tugas teknik gempa 2
TRANSCRIPT
Sistem Rangka Bresing Konsentrik (Concentrically Braced Frames)
Kelompok 1:
Adam Dwi Rahmanto
Ade Suhendar Sutisna
Adlina Utami Bratasurya
Ahmad Rifai
Ahmad Sobah N. S.
SMTS 06-B
Andika Setiawan
Angga Maesa Danu
Debora Elluisa Manurung
Eristian Gunadi
Januari Yanto
Sistem Rangka Bresing Konsentrik
Sistem Rangka Bresing Konsentrik merupakan pengembangan dari
sistem portal tak berpengaku atau lebih dikenal dengan Moment Resisting
Frames (MRF). Sistem Rangka Bresing Konsentrik dikembangkan sebagai
sistem penahan gaya lateral dan memiliki tingkat kekakuan yang cukup
baik. Hal ini bertolak belakang dengan sistem MRF yang hanya bisa
digunakan sebagai penahan momen. Kekakuan sistem ini terjadi akibat
adanya elemen pengaku yang berfungsi sebagai penahan gaya lateral yang
terjadi pada struktur. Sistem ini penyerapan energinya dilakukan melalui
pelelehan yang dirancang terjadi pada pelat buhul. Sistem ini daktilitasnya
kurang begitu baik sehingga kegagalannya ditentukan oleh tekuk bresing.
Struktur gedung dengan rangka baja berpengaku konsentrik merupakan
sistem struktur rangka baja pemikul beban gempa yang paling umum di
Indonesia. Pada sistem ini, balok, kolom dan bresing tersusun membentuk suatu
struktur truss, sehingga gaya lateral yang terjadi disalurkan sesuai dengan
karakter struktur truss. Bresing konsentrik memiliki kelebihan dalam hal kekakuan
elastis yang tinggi, dan proses pemeliharaan yang relatif mudah. Respon inelastis
bresing konsentrik saat terjadi gempa besar melalui pelelehan pada bresing yang
mengalami gaya aksial tarik dan tekuk pada bresing yang mengalami gaya aksial
tekan.
Perencanaan Elemen Struktur Kolom Komposit
Kolom komposit didefinisikan sebagai kolom baja yang dibuat dari potongan
baja giling (rolled) built-up dan di cor di dalam beton struktural atau terbuat dari
tabung atau pipa baja dan diisi dengan beton struktural (Salmon & Jonson 1996).
Adapun batasan digolongkannya sebagai kolom komposit mengacu SNI-03-1729-
2002 Pasal 12.3.1
Perencanaan Elemen Struktur Balok
Sebuah balok yang memikul beban lentur murni terfaktor, Mu harus
direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :
Mu ≤ φMn
di mana :
Mu adalah momen lentur terfaktor,
φ adalah faktor reduksi = 0,9
Mn adalah kuat nominal dari momen lentur penampang
Perencanaan Elemen Struktur Sambungan
Sambungan merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari sebuah struktur
baja. Sambungan berfungsi untuk menyalurkan gaya-gaya dalam (momen,
lintang/geser, dan/atau aksial) antar komponen-komponen struktur yang disambung,
sesuai dengan perilaku struktur yang direncanakan. Keandalan sebuah struktur baja
untuk bekerja dengan mekanisme yang direncanakan sangat tergantung oleh
keandalan sambungan.
Berdasarkan perilaku struktur yang direncanakan, sambungan dapat dibagi
menjadi:
1. Sambungan kaku
2. Sambungan semi-kaku
3. Sambungan sederhana
Sistem Rangka Bresing Konsentrik Khusus
Sistem Rangka Bresing Konsentrik Khusus merupakan sistem
struktur yang efisien dalam menahan gaya gempa lateral. Struktur
tersebut dapat dikatakan efisien karena rangka dirancang untuk memiliki
kekakuan aksial kolom dan bresing. Dengan adanya beban gempa lateral
yang dapat terjadi dengan arah bolak-balik maka bresing akan mengalami
gaya tarik atau tekan secara bergantian, sehingga bresing yang
mengalami gaya tekan harus dirancang terhadap tekuk. Tekuk pada
bresing diizinkan karena pelat buhul didesain dengan detail untuk dapat
mengakomodasi tekuk dengan arah sebidang pelat buhul maupun keluar
bidang pelat buhul. (Junaedi Utomo, 2011)
Konsep Desain Bresing Konsentris
Sistem Rangka Bresing Konsentrik Khusus (SRBKK)
sesuai dengan SNI 02-1729-2002 butir 15.1. Pada
struktur gedung tinggi, kekakuan merupakan syarat
penting untuk diperhatikan, karena kekakuan dapat
menahan gaya beban lateral. Adanya aksi gaya
beban lateral pada portal (frame) dapat
menimbulkan momen lentur, momen puntir, gaya
geser dan gaya aksial pada semua elemen struktur.
Sehingga gaya-gaya tersebut menyebabkan
perlemahan pada struktur tersebut. Dan untuk
mengatasinya adalah dengan menggunakan rangka
pengaku brasing.
Sistem Rangka Bresing Konsentrik merupakan
pengembangan dari sistem portal tidak berpengaku
atau lebih dikenal dengan Moment Resisting Frames
(MRF). Sistem Rangka Bresing Konsentrik
dikembangkan sebagai sistem penahan gaya lateral
dan memiliki tingkat kekakuan yang cukup baik. Hal
ini bertolak belakang dengan sistem MRF yang
hanya bisa digunakan sebagai penahan momen.
Kekakuan sistem ini terjadi akibat adanya elemen
pengaku yang berfungsi sebagai penahan gaya
lateral yang terjadi pada struktur. Sistem ini
penyerapan energinya dilakukan melalui pelelehan
yang dirancang terjadi pada pelat buhul. Sistem ini
daktilitasnya kurang begitu baik sehingga
kegagalannya ditentukan oleh tekuk bresing.
Pengembangan daktilitas dilakukan melalui aksi yang terjadi pada bresing dengan
cara:
1. Bresing leleh pada bagian yang tertarik
2. Bresing mengalami tekuk pada bagian yang tertekan
Charles G. Salmon dan John E. Jonson menyatakan bahwa pada
dasarnya kerangka berpenopang lebih tepat didefinisikan sebagai
sebagai kerangka dimana tekuk goyangan (sideway buckling) dicegah
oleh elemen-elemen topangan struktur tersebut dan bukan oleh
kerangka struktural itu sendiri.
Konsep batang bresing dalam menerima gaya gempa dapat dilihat pada
gambar berikut :
Seismic Column Demand Pada Rangka Bresing Konsentrik Khusus
Rangka bresing konsentrik khusus dengan tipe x-bresing 2 lantai dapat menjadi pilihan
yang lebih baik bila dibandingkan dengan rangka bresing tipe vbresing atau v-bresing terbalik.
Dapat dikatakan demikian karena pada system rangka yang menggunakan konfigurasi bresing
tipe v atau v terbalik, bila terjadi tekuk pada batang tekan bresing, balok akan mengalami
defleksi ke bawah sebagai akibat dari adanya gaya-gaya yang tidak seimbang pada balok.
Defleksi ini dapat mengakibatkan kerusakan pada sistem pelat lantai di atas sambungan
tersebut. Sehingga untuk mengantisipasi terjadinya defleksi ke bawah pada balok maka
diperlukan konfigurasi bresing yang dapat mencegahnya terbentuknya gayagayayang tidak
seimbang tersebut dan mendistribusikannya menuju kepada lantai lain yang tidak mengalami
perilaku seismik sebesar lantai yang mengalami defleksi tersebut. (Junaedi Utomo, 2011)
Sistem rangka bresing konsentrik khusus berbeda dengan
sistem rangka bresing konsentrik biasa, sistem rangka ini
diharapkan mampu memiliki deformasi inelastik yang cukup besar
sehingga proses perencanaan struktur khususnya pada bagian
detailing agak sedikit lebih rumit dibandingkan dengan sistem
rangka konsentrik biasa.
Perbandingan mengenai perilaku seismik antara rangka bresing
konfigurasi x-bresing 2 lantai dengan rangka bresing konfigurasi v-bresing terbalik
ditunjukkan oleh Hewitt, Sabelli, dan Bray (2009) melalui sebuah skema.
Ditunjukkan pada gambar di slide selanjutnya.
Sebuah riset mengenai seismic column demands yang dilakukan oleh
Richards (2009) menunjukkan bahwa pada sistem rangka bresing konsentrik
khusus dengan konfigurasi x-bresing 2 lantai column axial demands dapat
meningkat lebih dari 100% karena adanya gaya-gaya yang terdistribusi kembali
setelah terjadi tekuk pada bresing. Ketika bresing batang tekan mengalami
tekuk, column demands akan meningkat pada lantai yang mengalami gaya-
gaya dengan nilai yang sama. Ditunjukkan melalui gambar di bawah ini.
Mengacu kepada high column demands pada sistem rangka
bresing konsentrik dengan konfigurasi x-bresing 2 lantai, maka kolom
dengan dimensi yang sangat besar akan menjadi hasil dari desain jika
digunakan kolom baja biasa. Selain itu, pada sistem rangka bresing
konsentrik konfigurasi x-bresing 2 lantai kolom haruslah didesain
berdasarkan kapasitas dari bresing. Kolom komposit dapat menjadi
solusi ekonomis dari desain dalam mengakomodasi kapasitas gaya
aksial tambahan. (Junaedi Utomo, 2011)
TERIMAKASIH
Pertanyaan dan Jawaban:
Zaenudin :
Bagaimana pengaruh balok pada sistem rangka:
Jawaban:
Balok tidak dipengaruhi momen bresing, tetapi kerja balok diperingan dengan adanya bresing
Pertanyaan dan Jawaban
Ramadhan Syahriadi :
Apa perbedaan dari bresing konsentrik dengan outtriger?
Jawaban:
- Kalau bresing konsentrik letak bresingnya terdapat di semua lantai dan bangunan tersebut tidak memakai dinding geser.
- Kalau outtriger letaknya tidak di setiap lantai hanya lantai tertentu saja dan bangunan tersebut dibantu dengan dinding geser.
Daftar Pustaka
Badan Standarisasi Nasional. 2002. SNI 03 –1729 2002 Tata
Cara Perencaaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung.
Departemen Pekerjaan Umum
Fauzi, Aan. 2015. Modifikasi Perencanaan Menggunakan
Sistem Rangka Bresing Konsentris Khusus pada Gedung
Apartemen Metropolis. Surabaya: ITS.
https://www.Love Driven Life.com/ Struktur Rangka Baja Tahan
Gempa, (diakses 04 Maret 2015)