Perpustakaan Digital ITB

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.