Variasi Pemodelan Struktur Kajian Secara Numerik Perilaku Struktur Terhadap Beban Monotonik

Beban perpindahan pada beban monotonik diberikan di pojok kiri atas kolom dengan arah pembebanan dari kiri ke kanan. Beban perpindahan pada beban siklik tetap diberikan di pojok kiri atas kolom namun dengan dua arah pembebanan, yaitu dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri.

3.6 Variasi Pemodelan Struktur

Di dalam penelitian ini akan dibandingkan kinerja system rangka baja berpengaku eksentris yang menggunakan 3 variasi tipe link geser, yaitu link standar dari AISC, link berpengaku badan diagonal dan link berpengaku badan vertical diagonal. Variasi tersebut dikaji untuk mengetahui tingkat efektivitas penggunaannya serta pengaruhnya terhadap kinerja struktur secara keseluruhan.

3.7 Kajian Secara Numerik

Pada penelitian ini akan dikaji parameter-paramater yang berpengaruh secara signifikan terhadap perilaku dan peningkatan kinerja link geser. Yang dimaksud dengan perilaku link disini adalah kemampuan link dalam menerima beban, baik beban statik monotonik ataupun beban siklik. Sedangkan yang dimaksud dengan kinerja link adalah tingkat kemampuan link dalam memenuhi empat kriteria yang telah ditetapkan dalam peraturan-peraturan tentang seismic antara lain: kekuatan strength, kekakuan stiffnes, daktilitas ductility dan yang terakhir kemampuan dalam penyerapan energi enrgy dissipation. Pengkajian ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan numerik, yaitu dengan pendekatan elemen hingga. Variasi model struktur yang dikaji di dalam penelitian ini diberikan beban perpindahan berupa beban statik monotonik serta Universitas Sumatera Utara beban siklik, dan dianalisis dengan menggunakan program MSCNASTRAN. Dari program tersebut dihasilkan data yang dapat memberikan penjelasan mengenai perilaku struktur terhadap pembebanan yang diberikan. Selanjutnya setelah pengujian dengan beban statik monotonik, maka pengujian dilakukan dengan beban siklik untuk mendapatkan kurva hysterisis. Pada kurva hysterisis akan didapat gambaran kemampuan benda uji dalam melakukan penyerapan energi energy dissipation. Apabila kurva hysteresis yang dihasilkan benda uji gemuk dan stabil tanpa terjadi pinching maka benda uji terkategori baik atau mempunyai kemampuan yang baik dalam penyerapan energi energy dissipation .

3.8 Hasil Analisis Kajian Numerik

Untuk meneliti parameter-parameter yang dianggap berpengaruh secara signifikan terhadap perilaku dan kinerja struktur menggunakan link geser dilakukan kajian secara numeric. Yang dimaksud dengan perilaku dan kinerja struktur disini adalah bagaimana respons struktur tersebut dalam menahan beban yang bekerja baik yang sifatnya statik monotonik, maupun beban siklik yang dikerjakan terhadap model benda uji. Data keluaran yang dihasilkan oleh kajian numerik akan dievaluasi berdasarkan empat kriteria yaitu: kekuatan strength, kekakuan stiffnes, daktilitas ductility dan penyerapan energi energy dissipation. Untuk mendapatkan empat kriteria itu maka terlebih dahulu dibuat kurva beban vs perpindahan kurva pushover dari hasil pembebanan statik monotonik dan kurva hysteresis dari hasil pembebanan siklik. Universitas Sumatera Utara 3.9Metode Analisis dan Pengolahan Data Penelitian ini dilakukan dengan kajian secara numeric dengan menggunakan perangkat lunak komputer program MSC NASTRAN. Dalam penelitian ini parameter-parameter yang dianlisis adalah: 1 Parameter penampang, mencakup: tebal sayap dan tebal badan. 2 Parameter pengaku badan, mencakup: jarak pengaku vertical, geometric pengaku vertical dan diagonal, serta ketebalan pengaku diagonal. Gambar 3.11 Struktur EBF Mengalami Beban Perpindahan Dalam Pemograman MSC NASTRAN Universitas Sumatera Utara Analisis dalam menentukan kinerja link geser pada strukturrangka berpengaku eksentrik dapat diukur dengan empat kriteria dalam menahan beban lateral beban gempa. Empat kriteria tersebut antara lain: kekuatan strength, kekakuan stiffnes, daktilitas ductility dan yang terakhir kemampuan dalam penyerapan energi energy dissipation . Analisis terhadap keempat kriteria tersebut dilakukan berdasarkan metode pendekatan secara numerik dengan menggunakan program MSCNASTRAN.

3.9.1 Analisis Terhadap Parameter Kekuatan strength

Kekuatan strength yang didefinisikan sebagai kemampuan link geser pada strukturrangka berpengaku eksentriktype-D braced dalam menahan gaya geser gaya lateral maksimum untuk tiap tahap pembebanan load step. Data hasil keluaran secara numerik dinyatakan dalam bentuk kurva hubungan beban vs perpindahan. Bila kurva yang dihasilkan menunjukkan pada setiap perpindahan kekuatan yang dihasilkan tinggi maka link geser pada strukturrangka berpengaku eksentrik dinyatakan berkinerja baik.

3.9.2 Analisis Terhadap Parameter Kekakuan stiffness

Kekakuan stiffness yang dimaksud adalah didefinisikan sebagai perbandingan nilai gaya lateral maksimum kondisi leleh dengan perpindahan maksimum untuk tiap tahap pembebanan. Parameter kekakuan dinyatakan dalam bentuk kurva hubungan kekakuan – perpindahan baik untuk kondisi tarik maupun tekan. Benda uji dinyatakan mempunyai kinerja baik bila mempunyai nilai kekakuan yang tinggi pada kondisi tekan maupun tarik.

3.9.3 Analisis Terhadap Parameter Daktilitas ductility

Universitas Sumatera Utara Dalam penelitian ini nilai daktilitas didefinisikan sebagai perbandingan nilai perpindahan dalam kondisi maksimum runtuh dengan nilai perpindahan saat leleh pertama initial yield.

3.9.4 Analisis Terhadap Parameter Dissipasi Energi energy dissipation

Besarnya nilai dissipasi energi merupakan luas daerah yang dibentuk oleh kurva hysteretic beban perpindahan untuk tiap tahap pembebanan. Dalam penelitian ini luas kurva hysteretic dihitung untuk tiap tahap pembebanan dengan metode determinan matriks. BAB IV Universitas Sumatera Utara ANALISIS DATA 4.1 Umum Penelitian ini bertujuan untuk mengetahuikinerja dari sebuah struktur rangka baja berpengaku eksentrik SRBE, sangat tergantung kepada kinerja Link sebagai elemen struktur yang sangat krusial. Ada empat persyaratan standar yang harus dimiliki Link sebagai elemen dalam system struktur rangka berpengaku eksentrik SRBE, yaitu: kekuatan strength, kekakuan stiffness, daktilitas ductility, serta kemampuan dalam dissipasi energi energy dissipation. Elemen Link mempunyai kinerja baik apabila terpenuhi keempat persyaratan tersebut sesuai standar yang diinginkan. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan numerik, yaitu dengan pendekatan metode elemen hinggafinite element nonlinear menggunakan perangkat lunak computer program MSC NASTRAN. Elemen struktur dimodelkan sebagai elemen shell CQUAD IV berupa rangka baja berpengaku eksentris SRBE, pada kedua ujung kolom bagian bawah diberi tumpuan jepit, dan dibagian sudut kiri atas pada daerah pertemuan kolom dan balok, juga diberi tumpuan berupa tumpuan jepit dan dibagian ini juga akan diberikan beban. Pembebanan yang diberikan terhadap elemen struktur rangka baja berpengaku eksentris SRBE adalah beban perpindahan berupa beban statik monotonik serta beban siklik dengan control perpindahan displacement control. Standar pembebanan mengacu pada ketentuan standar AISC 2005 Seismic Provision for Structural Steel Building, seperti yang telah dipaparkan dalam Gambar 3.10. Universitas Sumatera Utara Kajian lebih difokuskan pada perilaku struktur terutama perilaku link untuk mendapatkan gambaran mengenai tingkat keefektifan penggunaan link geser standar AISC, link geser dengan pengaku badan diagonal dan link geser dengan pengaku badan vertikal diagonal ketika struktur dibebani gaya lateral akibat beban gempa. Hasil keluaran dari kajian ini akan berupa kurva pushover baik pada pembebanan statik monotonik maupun pembebanan siklik. Dari kurva pushover pembebanan statik monotonik akan dapat dilihat kekuatan dari link. Dan untuk pembebanan siklik hasil keluaran akan berupa kurva hysteresis dimana kurva ini akan menunjukkan kinerja link dalam penyerapan energi. Sehingga dari analisis akan didapatkan link dengan kinerja yang baik.

4.2 Perilaku Struktur Terhadap Beban Monotonik

Tingkat kekuatan struktur bisa diketahuidengan mengaplikasikan beban statik monotonik pada struktur portal yang dikaji. Beban diaplikasikan pada struktur sampai tercapai kondisi leleh pertama first yield dan kondisi maksimum ultimate. Berdasarkan konsep desain kapasitas kondisi maksimum yang ditinjauadalah kondisi dimana tercapainya beban maksimum sebelum mengalami degradasi kekuatan. Tujuannya adalah untuk mengetahui perilaku ketiga model tersebut, perilaku model benda uji diperlihatkan melalui hubungan beban perpindahan. Besarnya beban perpindahan maksimum yang diberikan terhadap ketiga model adalah 24,32 mm, nilai tersebut sesuai dengan ketentuan AISC 2005 dimana rotasi maksimum yang diperbolehkan untuk Link geser adalah 0,08 radian yang setara dengan nilai perpindahan sebesar 24,32 mm. Kurva beban perpindahan pada Gambar 4.1 Universitas Sumatera Utara memperlihatkan perbandingan kinerja link geser dengan pengaku badan diagonal dan link geser standar AISC, untuk kondisi tarik. Gambar 4.1 Perbandingan kinerja link geser dengan pengaku badan diagonal dan link geser standar AISC, untuk kondisi tarik Gambar 4.2 Perbandingan kinerja link geser dengan pengaku badandiagonal dan link geser standar AISC, untuk kondisi tekan 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 10 20 30 G ay a k N Perpindahan mmmm LSTD AISC LVD LD 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 10 20 30 G a y a kN Perpindahan mmmm LD LSTD AISC LVD Universitas Sumatera Utara Dari kurva tersebut tergambar bahwa link geser dengan pengaku diagonal badan LD mempunyai kinerja yang paling baik karena mempunyai kemampuan menahan gaya geser kekuatan dan nilai kekakuan yang paling tinggi, dan disamping itu dari gambar kurva tersebut juga dapat diperkirakan bahwa untuk rotasi 0,08 radian link dengan pengaku badan diagonal mempunya nilai daktilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan model yang lain. Link geser dengan pengaku badan vertical diagonal juga mempunyai perilaku yang hampir sama, yang ditunjukkan dengan kurva beban - perpindahan yang hampir berimpit. Sedangkan yang paling rendah adalah link geser standar AISC 2005, dimana berdasarkan kurva tersebut link geser yang didisain dengan standar AISC 2005 mempunyai kemampuan yang paling rendah dalam kekuatan dan kekakuan, tetapi mempunyai nilai daktilitas yang paling tinggi.

4.3 Kontur Tegangan pada Struktur