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)