Perencanaan semua sambungan balok-ke-kolom yang digunakan pada Sistem Pemikul Beban Gempa harus didasarkan pada hasilhasil pengujian kualifikasi yang
menunjukkan rotasi inelastic sekurang-kurangnya 0,02 radian. Hasil-hasil pengujian kualifikasi didapat terhadap sekurang-kurangnya dari dua pengujian siklik
Pengujian sambungan balok-ke-kolom harus memperlihatkan kuat lentur, yang diukur di muka kolom, sekurang-kurangnya sama dengan momen plastis nominal balok
M p pada saat terjadinya rotasi inelastis yang disyaratkan, kecuali bila: a Kuat lentur balok lebih ditentukan oleh tekuk lokal daripada oleh tegangan
leleh bahan, atau bila sambungan menghubungkan balok dengan penampang melintang yang direduksi maka kuat lentur minimumnya sama dengan 0,8M p dari balok pada
pengujian; b Sambungan-sambungan yang memungkinkan terjadinya rotasi dari komponen
struktur yang tersambung dapat diijinkan, selama dapat ditunjukkan menggunakan analisis yang rasional bahwa tambahan simpangan antar lantai yang disebabkan oleh
deformasi sambungan dapat diakomodasikan oleh struktur bangunan. Analisis rasional yang dilakukan harus memperhitungkan stabilitas sistem rangka secara keseluruhan
dengan memperhatikan pengaruh orde kedua. Kedua pelat sayap dari balok harus dikekang secara lateral dengan cara langsung
atau tak langsung. Panjang daerah yang tak terkekang secara lateral tidak boleh melampaui 25.250ry f y . Sebagai tambahan, pengekang lateral harus dipasang dekat
titik tangkap beban-beban terpusat, perubahan penampang, dan lokasi-lokasi lainnya yang mana menunjukkan kemungkinan terbentuknya sendi plastis pada saat terjadinya
deformasi inelastis pada SRPMT
C. Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa SRPMB
Universitas Sumatera Utara
SRPMB diharapkan dapat mengalami deformasi inelastis secara terbatas pada
komponen struktur dan sambungan-sambungannya akibat gaya gempa rencana SRPMB harus memenuhi persyaratan dibawah ini :
Sambungan balok-ke-kolom harus menggunakan las atau baut mutu tinggi. Dapat digunakan sambungan kaku atau sambungan semi kaku sebagai berikut:
a Sambungan kaku yang merupakan bagian dari Sistem Pemikul Beban Gempa harus mempunyai kuat lentur perlu Mu yang besarnya paling tidak sama
dengan yang terkecil dari 1,1RyM p balok atau gelagar, atau momen terbesar yang dapat disalurkan oleh sistem rangka pada titik tersebut.
Untuk sambungan dengan sambungan pelat sayap yang dilas, pelapis las dan kelebihan las harus dibuang dan diperbaiki kecuali pelapis pelat sayap atas
yang tetap diperbolehkan jika melekat pada pelat sayap kolom dengan las sudut menerus di bawah las tumpul sambungan penetrasi penuh. Las tumpul
penetrasi sebagian dan las sudut tidak boleh digunakan untuk memikul gaya tarik pada sambungan, Sebagai alternatif, perencanaan dari semua sambungan
balok ke kolom yang digunakan pada Sistem Pemikul Beban Gempa harus didasarkan pada hasil-hasil pengujian kualifikasi yang menunjukkan rotasi
inelastis sekurang-kurangnya 0,01 radian. Hasil-hasil pengujian kualifikasi didapat terhadap sekurangkurangnya dari dua pengujian siklik
b Sambungan semi kaku diizinkan jika syarat-syarat di bawah ini dipenuhi: i.
Sambungan tersebut harus memenuhi kekuatan yang dipersyarat ii.
Kuat lentur nominal sambungan melebihi nilai yang lebih kecil daripada 50 M p balok atau kolom yang disambungkan;
iii. Harus mempunyai kapasitas rotasi yang dibuktikan dengan uji
beban siklik sebesar yang dibutuhkan untuk mencapai simpangan antar lantai;
Universitas Sumatera Utara
iv. Kekakuan dan kekuatan sambungan semi kaku ini harus
diperhitungkan dalam perencanaan, termasuk dalam perhitungan stabilitas rangka secara keseluruhan.
Jika sambungan momen penuh dibuat dengan melas pelat sayap balok atau pelat sambungan untuk sayap balok secara langsung ke pelat sayap kolom maka harus
digunakan pelat terusan untuk meneruskan gaya dari pelat sayap balok ke pelat badan kolom. Pelat ini harus mempunyai ketebalan minimum sebesar tebal pelat sayap balok
atau pelat sambungan sayap balok. Sambungan pelat terusan ke pelat sayap kolom harus dilakukan dengan las tumpul penetrasi penuh, atau las tumpul penetrasi sebagian dari
kedua sisi yang diperkuat dengan las sudut, atau las sudut di kedua sisi dan harus mempunyai kekuatan sama dengan kuat rencana luas bidang kontak antara pelat terusan
dengan pelat sayap kolom. Sambungan pelat terusan ke pelat badan kolom harus mempunyai kuat geser rencana sama dengan yang
terkecil dari persyaratan berikut: a
Jumlah kuat rencana dari sambungan pelat terusan ke pelat sayap kolom; b
Kuat geser rencana bidang kontak pelat terusan dengan pelat badan kolom; c
Kuat rencana geser daerah panel; d
Gaya sesungguhnya yang diteruskan oleh pengaku.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
RANGKA SEMIKAKU SEMIRIGID FRAME
III.1. Pendahuluan
Sambungan semirigid adalah sambungan yang memiliki kekakuan yang cukup mempertahankan sudut-sudut yang disambung. Namun harus dianggap memiliki
kapasitas yang cukup untuk memberikan kekangan yang dapat diukur terhadap perubahan sudut-sudut tersebut. Tegangan momen dari sambungan semi kaku terletak antara
sambungan kaku dan sambungan sederhana. Hal ini berarti tegangan momen dari sambungan semi kaku bukan nol seperti pada sambungan sederhana ataupun kontinuitas
penuh sebagaimana pada sambungan kaku. Sambungan ini di desain untuk menghasilkan derajat interaksi yang dapat diprediksi antara bagian-bagian sambungan.
Sambungan balok-kolom dianggap tertancap secara sempurna atau rigid penuh pada sebagian besar desain rangka baja. Penyederhanaan ini menyebabkan estimasi yang
tidak tepat dari kondisi rangka. Bahkan, sambungan adalah antara dua anggapan yang ekstrim dan memiliki kekakuan rotasi. Tes lengkap dibutuhkan untuk menjelaskan
kondisi sebenarnya dari sambungan ini. Sambungan balok-kolom yang membutuhkan baut atau las berputar pada sudut karena momen bengkok yang terjadi. Deformasi
sambungan ini mempunyai efek negative terhadap stabilitas rangka, karena meningkatkan geseran rangka dan menyebabkan penurunan dari kekakuan efektif dari bagian-bagian
yang tersambung dengan sambungan. Peningkatan pada geseran rangka akan melipatgandakan efek orde kedua P-
Δ pada bagian balok-kolom dan dengan demikian akan mempengaruhi stabilitas keseluruhan dari rangka. Jadi, fitur non-linear dari
sambungan balok-kolom mempunyai fungsi yang penting pada desain baja structural. Sebagai akibat dari pekerjaan eksperimental yang dilakukan oleh beberapa peneliti,
berbagai model sambungan semi-rigid dan hubungan moment-rotation-nya telah
Universitas Sumatera Utara
dicetuskan. Yang utama dari hal ini adalah model linear, polynomial, cubic B spline, kekuatan, dan eksponential.
Spesifikasi AISC-ASD menjabarkan 3 jenis konstruksi baja : rangka rigid, rangka sederhana unrestrained dan rangka semi-rigid partially restrained. Spesifikasi ini
membutuhkan sambungan dari tipe konstruksi partially restrained memiliki fleksibilitas yang berada di antara rigiditas tipe 1 dan fleksibilitas tipe 2, dan tipe konstruksi ini dapat
memebuhi kebutuhan deformasi non-elastik non-linear dari bagian-bagian bagian baja structural. Pada sisi lain, Eurocode 3 mencetuskan 3 tipe sambungan : rigid, semi-rigid
dan tertancap normal atau fleksibel.
III.2.Sambungan
Rangka batang merupakan salah satu jenis struktur yang banyak digunakan pada bangunan, antara lain untuk kuda-kuda atap rumah, jembatan dan lain-lain. Kayu, bambu,
baja dan beton merupakan material yang sering dipakai sebagai bahan untuk membuat konstruksi rangka batang. Material-material ini mempunyai keuntungan dan kerugiannya
sendiri-sendiri.Kayu dan bambu relatif murah harganya dan mudah pemasangannya, tetapi mudah diserang rayap sehingga perlu penanganan dan perawatan khusus. Baja
mampu digunakan untuk rangka batang dengan bentang yang panjang, tetapi harganya relatif mahal dan mudah berkarat, sehingga diperlukan perawatan berupa pengecatan
secara berkala.Beton relatif murah harganya dan tidak memerlukan perawatan, tetapi diperlukan biaya cetakan dan pencoran serta tidak dapat langsung dibebani, karena harus
menungguumur beton. Guna mengatasi kekurangan ini digunakan beton pracetak, yaitu beton yang dibuat dipabrik atau di ground floor proyek yang kemudian diangkat untuk
dipasang pada tempatnya. Pengangkatan keseluruhan struktur rangka batang dari beton memerlukan alat berat yang relatif mahal ongkos sewanya, oleh karena itu perlu dibagi
menjadi beberapa komponen sehingga lebih ringan dan tidak memerlukan alat berat, tetapi alat bantu yang lebih ringan, sehingga biaya ereksi menjadi lebih murah.
Universitas Sumatera Utara
Komponen-komponen ini perlu saling dihubungan satu dengan yang lain pada sambungan-sambungan guna membentuk rangka batang.
Kekuatan dari keseluruhan rangka batang sangat bergantung pada kekuatan sam- bungannya.
Kegagalan suatu struktur diharapkan tidak terjadi pada sambungannya,Sambungan-sambungan pada konstruksi baja hampir tidak mungkin
dihindari akibat terbatasnya panjang dan bentuk dari profil–profil baja yang diproduksi. Sambungan bisa saja terjadi pada satu elemen balok, kolom atau batang-batang
pembentuk struktur, dan lebih sering adalah pada pertemuan antar batang dengan batang atau antara balok dengan kolom. Sifat dari sambungan ini sangat tergantung pada jenis
dan konstruksi sambungan, bervariasi mulai dari yang berkelakuan sebagai sendi sampai dengan yang kaku sempurna. Kekakuan dari sambungan sambungan pada konstruksi
mempunyai peranan penting pada analisa struktur didalam menghitung gaya-gaya dalam dan deformasi, terutama untuk struktur yang statis tak tentu. Sebagai contoh ditinjau satu
blok diatas dua perletakan, yang dibebani gaya terpusat P di tengah-tengah bentangan. Apabila kedua perletakan adalah sendi, maka momen di kedua ujung balok adalah nol,
momen di tengah bentangan sebesar ¼ PL. Tetapi apabila kedua ujung adalah jepit yang kaku sempurna, besarnya momen-momen tersebut akan berubah. Momen jepit menjadi -
18 PL dan momen di tengah bentangan berkurang menjadi 18 PL, atau hanya setengah dari momen pada keadaan statis tertentu.
Apabila kedua ujung bersifat sendi dan kaku sempurna, atau disebut semi kaku, maka momen-momen tersebut akan berubah besarnya sesuai dengan tingkat kekakuan
dari sambungan. Apabila pada saat perencanaan kekakuan dari sambungan tidak diketahui secara tepat, jadi hanya diasumsikan saja, maka bisa terjadi perbedaan antara
gaya ataupun deformasi yang timbul setelah bangunan berfungsi dengan yang dihitung semula.
Universitas Sumatera Utara
Oleh karena itu diperlukan suatu analisa untuk menentukan kekakuan dari sambungan, yang juga merupakan bagian dari analisa struktur secara menyeluruh.
Analisa seperti dimaksud di atas mempunyai kesulitan yang cukup besar, karena adanya pengaruh timbal balik diantara kekakuan dari sambungan dengan beban yang bekerja.
Kekakuan sambungan dipengaruhi oleh momen yang bekerja pada sambungan, dengan perkataan lain oleh beban luar, tetapi sebaliknya besar momen yang terjadi di sambungan
merupakan fungsi dari kekakuan sambungan. Oleh karena itu didalam perhitungan-perhitungan distribusi momen pada
konstruksi baja sering diberikan penyederhanaan-penyederhanaan sebagai berikut: 1. Pada konstruksi portal, dimana balok disambung pada kolom dengan cara
sambungan paku keling atau baut, maka dengan pembebanan terbagi rata q, momen maksimum ditengah-tengah bentang dapat diambil 116 ql2, berarti 1,5 kali momen
ditempat yang sama bila kedua ujung balok dianggap jepit sempurna, akan tetapi 0,5 kali momen yang terjadi bila kedua ujung dianggap sebagai sendi. Momen pada sambungan
ujung balok dapat diambil sebesar 116 ql2, jadi 0,75 kali momen jepitan dalam keadaan jepit sempurna.
2. Untuk konstruksi rangka maka titik-titik buhul dapat dianggap sebagai sendi, sehingga batang-batang mendapat gaya normal saja.
Sebenarnya penyederhanaan-penyederhanaan di atas tidak selamanya memberikan hasil yang lebih aman. Sebagai contoh, kita perhatikan batang-batang pada
konstruksi rangka. Dengan menganggap titik buhul sebagai sendi, maka batang-batang hanya menderita gaya normal. Akan tetapi pada kenyataannya titik buhul adalah semi
kaku atau mungkin kaku sempurnna, sehingga selain gaya normal pada ujung batang bekerja momen.
Untuk menghilangkan kesalah-pengertian, perlu terlebih dahulu dijelaskan tentang istilah kekakuan. Pada struktur batang, istilah kekakuan digunakan untuk faktor
Universitas Sumatera Utara
EI dari batang, atau dalam bahasa Inggris disebut Stiffness. Suatu struktur sambungan dapat bersifat sendi ekstreem bawah dan kaku atau rigid pada ekstreem atas.
Keuntungan utama yang diperoleh pada penggunaan pracetak adalah penghematan dalam acuan dan penopangnya. Manfaat yang diperoleh bergantung pada
jumlah pengulangan pekerjaan, dimana sebagai patokan penggunaan 50 kali atau lebih cetakan unit beton pracetak akan memberikan nilai ekonomis. Struktur beton bertulang
yang dicor ditempat cenderung bersifat monolit dan menerus.Sebaliknya,struktur pracetak terdiri dari sejumlah komponen yang dibuat di pabrik, kemudian disambung di
lokasi bangunan sampai akhirnya membentuk struktur utuh. Pada struktur pracetak, hubungan yang menghasilkan kontinuitas dengan
memakai bantuan perangkat keras khusus, batang tulangan dan beton untuk menyalurkan semua tegangan tarik, tekan dan geser disebut sambungan keras. Hampir semua
sambungan pracetak menggunakan plat penahan untuk memastikan terjadinya tekanan reaksi yang seragam dan sesuai dengan pehitungan. Apabila plat penahan terbuat dari
baja dan plat dari kedua batang yang hendak disambung dihubungkan dengan baik memakai sambungan las atau sambungan lainnya, maka akan diperoleh sambungan keras
yang dapat menyalurkan gaya vertikal dan gaya horizontal.Struktur pracetak akan mengalami perubahan dimensi akibat rangkak, susut dan kehilangan prategang,
disamping akibat terjadinya perubahan temperatur. Pada awal perkembangan konstruksi pracetak ada kecenderungan untuk
menggunakan sambungan lunak supaya memungkinkan terjadinya perubahan dimensi tanpa menyebabkan terjadinya tambahan gaya pada batang-batang dan sambungan-
sambungannya. Tetapi pengalaman memperlihatkan kurangnya stabilitas terhadap gaya lateral seperti angin dan gempa.
Oleh karena itu pembuatan struktur pracetak cenderung menggunakan sambungan keras, yaitu memakai las atau baut, yang menghasilkan kontinuitas tinggi. Sambungan
Universitas Sumatera Utara
yang hanya berdasarkan gaya friksi yang ditimbulkan oleh beban gravitasi tidak dapat digunakan. Perencanaan komponen struktur beton pracetak dan sambungannya harus
mempertimbangkan semua kondisi pembebanan dan kekangan deformasi mulai dari saat fabrikasi awal hingga selesainya pelaksanaan struktur, termasuk pembongkaran cetakan,
penyimpangan, pengangkutan dan pemasangan. Apabila elemen pracetak membentuk diafragma atap dan lantai, maka sambungan antara diafragma dengan komponen-
komponen struktur yang ditopang secara lateral oleh diafragma tersebut harus mempunyai kekuatan tarik nominal yang mampu menahan sedikitnya 4,5 kNm. Kolom
pracetak harus mempunyai kekuatan nominal tarik minimum sebesar satu setengah kali luas efektif tereduksi 1,5 Ag. Panel dinding pracetak harus mempunyai sedikitnya dua
tulangan pengikat per panel, dengan kuat tarik nominal tidak kurang dari 45 kN per tulangan pengikat. Apabila gaya-gaya rencana tidak menimbulkan tarik di dasar struktur,
maka tulangan pengikat yang diperlukan boleh diangkur ke dalam fondasi pelat lantai beton bertulang menulis bahwa panjang lekatan setidaknya tiga puluh kali diameter
tulangan. Kait digunakan kalau panjang penyaluran yang diperlukan terlalu panjang.
Panjang pengangkuran yang didapat dari eksperimen adalah antara 8 kali diameter sampai 15 kali diameter pada sisi yang tidak mengalami retak. Guna mengatasi kondisi
terburuk sebaiknya digunakan tiga puluh kali diameter tulangan ACI Committe 355 1997, h.R-4 dan 5 mengusulkan beberapa macam pengangkuran pada beton, yang dapat
dilihat pada gambar 1. Beban yang mungkin bekerja pada angkur adalah gaya tarik, gaya geser, kombinasi gaya tarik dan geser, serta momen lentur
A. Jenis-jenis sambungan
