jump to navigation

Structures with Human-Induced Vibration – How Serviceability Requirement Improves Vibration Design Concept July 25, 2007

Posted by dionsiringo in Vibration, mechanical vibration, opinion, paper work.
trackback

In the past few years, human body motions have quite often caused serious structural vibration problems. We have seen several excessive vibration problems caused by human motion during the service of structures. Human-induced vibrations were sometimes not considered in vibration suppression design due to the fact that the problem itself is primarily serviceability problem. Main considerations for structural dynamic design are safety against the occurrence of major vibration impact to the structures such as: earthquake, wind-induced vibration, traffic-induced vibration or/and impact-induced that might lead to structural failure at a catastrophic level. Human-induced vibrations, which were perceived only as serviceability problem in term of annoyance and disturbance to the users, accordingly have not been addressed properly in design code.

Several latest reports on cases, where human-induced vibrations were found excessive and annoying, however, have changed the common perspective on this problem. The closing of Millenium Bridge in London right after its completion due to excessive human-induced lateral vibration is one major case that took public attention. Thus following this report and some other previous cases, researcher, structural engineers and building authority have work together to accommodate users convenience requirements (serviceability) to provide better structures that suppress the anticipated human-induced vibration.

read complete article

Comments»

1. Daniel Simarmata - March 1, 2008

Horas Lae…
saya sedang ngambil skripsi yg topiknya mengenai floor vibration akibat aktivitas manusia pd gedung (hall). sy ingin nanya :
1. Untuk loadingnya kira2 gmn ? soalnya kan beban manusia seperti menari, melompat very complicated.
2. Mengenai Desain Guide Series dari AISC :”floor vibration due to human load”, apakah bisa saya pakai contoh2 pembebanannya ?
3. Antara bangunan baja & beton, mana yang lebih rentan terhadap vibrasi lantai ?
Thanx before……

Halo juga Daniel Simarmata.

1. Untuk mengatasi masalah vibrasi pada lantai atau jembatan perlu diketahui lebih dahulu hal-hal berikut:

i. Fungsi dari bangunan dan aktivitas yang menyebabkan getaran. Perlu diketahui bahwa aktivitas penyebab getaran umumnya memiliki frequency tertentu. Misalnya UK Concrete Society memiliki aturan untuk frequency berdasarkan aktivitas. Ada banyak hasil penelitian mengenai frequency dasar aktivitas manusia misalnya: normal walking = 2 Hz (after Matsumoto 1972), jumping and bouncing 3 – 4.5 Hz (Bachman 2002), dan lateral vibration pada jembatan pedestrian (1 Hz). Setelah mengetahui frequency-nya, maka lantai atau jembatan didesain sedemikian rupa agar frequency dasarnya tidak berada dalam daerah frequency getaran aktivitas tersebut untuk mencegah resonansi. Teknik menghindari resonansi ini biasa disebut dengan frequency tuning.

ii. Selain frequency tuning bias juga dengan teknik menambah damping pada struktur bersangkutan atau dengan menggunakan tune mass damper. Kedua teknik ini biasanya cukup kompleks dan membutuhkan analisa mendalam.

iii. Memodelkan getaran akibat aktivitas manusia itu rumit. Dua pendekatan bias dipakai: 1) Pendekatan deterministic misalnya dengan persamaan Bachman di time-domain atau dengan foot-rate analysis di frequency domain. 2) Pendekatan stochastic, ini digunakan statistic. Untuk masalah anda, apakah ini skripsi S1, S2 atau S3?

2. Tentu anda bisa memakai buku panduan AISC untu desain awal. Tapi masalahnya harus dilakukan recheck setelah desainnya jadi, apakah frequency utama dari struktur tadi berada dalam rentang frequency dasar aktivitas manusia penggunanya.

3 Baja atau beton sama rentannya terhadap getaran. Perlu diperhatikan masalah getaran tidak bisa dilihat hanya dari segi material dasarnya tapi juga dari komposisi strukturnya. Ada tiga dasar penyebab getaran: 1) massa struktur, 2) kekakuan (stiffness) yang tergantung pada konfigurasi struktur, dan 3) redaman (damping). Beberapa material memiliki fungsi redaman yang lebih baik daripada yg lain. Misalnya struktur baja yang diperkuat dengan baut/sekrup akan lebih baik dalam meredamkan getaran daripada sambungan las. Tapi selama konfigurasi strukturnya tidak diberikan dengan jelas maka tidak bisa diberikan jawaban yang pasti.

Semoga membantu