Analisis Nonlinear Sambungan Balok-Kolom Baja Cold Formed Pada Hunian Tetap ITS Yang Tahan Gempa

Akbari, Muhamad Fauzan (2022) Analisis Nonlinear Sambungan Balok-Kolom Baja Cold Formed Pada Hunian Tetap ITS Yang Tahan Gempa. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6012211071-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Download (7MB)

Abstract

Institut Teknologi Sepuluh Nopember berencana mengembangkan bantuan berupa hunian tetap (Huntap) untuk masyarakat yang terdampak gempa. Untuk mewujudkan rencana itu dibutuhkan konstruksi yang efisien dan tahan gempa. Material yang sesuai terhadap kebutuhan tersebut adalah baja cold-formed. Sifat materialnya yang ringan menawarkan kemudahan, kecepatan dalam pelaksanaan, dan keunggulan dalam desain tahan gempa. Agar struktur baja cold formed tahan gempa, struktur harus memiliki daktilitas yang cukup. Dalam sistem rangka pemikul momen, balok didesain untuk mampu berdeformasi secara inelastis sehingga menghasilkan daktilitas yang cukup. Oleh karenanya diperlukan detailing pada elemen sambungan balok-kolom yang dapat mengakomodir kebutuhan daktilitas pada struktur. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa penggunaan stiffener dapat meningkatkan daktilitas dan energi disipasi balok. Selain itu terdapat studi yang menunjukkan bahwa elemen gusset plate dapat meningkatkan kekakuan awal dari sambungan dan rangka CFS menghasilkan daktilitas dan energi disipasi yang baik. Oleh karena itu, penelitian ini akan memberikan usulan desain sambungan dengan mengevaluasi pengaruh dari beberapa variasi konfigurasi stiffener balok terhadap perilaku sambungan. Penelitian ini bersifat analitik dengan menggunakan permodelan numerik Sub-Assemblage berbabis finite element menggunakan software Abaqus. Metodologi penilitan terdiri dari dua tahapan. Tahap pertama yaitu melakukan validasi model numerik dengan penelitian eksperimental terdahulu. Tahap selanjutnya adalah memodelkan dan menganalisis spesimen sambungan iii dengan beberapa konfigurasi stiffener. Jumlah spesimen yang diteliti adalah 8 model berdasarkan jumlah dan posisi pemasangan stiffener yaitu : Tanpa stiffener (S1), 2 vertikal stiffener (S2), 3 vertikal stiffener (S3), 3 vertikal dan 1 horizontal stiffener (S4), 4 vertikal stiffener (S5), 5 vertikal stiffener (S6), 6 vertikal stiffener (S7), dan 3 vertikal dan X stiffener (S8). Perilaku yang dianalisis dari sambungan meliputi kurva momen-rotasi, kapasitas momen, daktilitas, energi disipasi, dan pola keruntuhan. Hasil analisis menunjukkan konfigurasi stiffener dengan bentuk X (S8) menghasilkan perilaku sambungan yang optimal dari konfigurasi lainnya. Spesimen S8 memiliki kapasitas momen terbesar dari model lainnya yaitu sebesar 36,153 kNm dengan peningkatan sebesar 11,66% terhadap spesimen S1. Spesimen S8 memiliki daktilitas terbesar dari model lainnya, yaitu sebesar 4,04 dengan peningkatan sebesar 59,109% terhadap spesimen S1. Spesimen S8 memiliki kapasitas energi disipasi terbesar dari model lainnya, yaitu sebesar 10 kNm-rad dengan peningkatan sebesar 62,842% terhadap spesimen S1.
====================================================================================================================================
Institute of Technology Sepuluh Nopember plans to develop assistance in the form of permanent housing (Huntap) for communities affected by the earthquake. To realize the plan, an efficient and earthquake-resistant construction is needed. The material suitable for these needs is cold-formed steel. The lightweight characteristic of the material offers easiness, speed in execution, and excellence in earthquake-resistant design. For a cold-formed steel structure can withstand earthquakes, it must have sufficient ductility. In the moment resisting frame system, the beam is designed to be able to deform inelastically to produce sufficient ductility. Therefore, it is necessary to detail the beam-column connection elements that can accommodate the ductility requirements of the structure. Previous studies have shown that the use of stiffeners can increase the ductility and energy dissipation of beams. In addition, there are studies showing that gusset plate elements can increase the initial stiffness of CFS joints and frames resulting in good ductility and energy dissipation. Therefore, this study will propose a connection design by evaluating the effect of several variations of beam stiffener configuration on the behavior of the connection. This analytical research uses finite element based Sub-Assemblage numerical modeling using ABAQUS software. The research methodology consists of two stages. The first stage is to validate the numerical model with previous experimental research. The next step is to model and analyze the connection specimens with several stiffener configurations. The number of specimens studied was 8 models based on the v number and position of stiffener installation, namely: without stiffener (S1), 2 vertical stiffeners (S2), 3 vertical stiffeners (S3), 3 vertical and 1 horizontal stiffeners (S4), 4 vertical stiffeners (S5), 5 vertical stiffeners (S6), 6 vertical stiffeners (S7), and 3 vertical and X stiffeners (S8). The analyzed behavior of the connection includes the rotational moment curve, moment capacity, ductility, energy dissipation, and failure pattern. The analysis results show that the stiffener configuration with X shape (S8) produces optimal connection behaviour from other configurations. Specimen S8 has the largest moment capacity of the other models, which is 36,153 kNm with an increase of 11,66% over specimen S1. Specimen S8 has the greatest ductility of the other models, which is 3,725, increasing 59,109% over specimen S1. Specimen S8 has the largest energy dissipation capacity of the other models, which is 10 kNm rad, increasing 62,842% over specimen S1.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTS 624.177 25 Akb a-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Huntap ITS, Kapasitas Sambungan, Konfigurasi Stiffener, Metode Elemen Hingga, Sambungan Balok-Kolom Baja Cold-formed, Stiffener Configuration, Finite Element Method, Cold formed Steel Beam-Column Connection
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA660.C6 Columns
Divisions:	Faculty of Civil, Environmental, and Geo Engineering > Civil Engineering > 22101-(S2) Master Theses
Depositing User:	- Davi Wah
Date Deposited:	16 Dec 2024 07:10
Last Modified:	16 Dec 2024 07:10
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/115986

Actions (login required)

View Item