ANALISIS STABILITAS PERANCAH BERTINGKAT dengan
ADVANCE ANALYSIS
dan D.A.M
Wiryanto Dewobroto1 dan Hendra Marianto 2
1Jurusan Teknik Sipil, FaST, Universitas Pelita Harapan, Lippo Karawaci, Tangerang Email: wiryanto.dewobroto@ uph.edu
2 Mahasiswa S2, Program Studi Magister Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara Email: hendramarianto@yahoo.com
ABSTRAK
Sistem perancah sederhana umumnya terdiri dari kolom-kolom pipa baja yang disatukan dengan bracing menyilang. Untuk desainnya, dapat dimodelkan sebagai struktur rangka tidak bergoyang, dimana kapasitas kolomnya dihitung sebagai kolom pipa tunggal yang tinggi efektifnya KL= 1 atau tinggi tingkat itu sendiri (tinggi kolom terikat
bracing). Untuk keperluan elevasi tinggi tertentu, sistem perancah perlu dibuat bertingkat, yang disusun dari beberapa tumpuk perancah yang ada. Jika susunan tingkat relatif langsing, cara pendekatan dengan KL=1 untuk tinggi setiap tingkatnya tentu tidak bisa dilakukan. Maklum dengan cara tersebut, perancah 1 tingkat dan 3 tingkat, kapasitasnya akan sama. Tinggi tingkat tidak ada pengaruhnya, itu benar bilamana berat sendirinya diabaikan. Kondisi itu tentu tidak bisa diaplikasikan pada kasus nyata, maklum permasalahan stabilitas belum diperhitungkan secara real. Solusi yang terdapat pada Chapter C - AISC (2010) diantaranya adalah DAM (Direct Analysis Method) dan Advance Analysis. Untuk menunjukkan efektifitas ke dua cara tersebut, maka pada makalah ini akan disampaikan aplikasinya dengan program SeismoStruct dan SAP2000. Hasilnya menunjukkan bahwa tinggi tingkat berpengaruh, kapasitas dukung perancah bertingkat banyak akan lebih kecil jika dibanding memakai cara pendekatan dengan KL=1. Itu menunjukkan bahwa masalah stabilitas pada perancah bertingkat relatif dapat diperkirakan dengan baik, sehingga dapat direncanakan konfigurasi pemasangan scaffolding yang lebih aman.
Kata kunci: Analisis Stabilitas, Advance Analysis, Direct Analysis Method, Struktur Perancah
1. PENDAHULUAN
Sistem perancah baja umumnya terdiri kolom-kolom pipa baja yang disatukan dengan bracing atau batang silang. Untuk mendesainnya maka struktur perancah dapat dimodelkan sebagai sistem struktur rangka tidak bergoyang, selanjutnya kapasitas kolom dihitung sebagai kolom pipa tunggal yang mempunyai panjang efektif KL=1.
Untuk keperluan tinggi perancah yang tertentu, sistem perancah perlu dibuat bertingkat dengan cara disusun dari beberapa tumpukan perancah yang ada. Jika susunan tingkat relatif langsing, cara pendekatan dengan KL=1 untuk tiap tingkat tentu tidak bisa dilakukan lagi. Maklum dengan cara tersebut, sistem perancah 1 tingkat dan 3 tingkat, kecuali akibat berat sendirinya, dianggap mempunyai kapasitas yang sama. Itu terjadi akibat faktor stabilitas tidak dapat diperhitungkan dengan baik. Solusi yang disarankan AISC (2010) pada Chapter C adalah cara DAM (Direct Analysis Method) dan Advance Analysis. Untuk itu, keduanya akan dicoba dengan dukungan program komputer khusus, yaitu Seismostruct V.7 dan SAP2000.
Pada perencanaan scaffolding berdasarkan metode Effective Length Method memperhitungkan scaffolding sebagai struktur rangka tidak bergoyang (tertambat dengan baik) karena ujung-ujung kolom tertambat dengan baik, tambatan pada ujung-ujung kolom tersebut dapat diasumsikan sebagai batang tegak dengan perletakan sendi-sendi sehinga faktor panjang efektif pada perencanaan kolom diambil sama dengan 1 dan memberikan nilai KL=L. Perhitungan kapasitas satu buah scaffolding bisa dengan mudah didekatkan atau dikalibrasi dengan hasil pengujian di laboratorium, tetapi apabila sudah lebih dari satu buah scaffolding (scaffolding bertingkat) yang akan diuji, pengujian di laboratorium akan menjadi semakin sulit karena biaya yang mahal dan terbatasnya kemampuan uji pada laboratorium tersebut. Untuk mengantisipasi kesulitan pengujian di laboratorium, biasanya dilakukan analisis menggunakan program komputer karena ketinggian dari scaffolding dapat dengan mudah diatur sesuai dengan kebutuhan di lapangan.
Pada perencanaan stabilitas terbaru AISC 360-10 Chapter C memperkenalkan perencanaan menggunakan rogram komputer, dimana efek stabilitas yang terjadi menyebabkan stabilitas global yang terbentuk dari komponen
perencanaan stabilitas dengan komputer dengan metode Direct Analysis Method dan Advance Analysis. Program komputer yang akan digunakan pada perencanaan stabilitas ini yaitu Seismostruct V.7 dan SAP2000.
Pada perencanaan stabilitas awal akan dipermodelkan batang tunggal H-150x150x7x10 yang diperhitungkan dengan rumus tekan batang tunggal pada AISC 360-10 Chapter E dan akan diperbandingkan dengan metode AISC 360-10
Chapter C (Design for Stability) yang memperkenalkan metode Direct Analysis Method dan Advance Analysis.
sehingga didapatkan kapasitas tekan yang terjadi dengan ketiga metode tersebut.
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa pada perencanaan stabilitas awal akan dilakukan berbagai simulasi stabilitas yang menghasilkan kapasitas tekan batang H-150x150x7x10. Yang selanjutnya akan digabung menjadi beberapa kombinasi perencanaan stabilitas seperti yang terlihat di bawah ini.
A. Perencanaan Stabilitas berdasarkan rumus kapasitas tekan AISC 360-10 Chapter E
Perencanaan kapasitas tekan batang tunggal pada AISC 360-10 memiliki rumus perencanaan yang terdapat pada E3-2 dan E3-3 dimana kapasitas batang tunggal ini diperhitungkan terhadap tekuk elastis dan inelastis yang terjadi pada batang tersebut. Rumusan perencanaan pada AISC 360-10 merupakan rumus yang dihasilkan berdasarkan kapasitas data eksperimental yang dilakukan.
0.658
Fy Fe cr yF
= ⎢
⎡
⎤
⎥
F
⎣
⎦
... (AISC360-10 E3-2)0.877
cr eF
=
F
...
(AISC360-10 E3-3) B. Perencanaan Stabilitas berdasarkan metode Direct Analysis MethodPerencanaan dengan metode Direct Analysis Method dilakukan dengan program SAP2000 dengan penempatan beban notional load sebesar Ni=0.002Yi dimana Ni adalah beban notional di level i, dan Yi adalah beban gravitasi di level i hasil beban kombinasi LRFD
Gambar 1. Notional Load Kolom Baja H-150x150x7x10
Beban notional load yang dipermodelkan pada batang H-150x150x7x10 memberikan efek imperfection geometry pada batang sehingga kapasitas yang didapatkan pada tekuk elastis dengan perencanaan Direct Analysis Method sama dengan rumus kuat tekan AISC 360-10 untuk kapasitas elastis.
Gambar 2. Perencanaan Direct Analysis Method
C. Perencanaan Stabilitas berdasarkan metode Advance Analysis
Perencanaan stabilitas berdasarkan AISC 360-10 pada Appendix 1 memperkenalkan salah satu perencanaan stabilitas yaitu Advance Analysis. Perencanaan kali ini akan dilakukan dengan program komputer. Perencanaan dengan metode Advance Analysis dilakukan dengan program Seismostruct V.7, dimana diletakan beban notional load sebesar Ni = 0.002Yi. Kapasitas perencanaan yang didapatkan berupa kapasitas inelastis dari kolom
H-150x150x7x10, hal ini berbeda dengan perencanaan DAM dimana kapasitas yang terbentuk pada perencanaan DAM yaitu kapasitas elastis penampang dan pola keruntuhan pada DAM tidak dapat digambarkan seperti metode perencanaan Advance Analysis. Maka dari itu perencanaan dengan DAM dapat digunakan sebagai perencanaan kapasitas desain pada element tetapi di dalam analisis sebaiknya menggunakan Advance Analysis, dikarenakan pada
Advance Analysis dengan menggunakan program Seismostruct dapat mengambarkan pola keruntuhan dari element batang maupun rang yang diperhitungkan.
Gambar 3. Perencanaan Advance Analysis
D Kapasitas kuat tekan dengan metode AISC 360-10 untuk batang H150x150x7x10
Gambar 4 Kapasitas Tekan Batang H150x150x7x10
Berdasarkan kapasitas perencanaan dengan metode Direct Analysis Method dan Advance Analysis dapat diketahui bahwa hasil kuat tekan batang H-150x150x7x10 memiliki hasil yang menyerupai nilai kapasitas berdasarkan AISC 360-10. Sehingga pada perencanaan selanjutnya akan dilakukan perencanaan pada element scaffolding dimana hasil ini akan didekatkan atau dikalibrasikan dengan hasil uji ekperimental terhadap uji stabilitas scaffolding yang dilakukan oleh PT. Putra Jayasentosa.
2. UKURAN HALAMAN
Naskah ditulis pada kertas A4 (21 cm x 29.7 cm), dengan mirror margin atas 30 mm, bawah 25 mm , kiri (inside)
25 mm dan kanan (outside) 20 mm. Isi makalah ditulis dengan huruf Times New Roman berukuran 10 pt dengan jarak 1 spasi, dan diketik menggunakan MS Word. Jumlah halaman makalah tidak lebih dari 8 halaman. Pada
template yang disediakan sudah diatur mirror margin untuk nomor halaman genap dan gasal, sehingga penulis tidak perlu mengganti format yang telah ada.
3. JUDUL MAKALAH DAN NAMA PENULIS
Judul makalah ditulis di tengah menggunakan huruf Times New Roman 12pt bold., seperti pada template ini. Semua nama penulis disebutkan tanpa gelar, 10 pt, bold, dengan dipisahkan oleh koma, untuk penulis yang terakhir dipisahkan dengan kata “dan”. Alamat penulis ditulis dengan lengkap termasuk alamat email dan institusi. Alamat ditulis di bawah nama semua penulis dengan huruf Times New Roman, italic, 10pt.
4. PENULISAN ABSTRAK
Setiap makalah harus dimulai dengan suatu abstrak dengan panjang antara 200-350 kata dan diikuti dengan kata kunci. Abstrak ditulis dalam satu bahasa yaitu bahasa Indonesia atau bahasa Inggris (sesuai isi makalah). Abstrak harus berupa suatu pernyataan ringkas dari permasalahan, pendekatan, hasil dan kesimpulan dari pekerjaan yang dilakukan. Isi abstrak, mencakup: latar belakang, tujuan, metode yang digunakan, hasil dan kesimpulan.
5. ISI MAKALAH: 10 PT, JUDUL PARAGRAF (BAGIAN) 11 PT
Makalah dapat ditulis baik dalam bahasa Indonesia maupun Inggris. Tulisan dalam pokok uraian menggunakan jenis huruf Times New Roman ukuran 10 pt, justified, 1 spasi, sebagaimana pada dokumen ini. Penulis diperbolehkan menggunakan huruf jenis lain untuk keperluan khusus misalnya untuk membedakan source code
suatu program komputer. Judul dari suatu section (heading dari section) ditulis dengan Times New Roman Capital 11pt, bold. Penomoran dimulai dengan angka 1, 2, 3, dst. Format paragraf justified, dan dalam satu halaman diusahan rata atas dan bawah, sehingga sisa spasi dapat diatur oleh penulis. Penggantian alinea diberi jarak 1 spasi. Sub bagian
Judul dari subsection ditulis dalam Times New Roman 11 pt, bold dan ditulis dengan model sentence case (huruf besar hanya pada awal). Judul Sub bagian ditulis tanpa nomor bab.
Nomor halaman, header dan footer
Seluruh makalah yang dikirimkan harap tidak perlu dicantumkan nomor halaman dan footer. Bagian ini akan ditambahkan oleh panitia ketika semua makalah yang masuk dijilid.
6. GAMBAR DAN TABEL
Tabel dan gambar diletakkan di tengah halaman. Judul tabel ditulis di atas tabel, sedangkan judul gambar di bawah gambar, keduanya dengan huruf Times New Roman 10 pt. Huruf pada Tabel menggunakan Times New Roman 10 pt 1 spasi. Tabel digambarkan secara sederhana untuk menghindari hasil cetak yang kurang bagus. Tabel dan gambar diacu dalam makalah. Tabel dan Gambar diletakkan sedekat dengan uraian yang mengacu pertama kalinya. Umumnya Tabel dan Gambar diletakkan setelah disebutkan dalam uraian makalah. Penomoran Tabel dan Gambar diurutkan mulai dari nomor 1 dan seterusnya. Contoh tabel dapat dilihat pada Tabel 1. Huruf untuk keterangan pada Gambar hemdaknya cukup besar dan jelas sehingga mudah terbaca.
Tabel 1. Nilai optimum untuk massa peredam = 20 t
Run 1 Run 2 Run 3 Run 4
cd(kN-det/m) 35.251 35,259 35,261 35,266
ωd (rad/detik) 6,254 6,254 6,254 6,254 Y X 3 m 4 m 5 m 1 2 3 U3 U1 U2 U4 1 2 2 Y X 3 m 4 m 5 m 1 2 3 U3 U1 U2 U4 1 2 2
Gambar 1. Model dan derajat kebebasan dengan ujung batang merupakan ujung kaku
7. PERSAMAAN
Persamaan ditulis menggunakan Equation Editor atau sejenisnya. Setiap variabel dalam persamaan diberi keterangan saat pertama kali variabel tersebut muncul. Seluruh persamaan dituliskan di tengah, dengan nomor urut persamaan diletakkan rata kanan.
Contoh: Pengaruh deformasi geser Δs dapat diperoleh dari persamaan:
GA VL fs s =
Δ (1) dengan fs = faktor bentuk untuk geser, V = gaya geser, G = modulus geser dan A = luas tampang.
8. KESIMPULAN
Setiap makalah diakhiri dengan kesimpulan, yang merangkum hasil dari makalah yang ditulis. DAFTAR PUSTAKA (DAN PENULISAN PUSTAKA)
Daftar pustaka ditampilkan pada akhir artikel dan diurutkan berdasarkan abjad dari nama belakang pengarang utama. Huruf yang digunakan Times New Roman 10 pt, dengan format hanging 8 mm, seperti pada contoh di bawah. Teks atau kalimat dalam pokok pikiran yang merujuk pada rujukan tersebut ditandai dengan nama belakang dari penulis.
Contoh: Sejak tahun 1995 telah diperkenalkan konsep unified design provision pada peraturan beton di Amerika (ACI 318-1995) yang mengacu pada tulisan yang diajukan oleh Mast (1992). Dst. Selain itu, penggunaan nilai d (untuk beton bertulang) dan dp (untuk beton prategangan) juga menimbulkan beberapa ketidak-konsistenan dari
peraturan yang selama ini berlaku (Mast, 1992). Dst.
Pustaka acuan harus berupa bahan yang dipublikasikan dan atau mudah diakses informasinya oleh umum. Urutan penulisan daftar pustaka adalah sebagai berikut ini.
Untuk buku
1. Nama-nama penulis (semua nama penulis) 2. Tahun publikasi dalam kurung
3. Judul (dicetak italic untuk buku) dan edisi jika ada 4. Nama penerbit
Untuk jurnal:
1. Nama-nama penulis (semua nama penulis) 2. Tahun publikasi dalam kurung
3. “Judul” (dalam tanda petik)
4. Nama jurnal (italic)
5. Volume dan nomor jurnal 6. Nomor halaman
Untuk tulisan dalam jurnal, maka nama jurnal tersebut dicetak miring (italic), sedangkan untuk buku, maka judul bukunya yang dicetak italic, seperti contoh di bawah ini:
Arfiadi, Y. and Hadi, MNS. (2006). “Continuous bounded controller for active control of structures”. Computers and Structures, Vol. 84, 798-807.
Dewobroto, W. (2005). Aplikasi rekayasa konstruksi dengan Visual Basic 6.0 : analisis dan desain penampang beton bertulang sesuai SNI 03-2847-2002. PT. Elex Media Komputindo, Jakarta
Holland, J. H. (1992). Adaptation in natural and artificial systems. MIT Press, Mass.
Penulis 1, Penulis 2 dan Penulis 3 (2009). “Judul tulisan di jurnal”. Nama Jurnal (italic), Vol. v, hal. i – hal. xx. Penulis 1, Penulis 2 dan Penulis 3 (2009). Judul buku (italic). Penerbit, Kota Terbit.
Sarraf, M. And Bruneau, M. (1998). “Ductile sismic retrofit of steel deck-truss bridges, II: Design applications.”. J. Struct. Engrg., ASCE, 124(11), 1263-1271.
Soong, T. T. and Dargush, G. F. (1997). Passive energy dissipation systems in structural engineering. John Wiley & Sons, Chichester, England.
Seismosoft [2013] "SeismoStruct v6.5 – A computer program for static and dynamic nonlinear analysis of framed structures", available from http://www.seismosoft.com <<akses 7 April 2015>>
