Perilaku Split-K Braced Steel Frame dengan Anticompression Brace System terhadap Pembebanan Siklik

Eberly, Oksa (2020) Perilaku Split-K Braced Steel Frame dengan Anticompression Brace System terhadap Pembebanan Siklik. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

aced steel frame telah banyak digunakan pada daerah-daerah yang memiliki aktivitas seismik tinggi dikarenakan baiknya performa yang ditunjukan pada banyak kasus gempa bumi. Meski demikian, bracing sebagai komponen pengaku lateral pada steel frame seringkali mengalami kegagalan tekuk akibat tekanan. Hal ini masih menjadi salah satu masalah yang umum dalam dunia rekayasa struktur. Banyak inovasi yang telah dikembangkan untuk mengatasi tekuk pada bracing, diantaranya adalah tension-only brace, yaitu bracing yang tidak mengalami atau menolak tekanan. Atas dasar inovasi tersebut, diusulkan suatu sistem alternatif: anticompression brace system (ABS) untuk mengatasi masalah tekuk bracing tersebut. Tujuan studi ini adalah untuk mengevaluasi keberhasilan atau performa sistem usulan ABS pada frame dan untuk mendapatkan perilaku frame dengan ABS terhadap pembebanan siklik dibandingkan dengan ordinary brace system (OBS). Pada penelitian ini digunakan dua split-K braced steel frame sebagai benda uji. Satu frame uji menggunakan anticompression brace system (ABS) yang diusulkan, sedangkan satu yang lainnya menggunakan ordinary brace system (OBS). Frame uji terbuat dari baja profil siku ganda dengan kode dimensi penampang 2L.45.45.2,5.5, terdiri dari dua tingkat dengan tinggi setiap tingkatnya adalah 80 cm, dan lebar 80 cm. Bracing yang digunakan adalah baja strip dengan lebar 25 mm dan tebal 3 mm. Pada frame dengan ABS, digunakan ball bearing pada bagian ujung bracing untuk memungkinkan terjadinya translasi. Frame uji disambungkan ke pelat lantai baja setebal 10 mm menggunakan las dan baut. Semua sambungan buhul pada frame menggunakan pelat baja setebal 5 mm dan baut baja diameter 6 mm grade 8.8 CW. Dilakukan uji pembebanan siklik dengan simpangan puncak pengamatan sebesar 60,77 mm pada kedua frame uji untuk memperoleh perilaku frame serta dilakukan juga pengamatan visual untuk mengevaluasi performanya. Berdasarkan hasil studi, dapat diinterpretasikan bahwa frame yang menggunakan ABS memiliki kekakuan elastik yang lebih rendah jika dibandingkan dengan frame yang menggunakan OBS, namun setelah melewati drift ratio kritis senilai 0,85% berdasarkan hasil data mentah eksperimen atau 0,64% berdasarkan hasil pencocokan kurva, frame yang menggunakan ABS menunjukan perilaku yang baik melalui rendahnya degradasi kekakuan dan kekuatan siklik dibandingkan dengan frame dengan OBS yang mengalami degradasi kekakuan dan kekuatan secara relatif drastis. Dimulai dari drift ratio kritis hingga perpindahan puncak pengamatan sebesar 60,77 mm, kurva gaya-perpindahan frame dengan ABS bergerak semakin mendekati kurva gaya-perpindahan frame dengan OBS. Dalam desain seismik dengan design point yang melebihi nilai drift ratio kritis yang telah didapat, penggunaan ABS dapat dipertimbangkan sebagai alternatif yang baik untuk sistem struktur dalam hal meminimalisir reduksi kekuatan dan kekakuan serta pencegahan tekuk pada bracing. Berdasarkan pengamatan visual, ABS yang diusulkan terlihat berkerja dalam mencegah tekuk pada bracing.

English Abstract

ed steel frames have been widely used in high seismicity areas due to its good behaviour shown in many past earthquakes. Steel brace as a lateral stiffener of the frame, however, often fails in buckling mechanism under compression due to its slenderness. It still remains to be one of the common issues in structural engineering world. Many innovations have been developed to solve the buckling failure problem in a steel brace, including tensiononly brace, where the brace does not resist compression. On the basis of that innovation, an alternative system: anticompression brace system (ABS) is proposed to achieve the aimed state. The purpose of this study is to evaluate the performance of the proposed system ABS in preventing the buckling mechanism and to obtain the behaviour of the frame with ABS compared to a frame with ordinary brace system (OBS). In this study, two split-K braced steel frames were used as test specimens. One frame used the ABS, while the other one used OBS. The frames were constructed of equal angle steel (2L 45 × 45 × 2.5 × 5), consisting of two storeys where the height of each storey was 80 cm, and a width of 80 cm. The braces used were made of strip steel with a width of 25 mm and a thickness of 3 mm. On the frame with ABS, ball bearings were used at end of each brace to allow the end to develop translational displacement. The frames were connected to a 10 cm thick floor plate by welds and bolts. A 5 mm thick gusset steel plate and 6 mm diameter grade 8.8 CW bolts were used on joint connections. The frames were subjected to cyclic loadings with 60.77 mm maximum displacement of observation to obtain the behaviour of the frames. During performing the cyclic test, visual observation was conducted as well to evaluate the performance of the proposed system. From the results, it was obtained that the frame with ABS had a lower elastic or initial stiffness compared to the frame with OBS one. After exceeding a critical drift ratio of 0.85% based on the raw data of the experiment or 0.64% based on fitted-curve, the frame with ABS exhibited good behaviour through lower degradations in stiffness and cyclic strength compared to the frame with OBS that experienced relatively drastic or sudden reductions in strength and stiffness. Starting from the critical drift ratio to the peak displacement of observation of 60.77 mm, the plotted force-displacement curve of the frame with ABS tend to move closer to the frame with OBS along with the increase in the displacement. In seismic design where a design point exceeds the obtained critical drift ratio, the use of ABS can be considered as a good alternative in terms of minimizing sudden reduction in strength and stiffness and preventing the buckling of braces to a structural system. From the cyclic test, it was observed that ABS worked in perventing the braces to buckle.

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0520070258
Uncontrolled Keywords:	Anticompression Brace, Tension-only Brace, Rangka Berpengaku Eksentris, Tekuk, Uji Siklik, Perilaku Siklik. Anticompression Brace, Tension-only Brace, Eccentrically Braced Frame, Buckling, Cyclic Test, Cyclic Behaviour.
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 693 Construction in specific types of materials and for specific purposes > 693.8 Construction for specific purposes > 693.85 Shock-resistant construction > 693.852 Earthquake-resistant construction
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Sipil
Depositing User:	Users 31 not found.
Date Deposited:	28 Feb 2021 04:18
Last Modified:	04 Oct 2024 03:43
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183336

Text 0520070258-Oksa Eberly.pdf Download (4MB)

Actions (login required)

View Item