Upload
trantu
View
229
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Latar Belakang
Baja merupakan alternatif bangunan tahan gempa yang sangat baik karena sifatdaktilitas dari baja itu sendiri.
Untuk menjamin struktur bersifat daktail, maka selain daktilitas material ( baja )maka hal lain yang tidak dapat diabaikan adalah menjamin sambungan agar tidakgagal pada saat terjadi beban gempa.
Dalam perencanaan struktur tahan gempa disyaratkan dengan ketat bahwasambungan harus direncanakan lebih kuat daripada komponen yang disambung.
Semi rigid connection, rigid connection, merupakan jenis sambungan yang seringdipakai dalam merencanakan sambungan pada struktur rangka baja.
Permasalahan
Bagaimana membuat pemodelan sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa untuk struktur gedung rangka baja ?
Bagaimana menganalisis perilaku sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa secara analitis ?
Bagaimana membuat pemodelan sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa, ke dalam software Abaqus 6.7 ?
Bagaimana menganalisis hasil dari software Abaqus 6.7 dan hasil dari perencanaansecara teoritis .?
Tujuan
Dapat membuat pemodelan sambungan tipe Semirigid connection dan Rigidconnection, untuk gedung rangka baja yang tahan terhadap perilaku beban gempa.
Dapat menganalisis perilaku sambungan jenis Semi rigid conection, Rigid connectionyang tahan terhadap beban gempa secara teoritis.
Dapat membuat pemodelan sambungan jenis Semi rigid conection, Rigidconnection yang tahan terhadap beban gempa, ke dalam software Abaqus 6.7 ?
Dapat menganalis hasil dari software Abaqus 6.7 da hasil dari perencanaan secarateoritis untuk rekomendasi perencanaan sambungan yang cocok untuk daerahrawan gempa.
Batasan Masalah
Mempelajari perilaku sambungan pada elemen struktur kolom-balok , darigedung rangka baja terhadap beban gempa.
Perencanaan sambungan hanya meninjau lokasi sambungan dengan gayaterbesar.
Tidak menghitung struktur bangunan bawah (pondasi). Tidak membahas detail metode pelaksanaan. Tidak membahas rencana anggaran biaya.
Tinjauan Pustaka
Klasifikasi jenis sambungan :
Simple connection. Momen sambungan = ( 0 – 20 %) momen jepit sempurna. Simple rigid connection. Momen sambungan = ( 20 – 90 %) momen jepit
sempurna. Rigid connection. Momen sambungan = ( 90 – 100 % ) momen jepit sempurna
Tinjauan Pustaka
Semirigid Connection
Tinjauan Pustaka Rigid Connection
Penerimaan beban dianggap sebagai berikut.1.Beban geser Pu diteruskan oleh sambungan pada badan balok dengan ke flens kolom.2.Beban momen Mu diteruskan oleh sayap balok dengan baja T ke flens kolom.
2TSayap profil
Badan profil
Baut
Gaya tarik pada profil Kekuatan sambungan pada sayap
w
ab
a'b'
T + Q
Q
Q
T + Q
2T
M1M2
d dBidang M
Metode Penelitian
Mulai
Studi Literatur
PreliminarI Design
Pembebanan (PPIUG 1983, SNI 2002) dan pendimensian
Analisa Linear Struktur
Kontrol Dimensi ( LRFD, AISC )
Ya
Tidak
A
Perencanaan Sambungan dengan Beberapa Type :1. Semirigid Connection2. Rigid Connection
Analisa Pemodelan Type Sambungan Secara Teoritis
Analisa Pemodelan Sambungan dengan Software Abaqus 6.7
Perbandingan model sambungan yang telah dianalisa
Pemilihan sambungan yang paling tepat digunakan
Visualisasi hasil dalam gambar
Selesai
A
Metode Penelitian
Preliminary Design Data Umum Bangunan :
- Fungsi bangunan : Perkantoran- Lokasi : Mentawai- Panjang bangunan : 35 m- Lebar bangunan : 25m- Tinggi bangunan : 40 m ( 10 lantai dengan atap )- Sistem struktur :Open Frame 3D didesain dengan SRPMK- Tipe tanah : Tanah lunakData Bahan :
Mutu bahan yang akan digunakan sebagai berikut :- Baja : Tipe profil WF dan Kingcross
Profil Bj 41 : fy = 250 Mpafu = 410 Mpa
Metode Penelitian
Preliminary DesignPembebanan
Beban Mati ( Bab 2 – PPIUG 1983 ) Beban Hidup ( RSNI 03-1727-1989 ) Beban Angin (Bab 4 – PPIUG 1983) Beban Gempa ( SNI 03-1726-2010 )
Sambungan
Balok Induk dengan Balok anak Balok Anak WF 300.150.6,5.9 Balok Induk WF 600.200.12.20 Sambungan pada badan anak balok anakVu = 4386,47 kg.
= 2 buah Ø 16 mmSambungan pada badan balok induk
= 2 buah Ø 16 mm 50
5050
80
50
18.0080
Baut Ø16mmProfil Siku70.70.7
Balok Anak WF 300.150.6,5.9
Profil Balok IndukWF 600.200.12.20
30.00
50.00
= 2 buah
Sambungan balok kolom type Rigid Connection
Kolom dengan Balok Kolom K 700.300.13.24 Balok Induk WF 600.200.12.20
Mu = 1,1 .Ry. Mp balok= 16.582.500 Kgcm
Vu total = 66330 Kg + 4721 kg = 71051,156 Kg
Sambungan pada badan balok induk Dipasang 3 buah baut diameter 30 mmSambungan pada sayap kolom Dipasang 4 buah baut diameter 30 mm
Sambungan sayap-profil TKuat rencana baut menurut cara Thornton :B = Φ Rn = 0,75. Fub.(0,75. Ab )x n
= 0,75 . 8436. (0,75 x 8,04) 2 = 76303,62 kg T = Gaya kopel = T = 73503,98kg < B = 76303,62 kg …okDipasang 2 buah baut Ø 32 mmB ≥ ( T + Q )76303,62 ≥ 47252,27…..OKSambungan badan profil T dengan flens balok
Dipasang 6 buah baut Ø 32 mm pada dua sisi, sehingga pada 1 sisi terdapat 3 baut.
w
ab
a'b'
T + Q
Q
Q
T + Q
2T
M1M2
d dBidang M
Sambungan balok kolom type Semi Rigid Connection
Kolom dengan Balok menggunakan sambungan type end plate Kolom K 700.300.13.24 Balok Induk WF 600.200.12.20 Baut Ø30 (Ag = 4,9 cm2) lubang standar BJ50 Dipasang baut 18 buah baut Ø 25 mm
d9d8
d7d6
d5d4
d3d2
d1
BAUT Ø 30
54110
110
110
11054
54105
105
10554 a
Momen rencana yang dapat dipikul sambungan :
ϴMn =
= + 2 x 13781,25 Kg x (5,06 + 15,46 + 25,96 + 36,46 +52,06 + 63,06 +74,06 + 85,06 + 95,06 )
= 13.275.202,5 kgcm.
ϴMn =. x 100 =80,05 %
( Syarat Momen sambungan 20-90 % momen jepit sempurna)
Sambungan balok kolom type Rigid Connection dan Semirigid connection
Gb. Rigid Connection Gb. Semirigid Connection
∅ 25
∅ 25
WF.588x300x12x20
KC
70
0x
30
0x
13
x2
4
1
1POTONGAN 1-1
T.900x300x18x34
WF.588x300x12x20
L.140x140x40
POTONGANWF.588x300x12x20
T.900x300x18x34
KC
700
x300
x13x
24
∅ 30
∅ 36
∅ 30
∅ 36
∅ 36
1
1POTONGAN 1-1
∅ 30
Sambungan kolom – kolom lantai 1 dan lantai 2
Sambungan kolom K 700.300.13.24Pada sayap kolom dipasang 20 buah Ø 32Pada bada kolom dipasang 12 buah Ø 32
KC.700x300x13x24
12∅ 32 20∅ 32
Pelat 12mm
Pelat 12mm∅ 32
Pelat 12mm
Pelat 12mm
KC.700x300x13x24
∅ 32
Sambungan kolom - kolom
Sambungan kolom K 700.300.13.24 dan kolom K 600.300.12.20Pada sayap kolom dipasang 10 buah Ø 28Pada bada kolom dipasang 12 buah Ø 28
KC.700x300x13x24
∅ 28 ∅ 28
Pelat 12mm
Pelat 12mm
∅ 32
Pelat 12mm
Pelat 12mm
KC.700x300x13x24
∅ 32
Analisa Penampang dengan Abaqus (Semi rigid connection)
Pelat 1 Pelat 2
Profil T1 Profil T2
Analisa Penampang dengan Abaqus (Semi rigid connection)
-9.00E+00
-8.00E+00
-7.00E+00
-6.00E+00
-5.00E+00
-4.00E+00
-3.00E+00
-2.00E+00
-1.00E+00
0.00E+00
1.00E+00
0 10 20 30 40 50 60 70
Dis
pla
cem
en
t (m
m)
BEBAN (ton)
PELAT 1
U1
U2
U3
PELAT 1 BEBAN U.Magnitude U.U1 U.U2 U.U3Node 305 (ton) (mm) (mm) (mm) (mm)
25 2.86507 1.21E-02 -1.06315 -2.6604935 4.09067 1.79E-02 -1.16895 -3.9200545 5.33422 2.36E-02 -1.27476 -5.1796155 6.58654 2.94E-02 -1.3807 -6.4401365 7.84505 3.51E-02 -1.48309 -7.70351
PROFIL T2Node 138
25 7.30E-05 -2.07E-04 3.70E-05 2.11E-11 2.45E-10 -2.16E-0435 9.87E-05 -2.80E-04 5.04E-05 2.86E-11 3.63E-10 -2.89E-0445 1.24E-04 -3.54E-04 6.37E-05 3.62E-11 4.82E-10 -3.63E-0455 1.50E-04 -4.27E-04 7.70E-05 4.43E-11 6.01E-10 -4.36E-0465 1.76E-04 -5.01E-04 9.04E-05 5.35E-11 7.21E-10 -5.09E-04
BEBAN E.E11 E.E22 E.E33 E.E12 E.E13 E.E23
-6.00E-04
-5.00E-04
-4.00E-04
-3.00E-04
-2.00E-04
-1.00E-04
0.00E+00
1.00E-04
2.00E-04
3.00E-04
0 10 20 30 40 50 60 70
Re
gan
gan
BEBAN (ton)
PROFIL T2
E11
E22
E33
E12
E13
E23
PROFIL T2 BEBAN S.S11 S.S22 S.S33 S.S12 S.S13 S.S23Node 138 (ton) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²)
25 3.38E-02 -43.0402 -5.49465 1.62E-06 1.88E-05 -16.650135 3.96E-02 -58.2813 -7.39933 2.20E-06 2.79E-05 -22.268545 4.54E-02 -73.5223 -9.30401 2.78E-06 3.71E-05 -27.886955 5.05E-02 -88.7778 -11.2112 3.41E-06 4.62E-05 -33.513665 5.43E-02 -104.028 -13.1198 4.11E-06 5.54E-05 -39.1444
-1.20E+02
-1.00E+02
-8.00E+01
-6.00E+01
-4.00E+01
-2.00E+01
0.00E+00
2.00E+01
0 10 20 30 40 50 60 70
Tega
nga
n (
N/m
m²)
BEBAN (ton)
PROFIL T2
S11
S22
S33
S12
S13
S23
Analisa Penampang dengan Abaqus (Rigid connection)
Siku 1 Siku 2
Profil I1Profil I2
Analisa Penampang dengan Abaqus (Rigid connection)
Siku 1 Beban U.Magnitude U.U1 U.U2 U.U3(ton) (mm) (mm) (mm) (mm)
Node 88 25 2.27094 4.36E-03 -1.16E+00 -1.9527435 3.17583 6.61E-03 -1.31E+00 -2.8919845 4.10212 8.87E-03 -1.46546 -3.8314155 5.03803 1.11E-02 -1.61864 -4.7709165 5.9805 1.34E-02 -1.77324 -5.71155
-6.00E+00
-5.00E+00
-4.00E+00
-3.00E+00
-2.00E+00
-1.00E+00
0.00E+00
1.00E+00
0 10 20 30 40 50 60 70
Dis
pla
cem
en
t (m
m)
Beban ( ton )
Siku 1
U1
U2
U3
Siku 2
Node 88 25 9.71E-05 -1.04E-04 -1.22E-04 -2.18E-07 -1.16E-08 -4.14E-0435 1.36E-04 -1.44E-04 -1.72E-04 -2.51E-07 -1.12E-08 -5.80E-0445 1.75E-04 -1.85E-04 -2.22E-04 -2.85E-07 -1.09E-08 -7.46E-0455 2.14E-04 -2.26E-04 -2.72E-04 -3.19E-07 -1.06E-08 -9.13E-0465 2.53E-04 -2.67E-04 -3.21E-04 -3.50E-07 -9.69E-09 -1.08E-03
Beban E.E11 E.E22 E.E33 E.E12 E.E13 E.E23
-1.20E-03
-1.00E-03
-8.00E-04
-6.00E-04
-4.00E-04
-2.00E-04
0.00E+00
2.00E-04
4.00E-04
0 10 20 30 40 50 60 70
Re
gan
gan
Beban (ton)
Siku 2
E11
E22
E33
E12
E13
E23
Siku 2 Beban S.S11 S.S22 S.S33 S.S12 S.S13 S.S23(ton) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²) (N/mm²)
Node 88 25 1.47E-01 -30.7303 -33.5439 -1.67E-02 -8.91E-04 -3.18E+0135 1.58E-01 -42.9688 -47.203 -1.93E-02 -8.65E-04 -4.46E+0145 1.70E-01 -55.2096 -60.8647 -2.19E-02 -8.39E-04 -57.400255 1.80E-01 -67.4506 -74.5246 -2.45E-02 -8.12E-04 -70.195765 1.82E-01 -79.6945 -88.1511 -2.69E-02 -7.45E-04 -82.9796
-1.00E+02-9.00E+01-8.00E+01-7.00E+01-6.00E+01-5.00E+01-4.00E+01-3.00E+01-2.00E+01-1.00E+010.00E+001.00E+01
0 10 20 30 40 50 60 70
Tega
nga
n (
N/m
m²)
Beban (ton)
Siku 2
S11
S22
S33
S12
S13
S23
Kesimpulan
Dari hasil perhitungan dan analisis SAP 2000 v14 yang telah dilakukan pada struktur bangunan gedung, perencanaan dimensi profil pada balok anak (WF 300x150x6,5 x9),balok induk (WF 600x200x11x17) (WF 600x200x11x17),(WF 500x200x10x16) dankolom (K700x300x13x24),(K588x300x12x20),(K500x200x10x16) sudah memenuhi kontrolkekuatan profil.
Dari hasil analisa perilaku dengan Abaqus 6.7 sambungan balok kolom type rigid connection, ternyata terjadi displacement U3 = -5,711 mm, regangan E23 = -1,08.10-3, tegangan S23 = 82,97 N/mm2
Dari hasil analisa perilaku dengan Abaqus 6.7 sambungan balok kolom type semirigidconnection, ternyata terjadi displacement U3 = -7,15 mm, regangan E23 = -5,09.10-4, tegangan S23 = -39,144 N/mm2
Dengan diberikannya variasi beban lateral yang semakin bertambah maka displacement, tegangan dan regangan yang terjadi ikut mengalami kenaikan hingga melebihi batasleleh dari penampang tersebut.
Daftar Pustaka
Salmon dan Johnson. 1995. Struktur Baja Desain dan Perilaku Jilid 2 Edisi Kedua. Diterjemahkan oleh Ir. WiraM.S.CE. Jakarta : Erlangga.
Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Sesuai SNI 03 – 1729-2002). Jakarta : Erlangga.
Badan Standardisasi Nasional. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002).
American Institute of Steel Construction. 2005. Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications ( ANSI/AISC 358-05 ).
Badan Standardisasi Nasional.2002. Tata Cara Perencanaan Perhitungan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung(SNI 03-1729-2002).
Tamboli, Akbar R.1999.Handbook of Structural Steel Connection Design and Details.New Jersey : McGraw Hill. Soewardojo.Buku Ajar : Struktur Baja II. Surabaya : Jurusan Teknik Sipil FTSP – ITS. Kim, Jae Hoon dan Lee, Cheol Ho.2006.”Seismic design of reduced beam section steel moment connections with
bolted web attachment. Jurnal of Constructioal Steel Research 63 (2007) 522-531. Lee, Sang-Sup dan Moon, Tae-Sup.2001.”Moment-rotation model of semirigid connections with angles”. Jurnal
Enginering Structures 24 (2002) 227-237. Mustopo, Muslinang.2007.Beberapa Ketentuan Baru Mengenai Desain Struktur Baja Tahan Gempa.Seminar dan
Pameran HAKI 2007- KonstruksiTahan Gempa Di Indonesia.
TERIMA KASIH