Studi Eksperimen, Numerik, dan Analitik Baja Tulangan Terhadap Beban Lentur dengan Sambungan Las sebagai Komponen Peredam Jembatan
DEFIT TRI HANTORO, Angga Fajar Setiawan S.T., M.Eng., Ph.D.
2024 | Skripsi | TEKNIK SIPIL
Peredam jembatan efektif dalam mengurangi percepatan struktur selama gempa. Namun,
peredam konvensional sering kali tidak praktis dan menggunakan material yang tidak ramah
lingkungan, seperti timbal pada Lead Rubber Bearing Damper (LRB). Sebagai alternatif,
terdapat peredam jenis Bending Bar Rubber Bearing (BBRB), yang menggunakan baja
tulangan sebagai komponen peredam energi yang lebih ekonomis, ramah lingkungan, dan
praktis. Akan tetapi, karakteristik baja tulangan sebagai komponen peredam masih belum
banyak diteliti.
Penelitian ini berfokus pada studi karakteristik baja tulangan sebagai komponen peredam energi
melalui uji lentur siklik, simulasi numerik, dan formulasi analitik. Variasi diameter baja
tulangan adalah 12 mm dan 16 mm, dengan panjang bersih 50 mm, 70 mm, dan 90 mm. Baja
tulangan dihubungkan dengan perangkat utama secara las untuk memperoleh kekakuan lebih
besar. Uji lentur siklik mengikuti standar AISC 341-16, sementara simulasi numerik
menggunakan Abaqus CAE dengan model material elastic-perfectly plastic, tipe elemen
C3D8R, dan prosedur static-general. Formulasi analitik dikembangkan tanpa efek strain
hardening. Parameter yang dianalisis meliputi gaya tahanan lateral, deformasi, dissipated
hysteretic energy, dan equivalent viscous damping ratio (EVDR).
Berdasarkan hasil analisis, diperoleh hubungan variasi diameter dan panjang bersih yang
berpengaruh terhadap displacement maksimum, gaya tahanan lateral, kekakuan elastik,
redaman energi, dan rasio redaman. Pengembangan model numerik baja tulangan menunjukkan
variasi perbedaan dengan hasil eksperimen. Pada gaya tahanan lateral, perbedaan berkisar 0,6%
hingga 82,23%. Untuk kekakuan elastik, perbedaan berkisar 13,16% hingga 63,56%.
Pengembangan persamaan analitik juga menunjukkan variasi perbedaan dengan hasil pengujian
dan numerik. Untuk gaya tahanan lateral, perbedaan berkisar 1,55% hingga 58,16% terhadap
hasil pengujian. Terhadap numerik, perbedaan berkisar 5,34% hingga 38,60%. Untuk kekakuan
elastik, perbedaan berkisar 21,29% hingga 83,40% terhadap hasil pengujian. Sedangkan
terhadap hasil numerik, perbedaan berkisar 51,88% hingga 76,30%. Baja tulangan
menunjukkan potensi sebagai komponen peredam energi. Penelitian lanjutan dan kalibrasi
model diperlukan untuk meningkatkan akurasi prediksi performa material ini.
Bridge dampers are effective in reducing structural acceleration during earthquakes. However,
conventional dampers are often impractical and use environmentally harmful materials, such as
lead in Lead Rubber Bearing Dampers (LRB). As an alternative, there is the Bending Bar
Rubber Bearing (BBRB) damper, which uses steel rebar as an energy dissipation component,
offering a more economical, environmentally friendly, and practical solution. However, the
characteristics of steel rebar as a damping component have not been extensively studied.
This research focuses on studying the characteristics of steel rebar as an energy dissipation
component through cyclic bending tests, numerical simulations, and analytical formulations.
The steel rebar varies in diameter (12 mm and 16 mm) and effective length (50 mm, 70 mm,
and 90 mm). The rebar is welded to the main apparatus to increase stiffness. The cyclic bending
tests follow AISC 341-16 standards, while the numerical simulations use Abaqus CAE with an
elastic-perfectly plastic material model, C3D8R elements, and a static-general procedure. The
analytical formulations are developed without considering strain hardening effects. The
parameters analyzed include lateral resistance force, deformation, dissipated hysteretic energy,
and equivalent viscous damping ratio (EVDR).
The results show that variations in diameter and effective length significantly affect maximum
displacement, lateral resistance, elastic stiffness, energy dissipation, and damping ratio. The
development of the numerical model for steel rebar shows variations in differences from the
experimental results. For lateral resistance, the differences range from 0.6% to 82.23%. For
elastic stiffness, the differences range from 13.16% to 63.56%. The analytical formulations also
show variations compared to the experimental and numerical results. For lateral resistance, the
differences range from 1.55% to 58.16% compared to the experimental results and from 5.34%
to 38.60% compared to the numerical results. For elastic stiffness, the differences range from
21.29% to 83.40% compared to the experimental results and from 51.88% to 76.30% compared
to the numerical results. Steel rebar shows potential as an energy dissipation component.
Further research and model calibration are needed to improve the accuracy of predicting this
material's performance.
Kata Kunci : Peredam Jembatan, Baja Tulangan, Uji Lentur Siklik, Simulasi Numerik, Formulasi Analitik