Latar Belakang

Baja merupakan alternatif bangunan tahan gempa yang sangat baik karena sifatdaktilitas dari baja itu sendiri.

Untuk menjamin struktur bersifat daktail, maka selain daktilitas material ( baja )maka hal lain yang tidak dapat diabaikan adalah menjamin sambungan agar tidakgagal pada saat terjadi beban gempa.

Dalam perencanaan struktur tahan gempa disyaratkan dengan ketat bahwasambungan harus direncanakan lebih kuat daripada komponen yang disambung.

Semi rigid connection, rigid connection, merupakan jenis sambungan yang seringdipakai dalam merencanakan sambungan pada struktur rangka baja.

Permasalahan

Bagaimana membuat pemodelan sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa untuk struktur gedung rangka baja ?

Bagaimana menganalisis perilaku sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa secara analitis ?

Bagaimana membuat pemodelan sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa, ke dalam software Abaqus 6.7 ?

Bagaimana menganalisis hasil dari software Abaqus 6.7 dan hasil dari perencanaansecara teoritis .?

Tujuan

Dapat membuat pemodelan sambungan tipe Semirigid connection dan Rigidconnection, untuk gedung rangka baja yang tahan terhadap perilaku beban gempa.

Dapat menganalisis perilaku sambungan jenis Semi rigid conection, Rigid connectionyang tahan terhadap beban gempa secara teoritis.

Dapat membuat pemodelan sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa, ke dalam software Abaqus 6.7 ?

Dapat menganalis hasil dari software Abaqus 6.7 da hasil dari perencanaan secarateoritis untuk rekomendasi perencanaan sambungan yang cocok untuk daerahrawan gempa.

Batasan Masalah

Mempelajari perilaku sambungan pada elemen struktur kolom-balok , darigedung rangka baja terhadap beban gempa.

Perencanaan sambungan hanya meninjau lokasi sambungan dengan gayaterbesar.

Tidak menghitung struktur bangunan bawah (pondasi). Tidak membahas detail metode pelaksanaan. Tidak membahas rencana anggaran biaya.

Tinjauan Pustaka

Klasifikasi jenis sambungan :

Simple connection. Momen sambungan = ( 0 – 20 %) momen jepit sempurna. Simple rigid connection. Momen sambungan = ( 20 – 90 %) momen jepit

sempurna. Rigid connection. Momen sambungan = ( 90 – 100 % ) momen jepit sempurna

Tinjauan Pustaka

Semirigid Connection

Tinjauan Pustaka Rigid Connection

Penerimaan beban dianggap sebagai berikut.1.Beban geser Pu diteruskan oleh sambungan pada badan balok dengan ke flens kolom.2.Beban momen Mu diteruskan oleh sayap balok dengan baja T ke flens kolom.

2TSayap profil

Badan profil

Baut

Gaya tarik pada profil Kekuatan sambungan pada sayap

w

ab

a'b'

T + Q

Q

Q

T + Q

2T

M1M2

d dBidang M

Metode Penelitian

Mulai

Studi Literatur

PreliminarI Design

Pembebanan (PPIUG 1983, SNI 2002) dan pendimensian

Analisa Linear Struktur

Kontrol Dimensi ( LRFD, AISC )

Ya

Tidak

A

Perencanaan Sambungan dengan Beberapa Type :1. Semirigid Connection2. Rigid Connection

Analisa Pemodelan Type Sambungan Secara Teoritis

Analisa Pemodelan Sambungan dengan Software Abaqus 6.7

Perbandingan model sambungan yang telah dianalisa

Pemilihan sambungan yang paling tepat digunakan

Visualisasi hasil dalam gambar

Selesai

A

Metode Penelitian

Preliminary Design Data Umum Bangunan :

- Fungsi bangunan : Perkantoran- Lokasi : Mentawai- Panjang bangunan : 35 m- Lebar bangunan : 25m- Tinggi bangunan : 40 m ( 10 lantai dengan atap )- Sistem struktur :Open Frame 3D didesain dengan SRPMK- Tipe tanah : Tanah lunakData Bahan :

Mutu bahan yang akan digunakan sebagai berikut :- Baja : Tipe profil WF dan Kingcross

Profil Bj 41 : fy = 250 Mpafu = 410 Mpa

Metode Penelitian

Preliminary DesignPembebanan

Beban Mati ( Bab 2 – PPIUG 1983 ) Beban Hidup ( RSNI 03-1727-1989 ) Beban Angin (Bab 4 – PPIUG 1983) Beban Gempa ( SNI 03-1726-2010 )

Sambungan

Balok Induk dengan Balok anak Balok Anak WF 300.150.6,5.9 Balok Induk WF 600.200.12.20 Sambungan pada badan anak balok anakVu = 4386,47 kg.

= 2 buah Ø 16 mmSambungan pada badan balok induk

= 2 buah Ø 16 mm 50

5050

80

50

18.0080

Baut Ø16mmProfil Siku70.70.7

Balok Anak WF 300.150.6,5.9

Profil Balok IndukWF 600.200.12.20

30.00

50.00

= 2 buah

Sambungan balok kolom type Rigid Connection

Kolom dengan Balok Kolom K 700.300.13.24 Balok Induk WF 600.200.12.20

Mu = 1,1 .Ry. Mp balok= 16.582.500 Kgcm

Vu total = 66330 Kg + 4721 kg = 71051,156 Kg

Sambungan pada badan balok induk Dipasang 3 buah baut diameter 30 mmSambungan pada sayap kolom Dipasang 4 buah baut diameter 30 mm

Sambungan sayap-profil TKuat rencana baut menurut cara Thornton :B = Φ Rn = 0,75. Fub.(0,75. Ab )x n

= 0,75 . 8436. (0,75 x 8,04) 2 = 76303,62 kg T = Gaya kopel = T = 73503,98kg < B = 76303,62 kg …okDipasang 2 buah baut Ø 32 mmB ≥ ( T + Q )76303,62 ≥ 47252,27…..OKSambungan badan profil T dengan flens balok

Dipasang 6 buah baut Ø 32 mm pada dua sisi, sehingga pada 1 sisi terdapat 3 baut.

w

ab

a'b'

T + Q

Q

Q

T + Q

2T

M1M2

d dBidang M

Sambungan balok kolom type Semi Rigid Connection

Kolom dengan Balok menggunakan sambungan type end plate Kolom K 700.300.13.24 Balok Induk WF 600.200.12.20 Baut Ø30 (Ag = 4,9 cm2) lubang standar BJ50 Dipasang baut 18 buah baut Ø 25 mm

d9d8

d7d6

d5d4

d3d2

d1

BAUT Ø 30

54110

110

110

11054

54105

105

10554 a

Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :

ϴMn =

= + 2 x 13781,25 Kg x (5,06 + 15,46 + 25,96 + 36,46 +52,06 + 63,06 +74,06 + 85,06 + 95,06 )

= 13.275.202,5 kgcm.

ϴMn =. x 100 =80,05 %

( Syarat Momen sambungan 20-90 % momen jepit sempurna)

Sambungan balok kolom type Rigid Connection dan Semirigid connection

Gb. Rigid Connection Gb. Semirigid Connection

∅ 25

∅ 25

WF.588x300x12x20

KC

70

0x

30

0x

13

x2

4

1

1POTONGAN 1-1

T.900x300x18x34

WF.588x300x12x20

L.140x140x40

POTONGANWF.588x300x12x20

T.900x300x18x34

KC

700

x300

x13x

24

∅ 30

∅ 36

∅ 30

∅ 36

∅ 36

1

1POTONGAN 1-1

∅ 30

Sambungan kolom – kolom lantai 1 dan lantai 2

Sambungan kolom K 700.300.13.24Pada sayap kolom dipasang 20 buah Ø 32Pada bada kolom dipasang 12 buah Ø 32

KC.700x300x13x24

12∅ 32 20∅ 32

Pelat 12mm

Pelat 12mm∅ 32

Pelat 12mm

Pelat 12mm

KC.700x300x13x24

∅ 32

Sambungan kolom - kolom

Sambungan kolom K 700.300.13.24 dan kolom K 600.300.12.20Pada sayap kolom dipasang 10 buah Ø 28Pada bada kolom dipasang 12 buah Ø 28

KC.700x300x13x24

∅ 28 ∅ 28

Pelat 12mm

Pelat 12mm

∅ 32

Pelat 12mm

Pelat 12mm

KC.700x300x13x24

∅ 32

Analisa Penampang dengan Abaqus (Semi rigid connection)

Pelat 1 Pelat 2

Profil T1 Profil T2

Analisa Penampang dengan Abaqus (Semi rigid connection)

-9.00E+00

-8.00E+00

-7.00E+00

-6.00E+00

-5.00E+00

-4.00E+00

-3.00E+00

-2.00E+00

-1.00E+00

0.00E+00

1.00E+00

0 10 20 30 40 50 60 70

Dis

pla

cem

en

t (m

m)

BEBAN (ton)

PELAT 1

U1

U2

U3

PELAT 1 BEBAN U.Magnitude U.U1 U.U2 U.U3Node 305 (ton) (mm) (mm) (mm) (mm)

25 2.86507 1.21E-02 -1.06315 -2.6604935 4.09067 1.79E-02 -1.16895 -3.9200545 5.33422 2.36E-02 -1.27476 -5.1796155 6.58654 2.94E-02 -1.3807 -6.4401365 7.84505 3.51E-02 -1.48309 -7.70351

PROFIL T2Node 138

25 7.30E-05 -2.07E-04 3.70E-05 2.11E-11 2.45E-10 -2.16E-0435 9.87E-05 -2.80E-04 5.04E-05 2.86E-11 3.63E-10 -2.89E-0445 1.24E-04 -3.54E-04 6.37E-05 3.62E-11 4.82E-10 -3.63E-0455 1.50E-04 -4.27E-04 7.70E-05 4.43E-11 6.01E-10 -4.36E-0465 1.76E-04 -5.01E-04 9.04E-05 5.35E-11 7.21E-10 -5.09E-04

BEBAN E.E11 E.E22 E.E33 E.E12 E.E13 E.E23

-6.00E-04

-5.00E-04

-4.00E-04

-3.00E-04

-2.00E-04

-1.00E-04

0.00E+00

1.00E-04

2.00E-04

3.00E-04

0 10 20 30 40 50 60 70

Re

gan

gan

BEBAN (ton)

PROFIL T2

E11

E22

E33

E12

E13

E23

PROFIL T2 BEBAN S.S11 S.S22 S.S33 S.S12 S.S13 S.S23Node 138 (ton) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²)

25 3.38E-02 -43.0402 -5.49465 1.62E-06 1.88E-05 -16.650135 3.96E-02 -58.2813 -7.39933 2.20E-06 2.79E-05 -22.268545 4.54E-02 -73.5223 -9.30401 2.78E-06 3.71E-05 -27.886955 5.05E-02 -88.7778 -11.2112 3.41E-06 4.62E-05 -33.513665 5.43E-02 -104.028 -13.1198 4.11E-06 5.54E-05 -39.1444

-1.20E+02

-1.00E+02

-8.00E+01

-6.00E+01

-4.00E+01

-2.00E+01

0.00E+00

2.00E+01

0 10 20 30 40 50 60 70

Tega

nga

n (

N/m

m²)

BEBAN (ton)

PROFIL T2

S11

S22

S33

S12

S13

S23

Analisa Penampang dengan Abaqus (Rigid connection)

Siku 1 Siku 2

Profil I1Profil I2

Analisa Penampang dengan Abaqus (Rigid connection)

Siku 1 Beban U.Magnitude U.U1 U.U2 U.U3(ton) (mm) (mm) (mm) (mm)

Node 88 25 2.27094 4.36E-03 -1.16E+00 -1.9527435 3.17583 6.61E-03 -1.31E+00 -2.8919845 4.10212 8.87E-03 -1.46546 -3.8314155 5.03803 1.11E-02 -1.61864 -4.7709165 5.9805 1.34E-02 -1.77324 -5.71155

-6.00E+00

-5.00E+00

-4.00E+00

-3.00E+00

-2.00E+00

-1.00E+00

0.00E+00

1.00E+00

0 10 20 30 40 50 60 70

Dis

pla

cem

en

t (m

m)

Beban ( ton )

Siku 1

U1

U2

U3

Siku 2

Node 88 25 9.71E-05 -1.04E-04 -1.22E-04 -2.18E-07 -1.16E-08 -4.14E-0435 1.36E-04 -1.44E-04 -1.72E-04 -2.51E-07 -1.12E-08 -5.80E-0445 1.75E-04 -1.85E-04 -2.22E-04 -2.85E-07 -1.09E-08 -7.46E-0455 2.14E-04 -2.26E-04 -2.72E-04 -3.19E-07 -1.06E-08 -9.13E-0465 2.53E-04 -2.67E-04 -3.21E-04 -3.50E-07 -9.69E-09 -1.08E-03

Beban E.E11 E.E22 E.E33 E.E12 E.E13 E.E23

-1.20E-03

-1.00E-03

-8.00E-04

-6.00E-04

-4.00E-04

-2.00E-04

0.00E+00

2.00E-04

4.00E-04

0 10 20 30 40 50 60 70

Re

gan

gan

Beban (ton)

Siku 2

E11

E22

E33

E12

E13

E23

Siku 2 Beban S.S11 S.S22 S.S33 S.S12 S.S13 S.S23(ton) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²)

Node 88 25 1.47E-01 -30.7303 -33.5439 -1.67E-02 -8.91E-04 -3.18E+0135 1.58E-01 -42.9688 -47.203 -1.93E-02 -8.65E-04 -4.46E+0145 1.70E-01 -55.2096 -60.8647 -2.19E-02 -8.39E-04 -57.400255 1.80E-01 -67.4506 -74.5246 -2.45E-02 -8.12E-04 -70.195765 1.82E-01 -79.6945 -88.1511 -2.69E-02 -7.45E-04 -82.9796

-1.00E+02-9.00E+01-8.00E+01-7.00E+01-6.00E+01-5.00E+01-4.00E+01-3.00E+01-2.00E+01-1.00E+010.00E+001.00E+01

0 10 20 30 40 50 60 70

Tega

nga

n (

N/m

m²)

Beban (ton)

Siku 2

S11

S22

S33

S12

S13

S23

Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisis SAP 2000 v14 yang telah dilakukan pada struktur bangunan gedung, perencanaan dimensi profil pada balok anak (WF 300x150x6,5 x9),balok induk (WF 600x200x11x17) (WF 600x200x11x17),(WF 500x200x10x16) dankolom (K700x300x13x24),(K588x300x12x20),(K500x200x10x16) sudah memenuhi kontrolkekuatan profil.

Dari hasil analisa perilaku dengan Abaqus 6.7 sambungan balok kolom type rigid connection, ternyata terjadi displacement U3 = -5,711 mm, regangan E23 = -1,08.10-3, tegangan S23 = 82,97 N/mm2

Dari hasil analisa perilaku dengan Abaqus 6.7 sambungan balok kolom type semirigidconnection, ternyata terjadi displacement U3 = -7,15 mm, regangan E23 = -5,09.10-4, tegangan S23 = -39,144 N/mm2

Dengan diberikannya variasi beban lateral yang semakin bertambah maka displacement, tegangan dan regangan yang terjadi ikut mengalami kenaikan hingga melebihi batasleleh dari penampang tersebut.

Daftar Pustaka

Salmon dan Johnson. 1995. Struktur Baja Desain dan Perilaku Jilid 2 Edisi Kedua. Diterjemahkan oleh Ir. WiraM.S.CE. Jakarta : Erlangga.

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Sesuai SNI 03 – 1729-2002). Jakarta : Erlangga.

Badan Standardisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).

American Institute of Steel Construction. 2005. Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications ( ANSI/AISC 358-05 ).

Badan Standardisasi Nasional.2002. Tata Cara Perencanaan Perhitungan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung(SNI 03-1729-2002).

Tamboli, Akbar R.1999.Handbook of Structural Steel Connection Design and Details.New Jersey : McGraw Hill. Soewardojo.Buku Ajar : Struktur Baja II. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP – ITS. Kim, Jae Hoon dan Lee, Cheol Ho.2006.”Seismic design of reduced beam section steel moment connections with

bolted web attachment. Jurnal of Constructioal Steel Research 63 (2007) 522-531. Lee, Sang-Sup dan Moon, Tae-Sup.2001.”Moment-rotation model of semirigid connections with angles”. Jurnal

Enginering Structures 24 (2002) 227-237. Mustopo, Muslinang.2007.Beberapa Ketentuan Baru Mengenai Desain Struktur Baja Tahan Gempa.Seminar dan

Pameran HAKI 2007- KonstruksiTahan Gempa Di Indonesia.

TERIMA KASIH