BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kejadian gempa yang sering terjadi di Indonesia menyebabkan banyak korban berjatuhan. Kejadian gempa ini disebabkan oleh letak geografis Indonesia, sehingga potensi gempa baik tektonik ataupun vulkanik akan besar terjadi di Indonesia. Sesungguhnya gempa tidak menimbulkan korban manusia, namun kegagalan atau keruntuhan bangunan yang menyebabkan korban berjatuhan.Hal ini sesungguhnya tidak boleh terjadi apabila bangunan-bangunan tersebut direncanakan dan dilaksankan dengan baik dan benar.Di dalam tahap perencanaan hendaknya digunakan desain-desain yang sesuai dengan karakteristik alam kita yang tingkat seismisitasnya tinggi.Untuk itu perlu di lakukan kajian dalam mengantisipasi kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sehingga korban manusia akibat dari keruntuhan bangunan dapat dihindari. Dalam upaya meningkatkan performa terhadap beban gempa, daktilitas kini menjadi konsep penting dalam menciptakan bangunan tahan gempa.Hal ini diperkuat dalam dituangkannya di dalam Standar Nasional Indonesia (SNI).Konsep daktalitas mensyaratkan bangunan tidak hancur (collapse)secara keseluruhan.Kita memang tidak bisa melawan alam tapi kita dapat mengalihkan energi tersebut, guna menjaga struktur kita agar tidak rubuh (collapse).Untuk itu konsep daktilitas memperbolehkan elemen yang dipilih mengalami proses plastifikasi akibat penyerapan energi gempa, sehingga elemen-elemen lain masih dalam kondisi elastik. Untuk menciptakan hal demikian perlu adanya pengalihan penyerapan energi oleh elemen struktur, sehingga elemen lain tidak terkena dampak energi yang berlebihan akibat gempa. Pemilihan material perlu disesuaikan dengan sifat dan karakter yang dibutuhkan.Pada konsep daktilitas material yang cocok adalah baja, karena material baja merupakan material yang lebih unggul dibanding dengan beton.Hal ini
Universitas Sumatera Utara
disebabkan, baja memiliki kekuatan, daktilitas dan dissipasi energi yang lebih baik dari beton di samping mutu baja yang lebih terjamin karena terfabrikasi.Sedangkan beton kekuatan dan daktilitas lebih rendah, dan mutunya kurang terjamin karena banyak sekali faktor-faktor penyebab, seperti jenis material, proporsi, teknik pelaksanaan di lapangan, perawatan (curing), dan lain sebagainya. Dari riset-riset yang telah dilakukan diperoleh tiga tipe struktur yaitu: (1) Moment Resisting Frame (MRF) ataurangka penahan momen, (2) Concentrically BracedFrame (CBF)atau rangka berpengaku konsentrik, (3) Eccentrically Braced Frame (EBF) atau rangka berpengaku eksentrik.Umumnya bangunan sederhana menggunakan sistem rangka penahan momen (MRF), dalam hal dissipasi energi MRF cukup baik namun struktur ini kurang kaku sehingga dibutuhkan dimensi penampang yang besar.Berbeda halnya dengan rangka berpengaku konsentrik (CBF), CBF memiliki kekakuan yang tinggi namun untuk hal dissipasi energinya kurang baik.Untuk menggabungkan kelemahan dan kelebihan kedua tipe struktur tersebut maka dikembangkan tipe rangka berpengaku eksentrik (EBF) di mana tipe ini memiliki kekuatan dan kekakuan seperti CBF dan dissipasi energi yang baik seperti MRF. Dalam sistem rangka berpengaku eksentrik perilaku daktail diperoleh dari proses plastifikasi pada elemen link. Elemen link adalah elemen balok yang terdapat pada rangka berpengaku eksentik yang sengaja dilemahkan.Elemen link dapat diibaratkan seperti sekering, karena pada saat terjadi gempa diharapkan link dapat menyerap energi gempa yang berlebihan dalam perubahan bentuk (deformasi) pada elemen link tersebut sehingga kinerja link yang efektif dalam melakukan dissipasi energi dapat ditunjukkan dengan terjadinya sudut rotasi inelastik pada link pada saat terjadinya kejadian gempa sebagaimana direncanakan diawal. Proses penyerapan energi pada link terjadi ketika link sudah keluar dari zona elastik sehingga terjadi plastifikasi pada elemen link. Pada proses plastifikasi energi gempa diserap oleh link, pada penelitian-penelitian sebelumnya penyerapan energi gempa dapat dilihat
Universitas Sumatera Utara
darikurva histeretik yang dihasilkan di mana luasan dari kurva histeretik loop merupakan besarnya energi yang diserap. Sebagaimana yang telah dijelaskan, link merupakan sekring pada sistem rangka berpengaku eksentrik, di mana ketika terjadi gempa struktur secara keseluruhan masih dalam kondisi elastik karena energi yang timbul oleh gempa diserap oleh link (Yurisman. 2010). Secara umum link terbagi menjadi dua yaitu: (1) link panjang
(e >
2,6Mp/Vp) dan (2) link pendek (e < 1,6 Mp/Vp). Link panjang atau disebut dengan link lentur dapat ditandai dengan terjadinya fracture dan tekuk pada sayap. Sedangkan link pendek atau link geser ditandai dengan terjadinya keruntuhan pada badan. Dari penelitian sudah ada link pendek atau link geser memiliki kinerja yang baik dalam mendissipasi energi gempa melalui deformasi inelastik geser pada pelat badan link yang ditunjukkan dengan kurva hysteresis yang ‘gemuk’ dan stabil (Moestopo M, dkk 2009). Namun secara Arsitektural link pendek kurang dinamis dibandingkan dengan link menengah ataupun link panjang. Selain dari sulitnya penataan secara arsitektur untuk penggunaan link pendek, link pendek mempunyai sudut rotasi inelastik yang besar dibanding link panjang ataupun link menengah sehingga jika terjadi gempa maka kerusakan pada bangunan non struktural akan rentan terjadi, namum pada link panjang ataupu link menengah dengan sudut rotasi inelastic yang kecil maka kerusakan secara non struktural akan kecil terjadi. Untuk itu perlu dikembangkan peningkatan kinerja link menengah. Beberapa
penelitian
menyebutkan
bahwa
parameter-parameter
yang
berpengaruh pada link ialah: panjang link, tebal penampang, jarak pengaku, dan tebal pengaku (Hjelmstad dan Popov 1983, Malley dan Popov 1984, Kasai dan Popov 1986, Ricles dan Popov 1989, Engelhardt dan Popov 1992). Kemungkinan yang terjadi akibat link pendek ialah kerusakan pada elemen nonstruktural yang disebabkan oleh rotasi inelastik yang besar, sebagai mana yang disyaratkan oleh AISC 2005 sebesar 0,08 radian, sedangkan untuk link panjang sebesar besar sudut deformasinya hanya 0,02 radian, lebih kecil dari link pendek sehingga
Universitas Sumatera Utara
memungkinkan elemen nonstruktural masih dalam kondisi baik. Asumsi ini yang dijadikan dasar merubah perilaku link menengah menjadi link pendek. Seperti yang telah diuraikan di atas pada link menengah sudut deformasinya akan lebih kecil tetapi daktilitas dan dissipasi energinya kecil. Untuk itu maka perlu dilakukan pengkajian mendalam untuk mendapatkan kinerja link menengah yang optimal sehingga perilaku yang dihasilkan link menengah dapat menyerupai perilaku link pendek.Melalui penelitian ini peneliti ingin mengkaji dan melakukan peningkatan kinerja pada link menengah, dengan mengubah sifat karakteristik link menengah dengan memasangkan pengaku diagonal pada kedua ujungnya.Sehingga tercipta link menengah dengan kinerja yang optimal.
1.2 Tujuan Penelitian Sebagaimana telah dinyatakan pada latar belakang, penelitian ini bertujuan untuk memperoleh kinerja yang optimal link menengah dengan memasangkan pengaku diagonal pada kedua ujungnya. Secara detail dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Memahami mekanisme penyerapan energi (energy dissipation) gempa pada struktur rangka baja berpengaku eksentrik (EBF). 2. Melakukan pengkajian terhadap parameter-parameter yang berpengaruh signifikan terhadap elemen link dalam sistem rangka baja berpengaku eksentrik (EBF). 3. Melakukan pengkajian terhadap keterkaitan parameter-parameter tersebut satu sama lain dalam menghasilkan link menengah dengan kinerja yang lebih baik. 4. Melakukan pengkajian terhadap penggunaan pengaku badan yang dipasang secara diagonal pada ujung elemen link menengah untuk memperoleh perilaku seperti link pendek.
Universitas Sumatera Utara
1.3 Pembatasan Masalah Analisis dan kajian yang meliputi peningkatan kinerja link menengah dengan pemasangan pengaku diagonal pada bagian ujung, mengingat keterbatasan waktu dan dana yang ada maka perlu dibatasi kepada permasalahan yang dianggap signifikan sehingga hasil yang dihasilkan dapat lebih optimal. Adapun batasan masalah pada penelitian ini meliputi: 1. Link yang akan ditinjau ialah link menengah dengan profil IWF 200.100.5,5.8 dengan panjang link 600 mm. 2. Sambungan link yang digunakan adalah sambungan las. 3. Analisa numerik dalam penelitian ini digunakan MSC/Nastran, 4. Benda uji yang digunakan hanya berupa balok link sesuai dengan batasanbatasan di atas.
1.4 Sistematika Penulisan Pembahasan mengenai latar belakang, metodologi, proses penelitian hingga kehasil analisa dalam penyusunan thesis ini akan disusun kedalam sejumlah bab dengan sistematika bab terurai berikut: Bab I
: Pendahuluan Terdiri dari latar belakang pengambilan judul penelitian, tujuan, urgensi penelitian dan sistematika penulisan.
Bab II
: Studi Pustaka Bab ini berisikan teori-teori yang digunakan dalam melakukan penelitian.
Bab III
: Metodologi Penelitian Pada bab ini diuraikan metode-metode yang digunakan dalam menganlisis, secara umum metodologi terbagi menjadi dua yaitu kajian secara numerik dan kajian eksperimental.
Universitas Sumatera Utara
Bab IV
: Analisa Data Bab ini berisikan analisa kinerja terhadap link menengah baik secara numerik maupun eksperimental.Kinerja link pada penelitian ini meliputi kekuatan, kekakuan, daktilitas dan dissipasi energi. Pada bab ini juga akan membahas perilaku link yang telah dipasangkan pengaku diagonal.
Bab V
: Kesimpulan dan Saran Berisikan kesimpulan yang mengacu kepada hasil analisis yang telah dilakukan pada BAB IV yang berkaitan dengan kinerja yang ada.Sehingga
dapat
dimunculkan
suatu
rekomendasi
untuk
meningkatkan kinerja link menengah. Pada bagian saran akan berisikan tentang kesinambungan penelitian tentang peningkatan kinerja link menengah.
Universitas Sumatera Utara
