PENGKAJIAN STRUKTUR BAJA TAHAN GEMPA PADA BANGUNAN GEDUNG OLEH : TRI HANDAYANI, ST., M.Eng
BALAI BESAR TEKNOLOGI TEKNOLO GI KEKUAT KEKUATAN STRUKTUR (B2TKS-BPPT) 4 DESEMBER 2016
PRINSIP PRINSIP PERENCANAAN PERENCANAAN TAHAN GEMPA GEMPA Gempa ri ringan ngan
Tanpa kerusakan kerusakan
Gempa Sedang
Kerusakan ringan tanpa kerusakan struktural
Gempa besar
Kerusakan struktural tanpa keruntuhan
PRINSIP PERENCANAAN TAHAN GEMPA Dalam menghadapi gempa besar, kinerja struktur tahan gempa diupayakan dengan menyerap energi gempa secara efektif melalui terbentuknya sendi plastis pada bagian tertentu, atau sekring “
”
Kriteria : kekuatan kekakuan daktilitas disipasi energi
Struktur Baja
PRINSIP PERENCANAAN TAHAN GEMPA
Disipasi energi melalui plastifikasi komponen struktur tertentu, tanpa menyebabkan keruntuhan struktur
Capacity Design (Desain Kapasitas)
STRATEGI
Tentukan elemen struktur yang direncanakan leleh pada saat terjadi gempa Sekring (seismic fuse) Elemen sekring harus didesain mampu berdeformasi inelastik cukup besar, sebelum terjadi fraktur atau instabilitas Elemen struktur lainya didesain lebih kuat daripada sekring sehingga disipasi energi berlangsung terpusat pada sekring secara terkendali dan stabil
KINERJA BEBERAPA SISTEM STRUKTUR BAJA
KINERJA BEBERAPA SISTEM STRUKTUR BAJA Untuk mencapai kinerja struktur baja yang baik dalam menghadapi gempa besar, maka harus dipenuhi persyaratan dalam hal : 1. Spesifikasi bahan 2. Stabilitas penampang, elemen & struktur 3. Daktilitas struktur 4. Detailing
SPESIFIKASI BAHAN Spesifikasi bahan harus menjamin : Terjadinya deformasi leleh berupa regangan plastis bahan yang cukup besar tanpa mengalami fraktur
Adanya kuat lebih bahan yang signifikan melalui kemampuan strain-hardening Tidak terjadi kegagalan pada sambungan las
DAKTILITAS Stabilitas penampang, elemen & struktur harus dipenuhi untuk menjamintercapainya daktilitas dan disipasi energi pada saat leleh Nilai rasio lebar-tebal penampang (kelangsingan) dan panjang elemen tak terkekang lateral, dibatasi lebih ketat daripada persyaratan elemen kompak untuk non seismic
DAKTILITAS Selain daktilitas bahan baja yang harus dijamin dg spesifikasi, perlu dijamin tercapainya : Daktilitas penampang Momen kurvatur ideal mencapai Mp tanpa terjadi tekuk pada penampang Daktilitas elemen Momen-defleksi/rotasi ideal mencapai MP tanpa terjadi tekuk lateral torsi Daktilitas struktur Struktur mampu mencapai kekuatan batas tanpa terjadi ketidakstabilan struktur (soft-story dll)
DAKTILITAS PENAMPANG
DAKTILITAS ELEMEN
DAKTILITAS STRUKTUR
DAKTILITAS STRUKTUR Struktur daktail
Struktur tidak daktail
DETAILING Detailing diperlukan untuk memastikan bahwa pada saat gempa besar, struktur akan berperilaku daktail seperti yang direncanakan Pada umumnya, detailing akan menambah biaya struktur cukup signifikan untuk struktur yang disesain memiliki daktilitas tinggi
DETAILING Detailing berupa penguatan daerah kritis antara lain : Sambungan Mencegah leleh atau fraktur Pengaku penampang Mencegah tekuk pelat sayap/badan Pengaku elemen Mencegah tekuk lateral-torsi elemen
DETAILING Pengamanan daerah leleh
STRUKTUR BAJA TAHAN GEMPA Langkah desain struktur baja tahan gempa: Pilih elemen struktur yg akan leleh akibat gempa besar (sekring/fuse) Desain secara mendetail agar sekring mampu berdeformasi cukup besar sebelum terjadi fraktur atau instabilitas struktur Desain elemen struktur lainya lebih kuat daripada elemen sekring, dengan memperhitungkan kapasitas batas plastis dari sekring Desain sambungan lebih kuat daripada elemen sekring, dg memperhitungkan kapasitas batas plastis sekring
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM Hal yg perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis sambungan balok-kolom :
Besarnya momen yg akan ditransfer dari balok ke kolom Ketersediaan ruang yg cukup di daerah sambungan Kemudahan pemasangan di lapangan (las vs baut) Ketersediaan bahan (ukuran baut dll)
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM AISC 358-10 menjelaskan 2 jenis sambungan : 1. Reduced beam section (RBS) moment connection 2. Bolted unstiffened and stiffened extended end plate moment connection Penggunaan desain harus diikuti dg kesesuaian jenis & mutu material (pelat penyambung, baut & las) yg akab digunakan, dg yg dinyatakan dalam spesifikasi
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM Parameter penting dalam desain sambungan : 1. Lokasi sendiplastis 2. Momen maksimum yg mungkin terjadi di lokasi sendi plastis, ditentukan oleh : Kekuatan bahan, strain hardening, kekangan setempat, perkuatan atau kondisi sambungan lainya 3. Parameter mekanisme leleh pada pelat sayap kolom 4. Konfigurasi baut, yg akan ikut menentukan mekanisme kelelahan kekuatan batas sambungan terhadap sobek pelat, tekuk pada pelat
SAMBUNGAN BALOK-KOLOM Harus dilakukan pengecekan desain sambungan terhadap berbagai kondisi batas yg harus dihadapi oleh sambungan (plat sambung & baut/las), antara lain : Leleh pelat sayap kolom, tekuk pelat badan kolom, leleh pelat ujung balok, sobek pelat, tekuk & leleh zona panel kolom
SEKIAN
TERIMA KASIH
