RESULTAN ENGINEERING

Home » Research » Analisis Modifikasi Sambungan Portal Baja yang Menjamin Mekanisme “SCWB” (Bagian 3)

Analisis Modifikasi Sambungan Portal Baja yang Menjamin Mekanisme “SCWB” (Bagian 3)

Artikel kali ini merupakan sambungan dari artikel sebelumnya pada tautan berikut.

Perlakuan detail pada sambungan memberikan pengaruh terhadap struktur secara langsung  baik kualitatif maupun kuantitatif. Hal ini diperkuat melalui analisa dengan menggunakan bantuan program SAP 2000 terhadap struktur portal baja sederhana yang dimodelkan pada program tersebut. Model yang digunakan adalah struktur portal baja dengan yang terdiri atas tiga bentang balok yang ditopang oleh empat buah kolom. Jarak untuk masing–masing bentang adalah sebesar lima meter (5m) dan tinggi untuk setiap kolom adalah .empat meter (4m). Bentang balok diasumsikan menopang luasan tributary area seluas 4m x 5m. Keseluruhan elemen struktur (balok dan kolom) menggunnakan baja profil I dengan fy = 240 MPa dan E = 200000 MPa. Kolom yang digunakan adalah IWF350.350.12.19 dan balok yang digunakan adalah Balok 400.200.8.13.

rangga 3.1

Permodelan Struktur

Hasil analisa kualitatif dan kuantitatif terhadap model struktur didapat dengan melakukan analisis pushover terhadap model yang telah dibuat. Analisis pushover atau biasa disebut sebagai analisis beban dorong statik pada dasarnya merupakan tahapan analisa plastis. Pada analisa ini diberikan beban lateral monotonik tertentu terhadap struktur secara terus menerus sampai tercapai satu target perpindahan lateral dari satu titik acuan (simpangan maksimum).

Analisa pushover ini menghasilkan suatu kurva yang menggambarkan sifat–sifat model srtruktur baik sebelum maupun setelah dilakukan modifikasi pada sambungannya. Parameter–parameter kuantitatif yang didapat dari kurva tersebut adalah kekuatan struktur, kekakuan struktur, serta daktilitas struktur. Berikut kurva yang didapat setelah dilakukan analisis pushover:

Kurva Pushover

Kurva Pushover

Analisis terhadap parameter kekuatan struktur dilakukan berdasarkan tahanan leleh dan tahanan ultimate yang dimiliki oleh struktur tersebut. Tahanan leleh dan tahanan ultimate struktur didapat dari analisis pushover berdasarkan beban lateral statik monotonik yang dibebankan pada struktur. Tahanan leleh didapat dari pendekatan pertemuan kurva linier (elastik) dan nonlinier (inelastik), sedangkan tahanan ultimate didapat dari nilai beban sesaat sebelum terjadi kelelehan pertama pada elemen struktur. Besarnya tahanan leleh dan tahanan ultimate untuk setiap model dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Rangga 3.3

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa pada model yang mengalami perkuatan sambungan terjadi kenaikan kekuatan leleh dan kekuatan ultimit. Sedangkan pada model Reduced Beam terjadi penurunan kekuatan.

Analisis kekakuan struktur dilakukan terhadap parameter kekakuan inisial struktur (K) dan kekakuan struktur pasca kelelehan yang timbul akibat pertambahan kekuatan (strain hardening). Nilai kekakuan inisial strukur didapat dari perbandingan beban terhadap regangan pada saat elastik (gradien kurva elastik). Sedangkan nilai kekakuan struktur pasca kelelehan didapat dari perbandingan beban terhadap simpangan pada saat plastis (gradien garis lurus inelastik). Kurva yang dihasilkan pada wilayah plastis (strain hardening) bukan merupakan kurva linier, maka untuk mendapatkan gradien dilakukan pendekatan interpolasi.

Besarnya nilai kekakuan inisial struktur dan kekakuan struktur pasca kelelehan untuk setiap model dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

Rangga 3.4

Dari tabel di atas terlihat bahwa model yang mengalami modifikasi perkuatan sambungan memiliki nilai kekakuan inisial struktur yang lebih besar daripada nilai kekakuan inisial struktur portal biasa (MRF). Perkuatan pada wilayah sambungan juga memberikan pengaruh yang cukup signifikan pada kekakuan setelah kelelehan. Pada ketiga model perkuatan sambungan terjadi kenaikan kekakuan strain hardening sekitar 80% atau lebih. Kondisi ini sangat menguntungkan bagi perilaku keruntuhan struktur karena struktur tetap memiliki tahanan yang semakin tinggi sejalan pertambahan beban yang bekerja.

Sedangkan pada model Reduced Beam terjadi penurunan nilai kekakuan inisial struktur dan kekakuan pasca kelelehan jika dibandingkan dengan kekuatan MRF tanpa modifikasi

Faktor daktilitas strukur nilainya cenderung berbanding terbalik dengan nilai kekakuan strukturnya. Daktilitas strukur gedung adalah perbandingan antara simpangan maksimum (δm)  pada saat kondisi diambang keruntuhan (ultimate) dengan simpangan struktur pada saat terjadi kelelehan (δy).

Besarnya nilai faktor daktilitas struktur untuk setiap model dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

rangga 3.5

Dari tabel di atas terlihat bahwa  model yang mengalami modifikasi perkuatan sambungan memiliki nilai faktor daktilitas struktur yang lebih kecil daripada nilai faktor daktilitas struktur portal biasa (MRF: Moment Resistance Frame). Model Haunch memiliki nilai faktor daktilitas terkecil karena modifikasi model Haunch dengan penambahan profil yang cukup besar memberikan pengaruh kenaikan inersia yang cukup besar pada balok dan kolom di wilayah sambungan sehingga daktilitasnya semakin menurun.

Sedangkan pada model Reduced Beam terjadi kenaikan nilai faktor daktilitas struktur jika dibandingkan dengan kekuatan MRF tanpa modifikasi. Kenaikan yang terjadi tidaklah terlalu besar, hanya sekitar 3 % saja.

Berdasarkan SNI 03-1726-2002 nilai faktor daktilitas maksimum yang disyaratkan untuk bangunan gedung Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus baja adalah sebesar 5,2.

Secara kualitatif, dapat dilihat bahwa gaya yang bekerja akibat beban ditransfer menjadi simpangan yang lebih besar. Pada suatu struktur ditandai oleh terbentuknya sendi-sendi plastis pada elemen-elemen struktur tersebut yang dirangkai membentuk pola keruntuhan struktur.

bersambung…

Penulis: RAS & Fajar Eka Rahman Telaumbanua

Artikel terkait:
Analisis Modifikasi Sambungan Portal Baja yang Menjamin Mekanisme “SCWB” (Bagian 1)
Analisis Modifikasi Sambungan Portal Baja yang Menjamin Mekanisme “SCWB” (Bagian 2)
Analisis Modifikasi Sambungan Portal Baja yang Menjamin Mekanisme “SCWB” (Bagian 4 – selesai)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: