GETARAN, GELOMBANG DAN BUNYI Umum Strukur bangunan yang kokoh tidaklah menjadi jaminan sebuah kekuatan jika berhadapan berhadapan dengan dengan getaran yang kuat. kuat. Terpaan angin pada bangunan bangunan yang tinggi, dan aliran angin yang datang melalui vegetasi di sekitar bangunan juga mempeng mempengaruh aruhii tahana tahanan n bangun bangunan an terhad terhadapn apnya. ya. Dalam Dalam ruanga ruangan n terkada terkadang ng pengaruh bunyi dapat membuat rasa tidak nyaman pengguna, sehingga perlulah pengetahuan getaran, gelombang dan bunyi dimiliki seorang perancang strukur bang bangun unan an dala dalam m mera meranc ncan ang g stru strukt ktur ur bang bangun unan an yang yang memi memili liki ki kenya enyaman man terhadap getaran, angin dan bunyi. Konsep Dasar Getaran, Gelombang dan Bun! Geta Getara ran n adal adalah ah gera gerak k osil osilas asii su suat atu u sist sistem em part partik ikel el ketik etika a mend mendap apat atka kan n gangguan (gaya eksternal) mekanik. Hal ini dikarenakan sistem partikel memiliki ikat ikatan an yang yang sang sangat at elast elastis is (sepe (sepert rtii pega pegas) s),, sehi sehing ngga ga ketik etika a satu satu part partik ikel el melaku melakukan kan gerak, gerak, maka maka partik partikel el dis diseki ekitar tarnya nya juga akan akan melaku melakuka kan n hal yang yang serupa.
Gambar . !katan antar "artikel "artikel Gerak Gerak osilas osilasii adalah adalah gerak gerak period periodik ik dis diseki ekitar tar titik titik setimb setimbang angnya nya,, geraka gerakan n ini dalam kehidupan kehidupan sehari#hari dapat dilihat pada gerakan gerakan bandul bandul jam ataupun gerakkan pegas yang ditarik.
Gambar $. Gerak osilasi bandul Gerakan oslasi secara bersamaan suatu sistem partikel dinamakan getaran. %ika getaran ini dteruskan oleh sistem partikel melalui suatu media, maka rambatan ini dinamakan sebagai gelombang mekanik. &erdasarkan bentuk dari sumber getaran, maka gelombang dapat dibagi menjadi dua, yaitu' () gelombang bundar dan ($) gelombang datar (pulsa).
(a) (b) Gambar . &entuk gelombang (a) bundar dan (b) datar
Sedangkan berdasarkan gerak perambatan gelombang melalui media, maka gelombang dapat dibagi menjadi' () gelombang transversal dan ($) gelombang longitudinal. Gelombang tranversal adalah' gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getarannya, contoh' gempa, cahaya. Sedangkan gelombang longitudinal adalah' gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getaranya, contoh' bunyi, angin.
(a) (b) Gambar . Gelombang (a) longitudinal dan (b) tranversal Gelombang mekanik memiliki tiga karakteristik mekanik, yaitu' (a) *etika gelombang merambat dari satu media ke media lainnya, maka gelombang akan dipantulkan dan diteruskan (dirambatkan), (b) *etika gelombang bertemu dengan gelombang mekanik lainnya, maka gelombang akan mengalami inter+erensi,
(c)
*etika
gelombang
menemui
suatu
penghalang
(celah) maka gelombang akan mengalami di+raksi.
(a) (b) (c) Gambar . Si+at gelombang (a) dipantulkan, diteruskan- (b) inter+erensi- dan (c) di+raksi Gelombang mekanik, selain dapat merambat pada media juga dapat merambatkan energi, semakin jauh jarak tempuh gelombang semakin berkurang energinya, atau energi rambatan berbentuk energi kinetik akan berubah kembali ke bentuk energi potensial. Selain jarak yang dapat mengurangi rambatan energi, media yang sangat rapat juga dapat mengurangi perambatan energi atau yang disebut peredaman gelombanggetaran mekanik. Gelombang mekanik yang merambat dalam energi yang besar, juga dapat menyebabkan sistem partikel yang berada disekitarnya ikut bergetar atau sering disebut dengan resonansi makanik. /esonansi mekanik ini yang dapat membuat suatu sistem partikel mengalami perubahan keelastisitasannya menuju plastik bahkan patah (fracture), misalnya' gedung#gedung yang terdekat dari sumber gempa akan hancur sedangkan lokasi bangunan yang lebih jauh namun masih cukup kuat energi gempa mengenainya akan mengalami keretakan. %embatan ataupun gedung pencakar langit yang tidak memiliki kesetimbangan yang cukup akan beresonansi ketika gelombang angin mele0atinya sehingga struktur dapat saja mengalami kerusakan (runtuh). /ambatan energi gelombang mekanik dari suatu sumber yang bergetar jika dapat didengar oleh manusia, maka rambatan itu disebut dengan bunyi. Sehingga, karakteristik gelombang juga menjadi karakteristik sebuah bunyi.
"enerapan d! Kete#n!#an Peredaman getaran gempa
"eredaman getaran adalah upaya untuk melemahkan penjalaran energi gelombang dari sebuah getaran dengan menggunakan grounding (penyaluran) getaran. 1tau, dalam skala laboratorium, berubahnya ayunan harmonik dari sebuah bandul dalam selang 0aktu yang singkat ataupun lama. Hambatan dapat berupa' () hambatan udara dan ($) gesekan antar partikel di dalam sistem materi yang berosilasi (bergetar). 1 ' Getaran teredam lemah
& ' Getaran teredam moderat 2 ' Getaran teredam kuat
Gambar 3. "emberian pegas untuk meredam getaran gempa Dalam keteknikan bangunan, seringkali ditemui penggunaan pegas peredam (seperti shock brake pada otomoti+) pada konstruksi bangunan tinggi yang bertujuan untuk melemahkan atau meredam amplitudo dan percepatan gelombang gempa yang mele0ati lokasi tersebut.
Resonansi getaran dari gelombang tegak /esonansi adalah' peristi0a ikut bergetarnya suatu materi yang berada dalam +rekuensi alamiah dari materi lain yang bergetar dan menjalarkan gelombang tegak. Secara matematis kondisi resonansi dua jenis materi ditentukan dengan'
Dimana' f adalah +rekuensi alamiah dari materi yang mengalami resonansi f O adalah +rekuensi alamiah dari materi yang bergetar. Dalam keteknikan, kondisi bangunan yang mengalami reosnansi sering disebabkan oleh' () alunan angin yang berisolasi di sekitar jembatan gantung dan gedung tinggi, ($) getaran gempa bumi yang meresonansi bangunan# bangunan di sepanjang penjalaran gelombang tegaknya.
Gambar 4. 1kibat resonansi angin 2ontoh' Sebuah jembatan layang dapat beresonansi dalam satu kali osilasi ($ 5) ketika menerima getaran gempa pada +rekuensi H6. 7ntuk mengatasi kendala tersebut, dipasangilah sebuah penahan di pusat gravitasi jembatan. 1pakah pemasangan itu menjadi e+ekti+ jika getaran gempa yang datang berada antara #3 H68
"emas
angan penahan tersebut membuat jembatan dapat menahan osilasi (resonansi) sebesar $ kali ini berarti dapat menerima getaran hingga $. H6 9 : H6 gempa. Dan, f jembatan ; f gempa. (jembatan kan runtuh jika f jembatan < f gempa selama reosnansi terjadi).
