Studi Komparasi Sistem Struktur SMRF Profil Baja Wide ...
Transcript of Studi Komparasi Sistem Struktur SMRF Profil Baja Wide ...
Studi Komparasi Sistem Struktur SMRF Profil Baja Wide Flange Dan Concrete Filled Steel Tube Menggunakan Analisis Pushover Dan
Memperhitungkan Rigiditas Sambungan Dengan Meninjau Sendi Plastis Pada Balok
Alfisyahrin, Henki Wibowo Ashadi
1. Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Universitas Indonesia, Depok, Jawa Barat 16424,
Indonesia 2. Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Universitas Indonesia, Depok, Jawa Barat 16424,
Indonesia
Email : [email protected]
Abstrak
Indonesia merupakan negara yang sering terjadi gempa bumi dan letusan gunung berapi yang mengelilingi Samudera Pasifik. Diperlukan solusi bangunan tahan gempa seperti bangunan SMRF (Special Moment Resisting
Frame) yang memiliki daktilitas tinggi. Penelitian yang dilakukan menggunakan program Drain-2DX yang dimodelkan secara 2 dimensi dengan analisis pushover. Bangunan menggunakan profil Wide Flange memiliki kekuatan dan daktilitas lebih besar dibandingkan dengan bangunan menggunakan profil Concrete Filled Steel Tube. Target sendi plastis mempengaruhi kekuatan, kekakuan dan daktilitas. Sebaiknya bangunan dirancang
target sendi plastis pada beam karena memiliki kekuatan dan kekakuan yang besar secara global dan memiliki daktilitas yang cukup pada bangunan struktur SMRF.
Comparison Study Of Special Moment Resisting Frame Behavior With Wide Flange
And Concrete Filled Steel Tube Profile Using Pushover Analysis And Rigidity Connection Considering Plastic Hinge Beam
Abstract
Indonesia is a frequent country of earthquakes and volcanic eruptions that surround the Pacific Ocean. Required
earthquake resistant building solutions such as SMRF (Special Moment Resisting Frame) buildings that have high ductility. Research conducted using Drain-2DX program that is modeled in 2 dimension with pushover analysis. Buildings using the Wide Flange profile have greater strength and ductility compared to buildings
using Concrete Filled Steel Tube profiles. Preferably the building is designed to target plastic joints on the beam because it has great strength and stiffness globally and has sufficient ductility in the building of the SMRF
structure.
Keyword : SMRF, Drain-2DX, Wide Flange, Concrete Filled Steel Tube, Pushover
Pendahuluan
Indonesia merupakan negara kepulauan yang termasuk ke dalam wilayah ring of fire,
yaitu wilayah dimana sering terjadi gempa bumi dan letusan gunung berapi yang mengelilingi
Samudera Pasifik. Salah satu gempa bumi yang terjadi di Indonesia adalah gempa 9,3 SR di
Aceh pada tanggal 25 Desember 2004, gempa 7,6 SR di Padang pada tanggal 30 September
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
2009 dan gempa 6,2 SR di Yogyakarta pada tanggal 27 Mei 2006. Dengan demikian sudah
tidak asing lagi gempa terjadi di Indonesia dan skalanya cukup besar. Gempa bumi
menyebabkan getaran atau gelombang sehingga tanah disekitarnya ikut bergerak yang
mengakibatkan kerusakan-kerusakan pada bangunan di sekitarnya.
Berdasarkan gempa yang sering terjadi di Indonesia, seharusnya fasilitas-fasilitas
yang di bangun di Indonesia memiliki ketahanan terhadap gempa agar dapat mengurangi
bahkan mencegah terjadinya korban jiwa saat gempa berlangsung. Selain dari segi korban
jiwa, kerugian yang dialami cukup besar jika bangunan-bangunan disekitarnya mengalamai
kerusakan bahkan mengalami keruntuhan. Bangunan tahan terhadap gempa yang dimaksud
adalah struktur tersebut masih memiliki kekakuan dan kekuatan sebelum mencapai fase
keruntuhan.
Struktur yang inelastik mampu berdeformasi melebihi batas elastisnya, dan terus
mampu menahan beban hingga mencapai batas keruntuhannya. Struktur ini akan bekerja
efektif saat terjadi gempa karena memiliki daktilitas yang tinggi dan juga menyerap sebagian
energi gempa. Salah satu sistem struktur yang bekerja efektif terhadap gempa adalah Special
Moment Resisting Frame (SMRF) yang memiliki koefisien modifikasi respon (R=8) menurut
SNI 1726:2012, sehingga struktur ini memiliki daktilitas yang tinggi namun menggunakan
penampang yang cukup besar.
Material yang digunakan untuk struktur tahan gempa adalah Concrete Filled Steel
Tube (CFST). Material ini memiliki daktilitas yang tinggi dan biasanya digunakan untuk
bangunan tahan ledakan, karena beton yang terdapat didalam baja hollow ini dapat menyerap
panas yang terjadi saat ledakan. Material ini juga lebih tahan terhadap local buckilng dan juga
jika beton didalamnya retak atau rusak tetap memberikan daktilitas pada struktur tersebut..
Adapun tujuan dari penelitian ini antara lain sebagai berikut :
1. Mengetahui pengaruh target sendi plastis yang terjadi pada bangunan.
2. Mengetahui perbedaan tentang analisis pushover pada Special Moment Resisting Frame
(SMRF) dengan material Concrete Filled Steel Tube (CFST) dengan material baja. Tinjauan Teoritis
Sistem struktur MRF memberikan ruang yang luas pada suatu bangunan. Oleh
karena itu, sistem ini sering diminati oleh banyak arsitek dan juga banyak digunakan untuk
struktur gedung institusi atau perkantoran yang memerlukan ruang yang luas. Pada sistem
struktur MRF, sambungan antara balok dan kolom harus didesain cukup kuat untuk
memperkuat kekuatan balok dan mengurangi risiko keruntuhan brittle pada sambungan balok
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
dan kolom. Dengan rentang balok yang cukup lebar (tanpa pengaku), sistem MRF dapat
memberikan deformasi yang cukup besar sehingga sistem ini memiliki daktilitas yang cukup
besar. (Aziz, 2012).
Gambar 2. 1. Struktur MRF
Sumber : Micheal D. Engelhardt – University of Texas at Austin
Special Moment Resisting Frame (SMRF) di dalam peraturan Tata Cara Perhitungan
Struktur Beton untuk Bangunan Gedung terbaru SNI 03-2847-2002, adalah salah satu sistem
perhitungan struktur yang digunakan untuk merencanakan gedung bertingkat pada daerah
zone gempa tinggi. Dan dalam perancangan bangunan gedung ini akan menggunakan sistem
tersebut. (Arifin, 2003).
SRBPMK didesain untuk memiliki daktilitas yang lebih tinggi dan dapat berdeformasi
inelastik pada saat gaya gempa terjadi. Deformasi inelastik akan meningkatkan damping dan
mengurangi kekakuan (stiffness) dari struktur. Hal ini terjadi pada saat gempa ringan bekerja
pada struktur. Pada sistem ini, untuk melakukan penyerapan energi yang besar diperlukan
deformasi yang besar pada lantai strukturnya. Dengan demikian, jika dibandingkan dengan
struktur portal baja jenis lainnya, sistem struktur ini memiliki ukuran elemen struktur yang
lebih besar untuk menjaga deformasi strukturnya. (Aziz, 2012).
Special Moment Resisting Frame (SMRF) memiliki Nilai R (koefisien Modifikasi
Respon) = 8, faktor kuat lebih sistem Ω0 = 3, dan faktor defleksi Cd = 5,5 yang menandakan
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
bahwa bangunan dengan memiliki struktur ini baik untuk bangunan tahan gempa. Dengan
demikian struktur ini dapat dikategorikan pada desain sesimik B, C, D, E dan F.
Beton adalah material yang kuat terhadap tekan yang besar, namun memiliki
kekurangan terhadap gaya tarik, sehingga material ini mudah untuk hancur. Maka dari itu
dalam bangunan Special Moment Resisting Frame (SMRF) atau bangunan MRF lainnya
menggunakan material baja bertulang agar menambah daktilitas pada beton tersebut.
Gambar 2. 2. Hubungan Tegangan dan Regangan Beton
Sumber : Strength of Material Fifth Edition
Baja merupakan salah satu material yang digunakan untuk membuat bangunan tahan
gempa. Selain memiliki kuat tarik yang besar, baja juga memiliki daktilitas yang tinggi, yaitu
kemampuan bertahan dibawah beban yang berat. Namun baja dapat memiliki kekurangan,
yaitu dapat mengalami local buckling sebelum runtuh. Adapaun hubungan tegangan dan
regangan baja ditunjukkan pada grafik dibawah ini.
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Gambar 2. 3. Hubungan Tegangan dan Regangan Baja
Sumber : Strength of Material Fifth Edition
Dengan mengisi bagian berongga dengan beton pada Concrete Filled Steel Tube
(CFST) memungkinkan bagian tersebut menggunakan luas permukaan yang lebih kecil
(Wang, 2014). Material ini juga digunakan pada bangunan anti ledakan, karena dapat
menyerap panas yang diakibatkan dari ledakan. Material ini memiliki daktilitas yang tinggi
karena saat beton yang berada di dalam baja tersebut hancur, beton tersebut masih dapat
memberikan kekakuan pada elemen tersebut.
Sambungan Top Seat Angle with Double Web Angle digunakan pada struktur
Moment Resisting Frame (MRF). Faktor penting yang mempengaruhi sambungan ini adalah
tebal, kekuatan baut, gaya membongkar end plate dan pembengkokan kolom. Sambungan end
plate juga lebih daktail jika dibandingkan dengan sambungan lainnya.
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Gambar 2. 4. Sambungan top seat angle with double web angle
Sumber : Frye - Morris
Gambar 2. 5. Hubungan Sambungan Momen dan Rotasi
Sumber : Frye - Morris
Konstruksi bangunan bertingkat semakin banyak dibangun akibat dari semakin
kurangnya ketersediaan lahan. Dalam mendesain bangunan gedung bertingkat sangat penting
untuk memperhatikan kekuatan dari elemen struktur kolom yang menopang keseluruhan
bangunan. Sederhananya, kolom dalam suatu struktur bangunan portal bertingkat adalah
elemen struktur menopang balok, seluruh beban lantai, dan beban–beban lain diatasnya,
sedangkan balok hanya elemen struktur yang menopang dan mendistribusi-kan beban–beban
dilantai tersebut menuju ke kolom–kolom. Sehingga jika kolom runtuh, maka semua sistem
struktur yang ada diatasnya ikut runtuh juga. Tapi jika balok yang mengalami keruntuhan
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
lebih dulu maka kerusakan hanya terjadi pada bagian balok itu kemudian menjalar ke elemen
balok yang lainnya sampai struktur benar–benar runtuh total saat beban yang bekerja tidak
lagi mampu ditahan keseluruhan struktur. (Kahikong, Pangouw, & Pandaleke, 2013)
Bangunan harus dirancang menggunakan konsep ini agar saat terjadi goncangan yang
besar akibat beban gempa dan pembebanan, kolom bangunan dirancang tetap kuat sehingga
bangunan tersebut tidak langsung runtuh. Jadi manusia yang ada didalamnya masih dapat
keluar untuk menyelamatkan diri.
Gambar 2. 6. Strong Column Weak Beam
Sumber : Konsep desain strong column weak beam
Pada Universal Building Code merekomendasikan terpenuhinya syarat keteraturan
pada struktur bangunan untuk menghasilkan respon positif bangunan terhadap gempa.
Bangunan sebaiknya memiliki keteraturan atau keseragaman. Salah satu contoh
ketidakteraturan konfigurasi bangunan secara vertikal adalah soft story. Efek soft story terjadi
pada bangunan dengan lantai terbuka yang kekakuan horizontalnya kurang dari lantai-lantai di
atasnya. Efek soft story dapat terjadi pada menyebabkan kerusakan parah pada bangunan
dengan beragam struktur. la dapat menyebabkan kerusakan parah pada struktur bangunan
yang membuat bangunan runtuh atau terpaksa harus diruntuhkan karena tidak memungkinkan
dilakukan perbaikan.
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Gambar 2. 7. Soft Story
Sumber : Konsep desain strong column weak beam
Pola keruntuhan yang diharapkan terjadi pada saat bangunan dikenai beban gempa rencana
adalah beam mechanism. Pola keruntuhan ini mensyaratkan sendi-sendi plastis hanya boleh terjadi
pada ujung-ujung balok dan pada ujung bawah kolom lantai dasar. Untuk mencapai pola keruntuhan
ini maka kolom harus didesain lebih kuat daripada balok-balok yang merangkainya (strong column
weak beam). Oleh sebab itu kuat nominal kolom harus diperbesar dengan cara dikalikan
dengan suatu overstrength factor (OF). SNI 03-2847-2002 menggunakan overstrength factor
sebesar 1.2 dan dituliskan sebagai berikut:
( )c gM 6 / 5 M≥∑ ∑
dimana :
ΣMc = jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom, sehubungan dengan kuat lentur
nominal kolom yang merangka pada hubungan balok-kolom tersebut.
ΣMg = jumlah momen pada pusat hubungan balok-kolom, sehubungan dengan kuat lentur
nominal balok-balok yang merangka pada hubungan balok-kolom tersebut.
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Metode Penelitian
Gambar 3. 1. Diagram Alir Metodologi Penelitian
Sumber : Pengolahan sendiri
Berdasarkan diagram alir di atas, dapat diperjelas dan diperinci sebagai berikut :
1) Studi literatur, membaca dan merangkum hasil sumber sesuai topik bahasan yang
dibahas sehingga dapat melanjutkan penelitian dengan benar.
2) Design Baja WF & CFST, merancang dimensi, spesifikasi material dan bentuk
untuk gedung yang akan dibuat.
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
3) Modelisasi struktur, memodelkan struktur pada software ETABS yang telah
didefinisikan dimensi, spesifikasi material dan bentuk gedungnya, yaitu 15 lantai.
4) Input Data, memasukkan data-data yang diperlukan seperti : data-data sistem
struktur yang dibuat, data pembebanan, perletakkan, jenis dan bentuk sambungan.
5) Pengecekan Design, setelah memperoses data-data yang di input dan menjadi
hasil output, diperiksa apakah design yang telah dibuat memenuhi sesuai standar
yang telah ditentukan.
6) Metode Pushover, metode ini menggunakan program Drain-2DX dengan
menginput datanya menggunakan matriks kekakuan. Metode ini menggunakan
controlled displacement.
7) Analisis Pushover, menganalisis apakah bahwa material Concrete Filled Steel
Tube (CFST) memiliki daktilitas yang lebih baik dari Baja WF atau tidak.
8) Kesimpulan, mengemukakan hasil yang telah dilakukan dari beberapa tahapan
sesuai dengan tujuan dan batasan. Hasil Penelitian
Grafik 1. Perbandingan Story Displacement Profil
WF dengan CFST
Grafik 2. Perbandingan Drift Profil WF dengan
CFST
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
1
3
5
7
9
11
13
15
X-‐Displacement
Story
WF vs CFST
CFST WF
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
1
3
5
7
9
11
13
15
X-‐DriB
Story
WF vs CFST
CFST WF
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Grafik 3. Perbandingan Story Shear Profil WF
dengan CFST
Grafik 4. Perbandingan Story Displacement Profil
WF dengan WF+Elemen 4
Grafik 5. Perbandingan Drift Profil WF dengan
WF+Elemen 4
Grafik 6. Perbandingan Story Shear Profil WF
dengan CFST
Grafik 7. . Perbandingan Rigiditas Sambungan Lantai
1-5
Grafik 8. Perbandingan Geser dan Displacement pada
Profil WF dengan CFST
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
1
3
5
7
9
11
13
15
Base Shear
Story
WF vs CFST
CFST WF
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
1
3
5
7
9
11
13
15
X-‐Displacement
Story
WF vs WF+Elemen 4
WF+Elemen 4 WF
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018
1
3
5
7
9
11
13
15
X-‐DriB
Story
WF vs WF+Elemen 4
WF+Elemen 4 WF
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
1
3
5
7
9
11
13
15
Base Shear
Story
WF vs WF+Elemen 4
WF+Elemen 4 WF
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
3500000
-‐20 0 20 40 60 80 100 120 140
Mom
en
Rotasi
Sambungan Balok Lt 1-‐5
WF WF+ Elemen 4
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Load Factor x Base Shear
X-‐Displacement
WF vs CFST
WF CFST
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Grafik 9. Perbandingan Geser dan Displacement
Profil WF dengan WF+Elemen 4
Grafik 10. Perbandingan Target Sendi Plastis pada
Bangunan Profil WF
Grafik 11. PerbandinganTarget Sendi Plastis
Bangunan Profil CFST
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 1 2 3 4 5 6
Load Factor x Base Shear
X-‐Displacement
WF vs WF+Elemen 4
WF WF+Elemen 4
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 1 2 3 4 5 6
Load Factor x Base Shear
X-‐Displacement
WF
Beam Column Panel Zone
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 1 2 3 4 5 6
Load Factor x Base Shear
X-‐Displacement
CFST
Beam Column Panel Zone
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Gambar 1. Mekanisme sendi plastis bangunan WF
Tabel 1. Step-step sendi plastis bangunan WF
Displacement (cm) Colour
1-‐60
61-‐120
121-‐180
181-‐240
241-‐300
301-‐360
361-‐420
421-‐480
481-‐540
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Gambar 2. Mekanisme sendi plastis bangunan profil
WF+Elemen 4
Tabel 2. Step-step sendi plastis bangunan profil
WF+Elemen 4
Displacement (cm) Colour
1-‐60
61-‐120
121-‐180
181-‐240
241-‐300
301-‐360
361-‐420
421-‐480
481-‐540
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Gambar 3. Mekanisme sendi plastis bangunan
profil CFST
Tabel 3. Step-step sendi plastis bangunan profil
CFST
Displacement (cm) Colour
1-‐50
51-‐100
101-‐150
151-‐200
201-‐250
251-‐300
301-‐350
351-‐400
401-‐450
Pembahasan
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa bangunan yang menggunakan profil CFST
mengalami displacement lebih besar dibandingkan bangunan yang menggunakan profil WF.
Perbedaan displacement terbesar terjadi pada lantai ke-15 dengan perbedaan 62,4 %. Hal ini
dapat menyimpulkan bahwa kekakuan lateral dari bangunan menggunakan profil WF lebih
besar dibandingkan bangunan menggunakan profil CFST.
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa bangunan yang menggunakan profil CFST
mengalami story drift lebih besar dibandingkan bangunan yang menggunakan profil WF.
Perbedaan story drift terbesar terjadi pada lantai ke-15 dengan perbedaan 92 %. Hal ini
menyebabkan bahwa kekakuan bangunan menggunakan profil WF lebih besar dibandingkan
bangunaan menggunakan profil CFST.
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa bangunan yang menggunakan profil CFST
mengalami story shear sama dibandingkan bangunan yang menggunakan profil WF. Hal
tersebut terjadi karena pada program Drain-2DX tidak menggunakan elemen 4 atau
sambungan, sehingga gaya yang diserap akibat beban luar diterima oleh kolom dan balok
saja.
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa bangunan yang menggunakan profil WF+Elemen 4
mengalami displacement lebih besar dibandingkan bangunan yang menggunakan profil WF.
Perbedaan displacement terbesar terjadi pada lantai ke-15 dengan perbedaan 18,9 %. Hal ini
dapat menyimpulkan bahwa kekakuan lateral dari bangunan menggunakan profil WF lebih
besar dibandingkan bangunan menggunakan profil WF+Elemen 4.
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa bangunan yang menggunakan profil
WF+Elemen 4 mengalami story drift lebih besar dibandingkan bangunan yang menggunakan
profil WF. Perbedaan story drift terbesar terjadi pada lantai ke-7 dengan perbedaan 19,8 %.
Hal ini menyebabkan bahwa kekakuan bangunan menggunakan profil WF lebih besar
dibandingkan bangunaan menggunakan profil CFST.
Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa bangunan yang menggunakan profil
WF+Elemen 4 mengalami perbedaan story shear sebesar 0,006% atau bisa dibilang sama
dibandingkan bangunan yang menggunakan profil WF. Hal tersebut terjadi karena sebagian
besar gaya yang diterima ke elemen balok dan kolom, sedangkan sambungan sangat sedikit
menerima gaya tersebut.
Berdasarkan ketiga grafik diatas dapat disimpulkan bahwa profil WF menggunakan
sambungan lebih daktail dibandingan profil WF tidak menggunakan sambungan. Hal ini dapat
dilihat nilai rotasi terus bertambah saat dimana profil yang tidak menggunakan sambungan
telah berhenti. Bisa dikatakan bahwa dengan rigiditas yang lebih kecil atau semirigid, elemen
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
tersebut bisa menahan gaya atau momen yang lebih besar karena dapat bergerak lebih bebas
dibandingkan dengan tidak menggunakan sambungan.
Berdasarkan grafik diatas dapat disimpulkan bahwa bangunan profil WF lebih dapat
menyerap energi lebih besar dibandingkan dengan bangunan profil CFST. Hal ini dapat
terjadi karena luasan baja dari kedua bangunan tersebut berbeda dan mutu yang berbeda, yang
dimana Fy baja = 250 Mpa sedangkan Fc’ beton = 65 Mpa. Mutu beton hanya sekitar 0,26 %
dari mutu baja. Maka dari itu dari sifat material bangunan WF lebih unggul dibandingkan
bangunan CFST. Berdasarkan grafik diatas dapat dikatakan bahwa struktur bangunan WF
menggunakan sambungan memiliki displacement yang lebih besar dengan gaya geser yang
diterima lebih kecil, namun luasan berdasarkan grafik diatas memiliki luasan yang lebih besar
sehingga energi yang diserap struktur lebih besar dengan menggunakan sambungan. Dapat
dikatakan dengan menggunakan sambungan struktur akan semakin daktail walaupun tahanan
ultimitnya berkurang, karena dengan menggunakan sambungan maka akan menjadi semirigid
yang menyebabkan lebih daktail pada struktur.
Berdasarkan kedua grafik diatas dapat dinyatakan bahwa dengan menggunakan
analisis pushover dan target sendi plastis berada di balok lebih daktail dibandingkan dengan
target sendi plastis di kolom dan panel zone. Hal ini dapat dibuktikan berdasarkan luasan
yang dapat dibentuk dari grafik yang menyatakan struktur tersebut dapat menyerap energi
disipasi lebih besar dibandingkan yang lainnya.
Sendi plastis terjadi saat Mu > My. Berdasarkan ketiga gambar diatas dapat dilihat
bahwa bangunan menggunakan profil WF tanpa sambungan lebih sedikit terjadinya sendi
plastis dibandingkan bangunan menggunakan profil WF dengan sambungan. Hal ini
dikarenakan dengan menggunakan sambungan struktur menjadi semirigid sehingga masih
mampu menahan lebih besar gaya atau momen saat terjanya sendi plastis. Bangunan
menggunkana profil WF dengan sambungan juga dapat ditarik lebih panjang dibandingkan
dengan bangunan yang menggunakan profil WF tanpa sambungan. Profil WF tanpa
sambungan hanya bisa ditarik sampai 333 mm sedangkan bangunan profil WF dengan
menggunakan sambungan bisa ditarik sampai 514 mm. Hal ini menunjukkan bahwa banguan
menggunakan sambungan semirigid akan lebih daktail. Sedangkan bangunan yang
menggunakan profil CFST lebih sedikit terjadinya sendi plastis, namun dapat ditarik hingga
422 mm. Hal ini menunjukkan bahwa bangunan menggunakan profil CFST lebih daktail
dibandingkan bangunan menggunakan profil WF
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan melalui beberapa tahapan pembuatan pada
proses penelitian sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa :
1. Rigiditas sambungan mempengaruhi kekuatan pada struktur yang digunakan.
Semakin rigid bangunan maka bangunan tersebut akan semakin kuat namun tidak
daktail, sedangkan semakin kecil nilai rigiditas atau semirigid maka bangunan
tersebut akan semakin daktail.
2. Struktur bangunan menggunakan profil WF memilliki daktilitas yang lebih tinggi,
kekuatan lebih besar dibandingkan dengan struktur bangunan profil CFST untuk
target sendi plastis pada balok, kolom dan panel zone.
3. Daktilitas terbesar saat bangunan direncanakan target sendi plastis pada panel zone
namun memiliki kekuatan dan kekakuan yang paling kecil jika dibandingkan
secara global.
4. Kekuatan dan kekakuan terbesar saat bangunan direncanakan target sendi plastis
pada beam dan memiliki daktilitas yang cukup baik.
5. Banungan SMRF yang memiliki kekuatan, kekakuan dan daktilitas yang bagus
jika direncanakan target sendi plastis di beam.
6. Bangunan yang dimodelkan dapat ditarik hingga 3 m lebih dikarenakan
mengabaikan P-delta efek dalam pemograman Drain-2DX
7. Bangunan menggunakan profil WF dan CFST telah diperiksa menggunakan beban
gravitasi dan gempa respon spektrum pada program ETABS 2015 bahwa kedua
bangunan tersebut sudah aman, namun saat diperiksa dengan pushover
menggunakan program Drain-2DX banyak terjadi sendi plastis pada elemen balok
dan kolomnya.
Saran
Berdasarkan pada hasil penelitian, maka terdapat beberapa saran untuk penelitian ini
antara lain :
1. Penelitian melihat elemen struktur tidak secara mendetail pada material yang
digunakan sebagai penyusunnya. Sehingga masih dapat dijadikan penelitian lebih
lanjut mengenai pengaruh mutu, strain hardening rasio, possion rasio pada CFST.
2. Perlu diteliti lagi sambungan yang tepat untuk profil CFST
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017
3. Dapat dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai biaya, metode konstruksi, dan
waktu dalam perencanaan bangunan menggunakan CFST.
4. Memodelkan struktur dengan profil CFST tidak cukup hanya menggunakan
elemen 2, harus dilakukan penelitian menggunakan elemen lain.
5. Perlu memperhitungkan P-delta efek untuk penelitian lebih lanjut Daftar Referensi Arifin. (2003). Study Perencanaan Struktur Gedung Lantai Tinggi (Kantor PT. Halim Sakti Jl. HR Muhammad
Surabaya) dengan Special Moment Resisting Frame.
Aziz, A. (2012). Studi Perilaku Sistem Rangka Baja K-Split EBF (Eccentrically Braced Frames) terhadap Beban Gempa dengan Analisis Pushover .
Chasten, C. P., Fleischman, R. B., Lu, L. W., & Driscoll, G. C. (1987). Semi Rigid Steel Connection and Their Effects on Structural Steel Frames.
Construction, A. I. (2005). Seismic Provision for Structural Steel Building. Chicago: United States of America.
Faizah, R., & Widodo. (2013). Analisis Gaya Gempa Rencana Pada Struktur Bertingkat Banyak dengan Metode Dinamik Respon Spektra. Konferensi Nasional Teknik Sipil 7.
Han, L.-H. (2004). Flexuran Behavior of Concrete-Filled Steel Tubes. Journals of Constructional Steel Research 60 .
Kahikong, R. L., Pangouw, J. D., & Pandaleke, R. E. (2013). Evaluasi Struktur Kolom Kuat Balok Lemah pada Bangunan Beton Bertulang dengan Metode Desain Kapasitas. Jurnal Sipil Statik Vol.1 No.9, Agustus 2013 (630-639) ISSN: 2337-6732.
Prakasa, C. A. (2013). Studi Perilaku Rangka Baja Sistem Ganda antara Sistem Rangka Pemikul Momen Dengan Sisten Rangka Bresing Konsentris terhadap Beban Gempa Dengan Analisis Pushover. University of Indonesia.
Prestandard, F. 3. (2000). Prestrandard and Commentary for The Seismic Rehabilitation of Buildings. Reston, Virginia: American Society of Civil Engineers.
SNI 1726. (2012). Jakarta: Badan Standar Nasional.
Wang, Y. C. (2014). NCCI : Design of Reinforced Concrete Filled, Hot Finished Structural Steel Hollow Section in Fire. United Kingdom: Tata Steel.
Studi Komparasi ..., Alfisyahrin, FT UI, 2017