Studi komparasi desain struktur rangka baja bresing eksentris dengan metode konvensional dan metode target simpangan dan mekanisme kelelehan yang memperhitungkan skenario kelelehan pada elemen perangkai dan bresing

Abstract

Berdasarkan standar perencanaan gempa yang berlaku di Indonesia saat ini, perhitungan respons inleastis struktur dilakukan secara tidak langsung karena respons inelastis struktur diperoleh dari perkalian defleksi lateral elastis dengan faktor amplifikasi defleksi (Cd). Pada tahun 2010, seorang professor emeritus bernama Subash C. Goel mengusulkan metode Performance-Based Plastic Design Method (PBPD) atau yang disebut juga dengan metode target simpangan dan mekanisme kelelehan. Dengan metode ini, perilaku inelastis struktur diperhitungkan secara langsung pada proses perhitungan. Studi ini akan mengaplikasikan metode PBPD pada struktur rangka bresing eksentris (SRBE) baja dengan konfigurasi inverted-V di tengah bentang yang memperhitungkan 2 skenario kelelehan pada SRBE; yaitu skenario 1 yang memperhitungkan kelelehan geser pada elemen perangkai, dan skenario 2 yang memperhitungkan kelelehan aksial pada bresing. Untuk menentukan gaya dalam elemen perangkai, metode PBPD skenario 1 akan menggunakan prinsip keseimbangan kerja virtual pada saat elemen perangkai mengalami kelelehan geser. Prinsip ini berbeda dengan metode konvensional yang menggunakan prinsip kombinasi beban gravitasi dan gempa untuk mencari gaya dalam elemen perangkai. Kemudian, saat menentukan kapasitas aksial bresing, metode PBPD skenario 2 menggunakan prinsip keseimbangan kerja virtual pada saat elemen bresing mengalami kelelehan aksial. Prinsip ini juga berbeda dibandingkan dengan metode konvensional maupun metode PBPD skenario 1 yang sama-sama menggunakan prinsip desain kapasitas berdasarkan peraturan yang berlaku. Dengan memperhitungkan 2 skenario metode PBPD ini, gaya aksial bresing yang digunakan adalah nilai terbesar antara hasil desain kapasitas pada skenario 1 dan hasil prinsip keseimbangan kerja virtual. Hasil yang diperoleh yaitu desain bresing dengan metode PBPD skenario 1 lebih menentukan daripada metode PBPD skenario 2. Selain itu, metode PBPD memberikan profil yang lebih besar daripada metode konvensional. Berdasarkan hasil analisis beban dorong non-linier, kapasitas struktur dalam menahan gaya geser pada metode PBPD lebih tinggi 56,34% dibandingkan metode konvensional. Penyebaran sendi plastis pada struktur yang didesain dengan metode PBPD juga memberikan mekanisme kelelehan yang lebih sesuai dengan harapan pada proses desain karena sendi plastis yang terbentuk pada bresing lebih sedikit daripada metode konvensional. Dari segi tingkat kinerja struktur, metode PBPD juga unggul dengan kategori Immediate Occupancy, dibandingkan dengan metode konvensional, yaitu Damage Control.