PERILAKU SAMBUNGAN BALOK BAJA DAN KOLOM TABUNG BAJA DENGAN ISIAN BETON MENGGUNAKAN PELAT DIAFRAGMA MELINGKAR AKIBAT BEBAN SIKLIK

MUHAMMAD HAYKAL, Dr.Ir.H.Muslikh, M.Sc., M.Phil;Dr.-Ing.Ir.Djoko Sulistyo

2015 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Penggunaan kolom tabung baja diisi beton (CFST - Concrete Filled Steel Tube) memberikan banyak keuntungan dibandingkan dengan kolom baja dan kolom beton bertulang biasa. Beberapa keuntungan antara lain : tabung baja berfungsi juga sebagai bekisting untuk inti beton, dengan adanya material pengisi beton pada tabung baja, kuat tekan tabung baja atau pipa terhadap gaya aksial juga akan meningkat. Selain itu tabung baja atau pipa juga berfungsi untuk mencegah keretakan pada beton, dan kolom komposit jauh meningkatkan kekakuan dan kekuatan yang signifikan dibandingkan dengan konstruksi rangka baja dan beton bertulang biasa. Namun, penggunaan kolom tabung baja diisi beton (Concrete Filled Steel Tube) masih terbatas karena kurangnya pengalaman pelaksanaan dan kerumitan bentuk sambungan pada kolom komposit ini. Selain itu sambungan pada sistem CFST harus memiliki kekuatan yang cukup dalam menahan beban gempa, serta memenuhi persyaratan dan kriteria penerimaan. Tujuan penelitian ini adalah untuk memverifikasi bentuk sambungan yang mungkin cocok untuk kondisi gempa sesuai standar Indonesia, serta mendapatkan bentuk sambungan pada balok dan kolom tabung baja komposit yang efisien dan mudah dilaksanakan di lapangan. Dalam penelitian ini dibuat dua buah benda uji yaitu benda uji sambungan balok-kolom tabung baja tanpa isian beton (BKD-T) sebagai pembanding untuk melihat peningkatan kekuatan akibat adanya inti beton, dan benda uji sambungan balok-kolom tabung baja dengan isian beton (BKD-K). Bentuk sambungan antara kolom tabung baja dan balok baja IWF, dibuat dengan tambahan pelat diafragma melingkar yang menghubungkan sayap profil balok ke kolom tabung baja. Benda uji diberi beban yang mensimulasikan gaya gempa berdasarkan kriteria penerimaan yang ditentukan dalam ACI T1.1-01. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa benda uji sambungan balok-kolom tabung baja tanpa isian beton (BKD-T) dan benda uji sambungan balok-kolom tabung baja dengan isian beton (BKD-K) tidak memenuhi mekanisme kapasitas desain sistem rangka pemikul momen khusus. Namun benda uji sambungan balok-kolom tabung baja tanpa isian beton (BKD-T) dapat digunakan pada sistem struktur rangka baja pemikul momen biasa dengan kategori disain seismik B dan C dengan nilai R (faktor modifikasi respon) maksimum diambil 3,5. Adapun benda uji sambungan balok-kolom tabung baja dengan isian beton (BKD-K) dapat digunakan pada sistem struktur rangka baja dan beton komposit pemikul momen biasa dengan kategori disain seismik B dengan nilai R (faktor modifikasi respon) maksimum diambil 3.

The use of steel tube column with filled concrete (CFST - Concrete Filled Steel Tube) provides many advantages compared with steel columns and common reinforced concrete columns. Some of those are: steel tube serves as formwork for concrete core, with the concrete filler material in steel tube, compressive strength steel tube or pipe against axial force will also increase. It is also serves to prevent cracks in the concrete, and composite column considerably enhances the rigidity and strength significantly compared with steel frame construction and common reinforced concrete. However, the use of Concrete Filled Steel Tube (CFST) is still limited due to lack of experiences and complexity of the connections to the steel tube. Besides, the connection on CFST system should have sufficient strength to endure the earthquake loads, fulfill the requirements and acceptance criteria. The purpose of this research was to verify the connections that could be suitable for standard Indonesian earthquake conditions, and also know the connections to beams and composite steel tube wall that efficient and easy to use on the field. In this research there were two specimens, beam-column connections to steel tube (BKD-T) as a comparator to see an increasing strength due to the concrete core and beam-column connections to concrete-filled steel tube (BKD -K). The connections between the skin of steel tube and IWF steel beams, was made by welding the addition circular diaphragm plates that connect the flange plate beams to the skin of steel tube. The specimens were tested using the quasi-static test method based on the acceptance criteria that specified in the ACI T1.1-01. The test results showed that the specimen beam-column connections to steel tube (BKD-T) and the specimen beam-column connections to concrete-filled steel tube (BKD-K) couldn’t fulfill the design capacity mechanism of the special moment bearer frame system. However, specimen beam-column connections to steel tube (BKD-T) can be used on the ordinary moment bearer frame system with seismic design category B and C with maximum R value (response modification factor) was 3.5. And the specimen beam-column connections to concrete-filled steel tube (BKD-K) can be used on the ordinary moment bearer frame system with seismic design category B and C with maximum R value (response modification factor) was 3.

Kata Kunci : CFST, join balok-kolom, gempa, kriteria penerimaan