STUDI PERBANDINGAN PERILAKU RANGKA BERPENGAKU SENTRIS DAN RANGKA BERPENGAKU EKSENTRIS DENGAN KONFIGURASI V-TERBALIK AKIBAT BEBAN LATERAL GEMPA Nama : Riki Iqbal NRP : 3107 100 128 Dosen Pembimbing : Budi Suswanto, ST., MT., Ph.D
1.1 Latar Belakang Kondisi geografis Indonesia berada di daerah dengan tingkat kejadian gempa bumi yang relatif tinggi. Sehingga perlu dilakukan upaya untuk memperkecil resiko yang ditimbulkannya. Struktur baja merupakan salah satu sistem struktur yang baik pada daerah rawan gempa, karena material baja mempunyai sifat daktilitas dan kekuatan yang tinggi. Tiga sistem struktur baja tahan gempa yang umum digunakan yaitu: Rangka penahan momen (Momen Resisting Frame / MRF), Rangka berpengaku eksentrik (Concentrically Braced Frame / CBF), Rangka berpengaku eksentris (Eccentrically Braced Frame / EBF). Masingmasing sistem struktur tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda. Perbedaannya adalah : MRF : mempunyai daktilitas yang baik, tetapi kurang kaku. CBF : mempunyai kekakuan yang baik,tetapi kurang daktail EBF : tidak lebih kaku dari CBF namun mempunyai daktilitas yang lebih baik dari CBF
Tugas akhir ini akan membandingkan perilaku dari CBF dan EBF dengan konfigurasi V- inverted bracing tujuh lantai dengan menggunakan gedung fiktif pada zona gempa 4 dan mengambil acuan pembebanan gempa sesuai dengan SNI 03-1726-2002. Sehingga mendapat kesimpulan akan keefektifan secara kekuatan ditinjau dari perilaku struktur dan biaya dari segi volume baja yang digunakan. Pada tahap akhir perilaku CBF dan EBF akan dibandingkan melalui hitungan analisis dengan software XTRACT dan ABAQUS versi 6.9.
1.2 Perumusan Masalah 1. Bagaimana perilaku simpangan, daktilitas, dan pola kegagalan struktur CBF dan EBF pada beban lateral gempa dengan menggunakan software ABAQUS versi 6.9 dan perhitungan analitis 2. Sistem struktur mana yang mempunyai perilaku simpangan, daktilitas, dan pola kegagalan struktur terbaik pada beban lateral gempa dengan menggunakan software ABAQUS versi 6.9, dan perhitungan analitis 3. Bagaimana merencanakan sambungan pada CBF dan EBF 4. Sistem mana yang paling ekonomis ditinjau dari penggunaan volume material. 5. Menentukan rekomendasi perencanaan dari hasil perbandingan CBF dan EBF
1.3 Tujuan 1. Dapat mengetahui perilaku simpangan, daktilitas, dan pola kegagalan struktur CBF dan EBF 2. Mengetahui sistem struktur yang lebih ekonomis antara CBF dan EBF berdasarkan volume material yang digunakan 3. Mengetahui perencanaan sambungan pada CBF dan EBF 4. Dapat menentukan rekomendasi perencanaan
1.4 Batasan Masalah 1. Pada studi perilaku CBF dan EBF ini tidak meninjau aspek manajemen konstruksi 2. Tidak memperhitungkan pondasi 3. Tidak memperhitungkan metode pelaksanaan
1.5 Manfaat Dengan penulisan tugas akhir ini diharapkan dapat memberikan wawasan khususnya kepada penulis tentang berbagai macam karakteristik dan perilaku variasi sistem struktur. Sehingga kedepannya dapat menjadi salah satu pilihan dalam melakukan perencanaan bangunan.
2.3 Karakteristik CBF Pada CBF elemen pengaku merupakan elemen struktur yang terlemah dibandingkan dengan elemen-elemen lain seperti balok, kolom dan sambungan (Engelhardt, 2007). Sehingga ketika mendesain CBF maka diusahakan agar tidak terjadi perilaku inelastis pada pengaku. Untuk pola kegagalan struktur yang diharapkan adalah leleh pada pengaku diusahakan agar terjadi lebih dahulu daripada leleh yang terjadi pada sambungan
2.3 Karakteristik EBF Sistem EBF adalah campuran antara MRF dan CBF. Dimana EBF mempunyai daktilitas yang baik seperti MRF dan juga memiliki kekakuan struktur yang baik pula seperti halnya CBF. Perbedaan bentuk dari EBF dibandingkan dengan CBF adalah pada EBF terdapat balok yang menghubungkan antara ujung pengaku dengan sambungan atau dengan pengaku lainnya. Balok tersebut dikenal dengan istilah link. Gambar 2.6 Contoh link pada EBF
BAB III METODOLOGI
3.1 DIAGRAM ALIR
3.2 Perencanaan Konfigurasi CBF dan EBF Pada tugas akhir ini akan membandingkan perilaku dari CBF dan EBF dengan konfigurasi V- inverted bracing tujuh lantai dengan menggunakan gedung fiktif pada zona gempa 4 dan mengambil acuan pembebanan gempa sesuai dengan SNI 03-1726-2002.
3.2.1 DENAH BANGUNAN DAN LETAK PENGAKU Gambar 3.1 Denah bangunan dan letak pengaku
3.2.2 KONFIGURASI CBF KONFIGURASI V- INVERTED BRACING CBF Gambar 3.2 V- inverted bracing CBF tujuh tingkat
3.2.3 KONFIGURASI EBF KONFIGURASI V- INVERTED BRACING EBF Gambar 3.3 V- inverted bracing EBF tujuh tingkat
Analisa perilaku CBF dan EBF Fokus utama dari Tugas Akhir ini adalah untuk mengetahui perilaku struktur dari dua system struktur yang berbeda. Analisa perilaku CBF dan EBF ini menggunakan software yaitu ABAQUS 6.7 dan XTRACT
Gambar 3.4 Contoh grafik profil BJ 41 pada XTRACT
Gambar 3.5 Contoh penampang king cross pada XTRACT
Data Struktur Gedung Yang Di Analisis Elemen Struktur Gedung Balok Induk Profil Balok Induk ( Lt.1 s/d 6) WF 350 x 250 x 9 x 14 Balok Induk ( Lt.7 s/d 10) WF 300 x 200 x 9 x 14 Kolom Profil Kolom ( Lt. 1 s/d 4 ) K 588 x 300 x 12 x 20 Kolom ( Lt. 5 s/d 7 ) K 600 x 200 x 11 x 17 Kolom ( Lt. 8 s/d 10 ) K 500 x 200 x 10 x 16 Balok Anak Profil Balok Anak ( Lt.1 s/d 10) WF 250 x 250 x 9 x 14 Pelat Lantai Tebal Pelat lantai ( Lt. 1 s/d 10 ) 10 cm Bresing Profil Bresing WF 125 x 125 x 6,5 x 9 Link Jarak Pada balok : WF 350 x 250 x 9 x 14 100 mm WF 300 x 200 x 9 x 14 100 mm
Perencanaan Struktur utama Kontrol Struktur Utama Pembebanan - Beban Mati - Beban Hidup - Beban Angin - Beban Gempa Kombinasi pembebanan COMB 1 : 1.4 D COMB 2 : 1.2 D + 1.6 L COMB 3 : 1.2 D + 0.5 L + 1.3 W COMB 4 : 1.2 D + 0.5 L 1.3 W COMB 5 : 1.2 D + RSX + L COMB 6 : 1.2 D + RSY + L COMB 7 : 0.9 D + RSX COMB 8 : 0.9 D + RSY Ket : Kombinasi pembebanan yang digunakan berdasarkan SNI 03-1729-2002 pasal 6.2.2 Zona gempa 4, Tanah Lunak
Analisa Kapasitas Penampang Bracing Analisa menggunakan software Extract Permodelan penampang bresing pada XTRACT Input properti material pada XTRACT
Analisa Kapasitas Penampang Bracing Lanjutan Analisa menggunakan software Extract Diagram interaksi P-M penampang dari XTRACT Data analysis report dari XTRACT
HASIL ANALISA ABAQUS ( CBF ) Titik titik tinjau
HASIL ANALISA ABAQUS ( EBF ) Titik titik tinjau
PERHITUNGAN BIAYA
KESIMPULAN -Pada CBF elemen bresing berfungsi sebagai elemen yang mengalami dissipasi energi terbesar. Hal ini dapat dilihat dari perbandingan besar tegangan dan regangan dari program ABAQUS. -Pada EBF elemen link menjadi elemen yang mengalami dissipasi energi terbesar. Hal ini dapat dilihat dari perbandingan besar tegangan dan regangan antar elemen struktur dari program ABAQUS. -Dari segi volume baja yang digunakan, selisih harga antara CBF dan EBF adalah Rp 2215232000 -Rekomendasi perencanaan : -Dari kesimpulan diatas dapat dilihat bahwa link pada EBF konsentrasi tegangan yang terjadi lebih besar dari bresing pada CBF. Sehingga jika dilihat dari perilaku maka EBF mempunyai keunggulan dibanding CBF, namun dari volume harga baja yang digunakan maka struktur CBF lebih ekonomis dari EBF.
TERIMA KASIH