Perpustakaan Digital ITB

Cagar budaya (CB) merupakan warisan kebendaan bersejarah yang perlu dilestarikan karena fisiknya rentan rusak akibat berbagai faktor ancaman alam, terutama seismisitas. Kerusakan fisik berupa deformasi signifikan bagi keamanan struktur CB. Di Indonesia, pemantauan deformasi (aspek geometrik) yang terkait perubahan posisi, dimensi, dan orientasi CB telah dilakukan secara geospasial memakai berbagai sensor perekaman dan pengindraan. Namun, umumnya masih menganggap struktur CB hanya diwakili oleh beberapa titik pantau, sehingga tidak seluruh struktur CB terwakili. Sementara itu, CB itu morfologinya kompleks terus berpotensi rusak, maka perlu model struktur lengkap dan detail yang bisa dipakai berulang untuk mitigasi deformasinya secara kontinu. Finite Element Method (FEM) yang umum dipakai menyimulasikan respons deformasi kontinu suatu objek akibat gangguan eksternal diajukan menjadi basis solusi masalah ini. Adapun morfologi CB kompleks yang tidak bisa hanya ditangani satu sensor pengindraan, didekati dengan perekaman secara multi-sensor dan multi-resolusi agar lengkap dan detail. Penelitian ini membangun suatu model FEM re-usable yang geometri masukannya berasal dari perekaman CB secara multi-sensor multi-resolusi (MSMR) untuk menyimulasikan deformasi kontinu CB akibat ancaman seismisitas. Penelitian ini memakai gugusan candi Prambanan yang kompleks sebagai studi kasus. Pada tahap awal, Suatu skema perekaman MS-MR, yang direfleksikan dari atribut desain arsitekturnya, diterapkan untuk memperoleh morfologi candi yang lengkap dan detail. Proses tersebut melibatkan penyiaman dengan sensor fotogrametri dan LiDAR multi-moda multi-platform dipakai. Lalu, hasil berupa point-clouds dikonversikan langsung, tanpa representasi permukaan perantara, menjadi model FE yang siap pakai dengan algoritma Cloud2FEM termodifikasi. Kemudian, suatu simulasi FEM secara statik dan dinamik dilakukan untuk mengetahui efek ancaman seismisitas sesaat dan seimsisitas runut waktu terhadap candi. Seismisitas runut waktu (time-history) yang disimulasikan adalah gempa Yogyakarta 2006 yang sangat destruktif terhadap candi. Akibat ketiadaan rekaman seismik di dekat episentrum, maka diterapkan empat skenario input berdasarkan gempa termirip, sintetik #1, artifisial, dan sintetik #2. Hasil respons deformasi dinyatakan dengan nilai displacement, strain, dan stress pada seluruh struktur. Keseluruhan proses dari penyiaman hingga ke simulasi FEM ini disebut scan-to- FEM. Terakhir, dilakukan identifikasi titik rentan rusak, analisis dan validasi hasil. Hasil menunjukkan bahwa perekaman MS-MR menghasilkan geometrik candi yang lengkap, akurat, dan presisi. Skema MS-MR refleksi atribut desain candi memberikan pendekatan perekaman data yang terstruktur, sehingga penggabungan data point-clouds menjadi lebih rasional dan terstruktur pula urutannya. Sementara itu, hasil konversi point-clouds ke model FE (volumetric mesh) sukses dilakukan. Efektivitas konversinya berhubungan dengan kelengkapan, jumlah, dan distribusi dari point-clouds di tiap subset potongan horizontal planimetrik yang dibentuk. Cloud2FEM ini tidak sepenuhnya otomatis, karena intervensi operator tetap dibutuhkan. Kemudian, hasil simulasi seismisitas statik sesaat dari FEM menunjukkan bahwa respons deformasi dari candi menunjukkan respons yang sesuai dengan perilaku deformasi hipotetiknya. Titik dengan potensi kerusakan yang tinggi letaknya sesuai dengan sampel kerusakan aktualnya, yaitu di bagian puncak candi dan pertemuan batu Ratna atap dengan atapnya. Factor-of-safety (FoS) dari respons stress candi menunjukkan nilai > 1, atau level aman. Selain itu, hasil simulasi seismisitas dinamis dari FEM, diketahui bahwa tiga titik rawan rusak konsisten terdeteksi rusak pada pertemuan batu Ratna dengan bagian atap candi, dan di door jamb sisi kanan candi. Tiga dari empat skenario input seismisitas menunjukkan bahwa dua titik rawan (node 1298620 dan 1230199) terindikasi fraktur. Dua skenario terkonfirmasi sejalan dengan penelitian sebelumnya yang memakai input seismisitas sama. Letak titik-titik rawan secara umum sejalan dengan laporan kerusakan aktual akibat gempa Yogyakarta 2006. Dengan demikian, model FE yang dibangun dapat disimpulkan mampu memberikan respons deformasi yang seharusnya. Hal ini akan bermanfaat dalam memberikan masukan dalam intervensi pelestarian cagar budaya, khususnya pada Candi Prambanan.