Perkuatan Sambungan Tipe BFP (Bolted Flange Plate) Dengan Menggunakan Haunch Dan Extended End-Plate

Ghifari, Fikri (2022) Perkuatan Sambungan Tipe BFP (Bolted Flange Plate) Dengan Menggunakan Haunch Dan Extended End-Plate. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6012201010-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian tentang perbaikan sambungan struktur baja untuk meningkatkan kekuatan sambungan eksisting setelah gempa Northridge terus dilakukan. Salah satu hasil penelitian perkuatan, terutama perkuatan pada daerah sambungan, adalah dengan menambahkan haunch pada sambungan tipe welded flange-bolted web (Uang & Bondad, 1998). Hasil pengujian menunjukan dengan menambahkan haunch pada sambungan yang telah rusak dapat meningkatkan performa sambungan pada beban seismik dan menjauhkan kolom dari sendi plastis. Sambungan momen tipe bolted flange plate adalah salah satu sambungan yang belum populer di Indonesia. Hanya beberapa gedung saja yang telah menerapkan sambungan tipe ini, salah satunya adalah gedung struktur baja di Surabaya. Sehingga, perlu adanya suatu standar perkuatan sambungan di Indonesia, khususnya sambungan tipe bolted flange plate, supaya saat terjadi kegagalan akibat gempa atau akibat faktor lain, Indonesia sudah mempunyai standar tersendiri. Oleh karena itu, penelitian ini mengusulkan sebuah perkuatan untuk sambungan momen tipe bolted flange plate dengan menambahkan sambungan extended end-plate setengah WF dan trapezoid haunch menggunakan simulasi pemodelan numerik Sub-Assemblage dengan software ANSYS.
Metodologi penelitian terdiri dari dua tahap. Tahap awal yaitu analisis balik dari spesimen penelitian eksperimental Yilmaz, et al (2019), kemudian dibandingkan antara hasil kurva momen-rotasi model numerik dengan kurva momen-rotasi eksperimental. Spesimen yang dianalisis dari Yilmaz, et al (2019) adalah spesimen BFP-01. Tahap selanjutnya adalah memodelkan dan melakukan analisis pada usulan perkuatan. Jumlah model yang diteliti sebanyak enam model sambungan. Satu model sambungan BFP-UR adalah sambungan eksisting yang diambil dari gedung UNTAG Surabaya, dua model sambungan BFP-R4E dan BFP-R4ES adalah perkuatan sambungan dengan extended end-plate setengah WF, dua model sambungan BFP-RTR dan BFP-RSTR adalah perkuatan sambungan dengan trapezoid haunch, serta satu model sambungan BFP-RTRE adalah perkuatan sambungan dengan kombinasi extended end-plate dan trapezoid haunch.
Hasil analisis menunjukan bahwa model BFP-UR memiliki kapasitas momen lebih rendah daripada 80% momen plastis balok saat rotasi 4%, yaitu sebesar 165,47 kN-m. Perkuatan dengan extended end-plate mampu meningkatkan kapasitas momen rata-rata sebesar 28,32% dari model BFP-UR. Sedangkan perkuatan dengan trapezoid haunch meningkatkan kapasitas momen rata-rata sebesar 24,37% dari model BFP-UR. Disipasi energi yang dihasilkan oleh model BFP-UR adalah sebesar 1.590,933 kN.m-rad. Efek perkuatan sambungan dengan extended end-plate meningkatkan kapasitas disipasi rata-rata sebesar 1.881,85 kN.m-rad, namun perkuatan sambungan dengan trapezoid haunch menghasilkan energi disipasi energi yang lebih kecil, yaitu rata-rata sebesar 1.190,64 kN.m-rad. Perkuatan mampu menurunkan tegangan pada area panel zone berada di daerah elastis akibat penambahan luasan panel zone. Perkuatan yang diusulkan telah memenuhi persyaratan yang diberikan oleh AISC 358-16 dan SNI 7860:2020, yaitu mampu menahan 80% momen plastis balok saat terjadi rotasi 4%.
================================================================================================
Research on the improvement of steel structure joints to increase the strength of existing joints after the Northridge earthquake continues. One of the results of retrofitting research, especially reinforcement in the joint area, is to add a haunch to the welded flange-bolted web type connection (Uang & Bondad, 1998). The test results show that adding a haunch to a damaged connection can improve the performance of the connection under seismic loads and keep the column away from the plastic hinge. The bolted flange plate type moment connection is one of the connections that are not yet popular in Indonesia. Only a few buildings have implemented this type of connection, one of which is a steel structure building in Surabaya. Thus, it is necessary to have a standard for connection strengthening in Indonesia, especially bolted flange plate type connections, so that when a failure occurs due to an earthquake or other factors, Indonesia already has its standard. Therefore, this study proposes a reinforcement for bolted flange plate type moment connection by adding half WF extended end-plate connection and trapezoid haunch using Sub-Assemblage numerical modeling simulation with ANSYS software.
The research methodology consists of two stages. The initial stage is back analysis of experimental research specimens Yilmaz, et al (2019), then compared the results of the rotational moment curve of the numerical model with the experimental rotational moment curve. The analyzed specimen from Yilmaz, et al (2019) was the BFP-01 specimen. The next stage is modeling and analyzing the proposed retrofit. The number of the model studied were six connection models. One connection model BFP-UR is the existing connection taken from the UNTAG Surabaya building, two connection models BFP-R4E and BFP-R4ES are connection retrofit with half WF extended end-plate, two connection models BFP-RTR and BFP-RSTR are connection retrofit with trapezoid haunch, and one connection model BFP-RTRE is connection retrofit with a combination of extended end-plate and trapezoidal haunch.
The results of the analysis show that the BFP-UR model has a lower moment capacity than 80% of the beam's plastic moment at 4% rotation, which is 165.47 kN-m. Retrofitting with extended end-plates can increase the average moment capacity by 28.32% from the BFP-UR model. On the other hand, Retrofitting with trapezoidal haunch increases the average moment capacity by 24.37% from the BFP-UR model. The energy dissipation produced by the BFP-UR model is 1,590,933 kN.m-rad. The effect of retrofitting with extended end-plates increases the dissipation energy capacity by an average of 1,881.85 kN.m-rad, but retrofitting with trapezoidal haunches results in a smaller energy dissipation energy of 1,190.64 kN.m-rad on average. Retrofitting can reduce stress in the panel zone area which is in the elastic area due to the addition of the panel zone area. The proposed retrofitting has met the requirements given by AISC 358-16 and SNI 7860:2020, namely being able to accommodate 80% of the beam's plastic moment when 4% rotation occurs.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Perkuatan Sambungan Momen, Bolted Flange Plate, Sambungan Terprakualifikasi, Metode Elemen Hingga, Kapasitas Sambungan, Strengthening of Moment Connections, Bolted Flange Plate, Prequalified Connections, Finite Element Method, Connection’s Capacity.
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA658 Structural design T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA660.F7 Structural frames. T Technology > TH Building construction T Technology > TH Building construction > TH1095 Earthquakes and building
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Civil Engineering > 22101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Fikri Ghifari
Date Deposited:	03 Feb 2022 06:07
Last Modified:	31 Oct 2022 03:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/92697

Actions (login required)

View Item