BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Bangunan yang berada di daerah rawan gempa seperti Indonesia, harus
direncanakan untuk dapat memikul gaya lateral yang disebabkan oleh gempa. Baja merupakan alternative bangunan tahan gempa yang sangat baik. Jika dibandingkan dengan struktur beton, baja dinilai memiliki sifat daktilitas yang dapat dimanfaatkan pada saat struktur memikul beban akibat gempa. Untuk menjamin struktur bersifat daktail, maka selain daktilitas material (baja) maka hal lain yang tidak dapat diabaikan adalah menjamin sambungan agar tidak gagal pada saat terjadi gempa. Desain system portal baja untuk bangunan tahan gempa yang telah dikembangkan melalui sejumlah penelitian diantaranya dilakukan oleh Popov, Gobarah-Ramadhan dan Engelhardt. Secara umum system struktur dikelompokan menjadi 3 tipe, yaitu Moment Resisting Frame(MRF), Concentrically Braced Frame (CBF), dan Eccentrically Braced Frame (EBF). Desain struktur baja dengan konsep Eccentrically Braced Frame(EBF) memiliki kelebihan dari kedua system struktur yang lainnya, diantaranya system EBF memiliki kelebihan dari Moment Resisting Frame(MRF) dalam hal daktilitas dan disipasi energi (energy dissipation) serta kelebihan dari Concetrically Braced Frame (CBF) dalam hal kekakuan. Dengan kelebihan tersebut banyak peneliti melakukan inovasi dan pengembangan untuk system struktur EBF. Inovasi dan pengembangan yang telah dilakukan diantaranya
Universitas Sumatera Utara
mencari konfigurasi bracing-link, panjang link, bentuk link dan perkuatannya, sambungan link, dsb. Hasil studi numerik menunjukkan bahwa; pemasangan pengaku diagonal dengan ketebalan tertentu pada bagian badan profil WF dapat meningkatkan kenerja link tersebut dalam hal; kekuatan (strength), kekakuan (stiffness), daktilitas (ductility), dan dissipasi energy (energy dissipation). Disamping itu pengaku diagonal dianggap lebih efektif digunakan pada link geser profil WF dibandingkan dengan pengaku vertikal, karena hasil analisis menunjukkan bahwa pengaku vertikal hanya mempunyai fungsi stabilitas. (Yurisman, 2010). Kajian perilaku struktur rangka berpengaku eksentrik (EBF) tipe-D dengan inovasi pengaku badan pada elemen link, dimana elemen link sebagai elemen pendisipasi energy gempa ketika struktur dibebani gaya lateral akibat gempa yang berulang, elemen link mengalami kerusakan yang signifikan, sedangkan elemen struktur yang lain tidak mengalami kerusakan yang berarti. Berdasarkan hal tersebut dalam penelitian ini penulis akan mencoba untuk melakukan kajian secara komprehensif terhadap parameter konfigurasi struktur yang mempengaruhi kinerja link sehingga dapat memberikan gambaran mengenai wilayah keberlakukan penggunaan link dengan pengaku badan.Kajian dilakukan secara numerik dengan bantuan perangkat lunak berupa program MSC/NASTRAN. Permasalahan daktilitas akan menjadi sangat penting dalam mendesain bangunan tahan gempa. Analisis kekuatan dan kekakuan dari struktur bangunan tahan gempa menjadi isu yang sangat penting untuk mengetahui energi yang
Universitas Sumatera Utara
terserapmelalui daktilitas struktur. Daktilitas merupakan kemampuan suatu struktur bangunan untuk mengalami simpangan pasca elastik yang secara berulang kali dan akibat beban gempa yang menyebabkan terjadinya leleh pertama, dengan mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup sehingga struktur bangunan tersebut tetap berdiri walaupun sudah berada dalam kondisi plastik(SNI 03-17262002 tentang perencanaan gempa untuk bangunan pasal 3.1.2). Dalam sistem rangka pengaku eksentris perilaku daktail diperoleh dari proses plastifikasi pada elemen link. Elemen link adalah elemen yang terdapat pada rangka berpengaku eksentris yang sengaja dilemahkan. Kenerja link yang efektif dalam melakukan penyerapan energi dapat ditunjukkan dengan terjadinya sudut rotasi kondisi inelastik link pada saat terjadinya gempa sebagaimana direncanakan diawal. Sebagaimana yang telah dijelaskan, link merupakan sekring pada sistem rangka berpengaku eksentris, dimana ketika gempa terjadi struktur secara keseluruhan masih dalam kondisi elastis karena energi yang timbul akibat gempa diserap oleh link (Yurisman. 2010). 1.2
TujuanPenelitian Sebagaimana telah diuraikan pada latar belakang, penelitian ini bertujuan
untuk memperoleh peningkatan kinerja yang optimal link geser pada struktur rangka berpengaku eksentrik SRBE. Secara rinci dapat diuraikan sebagai berikut: 1.
Mengamati perilaku struktur rangka berpengaku eksentrik (SRBE) dengan adanya perubahan pada link.
2.
Perilaku yang dibatasi mencakup:
Universitas Sumatera Utara
1.3
a.
Kekuatan (strength).
b.
Kekakuan (stiffness).
c.
Daktilitas (ductility).
d.
Disipasi energi (energy dissipation).
Ruang Lingkup Permasalahan Untuk lebih memfokuskan terhadap permasalahan yang akan dikaji maka
lingkup permasalahan dibatasi sebagai berikut: 1.
Kajian numerik dilakukan terhadap system struktur rangka baja Eccentrically Braced Frame(EBF)type-D Braced.
2.
Inovasi hanya dilakukan pada link geser saja.
3.
Kajian dilakukan pada struktur sederhana berupa portal dua dimensi tiga lantai.
4.
Perilaku
material
baja
mengikuti kurva
tegangan-regangan
yang
dimodelkan dengan kemampuan strain-hardening baja sehingga tercapai kondisi putus, perilaku material tersebut berlaku seragam pada penampang dan sepanjang komponen struktur (homogen dan isotropik). 5.
Pembebanan yang diaplikasikan pada struktur adalah beban berupa perpindahan (displacement control) baik monotonik maupun siklik (cyclic).
1.4Metodologi Penelitian Secara garis besar tahapan penelitian yang dilakukan meliputi: 1.
Studi Literatur
Universitas Sumatera Utara
Studi literature dilakukan dengan mempelajari mengenai struktur Eccentrically Braced Frame(EBF) melalui buku referensi, code dan jurnal-jurnal pendukung, terutama yang berhubungan dengan efektifitas kinerja link berdasarkan konfigurasi struktur serta parameter-parameter yang mempengaruhinya. 2.
Kajian Analisis Awal Kajian analisis awal dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter konfigurasi struktur yang paling menentukan terhadap kinerja link pada struktur EBF, yang kemudian akan dikaji lebih lanjut secara numerik dengan bantuan perangkat lunak program MSC Nastran.
3.
Pemodelan Untuk Kajian Numerik Melakukan pemodelan mulai dari struktur yang akan dikaji, material yang digunakan, elemen struktur, serta pembebanan yang akan diaplikasikan pada struktur untuk kajian numerik.
4.
Kajian Numerik Kajian numerik dilakukan dengan bantuan perangkat lunak program MSC Nastran, untuk mendapatkan data yang akan memberikan penjelasan mengenai perilaku dari model struktur yang dikaji.
5.
Analisis Data Dari data yang dihasilkan melalui kajian numerik yang dilakukan dengan bantuan program MSC Nastran, dilakukan analisis kekuatan, kekakuan,
Universitas Sumatera Utara
daktilitas dan energy disipasi dari masing-masing model struktur yang dikaji. 6.
Kesimpulan Memberikan kesimpulan mengenai hasil analisis yang telah dilakukan, sesuai dengan tujuan dari penelitian.
1.5
Sistematika Penulisan Pembahasan mengenai tahapan penelitian dan hasilnya, secara sistematis
diuraikan ke dalam sejumlah bab yang dapat diuraikan sebagai berikut: Bab I
: Pendahuluan Terdiri dari latar belakang dilakukannya penelitian, tujuan, ruang lingkup masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.
Bab II
: Tinjauan Pustaka Berisikan hasil studi literature mengenai teori-teori dasar yang digunakan dalam penelitian yang dilakukan.
Bab III : Pemodelan Struktur untuk Kajian Numerik Berisikan tentang dasar pemodelan struktur yang akan dikaji, pemodelan material yang digunakan untuk model struktur, pemodelan
elemen struktur dalam kajian
numerik,
model
pembenbanan yang diaplikasikan pada model struktur, serta asumsiasumsi yang digunakan untuk kajian numerik.
Universitas Sumatera Utara
Bab IV : Analisis Data Bab ini berisi tetang analisis data berdasarkan hasil kajian numerik dengan bantuan perangkat lunak (software) dan menggunakan parameter-parameter yang ditinjau. Bab V : Kesimpulan dan Saran Berisikan kesimpulan mengenai kinerja struktur EBF yang mengacu pada hasil analisis data mengenai parameter-perameter konfigurasi struktur yang dikaji.
Universitas Sumatera Utara
