Menggunakan Link Geser dan Link Lentur Bab II Studi Literatur · Mekanisme Terjadinya Gempa ... Bangunan kita rencanakan mengalami kelelehan pada daerah ... 2. Sistem Rangka Bangunan

Perencanaan Struktur Rangka Baja Berpengaku Eksentrik Menggunakan Link Geser dan Link Lentur

Bab II Studi Literatur

Yudhistira W.P (15004106) II-1 Rengga Geni A.A (15004110)

BAB II

STUDI LITERATUR

2.1. Mekanisme Terjadinya Gempa

Lapisan bumi terdiri atas lapisan kerak, mantel, dan inti bumi seperti terlihat pada Gambar

2.1 berikut ini.

Gambar 2. 1 Struktur Lapisan Dalam Bumi 5)

Lapisan kerakbumi atau disebut juga lithosphere mengapung diatas lapisan mantel/

astenosfer yang bersifat setengah cair dan sangat panas. Kerakbumi tersebut menutupi

seluruh permukaan bumi, namun akibat adanya aliran panas yang mengalir di dalam

astenosfer menyebabkan kerakbumi ini pecah menjadi beberapa bagian yang lebih kecil

yang disebut lempeng kerakbumi. Arus konveksi yang terjadi pada astenosfer merupakan

sumber kekuatan utama yang menyebabkan terjadinya pergerakan lempeng. Lempeng-

lempeng yang saling berinteraksi (bergerak) tersebut terbagi menjadi 3 mekanisme, yaitu:

saling mendekat (konvergen), saling menjauh (divergen), dan saling berpapasan

(transform).

Pergerakan-pergerakan itulah yang menyebabkan terjadinya gempa bumi. Kulit bumi yang

terdeformasi akibat pergerakan tersebut akan mengumpulkan energi. Energi deformasi ini

akan terus terakumulasi sampai suatu saat energi ini tidak dapat ditahan lagi oleh kulit

bumi sehingga terjadi pergeseran secara tiba-tiba yang menyebabkan terjadinya gempa

bumi.




2.2. Konsep Perencanaan Struktur Bangunan Baja Tahan Gempa

Tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan

struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut:

� Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil.

� Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tetapi bukan

merupakan kerusakan struktural.

� Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non-struktural pada gempa kuat,

namun kerusakan yang terjadi tidak sampai menyebabkan bangunan runtuh.

Kemungkinan terjadinya gempa besar pada umur layan bangunan sangat kecil sehingga

merencanakan struktur tetap berprilaku elastik saat gempa besar terjadi sangat tidak

ekonomis. Dalam hal ini, lebih baik medisain dengan gempa rencana yang lebih kecil

tetapi dapat menyerap energi gempa tersebut dengan baik dari pada mendisain secara

elastis yang akan menghasilkan dimensi struktur yang besar. Faktor reduksi beban gempa

tersebut kita sebut faktor R, yaitu faktor modifikasi respon. Besarnya faktor R tersebut

berbeda untuk setiap jenis struktur (dapat dilihat pada Tabel 2.2).

Oleh karena itu, dalam perencanaan struktur baja tahan gempa konsep yang diterapkan

adalah disipasi energi melalui plastifikasi komponen struktur tertentu, tanpa menyebabkan

keruntuhan struktur sehingga kinerja struktur baja tahan gempa ditentukan oleh penyerapan

energi gempa secara efektif melalui terbentuknya sendi plastik pada komponen tersebut.

Bangunan kita rencanakan mengalami kelelehan pada daerah-daerah yang telah kita

tentukan dengan cara elemen-elemen struktur tidak dibuat sama kuat terhadap gaya yang

direncanakan, tetapi ada elemen-elemen struktur atau titik pada struktur yang dibuat lebih

lemah dibandingkan dengan yang lain dengan harapan di elemen atau titik itulah kegagalan

struktur terjadi pada saat beban maksimum bekerja. Perencanaan daerah yang mengalami

leleh tersebut ditentukan berdasarkan jenis strukutur. Dalam hal ini ada 3 jenis struktur,

yaitu sistem rangka pemikul momen, struktur rangka bresing konsentrik, struktur rangka

bresing eksentrik. Untuk lebih jelasnya, bagian yang mengalami kelelehan tersebut dapat

dilihat pada Gambar 2.2 dibawah ini.




Gambar 2. 2 Jenis struktur dan perencanaan bagian yang mengalami leleh 9)

Daerah-daerah yang telah kita tentukan akan terjadi leleh tersebut harus dapat dijamin

dapat menyerap energi gempa secara baik dan tidak boleh terjadi keruntuhan getas ataupun

fraktur pada komponen tersebut. Untuk menjamin hal ini pada saat terjadinya gempa besar,

maka persyaratan yang harus dipenuhi adalah:

a. Bahan yang digunakan harus memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh peraturan,

dalam hal ini SNI 03 1729 – 2002 tentang Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk

Bangunan Gedung. Persyaratan tersebut akan dibahas pada Bab 2.3.

b. Persyaratan mengenai kelangsingan elemen pelat sayap dan pelat badan pada

komponen struktur tahan gempa ditentukan lebih ketat untuk mencegah terjadinya

tekuk lokal pada elemen pelat penyusunnya. Dengan persyaratan yang lebih ketat,

maka komponen tersebut akan dapat memberikan kapasitas pemikulan beban dan

penyerapan energi gempa yang tinggi. Persyaratan kelangsingan elemen struktur baja

tahan gempa dapat dilihat pada Tabel 2.5.

c. Kuat perlu dari sambungan dan komponen terkait lainnya harus direncanakan

berdasarkan tegangan leleh yang diperkirakan terjadi (bukan tegangan leleh nominal)

pada komponen yang direncanakan mengalami kerusakan.

fye = Ry fy




dimana :

fye = tegangan leleh yang diperkirakan terjadi pada komponen

fy = tegangan leleh nominal menurut spesifikasi

Ry = faktor kuat leleh = fye / fy > 1.0

Untuk profil dan batang baja gilas Ry adalah 1,5 bila digunakan BJ 41 atau lebih lunak

dan 1,3 bila digunakan BJ 50 atau lebih keras. Untuk pelat baja nilai Ry adalah 1,1 dan

nilai Ry lainnya dapat dipergunakan bila dapat didukung oleh hasil percobaan.

Pada saat terjadi gempa besar, sistem sambungan yang telah direncanakan secara

nominal lebih kuat daripada komponen yang disambung bisa saja gagal. Hal ini, dapat

terjadi karena kekuatannya tidak direncanakan berdasarkan tegangan leleh aktual dari

komponen yang disambung yang kenyataannya lebih besar dari nilai tegangan leleh

nominalnya.

d. Sistem sambungan harus direncanakan mampu bertahan akibat pembebanan bolak-

balik yang terjadi tanpa menyebabkan penurunan kemampuan menyerap energi. Hal

ini ditunjukkan dengan kurva histeretik yang gemuk dan stabil. Sambungan baut

cenderung menunjukkan kurva histeretik yang mengalami pinching akibat slip atau

lelehnya baut atau pelat penyambung. Oleh sebab itu sistem sambungan baut dan pelat

penyambung harus direncanakan lebih kuat dari komponen yang disambung.

Kekurangan yang dimiliki sambungan baut ini tidak serta merta dapat diatasi dengan

penggunaan sambungan las, kecuali dengan persyaratan yang ketat tentang bahan dan

proses pengelasan. Cacat-cacat yang terjadi pada sambungan las merupakan salah satu

sumber utama kegagalan struktur baja tahan gempa 7).

2.2.1. Waktu Getar Alami Struktur Gedung

Waktu getar alami struktur gedung diperlukan untuk mencari nilai Cl, yaitu nilai faktor

respon gempa yang didapat dari spectrum respons gempa rencana. Sebagai acuan awal

nilai waktu getar alami struktur gedung (T) dapat ditentukan dengan persamaan di bawah

ini.

T = 0,085 H(3/4) untuk portal baja. (2.1)

T = 0,06 H(3/4) untuk portal beton. (2.2)




T = � � �,��√� untuk struktur lain. (2.3)

Dengan :

H = tinggi struktur (m)

B = lebar strukur dalam arah gempa yang ditinjau

Nilai yang didapat dari persamaan diatas hanya nilai T perkiraan awal yang selanjutnya

akan ditentukan oleh persamaan dibawah ini.

� 6,3 ∑ �� ∑ �� 2.4� Dimana :

Wi = berat lantai tingkat ke-i.

Fi = beban gempa statik ekivalen (beban gempa lantai ke-i).

di = simpangan horizontal lantai ke-i.

g = percepatan grafitasi = 9,81 m/det2.

Untuk mencegah penggunaan struktur bangunan gedung yang terlalu fleksibel, nilai waktu

getar alami fundamental T dari struktur bangunan gedung harus dibatasi, bergantung

pada koefisien ζ untuk Wilayah Gempa dan jenis struktur bangunan gedung, menurut

persamaan:

T1< ζH3/4 (2.5)

di mana H adalah tinggi total struktur dalam meter dan koefisien ζ ditetapkan menurut

Tabel 2.1.

Tabel 2. 1 Koefisien ζ yang membatasi waktu getar alami struktur gedung 10)

Wilayah Gempa & Jenis Struktur ζ Sedang & ringan; rangka baja

Sedang & ringan; rangka beton dan RBE

Sedang & ringan; bangunan lainnya

Berat; rangka baja

Berat; rangka beton dan RBE

Berat; bangunan lainnya

0,019

0,102

0,068

0,111

0,095

0,063




2.2.2. Gaya Geser Dasar Rencana

Menurut SNI 03-1726-2003, Gaya geser dasar rencana total, V, pada suatu arah ditetapkan

sebagai berikut :

� � �� ! �2.6� Dimana :

V = gaya geser dasar rencana total

Wt = berat total struktur

Cl = nilai faktor respon gempa

R = faktor modifikasi respon atau faktor reduksi beban gempa

I = faktor kepentingan struktur

Berat total struktur Wt ditetapkan sebagai jumlah dari beban-beban berikut ini:

1. Beban mati total dari struktur bangunan.

2. Bila digunakan dinding partisi pada perencanaan lantai maka harus diperhitungkan

tambahan beban sebesar 0,5 kPa.

3. Pada gudang-gudang dan tempat-tempat penyimpanan barang maka sekurang-

kurangnya 25% dari beban hidup rencana harus diperhitungkan.

4. Beban tetap total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan harus

diperhitungkan.

Nilai faktor respon gempa (Cl) didapat dari spectrum respons gempa rencana menurut

Gambar 2.3 untuk waktu getar alami fundamental (T).

Gambar 2. 3 Respons spectrum gempa rencana 10)




Lanjutan Gambar 2. 3 Respons spectrum gempa rencana 10)

Penentuan wilayah gempa di Indonesia ditentukan dari peta wilayah gempa Indonesia

seperti terlihat pada Gambar 2.4. Indonesia ditetapkan terbagi dalam 6 Wilayah Gempa, di

mana Wilayah Gempa 1 adalah wilayah dengan kegempaan paling rendah dan wilayah

Gempa 6 dengan kegempaan paling tinggi. Pembagian wilayah gempa ini, didasarkan

atas percepatan puncak batuan dasar akibat pengaruh gempa rencana dengan perioda

ulang 500 tahun. Wilayah gempa ringan adalah wilayah 1 dan 2, wilayah gempa sedang

adalah wilayah 3 dan 4, dan wilayah gempa berat adalah wilayah 5 dan 6.

Nilai R untuk tiap-tiap struktur dapat dilihat pada Tabel 2.2 sedangkan faktor keutamaan I

dapat dilihat pada Tabel 2.3.




Gambar 2. 4 Wilayah gempa Indonesia dengan percepatan puncak batuan dasar

dengan periode ulang 500 tahun 10)

Tabel 2. 2 Faktor reduksi beban gempa dan faktor kuat cadang struktur Ώ0 11)

Sistem Struktur Deskripsi Sistem Pemikul Beban Gempa R Ώ0

1. Sistem Dinding Penumpu

2. Sistem Rangka Bangunan 1. Sistem rangka bresing eksentris (SRBE) 7,0 2,8

2. Sistem Rangka bresing konsentrik biasa (SRBKB) 5,6 2,2

3. Sistem rangka bresing konsentrik khusus (SRBKK) 6,4 2,2

3. Sistem Rangka Pemikul Momen 1. Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK) 8,5 2,8

2. Sistem rangka pemikul momen terbatas (SRPMT) 6,02,8

3. Sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB) 4,5 2,8

4. Sistem rangka batang pemikul momen khusus (SRBPMK) 6,5 2,8

4. Sistem Ganda 1. Dinding geser beton dgn SRPMB baja 4,2 2,8

2. SRBE baja

a. Dengan SRPMK baja 8,5 2,8

b. Dengan SRPMB baja 4,2 2,8

3. SRBKB baja



4. SRBKK baja



5. Sistem Bangunan Kolom Kantilever Komponen struktur kolom kantilever 2,2 2,0

4,4 2,2

2,8 2,2

[Sistem struktur yang memanfaatkan kolom kantilever untuk memikul beban lateral.]

Terdiri dari : 1) rangka ruang yang memikul seluruh beban; 2) pemikul beban lateral berupa diding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen. Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah namun memikul sekurang-kurangnya 25 % dari seluruh beban lateral; 3)kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan memperhatikan interaksi sistem ganda

[Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui mekanisme lentur.]

[Sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.]

1. Dinding penumpu dengan rangka baja ringan dan bresing baja tarik

2. Rangka bresing di mana bresing memikul beban gravitasi

[Sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.]




Nilai-nilai R ditentukan dan dimutakhirkan berdasarkan penelitian yang berkembang

mengenai kinerja sistem struktur dalam mengembangkan daktilitas dan kuat cadangnya.

Tabel 2. 3 Faktor keutamaan I untuk berbagai kategori dan bangunan 10)

No Kategori Gedung Faktor

Keutamaan (I)

1 Gedung umum seperti untuk penghunian,

1 Perniagaan dan perkantoran.

2 Monumen dan bangunan monumental 1.6

3

Gedung penting pasca gempa seperti rumah

1.4 sakit, instalasi air bersih, pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat, fasilitas radio dan televisi.

4 Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya

1.6 seperti gas, produk minyak bumi, asam, bahan beracun.

5 Cerobong, tangki diatas menara 1.5

2.2.3. Beban Gempa Perlantai

Gaya geser dasar rencana, V menurut persamaan 2.6 harus dibagikan sepanjang tinggi

struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen Fi, yang menangkap

pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan 10):

�� "�∑ ��"�� 2.7� Dimana :

Wi = berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai.

Zi = ketinggian lantai tingkat ke-I diukur dari taraf penjepitan lateral.

n = nomor lantai tingkat paling atas.

V = gaya geser dasar rencana

Apabila rasio antara tinggi struktur bangunan gedung dan ukuran denahnya dalam arah

pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0,1V harus dianggap sebagai

beban horisontal terpusat yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat paling atas,




sedangkan 0,9V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi struktur bangunan gedung

menjadi beban-beban Gempa Nominal statik ekuivalen menurut persamaan 2.7 10).

2.2.4. Pembebanan Gempa 2 Arah

Dalam perencanaan struktur bangunan gedung, arah utama pengaruh Gempa

rencana harus ditentukan sehingga memberi pengaruh terbesar terhadap unsur-unsur

subsistem dan sistem struktur bangunan gedung secara keseluruhan. Untuk mensimulasikan

arah pengaruh gempa rencana yang sembarang terhadap struktur bangunan gedung,

pengaruh pembebanan gempa dalam arah utama harus dianggap efektif 100% dan harus

dianggap terjadi bersamaan dengan pengaruh pembebanan gempa dalam arah tegak lurus

pada arah utama pembebanan tadi, tetapi dengan efektifitas hanya 30%.

30% Ey, f(Ty)

100% Ex, f(Tx)

Pusat massa

100% Ey, f(Ty)

30% Ex, f(Tx)

Pusat massa

30% -Ey, f(Ty)

100% -Ex, f(Tx) Pusat massa

100% -Ey, f(Ty)

30% -Ex, f(Tx)Pusat massa

Pembebanan gempa arah +X Pembebanan gempa arah +Y

Pembebanan gempa arah -X Pembebanan gempa arah -Y

Gambar 2. 5 Pembebanan gempa 2 arah

2.2.5. Pengaruh Efek P-Delta

Pengaruh P-Delta adalah suatu gejala yang terjadi pada struktur bangunan gedung yang

fleksibel, di mana simpangan lateral yang besar akibat beban gempa menimbulkan

beban tambahan akibat momen guling yang terjadi oleh beban gravitasi yang titik

tangkapnya menyimpang ke samping. Pengaruh P-Delta ini berpengaruh untuk struktur

bangunan gedung yang tingginya lebih dari 10 tingkat atau 40 meter diukur dari taraf

penjepitan lateral 10).




2.2.6. Simpangan Antar Lantai

Struktur tahan gempa harus mempunyai kekakuan yang cukup, oleh karena itu simpangan

struktur pada saat menerima gaya gempa harus dibatasi semikian rupa agar struktur tidak

bergoyang terlalu jauh (tidak stabil). Jika tidak, bisa saja mengakibatkan korban jiwa pada

saat terjadinya gempa serta memberikan efek yang tidak nyaman kepada pengguna

bangunan karena bangunan bergoyang terlalu jauh. Simpangan struktur tersebut dihitung

berdasarkan simpangan yang terjadi pada setiap lantai. Simpangan antar lantai dihitung

berdasarkan respons simpangan inelastik maksimum, ∆M, dihitung sebagai berikut 11):

∆M = 0,7 R∆S (2.8)

dengan R adalah faktor modifikasi respons.

Pada persamaan diatas, ∆S adalah respons statis simpangan elastik struktur yang terjadi di

titik-titik kritis akibat beban gempa horizontal rencana. Dalam melakukan perhitungan

simpangan tersebut pengaruh translasi dan rotasi bangunan harus diperhitungkan.

Simpangan elastis struktur juga dapat dihitung menggunakan analisis dinamis.

Simpangan antar lantai dibatasi harganya sebagai berikut 11):

Untuk T ≤ 0,7 detik, maka M 2,5%

h

∆ ≤

(2.9)

Untuk T > 0,7 detik, maka M 2,0%

h

∆ ≤

(2.10)

2.2.7. Kinerja Struktur Bangunan Baja Tahan Gempa

Kinerja batas layan struktur bangunan gedung ditentukan oleh simpangan antar tingkat

akibat pengaruh Gempa Nominal, yaitu untuk membatasi terjadinya pelelehan baja dan

peretakan beton yang berlebihan, di samping untuk mencegah kerusakan non-struktur.

Simpangan antar tingkat ini harus dihitung dari simpangan struktur bangunan gedung

tersebut akibat pengaruh Gempa nominal yang telah dikalikan dengan Faktor Skala.

Untuk memenuhi persyaratan kinerja batas layan struktur bangunan gedung, dalam

segala hal simpangan antar tingkat yang dihitung dari simpangan struktur bangunan

gedung maka persyaratan berikut harus dipenuhi 10):




∆ = 0,03

min , 30 mmhR

(2.11)

Dimana:

∆M = simpangan maksimum antar lantai.

R = faktor modifikasi respon atau faktor reduksi beban gempa.

h = tinggi tiap lantai.

2.2.8. Eksentrisitas Struktur

Pusat massa lantai tingkat suatu struktur bangunan gedung adalah titik tangkap resultante

beban mati, berikut beban hidup yang sesuai, yang bekerja pada lantai tingkat itu. Pada

perencanaan struktur bangunan gedung, pusat massa adalah titik tangkap beban gempa

statik ekuivalen atau gaya gempa dinamik.

Pusat rotasi lantai tingkat suatu struktur bangunan gedung adalah suatu titik pada lantai

tingkat itu yang bila suatu beban horisontal bekerja padanya, lantai tingkat

tersebut tidak berotasi, tetapi hanya bertranslasi, sedangkan lantai-lantai tingkat

lainnya yang tidak mengalami beban horisontal semuanya berotasi dan bertranslasi.

Antara pusat massa dan pusat rotasi lantai tingkat harus ditinjau suatu eksentrisitas rencana

ed diukur dari pusat rotasi lantai. Eksentrisitas rencana ed harus ditentukan sebagai berikut 10):

untuk 0 < e < 0,3 b:

ed = 1,5 e + 0,05b (2.12)

atau

ed = e - 0,05 b (2.13)

dan dipilih di antara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau

subsistem struktur bangunan gedung yang ditinjau;

untuk e > 0,3 b:

ed = 1,33 e + 0,1 b (2.14)

atau

ed = 1,17 e - 0,1 b (2.15)




dan dipilih di antara keduanya yang pengaruhnya paling menentukan untuk unsur atau

subsistem struktur bangunan gedung yang ditinjau.

Keterangan:

e = eksentrisitas struktur

ed = eksentrisitas rencana

b = ukuran horisontal terbesar denah struktur bangunan gedung pada lantai tingkat itu,

diukur tegak lurus pada arah pembebanan gempa

2.3. Persyaratan Bahan Untuk Struktur Baja Tahan Gempa

Untuk struktur baja tahan gempa, bahan yang digunakan harus mempunyai sifat yang

daktail. Hal ini bertujuan agar terjadi penyerapan energi gempa secara efektif. Maka

persyaratan bahan baja yang direncanakan sebagai komponen struktur pemikul beban

gempa harus memenuhi ketentuan sebagai berikut 11):

a. Perbandingan tegangan leleh terhadap tegangan putus tariknya adalah kurang dari

0,85,

b. Hubungan tegangan-regangan harus memperlihatkan daerah plateau yang cukup

panjang,

c. Pengujian uniaksial tarik pada spesimen baja memperlihatkan perpanjangan

maksimum tidak kurang daripada 20% untuk daerah pengukuran sepanjang 50 mm,

d. Mempunyai sifat relatif mudah dilas.

Selain itu, tegangan leleh minimum dari bahan baja untuk komponen struktur dengan

perilaku inelastis diharapkan akan terjadi berkenaan dengan kombinasi pembebanan tidak

boleh melebihi 350 MPa, kecuali bila dapat ditunjukkan secara eksperimen atau secara

rasional bahwa bahan baja yang digunakan sesuai untuk tujuan tersebut. Persyaratan ini

tidak berlaku bagi kolom yang diharapkan perilaku inelastisnya hanya akan terjadi pada

dasar kolom yang mengalami leleh pada tingkat paling bawah.




2.4. Perencanaan Komponen Struktur

2.4.1. Komponen yang Memikul Gaya Aksial Tekan

Secara umum, kondisi batas kekuatan batang tekan dipengaruhi oleh kondisi tekuk

(buckling) akibat ketidakstabilan. Hal ini dapat saja terjadi jauh sebelum batang tekan

mencapai kondisi leleh.

Sebuah batang yang memikul gaya tekan konsentris akibat beban terfaktor, Nu harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :

Nu ≤ φ Nn (2.16)

Keterangan:

φn adalah faktor reduksi kekuatan = 0,85.

Nn adalah kuat tekan nominal komponen struktur.

Kondisi batas kekuatan batang/kolom yang memikul beban aksial tekan ditentukan oleh:

1. Tekuk lentur (flexural buckling), yaitu batang kolom mengalami lentur terhadap

sumbu lemah.

Pada kolom yang menekuk lentur, kuat tekan nominal kolom dihitung sebagai berikut.

g crfy

Nn A f Agω

= = (2.17)

fyfcr

ω= (2.18)

dimana :

kondisi leleh umum : 0, 25cλ ≤ maka 1,0ω = (2.19)

kondisi tekuk inelastik : 0, 25 1, 2cλ< < maka 1,43

1,6 0,67 cω

λ=

− (2.20)

kondisi leleh umum : 1,2cλ ≥ maka 21, 25 cω λ= (2.21)

dengan 1 k

cL fy

r Eλ

π= (2.22)

Keterangan:

Ag adalah luas penampang bruto, mm2

fcr adalah tegangan kritis penampang, MPa

fy adalah tegangan leleh material, MPa




2. Tekuk lokal (local buckling), yaitu terjadi pada elemen pelat pada penampang (sayap

atau badan) yang menekuk karena terlalu tipis. Ini dapat terjadi sebelum batang/kolom

menekuk lentur secara keseluruhan. Apabila beban aksial tekan yang menyebabkan

tekuk pada pelat penampang lebih kecil daripada beban aksial tekan yang

menyebabkan tekuk lentur, maka keruntuhan batang akan ditentukan oleh beban yang

lebih kecil yaitu pada saat terjadinya tekuk pada pelat penampang (tekuk lokal). Agar

tekuk lokal tidak terjadi maka harga kelangsingan (rasio antara lebar terhadap tebal)

pelat-pelat penampang harus dibatasi. Batas kelangsingan penampang dapat dilihat

pada Tabel 2.4.

Selain itu, syarat kelangsingan komponen struktur tekan harus lebih kecil dari 200,

$ � %&' ( 200 (2.23)

Tabel 2. 4 Nilai batas perbandingan lebar terhadap tebal, λp ,untuk elemen tekan 11)

Untuk perencanaan struktur bangunan tahan gempa, batasan kelangsingan penampang

lebih diperketat lagi agar tekuk lokal tidak terjadi akibat beban gempa yang terjadi.

Batasan kelangsingan untuk struktur bangunan tahan gempa dapat dilihat pada Tabel

2.5.

Perbandingan Perbandingan MaksimumLebar terhadap tebal Lebar terhadap tebal

(λ) (λp)Jenis Elemen

170

yff

b

t

w

h

t

: 0.125

2.7516801

u y

u

yy

untuk N N

N

Nf

φ

φ

≤

−

: 0.125

500 6652.33

u y

u

yy y

untuk N N

N

Nf f

φ

φ

>

− ≥




Tabel 2. 5 Nilai batas perbandingan lebar terhadap tebal, λ p ,

untuk elemen tekan pada perencanaan struktur baja tahan gempa 11)

3. Tekuk torsi (torsional buckling).

Elemen pelat pada penampang berputar atau memuntir terhadap sumbu batang. Tekuk

ini terjadi pada profil siku ganda dan T. Gaya tekan P akan bekerja pada titik pusat

massa profil Cg, sedangkan profil akan memberikan perlawanan yang berpusat pada

titik pusat geser Cv. Perbedaan ini akan menyebabkan munculnya momen pada profil

berupa puntir/torsi pada sumbu batangnya.

Kuat nominal kolom yang mengalami tekuk torsi dapt dihitung sebagai berikut:

nlt g cltN A f= (2.24)

*+�! � ,f./0 1 f./22 3 41 6 1 6 4f./0f./2H8f./0 1 f./29�: �2.25�

fcry = tegangan kritik untuk kasus tekuk lentur terhadap sumbu lemah y-y.

fcrz = tegangan kritik untuk kasus tekuk lentur terhadap sumbu batang.

f./0 � f0ω �2.26�

f./2 � GJArA� �2.27�

B � modulus geser bahan � E2�1 1 P� �2.28�

Perbandingan Perbandingan MaksimumLebar terhadap tebal Lebar terhadap tebal

(λ) (λp)Jenis Elemen

135

yff

b

t

w

h

t

: 0.125

1.5413651

u y

u

yy

untuk N N

N

Nf

φ

φ

≤

−

: 0.125

500 6652.33

u y

u

yy y

untuk N N

N

Nf f

φ

φ

>

− ≥




E = modulus elastic bahan

v = poisson’s ratio

R � momen inersia polar atau konstanta puntir � W 13 bXtX � �2.29�

bi = panjang bagian penampang i

ti = tebal penampang i

rA� � I[ 1 I0A 1 x�� 1 y�� 2.30�

x0, y0 = jarak pusat geser penampang terhadap titik berat penampang

A = luas penampang bruto.

� 1 6 x�� 1 y��rA� �2.31�

2.4.2. Komponen yang Memikul Gaya Aksial Tarik

Kuat tarik nominal batang tarik, tanpa lubang, dinyatakan sebagai perkalian luas bruto

profil dengan tegangan leleh baja profil yang digunakan. Walaupun kekuatan aktual dari

suatu batang tarik bisa saja melampaui tegangan lelehnya sebagai akibat dari pengerasan

regangan (strain hardening). Akan tetapi nilai tersebut tidak diambil, karena pelelehan

umum di sepanjang batang akan menyebabkan perubahan yang terlalu besar pada batang

tarik sehingga dikhawatirkan tidak berfungsi lagi seperti yang diharapkan.

Komponen struktur yang memikul gaya tarik aksial terfaktor Nu harus memenuhi:

Nu ≤ φ Nn (2.32)

dengan φ Nn adalah kuat tarik rencana yang besarnya diambil sebagai nilai terendah di

antara dua perhitungan menggunakan harga-harga φ dan Nn di bawah ini:

φ = 0,9

Nn = Ag f y (2.33)

dan

φ = 0,75

Nn = Ae fu (2.34)

Keterangan:

Ag adalah luas penampang bruto, mm2

Ae adalah luas penampang efektif, mm2




fy adalah tegangan leleh, MPa

fu adalah tegangan tarik putus, Mpa

Penampang efektif

Luas penampang efektif komponen struktur yang mengalami gaya tarik ditentukan sebagai

berikut: Ae = AU (2.35)

Keterangan :

A adalah luas penampang, mm2

U adalah faktor reduksi

= 1 - (x / L) ≤ 0,9, (2.36)

x adalah eksentrisitas sambungan, jarak tegak lurus arah gaya tarik, antara titik

berat penampang komponen yang disambung dengan bidang sambungan, mm

L adalah panjang sambungan dalam arah gaya tarik, yaitu jarak antara dua baut

yang terjauh pada suatu sambungan atau panjang las dalam arah gaya tarik, mm

Kelangsingan batang tarik

Meskipun stabilitas bukan merupakan suatu kriteria dalam desain batang tarik, akan tetapi

untuk menghindari bahaya yang timbul akibat getaran/vibrasi yang terjadi pada batang

tarik, maka batang tarik harus didisain cukup kaku. Dengan memperhatikan ketentuan

mengenai stabilitas batang tarik, maka ditentukan batas kelangsingan batang λ, sebagai

berikut: λ ≤ 240, untuk komponen utama,

λ ≤ 300, untuk komponen sekunder

2.4.3. Komponen yang Memikul Momen Lentur.

Sebuah balok yang memikul beban lentur murni terfaktor, Mu harus direncanakan

sedemikian rupa sehingga selalu terpenuhi hubungan :

Mu ≤ φMn (2.37)

dimana :

Keterangan:

Mu adalah momen lentur terfaktor, N-mm

φ adalah faktor reduksi = 0,9

Mn adalah kuat nominal dari momen lentur penampang, N-mm




Kelangsingan penampang

Pengertian penampang kompak, tak-kompak, dan langsing suatu komponen struktur yang

memikul lentur, ditentukan oleh kelangsingan elemen-elemen tekannya yang ditentukan

pada Tabel 2.4.

Untuk penampang yang digunakan dalam perencanaan struktur baja tahan gempa maka

batas kelangsingannya ditentukan oleh Tabel 2.5.

Penentuan Mn dengan kondisi batas Tekuk Torsi Lateral dengan Penampang

Kompak ( )pλ λ≤

Kuat komponen struktur dalam memikul momen lentur tergantung dari panjang bentang

antara dua pengekang lateral yang berdekatan, L. Batas-batas bentang pengekang lateral

ditentukan dalam Tabel 2.6

Tabel 2. 6 Bentang untuk pengekangan lateral 11)

1. Kondisi plastis sempurna (b pL L≤ )

* 1.5*n p x y yM M Z f M== ≤ (2.38)

2. Kondisi tekuk Torsi-lateral inelastik ( )p b rL L L< <

( ) b pn b p p r p

r p

L LM C M M M M

L L

−= − − ≤ −

(2.39)

Dimana:

bC =faktor pengali momen lentur nominal (bending coefficients)

Profil Lp Lr

IWF 1.76* yy

Er

f

212

1

2

2

1 1

2

4

y LL

L y r

w

y

Xr X f

f

f f f

EGJAX

S

ISX

GJ I

π

+ +

= −

=

=




max

max 1/ 4 1/ 2 3/ 4

12,5

2,5 3 4bL L L

MC

M M M M=

+ + + (2.40)

Keterangan :

Mmax adalah momen maksimum dari bentang yang ditinjau

M1/4L adalah momen pada 1/4 bentang yang ditinjau



Nilai nM dibatasi tidak boleh lebih besar dari nilai pM yaitu harga momen lentur pada

kondisi plastik sempurna tanpa mengalami tekuk lokal maupun torsi-lateral

3. Kondisi Tekuk Torsi Lateral Elastik (b pL L≥ )

2

n y y w

EM Mcr Cb EI GJ I I Mp

L L

π π = = + ≤

(2.41)

Geser Pada Balok

Pelat badan yang memikul gaya geser perlu (Vu) harus memenuhi:

Vu ≤ φVn (2.42)

Keterangan:

φ adalah faktor reduksi kuat geser, diambil 0,9

Vn adalah kuat geser nominal, dianggap disumbangkan hanya oleh pelat badan

Kuat geser nominal Vn, ditentukan oleh kondisi batas leleh atau tekuk pada pelat badan.

a. Leleh pada pelat badan (plastik sempurna)

Jika perbandingan maksimum tinggi terhadap tebal panel h/tw, memenuhi:

_̂` a 1,10 kbEf0c �2.43�

Dengan :

d� � 5 1 5eahf� �2.44�




Maka kuat geser nominal pelat badan harus dihitung sebagai berikut:

Vn = 0,6 fyw Aw

a = jarak antar pelat pengaku lateral penampang

fyw = tegangan leleh pelat badan

Aw = luas kotor pelat badan

b. Tekuk inelastik pada pelat badan

Jika kelangsingan pelat badan memenuhi hubungan:

1,10 kbEf0c ( _̂` ( 1,37 kbEf0c �2.45�


vb � 0,6 f0c Ac 41,10 kbEf0c : 1̂_`

�2.46�

c. Tekuk elastik pada pelat badan

Jika kelangsingan pelat badan memenuhi hubungan:

_̂` h 1,37 kbEf0c �2.47�


vb � 0,9 E kb Ace_̂`f� �2.48�

2.4.4. Komponen yang Memikul Gaya Kombinasi.

Komponen struktur yang mengalami momen lentur dan gaya aksial harus direncanakan

memenuhi ketentuan sebagai berikut:

ij_id klm�k� h 0,2

klm�k� 1 89 , Mo[mpq�r 1 Mo0mpq�s3 a 1,0 �2.49�




ij_id klm�k� ( 0,2

kl2m�k� 1 , Mo[mpq�r 1 Mo0mpq�s3 a 1,0 �2.50�

Keterangan:

Nu adalah gaya aksial (tarik atau tekan) terfaktor, N

Nn adalah kuat nominal penampang, N

Mux, Muy adalah momen lentur terfaktor terhadap sumbu-x dan sumbu-y, N-mm

Mnx, Mny adalah kuat nominal lentur penampang terhadap sumbu-x dan sumbu-y, N-mm

φn = 0,90 (leleh) tarik

φn = 0,75(fraktur) tarik

φn = 0,85 tekan

φb = 0,90 lentur

Pada perencanaan kolom, besarnya kuat perlu lentur kolom pada persamaan 2.57 dan 2.58

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.59 dan 2.60 sebagai berikut:

Mux = δbx Mntux + δsx Mltux (2.51)

Muy = δby Mntuy + δsx M ltuy (2.52)

Mnt dan Mlt dapat dihitung dengan melakukan superposisi terhadap perhitungan sruktur

pada kondisi struktur tidak bergoyang dn kondisi struktur bergoyang, dimana Mnt adalah

besarnya momen kolom akibat struktur tidak bergoyang dan Mlt adalah besarnya momen

kolom akibat struktur bergoyang.

Faktor amplifikasi momen

a. Faktor amplifikasi momen akibat kelengkungan kolom yang tak bergoyang, δb

Besarnya δb untuk masing-masing kolom pada persamaan 2.59 dan 2.60 dihitung

sebagai berikut:

1

1

mb

u

crb

c

N

N

δ = ≥

−

(2.53)




dimana:

Nu = gaya tekan terfaktor (ultimit) pada kolom tersebut.

Ncrb = beban kritis euler daru kolom tersebut. dengan faktor panjang tekuk, k = 1.0,

bukan beban kritis yang sebenarnya.

cm = faktor modifikasi momen, memperhitungkan distribusi momen yang tak

seragam sepanjang kolom, dapat digunakan nilai-nilai sebagai berikut:

i. Kolom tak bergoyang tanpa beban transversal:

cm = 0,6 – 0,4βm (2.54)

βm = (Mkecil/ Mbesar) pada ujung-ujung kolom dengan harga: (2.55)

(+) : kelengkungan ganda pada kolom.

(-) : kelengkungan tunggal pada kolom.

ii. Kolom tak bergoyang dengan beban transversal:

cm = 1.0 : ujung-ujung sendi, dapat berotasi. (2.56a)

cm = 0.85 : ujung-ujung jepit, tidak berotasi. (2.57b)

b. Faktor amplifikasi momen akibat kelengkungan kolom yang bergoyang, δs

Faktor amplifikasi momen akibat goyangan lantai, δs dapat dihitung melalui

persamaan 2.65 atau 2.66 sebagai berikut:

11.0

1s

u ohN

H L

δ = ≥∆ −

∑∑

(2.58)

atau

11.0

1s

u

crs

N

N

δ = ≥− ∑∑

(2.59)

dimana:

∑Nu : jumlah gaya aksial tekan terfaktor akibatbeban gravitasi dari seluruh kolom

pada satu tingkat struktur yang ditinjau.

Ncrs : beban kritis elastik kolom pada arah lentur pada bidang goyangan, (L/r)

dalam arah lentur.

∆oh : jumlah gaya horizontal antai lantai dari tingkat yang ditinjau.




∑H : jumlah gaya horizontal yang menyebabkan goyangan sebesar ∆oh pada

tingakt yang ditinjau.

(∆oh/L) : indeks simpangan lantai, digunakan sebagai kriteria perencanaan bangunan.

2.5. Konfigurasi Struktur

Struktur dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:

2.5.1. Sistem Rangka Pemikul Momen (Moment Resisting Frames)

Sistem Rangka Pemikul Momen mempunyai kemampuan menyerap energi yang baik,

tetapi memerlukan terjadinya simpangan antar lantai yang cukup besar supaya timbul

sendi-sendi plastis pada balok yang akan berfungsi untuk menyerap energi gempa.

Simpangan yang terjadi begitu besar akan menyebabkan struktur tidak kaku sehingga

mengakibatkan kerusakan non-struktural yang besar disamping akan menambah pengaruh

P-∆ efek.

2.5.2. Sistem Rangka Bresing Konsentrik (Concentrically Braced Frames)

Sistem Rangka Bresing Konsentrik merupakan pengembangan dari sistem portal tak

berpengaku atau lebih dikenal dengan Moment Resisting Frames (MRF). Sistem CBF

dikembangkan sebagai sistem penahan gaya lateral dan memiliki tingkat kekakuan yang

cukup baik. Hal ini bertolak belakang dengan sistem MRF yang hanya bisa digunakan

sebagai penahan momen. Kekakuan sistem ini terjadi akibat adanya elemen pengaku yang

berfungsi sebagai penahan gaya lateral yang terjadi pada struktur. Sistem ini penyerapan

energinya dilakukan melalui pelelehan yang dirancang terjadi pada pelat buhul. Sistem ini

daktilitasnya kurang begitu bagus sehingga kegagalannya ditentukan oleh tekuk bresing.

Bentuk-bentuk sistem rangka berpengaku konsentrik ini diperlihatkan pada Gambar 2.6.




Gambar 2.6 Konfigurasi sistem rangka berpengaku konsentrik 3)

2.5.3. Sistem Rangka Bresing Eksentrik (Eccentrically Braced Frame)

Kekurangan pada sistem CBF dalam menerima gaya lateral telah diatasi dengan

munculnya sistem EBF. Sistem portal EBF ini pertama kali diperkenalkan oleh Popov

yang sekarang telah banyak digunakan untuk sistem bangunan tahan terhadap beban lateral

seperti gempa. Sistem EBF mempunyai nilai daktilitas yang lebih tinggi dibandingkan

dengan CBF yang lebih mengutamakan pada kekuatan strukturnya. Tingginya nilai

daktilitas pada sistem EBF akibat adanya element link yang berfungsi sebagai pendisipasi

energi ketika struktur menerima beban gempa. Pendisipasian energi ini diwujudkan dalam

bentuk plastifikasi pada elemen link tersebut. Bentuk-bentuk sistem portal EBF dapat

dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Konfigurasi sistem rangka berpengaku eksentrik 3)




2.6. Elemen Link

Perilaku link pada suatu sistem EBF bisa berupa moment link dan bisa sebagai shear link

tergantung dari panjang pendeknya element link. Link adalah elemen yang berperilaku

sebagai balok pendek yang pada kedua sisinya bekerja gaya geser dengan arah yang

berlawanan serta momen yang diakibatkan oleh gaya geser tersebut. Akibat gaya geser

yang bekerja berlawanan arah maka momen yang bekerja pada ujung-ujungnya

mempunyai besar dan arah yang sama (Gambar 2.8). Kedua gaya tersebut akan

mengakibatkan terjadinya plastisifikasi pada elemen link.

Gambar 2.8 Gaya-gaya pada elemen link

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa elemen link berguna untuk mendisipasi energi

gempa, maka elemen tersebut harus direncanakan secara khusus agar fungsi tersebut dapat

tercapai. Untuk mencapai fungsi ini perencanaan elemen link harus memperhatikan bahwa

elemen-elemen lain diluar link harus tetap berprilaku elastis saat elemen link telah

mencapai kelelehan.

2.6.1. Konsep Perencanaan Elemen Link

Gaya-gaya yang mendominasi pada suatu elemen link adalah gaya geser dan gaya lentur.

Berdasarkan kedua gaya tersebut pola kelelehan elemen link dapat dibedakan menjadi

leleh geser dan leleh lentur. Kondisi batas antara mekanisme keruntuhan akibat geser dan

lentur dapat dijelaskan dengan menggunakan suatu pemodelan kantilever sederhana

(Gambar 2.9).

Gambar 2.9 Balok kantilever sederhana

MM

V V e




Panjang kantilever tersebut merupakan rasio momen maksimum dan geser maksimum pada

bentang atau besarnya jarak antara titik dimana momen maksimum terjadi dengan titik

dimana momen minimum (M = 0) terjadi. Kondisi ini memenuhi persamaan sebagai

berikut.

�P � qtuvw�t �2.67�

Dimana : dv = panjang bentang (mm)

Mmaks = momen maksimum (Nmm)

Vm = gaya geser di titik terjadinya momen maksimum (N)

Perilaku sistem rangka EBF juga dijelaskan dengan konsep yang sama. Rasio pada kondisi

berimbang tercapai ketika pada bentang tersebut terjadi secara terus-menerus leleh geser

dan lentur, sesuai dengan persamaan:

�Pp � qx�x �2.68� Dimana :

dvb = panjang bentang ketika gaya geser dan momen berimbang (mm)

Mp = momen plastis penampang (Nmm)

Vp = gaya geser plastis penampang (N)

Kekuatan atau kondisi batas link geser dan lentur didefinisikan sebagai berikut:

Mp = Zx * f y (2.69)

Vp = 0,6 * fy * (h-2tf) * tw (2.70)

Dimana:

Mp = momen plastis penampang (Nmm)

Zx = modulus elastic penampang (mm3)

fy = tegangan leleh baja (MPa)

Vp = gaya geser plastis penampang (N)

h = tinggi penampang (mm)

tf = tebal pelat sayap (mm)

tw = tebal pelat badan (mm)




2.6.2. Jenis Link Berdasarkan Panjangnya

Bentang geser yang ditunjukkan oleh kantilever pada Gambar 2.9 memiliki hubungan

Mp = dvb * V p dimana balok kantilever tersebut diumpamakan sebagai link. Balok ini akan

berperilaku sebagai moment link jika panjang link (e) lebih besar dari dvb dan akan

berperilaku sebagai shear link jika panjang ling (e) lebih kecil dari dvb. Apabila link

terletak dekat kolom maka diasumsikan bahwa link tersebut dihubungkan dengan kolom

melalui sambungan yang memiliki kapasitas plastis sekurang-kurangnya sama dengan

yang dimiliki oleh balok (Gambar 2.10.a). Sebaliknya, ketika link terletak menerus antara

dua bresing (Gambar 2.10.b), maka sambungan tersebut harus mampu memikul sendi

plastis yang terjadi pada ujung bresing. Konsekuensinya, seluruh link pada kedua gambar

tersebut diasumsikan akan mencapai kondisi sendi plastis pada kedua ujungnya. Sehingga

kondisi batas antara leleh geser dan leleh lentur pada link untuk jenis struktur EBF

dirumuskan dengan persamaan:

yp � 2�Pp � 2qx�x �2.71� Dimana : eb � panjang link pada kondisi berimbang �mm�

Gambar 2.10 Letak link pada sistem EBF

Batas yang jelas antara leleh lentur dan leleh geser ini sebenarnya tidak diketahui dengan

pasti, sehingga pada perencanaannya diasumsikan bahwa leleh geser murni akan terjadi

pada saat panjang link (e) lebih kecil dari 80 % panjang link pada kondisi berimbang.

Ketika panjang panjang link mencapai lebih besar sama dengan 5.0 Mp / Vp, diasumsikan

bahwa mekanisme leleh yang terjadi pada link adalah lentur murni.




Jenis link berdasarkan panjang nya dapat dibedakan menjadi empat kelompok, yaitu :

a. e a 1.6 Mp/Vp, link geser murni.

Jenis link ini leleh akibat gaya geser pada respon/deformasi inelastik.

b. 1.6 Mp/Vp < e a 2.6 Mp/Vp, link dominan geser.

Jenis link ini leleh akibat dominasi geser (pada kombinasi geser dan lentur) pada

respon/deformasi inelastik.

c. 2.6 Mp/Vp < e < 5.0 Mp/Vp, link dominan lentur.

Jenis link ini leleh akibat dominasi lentur (pada kombinasi geser dan lentur) pada

respon/deformasi inelastik.

d. e h 5.0 Mp/Vp, link lentur murni.

Jenis link ini leleh akibat lentur pada respon/deformasi inelastik.

2.6.3. Perilaku Inelastik Elemen Link

Terjadinya pastifikasi yang berpusat di elemen link akan memberikan nilai daktilitas yang

relatif tinggi pada sistem portal EBF. Hal ini karena elemen link mempunyai kapasitas

inelastik yang relatif tinggi bila dibandingkan dengan elemen-elemen lainnya. Plastifikasi

yang terjadi pada elemen link disebabkan oleh kombinasi geser dan momen yang bekerja

pada kedua ujungnya. Berdasarkan kedua gaya yang bekerja ini, sifat keruntuhan link

secara garis besar dapat dibagi keruntuhan akibat geser dan keruntuhan akibat momen.

Gambar 2.11 Pembentukan sendi plastis geser




Plastifikasi geser yang terjadi pada link ditandai dengan terbentuknya sendi plastis geser

pada kondisi beban batas, yaitu Vp* pada badan dan Mp

* pada sayap, seperti terlihat pada

Gambar 2.11. Mekanisme terbentuknya sendi plastis geser pada elemen link dimulai ketika

pada kedua ujungnya bekerja suatu gaya geser sebesar V. kedua gaya geser tersebut secara

otomatis menimbulkan momen pada kedua ujung link, yaitu sebesar M1 dan M2 seperti

terlihat pada Gambar 2.12. Apabila diasumsikan M1 lebih besar dari M2, dan gaya-gaya

tersebut bertambah besar sehingga melewati kondisi batas maka kelelehan pertama akan

terjadi pada ujung link sebelah kiri. Ketika gaya terus bertambah maka kelelehan

selanjutnya akan berpindah dari ujung sebelah kiri ke ujung sebelah kanan, hal ini terjadi

karena ujung sebelah kiri telah mencapai kapasitas gesernya. Seiring dengan bertambahnya

gaya, maka plastifikasi ini akan merambat sepanjang zona plastis dari sayap ke badan.

Perambatan plastifikasi ini terjadi karena adanya retribusi momen pada kedua ujung link.

Ketika seluruh penampang link telah mengalami plastifikasi, maka tercapailah kondisi M1

= M2 = Mp dan V = Vp.

(a) (b)

Gambar 2.12 Keseimbangan dan plastisifikasi :

a. keseimbangan sendi geser, b. plastisifikasi geser link

2.6.4. Sudut rotasi link

Dalam perencanaan EBF, lokasi titik belok (inflection) biasanya diasumsikan terjadi pada

link. Secara teoritis titik belok ini terjadi pada jarak Mp/Vp dihitung dari pengaku. Kondisi

ini dipenuhi ketika link terletak simetris seperti ditunjukkan pada Gambar 2.13a. Dimana

titik belok tersebut terletak di tengah link. Kondisi ini memungkinkan sendi plastis

terbentuk pada tengah bentang, yaitu link. Akan tetapi ketika link yang terletak antara

kolom dan bresing, rotasi kemungkinan akan terjadi pada permukaan kolom yang

mengakibatkan regangan yang cukup besar pada daerah sayap kolom. Untuk EBF jenis ini,




diasumsikan sendi plastis tidak terjadi pada tengah bentang seperti yang telah disebutkan

sebelumnya, akan tetapi terjadi pada daerah dekat permukaan kolom.

Leleh yang terjadi pada link akibat deformasi elastis dari elemen-elemen kaku pada sistem

rangka menyebabkan terjadinya rotasi pada link. Sudut rotasi link ini merupakan sudut

inelastik antara link dengan balok diluar link pada saat besar total simpangan lantai yang

terjadi sama dengan simpangan lantai rencana seperti pada Gambar 2.13.

Sudut rotasi link dihitung berdasarkan defleksi lateral yang terjadi sesuai dengan geometri

rangka EBF yang digunakan. Untuk EBF yang menggunakan link tunggal pada tiap

tingkatnya, sudut rotasi link dihitung dengan rumus:

*

*M

p

L

e hγ ∆= (2.72)

Sedangkan apabila pada sistem EBF yang menggunakan 2 buah link pada tiap tingkatnya,

maka sudut rotasi link dihitung dengan rumus:

*

2 *M

p

L

e hγ ∆= (2.73)

Dimana :

γp = sudut rotasi link (radian)

L = lebar bentang (m)

h = tinggi tingkat (m)

e = panjang link (mm)

∆M = simpangan inelastik maksimum antar lantai (mm)




PγPγ

Pγ

Gambar 2.13 Sudut rotasi link 12)

Documents

Menggunakan Link Geser dan Link Lentur Bab II Studi Literatur · Mekanisme Terjadinya Gempa ... Bangunan kita rencanakan mengalami kelelehan pada daerah ... 2. Sistem Rangka Bangunan