Path: TopS3-DissertationsCivil Engineering-FTSL2010

PERILAKU LINK GESER PROFIL WF DENGAN PENGAKU DIAGONAL BADAN PADA SISTEM STRUKTUR RANGKA BAJA BERPENOPANG EKSENTRIK (EBF)

BEHAVIOUR OF SHEAR LINK OF WF SECTION WITH DIAGONAL WEB STIFFENER OF ECCENTRICALLY BRACED FRAME (EBF) OF STEEL STRUCTURE

PhD Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 15:54:30
Oleh : YURISMAN (NIM : 35006003); Tim Pembimbing : Prof. Ir. R. Bambang Budiono, ME,Ph.D.; Ir. Muslinang Moestopo, MSEM, Ph.D.; Ir. Made Suarjana, MSc, Ph.D., Department of Civil Engineering
Dibuat : 2010, dengan 8 file

Keyword : Link geser dengan pengaku diagonal, kekuatan, kekakuan, daktilitas, dissipasi energi.

Link merupakan elemen yang paling kritis dalam sistem struktur baja berpenopang eksentrik (EBF), disipasi energi gempa pada struktur rangka baja EBF terjadi melalui proses plastifikasi pada elemen link. Berbagai upaya untuk


meningkatkan kinerja link dalam sistem EBF telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya diantaranya dengan cara menambah tebal sayap dan tebal pengaku vertikal, namun masih perlu diadakan penelitian lebih lanjut sehingga


didapatkan perilaku link dengan kinerja optimum.


Disertasi ini menyajikan hasil penelitian terhadap perilaku link geser (shear link) profil WF dengan penambahan pelat pengaku diagonal yang dipasang bagian badan profil tersebut. Dengan pemasangan pelat pengaku dengan ketebalan


tertentu secara diagonal ternyata dapat meningkatkan kekuatan (strength), kekakuan (stiffness), daktilitas serta kemampuan dalam dissipasi energi. Beberapa parameter utama yang dikaji dalam penelitian ini adalah : Jarak pengaku vertikal (vertikal stiffner), tebal pengaku diagonal, dan model geometrik penempatan plat pengaku tersebut pada bagian badan profil WF.


Pada prinsipnya penelitian ini bertujuan untuk melakukan pengkajian secara komprehensif terhadap beberapa parameter yang signifikan yang berhubungan dengan kemampuan link geser dalam melakukan disipasi energi gempa terutama


penggunaan pengaku diagonal pada bagian badan pada link geser profil WF.


Secara lebih detail tujuan riset ini diuraikan sebagai berikut : 1) Memahami mekanisme penyerapan energi gempa pada struktur rangka baja berpengaku eksentrik (EBF); 2) Melakukan pengkajian terhadap beberapa perilaku parameter


elemen link yang dianggap berpengaruh secara signifikan terhadap kinerja link geser dengan beban siklik; 3) Melakukan pengkajian terhadap perilaku histeresis pengaku diagonal yang dipasang pada bagian badan profil WF terhadap kinerja link geser.


Penelitian ini dilakukan dengan dua metode penelitian yaitu: kajian secara numerik dengan menggunakan analisis elemen hingga nonlinier dan kajian secara eksperimental. Kajian numerik dilakukan untuk mengidentifikasi parameter


sebelum kajian eksperimental. Kajian numerik selanjutnya digunakan juga untuk menganalisis distribusi tegangan setelah dilakukan validasi secara akurat terlebih dahulu terhadap hasil kajian eksperimental. Kajian numerik dilakukan dengan membuat beberapa model elemen hingga link geser (shear link) dimana link dimodelkan sebagai elemen shell CQUAD dan diberikan tumpuan jepit pada setiap nodal pada kedua ujung balok tersebut, sedangkan pada salah satu ujung balok tersebut diberikan satu derajat kebebasan yaitu : perpindahan dalam arah sumbu-y. Pada setiap model benda uji tersebut diberikan beban dengan kontrol perpindahan secara statik monotonik dan siklik. Validasi perilaku benda uji antara kajian numeric dan eksperimental dinyatakan dalam bentuk kurva hubungan beban vs perpindahan. Kajian numerik ini dilakukan dengan bantuan perangkat lunak komputer MSC/NASTRAN versi 70.5.


Kajian eksperimental dilakukan dengan membuat tiga buah benda uji link geser, dimana dimensi dan bentuk benda uji disesuaikan dengan model yang dibuat dalam studi numerik, benda uji 1 adalah link geser dengan tebal pengaku diagonal


4,2 mm, benda uji 2 link geser stándar AISC tanpa pengaku diagonal dan benda uji 3 adalah link geser dengan tebal pengaku diagonal 8 mm. Protokol pembebanan yang diberikan pada kajian eksperimental mengacu pada standar pembebanan AISC 2005 dengan sistim kontrol perpindahan.


Perbandingan terhadap kinerja masing-masing benda uji dilakukan pada rotasi 0,03 radian karena pada kondisi tersebut ketiga benda uji dianggap stabil artinya semua bagian benda uji sudah mengalami deformasi inelastis dan belum mengalami keruntuhan.


Pengkajian numerik dimaksudkan untuk menganalisis distribusi tegangan pada specimen dimana hal ini tidak dapat dilakukan pada pengujian eksperimental. Dengan demikian pengkajian numerik perlu di validasi secara akurat dengan pengujian eksperimental terlebih dahulu.. Kedua kajian tersebut menunjukkan bahwa dengan penempatan plat pengaku diagonal pada bagian badan profil WF dapat meningkatkan kinerja link dalam hal : kekuatan, kekakuan, daktilitas dan disipasi energi. Namun karena keterbatasan-keterbatasan dalam pelaksanaan pengujian serta kemampuan perangkat lunak komputer dalam melakukan pemodelan, maka masih terdapat perbedaan antara hasil numerik dan hasil


eksperimental tetapi perbedaan ini tidak signifikan. Perbedaan tersebut terjadi karena konsentrasi tegangan pada sambungan las di daerah tumpuan benda uji yang mengakibatkan terjadinya keruntuhan yang bersifat prematur yang tidak dapat terdeteksi dalam kajian numerik ini. Distribusi tegangan tarik utama hanya menunjukkan konsentrasi tertinggi didaerah tersebut. Dalam penelitian ini fenomena keruntuhan tersebut belum dapat dimodelkan secara numerik. Dari kajian numerik didapatkan hasil distribusi tegangan yang dapat mendeteksi perilaku plastifikasi didaerah badan dan pengaku diagonal.

Deskripsi Alternatif :

Link is the most critical element in steel structures with eccentrically braced frame (EBF), seismic energy dissipation in EBF steel frame structures occurring through


a process of plastification on the link element. Various efforts to improve the performance of the link in EBF system have been carried out by several previous researchers such as by adding the thickness of flanges and vertical stiffeners. However, the study needs to be further developed in order to obtain the behaviour of link gaining the optimum performance.


This dissertation presents the results of research on the behaviour of shear link WF section with the addition of diagonal bracing plates fitted to the web section of the section. With the installation of a plate stiffeners with a certain thickness diagonally, it is expected to be able to increase the strength, the stiffness, ductility and energy dissipation capability. Some of the main parameters that were examined in this study are: the distance of vertical stiffener, diagonal bracing thickness and the placement of stiffener plate of geometric model to the web of WF section.


In principle, this study aims to conduct a comprehensive review of several significant parameters related to the ability of shear links in conducting seismic energy dissipation, especially the use of diagonal stiffener on the web of the shear link WF section. In specific, the purposes of this research are described as follows: 1) to understand the mechanism of absorption of seismic energy in the steel structures of eccentrically braced frame (EBF). 2) To investigate the behaviour of some parameters considered significant in giving influence on the


performance of the shear links under cyclic loading. 3) To investigate the hysteretic behaviour the use of diagonal stiffeners installed on the web of WF profile on the performance of the shear links.


The two methods to achieve the purpose of this study are: a numerical study using nonlinear finite element analysis and experimental studies. The numerical study is conducted to identify parameters before experimental works. The numerical analysis is also used further to study the stress distribution after being validated accurately with the experimental studies. Numerical study was performed by


making a few element models to shear link in which the links are modelled as shell elements of CQUAD4 and provided fixed support on each node on both ends of the beam itself. However, at one end of the beam is given one degree of


freedom, namely: displacement in y-axis direction. In each model of test object is provided with load displacement control with static monotonic and cyclic loading.


The validation of the specimen behaviour between numeric and experimental analysis is expressed in the form of relationship between loads vs. displacement. This numerical study was carried out with the aid of computer software MSC / NASTRAN version 70.5.


Experimental study is carried out by making three specimens of shear link, where the dimensions and shape of the specimen is adjusted to the model created in numerical study, specimen 1 is the link shear with diagonal stiffener thickness of 4.2 mm, specimen 2 is the link shear specimen with AISC standard without diagonal stiffener and specimen 3 is the link shear with diagonal 8 mm thick stiffeners. Loading protocol given in the experimental study refers to the loading standard of AISC 2005, loading of the specimens were performed by using displacement control system.


The comparison of the performance of individual specimens is performed at 0.03 radians of rotation because in such condition, the three specimens are considered stable meaning that all parts of the specimens undergo inelastic deformation and have not undergone failure.


The objective of the numerical study is to analyse stress distribution of the specimen where the study cannot be carried out in the experimental works. Therefore, the numerical analysis should be validated accurately with the


experimental work first. Basically, numerical and experimental test results show the same trend in which the placement of diagonal stiffener plate on the web of WF profile can improve the link performance in terms of: strength, stiffness, ductility and energy dissipation. However, due to limitations in testing and the ability of computer software in modelling, there is still a difference between numerical and experimental results, even though it is not significant. The difference occurs because the stress concentration in the welded joints around the support specimen resulting in a premature failure. In this study these phenomena cannot be modelled numerically. Under numerical analysis, the principal tensile stress distribution only shows the largest stress concentration in this area but it cannot predict the failure condition. From the numerical study, the stress distribution is capable to detect the plastification behaviour at the area of the web


and the diagonal stiffener.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiD
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Tim Pembimbing : Prof. Ir. R. Bambang Budiono, ME,Ph.D.; Ir. Muslinang Moestopo, MSEM, Ph.D.; Ir. Made Suarjana, MSc, Ph.D., Editor: Alice Diniarti

File PDF...