Optimasi parameter bukaan dan pengaku diagonal pada balok baja kastela yang tertumpu lateral

Abstract

Gaya geser pada umumnya berkontribusi besar dalam menyebabkan kegagalan balok kastela sehingga dibutuhkan pengaku diagonal pada bukaan. Optimisasi dilakukan dengan menvariasikan dimensi bukaan dan pengaku diagonal. Metode elemen hingga digunakan untuk analisis nonlinear. Tujuan studi ini adalah membandingkan hasil analisis numerik balok kastela tanpa pengaku diagonal dengan prosedur desain yang terdapat pada Steel Design Guide 31, AISC 2016. Selain itu, perilaku nonlinear yang meliputi beban kritis dan distribusi tegangan Von Mises balok kastela dengan dan tanpa pengaku diagonal dipelajari untuk mendapatkan dimensi bukaan dan pengaku diagonal yang optimum. Nilai optimum pada studi ini meliputi kekakuan awal (Ki), kekuatan (wmax), dan daktilitas () struktur. Hasil studi menunjukkan prosedur desain AISC dapat memprediksi lokasi tegangan maksimum dengan akurat dan menghasilkan kekuatan ultimit balok yang lebih konservatif dibandingkan dengan hasil numerik. Pada balok kastela tanpa pengaku diagonal, model yang optimum adalah model CB60-1 (wmaxnst = 56.16 kN/m) dan CB45-1 (nst = 3.06) dengan rata-rata kekakuan awal 5.78 kN/m. Sedangkan model yang optimum pada balok kastela dengan pengaku diagonal adalah CB45-33 (Kist = 6.99 kN/m/m), CB60-11 (wmaxst = 67.53 kN/m), dan CB60-24 (st = 2.79). Jadi, penggunaan pengaku diagonal efektif dalam meningkatkan kekakuan awal dan kekuatan struktur, tetapi mengurangi daktilitas struktur.