungkan platform Marlin-A dan Marlin-B yang dikerjakan oleh McDermott Industry Page 9

10 Data material struktur yang digunakan Member Group Tube, Flange Member Group Properties Various Material type Steel Yield Stress 354 Mpa Tensile Stress 483 Mpa Young's Modulus (E) 2.0 x 10 5 Mpa Poisson's Ratio 0.3 Density of steel 7850 kg/m 3 Page 10

11 Perumusan Masalah 1. Bagaimana cara simulasi deteksi kerusakan pada jembatan truss dengan menggunakan metode curvature mode shape? 2. Bagaimana cara penyajian data untuk menentukan lokasi kerusakan dengan menggunakan CDF dari hasil MC metode curvature mode shape? 3. Apakah strategi simulasi deteksi kerusakan memberikan hasil yang sesuai pada struktur nyata? Page 11

12 Tujuan 1. Mempelajari cara simulasi deteksi kerusakan dengan menggunakan metode curvature mode shape melalui studi litelatur yang telah dilakukan terutama Pandey et. al. (1991) 2. Mempelajari cara penyajian data MC dengan menggunakan teknik CDF sesuai dengan penelitian Wahab et. al. (1999). 3. Mengetahui bahwa strategi yang dilakukan sudah tepat dengan kesesuain lokasi kerusakan pada simulasi yang lakukan. Page 12

13 Manfaat 1. Menambah khasanah ilmu pengetahuan dan penerapannya. 2. Memberikan informasi tambahan mengenai teknik deteksi kerusakan kepada mahasiswa Teknik Kelautan. 3. Memberikan informasi mengenai alternatif teknik monitor kelayakan struktur. Page 13

14 Batasan Masalah 1. Struktur yang disimulasikan adalah jembatan truss dengan deck dianggapsebagai beban. 2. Simulasi hanya dilakukan pada konfigurasi truss sisi kanan dan kiri. 3. Kerusakan disimulasikan pada single, triple, dan couple location. 4. Simulasi kerusakan dilakukan dengan mengurangi dimensi propeti berupa area penampang sebesar 50% sesuai dengan penelitian Wai (2009) pada masing-masing kerusakan yang disimulasikan. 5. Pemodelan dilakukan dengan menggunakan fitur SACS 5.2. extract mode shape untuk mendapatkan data modal dan frekuensi modal. Page 14

15 6. Analisa yang digunakan adalah analisa dinamis gerakan getaran bebas tak teredam. 7. Beban dinamis yang digunakan adalah beban modal dengan number modal maksimum 5 ( first five ) dengan pertimbangan number modal diatas 5 frekuensi yang terjadi terlalu besar artinya gaya eksitasi terlalu kecil atau tidak signifikan. 8. Dilakukan 3 yaitu validasi simulasi pada batang sederhana, validasi analisa statis struktur struktur jembatan untuk memastikan output software dapat digunakan, dan perhitungan manual mode shape model sederhana terhadap output software untuk memastikan fitur extratct mode shape software layak digunakan. Page 15

16 Alur Penelitian Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Membuat model intact Membuat model damage : - Pengurangan modulus elastisitas -Variasi Lokasi kerusakan A B Page 16

17 A Plot displasmen intact beserta mode frekuensi natural tiap mode Menghitung MC intact B Plot displasmen damage untuk tiap kondisi damage beserta frekuensi natural tiap mode Menghitung MC damage Plot CDF Analisa Hasil Selesai Page 17

18 Deskripsi Model Sistem tumpuan link bridge Page 18

19 Sistem Penomoran Joint Tipe Truss Joint Number Panel truss depan Panel truss belakang Member chord bawah Member chord atas Member diagonal Member Vertikal Page 19

20 Baris Depan Baris Belakang Page 20

21 Hasil pemodelan struktur Page 21

22 Sekenario Kerusakan Akan dilakukan simulasi kerusakan dengan 3 sekenario kerusakan Page 22

23 Single damage Panel depan Triple damage Panel depan Page 23

24 Couple damage Panel depan Panel belakang Page 24

25 Hasil pemodelan single damage Page 25

26 Hasli pemodelan triple damage Page 26

27 Hasil pemodelan couple damage Page 27

28 Analisa Hasil Formula yang digunakan untuk menghitung Curvature Mode Shape oleh Pandey et al. (1991) Dimana : h = Jarak antar titik pengukuran (i) dan (i+1) v i = Mode shape massa normalisasi struktur Page 28

29 Hasil extratct mode shape kondisi intact Mode 1, f1 = 7.47 Hz Mode 2, f2 = 12,11 Hz Mode 3, f3 = Hz Mode 4, f4 = Hz Mode 5, f5 = Hz Page 29

30 Perbandingan model terhadap dead load link bridge Link bridge data SACS model Deskripsi Factored dry weight (Kn) Load ID Weight (Kn) Berat struktur 1801 Member elemen Berat perpipaan 1020 PL Electrical 41 PL Instrumentasi 17 ELIN Bridge walkway 245 BOOT Top walkway 113 TOP Stainless steel panel 395 PANEL Difference 0.5 % Page 30

31 Identifikasi awal kerusakan Perbandingan frekuensi natural model intact dan damage 1 Mode Frekuensi Natural (Hz) Difference Intact Damage Page 31

32 Perbandingan frekuensi natural model intact dan damage 2 Mode Frekuensi Natural (Hz) Difference Intact Damage Page 32

33 Perbandingan frekuensi natural model intact dan damage 3 Mode Frekuensi Natural (Hz) Difference Intact Damage % Page 33

34 Modal Curvature perbedaan absolut antara curvature dengan dan tanpa kerusakan (modal curvature) dihitung dengan persamaan : Page 34

35 Perbedaan curvature mode shape damage 1 Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Mode 5 Page 35

36 Perbedaan curvature mode shape damage 2 Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Mode 5 Page 36

37 Perbedaan curvature mode shape damage 3 Mode 1 Mode 2 Mode 3 Mode 4 Mode 5 Page 37

38 Curvature Damage Factor (CDF) Wahab et. al. (1999) memberikan solusi untuk penyajian plot MC agar mudah dibaca dengan meringkas MC dengan formulasi yang disebut CDF (Curvature Damage Factor). Formulasi CDF adalah : Dimana N adalah total mode, ν" 0 adalah curvature kondisi intact dan ν" d adalah curvature kondisi rusak. Page 38

39 Hasil CDF Plot CDF damage 1 Page 39

40 Plot CDF damage 2 Page 40

41 Plot CDF damage 3 Page 41

42 Kesimpulan 1. single damage grafik CDF memberikan Sebelum melakukan analisa deteksi kerusakan perlu dilakukan initial deteksi dengan memperhatikan perubahan frekuensi natural tiap mode antara struktur intact dengan struktur damage, jika terjadi indikasi perubahan frekuensi maka proses deteksi kerusakan untuk menentukan lokasi kerusakan terjadi dapat dilakukan dalam hal ini metode curvature mode shape. 2. Hasil modal curvature menunjukkan bahwa perbedaan curvature mode shape sudah menunjukkan lokasi kerusakan, hal ini ditandai dengan puncak plot grafik MC yang terjadi pada daerah kerusakan yang dimodelkan. 3. Karakter grafik MC pada analisa kali ini menunujukkan pada mode shape yang lebih tinggi indikasi noise data semakin besar. 4. Solusi noise data grafik MC dapat diatasi dengan grafik CDF hal ini ditunjukkan dengan berkurangnya noise data dan lokasi kerusakan semakin jelas terlihat. Page 42

43 5. Pada model hasil yang hampir sempurna begitu pula untuk model triple damage. Namun untuk couple damage grafik CDF terdapat noise yang dapat menggangu pembacaan lokasi kerusakan yaitu munculnya joint 188 yang terbaca terjadi kerusakan. 6. Secara global dapat disimpulkan strategi yang dilakukan masih memberikan hasil yang representative walaupun pada model damage couple masih memberikan noise, namun noise data tersebut masih dapat ditolerir dengan pertimbangan noise data masih berada di area lokasi damage terjadi. 7. Dari analisa deteksi kerusakan terbukti bahwa pada struktur nyata metode curvature mode shape memberikan hasil yang sesuai. Page 43

44 Saran 1. Perlu dilakukan perbandingan antara analisa metode curvature mode shape dengan metode deteksi kerusakan yang lain. 2. Perlu dilakukan perbandingan pengerjaan dengan tool yang berbeda. 3. Perlu dilakukan analisa deteksi kerusakan dengan tinjauan struktur truss yang berbeda misalnya jacket struktur. Page 44

45 ANY QUESTIONS?