jurnal pembandingan hbk anis

15
1 Pembandingan Beam Column Joint (Hubungan Balok Kolom/HBK) Pada Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) Menurut SNI 03- 1729-2002 Dan AISC-LRFD Anis Rosyidah dan Praganif Sukarno Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Jakarta (PNJ) Kampus UI Depok Email: [email protected] Abstrak Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk membandingkan syarat-syarat pendetailan pada Hubungan Balok Kolom (HBK) atau beam column joint yang diberlakukan antara peraturan SNI 1729 dengan AISC-LRFD. Struktur yang menjadi obyek penelitian dimodelkan secara 2 dimensi mengingat bentuk struktur simetris dan beban yang bekerja seragam sehingga pusat massa dan kekakuannya berhimpit. Analisa struktur dan disain penampang digunakan program ETABS v 9.0.0. Pembebanan yang diperhitungkan adalah beban mati, hidup dan beban gempa dengan wilayah gempa (WG) 2, 4 dan 6. WG 2 menggunakan menggunakan sistem struktur yaitu Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB), WG 4 memakai Sistem Rangka Pemikul Momen Terbatas (SRPMT) dan WG 6 adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Dalam AISC-LRFD yang setara dengan SRPMB adalah Ordinary Moment Frame (OMF), SRPMT yaitu Intermediate Moment Frame (IMF) sedangkan SRPMK ialah Special Moment Frame (SMF). Setelah dilakukan analisa ternyata aturan-aturan mengenai pendetailan HBK pada SNI maupun AISC- LRFD tidak terlalu banyak perbedaan. Hal ini disebabkan SNI ini diadopsi dari peraturan AISC-LRFD. Kata Kunci: Hubungan Balok Kolom, Sistem Rangka Pemikul Momen 1 Pendahuluan Hampir sebagian besar formula dalam SNI 03-1729-2002 serupa dengan AISC-LRFD. Hal ini dibuktikan oleh Dewobroto (2006) dalam penelitiannya terhadap batang aksial murni , pada batang tekan terjadi modifikasi faktor tahanan sedangkan batang tarik pada SNI 1729 sama persis dengan AISC-LRFD. Dengan mengetahui kedudukan elemen-elemen struktur dari SNI 1728 dengan AISC-LRFD maka dapat memudahkan dalam perencanaan terutama jika menggunakan komputer dengan program bantu analisa struktur misalnya SAP 2000, ETABS dan program lainnya. Pada program bantu analisa struktur tersebut tidak menyediakan menu peraturan baja Indonesia SNI 1729, sedangkan AISC-LRFD tersedia. Salah satu sistem struktur tahan gempa yang diatur dalam SNI 1729 adalah Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM). Titik berat untuk perencanaan SRPM adalah perhitungan pada sambungan antara balok dan kolom atau lazim disebut HBK (Hubungan Balok Kolom/Beam Column Joint). Mengingat Indonesia terletak di daerah rawan gempa dan sistem struktur yang paling umum digunakan adalah SRPM maka dipilihlah SRPM ini untuk dilakukan penelitian mengenai HBK pada SRPM dalam SNI 1729 dibandingkan dengan AISC-LRFD.

Upload: zaki-mubarok

Post on 02-Oct-2015

39 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

Pembandingan hubungan balok kolom

TRANSCRIPT

  • 1

    Pembandingan Beam Column Joint (Hubungan Balok Kolom/HBK) Pada Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) Menurut SNI 03-

    1729-2002 Dan AISC-LRFD

    Anis Rosyidah dan Praganif Sukarno Jurusan Teknik Sipil

    Politeknik Negeri Jakarta (PNJ) Kampus UI Depok

    Email: [email protected] Abstrak Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk membandingkan syarat-syarat pendetailan pada Hubungan Balok Kolom (HBK) atau beam column joint yang diberlakukan antara peraturan SNI 1729 dengan AISC-LRFD. Struktur yang menjadi obyek penelitian dimodelkan secara 2 dimensi mengingat bentuk struktur simetris dan beban yang bekerja seragam sehingga pusat massa dan kekakuannya berhimpit. Analisa struktur dan disain penampang digunakan program ETABS v 9.0.0. Pembebanan yang diperhitungkan adalah beban mati, hidup dan beban gempa dengan wilayah gempa (WG) 2, 4 dan 6. WG 2 menggunakan menggunakan sistem struktur yaitu Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa (SRPMB), WG 4 memakai Sistem Rangka Pemikul Momen Terbatas (SRPMT) dan WG 6 adalah Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK). Dalam AISC-LRFD yang setara dengan SRPMB adalah Ordinary Moment Frame (OMF), SRPMT yaitu Intermediate Moment Frame (IMF) sedangkan SRPMK ialah Special Moment Frame (SMF). Setelah dilakukan analisa ternyata aturan-aturan mengenai pendetailan HBK pada SNI maupun AISC-LRFD tidak terlalu banyak perbedaan. Hal ini disebabkan SNI ini diadopsi dari peraturan AISC-LRFD. Kata Kunci: Hubungan Balok Kolom, Sistem Rangka Pemikul Momen 1 Pendahuluan

    Hampir sebagian besar formula dalam SNI 03-1729-2002 serupa dengan AISC-LRFD. Hal ini dibuktikan oleh Dewobroto (2006) dalam penelitiannya terhadap batang aksial murni , pada batang tekan terjadi modifikasi faktor tahanan sedangkan batang tarik pada SNI 1729 sama persis dengan AISC-LRFD. Dengan mengetahui kedudukan elemen-elemen struktur dari SNI 1728 dengan AISC-LRFD maka dapat memudahkan dalam perencanaan terutama jika menggunakan komputer dengan program bantu analisa struktur misalnya SAP 2000, ETABS dan program lainnya. Pada program bantu analisa struktur tersebut tidak menyediakan menu peraturan baja Indonesia SNI 1729, sedangkan AISC-LRFD tersedia.

    Salah satu sistem struktur tahan gempa yang diatur dalam SNI 1729 adalah Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM). Titik berat untuk perencanaan SRPM adalah perhitungan pada sambungan antara balok dan kolom atau lazim disebut HBK (Hubungan Balok Kolom/Beam Column Joint). Mengingat Indonesia terletak di daerah rawan gempa dan sistem struktur yang paling umum digunakan adalah SRPM maka dipilihlah SRPM ini untuk dilakukan penelitian mengenai HBK pada SRPM dalam SNI 1729 dibandingkan dengan AISC-LRFD.

  • 2

    SNI 1729 juga tidak memvisualisasikan bentuk-bentuk HBK yang disyaratkan dalam setiap tipe SRPM. Penjelasan mengenai HBK menggunakan kata-kata tidak cukup memberikan gambaran dengan jelas bagi pembaca. Sebagai contoh sambungan kaku dan semi-kaku tidak diberikan aplikasi gambarnya secara jelas, seharusnya dibuatkan contoh bentuk sambungan kaku dan semi-kaku yang dapat dilaksanakan di lapangan. Berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan kajian terhadap AISC-LRFD dan beberapa peraturan pendukungnya untuk melengkapi penjelasan mengenai HBK seperti yang dimaksudkan dalam SNI 1729.

    Sejauh ini, meskipun sudah ada selama 4 tahun, SNI 1729 masih belum tersosialisasi dengan baik dan masih perlu dilakukan banyak kajian, mengingat peraturan ini diterbitkan tanpa commentary tidak seperti peraturan-peraturan yang terbit di luar negeri. Berdasarkan hal tersebut maka pada penelitian ini akan dilakukan kajian mengenai HBK dari penelitian-penelitian yang telah ada sehingga diperoleh klasifikasi sambungan yang cocok dengan SRPM dalam SNI 1729. Selain itu, akan dilakukan studi perbandingan antara HBK-SRPM menurut SNI 1729 dengan AISC-LRFD. Selanjutnya akan diberikan pula contoh perhitungan HBK-SRPM sesuai SNI 1729 dan AISC-LRFD. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat tersusun suatu buku mengenai Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) berdasarkan SNI 1729. Dari latar belakang yang telah diuraikan di atas maka dirumuskan masalah sebagai berikut:

    1) Bagaimana syarat-syarat HBK (Hubungan Balok Kolom) pada SRPM (Sistem Rangka Pemikul Momen) dalam SNI 1729 dibandingkan dengan AISC-LRFD?

    2) Bagaimana hasil perhitungan HBK (Hubungan Balok Kolom) menurut SNI 1729 dibandingkan dengan AISC-LRFD?

    Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM) merupakan sistem struktur yang

    dapat menahan beban gravitasi dan lateral secara proporsional yang dipikul oleh balok maupun kolom. Komponen pokok dalam SRPM adalah kolom, balok dan HBK. Sambungan/Hubungan Balok Kolom (HBK) merupakan yang sangat menentukan keberhasilan sistem kerja SRPM. Jenis sambungan yang boleh digunakan dalam SRPM adalah sambungan kaku (fully restraint) dan semi-kaku (partially restraint), baik dengan las, baut atau kombinasi keduanya (UBC: 1997).

    Terdapat 3 (tiga) macam SRPM menurut SNI 1729 yaitu SRPMB (Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa), SRPMT (Sistem Rangka Pemikul Momen Terbatas), SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus). SRPMB tidak perlu pendetailan HBK secara khusus, syarat-syarat komponen strukturnya diatur dalam pasal 15.9. Penggunaan SRPMB ini adalah untuk mendisain SRPM untuk wilayah gempa 1 dan 2 dengan gempa ringan (SNI 03-1726-2002). SRPMT biasanya untuk wilayah gempa 3 dan 4 (gempa menengah). Syarat pendetailan SRPMT diatur pada pasal 15.8. Adapun SRPMK biasanya digunakan untuk struktur di wilayah gempa 5 dan 6, sedangkan syarat pendetailannya tercantum dalam pasal 15.7.

    AISC LRFD dan UBC-1997 mengklasifikasikan SRPM menjadi 2 yaitu Ordinary Moment Frame (OMF) sama dengan SRPMB dan Special Moment Frame (SMF) sama dengan SRPMK. Pada OMF tidak memerlukan pendetailan sambungan yang komplek sedangkan SMF dibutuhkan pendetailan yang khusus.

  • 3

    Hubungan Balok Kolom (HBK) Hubungan balok kolom (HBK) merupakan letak pertemuan atau sambungan

    ujung balok dengan ujung kolom. Pada bangunan tahan gempa, HBK harus mempunyai kekuatan minimal sama dengan kekuatan elemen struktur yang disambungnya. HBK juga harus mampu menahan momen, gaya aksial dan gaya geser serta tidak boleh terjadi kerusakan pada daerah sambungan.

    Tipe-tipe HBK yang dapat digunakan pada bangunan tahan gempa adalah sambungan kaku/rigid (fully restraint) dan sambungan semi-kaku/semi-rigid (partially restraint). Dalam SNI 1729 tipe sambungan yang diijinkan pada SRPM yaitu sambungan kaku dan semi-kaku. Begitu juga dengan AISC-LRFD maupun UBC, sambungan yang dapat digunakan pada SMF berupa fully restraint dan partially restraint.

    Batasan Penampang Profil yang Dirancang dengan Beban Gempa Batasan rasio dimensi dengan tebal profil yang dirancang dengan beban gempa memiliki persyaratan yang berbeda, syarat ini disajikan pada Tabel 1.

    Tabel 1 Rasio Profil untuk Struktur Tahan Gempa

    Pendetailan Menurut AISC-LRFD 2005 Pendetailan pada HBK menurut AISC-LRFD disajikan dalam Tabel 2

  • 4

    Tabel 2 Pendetailan HBK menurut AISC-LRFD No. Uraian SMF IMF OMF

    1. Wilayah gempa gempa kuat menurut UBC gempa menengah menurut UBC

    gempa ringan menurut UBC

    2. Tipe sambungan Fully restraint Fully restraint, partially restraint

    Fully restraint, partially restraint

    3. Rotasi inelastis 0,04 rad 0,02 rad -

    4. Momen nominal pada HBK (Mu)

    Dengan pengujian penampang kompak:

    u pM M - -

    5. Gaya geser terfaktor (Vu) 1 1

    1 2 0 5 2 y puh

    . R MV , D , L

    L

    + +

    - -

    6. Kuat geser - - - 7. Tebal panel zone ( ) 90 +z z zt d w - -

    8. Rasio penampang balok dan kolom Memenuhi syarat tabel I-8-1 (LRFD-2005)

    Memenuhi syarat tabel I-8-1 (LRFD-2005)

    Memenuhi syarat tabel I-8-1 (LRFD-2005)

    9. Rasio momen kolom terhadap momen balok

    1

    >pc

    pb

    MM

    - -

    10. Kekangan sambungan

    - Perlu pengekangan sebesar 0,02Fybftbf

    - -

    11. Pengekang lateral balok 0 086b y yL . r E F< 0 176b y yL . r E F<

    Prinsip Desain Struktur Tahan Gempa

    Gempa mempunyai karakteristik yang khusus diantaranya adalah: (1) peristiwanya terjadi secara tiba-tiba hampir tanpa peringatan sebelumnya, sehingga memprediksi saat terjadinya gempa secara akurat hampir mustahil, (2) wilayah dan skala gempa yang akan terjadi lebih mudah diprediksikan dibandingkan dengan memprediksi saat kejadiannya, (3) kerusakan yang terjadi dapat disebabkan oleh satu atau kombinasi dari goncangan tanah, kegagalan tanah, tsunami, dan kebakaran. Kerusakan akibat goncangan gempa adalah yang paling sering dan dapat menjangkau hingga pedalaman. Goncangan pada permukaan tanah yang ditimbulkan oleh gempa dapat menambah beban pada bangunan yang berdiri di atasnya secara dinamis dan simultan dalam arah horisontal maupun vertikal. Untuk menjaga keamanan dan daya layan, bangunan yang didirikan di wilayah rawan gempa harus didesain khusus agar tahan terhadap goncangan gempa.

    Dasar filosofi desain struktur tahan gempa yang lebih dikenal dengan desain kapasitas adalah (Paulay and Priestley: 1992): a. Tahan terhadap gempa resiko rendah tanpa kerusakan.

  • 5

    b. Tahan terhadap gempa resiko menengah dengan kerusakan yang repairable secara ekonomis.

    c. Rusak berat terhadap gempa resiko tinggi tapi tidak boleh roboh. Untuk memenuhi filosofi terutama point c, maka struktur harus mempunyai

    kemampuan berperilaku daktil. Struktur harus daktil agar bisa berdeformasi secara elastis ketika terjadi gempa kecil dan saat gempa moderat sampai dengan gempa kuat struktur tersebut diharapkan dapat berdeformasi secara inelastic. Sifat daktil dapat membantu mendistribusi momen pada komponen struktur sebelum struktur mengalami keruntuhan. Keruntuhan struktur yang diharapkan bukan berupa keruntuhan getas.

    Kerusakan struktur perlu dilokalisir dan direncanakan agar struktur dapat berdeformasi inelastis. Kondisi ini akan tercapai bila hubungan balok kolom (HBK) cukup kaku, kuat dan mampu mendisipasikan energi secara baik. Selain itu balok dan kolom juga harus mampu menahan beban gempa dengan perencanaan dan pendetailan yang baik. Rancangan Penelitian

    Dalam penelitian ini akan dilakukan kajian materi (isi) dari Peraturan SNI 03-1729-2002 dan AISC-LRFD, khususnya bahasan mengenai Sistem Rangka Pemikul Momen (SRPM), sehingga akan diketahui persyaratan HBK pada SNI 1729 dan dibandingkan dengan AISC-LRFD. Untuk mengaplikasikan formula dan bentuk HBK dari hasil kajian selanjutnya akan dilakukan perhitungan struktur dengan kategori SRPMK, SRPMT dan SRPMB sehingga akan diketahui secara jelas perbedaan dari ketiga SRPM tersebut. Struktur SRPM dimodelkan secara dua dimensi, terdiri 4 tingkat dengan fungsi bangunan untuk perkantoran. SRPM dianalisis secara dua dimensi, dengan alasan: (a)denah simetris, (b)pusat massa dan pusat kekakuan berhimpit pada satu titik. Adapun denah aslinya seperti pada Gambar 1 dan 2.

    A

    5 m 5 m 5 m 5 m

    5 m

    5 m

    5 m

    Gambar 1. Denah

  • 6

    Model struktur tersebut dianalisis dengan menggunakan program ETABS untuk mendapatkan gaya-gaya dalam, selanjutnya dilakukan pendetailan SRPM menurut SNI 03-1729-2002 dan AISC-LRFD.

    Pembebanan

    Pembebanan meliputi beban mati (D), beban hidup (L) dan beban gempa. Pembebanan gempa mengacu pada SNI 03-1726-2002 yang mengatur mengenai Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Kombinasi pembebanan:

    1. Comb1 = 1,4D 2. Comb2 = 1,2D +1,6L 3. Comb3 = 1,2D +1,6L + 1,0E 4. Comb4 = 1,2D +1,6L - 1,0E 5. Comb5 = 0,9D + 1,0E 6. Comb6 = 0,9D - 1,0E

    Beban gempa: Pedoman yang digunakan untuk beban gempa mengacu pada peraturan gempa Indonesia SNI 1726. Analisis beban gempa dengan statik ekivalen. Faktor reduksi gempa (R) ditentukan dari Tabel 3 SNI 1726, faktor keutamaan bangunan (I) = 1. Adapun respon spektra yang digunakan menyesuaikan dengan tipe SRPM sebagai berikut:

    Struktur SRPMK menggunakan respon spektra wilayah gempa 6 tanah lunak. Struktur SRPMT menggunakan respon spektra wilayah gempa 4 tanah lunak. Struktur SRPMB menggunakan respon spektra wilayah gempa 2 tanah lunak.

    Bentuk respon spektra disajikan pada Gambar 3 5.

    Gambar 2. Potongan A

    4 m

    4 m

    4 m

    4 m

    5 m 5 m 5 m

  • 7

    Gambar 3. Respon spektra gempa rencana Indonesia WG 2

    Gambar 4. Respon spektra gempa rencana Indonesia WG 4

    Gambar 5. Respon spektra gempa rencana Indonesia WG 6

  • 8

    Material Struktur Mutu baja yang akan digunakan untuk kolom dan balok adalah BJ-41 dengan

    modulus elastisitas 200000 MPa.

    Dimensi Elemen Struktur Dimensi elemen kolom dan balok dirancang menggunakan program ETABS.

    Pada balok digunakan profil IWF350x175x7x11 dan kolom dipakai IWF400x200x8x13. Profil yang diperoleh selanjutnya disajikan pada Gambar 6.

    Beban Gempa Statik Ekivalen Struktur ini dianalisa dengan 2 dimensi sehingga dalam perhitungan beban

    gempa dapat menggunakan metode statik ekivalen. Adapun penentuan beban gempa tiap lantai adalah sebagai berikut: a) Faktor keutamaan bangunan (I) Nilai I dapat ditentukan berdasarkan fungsi bangunan, pada struktur model ini ditetapkan I = 1. b) Koefisien geser dasar (C) Nilai C sangat tergantung dari nilai T. Pada portal baja nilai T dapat ditentukan dari rumus empiris sebagai berikut:

    ( )

    3 4

    3 4

    0,085

    0,085 160.68 detik

    T H=

    =

    =

    Nilai T tersebut selanjutnya diplot pada diagram respon spektra (Gambar 4.3 4.5) menyesuaikan wilayah gempa dan jenis tanah yang direncanakan. Jenis tanah yang dipilih dalam kasus ini adalah tanah lunak.

    Gambar 6. Profil yang Digunakan pada Kolom dan Balok

  • 9

    o wilayah gempa 2 diperoleh nilai C = 0,5 o wilayah gempa 4 diperoleh nilai C = 0,85 o wilayah gempa 6 diperoleh nilai C = 0,95 c) Faktor reduksi beban gempa (R) Nilai R ditetapkan menurut sistem struktur yang digunakan. Pada kasus ini digunakan sistem struktur pemikul momen. R juga tergantung dari wilayah gempa letak bangunan tersebut berdiri. o wilayah gempa 2 = sistem rangka pemikul momen biasa, R = 4,5 o wilayah gempa 4 = sistem rangka pemikul momen terbatas, R = 5,5 o wilayah gempa 6 = sistem rangka pemikul momen khusus, R = 8,5 d) Gaya geser gempa dasar (V) Gaya geser gempa dasar merupakan gaya gempa nominal rencana yang bekerja pada permukaan tanah. Nilai gaya geser gempa dasar sesuai dengan wilayah gempa yang dipilih adalah: Wilayah gempa 2:

    0,5 1 1453500,45

    16150 kg = 161,5 kN

    V =

    =

    Wilayah gempa 4: 0,85 1 145350

    0,5522463,182 kg = 224,632 kN

    V =

    =

    Wilayah gempa 6: 0,95 1 145350

    0,8516245 kg = 162,45 kN

    V =

    =

    Penentuan Gaya Gempa Tiap Lantai (Fi) 1) Wilayah gempa 2 (WG 2)

    Nilai Fi tiap-tiap lantai portal pada WG 2 ditampilkan pada Tabel 3.

    Tabel 3. Nilai Gaya Gempa Tiap Lantai (Fi) untuk Portal di WG 2

    2) Wilayah gempa 4 (WG 4)

    Gaya gempa Fi tiap-tiap lantai portal untuk WG 4 disajikan pada Tabel 4.

    Lantai hi (m) Wi (kN) Wi x hi Fi (kN)

    4 16 301.5 4824 55.4897443 12 384 4608 53.0051282 8 384 3072 35.3367521 4 384 1536 17.668376

    1453.5 14040 161.5Total

  • 10

    Tabel 4. Nilai Gaya Gempa Tiap Lantai (Fi) untuk Portal di WG 4

    3) Wilayah gempa 6 (WG 6) Besarnya gaya gempa Fi tiap-tiap lantai portal pada WG 6 dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Nilai Gaya Gempa Tiap Lantai (Fi) untuk Portal di WG 6

    Syarat-syarat Beam Column Joint (Hubungan Balok Kolom/HBK) Menurut SNI dan AISC-LRFD

    Pembandingan syarat-syarat HBK menurut SNI dengan AISC-LRFD ditampilkan pada Tabel 6. Tabel 6. Pembandingan Syarat-syarat HBK SNI 1729 dengan AISC-LRFD (SRPMK & SMF)

    No. Uraian SRPMK (SNI 1729) SMF (AISC-LRFD)

    1. Kondisi gempa gempa kuat gempa kuat

    2. Tipe sambungan Kaku Fully restraint

    3. Satuan MPa Kips-in 4. Rotasi inelastis 0,03 rad 0,04 rad

    5. Momen nominal pada HBK (Mn)

    Dengan pengujian, jika: penampang kompak:

    n pM M penampang tidak kompak:

    0 8n pM , M

    Dengan pengujian, penampang harus kompak:

    u pM M

    6. Gaya geser terfaktor (Vu) 1 1

    1 2 0 5

    + +

    y yu

    b

    , R f ZV , D , L

    d

    1 11 2 0 5 2 y pu

    h

    . R MV , D , L

    L

    + +

    Lantai hi (m) Wi (kN) Wi x hi Fi (kN)

    4 16 301.5 4824 70.7494233 12 384 4608 67.5815382 8 384 3072 45.0543591 4 384 1536 22.527179

    1453.5 14040 205.9125Total

    Lantai hi (m) Wi (kN) Wi x hi Fi (kN)

    4 16 301.5 4824 55.8161543 12 384 4608 53.3169232 8 384 3072 35.5446151 4 384 1536 17.772308

    1453.5 14040 162.45Total

  • 11

    7. Kuat geser

    Bila 0 75u yN , N 23

    0 6 1

    = +

    cf cfv n v y c p

    b c p

    b tV , f d t

    d d t

    Bila 0 75>u yN , N =v nV A

    -

    8. Tebal panel zone ( ) 90 +z zt d w ( ) 90 +z zt d w

    9.

    Rasio penampang balok dan kolom

    1352 y

    bt F<

    b

    bila 0 125uw y

    Nh ,t N

    :

    1365 1 1 54 ub yy

    N,

    NF

    b

    bila 0 125uy

    N,

    N> :

    500 6652 33 ub yy y

    N,

    NF F

    0 302 y

    b ,t E F<

    Balok: 2 45 yw

    h , E Ft

    Kolom: b

    bila 0 125uw y

    Ph ,t P

    :

    3 14 1 1 54 uyb y

    P, E F ,

    P

    b

    bila 0 125uy

    P,

    P> :

    1 12 2 33 1 49uy yb y

    P, E F , , E F

    P

    10. Rasio momen kolom terhadap momen balok

    1

    >pc

    pb

    MM

    1

    >pc

    pb

    MM

    11. Kekangan sambungan - Perlu pengekangan sebesar 0,02Fybftbf

    - Perlu pengekangan sebesar 0,02Fybftbf

    12. Pengekang lateral balok 17500< y yl r f 0 086b y yL . r E F<

    Dari tabel-tabel di atas nampak bahwa syarat-syarat HBK yang diberlakukan pada kedua peraturan nyaris sama, pada SNI syarat kuat geser diatur sedangkan pada AISC tidak diatur. Dari Tabel 6 syarat rasio h/tw untuk balok di SNI tidak ada sedangkan pada AISC-LRFD disyaratkan. Namun untuk syarat-syarat lainnya semuanya hampir sama.

    Pendetailan HBK (Beam Column Joint) Sesuai SNI 1729

    Gambar 7. Beam Column Joint yang Ditinjau

    B2B1C1_2

    C1_1

  • 12

    Tabel 7. Properti Profil pada Beam Column Joint

    Pendetailan pada SRPMK

    a) Cek kekompakan penampang Profil dicek terhadap kekompakan penampang yang ditampilkan dalam Tabel 8. Tabel 8. Cek Kekompakan Penampang Balok dan Kolom

    b) Cek kolom kuat balok lemah Kolom kuat balok lemah diinterpretasikan dengan rumus Mpc/Mpb > 1, hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 9. Tabel 9. Cek Kolom Kuat Balok Lemah

    Dari tabel di atas diperoleh rasio sebesar 1,314 > 1 sehingga memnuhi syarat kolom kuat balok lemah.

    c) Cek kekuatan geser hasil Cek perhitungan Vu terhadap Vn disajikan pada Tabel 10.

    C1_1 C1_2 B1 B2IWF 400x200 IWF 400x200 IWF 350x175 IWF 350x175

    A (cm2) 84.1 84.1 63.14 63.14d (mm) 400 400 350 350bf (mm) 200 200 175 175tw (mm) 8 8 7 7tf (mm) 13 13 11 11r (mm) 16 16 14 14

    Zx (cm3) 1326.20 1326.20 867.87 867.87

    Lp (m) 2.26 2.26 1.97 1.97Lr (m) 6.67 6.67 5.78 5.78

    Uraian

    Nilai Ket Nilai Ketb/2tf 7.692 7.9545455

    p = 135/sqrt(fy) 8.538 8.538Nu/Ny

    h/tw 42.75 42.857143p 66.69236 85.665438

    665/sqrt(fy) 42.05829 OK 42.058293 OK

    Cek

    Kompak

    0.22100251

    Balok

    Kompak

    Kompak

    0.005

    Kompak

    Kolom

    Uraian Letak Mp (kN-m) Rasio Ket.

    Atas 285.16Bawah 285.16

    Kiri 216.97Kanan 216.97

    Kolom (IWF400x200)

    Balok (IWF350x175)

    1.314 OK

  • 13

    Tabel 10. Cek Vu terhadap Vn balok

    d) Tebal panel zone Panel zone merupakan area pertemuan antara kolom dengan balok, tebal plat (tw kolom) pada zone tersebut harus lebih besar dari pada (dz+wz)/90. Dimana dw adalah tinggi area panel zone dan wz merupakan lebar area panel zone. Apabila tebal web kolom (t) nilainya lebih kecil berarti perlu plat tambahan yang dipasang pada pada panel zone tersebut.. Hasil cek panel zone ditampilkan pada Tabel 11. Tabel 12 Cek tebal panel zone

    e) Pengekang lateral pada pertemuan balok kolom Pengekang lateral sayap kolom berada pada sisi atas dan bawah sayap balok perlu dipasang dengan gaya rencana setiap sebuah pengekang sebesar 0,02fy.bcf.tbf.

    0.02 0.02 250 175 11 0.22 mm250 175

    y bf bf

    y cf

    F b tt

    F b

    = = =

    digunakan t = 3 mm menyesuaikan ukuran yang ada dipasaran.

    f) Pengekang lateral pada balok Pengekang lateral balok dibatasi minimal 17500ry/Fy.

    min

    17500 17500 39.5 2765 mm = 2.77 m250

    y

    y

    rl

    F

    = = =

    Balok yang ada berukuran 4 m, dapat dipasang pengekang lateral sebanyak 4 buah.

    KESIMPULAN

    Syarat-syarat pendetailan yang diatur oleh SNI dan AISC-LRFD ternyata hampir sama, hanya ada beberapa item yang berbeda, baik untuk SRPMK yang setara dengan OMF, SRPMT dibandingkan dengan IMF dan SRPMB dibandingkan dengan OMF.

    Nilai (kN) KetVu terfaktor 93.14

    Vu = Vg + Vs 307.666 OKNu/Ny 0.1875Vn 392.592857 OK

    CekBalok

    Cek Nilai (mm) Ketdz 328wz 374

    (dz+wz)/90 7.8 tebalmencukupit 8

  • 14

    Pendetailan pada SRPMK dan SMF memiliki syarat-syarat yang lebih komplek dibanding sistem struktur yang lain. Hal ini untuk mengantisipasi terjadinya gempa agar struktur dapat mengalami deformasi inelastis dan struktur menjadi lebih daktil.

    Dari analisa statik ekivalen diperoleh hasil gaya gempa dasar untuk wilayah gempa 4 yang terbesar, berikutnya WG 6 dan yang terkecil adalah WG 2. Demikian juga dengan gaya dalam, akibat beban gempa (E) gaya dalam terbesar diperoleh dari portal untuk WG 4 kemudian WG 6 dan yang terkecil adalah WG 2.

    SARAN Untuk memudahkan perencanaan sebaiknya perlu diberi ilustrasi gambar-gambar detail sambungan balok kolom. Pada SNI untuk perencanaan bangunan tahan gempa selalu memberikan opsi untuk dilakukan pengujian struktur sesungguhnya, hal ini sulit sekali dapat dilaksanakan, mengingat kemampuan finansial dan keterbatasan sarana untuk pengujian. Alangkah baiknya jika aturan tersebut dibakukan agar masyarakat lebih mudah untuk mengikuti peraturan bangunan yang memperhitungkan beban gempa.

    DAFTAR PUSTAKA

    American Institute of Steel Construction Inc. (AISC). 2005. Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings. Chicago, Illinois.

    American Institute of Steel Construction Inc. (AISC). 1993. Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings. Chicago, Illinois.

    Badan Standardisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perencanaan Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2002.

    Badan Standardisasi Nasional. 2002. Tata Cara Perencanaan Perencanaan Struktur Baja untuk bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002.

    Calado, Luis, dkk. (2000). Cyclic Behavior of Steel Beam-to-Column Joints: Governing Parameter of Welded and Bolted Connections. Engineering Journal American Institute of Steel Construction, AISC. http:/www.aisc.org, 9 Maret 2007.

    Cuslilp, Praween, dkk. 2004. Full-scale Tests for Seismic Performance Verification of Steel Building Structures with Hysteretic Dampers. Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 47 C, 2004. http:/www.dpri.kyoto-u.ac.jp, 9 Maret 2007.

    Dewobroto, Wiryawan; dkk. 2006. Evaluasi Metode Perencanaan Batang Aksial Murni SNI 03-1729-2002 dan AISC-LRFD. International Cuvil Engineering Conference. Surabaya, Agustus 2006.

    FEMA.1997. NEHRP Guideline for the Seismic Rehabilitation of Buildings. FEMA-273-1997.

    FEMA.1997. NEHRP Recommended Seismic Design Criteria for New Steel Momen-Frame Buildings. FEMA-273-2000.

  • 15

    Krawinkler, Helmut. 2003. Shear in Beam-Column Joint in Seismic Design of Steel Frame. Engineering Journal American Institute of Steel Construction, AISC. http:/www.aisc.org, 9 Maret 2007.

    Sause, Richard, dkk. (2005). Experimental Studies of Full-Scale Post-Tensioned Steel Connections. Journal of Engineering, Vol. 131, No. 3, 2005. http:/www.nees.lehigh.edu, 12 Maret 2007.

    Uniform Building Code (UBC). 1997. Seismic Provisions for Structural Buildings. UBC-1997.

    Urbonas, Kestutis. 2005. Component Method Extension to Steel Beam-to-Beam and Beam-to-Column Knee Joints Under Bending and Axial Forces. Journal of Civil Engineering and Management, Vol. XI, No. 3, June 2005, hal. 217 224. http:/www.jcem.vgtu.lt, 12 Maret 2007.