Perpustakaan Digital ITB

Sistem struktur RCS (Reinforced Concrete Steel) merupakan sistem struktur yang baru dikembangkan dalam beberapa dekade terakhir. Sistem struktur RCS merupakan sistem komposit rangka pemikul momen, yang terdiri dari balok baja dan kolom beton bertulang. Sistem struktur RCS memiliki keunggulan dari segi struktural, efisiensi biaya konstruksi, dan kemudahan konstruksi dibandingkan sistem rangka pemikul momen beton bertulang dan baja konvensional. Sistem struktur RCS menggabungkan kelebihan dari material beton dan baja sebagai komponen struktur dan membentuk sistem struktur yang efisien. Kajian mengenai sistem RCS yang dapat diterapkan di zona gempa kuat baru dimulai pada awal tahun 1990-an. Detail sambungan balok-kolom sistem RCS masih terus dikembangkan untuk mendapatkan detail sambungan yang memiliki kinerja dan perilaku yang baik terhadap gempa dan dapat diterapkan pada lokasi dengan zona gempa kuat. Di samping itu, arah pekembangan kontruksi menuju sistem pracetak mendorong inovasi dalam mengambangkan sistem struktur RCS pracetak. Permasalahan utama pada sambungan balok-kolom RCS adalah constructability. Rasio volume baja terhadap beton di area sambungan RCS cukup besar, oleh karena keberadaan balok yang dipasang menerus masuk ke kolom, serta tulangan longitudinal dan sengkang kolom. Kondisi tersebut dapat menyebabkan permasalahan pada saat konstruksi dan penurunan kualitas beton di area sambungan, khususnya pada konstruksi pracetak yang mengedepankan constructability. Menghilangkan sebagian besar pelat badan balok pada panel sambungan (void web) dapat mengurangi potensi munculnya permasalahan tersebut. Namun demikian void web berdampak pada hilangnya kontribusi kuat geser sambungan dari panel pelat badan balok baja di area sambungan, yang merupakan area dengan gaya geser yang cukup tinggi (high shear region). Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji sambungan RCS dengan void web, yang dikombinasikan dengan komponen detail yang dapat memobilisasi strut tekan beton pada panel sambungan, antara lain additional bearing plates (ABP), band plates, extended band plates (EBP), dan tulangan sengkang di area sambungan. Penelitian dilakukan melalui pengujian ekperimental yang dilakukan terhadap 4 benda uji sambungan balok-kolom RCS interior sub-assemblage, yang diberikan beban lateral siklik bolak balik. Detail sambungan yang diusulkan diuji dan dibandingkan dengan detail sambungan standar tanpa void web yang dikembangkan oleh Liang dan Parra-Montesinos (2004). Variabel yang diuji yaitu pengaruh void web pada sambungan RCS, serta komponen detail ABP, BP, EBP, dan jumlah sengkang di area sambungan. Penelitian juga dilakukan secara numerik melalui analisis metode elemen hingga tiga dimensi dengan bantuan perangkat lunak ANSYS 15.0, untuk mendapatkan parameter-parameter yang tidak bisa didapatkan melalui pengujian eksperimental. Perilaku sambungan dievaluasi berdasarkan parameter kekuatan, degradasi kekakuan, kapasitas disipasi energi, deformasi sambungan, dan distribusi tegangan. Disamping itu, sambungan RCS yang diusulkan juga dievaluasi berdasarkan ANSI/AISC 341-16 Seismic Provisions (2016), untuk mengetahui kelayakannya diterapkan di zona resiko gempa tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa void web pada sambungan RCS, tidak berpengaruh signifikan terhadap penurunan kekuatan geser sambungan. Strut tekan beton bagian dalam dan luar panel sambungan menjadi lebih efektif memberikan tahanan geser sambungan. Komponen detail EBP terbukti sangat efektif menambah kekakuan sambungan dan memperkecil deformasi geser, sehingga mampu mencegah kerusakan akibat kegagalan geser pada sambungan. Disamping itu EBP mampu memobilisasi strut tekan beton pada panel bagian luar, dan mencegah degradasi kekuatan pada rasio drift diatas 4,0%. Sambungan RCS dengan void web dengan detail yang diusulkan mampu memenuhi persyaratan deformasi dan kekuatan berdasarkan ANSI/AISC 341-10 sebagai Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus-Komposit (SRPMK-K), yang dapat diterapkan di wilayah dengan zona gempa kuat. Persamaan kuat geser sambungan berdasarkan ASCE Guidelines 1994 dan Update Guidelines memberikan nilai yang konservatif untuk desain sambungan RCS dengan void web, untuk itu faktor kuat geser beton bagian dalam dan luar panel sambungan diusulkan dalam penelitian ini.