Investigasi Pengaruh Beban Dinamis terhadap Kolom Baja pada Braced Multi-Storeysteel Frame (Analisis & Disain)

Abstract

Akibat gempa statik dan dinamik, struktur akan mengalami respons struktur yang berbeda, terutama akibat higher mode effect akan mempengaruhi perubahan distribusi momen hasil analisis elastis akibat beban statik yang cukup besar. Agar struktur terlindungi, maka elemen struktur yang diharapkan tetap elastis pada saat terjadi gempa kuat harus dikalikan dengan faktor pembesaran dinamik (Dynamic Magnification Factor/DMF). Dengan demikian, struktur dengan perilaku kolom kuat balok lemah (strong column weak beam) akan tercapai. Oleh karena itu, untuk mengetahui perbedaan antara momen kolom akibat beban statik dan dinamik dilakukanlah penelitian numeris ini. Penelitian ini menggunakan program aplikasi komputer dengan mensimulasikan beberapa model struktur yang dikehendaki. Model struktur tersebut meliputi struktur unbraced steel frame (USF) dan braced steel frame (BSF) dengan variasi tingkat masing-masing 20, 18, 15, 12, 10, 7, dan 5 lantai. Pembebanan menggunakan beban gempa statik ekivalen dan beban gempa dinamis riwayat waktu (Time History Analysis) El-Centro dan Koyna. Gempa Koyna hanya dipakai pada struktur BSF 7dan 5 lantai, hal ini dikarenakan simpangan yang terjadi pada kondisi optimum bila dipakai gempa El-Centro, sehingga menyebabkan pembesaran momen yang terlalu besar dan seharusnya. Struktur dianggap berada di wilayah gempa 2 dengan kondisi tanah lunak. Hasil penelitian numeris menunjukkan bahwa struktur bagian atas dituntut untuk tetap berperilaku elastis dengan kontribusi kekuatan yang lebih besar pula. Hal tersebut dapat dicapai dengan memberikan perlindungan berupa selimut momen kolom yang lebih besar. Oleh karena itu, untuk melindungi pembesaran momen dinamis akibat higher mode effect diusulkan suatu selimut momen (DMF). Nilai DMF struktur USF ternyata cenderung lebih besar daripada struktur BSF. DMF struktur BSF menunjukkan nilai pembesaran yang relatif lebih ekonomis, sehingga menunjukkan perilaku bahwa pemakaian bracing untuk tingkat tengah struktur bertingkat banyak lebih efektif.