Upload
dinhmien
View
224
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Baja adalah salah satu jenis material yang banyak digunakan dalam suatu
sistem struktur baik itu gedung maupun jembatan. Pemilihan material baja sebagai
sistem struktur didasari oleh keunggulan materialnya jika ditinjau dari segi
kekuatan, kekakuan dan daktilitasnya. Rasio kekuatan dengan berat material baja
cukup tinggi sehingga memungkinkan menghasilkan konstruksi yang kuat dan
ringan. Selain itu baja juga merupakan material buatan pabrik sehingga kontrol
terhadap mutu lebih mudah dilakukan dan juga akan sangat efisien jika digunakan
untuk struktur seragam, berulang dengan jumlah yang banyak. Namun ketahanan
material baja terhadap kondisi lingkungan (suhu dan cuaca) perlu diperhatikan agar
struktur yang telah dibuat dapat bertahan sesuai dengan umur rencananya.
Berdasarkan AISC 341-10, Seismic Provisions for Structural Steel
Buildings sistem struktur baja dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu :
Moment-Frame Systems dan Braced-Frame and Shear-Walls Systems. Sistem
Rangka Pemikul Momen (Moment-Frame Systems) merupakan struktur rangka
yang memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap, sedangkan
beban lateral yang diakibatkan oleh gempa dipikul oleh rangka pemikul melalui
mekanisme lentur. Sistem rangka breising (braced frame) merupakan struktur yang
mempunyai kekakuan dan kekuatan yang cukup tinggi. Struktur rangka breising
dapat dibedakan menjadi Sistem Rangka Breising Konsentrik (SRBK) dan Sistem
Rangka Breising Eksentrik (SRBE).
SRBK merupakan rangka breising yang bagiannya difungsikan untuk
menahan gaya aksial, selain dapat juga difungsikan sebagai sistem penahan gaya
lateral (BSN, 2012). Menurut Dewabroto (2015) SRBK merupakan sistem rangka
yang relatif kaku sehingga dapat dianggap sebagai rangka tidak bergoyang karena
mengandalkan perilaku aksial pada elemen strukturnya. Terdapat berbagai tipe dari
SRBK seperti breising tipe-X (X-braced), tipe diagonal, tipe-V, dan tipe V-terbalik
(inverted V). Berdasarkan beberapa hasil penelitian (Kotabagi et al, 2015; Kalibhat
et al, 2014; dan Tafheem and Khusru, 2013) breising konsentrik tipe-X memiliki
2
kemampuan menahan gaya lateral dan kekakuan yang lebih baik dibandingkan
dengan tipe breising konsentrik lainnya.
SRBE merupakan sistem rangka breising yang mempunyai jarak tertentu
dari sambungan balok-kolom atau terhubung dengan breising diagonal lain (BSN,
2012). Breising tipe ini memiliki link yang berfungsi sebagai fuse yang diharapkan
bekerja secara inelastik dengan memanfaatkan adanya leleh geser dan atau lentur.
Tipe SRBE terdiri atas berbagai jenis seperti breising tipe diagonal, tipe-V, dan tipe
V-terbalik (split K-braced). Tipe Split K-braced merupakan tipe SRBE yang
terbaik, karena momen terbesar yang akan menyebabkan kondisi plastik tidak
terjadi di dekat kolom sehingga dapat dipastikan tidak akan terjadi kegagalan kolom
akibat kondisi inelastik yang terjadi (Dewabroto, 2015). Berdasarkan penelitian
Tama (2013) link beam dengan panjang 300 mm memberikan kinerja terbaik pada
struktur SRBE V-terbalik (split K-braced).
Kecenderungan terbaru dari perencanaan maupun evaluasi bangunan
terhadap gempa saat ini adalah perencanaan berbasis kinerja yang dikenal dengan
Performance Based Design (PBD). Pada tahap perencanaan struktur berbasis
kinerja, keamanan dan keselamatan bangunan tidak hanya bergantung pada tingkat
kekuatan dan kekakuan struktur tetapi juga pada tingkat daktilitas serta tingkat
energi terukur pada level kinerja struktur. Penentuan kinerja struktur sangat penting
karena sasaran dari kinerja stuktur yang direncanakan dapat dinyatakan secara jelas,
sehingga penyewa, pemilik, asuransi, pemerintah atau penyandang dana
mempunyai kesempatan untuk menetapkan level kinerja yang dipilih. Ketetapan
tersebut nantinya akan digunakan oleh perencana sebagai pedoman dalam
perencanaannya.
Analisis statik nonlinier yang lebih dikenal dengan istilah pushover
analysis merupakan salah satu pilihan yang menarik dalam mengevaluasi bangunan
karena menggunakan konsep PBD, sehingga kinerja seismik struktur dapat
diketahui. Pushover analysis akan menghasilkan kurva hubungan perpindahan (δ)
dan gaya geser dasar (V) yang akan mencerminkan perilaku struktur dalam
memikul gaya gempa. Prosedur pushover analysis sesuai konsep PBD telah ada
pada dokumen FEMA 440 (equivalent linearization) serta ASCE 41-13 (non-linear
static procedure).
3
Berdasarkan keunggulan yang dimiliki breising konsentrik tipe-X dan
breising eksentrik V-terbalik, maka pada tugas akhir ini akan dibahas perbandingan
perilaku dan kinerja struktur rangka baja dengan sistem breising konsentrik tipe-X
dan sistem breising eksentrik V-terbalik. Model struktur yang dibuat adalah struktur
gedung perkantoran 7 lantai yang dimodelkan pada software ETABS 2015. Model
yang dibuat akan dianalisis dengan analisis linear untuk mengecek dimensi
penampang dan analisis nonlinear untuk mendapatkan perilaku dan kinerja struktur.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, maka
masalah pokok yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah :
1. Bagaimanakah perilaku struktur (simpangan, kekuatan, kekakuan dan
daktilitas) dari struktur rangka baja dengan sistem rangka breising konsentrik
tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.
2. Bagaimanakah kinerja struktur rangka baja dengan sistem rangka breising
konsentrik tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.
1.3 Tujuan
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui perilaku struktur (simpangan, kekuatan, kekakuan dan
daktilitas) dari struktur rangka baja dengan sistem rangka breising konsentrik
tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.
2. Untuk mengetahui kinerja struktur rangka baja dengan sistem rangka breising
konsentrik tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang ingin dicapai dari penulisan tugas akhir ini adalah dapat
memberikan informasi mengenai perilaku dan kinerja struktur rangka baja dengan
sistem breising konsentrik tipe-X dan sistem breising eksentrik V-terbalik sehingga
dapat dijadikan bahan pertimbangan awal dalam pemilihan struktur rangka baja
dengan breising.
4
1.5 Batasan Penelitian
Untuk membatasi ruang lingkup masalah yang dibahas agar tidak terlalu
luas, maka pada tugas akhir ini masalah yang dibahas diberikan batasan sebagai
berikut :
1. Tidak melakukan perhitungan manual terhadap dimensi balok, kolom, dan
breising.
2. Tidak melakukan analisis terhadap pondasi bangunan dimana hubungan antara
kolom baja dengan pondasi dianggap sebagai jepit.
3. Sambungan balok dengan kolom yang digunakan pada semua model struktur
dimodelkan sebagai sambungan momen.
4. Panjang link beam yang digunakan pada model SRBE adalah 300 mm yang
ditetapkan berdasarkan hasil penelitian Tama (2013).
5. Tidak melakukan perhitungan terhadap efisiensi penggunaan material baja pada
struktur.