komparasi perilaku struktur d-ebf material baja wf dan

Komparasi Perilaku Struktur D-EBF Material Baja WF dan Komposit (CFST) Memperhitungkan Rigiditas Sambungan Menggunakan Analisis

Pushover

Indradjati Rachmatullah1, Henki Wibowo Ashadi2

1. Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia 2. Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 16424, Indonesia

Email : [email protected]

ABSTRAK

Indonesia merupakan kawasan rawan gempa, struktur bangunan yang dibutuhkan harus memiliki kekuatan dan daktalitas yang memadai sesuai dengan aturan yang berlaku. Struktur bangunan dengan konfigurasi D-EBF merupakan salah satu solusi untuk struktur tahan gempa. Penggunaan material dan sambungan yang digunakan sangat mempengaruhi perilaku bangunan. Untuk mengetahui perilaku bangunan bisa menggunakan banyak metode dan salah satunya adalah pushover analysis. Penelitian dilakukan dengan 2 buah aplikasi komputer yaitu ETABS sebagai pengecekan bangunan sesuai SNI dan Drain-2DX untuk melakukan analisis. Variasi material menggunakan baja WF dan komposit CFST membuktikan bahwa bangunan baja WF dengan luasan baja 2 kali lipat dari CFST lebih daktail tetapi tidak lebih kuat dan kaku dibandingkan CFST. Dengan rigiditas sambungan yang tinggi maka bangunan akan semakin kuat dan kaku tetapi daktalitas dari bangunan akan berkurang. Kekuatan dan kekakuan berbanding terbalik terhadap daktalitas. Pengaruh rigiditas sambungan untuk material baja WF dan CFST adalah sama.

Kata kunci ; CFST, D-EBF, Drain-2DX, Pushover Analysis, Rigiditas Sambungan

Comparisons Of The Behavior Structure D-EBF With Steel And Composite (CFST) Materials And Consider The Rigidity Connection Using Pushover Analysis

ABSTRACT

Indonesia earthquake-prone areas, building structures that are needed must have adequate strength and ductility in accordance with the applicable rules. Building structures with the configuration of D-EBF is one solution for earthquake resistant structures. The use of materials and the connection that was used greatly influences the behaviour of the building. To know the behavior of the building could use a lot of methods and one of them was pushover analysis. Research done with two fruity computer applications i.e. ETABS as building appropriate checking rules and Drain-2DX to do analysis. Variation of materials use WF Steel and Composite CFST proves that steel buildings extents with WF Steel two times of CFST more ductile but not stronger and stiffer than CFST. With the rigidity connection that high then the building will be more strong and stiff but ductility of the building will be reduced. Strength and rigidity is inversely proportional against ductility. The influence of rigidity connection for materials WF Steel and CFST is the same

Keyword ; CFST, D-EBF, Drain-2DX, Pushover Analysis, Rigidity Connection

Komparasi Perilaku ..., Irfan Fawzi, FT UI, 2017

2

Pendahuluan

Indonesia merupakan negara yang memiliki banyak daerah rawan gempa. Keberadaan

Indonesia yang diapit oleh dua samudra dan dua benua, menjadikan Indonesia termasuk

dalam negara yang strategis dari segi kewilayahan. Keadaan yang strategis tersebut juga

menjadi faktor terbesar Indonesia menjadi rawan bencana, seperti halnya terdapatnya banyak

gunung berapi dan kondisi lempengan tanah yang sering mengalami pergerakan yang biasa

kita sebut gempa. Sehingga Indonesia masuk ke dalam wilayah Ring of Fire, yang merupakan

kawasan sering terjadi bencana. Adapun riwayat bencana yang terjadi di Indonesia pada tahun

2016 belakangan ini seperti gempa bumi di kawasan Sumatera Barat, Bengkulu, Jambi, dan

Jawa Timur di mana gempa di Sumatera Barat sebesar 6,5 SR. Gempa di Sumatera Barat

yang terjadi pada bulan Juni 2016 kemarin mengalami banyak kerugian dari segi moril dan

materiil, dengan banyaknya yang mengungsi dan kerusakan pada rumah. Tak hanya gempa

bumi, letusan gunung berapi juga terjadi di tahun 2016 belakangan ini di daerah Jambi

kabupaten Kerinci dan Sumatera Utara kabupaten Karo, yang menyebabkan penderitaan

terhadap lebih dari 60.000 orang dan lebih dari 5000 orang mengungsi. Ketika bencana

melanda kawasan di Indonesia banyak kerugian yang didapat salah satunya kerusakan pada

struktur bangunan di kawasan tersebut. Pada gempa bumi yang terjadi Juni 2016 di Sumatera

Barat menyebabkan kerusakan rumah ringan 1903 rumah, 621 rumah rusak sedang dan 103

rumah rusak berat. Di Bengkulu juga terjadi gempa bumi Juni 2016 yang menyebabkan 43

rumah rusak berat, 52 rumah rusak sedang dan 206 rumah rusak ringan. Bisa dikatakan lebih

dari 2000 rumah tangga mengalami kerugian dan beberapa harus mengungsi. Rusaknya

bangunan menjadi penyebab kerugian terbesar bagi pemerintah dan masyarakat.

Struktur EBF dijadikan struktur rangka baja yang banyak digunakan karena

keruntuhan dan kegagalan yang terjadi akibat beban gempa terlebih dahulu terjadi pada link-

nya sebelum runtuhnya keseluruhan struktur. Sehingga link pada EBF dibutuhkan treatment

khusus dalam perencanaannya. Kegagalan pada struktur banyak terjadi akibat kekuatan pada

struktur yang kurang, kekakuan pada struktur yang tidak terlalu tinggi, sambungan pada

struktur yang tidak sesuai dengan yang diinginkan, yang menyebabkan perancangan pada

struktur rangka masih banyak yang bisa divariasikan terutama dari material penyusunnya.

Salah satunya variasi pada struktur bisa menggunakan material CFST (Concrete Filled Steel

Tubes) yang merupakan material baja hollow yang diisi dengan beton. CFST merupakan

variasi material komposit yang digunakan pada bangunan dan biasanya pada bangunan tahan

ledakan. Kekakuan pada CFST sangat tinggi karena ditambah dengan beton yang ada di


3

dalamnya, dan daktilitas pada CFST juga tinggi di mana beton di dalamnya menahan gaya

tekan dan ketika beton di dalam runtuh hal tersebut masih bisa menahan beban karena

dilindungi oleh baja. CFST yang digunakan pada beam di analisa terhadap kegagalan flexure

dan geser, dari hasil penelitian sebelumnya membuktikan bahwa kapasitas flexure pada CFST

20% - 50% lebih dari baja pada umumnya. Pada penilitian yang sudah dilakukan juga

membuktikan bahwa daktilitas dari CFST lebih besar dari baja hollow yang digunakan

sebagai beam pada struktur. Dari data tersebut CFST bisa menjadi pertimbangan

digunakannya sebagai material penyusun struktur rangka baja EBF.

Penelitian ini mencari perilaku dari struktur EBF dengan konfigurasi D-EBF yang

dilihat dari pengaruh perbedaan material yang digunakan yaitu baja WF dan komposit

(CFST). Penggunaan material yang berbeda juga ditambahkan dengan memperhitungkan

rigiditas sambungan balok dan kolom. Sambungan yang digunakan adalah sambungan kaku

dengan jenis sambungan End Plate dan sambungan semi-kaku dengan jenis sambungan Top

Seat Angle With Double Web Angle. Dalam penelitian ini analisis yang dilakukan

menggunakan metode analisis Pushover atau analisis statik nonlinier yang akan menghasilkan

grafik gaya geser dasar dengan perpindahan pada titik yang ditentukan.

Tinjauan Teoritis

1. Struktur Eccintrically Braced Frames

Eccentrically Braced Frames (EBF, R=8) merupakan sistem struktur yang

memanfaatkan kemampuan penyerepan energi yang dimiliki oleh MRF dan kekakuan

menggunakan bracing seperti layaknya CBF. Struktur EBF yang membedakan dari

kedua sistem struktur tersebut adalah adanya Link yang berfungsi sebagai penyerap

energi ketika menerima beban lateral yang. Kemampuan link tersebut dikarenakan

desain untuk link berperilaku inelastic serta berdeforfamsi plastis pada saat terjadi

beban lateral. Pada link mengalami mekanisme kelelehan geser dan lentur, di mana

kelelehan yang terjadi sangat bergantung dari panjang link yang didesain.


4

2. Rigiditas Sambungan

Rigiditas sambungan biasa digambarkan dengan grafik momen rotasi seperti gambar

di atas. Momen rotasi biasa didapatkan dari eksperimen pada laboratorium, Frye dan

Morris (1991) mendapati momen rotasi berdasarkan konfigurasi sambungan balok dan

kolom dengan persamaan berikut;

! = !!(!")+ !!(!!)! + !!(!!)!

Parameter C dan K berbeda untuk setiap konfigurasi sambungan yang digunakan di

mana pada penelitian ini menggunakan konfigurasi sambungan Extended end plate

connection without column stiffeners dan Top and seat-angle with double web-angle

connection.

End Plate

!! = 8,91 ∙ 10!!

!! = −1,20 ∙ 10!

!! = 1,75 ∙ 10!

! = !!!!,!!!

!!,!!!!!,!


5

Top Seat Angle

!! = 1,50 ∙ 10!!

!! = 5,60 ∙ 10!!

!! = 4,35 ∙ 10!!

! = !!!,!"#!!!,!"#!!!,!"#$!!

!!,!"#(! −!!2 )

!,!"

3. Material Baja WF dan Komposit (CFST)

Dari grafik di atas dapat diketahui material baja memiliki kekuatan leleh dan kekuatan

ultimit, dan memiliki 3 fase. Fase linier adalah elastis dan perkuatan material (Strain

Hardening) dan fase non-linier yaitu fase plastis. Material baja banyak digunakan


6

dalam dunia konstruksi karena kemudahan dalam pemasangannya. Hal tersebut

akhirnya menimbulkan banyak ilmu mengenai desain yang dibutuhkan dalam

perancangan struktur baja untuk bangunan dan sejenisnya. Berikut merupakan

perencanaan desain untuk material baja yang biasa digunakan dalam konstruksi;

• Kuat Tarik

Terhadap keruntuhan leleh (Yielding)

!!! = !!!!

ϕ = 0,9 untuk leleh

Pada penampang berlubang atau pelat sambungan

!!! = !!!! = !!!!!

ϕ = 0,75 untuk fraktur

• Kuat Tekan

Penampang langsing

!!" =!!!"(!")!

Penampang tidak langsing

!! = !!"!!

Ketika KL/r≤4,71 √(E/F_y ) maka

!!" = 0,685!!!! !!

Ketika KL/r>4,71 √(E/F_y ) maka

!!" = 0,877!!

!! =!!!!"!

!

• Kuat Lentur

!! = !!!!

!! = !!!!

• Bracing

!!" = !!!!!!"

!!" = 0,685!!!!!

!! =!"!

!!!


7

!"#$%& !"#$"%&'&( = (!!,!"#$ ∙ 1,1 ∙ 1,25)/!!,!"#$

!!!!!

+89

!!

!!!!≤ 1.0

!! = !!!!"

!! =!!

1− !!!!

≥ 1

Penggunaan CFST banyak digunakan untuk towe-tower tinggi menjulang,

karena kemampuannya yang mampu menahan local buckling akibat adanya beton di

dalam pipa baja. Dalam penelitian yang telah dilakukan terhadap CFST banyak

memberikan penjelasan bahwasanya CFST memiliki sistem yang berbeda dari segi

desain dan tahapan konstruksinya.

Dalam perencanaan desain elemen baja yang terisi beton rasio luasan

penampang baja maksimal 1% dari luas total area penampang komposit. Pembatasan

di atas untuk menentukan penampang tersebut masuk dalam compact, non-compact

dan slenderness. Menurut ANSI 360-10 desain elemen CFST sebagai berikut;

• Penampang Kompak

!!" = !!

!! = !!!! + !!!!! !! + !!"!!!!

• Penampang Non-Kompak

!!" = !! −!! − !!

(!! − !!)!(! − !!)!

!! = !!!! + 0,7!!! !! + !!"!!!!

• Penampang Langsing


8

!!" = !!"!! + 0,7!!! !! + !!"!!!!

!!" =9!!!!

!

• Kuat Lentur pada Balok menurut BS5400

!! =!! − 2!!!!!" + 4!!

! =0,4!!!

0,95!!

!! = 0,95!! !!ℎ − !!2 + !!!! !! + !!

4. Analisis Statik Nonlinier

Penggunaan analisis pushover akan mendapatkan grafik gaya geser berbanding

perpindahan. Dari grafik tersebut dapat dianalisis kekuatan, kekakuan dan daktilitas

struktur.

Kekakuan bisa didapatkan dengan gaya geser dasar dibagi dengan perpindahan

yang terjadi. Sedangkan daktilitas dapat dilihat dari faktor daktilitas yang merupakan

rasio dari perpindahan elastis dibandingkan dengan perpindahan maksimum atau saat

runtuh. Semakin besar faktpr daktilitas semakin besar daktilitas dari struktur.


9

Metode Penelitian

Dalam penelitian ini, desain awal menggunakan program ETABS berdasarkan SNI 1726:2012

sehingga didapatkan penampang yang digunakan seperti tabel berikut;

Tabel 1. Penampang Balok, Kolom dan Bracing Hasil Program ETABS

Lantai Bangunan Baja WF Bangunan Komposit (CFST)

Kolom Balok Bracing Kolom Balok Bracing

1-5 W14x342 W14x61 W12x120 HSS 16x16x5/8 HSS 14x6x5/8 W12x120



Dengan pembebanan yang digunakan sebagai berikut;

a. Adukan dari semen, per cm tebal; 21 kg/m2

b. Bahan-bahan mineral penambah, per cm tebal; 14 kg/m2

c. Langit-langit, semen asbes tebal < 4 mm; 11 kg/m2

d. Penutup lantai, per cm tebal; 24 kg/m2


10

e. Mekanikal dan elektrikal; 20 kg/m2

f. Beban hidup pada lantai gedung; 250 kg/m2

g. Beban hidup pada atap; 100 kg/m2

Beban gempa yang dirancang berdasarkan SNI 1726-2012 sebagai berikut;

Lokasi : Bengkulu

Jenis Tanah : Tanah Sedang (SD)

Analisis Gempa : Respons Spektrum (CQC)

Faktor Keutamaan : 1

Kategori Risiko : 1

Maka didapatkan respons spektrum sebagai berikut;

Desain panjang link sebagai berikut;

!! = 0,6 ∙ !! ∙ (ℎ − 2!!) ∙ !!

!! = !! ∙ !!

! ≤1,6!!

!!, !"#$ !"#"$

Dari penampang balok yang digunakan dan perhitungan link maka panjang link geser yang

diambil adalah 1 m. Setelah pre eliminary desain yang dilakukan pada ETABS selanjutnya

analisis menggunakan program DRAIN-2DX. Program DRAIN-2DX menggunakan elemen

tipe 02 untuk properti penampang balok, kolom, dan bracing sedangkan untuk rigiditas

sambungan menggunakan elemen tipe 04. Parameter yang dibutuhkan pada program DRAIN-

2DX tertera pada UCB/SEMM 93/18. Analisis pada penelitian ini menyamakan periode

struktur yang didapat dari program ETABS yaitu 1,3.

0 0.2 0.4 0.6 0.8

1 1.2 1.4

0 0.5 1 1.5 2

Perc

epat

an R

espo

ns S

pekt

rum

, Sa

(g)

Periode (detik)

GRAFIK RESPONS SPEKTRUM


11

Hasil Penelitian

Gambar 1. Grafik Perpindahan Bangunan Baja WF dan CFST

Gambar 2. Grafik Momen Rotasi Output DRAIN-2DX Elemen Tipe 02

Gambar 3. Grafik Momen Deformasi Ouput DRAIN-2DX Elemen Tipe 04

Gambar 4. Grafik Perpindahan Terhadap Rigiditas Sambungan

0

50

100

150

200

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14

Nod

al (Story)

X-‐Displacment

Displacement

WF

CFST

0 200 400 600 800

1000 1200

-‐0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Bend

ing Mom

ent

Rotasi

Momen -‐ Rotasi

End Plate

Top Seat Angle

0

500

1000

1500

2000

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Mom

en

Deformasi

Momen-‐Deformasi Baja WF

End Plate

Top Seat Angle

0

5

10

15

20

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Story

Displacement (m)

Displacement

End Plate

Top Seat Angle


12

Gambar 5. Grafik Pushover Terhadap Bangunan Baja WF dan CFST

Gambar 6. Grafik Pushover Terhadap Rigiditas Sambungan

Tabel 2. Kegagalan Geser Link Balok pada Bangunan Baja WF dan Komposit (CFST)

Lantai Element Number

Bangunan Baja WF Bangunan Komposit (CFST) Vu

Vn GAGAL GESER Vu

Vn GAGAL GESER

kiri kanan kiri kanan kiri kanan Kiri Kanan Kiri Kanan

1-5

10 8 1023 1020

503,168

YA YA 1150 1148

1283

TIDAK TIDAK 21 19 1240 1241 YA YA 1158 1155 TIDAK TIDAK 32 30 1283 1282 YA YA 1117 1112 TIDAK TIDAK 43 41 1348 1311 YA YA 1128 1106 TIDAK TIDAK 54 52 1251 1355 YA YA 1071 1176 TIDAK TIDAK

6-10

65 63 900,2 1071

401,94

YA YA 1148 1147

1100

YA YA 76 74 1039 1074 YA YA 1010 1017 TIDAK TIDAK 87 85 1031 1029 YA YA 932,9 921,8 TIDAK TIDAK 98 96 981,3 982,2 YA YA 848,9 842,8 TIDAK TIDAK 109 107 944 948 YA YA 814,7 808,9 TIDAK TIDAK

0.00E+00 1.00E+03 2.00E+03 3.00E+03 4.00E+03 5.00E+03 6.00E+03

0.00E+00 2.00E-‐01 4.00E-‐01 6.00E-‐01 8.00E-‐01 1.00E+00

Base sh

ear x Load Factor

Displacement

Vbase -‐ Delta

WF

CFST

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Base She

ar x Load Factor

Displacement

Vbase-‐Delta

End Plate

Top Seat Angle


13

11-15

120 118 706,4 713,1

361,95

YA YA 590,4 585,4

916

TIDAK TIDAK 131 129 619,3 630,7 YA YA 535,2 531,6 TIDAK TIDAK 142 140 498,1 512,8 YA YA 425,4 422,4 TIDAK TIDAK 153 151 346,3 368,9 TIDAK YA 311,8 309,4 TIDAK TIDAK 164 162 223,2 248,1 TIDAK TIDAK 174,5 167,7 TIDAK TIDAK

Gambar 7. Sendi Plastis Akibat Pushover (dari kiri ke kanan) Bangunan Baja WF, Bangunan CFST, Bangunan End Plate dan Bangunan Top Seat Angle

Tabel 3. Rotasi Elemen Link pada Struktur Bangunan D-EBF


14

Lantai Link Rata-rata

Rotasi Empiris Kanan Kiri Baja WF CFST End Plate Top Seat Angle

1 8 10 0,02383 0,0147 0,029 0,032

0,08 Radian

2 19 21 0,04142 0,01833 0,020 0,030 3 30 32 0,04705 0,01677 0,018 0,029 4 41 43 0,05111 0,01785 0,020 0,030 5 52 54 0,05008 0,01609 0,015 0,026 6 63 65 0,06071 0,02372 0,019 0,027 7 74 76 0,06514 0,03118 0,024 0,036 8 85 87 0,06363 0,02554 0,021 0,034 9 96 98 0,06029 0,02064 0,018 0,029 10 107 109 0,05716 0,01811 0,016 0,026 11 118 120 0,06272 0,02366 0,024 0,032 12 129 131 0,05349 0,0163 0,018 0,025 13 140 142 0,03686 0,00417 0,010 0,013 14 151 153 0,02025 0 0,003 0,002 15 162 164 0,0091 0 0 0


15

Pembahasan

Pada hasil penelitian di atas dapat dilihat grafik perbandingan perpindahan yang

dilihat dari perbedaan material yang digunakan dan terhadap pengaruh rigiditas sambungan.

Pada grafik perpindahan dengan material yang berbeda mendapati perpindahan yang terjadi

pada setiap lantai bangunan dengan gaya yang sama untuk material yang berbeda. Hasil

DRAIN-2DX memperlihatkan perpindahan pada bangunan baja WF sejauh 0,12398 m dan

untuk bangunan CFST sejauh 0,11844 m. Sehingga dari grafik perpindahan di atas dapat

diketahui bahwa kekakuan bangunan CFST lebih besar dibandingkan dengan kekakuan pada

bangunan baja WF. Di mana semakin kaku bangunan maka semakin kecil perpindahan yang

terjadi.

Tabel 4. Perpindahan dan Simpangan Antar Lantai pada Bangunan Baja WF dan Komposit (CFST)

Lantai WF CFST

X-D (m) Drift X-D (m) Drift 1 0,007744 0,007744 0,007839 0,007839 2 0,01583 0,008086 0,015056 0,007217 3 0,023742 0,007912 0,022078 0,007022 4 0,032823 0,009081 0,029839 0,007761 5 0,045171 0,012348 0,043761 0,013922 6 0,052943 0,007772 0,049743 0,005982 7 0,062126 0,009183 0,05837 0,008627 8 0,071286 0,00916 0,066936 0,008566 9 0,080029 0,008743 0,075175 0,008239 10 0,088438 0,008409 0,083135 0,00796 11 0,096916 0,008478 0,091444 0,008309 12 0,10483 0,007914 0,099256 0,007812 13 0,11197 0,00714 0,10637 0,007114 14 0,11833 0,00636 0,11275 0,00638 15 0,12398 0,00565 0,11844 0,00569

Sedangkan pada grafik perpindahan terhadap rigiditas sambungan, di mana sambungan end

plate memiliki rigiditas yang lebih tinggi dibandingkan sambungan top seat angle, memiliki

perbedaan perpindahan yang tidak signifikan. Perpindahan pada setiap lantainya dapat dilihat

pada tabel berikut untuk setiap material yang digunakan;

Tabel 5. Perpindahan dan Simpangan Antar Lantai terhadap Material Baja WF dan Komposit (CFST) dengan Rigiditas Sambungan


16

Lantai Bangunan Komposit (CFST) Bangunan Baja WF End Plate Top Seat Angle End Plate Top Seat Angle

X-D (m) Drift X-D (m) Drift X-D (m) Drift X-D (m) Drift

1 0,0051 0,0051 0,00517 0,00517 0,005247 0,005247 0,005312 0,005312 2 0,00959 0,00449 0,00972 0,00455 0,010374 0,005127 0,01051 0,005198 3 0,01422 0,00463 0,01441 0,00469 0,015457 0,005083 0,015662 0,005152 4 0,01946 0,00523 0,01971 0,0053 0,021443 0,005986 0,021731 0,006069 5 0,02898 0,00952 0,02964 0,00993 0,029923 0,00848 0,030329 0,008598 6 0,03275 0,00378 0,03322 0,00358 0,034854 0,004931 0,03537 0,005041 7 0,03834 0,00559 0,03893 0,00571 0,040751 0,005897 0,041413 0,006043 8 0,04406 0,00572 0,04477 0,00584 0,046721 0,00597 0,047526 0,006113 9 0,04972 0,00566 0,05053 0,00576 0,052528 0,005807 0,053467 0,005941 10 0,05528 0,00557 0,0562 0,00567 0,058208 0,00568 0,059286 0,005819 11 0,06102 0,00573 0,06213 0,00594 0,063978 0,00577 0,065294 0,006008 12 0,0665 0,00548 0,06781 0,00568 0,069423 0,005445 0,07098 0,005686 13 0,07168 0,00518 0,07314 0,00533 0,07448 0,005057 0,076232 0,005252 14 0,07651 0,00484 0,0781 0,00496 0,079114 0,004634 0,08102 0,004788 15 0,08106 0,00455 0,08271 0,00462 0,083436 0,004322 0,085441 0,004421

Dari tabel di atas dapat dikatakan bahwa rigiditas pada sambungan mempengaruhi perilaku

dari struktur bangunan, dengan rigiditas yang tinggi maka bangunan akan semakin kaku

sehingga perpindahan yang terjadi pada bangunan lebih kecil terhadap rigiditas yang kurang.

Dari grafik pushover di atas adalah perbandingan bangunan material baja WF dan

CFST yang dilakukan pushover dengan target perpindahan yang sama menggunakan DRAIN-

2DX. Dari grafik di atas dapat diketahui faktor daktilitas struktur dengan rasio perpindahan

elastis dengan perpindahan runtuh. Faktor daktilitas pada bangunan baja WF sebesar 67,5 dan

bangunan CFST sebesar 9,89, sehingga daktilitas pada bangunan baja WF dan CFST berbeda

jauh. Hal ini dikarenakan perbedaan luasan baja yang digunakan pada struktur bangunan di

mana bangunan baja WF menggunakan luasan baja sebanyak 2 kali dari luasan baja yang

digunakan pada bangunan CFST. Dengan metode pushover maka dapat diketahui sendi plastis

yang terjadi pada elemen bangunan. Sendi plastis yang terjadi pada bangunan baja WF lebih

banyak dibandingkan dengan bangunan CFST. Hal ini dikarenakan pada target yang telah

ditentukan bangunan CFST lebih cepat mengalami keruntuhan dibandingkan dengan

bangunan baja WF tetapi kekuatan pada bangunan CFST lebih besar dibandingkan bangunan

baja WF. Grafik pushover dengan memperhitungkan rigiditas sambungan mempengaruhi

daktilitas pada bangunan. Bangunan yang menggunakan sambungan end plate memiliki

faktor daktilitas sebesar 12,571 dan bangunan yang menggunakan sambungan top seat angle


17

memiliki faktor daktilitas sebesar 12,889. Dari data tersebut maka dapat dikatakan sambungan

top seat angle lebih daktail dibandingkan sambungan end plate. Sendi plastis yang terjadi

pada bangunan dengan memperhitungkan rigiditas sambungan dapat dilihat pada gambar di

atas bahwa sambungan top seat angle lebih banyak mengalami sendi plastis dibandingkan

dengan sambungan end plate. Hal ini dikarenakan pada bangunan dengan sambungan end

plate lebih cepat runtuh dengan target yang sama dibandingkan bangunan dengan sambungan

top seat angle. Sehingga dapat dikatakan bahwa sendi plastis yang terjadi dipengaruhi

terhadap kekakuan dan daktilitas dari bangunan. Semakin kaku bangunan semakin cepat

mengalami keruntuhan karena berbanding terbalik terhadap daktilitas struktur.

Pada tabel kegagalan geser link dan rotasi pada link dapat dilihat bahwa link pada

bangunan CFST dan WF dengan memperhitungkan rigiditas sambungan memiliki pengaruh

yang berbeda untuk masing-masing variabel yang digunakan. pada bangunan baja WF lebih

banyak yang mengalami kegagalan geser dibandingkan bangunan CFST. Hal tersebut

dikarenakan kapasitas geser pada penampang CFST lebih besar dibandingkan penampang

baja WF karena pada profil HSS yang digunakan pada CFST memiliki kekuatan geser pada

kedua webnya sedangkan baja WF hanya memiliki satu web sebagai kekuatan geser. Pada

rotasi elemen link dapat dilihat untuk setiap variabel tidak ada yang melebihi 0,08 radian

sehingga link geser dapat dikatakan aman sesuai dengan peraturan yang berlaku. Rigiditas

sambungan mempengaruhi rotasi pada elemen link semakin tinggi rigiditas sambungan yang

digunakan maka semakin kecil rotasi yang terjadi pada elemen link.

Kesimpulan

Ø Perbedaan material penyusun bangunan untuk kolom dan balok dapat mempengaruhi

perilaku bangunan yang dapat dilihat dari displacement dan simpangan antar lantai yang

terjadi. Di mana CFST memiliki kekakuan yang lebih besar dan daktilitas yang lebih kecil

dibandingkan dengan baja WF secara global. Tapi ketika dilihat secara lokal penampang

baja WF memiliki kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan CFST.

Ø Daktilitas yang terjadi pada bangunan dipengaruhi oleh luasan baja yang digunakan,

semakin besar luasan baja yang digunakan maka bangunan akan semakin daktail.

Ø Besarnya kekakuan struktur D-EBF dengan material baja WF adalah 5670,144 kN/m dan

faktor daktilitas 65,7. Sedangkan untuk penggunaan material CFST sebesar 11451,91

kN/m dan faktor daktilitas 9,89.


18

Ø Rigiditas sambungan berpengaruh terhadap perilaku dari struktur bangunan secara lokal

maupun global. Rigiditas mempengaruhi kekuatan, kekakuan dan daktilitas bangunan serta

mempengaruhi rotasi pada elemen yang dilihat secara lokal. Pengaruh rigiditas sambungan

untuk material baja WF dan CFST adalah sama.

Saran

Ø Penelitian yang dilakukan masih menggunakan single system sehingga masih dapat diteliti

dengan pengaruh dual system.

Ø Penelitian melihat struktur bangunan secara global sedangkan banyak bagian lokal yang

dapat dipertimbangkan menjadi penelitian, seperti perilaku kolom komposit, balok

komposit, bracing, sambungan bracing dengan balok, dan lainnya.

Ø Penelitian dalam struktur bangunan EBF hanya dilakukan untuk link geser atau link

pendek. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan untuk link lentur atau link panjang dan

perbandingannya.

Ø Penelitian hanya memperhitungkan rigiditas sambungan end plate, di mana end plate

merupakan sambungan yang biasa digunakan. dapat dilakukan lebih lanjut pada jenis

sambungan yang berbeda dan detailnya seperi pengaruh ukuran baut, mutu baut dan pelat,

dan lainnya.

Ø Dapat dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai biaya, metode konstruksi, dan waktu

dalam perencanaan bangunan menggunakan CFST.

Daftar Referensi

Wang, Rui et al. (2014). Flexural Performance of Rectangular CFST Members. Thin-Walled

Structures.

Aziz, Abdul. (2012). Studi Perilaku Sistem Rangka Baja K-Split EBF (Eccentrically Braced

Frames) Terhadap Beban Gempa Dengan Analisis Pushover, Skripsi. Universitas

Indonesia.

Rengganis, Aini. (2012). Studi Perilaku Struktur Eccentrically Braced Frames (D-EBF)

dengan Link Pendek menggunakan RSNI Gempa 03-1726-201x. Skripsi. Universitas

Indonesia.

Morino, Tsuda. (2002). Design and Construction of Concrete-Filled Steel Tube Column

System in Japan. Earthquake Engineering and Engineering Seismology.

ANSI/AISC 360-10. (2010). Specification for Structural Steel Buildings. American Institute

Of Steel Construction. Chicago, Illinois.


19

Neville, A. M. (2011). Properties of Concrete. Pearson Education Limited. England.

Megson, T. H. G. (2014). Structural and Stress Analysis. University of Leeds. United

Kingdom

Riza, Muhammad Miftahkur. (2012). Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung Dengan ETABS.

ARS Group.

Segui, William T. (2013). Steel Design, Fift Edition. CENGAGE Learning. United States.

BS5400. (2005). Steel, Concrete and Composite Bridge, Part 5. British Standards

FEMA 356. (2000). Prestandard and Commentary for The Seismic Rehabilitation of

Buildings. Federal Emergency Management Agency.

FEMA 451. (2006). NEHRP Recommended Provisions: Design Examples. Federal

Emergency Management Agency

Dewobroto, Wiryanto. (2016). Struktur Baja – Perilaku, Analisis, dan Desain – AISC 2010.

Teknik Sipil UPH.

Maulana, Firmansyah. (2002). Analisa Pushover pada Struktur Baja 4 Lantai Menggunakan

Program Drain-2DX. Skripsi. Universitas Indonesia.

Badan Nasional Penanggulangan Bencana Indonesia (2016) . Data Dan Informasi Bencana

Indonesia

Rizzano, Piluso, Faella. (2000). Structural Steel Semirigid Connections, CRC Press LLC.

Boca Raton, Florida.

AISC. (2005). Steel Concstruction Manual. United States of America

Engelhardt, Michael D. (2007). Design of Seismic Resistant Steel Building Structures.

American Institute of Steel Construction.


komparasi perilaku struktur d-ebf material baja wf dan

Documents