3
1.2 Latar Belakang
Pada umumnya, konstruksi bangunan diIndonesia menggunakan struktur beton bertulang atau sering disebut dengan struktur komposit, yaitu gabungan dari campuran beton dan
tulangan baja. Pada struktur komposit ini, beton yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi berfungsi untuk memikul gaya tekan yang terjadi pada komponen struktur. Namun
pada bagian yang mengalami gaya tarik, ditambahkan tulangan baja yang tahan terhadap gaya tarik sehingga dapat bekerja bersama untuk menahan gaya luar yang timbul.
Bangunan-bangunan yang dibangun dengan struktur komposit cenderung memiliki kekuatan yang lebih besar dan berperilaku lebih baik dalam menahan gaya lateral seperti
gaya lateral akibat dari gempa ataupun beban angin. Disisi lain, penggunaan struktur baja sebagai bahan konstruksi tahan gempa untuk
gedung bertingkat masih tergolong sedikit jika dibandingkan dengan struktur komposit, padahal struktur baja mempunyai kualitas yang lebih bagus dalam hal ketahanan terhadap
gempa. Dewasa ini terdapat beberapa jenis sistem struktur baja tahan gempa. Secara umum terdapat 2 jenis sistem struktur tahan gempa, yaitu sistem struktur rangka penahan
momen atau Moment Resisting Frame MRF dan sistem struktur rangka berpengaku atau braced frames. Masing – masing sistem struktur baja tersebut memiliki karakteristik
masing – masing yang berbeda. Sistem struktur MRF memberikan ruang yang luas pada suatu bangunan. Oleh karena itu,
sistem ini sering diminati oleh banyak arsitek dan juga banyak digunakan untuk struktur gedung institusi atau perkantoran yang memerlukan ruang yang luas. Dengan rentang
balok yang cukup lebar tanpa pengaku, sistem rangka pemikul momen dapat memberikan deformasi yang cukup besar sehingga sistem ini memiliki daktalitas yang
cukup besar dibandingkan dengan sistem portal baja tahan gempa lainnya. Walaupun demikian, dengan deformasi yang cukup besar, sistem MRF memiliki kekakuan yang
rendah jika dibandingkan dengan sistem portal baja tahan gempa lainnya Sistem struktur rangka penahan momen memiliki kemampuan menyerap energi yang besar tetapi
memiliki kekakuan yang rendah. Dengan demikian, jika dibandingkan dengan system struktur portal baja jenis lainnya, sistem struktur ini memiliki ukuran elemen struktur
4
yang jauh lebih besar untuk menjaga deformasi strukturnya. Meskipun sistem struktur MRF memiliki kestabilan inelastis dan respon yang stabil pada respon siklik lateral, akan
tetapi sistem ini terlalu lentur dan umumnya disain struktur MRF didisain dengan membatasi pergeseran struktur untuk mengurangi kerusakan struktur. Berikut adalah
contoh gambar sistem MRF :
Gambar 1.4 : Moment Resisting Frames MRF Berbeda dengan sistem struktur MRF, sistem struktur braced frames memiliki elemen
bresing atau pengaku untuk meningkatkan kekakuan strukturnya. Sistem struktur braced frames didesain untuk meminimalisir masalah kekakuan yang terdapat pada jenis sistem
portal MRF. Sistem struktur braced frames terbagi jadi , yaitu jenis sistem struktur rangka berpengaku konsentris atau Concentrically Braced Frames CBF dan sistem
struktur rangka berpengaku eksentris atau Eccentrically Braced Frames EBF. Sistem struktur CBF merupakan sistem struktur untuk menahan beban lateral dengan kekakuan
stuktur yang tinggi. Kekakuan yang tinggi pada sistem struktur ini dihasilkan dari bresing diagonal yang berfungsi untuk menahan beban lateral pada struktur. Pengaku pada sistem
CBF berfungsi untuk memperbesar kekakuan struktur. Karena dengan adanya pengaku pada struktur, deformasi struktur akan menjadi lebih kecil namun kekakuan strukturnya
meningkat. Secara umum, sistem struktur CBF memiliki kekakuan yang lebih tinggi dibandingkan dengan struktur MRF karena adanya pengaku pada struktur. Namun
demikian, kekakuan yang besar pada sistem CBF mengakibatkan deformasi yang terjadi
5
pada struktur lebih terbatas sehingga daktalitas struktur CBF lebih rendah jika dibandingkan dengan sistem struktur MRF. Disisi lain, bila bresing atau pengaku pada
struktur CBF mengalami tekuk karena beban lateral berlebih, maka kekakuan struktur dan kapasitas penyerapan energinya akan hilang. Berikut adalah beberapa contoh gambar
sistem CBF :
Gambar 1.5 : Concentrically Braced Frames CBF Sistem struktur EBF merupakan struktur portal baja penahan gaya lateral yang
merupakan kombinasi dari keunggulan sistem struktur MRF dan CBF berupa daktalitas dan kekakuan lateral yang serta meminimalisir kekurangan yang terdapat pada sistem
struktur MRF dan CBF dengan mengurangi perilaku inelastis dan mampu menjaga pengaku atau bresing tetap elastis tanpa mengalami tekuk serta memiliki kekakuan lateral
yang besar pada saat terjadi gempa. Pada sistem struktur EBF terdapat elemen penting
6
yang berpengaruh pada karakteristik EBF yang berupa elemen balok pendek yang disebut link.
Link merupakan elemen struktur yang direncanakan untuk berperilaku inelastik serta mampu untuk berdeformasi plastis yang besar pada saat terjadi beban
lateral gempa. Bagian link ini berfungsi menyerap energi pada saat terjadi beban lateral gempa. Mekanisme leleh pada elemen link terdiri dari 2 mekanisme leleh yaitu
kelelehan geser dan kelelehan lentur, tergantung dari panjang link e yang digunakan. Pada sistem struktur EBF, elemen struktur di luar link direncanakan untuk berperilaku
elastis sedangkan pada bagian link direncanakan untuk dapat berdeformasi inelastis pada saat terjadinya beban lateral gempa. Berikut adalah contoh gambar sistem EBF :
Gambar 1.6 : Eccentrically Braced Frames EBF Tugas akhir ini akan mengevaluasi kinerja dari struktur baja berpengaku eksentris EBF
dan struktur baja tanpa pengaku terhadap gempa.
1.3 Studi Literatur
Kategori