1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Baja adalah salah satu jenis material yang banyak digunakan dalam suatu

sistem struktur baik itu gedung maupun jembatan. Pemilihan material baja sebagai

sistem struktur didasari oleh keunggulan materialnya jika ditinjau dari segi

kekuatan, kekakuan dan daktilitasnya. Rasio kekuatan dengan berat material baja

cukup tinggi sehingga memungkinkan menghasilkan konstruksi yang kuat dan

ringan. Selain itu baja juga merupakan material buatan pabrik sehingga kontrol

terhadap mutu lebih mudah dilakukan dan juga akan sangat efisien jika digunakan

untuk struktur seragam, berulang dengan jumlah yang banyak. Namun ketahanan

material baja terhadap kondisi lingkungan (suhu dan cuaca) perlu diperhatikan agar

struktur yang telah dibuat dapat bertahan sesuai dengan umur rencananya.

Berdasarkan AISC 341-10, Seismic Provisions for Structural Steel

Buildings sistem struktur baja dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu :

Moment-Frame Systems dan Braced-Frame and Shear-Walls Systems. Sistem

Rangka Pemikul Momen (Moment-Frame Systems) merupakan struktur rangka

yang memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap, sedangkan

beban lateral yang diakibatkan oleh gempa dipikul oleh rangka pemikul melalui

mekanisme lentur. Sistem rangka breising (braced frame) merupakan struktur yang

mempunyai kekakuan dan kekuatan yang cukup tinggi. Struktur rangka breising

dapat dibedakan menjadi Sistem Rangka Breising Konsentrik (SRBK) dan Sistem

Rangka Breising Eksentrik (SRBE).

SRBK merupakan rangka breising yang bagiannya difungsikan untuk

menahan gaya aksial, selain dapat juga difungsikan sebagai sistem penahan gaya

lateral (BSN, 2012). Menurut Dewabroto (2015) SRBK merupakan sistem rangka

yang relatif kaku sehingga dapat dianggap sebagai rangka tidak bergoyang karena

mengandalkan perilaku aksial pada elemen strukturnya. Terdapat berbagai tipe dari

SRBK seperti breising tipe-X (X-braced), tipe diagonal, tipe-V, dan tipe V-terbalik

(inverted V). Berdasarkan beberapa hasil penelitian (Kotabagi et al, 2015; Kalibhat

et al, 2014; dan Tafheem and Khusru, 2013) breising konsentrik tipe-X memiliki

2

kemampuan menahan gaya lateral dan kekakuan yang lebih baik dibandingkan

dengan tipe breising konsentrik lainnya.

SRBE merupakan sistem rangka breising yang mempunyai jarak tertentu

dari sambungan balok-kolom atau terhubung dengan breising diagonal lain (BSN,

2012). Breising tipe ini memiliki link yang berfungsi sebagai fuse yang diharapkan

bekerja secara inelastik dengan memanfaatkan adanya leleh geser dan atau lentur.

Tipe SRBE terdiri atas berbagai jenis seperti breising tipe diagonal, tipe-V, dan tipe

V-terbalik (split K-braced). Tipe Split K-braced merupakan tipe SRBE yang

terbaik, karena momen terbesar yang akan menyebabkan kondisi plastik tidak

terjadi di dekat kolom sehingga dapat dipastikan tidak akan terjadi kegagalan kolom

akibat kondisi inelastik yang terjadi (Dewabroto, 2015). Berdasarkan penelitian

Tama (2013) link beam dengan panjang 300 mm memberikan kinerja terbaik pada

struktur SRBE V-terbalik (split K-braced).

Kecenderungan terbaru dari perencanaan maupun evaluasi bangunan

terhadap gempa saat ini adalah perencanaan berbasis kinerja yang dikenal dengan

Performance Based Design (PBD). Pada tahap perencanaan struktur berbasis

kinerja, keamanan dan keselamatan bangunan tidak hanya bergantung pada tingkat

kekuatan dan kekakuan struktur tetapi juga pada tingkat daktilitas serta tingkat

energi terukur pada level kinerja struktur. Penentuan kinerja struktur sangat penting

karena sasaran dari kinerja stuktur yang direncanakan dapat dinyatakan secara jelas,

sehingga penyewa, pemilik, asuransi, pemerintah atau penyandang dana

mempunyai kesempatan untuk menetapkan level kinerja yang dipilih. Ketetapan

tersebut nantinya akan digunakan oleh perencana sebagai pedoman dalam

perencanaannya.

Analisis statik nonlinier yang lebih dikenal dengan istilah pushover

analysis merupakan salah satu pilihan yang menarik dalam mengevaluasi bangunan

karena menggunakan konsep PBD, sehingga kinerja seismik struktur dapat

diketahui. Pushover analysis akan menghasilkan kurva hubungan perpindahan (δ)

dan gaya geser dasar (V) yang akan mencerminkan perilaku struktur dalam

memikul gaya gempa. Prosedur pushover analysis sesuai konsep PBD telah ada

pada dokumen FEMA 440 (equivalent linearization) serta ASCE 41-13 (non-linear

static procedure).

3

Berdasarkan keunggulan yang dimiliki breising konsentrik tipe-X dan

breising eksentrik V-terbalik, maka pada tugas akhir ini akan dibahas perbandingan

perilaku dan kinerja struktur rangka baja dengan sistem breising konsentrik tipe-X

dan sistem breising eksentrik V-terbalik. Model struktur yang dibuat adalah struktur

gedung perkantoran 7 lantai yang dimodelkan pada software ETABS 2015. Model

yang dibuat akan dianalisis dengan analisis linear untuk mengecek dimensi

penampang dan analisis nonlinear untuk mendapatkan perilaku dan kinerja struktur.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, maka

masalah pokok yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah :

1. Bagaimanakah perilaku struktur (simpangan, kekuatan, kekakuan dan

daktilitas) dari struktur rangka baja dengan sistem rangka breising konsentrik

tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.

2. Bagaimanakah kinerja struktur rangka baja dengan sistem rangka breising

konsentrik tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.

1.3 Tujuan

Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui perilaku struktur (simpangan, kekuatan, kekakuan dan

daktilitas) dari struktur rangka baja dengan sistem rangka breising konsentrik

tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.

2. Untuk mengetahui kinerja struktur rangka baja dengan sistem rangka breising

konsentrik tipe-X dan sistem rangka breising eksentrik V-terbalik.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin dicapai dari penulisan tugas akhir ini adalah dapat

memberikan informasi mengenai perilaku dan kinerja struktur rangka baja dengan

sistem breising konsentrik tipe-X dan sistem breising eksentrik V-terbalik sehingga

dapat dijadikan bahan pertimbangan awal dalam pemilihan struktur rangka baja

dengan breising.

4

1.5 Batasan Penelitian

Untuk membatasi ruang lingkup masalah yang dibahas agar tidak terlalu

luas, maka pada tugas akhir ini masalah yang dibahas diberikan batasan sebagai

berikut :

1. Tidak melakukan perhitungan manual terhadap dimensi balok, kolom, dan

breising.

2. Tidak melakukan analisis terhadap pondasi bangunan dimana hubungan antara

kolom baja dengan pondasi dianggap sebagai jepit.

3. Sambungan balok dengan kolom yang digunakan pada semua model struktur

dimodelkan sebagai sambungan momen.

4. Panjang link beam yang digunakan pada model SRBE adalah 300 mm yang

ditetapkan berdasarkan hasil penelitian Tama (2013).

5. Tidak melakukan perhitungan terhadap efisiensi penggunaan material baja pada

struktur.