Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats

## Studi  Analisis  Sambungan  Semi  Rigid  Balok  –  Kolom  Baja  Dengan  Modifikasi Friction Damper Dengan Metode Elemen Hingga
Susanto Hari Asmoro 1,* , Budi Suswanto 1
Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: susantohariasmoro.sha@gmail.com
Info Artikel Abstract
Diajukan                              28 Juli 2019
Diperbaiki                      2 Agustus 2019 Disetujui                        7 Agustus 2019
Keywords: friction damper, cyclic loading, T-stub, finite element method, steel connection
Beam  and  column  connections  are  one  of  the  elements  in  steel  frame  structure  that  are important  in  the  design  of  earthquake  resistant  building  construction.  The  semi-rigid connection regulated in the regulation allows connection of the structure to experience a slight rotation. Selection of the right connection is very necessary to ensure the occurrence of plastic joints in the beam area . This study discusses the behavior of T-Stub joint type steel connections equipped with  friction dampers  when given  cyclic loads using software based on ABAQUS 6.14 . This study will do modeling which then results will be compared from moment - rotation, rotational  stiffness  value  and  failure  mode  using  software  based  on  ABAQUS  6.14.  The modeling used I-Shaped welded plate for beam dimensions 135 × 270 × 6.6 × 10.2 mm and column  dimensions  260×200×  9×15  mm,  and  column  stiffness  thickness  10.2  mm.  The modelling was made in four types. Two type modelling for verification of previous research and the other two modelling are another modified connection. results of the modeling above when compared with the results of the experiments used do not have a significant difference ductility, Modelling with Hauch and Ribs more ductile better than modelling no Hauch and Ribs in connection. The most effective connection modelling was connection with equipped stifener like Hauch and Ribs. It is expected that all beam-column joint modeling with equipped friction damper can be used in earthquake resistant structures
Kata kunci: friction damper , pembebanan siklik, T-stub , finite element method , sambungan baja
Abstrak Sambungan balok dan kolom merupakan salah satu elemen dalam struktur rangka baja yang penting dalam desain konstruksi bangunan tahan gempa. Sambungan semi rigid yang diatur dalam peraturan memperbolehkan sambungan struktur untuk mengalami sedikit rotasi. Pemodelan yang digunakan welded plate I-Shaped untuk dimensi balok 135 × 270 × 6.6 × 10.2 mm dan dimensi kolom 260 × 200 × 9 × 15 mm, ketebalan pengaku kolom 10.2 mm.  Variasi  spesimen  dibuat  sebanyak  empat  jenis.  Dua  untuk  verifikasi  penelitian sebelumnya dan dua lainnya merupakan sambungan modifikasi. Hasil dari studi spesimen dan  pemodelan  memiliki  selisih  yang  tidak  terlalu  signifikan.  Ditinjau  dari  nilai daktilitasnya sambungan dengan tambahan hauch dan ribs lebih daktail bila dibandingan dengan dua model lainnya. Dari semua variasi pemodelan sambungan, sambungan yang dilangkapi dengan Hauch dan Ribs memiliki performa lebih baik. Dari semua pemodelan sambungan  balok  -  kolom  yang  dilengkapi  dengan friction  damper diharapkan  dapat digunakan pada struktur yang tahan gempa.

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan akan bangunan tahan gempa saat ini semakin tinggi  khusunya  pada  daerah  dengan  tingkat  resiko  gempa yang tinggi seperti wilayah di Indonesia. Indonesia merupa- kan negara dengan aktivitas kegempaan yang sangat tinggi. Menurut  United  States  Geological  Survey  -  National Earthquake  Information  Center  (USGS  -  NEIC),  tercatat untuk  wilayah  Kepulauan  Indonesia  dalam  rentang  waktu antara  tahun  1973  –  2009  terjadi  8.260  kejadian  gempa dengan magnituda M > 5,0 SR[1].
Pada Struktur baja sambungan merupakan titik kritis akan terjadinya awal kegagalan struktur akibat gempa. Kegagalan desain  sambungan  serta  besarnya  ketidakcocokan  antara
perilaku yang dianalisis dan perilaku aktual, akan membuat sambungan  memiliki  keterbatasan  kemampuan  dalam menerima  beban[2].  Sambungan  balok  dan  kolom  juga merupakan  area  yang  dapat  direncanakan  untuk  dapat semaksimal mungkin dapat mendisipasi energi gempa. Pada perencanaan sambungan balok dan kolom Full Strength pada umumnya direncanakan untuk terjadi leleh pada ujung balok tanpa mempertimbangkan efisiensi penggunaan bahan[3]. Pada  saat  ini,  Banyak  penelitian  berbasis  angka  tentang penggunaan  sambungan  baja Partial  Strength berdasarkan karakteristik  perilaku  sambungan  monotonic  yang  diberi beban siklik, baik secara teoritis maupun numerik. Meskipun sudah banyak penelitian dilakukan tetapi masih ada beberapa
masalah  yang  perlu  dilakukan  penelitian  lanjutan,  seperti karakterisasi  disipasi  energi  yang  dihasilkan  oleh  sambu- ngan,  penelitian  tentang  pengembangan  jenis  sambungan baru  yang  dapat  mendisipasi  energi,  atau  studi  kelayakan tentang  penggantian  sambungan  setelah  peristiwa  seis- mik[4].
Dari  latar  belakang  yang  dirangkum  secara  singkat  di atas,  dalam  rangka  mengatasi  kelemahan  desain  konven- sional khususnya yang sering terjadi pada sambungan balok dan  kolom  maka    penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengem- bangkan srategi desain sambungan Partial Strength dengan menggunakan T-Stub yang  dilengkapi  dengan friction damping .  Penelitian  yang  dilakukan  Piluso,  dkk,  yang bertujuan  untuk  membuat  pemodelan  sambungan  yang dilengkapi dengan redaman berupa gesekan antar pelat dan diaplikasikan pada  struktur baja agar mampu bertahan saat terjadi  peristiwa  seismik,  tanpa  adanya  kerusakan  struktur yang  ditimbulkan  khususnya  pada  kejadian  gempa  bumi yang  langka  sekalipun  dengan  bantuan  program  ABAQUS 6.14.
Penelitian  ini  nantinya  juga mempertimbangkan  adanya penggunaan  tambahan stiffner,  supplementary  web , Ribs serta haunch pada variasi pemodelannya disetiap sambungan balok  dan  kolom.  Untuk  parameter  lain  dari  tambahan stiffner, supplementary web , Ribs serta haunch pada variasi pemodelannya disetiap sambungan balok dan kolom sesuai dengan experiment yang dilakukan oleh Piluso, dkk. Dengan adanya  penelitian  ini,  diharapkan  dapat  mengetahui konfigurasi  mode  variasi  pemodelan  sambungan  balok– kolom  baja  semi  rigid/ partial  strength tertentu  yang  dapat menghasilkan  performa  struktur  baja  tahan  gempa  yang paling baik dan memenuhi syarat baik kuat maupun daktail pada bangunan untuk daerah gempa kuat.

## 2. Tinjauan Pustaka
Fungsi  sambungan  adalah  mengalihkan  gaya  momen internal  dari  satu  komponen  struktur  ke  komponen  lain sehingga  pembebanan  dapat  diteruskan  ke  pondasi[5]. Menurut  LRFD-A.2.2  jenis  sambungan  yang  dipakai  pada konstruksi baja dibedakan menjadi 3 (tiga) tipe:
1. Tipe terkekang penuh (fully restrained / FR) Sambungan  yang  memiliki  kontiunitas  penuh  sehingga sudut  pertemuan  antara  batang–batang  tidak  berubah, yakni  pengekangan  rotasi  sekitar  90  %  atau  lebih  dari yang diperlukan untuk mencegah perubahan sudut.
2. Tipe rangka sederhana (partially restrained / PR) Keadaan  ini  terjadi  jika  kekangan  rotasi  pada  ujung– ujung  batang  dibuat  sekecil  mungkin.  Biasanya  rangka sederhana dianggap terjadi jika sudut awal antara batang –batang  yang  berpotongan  dapat  berubah  sampai  80%
atau  lebih  dari  jumlah  perubahan  sudut  yang  secara teoritis jika digunakan sambungan berengsel bebas. 3. Tipe Rangka Setengah Kaku Rangka setengah kaku terjadi jika kekangan rotasi kira– kira antara 20% hingga 90% dari yang diperlukan untuk mencegah perubahan sudut relatif.
Pada  umumnya,  kurva  momen-rotasi  dari  sebuah sambungan  dapat  memberikan  beberapa  sifat  atau karakteristik  seperti  kekakuan  dari  sebuah  sambungan diidentifikasi  dari  kemiringan  kurva,  perilaku  sambungan pada umumnya adalah non-linier, dimana kekakuan menurun sedangkan  rotasi  meningkat.  Secara  teori,  kekakuan  awal mempunyai  angka  yang  sama  dengan  kekakuan  setelah dibebani,  kekakuan  dari  titik  kumpul  adalah  indikasi  dari nilai momen kapasitas yang dapat diambil dari nilai tertinggi pada  kurva  momen–rotasi.  Pada Gambar  1 ,  daktilitas meningkat  seiring  meningkatnya  rotasi.  Daktilitas  dari sambungan adalah indikasi dari kapasitas rotasi yang didapat dari titik kumpul sebelum terjadi kehilangan kekuatan secara signifikan.  Sebuah  sambungan  dapat  dinyatakan  ductile (elastis) jika memenuhi syarat bahwa rotasi yang terjadi lebih besar  dari  0.03  radians.  Pada Tabel  1 juga  dimodelkan beberapa tipe sambungan yang meliputi, simple connection, rigid dan semi-rigid.
T-Stub pada sambungan kolom dan balok T-Stub terbentuk  dari  potongan  setengah  profil  baja  I. Bagian sayap dari T-Stub di baut dan bagian badan dari T- Stub dikenakan kekuatan Tarik atau tekan (gambar 2). Ada dua  mekanisme  kegagalan  dari  T-Stub,  yaitu  kegagalan akibat  dari  ketebalan T-stub dan  kegagalan  dari  sayap[6]. Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Piluso,  dkk,  ( T-stub yang  terletak  pada  sayap  bagian  atas  pada  balok  dapat dijadikan  sebagai  pusat  rotasi  yang  bertujuan  untuk mencegah  kerusakan  elemen  sambungan  lain  dan  ketika bagian  sayap  bawah  pada  balok  dipasang friction  damper dengan  tumpuannya  terletak  pada T-Stub ,  menghasilkan kapasitas rotasi dan disipasi energi pada sambungan tersebut.
Gambar 1 . Kurva momen – rotasi (M-Ø)
Momen Rotasi
Tabel 1. Tipe Model Sambungan
Momen of global analysis Classification of joint Elastic Nominally pinned rigid semi-rigid rigid-plastic Nominally pinned full- strength partial-strength elastic-plastic Nominally pinned rigid and full- strength semi rigid and partial strength semi rigid and full strength rigid and partial strength Type of joint model simple continuous semi-continuous
Sumber: Latour, Piluso, et al, 2018[15]
Terdapat  beberapa  macam  kegagalan  pada  baut  dengan sistem sambungan T-Stub (Gambar  2)[7]. Pada mekanisme kegagalan  yang  pertama  yakni  kegagalan  yang  timbul dengan terdapat empat sendi plastis.
Gambar 2 . T-Stub Pada Sambungan Balok-Kolom
Dua  terletak  pada  ujung  baut,  yang  disebabkan  oleh bending momen akibat dari gaya Tarik/ force (F) (persamaan 1).  Pada  sisi  sambungan  sayap  dan  badan  tetap  dalam keadaan  plastis.  Pada  mekanisme  kegagalan  yang  kedua adalah terdapat dua sendi plastis yang terletak pada sambu- ngan  sayap  dan  badan  serta  rusaknya  dari  baut  sebagai pengikat sambungan (persamaan 2). Pada mekanisme kega- galan yang ketiga yakni adanya kegagalan pada sambungan baut. Sehingga pada mekanisme ini tidak terdapat kekuatan Tarik/ force (F),  sehingga  sambungan  plat  benar  dalam keadaan terlepas (persamaan 3)[8].
(1) (2) (3)
Pengaruh  Sistem Friction  dampers Terhadap  Beban Siklik
Redaman  adalah  suatu  proses  dimana  sistem  struktur mendisipasi  dan  menyerap  energi  yang  masuk  ke  dalam bangunan  dari  eksitasi  eksternal.  Karena  itu  peredam (damper) mengurangi penambahan energi regangan dan res- pon  dari  sistem,  terutama  kondisi  dimana  mendekati  reso- nansi  dimana  peredam  mengontrol  respon.  Besarnya  nilai redaman  tergantung  dari beberapa  faktor  seperti  amplitudo getaran, material konstruksi, periode getaran, mode shapes , dan konfigurasi struktur[9].
Ada beberapa jenis perangkat kontrol pasif dan peredam. Friction  dampers pasif  menggunakan  gesekan  Coulomb untuk  mendisipasi  energi  yang  masuk  akibat  gempa.  Alat redaman  ini  telah  digunakan  secara  luas  dalam  berbagai proyek  perkuatan  di  seluruh  dunia,  karena  biayanya  yang rendah  dan  kinerja  yang  baik.  Selain  itu, Passive  dampers adalah  bentuk  yang  paling  lama  dan  umum  digunakan. Passive dampers biasanya ditempatkan pada cross bracing diantara  dua  lantai  yang  berdekatan. Passive  dampers menggunakan  perpindahan  dari  lantai  untuk  menghasilkan gaya redaman pada bangunan.
Tidak  seperti  perangkat  aktif  dan  semi-aktif,  perangkat pasif  tidak  dapat  merubah  sifat  redamannya  berdasarkan respon dari struktur dan karena itu tidak memerlukan sumber energi listrik atau kontrol algoritma untuk beroperasi. Tanpa peralatan sensor atau komputasi, perangkat pasif umumnya yang paling ekonomis dan paling banyak digunakan. Sejak awal tahun 1970 berbagai jenis perangkat disipasi telah diuji dan digunakan. Perangkat ini dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori: peredam viskos dan viskoelastik ( viscous and viscoelastic dampers ), peredam  metalik ( metalic dampers ), dan peredam gesekan ( friction dampers )[10].
Dengan  menggunakan bracing maka  defleksi  bangunan berkurang  seiring  dengan  meningkatnya  kekakuan  tetapi sebaliknya  gaya  geser  dasar  menjadi  lebih  besar  karena kekakuan bangunan yang meningkat[11]. Selain itu dengan adanya  penempatan friction  damper pada  sambungan  – sambungan balok dan kolom rangka baja baik desain Momen Resisting  Frames dapat  mendisipasi  energi  gempa  lebih besar serta mengurangi kerusakan dari elemen–elemen sendi plastis  pada  struktur  baja  khusunya  pada  balok,  sehingga retrofit akibat  dari  gempa  yang  berulang  tidak  banyak diperlukan.  Permukaan  pelat  bantalan  gesekan  juga merupakan faktor penting dalam mendisipasi energi gempa terutama  yang  mempunyai  nilai  koefisien  gesekan  yang tinggi.  Dengan  nilai  koefisien  gesekan  yang  tinggi  dapat mengurangi dimensi ukuran dari pelat bantalan gesekan[13]. Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Piluso,  dkk  dengan tujuan untuk mengamati adanya lima jenis permukaan yang
berbeda  pada  gesekan  pelat.  Menghasilkan  nilai  koefisien gesekan  statis  dan  dinamis  pada  setiap  jenis  bantalan redaman ( Tabel 2 ).
Tabel 2. Nilai Koefisien Gesekan Spesimen Interface µ static µ dynamic Steel on Steel 0.173 0.351 Brass on Steel 0.097 0.200 M0 on Steel 0.254 0.254 M1 on Steel 0.201 0.201 M2 on Steel 0.158 0.180 Sumber: Latour, Piluso, et al, 2018[15]

## 3.  Metode
Pemodelan  dilakukan  dengan  membuat  sambungan balok-kolom  lengkap  dengan  friction  damping  dengan menggunakan  alat  bantu  software  Abaqus  6.13.  Model  ini dibuat  berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Latour, Piluso, dan Rizzano[15], yang mengacu pada spesimen sam- bungan  balok  dan  kolom  yang  dilengkapi  dengan single friction  damping dan  T-Stub tanpa haunch. Adapun  set-up test  yang digunakan  dalam  penelitian  tersebut  seperti  yang terlihat pada Gambar 3 dan 4 . Set-up tes ini akan kembali dimodelkan  dalam  penelitian  ini  sebagai  dasar  untuk pemodelan berikutnya. Pada analisa dengan program bantu ABAQUS, sambungan dimodelkan sebagai berikut:
a. Sambungan T-Stub dimodelkan  dengan  dua  pelat terpisah yang disambung dengan baut, dalam ABAQUS sambungan ini dinamakan Tie-constrain .
b. Tipe  kontak  antara  baut  dengan  pelat  dimodelkan dengan  tipe friction pada  program  ABAQUS  pada modul interaction c. Sambungan  profil T-Stub dan L-Stub ke  balok dimodelkan  menggunakan surface  control pada program ABAQUS
d. Mur dimodelkan langsung menyatu dengan baut
e. Pemodelan  kontak  antara  baut  dengan  pelat  berupa gesekan
f. Bantalan  redaman/Pad  tidak  dimodelkan  hanya  saja permukaan  pelat T-Stub atau L-Stub diberikan hard contact dengan  diberikan  koefisien  gesekan  sesuai dengan penelitian experimental Piluso.

## Material Properties:
Perkiraan dimensi awal dari elemen eleman struktur pada gedung, penentuan bahan, dan material struktur, dan meren- canakan dimensi profil yang akan digunakan.
Profil Kolom : Profil HEB 200 (BJ 41) : fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa Profil Balok : Profil IPE 270 (BJ 41) : fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa Baut : Baut Mutu Tinggi
: fy = 995 Mpa ; fu = 1160 Mpa Profil T-stub, L-stub, Stiffener, Supplementary Web (BJ 41)
: fy = 250 Mpa ; fu = 410 Mpa
Gambar 3. Variasi sambungan TSJ-1 Sumber: Pemodelan Penelitian
Gambar 4. Variasi sambungan TSJ-H
Sumber: Pemodelan Penelitian

## Pembebanan
Pembebanan  dilakukan  berdasarkan  penelitian  yang dilakukan  Latour,  Piluso,  dan  Rizzano  dalam  jurnal Experimental  analysis  of  beam-to-column  joints  equipped with sprayed aluminium friction dampers di tahun 2018[15]. Adapun pembebanan yang diberikan secara aktuator hidrolik dengan  dua  cara  berbeda.  Cara  pertama  dengan  penerapan under force control , yaitu dengan memberikan beban aksial pada  kolom  sebesar  30%  dari  beban  ultimatenya.  Kedua pembebanan  akuator  hidrolik  digunakan  untuk  mengontrol under  displacement pada  ujung balok  dari keadaan  semula agar  mendapatkan  perpindahan  yang  direncanakan.  Untuk menghindari  adanya  tekuk  lateral  akibat  torsi  pada  balok,
Balok IPE 270 Kolom HEB 200 F = 250 kN Balok IPE 270 Kolom HEB 200 F = 250 kN 14 60 2000 2000 14 60
maka  digunakan  rangka  baja  yang  dirancang  secara horisontal sebagai penjepit dari balok yang diuji agar tidak terjadi  perpindahan  lateral. Pembebanan didefinisikan sebagai  simpangan  sudut  yang  terjadi  sesuai  dengan peraturan pengujian yang terdapat pada AISC.
Gambar 5. Sistem Pembebanan

## Validasi Hasil Pembebanan:
Kontrol  terhadap  pemodelan  dilakukan  dengan  cara perbandingan terhadap hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, dengan cara pemodelan dengan program abaqus yang serupa dengan penelitian Latour, Piluso, dan Rizzano pada  tahun  2018[15],  pada  specimen  TSJ-SA300-320- CYC12 dan TSJ-SA300-320-CYC13. Seperti yang diharap- kan,  atas  dasar  kriteria  desain  yang  dipakai,  di  semua pengujian  eksperimental  belum  ada  kerusakan  komponen sambungan  yang  signifikan,  tetapi  kerusakan  hanya  terjadi pada pemakaian bantalan gesekan . Pada nilai kekuatan yang rendah,  sambungan  menunjukkan  perilaku  elastis  yang ditandai  dengan  kekakuan  awal  yang  tinggi.  Khususnya, dalam  kasus  TS-H-SA300-260-CYC13  saat  awal  terjadi kekakuan  lebih  tinggi  karena  adanya  peningkatan  momen akibat  dari pemakaian haunch . Ketika tekanan terjadi pada ujung balok kantilever mempunyai nilai yang sama dengan besar  nilai  rencana  momen  lentur  dibagi  dengan  panjang balok, pada saat ini mulai terjadi slippage peredam gesekan ( Gambar  17-18 ).  Setelah  selip  pertama,  respons  histeresis menandakan  siklus  untuk  semua  loading/unloading  yang mendekati bentuk jajaran genjang dengan sedikit perubahan penurunan  karena  jumlah  siklus  pembebanan  yang meningkat dari awal ( Gambar 19 ).
Ciri  yang  paling  penting  dari  hasil  penelitian  adalah sambungan  dengan friction  damper hal  itu  mampu  mem- berikan  kapasitas  tinggi  disipasi  dan  memiliki  nilai  rotasi yang sesuai dengan peraturan yang tertera pada Eurocode 8 untuk kerangka yang memiliki daktilitas tinggi. Selanjutnya, sangat  penting  untuk  digaris  bawahi  pada  penelitian didapatkan hasil kekuatan lentur balok yang lebih besar dari
nilai  resistensi  plastis  dari  sambungan  balok,  sehingga penelitian  diperoleh  hasil  tanpa  mengakibatkan  kerusakan pada ujung balok.

## Modifikasi Pemodelan
Pemodelan  serupa  dilakukan  kembali  dengan  beberapa perubahan dan modifikasi, sehingga menjadi langkah selan- jutnya dalam pengerjaan keseluruhan penelitian ini. Tabel 3 adalah  rencana  Identifikasi  Material  pemodelan Friction damper yang  diterapkan  pada  sambungan  balok  kolom dengan variasi sambungan yang berbeda
Tabel 3. Identifikasi Material
Jenis elemen Profil Fy fu Ukuran Section (mm) (Mpa) (Mpa) b h tw tf t Kolom HEB 250 410 200 500 10 16 - Balok Atas IPE 250 410 199 446 8 12 - Stiffner Plate 250 410 91 182 - - 10 T-Stub T 250 410 200 375 20 25 10.2 Internal angel L 250 410 200 375 20 25 10.2 External angel L 250 410 200 375 20 25 10.2 Suplementary web plate Plate 250 410 91 114 - - 10 Ribs Plate 250 410 - - - - 6.6
Sumber: Latour, Piluso, et al, 2018[15]

## Karakteristik Model
Spesimen  yang  akan  dimodelkan  terdiri  dari  dua spesimen  (TSJ-1  dan  TSJ-H)  sebagai  verifikasi  penelitian Piluso  dkk,  serta  dua  pemodelan  berikutnya  adalah  hasil modifikasi  sambungan  dua  pemodelan  sambungan  sebe- lumnya (TSJ-3 dan TSJ-H) ( Gambar 6 dan 7 ).
Gambar 6. Variasi sambungan TSJ-3

## Analisa Metode elemen Hingga
Analisa  metode  elemen  hingga  akan  dilakukan  untuk memodelkan sambungan balok dan kolom yang  dilengkapi dengan  friction  damping  dalam  bentuk  3  dimensi.  Dalam analisa  ini  juga  akan  dilihat  mekanisme  sendi  plastis  dan kerusakan yang terjadi pada elemen. Sehingga gambaran dari
P,Δ
Balok IPE 270
Kolom HEB 200 14 60
perilaku  dan  kemampuan  elemen  dalam  menerima  beban dapat diketahui. Analisa metode elemen hingga ini dilakukan dengan  program  bantu  ABAQUS.  Berikut  ini  merupakan prosesnya sebagai berikut:
1. Analisa Kapasitas Friction damper pada sambungan Kemampuan Friction  damper pada  sambungan  sistem rangka  dalam  menerima beban  yang  didapatkan  setelah melakukan  pembebanan  siklik,  mulai  dari  pembebanan pertama, saat mencapai kekuatan leleh maupun kekuatan ultimate .
Gambar 7. Variasi sambungan TSJ-R

## 2. Kurva Histeresis
Hasil  analisa  numerik  yang  ditampilkan  dalam  kurva beban- displacement akan  ditampilkan  data  yang didapatkan  selama  proses  pembebanan  berlangsung, khususnya  pembebanan  siklik.  Kurva  ini  akan memperlihatkan  kenaikan  atau  penurunan displacement seiring  dengan  pembebanan  yang  dikenakan  pada sambungan yang  dimodifikasi Friction  damper pada sambungan.
3. Perilaku Boundary Elemen
Efek  yang  dihasilkan  pada  portal  di  sekitar  sambungan balok - kolom yang dimodifikasi Friction berupa bentuk dan besarnya deformasi.
4. Daktilitas Hubungan antara simpangan ultimate dengan simpangan waktu  leleh  awal.  Dalam  setiap  varian  perilaku  yang dikenakan  pada  sambungan  balok  –  kolom yang dimodifikasi Friction  damper ,  akan  diambil  nilai tegangan  dan  regangan  dan  diambil  pada  tempat  yang sama, sehingga dapat menghasilkan nilai yang valid.
5. Pola  Kegagalan  sambungan  balok  –  kolom yang dimodifikasi dengan Friction damper
Perilaku  struktur  selama  pembebanan  berlangsung,  dan besarnya  deformasi  pada  setiap  tahap  pembebanan.  Dalam
setiap proses pembebanan, elemen struktur akan mengalami deformasi. Nilai dalam proses pembebanan ini akan dicatat sehingga performa terbaik elemen struktur dapat direncana- kan untuk dicapai.

## 4. Hasil dan Analisa Verifikasi Hasil FEM Dengan Hasil Eksperimen
Sebelum  studi  parametrik  dilakukan  maka  perlunya pembuktian  (Verifikasi)  hasil  dari  model finite  elemen (ABAQUS). Untuk  memvalidasi keakuratan hasil pemode- lan dengan program bantu finite element, dilakukan perban- dingan  hasil  kurva  Momen  –  Rotasi  dari  hasil  pemodelan setiap variasi pemodelan pada tesis ini ( Tabel 4 dan 5 ).
Gambar 8 . Perbandingan Hyteresis Loop Eksperimen dengan Pemodelan Tipe TSJ-1 Sumber: Hasil Analisis
Gambar 9 . Perbandingan Hyteresis Loop Eksperimen dengan Pemodelan Tipe TSJ-H
Sumber: Hasil Analisis
Gambar 9 menunjukkan distribusi tegangan yang terjadi akibat  beban  siklik  pada  model  sambungan  tipe  TSJ-1 dengan  step  berturut  –  turut  step  109,  dan  step  147.  Nilai tegangan  maksimum  dari  spesimen  ini  mencapai  397.864 MPa saat displacement mencapai 91.2731 mm yang terjadi pada pusat rotasi dari sambungan (gambar dengan lingkaran berwarna merah) pada step 147.
P,Δ Balok IPE 270 Kolom HEB 200 Momen (kN-m)
Momen (kN-m)
Tabel 4 . Verifikasi Variasi TSJ-1 No Variasi Momen-Rotasi Mmax (KNm) Ꝋ (rad) 1 Eksperimen TSJ-1 171.64 0.022 2 Pemodelan TSJ-1 163.20 0.060 Selisih 8.44 -0.048 Sumber: Hasil Analisis Tabel 5 . Verifikasi Variasi TSJ-1 No Variasi Momen-Rotasi Mmax (KNm) Ꝋ (rad) 1 Eksperimen TSJ-H 195.58 0.01 2 Pemodelan TSJ-H 225.742 0.049 Selisih 30.1620 -0.055 Sumber: Hasil Analisis Distribusi Tegangan akibat Beban Siklik
Gambar 10. Distribusi tegangan TSJ-1
Sumber: Hasil Analisis
Gambar  10 menunjukkan  distribusi  tegangan  yang terjadi akibat beban siklik pada model sambungan tipe TSJ- 1 dengan step berturut – turut step 199, dan step 205. Nilai tegangan  maksimum  dari  spesimen  ini  mencapai  419.8610 MPa saat displacement mencapai 94.7008 mm yang terjadi pada pusat rotasi dari sambungan (gambar dengan lingkaran berwarna merah) pada step 205.
Gambar 11 , menunjukkan distribusi tegangan dan mode kegagalan  awal  yang  terjadi  pada  model  sambungan  tipe TSJ-3 terjadi pada L-Stub yang menempel pada web balok. Bagian yang mengalami leleh berikutnya adalah permukaan kontak  antara  L-Stub  dan  badan  balok  serta  baut  pengait keduanya.
Gambar 10. Distribusi tegangan TSJ-H
Gambar 11. Distribusi tegangan TSJ-3
Sumber: Hasil Analisis
Gambar 12 , menunjukkan distribusi tegangan dan mode kegagalan yang terjadi pada model sambungan tipe TSJ-R. Bagian  awal  yang  mengalami  leleh  terlebih  dahulu  adalah Haunch bagian  yang  menempel  pada  balok.  Kemudian bagian  yang  lelh  berikutnya  adalah flange balok  bagian friction  damper yang  kemudian  diikuti  oleh  baut–baut pengait pada L-Stub dan Flange baloknya.
Gambar 12. Distribusi tegangan TSJ-R
Sumber: Hasil Analisis
Rotasi (rad)

## Daktilitas
Faktor daktilitas struktur gedung (µ) adalah rasio antara simpangan ultimit dan simpangan pada saat terjadinya leleh pertama. Nilai daktilitas dari setiap spesimen perlu menjadi perhatian dalam mempertimbangkan pemilihan penggunaan metode  yang  tepat  dalam  penerapannya  pada  gedung bertingkat.  Nilai  daktilitas  yang  tinggi  akan  sangat  terasa manfaatnya  bila  diterapkan  pada  gedung  di  daerah  dengan nilai beban lateral yang tinggi. Hasil Analisa dari masing – masing pemodelan dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 6. Daktilitas No  Spesimen Simpangan saat Daktilitas Leleh Pertama Ultimate 1 TSJ-1 33.670 91.273 2.711 2 TSJ-H 13.227 94.701 7.160 3 TSJ-3 23.339 95.096 2.075 4 TSJ-R 34.6369 95.895 4.176 Sumber: Hasil Analisis
Dari Tabel  6 terlihat  bahwasannya  tambahan haunch pada spesimen TSJ-H dan penggunaan Ribs pada pemodelan TSJ-R pada sambungan balok dan kolom mampu menambah nilai daktilitas bilamana diterapkan pada struktur baja .

## Envelope curve
Envelope curve terdiri dari beban puncak siklus pertama dari  masing-masing  siklus  pembebanan  lateral  bolak-balik. Displacement arah  positif  menghasilkan envelope  curve positif  sedangkan  displacement  negatif  menghasilkan envelope curve negatif. Kurva hasil perbandingan beban dan displacement dapat dilihat pada Gambar 13 . Hasil tersebut menunjukkan bahwa variasi  TSJ-3   mengalami pencapaian beban  lateral  maksimum  tekan  dan  tarik  serta  penurunan beban tekan dan tarik yang sama, bila dibandingkan variasi sambungan  TSJ-R.  Hal  ini  terjadi  dikarenakan  variasi sambungan  TSJ-R  mengalami  retakan  awal  pada  sayap bagian balok yang kemudian diteruskan dengan retakan yang terjadi  pada T-Stub sehingga  sampai  pada  titik  terjadi buckling  pada  tiap  siklus  pembebanan  secara  berurutan. Berbeda dengan spesimen TSJ-3 yang tidak mengalami retak pada panel zone dikarenan adanya penambahan L-Stub Web yang digunakan sebagai pusat rotasi.

## Disipasi energi
Grafik energi disipasi setiap siklus pembebanan disajikan pada Gambar 14 - 17 . Grafik perbandingan energi disipasi variasi  sambungan  TSJ-3  dan  TSJ-R  terlihat  pada  setiap variasi  cenderung  meningkat  setiap  adanya  peningkatan beban,  tetapi  untuk  setiap  siklus  pengulangan  pada  setiap level  beban  yang  sama  besarnya  energi  disipasi  cenderung
menurun.  Adapun  energi  disipasi  atau  hysteretic  energy menggambarkan  kemampuan  spesimen  untuk  mendisi- pasikan  beban  yang  bekerja  pada  benda  uji  tersebut. Besarnya  energi  disipasi  dihitung  berdasarkan  besarnya luasan kurva yang dibentuk dari satu siklus lengkap (positif dan negatif). Besarnya energi disipasi dihitung berdasarkan pendekatan numerik dengan cara menghitung luasan tiap pias pada siklus positif dan negatif.
Gambar 13. Envelope curve TSJ-3 dan TSJ-R Sumber: Hasil Analisis
Gambar 14. Hysteretic curve TSJ-1 Sumber: Hasil Analisis
Gambar 15. Hysteretic curv e TSJ-H Sumber: Hasil Analisis
-20000 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 20000 -120 -70 -20 30 80 Be ba n La te ra l ( K N ) Displacement ( mm ) TSJ-3 TSJ-R 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 0 20 40 60 80 100 H E (K N m ) Dsplacement ( mm ) TSJ-1 arah beban tekan TSJ-1 arah beban tekan 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 0 20 40 60 80 100 H ys te re tic E ne rg y (K N m ) Displacement ( mm )
TSJ-H arah beban tekan TSJ-H arah beban tarik
Gambar 16. Hysteretic curve TSJ-3 Sumber: Hasil Analisis
Pada Gambar 14 dan 15 menunjukkan bahwa spesimen variasi  TSJ-H  memiliki potential  energy lebih  besar dibandingkan dengan variasi TSJ-1. Model TSJ-R mengha- silkan  nilai Histeretic energi  yang  lebih  besar  bila dibandingkan  dengan  TSJ-3.  Hal  ini  juga  masih  berkaitan dengan  serapan  energi  yang  dialami  oleh  setiap  spesimen terhadap  beban  luar  yang  bekerja  untuk  setiap  siklusnya untuk  melihat  kestabilan  system  struktur  pada  level perpindahan maksimum,  ACI 374.1-05 mensyaratkan rasio energi disipasi pada siklus terakhir pada pembebanan siklik tidak boleh kurang dari 1/8 (0.125).
Gambar 17. Hysteretic curve TSJ-R Sumber: Hasil Analisis
Gambar 18 . Hyteresis Loop Eksperimen dengan Pemodelan Tipe TSJ-3 Sumber: Hasil Analisis
Pada  gambar  18  dan  19  di  atas  menunjukkan  bahwa spesimen variasi TSJ-R memiliki luasan kurva momen rotasi yang  lebih  besar  bila  dibandingkan  dengan  TSJ-3.  Hal  ini menyebabkan potential  energy lebih  besar  dibandingkan dengan  variasi  TSJ-3.  Penambahan Ribs pada  sambungan balok – kolom juga menambah tingkat kekakuan dari model TSJ-R,  hal  ini  terlihat  dari  rotasi  yang  dihasilkan  kecil dengan  nilai  momen  yang  dihasilkan  cukup  tinggi.  Kurva hysteresis loop antara TSJ-3 dan TSJ-R berbeda dikarenakan adanya  awal  terjadinya  leleh  hingga  saat  terjadinya kegagalan pada sambungan balok dan kolom.
Gambar 19 . Hyteresis Loop Eksperimen dengan Pemodelan Tipe TSJ-R
Sumber: Hasil Analisis
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 0 20 40 60 80 100 H ys te re tic E ne rg i ( KN m ) Displacement (mm) arah beban tekan arah beban tarik 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 0 20 40 60 80 100 H is te re tic E ne rg y (k nm m ) Displacement (mm) TSJ-3 arah beban tekan TSJ-3 arah beban tarik
-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 M om en (k nm ) Rotasi (rad) -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 - 0 . 1 - 0 . 0 5 0 0 . 0 5
0 . 1
M O M EN (K N M )) ROTASI  (RAD)
Pada  gambar  18  dan  19  di  atas  menunjukkan  bahwa spesimen variasi TSJ-R memiliki luasan kurva momen rotasi yang  lebih  besar  bila  dibandingkan  dengan  TSJ-3.  Hal  ini menyebabkan potential  energy lebih  besar  dibandingkan dengan  variasi  TSJ-3.  Penambahan Ribs pada  sambungan balok – kolom juga menambah tingkat kekakuan dari model TSJ-R,  hal  ini  terlihat  dari  rotasi  yang  dihasilkan  kecil dengan  nilai  momen  yang  dihasilkan  cukup  tinggi.  Kurva hysteresis loop antara TSJ-3 dan TSJ-R berbeda dikarenakan adanya awal terjadinya leleh hingga saat terjadinya kegaga- lan pada sambungan balok dan kolom.

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan  pembahasan  dari  hasil  analisa  yang  telah dilakukan,  maka  kesimpulan  yang  dapat  diambil  adalah sebagai berikut:
1. Perilaku yang dihasilkan dari spesimen variasi TSJ-1 dan TSJ-H  untuk  eksperimental  dan  ABAQUS  memiliki mode kegagalan yang hampir sama. Dimana variasi TSJ- 1 terjadi kegagalan pada baut dan TSJ-H terjadi buckling pada panel zone dan patah pada baut. Namun jika diban- dingkan  dari  segi  performa,  untuk  distribusi  tegangan variasi  TSJ-H  memiliki  performa  yang  lebih  baik  dari variasi TSJ-1 karena dengan adanya penambahan haunch . Penambahan haunch akan mengalami tingkat kegagalan lebih sedikit dibandingkan tanpa haunch . 2. Adapun hasil dari beban lateral dan displacement, dimana beban  lateral  maksimal  untuk  spesimen  TSJ-1  sebesar 111.78  KN  pada  displacement  91.2731  mm,  dan  untuk spesimen  TSJ-H  sebesar  160.71  KN  pada  displacement 94.70 mm, TSJ-3  sebesar 145.93 KN pada displacement 95.096 mm, dan untuk spesimen TSJ-R sebesar 97.74 KN pada  displacement  95.89  mm.  Ini  menunjukkan  bahwa kapasitas beban lateral spesimen TSJ-H lebih besar dari kapasitas  beban  spesimen  untuk  variasi  yang  lainnya. Dari hasil tersebut terlihat bahwa spesimen TSJ-H lebih daktail bila dibandingkan dengan spesimen lainnya.
3. Perbandingan energi disipasi pada spesimen TSJ-1, TSJ- H, TSJ-3, dan TSJ-R terlihat pada tiap spesimen cende- rung meningkat setiap adanya penambahan beban. Pada semua spesimen yang dianalisis, spesimen TSJ-H memi- liki  potential  energi  lebih  besar  dibandingkan  spesimen yang  lainnya  yakni  sebesar  101679.81  KNmm  disusul dengan spesimen TSJ-3 sebesar 98769.8 KNmm, TSJ-R sebesar  93732.27  KNmm  dan  TSJ-1  sebesar  84361.66 KNmm.
4. Dari semua variasi sambungan penggunaan Hauch pada variasi berpengaruh terhadap peningkatan performa dari sambungan balok dan kolom.
5. Nilai momen – rotasi pada eksperimental dan pemodelan pada setiap spesimen tidak jauh berbeda. Untuk spesimen
TSJ-1 sebesar 171.64 KNm, pada eksperimental momen sebesar  163.20  KNm  sehingga  selisihnya  sebesar  8.44 KNm.  Untuk  spesimen  TSJ-H  sebesar  225.742  KNm, pada  eksperimental  momen  sebesar  195.58  KNm sehingga  selisihnya  sebesar  30.1620  KNm.  Untuk  nilai rotasi pada spesimen TSJ-1 sebesar 0.022 rad dan pada eksperimental  sebesar  0.065  rad  dengan  selisih  sebesar 0.048  rad.  Untuk  nilai  rotasi  pada  spesimen  TSJ-H sebesar  0.049  rad  dan  pada  eksperimental  sebesar  0.01 rad dengan selisih sebesar 0.055 rad.

## Daftar Pustaka
[1] Billina,  “Studi  Komparasi  Isolasi  Dasar  High Damiping  Rubber  Bearing  dan  Friction  Pendulum System  pada  Bangunan  Beton  Bertulang,” J.  Tek. Sipil, vol. 3, no. 3, 2017.
[2] R.  L.  M.  D’Aniello,  R.  Tartaglia,  S.  Costanzo, “‘Seismic  design  of  extended  stiffened  end-plate joints in the framework of Eurocodes,’” Seism. Des. Ext.  stiffened  end-plate  joints  Framew.  Eurocodes , vol. 512–527, no. J. Constr. Steel Res. 128 (January 2017), 2017.
[3] A.  B.  Francavilla,  M.  Latour,  V.  Piluso,  and  G. Rizzano,  “Design  of  full-strength  full-ductility extended end-plate beam-to-column joints,” J. Constr. Steel Res. , vol. 148, pp. 77–96, 2018.
[4] M. E. Lemonis, “Steel moment resisting frames with both  joint  and  beam  dissipation  zones,” J.  Constr. Steel Res. , vol. 147, pp. 224–235, 2018.
[5] W.  Adiyatma,  I.  Yasin,  and  Z.  F.  Haza,  “Analisis Sambungan  Gesesr  Balok  Baja  dan  Kolom  Baja dengan Plat dan Baut Menggunakan Metode Elemen Hingga,” vol. 82051, p. 82051.
[6] L.  Dai,  X.  Zhao,  and  K.  J.  R.  Rasmussen,  “Cyclic performance  of  steel  storage  rack  beam-to-upright bolted  connections,” J.  Constr.  Steel  Res. ,  vol.  148, pp. 28–48, 2018.
[7] R.  Leon  and  J.  Swanson,  “Tests  On  Steel  T-Stub Connections,” Proc.  12th  World  Conf.  Earthq.  Eng. Auckland, New Zeal. , no. 1, p. 8, 2000.
[8] P. Barata and A. Santiago, “Experimental Behaviour of  T-Stub  Joint  Component  at  Elevated,”  no.  April 2014, 2013.
[9] F. Danesh and E. Mohammadrezapour, “Experimental Investigation of T-Stub Link-to-Column Connections in Eccentrically Braced Frames,” Int. J. Steel Struct. , vol. 18, no. 2, pp. 486–495, 2018.
[10]  K. Weynand and J.-P. Jaspart, “Design of Structural Steel Joints Design of Structural Steel Joints,” 2014.
[13]  R. Soltani and D. E. Kerdal, “Behaviour of elementary bolted steel T-stub connections: An evaluation of EC3
design procedure,” Turkish J. Eng. Environ. Sci. , vol.
35, no. 1, pp. 1–20, 2011.
[14]  G. R. V. Piluso, “Random material variability effects on full-strength end-plate beam-to-column joints,” , J. Constr. Steel Res. vol. 5, no. 658–666, 2007.
[15]  M. Latour, V. Piluso, and G. Rizzano, “Experimenteal Analynis  of  Beam-to-Column  Joints  Equipped  with Sprayed  Aluminium  Friction Dampers,” ,  J.  Constr.
Steel Res. vol. 146, pp. 33–48, 2018.