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

## Studi Numerik Terhadap Kinerja Serta Perilaku Elemen Web-Bolted Replaceable Link Pada Eccentrically Braced Frames
Aulia Indira Kumalasari 1,* , Budi Suswanto 1 , Hidajat Sugihardjo 1
Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1,
Koresponden*, Email: auliaindira09@gmail.com
Info Artikel Abstract
Diajukan                  17 Desember 2019
Diperbaiki                    30 Januari 2020 Disetujui                      30 Januari 2020 Keywords: web-bolted link, replaceable link, diagonal stiffeners, hysteretic curve, pinching effect.
Eccentrically Braced Frame (EBF) restricts the inelastic behavior only occur at the link beam while the other element remains elastic after subjected into lateral load. Occasionally, over- designed link happens because it is designed integrated with the beam floor that has to resist substantial forces. Five web-bolted links were modelled numerically. The link specimens were assembled back-to-back from two C-channel section. Both ends of the C-channel were clamped on the floor beam and connected with 1 inch A490 bolts. Cyclic load was given to the specimens and its behavior were observed. From the analysis can be observe that additional web stiffener plate  provided  could  resist  larger  shear  force.  Pinching  effect  could  be  observed  from  the hysteretic curve due to ovalize that happened at the bolt hole as a consequence of cyclic load.
Kata kunci: link dengan sambungan baut, replaceable link , diagonal stiffeners , kurva histerisis, efek pinching
Abstrak
Rangka  berpegaku  eksentrik  mensyaratkan  untuk  membatasi  perilaku  inelastis  hanya terjadi pada balok link sedangkan elemen lainnya tetap dalam kondisi elastis. Link yang didesain menyatu dengan balok  induk  menjadikan link mengalami over-designed karena harus  menahan  beban  yang  besar  pula  seperti  balok  induk . Lima  spesimen link yang disusun dari dua buah profil C yang disusun secara bersinggungan dan kedua ujungnya dipasang mengapit balok induk dimodelkan secara numerik yang kemudian diberi beban siklik. Dari hasil analisis didapatkan bahwa penambahan pengaku pada sambungan web menunjukkan bahwa spesimen mampu menahan gaya geser yang lebih besar. Efek pinching ditemukan pada kurva histerisis yang disebabkan oleh efek dari sambungan baut di kedua ujung balok link akibat dari pemberian beban siklik.

## 1. Pendahuluan
Eccentrically  Braced  Frames (EBF)  merupakan  suatu sistem rangka yang dapat menginduksi gaya aksial  melalui elemen  pengaku  ( bracing )  yang  kemudian  disalurkan kembali  ke bracing lainnya  ataupun  kolom  melalui  suatu mekanisme  geser  maupun  tekuk  yang  terjadi  pada  segmen balok yang disebut link [1] , [2]. Lelehnya elemen link sangat mempengaruhi  cara  kerja  sistem  EBF,  dimana  elemen tersebut  dirancang  berfungsi  seperti fuse yang  diharapkan mampu  menahan  perubahan  inelastik  yang  besar pada  saat elemen struktur lainnya tetap dalam kondisi elastis[3],[4],[5]. Sistem  pada  EBF  memiliki  kekakuan  serta  daktilitas  yang tinggi mengingat sistem  tersebut merupakan penggabungan antara  sistem Moment  Resisting  Frames (MRF)  dan Concentrically Braced Frames (CBF)[4],[6],[7]. Penggunaan replaceable link mulai dipertimbangkan dan dikembangkan  mengingat replaceable  link memungkinkan untuk  dilakukan  kontrol  secara  independen  terhadap kekuatan serta daktilitas pada sistem EBF [8],[9]. Pada saat melakukan  desain  elemen replaceable  link ,  tinggi  elemen
link ditetapkan  kurang  dari  tinggi  balok  induk  sehingga elemen  tersebut  dapat  terpisah  dari  plat  lantai  untuk memudahkan dilakukannya perbaikan [10],[11].
Penelitian  telah  dilakukan  terhadap shear r eplaceable link dengan web  bolted  connection yang  tersusun  dari  dua buah  balok  profil C-channel yang  disusun  secara bersinggungan sehingga link memiliki dua buah bidang geser [8],[10].  Selain  itu, link dengan  dua  profil C-channel didefinisikan memiliki panjang bidang geser web-bolted link dengan jarak antara baut terdalam di kedua sisi pada elemen link sehingga nilai 𝑉 untuk replaceable link yang tersusun dari dua profil C yaitu:
𝑉 = 2 0.55 𝑤𝑑𝑓 (1)
Penentuan panjang link geser dihitung dengan rumus:
𝑒 = 1.6 𝑀 𝑉 ⁄ (2) dimana: 𝑀 = Kapasitas momen plastis 𝑉 = Kapasitas geser plastis 𝑤 = lebar bidang geser pada link 𝑑 = ( ℎ − 2𝑡 ) (3)
Aulia Indira Kumalasari dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (119-130) 120
= tinggi bidang geser pada link 𝐹 = kuat leleh baja
Hasil  dari  eksperimen  Mansour  dkk[10]  menunjukkan bahwa web-bolted  link menunjukkan link memiliki  rotasi yang besar ketika diberi beban siklik akibat sambungan baut pada  kedua  ujung  balok link .  Efek pinching dapat  diamati pada kurva histerisis spesimen karena ovalized yang terjadi pada  lubang  baut  yang  diakibatkan  oleh  pemberian  beban siklik[10].
Sedangakan menurut Mander[12] dalam Rofiq dkk[13] , tegangan-regangan baja dapat didekati dengan persamaan:
 Elastic loading ( 𝜀 ≤ 𝜀 ) 𝑓 = 𝐸 𝜀 (4)
 Yield Plateu ( 𝜀 ≤ 𝜀 ≤ 𝜀 ) 𝑓 = 𝑓 (5)
 Stain Hardened Curve ( 𝜀 ≤ 𝜀 ≤ 𝜀 ) 𝑓 = 𝑓 + (𝑓 − 𝑓 ) (6) P = 𝐸 (7) Dimana: 𝑓 = Kuat tarik ultimate material baja 𝑓 = Kuat tarik leleh material baja
𝜀 = Regangan tarik baja
𝜀 = Regangan tarik baja pada saat kondisi leleh 𝜀 = Regangan tarik baja pada saat kondisi strain hardening
P = Rasio strain hardening modulus ke secant modulus. Pengaku  pada link memiliki  keterkaitan  dengan  gaya geser  serta  rotasi  yang  terjadi  pada  link. Link konservatif dengan  penambahan  pengaku diagonal mampu  menahan gaya  lateral  yang  lebih  besar  apabila  dibandingkan  dengan link tanpa  pengaku diagonal, serta  memiliki  kemampuan untuk  mendisipasi  energi  dengan  baik[14].  Namun pengaplikasian pengaku diagonal pada elemen replaceable link perlu dikaji  lebih lanjut agar perilaku link  tetap sesuai kaidahnya yaitu mencapai kondisi plastis setelah diberi beban lateral[4].

## 2. Metode
Pemodelan serta analisa secara numerik dilakukan untuk mengetahui perilaku elemen replaceable link apabila dikenai beban  siklik.  Lima replaceable  link dimodelkan  dengan menggunakan program Abaqus. Spesimen mengadopsi hasil eksperimental  dari  Mansour  dkk[10]  dimana  spesimen disusun  dari  dua  buah  balok  C- Channel dan  direncanakan memiliki panjang ( 𝑒) 680 mm yang dihitung dari jarak baut bagian dalam pertama di kedua sisi sambungan. Kedua balok tersebut dipasang mengapit balok induk secara bersinggungan  dan  kedua  ujungnya  diberikan  sambungan tipe  tumpu.  Baut  yang  digunakan  merupakan  baut  A490 dengan  ukuran  24.5  mm.  Dapat  dilihat bahwa  pada bagian flange diberikan  plat  pengaku  setebal  10  mm  untuk memastikan agar pelelehan terjadi pada bidang web .
Pemodelan  numerik  terhadap  spesimen  WBRL1, WBRL2, WBRL3, dan WBRL4 dilakukan. dengan program Abaqus.  Ilustrasi  spesimen  dapat  dilihat  pada Gambar  1 sampai Gambar  4 .  Pada Gambar  1 ,  Spesimen  WBRL  1 didesain  menggunakan  material  BJ37  yang  memiliki  nilai 𝑓 = 240  MPa  dan 𝑓 = 370  MPa.  Spesimen  WBRL1 kemudian  akan  dijadikan  model  dasar  untuk  model pengembangan spesimen WBRL2, WBRL3, dan WBRL4.
Sedangkan  pada Gambar  2 yang  merupakan  spesimen WBRL2, diagonal  stiffeners diberikan  pada  spesimen  uji untuk  mengetahui  respon link dalam  menahan  gaya  geser. Untuk  spesimen  WBRL3  seperti  pada Gambar  3 ,  plat setebal 6 mm diberikan pada bagian sambungan baut untuk menghindari  terjadinya  kegagalan  tumpu  pada  bagian tersebut.  Sedangkan  spesimen  WBRL4  yang  diilustrasikan pada Gambar 4 mengkombinasikan  penambahan diagonal stiffeners dengan web connection plate.
Gambar  1. Spesimen WBRL1
Sumber: Hasil Analisis
Gambar  2. Spesimen WBRL2
Sumber: Hasil Analisis
Gambar  3. Spesimen WBRL 3
Sumber: Hasil Analisis
Potongan melintang dari spesimen uji akan diilustrasikan seperti pada Gambar 5 . Dari Gambar 5 dapat dilihat model
penyusunan  spesimen  yang  kemudian  akan  dilakukan pengujian numerik.
Gambar 4 . Spesimen WBRL4 Sumber: Hasil Analisis
Gambar  5. Potongan melintang spesimen (a) WBRL1 dan WBRL2; (b) WBRL3 dan WBRL4
Sumber: Hasil Analisis
Pemodelan  secara  numerik  dilakukan  dengan  bantuan program Abaqus. Spesimen dimodelkan dengan menggunakan  tipe  elemen  C3D8R  dimana  elemen  tersebut merupakan  jenis  elemen solid ( brick )  yang  merupakan default elemen  dari  program  Abaqus.  Elemen  tersebut memiliki  delapan  nodal  dan  pada  masing-masing  nodal memiliki  tiga degree  of  freedom (DOF)  yaitu  perpindahan pada  arah  x  ( 𝑢 ),  arah  y (𝑢 ) ,  dan  arah  z  ( 𝑢 ) .  Tiga  jenis material yang berbeda digunakan pada pemodelan spesimen.
Loading  protocol yang  tercantum  pada  AISC  2005[16] digunakan untuk mendefinisikan beban yang berupa displa- cement pada  spesimen  yang  dimodelkan.  Pada  pemodelan, perpindahan pada rotasi 0.0075 rad diberikan pada saat siklus pembebanan  pertama  untuk  mempersingkat  proses  pembe- rian  beban  siklik  pada  Abaqus.  Pemberian  beban  tersebut kemudian  diteruskan  dengan  besaran  yang  sesuai  dengan ketentuan  hingga link mengalami  kegagalan.  Namun  pada pemodelan kali ini pemberian beban yang dilakukan secara bertahap  dibatasi  hanya  sampai  siklus  ke-52  atau  sama dengan  perpindahan  sebesar  72  mm  untuk  mempersingkat waktu  dalam  melakukan  analisa. Loading  protocol yang digunakan pada pemodelan diilustrasikan pada Gambar 6 .
Gambar  6 . Loading protocol [16] Sumber: AISC 2005 Seismic Provision
Material  yang  digunakan  dalam  menyusun spesimen replaceabl e  link  terdiri  dari  tiga  jenis.  Material  yang digunakan  tersebut  adalah  BJ55  digunakan  untuk memodelkan  balok  induk,  BJ37  digunakan  untuk memodelkan  untuk  balok link ,  serta  baut  tipe  A490.  Mutu dari  material  disesuaikan  dengan  SNI  03-1729-2002  [15]. Material  tersebut  dipilih  agar  hasil  dari  pemodelan  dapat sesuai dengan ekspektasi yang diharapkan yaitu elemen link mampu  mencapai  kondisi  inelastis  disaat  elemen  lainnya, dalam  hal  ini  balok  induk  dan  baut,  tetap  dalam  kondisi plastis.  Mutu  dari  ketiga  material  tersebut  akan  ditabelkan dalam Tabel 1 .
Sedangkan spesifikasi masing-masing material baja yang digunakan  pada  pemodelan  mengacu  pada  SNI  03-1729- 2002  [15]  dimana  pada  pemodelan  numerik  jenis  material yang  digunakan  adalah  BJ37  serta  BJ55.  Spesifikasi  dari material  merupakan  parameter  yang  sangat  penting  dalam pemodelan  abaqus  karena  parameter  tersebut  sangat mempengaruhi  hasil  akhir  dari  pemodelan.  Spesifikasi material baja tersebut seperti yang tercantum pada Tabel 3 . Sedangkan untuk baut yang digunakan dalam pemodelan merupakan  baut  tipe  A490 dengan  diameter  1  in  atau  25.4 mm. Spesifikasi material baut tersebut dituliskan seperti yang tercantum pada Tabel 4 .
Pada  pemodelan,  model  interkasi  antar  elemen  jenis surface  to  surface  interaction tipe hard  contact dengan koefisien geser 0.42 diberikan pada kontak permukaan antara balok induk dengan link , bolt shank dengan hole shank , dan permukan kepala baut bagian dalam dengan permukaan link dimana gaya geser diijinkan untuk terjadi pada bagian-bagian tersebut. Koefisien tersebut dipilih berdasarkan Gooch [18] dimana  koefisien  0.42  digunakan  untuk  kontak  geser  tipe sliding dengan  tipe  material hard  steel  to  hard  steel pada permukaan material yang kering ( dry ). Sedangkan interaksi tipe tie constraint diberikan pada permukaan kontak antara stiffeners dengan link dan  antara  balok link dengan web- connection plate .
Aulia Indira Kumalasari dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (119-130) 122
Tabel 1. Material Penyusun Spesimen Link No Nama Spesimen Jenis Elemen Material Dimensi 1. WBRL1 Balok Induk BJ 55 WF 500x200x12x20 Balok Link BJ 37 C310x31 Stiffeners Web BJ 37 279.6x66.8x6 mm Baut A490 25.4 mm Plat Pengaku Flanges BJ 37 120 x 10 mm 2. WBRL2 Balok Induk BJ 55 WF 500x200x12x20 Balok Link BJ 37 C310x31 Stiffeners Web BJ 37 279.6x66.8x6 mm Diagonal Stiffeners BJ 37 66.8 x 4 mm Baut A490 25.4 mm Plat Pengaku Flanges BJ 37 120 x 10 mm 3. WBRL3 Balok Induk BJ 55 WF 500x200x12x20 Balok Link BJ 37 C310x31 Stiffeners Web BJ 37 279.6x66.8x6 mm Web - connection plate BJ 37 384 x 230 x 6 mm Baut A490 25.4 mm Plat Pengaku Flanges BJ 37 120 x 10 mm 4. WBRL4 Balok Induk BJ 55 WF 500x200x12x20 Balok Link BJ 37 C310x31 Stiffeners Web BJ 37 279.6x66.8x6 mm Diagonal Stiffeners BJ 37 66.8 x 4 mm Web - connection plate BJ 37 384 x 230 x 6 mm Baut A490 25.4 mm Plat Pengaku Flanges BJ 37 120 x 10 mm Sumber: Hasil Analisis Tabel 2. Spesifikasi Material Baja Pemodelan Abaqus[19] Jenis Baja Tegangan Putus Minimum ( 𝒇 𝒖 ) Tegangan leleh minimum ( 𝒇 𝒚 ) Peregangan Minimum (%) BJ37 370 240 20 BJ55 550 410 13 Modulus Young : 200000 MPa Modulus Geser : 80000 MPa Poisson Ratio : 0.3 Berat Jenis : 7850 kg/m 3
Sumber: SNI 03-1729-2002 Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung
Tabel 3 . Spesifikasi Material Baut Model Abaqus[20]
Tipe Baut Diam eter Beban Leleh Metode Pengukuran Panjang Beban Leleh Metode Kekuatan Leleh Kuat Tarik Min in (mm) ksi (Mpa) ksi (Mpa) ksi (Mpa) A490 1 2 –
1 1 2
120 130 150 (12.7 - 38.1) (825) (895) (1035) Sumber: Salmon, C. Johnson, J(1997)
Boundary condition yang diberikan pada link disesuaikan dengan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Richards  dan Uang[15]  seperti  yang  tercantum  pada Gambar  7 dimana pada penelitian sebelumnya, pembatasan rotasi diberikan di kedua  ujung  spesimen.  Beban  berupa  perpindahan  arah  Y diberikan pada nodal di sisi kanan, sedangkan nodal di sisi kiri dibatasi hanya dapat bergerak secara horizontal. Model tersebut  akan  menghasilkan  gaya  geser  yang  sama  di sepanjang link .
Gambar  7 . Boundary condition pengujian numerik[11] Sumber: Tan dkk, (2011).
Parameter  yang  digunakan  pada  pemodelan  Abaqus terhadap  spesimen  replaceable  link  seperti  yang  tercantum pada Tabel 2 .
Tabel 4 . Parameter Pemodelan Abaqus Geometri Pemodelan Abaqus Elemen : Brick Modeling Type : 3D deformable Tipe Elemen : C3D8R Material Model : Bilinear elasto-plastis Mesh Size : 40 mm Pembebanan: Pembebanan : Displacement control berdasarkan AISC 2005 Jumlah Siklus Pembebanan : 52 siklus Boundary Condition Type : Displacement and Rotation Interaction Jenis interaksi : Surface to Surface Friction Formulation : Pinalty Koefisien Geser : 0.42 ( Hard contact ) Constraint : Tie Constraint
Sumber: Hasil Analisis

## 3. Hasil dan Pembahasan
A. Spesimen WBRL1
Kurva  histeresis  didapatkan  dari  menggabungkan  hasil reaction force (RF) dan displacement yang terletak di ujung balok link pada spesimen WBRL1 menunjukkan hasil seperti pada Gambar  8 .  Hasil  dari  kurva  histerisis  menunjukkan bahwa spesimen tersebut mampu menahan geser maksimum sebesar 671.371 kN pada saat link mengalami rotasi sebesar 0.093 rad. Hasil tersebut didapatkan pada saat pembebanan maksimum yaitu ketika displacement yang diberikan sebesar 72 mm pada siklus ke-52.

## Gambar  8. Kurva histerisis spesimen WBRL1

## Sumber: Hasil Analisis
Spesimen  WBRL1  mengalami  pelelehan  pertama  yaitu pada  saat  spesimen  mengalami  siklus  pembebanan  ke-12. Pada  siklus  tersebut,  spesimen  mengalami  perpindahan sebesar 5.04 mm. Pelelehan terjadi pada saat link menahan gaya geser ( shear force ) sebesar 355.21 kN.  Gaya tersebut didisipasi oleh link pada saat link mengalami rotasi sebesar
0.0078  rad.  Pelelehan  tersebut  dapat  diamati  pada  daerah sambungan dimana hal  tersebut  terjadi  karena pada  daerah tersebut  terdapat  perlemahan  di  area web berupa  lubang- lubang  baut.  Lubang  baut  tersebut  mengurangi  luasan  dari bidang geser sehingga mengalami tegangan yang besar ketika diberikan beban displacement.
Spesimen WBRL1 mengalami kondisi ultimate pertama pada  saat  spesimen  mengalami  siklus  pembebanan  ke-42 yaitu  dimana  spesimen  mengalami displacement sebesar 21.21 mm. dapat dilihat dari kurva hysteresis pada Gambar 8 bahwa  kondisi  ultimate  link  terjadi  pada  saat  rotasi  link terjadi  sebesar  0.031  rad  dan  link  mampu  menahan  gaya geser  sebesar  555.36  kN.  Pada  siklus  tersebut,  bagian sambungan pada spesimen WBRL1 telah mencapai kondisi tegangan ultimatenya yaitu  sebesar  370  MPa.  Sedangkan pada  siklus  ke-52,  bidang web diantara  dua  baut  telah mengalami pelelehan, yaitu dimana tegangan von mises telah mencapai  diatas  240  MPa  dan  pada  siklus  tersebut  pula pembebanan dihentikan. Kondisi spesimen ketika mencapai tegangan  leleh  serta  tegangan  ultimate  awal  dapat  dilihat pada Tabel 5 .
Tabel 5 . Kondisi Leleh Pertama dan Ultimate Pertama pada
WBRL1 Siklus Ke- Displacement (mm) Rotation (rad) Shear Force (kN) Leleh Awal 12 5.04 0.0078 355.21 Ultimate Awal 42 21.21 0.031 555.36 Gaya Maks 52 70.89 0.093 671.371

## Sumber: Hasil Analisis
Hasil  dari  pemodelan  numerik  WBRL1  terhadap tegangan yang terhajadi dapat diamati pada Gambar 9 . Pada bagian link , pelelehan terjadi secara merata pada bagian web pada  saat  siklus  pembebanan  terakhir.  Pada  bagian sambungan, web pada link sebagian besar telah melampaui 𝑓 yaitu sebesar 370 MPa. Pada bagian tersebut juga dapat diamati  bahwa  beberapa  lubang  baut  mengalami  pelelehan hingga  mengalami  perubahan  bentuk  menjadi  oval.  Hal tersebut menyebabkan munculnya efek pinching pada kurva histeretik pemodelan. Spesimen ini kemudian akan dijadikan dasar untuk membandingkan model variasi selanjutnya.
Gambar 9. Tegangan pada WBRL1 pada siklus terakhir Sumber: Hasil Analisis
Aulia Indira Kumalasari dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (119-130) 124

## B. Spesimen WBRL2
Pemodelan pada spesimen WBRL2 menunjukkan kurva histeresis seperti yang diilustrasikan pada Gambar 10 . Link geser  mampu  menahan  gaya  geser  maksimum  sebesar 676.79 kN .  Reaksi  tersebut  terjadi  ketika link mengalami rotasi (  ) sebesar 0.096 rad. Pinching effect juga terjadi pada spesimen  dikarenakan  adanya ovalized pada  bagian sambungan.
Spesimen  WBRL2  mengalami  kondisi  leleh  pertama pada  saat  spesimen  mengalami  siklus  ke-15  dimana  pada siklus  tersebut  spesimen  mengalami  displacement  sebesar 5.8  mm.  Pelelehan  pertama  ditandai  dengan  tercapainya kondisi  tegangan  240  MPa  pada  bagian  sambungan  link sebelah kiri dan kemudian pesebaran tegangan terjadi merata pada bagian web hingga ke bagian sambungan sebelah kanan dimana  beban  berupa displacement diletakkan.  Dimana karena pembebanan tersebut yang pada akhirnya menggiring spesimen  untuk  mencapai  tegangan ultimatenya .  WBRL2 mencapai  tegangan ultimatenya pada  saat  mengalami displacement sebesar 16.71 mm pada siklus ke-41. Kondisi ultimate pertama  terjadi  pada  daerah  sambungan  baut. Kemudian pembebanan dihentikan pada siklus ke-52 dan dari hasil didapatkan gaya geser maksimum yang dapat didisipasi oleh WBRL2 senilai 676.79 kN.
Gambar 10. Kurva histerisis spesimen WBRL2

## Sumber: Hasil Analisis
Seperti yang dapat diamati pada Gambar 10 , pelelehan pertama  spesimen  terjadi  pada  saat  link  berotasi  sebesar 0.0083 dengan nilai shear force yang mampu didisipasi oleh link  sebesar  369.07  kN.  Sedangkan  pada  saat  mencapai tegangan  ultimate  pertama,  link  mampu  mendisipasi  gaya geser sebesar 518 kN dengan rotasi yang dialami link sebesar 0.0243  rad.  Kondisi  spesimen  WBRL2  ketika  mencapai tegangan leleh serta tegangan ultimate pertama dapat dilihat pada Tabel 6 .
Pendistribusian  tegangan  yang  terjadi  pada  spesimen WBRL2  dapat  dilihat  pada  Gambar  11.  Pada  elemen  link, tegangan  yang  terjadi  bervariasi  dengan  nilai  antara  106.1 MPa  hingga  370  MPa.  Dapat  dilihat  bahwa  pada  bagian sambungan,  tegangan  yang  terjadi  lebih  besar  apabila
dibandingkan  dengan  pada  bagian  bidang  gesernya.  Hal tersebut  ditandai  dengan  gradasi  warna  hijau  yang  banyak didapatkan  pada  area  sambungan.  Sambungan  menahan tegangan  lebih  besar  karena  adanya  pengurangan  luasan akibat lubang baut, yang menyebabkan luasan yang harusnya menerima tegangan menjadi lebih sempit, sehingga tegangan yang  dipikul  lebih  besar.  Dan  juga  dapat  dilihat  bahwa bracing tipe “x” mampu menahan tegangan lebih baik, bila dibandingkan dengan bracing dengan satu arah saja.
Tabel 6. Kondisi Leleh dan Ultimate pada WBRL2
Siklus Ke- Displacement (mm) Rotation (rad) Shear Force (kN) Leleh Awal 12 5.80 0.008 369.07 Ultimate Awal 41 16.71 0.024 518.00 Gaya Maksimum 52 71.44 0.096 676.79

## Sumber: Hasil Analisa
Gambar 11. Tegangan von misses pada WBRL2 pada siklus ke-52 Sumber: Hasil Analisis

## C. Spesimen WBRL3
Hasil  pemodelan  numerik  pada  spesimen  WBRL3 diilustrasikan pada Gambar 12 . Penambahan pengaku pada bagian  sambungan web-bolted memberikan  pengaruh  yang signifikan  terhadap  hasil  dari  pemodelan  terhadap  bentuk serta besarnya reaction force spesimen uji. Kurva histerisis menunjukkan  bahwa link mampu  menahan  gaya  geser sebesar  773.69  kN  pada  saat  rotasi  yang  dialami link ( 𝛾 ) terjadi sebesar 0.09 rad yaitu ketika pembebanan maksimum pada siklus ke-52. Dapat diamati adanya pinching effect pada kurva  histerisis  yang  terjadi  akibat  lelehnya  bagian sambungan link .
Pada spesimen WBRL3, pelelehan pertama terjadi pada saat  siklus  ke-18  atau  saat  link  mengalami displacement sebesar  5.42  mm.  Sedangkan  kondisi  ultimate  pada  link terjadi  pada  saat  siklus  ke-48  yaitu  ketika  link  mengalami displacement  sebesar  22.98.  Setelah  link  mengalami  siklus ke-52  pembebanan  dihentikan  dan  didapatkan  gaya  geser yang mampu didisipasi oleh spesimen seperti yang tercantum pada Gambar 12 .
Gambar 12. Kurva histerisis spesimen WBRL3

## Sumber: Hasil Analisis
Pemberian  plat  pengaku  pada  sambungan  menjadikan area  sambungan  menjadi  lebih  kaku.  Plat  pengaku  mampu menahan perlelehan pada material. Hal tersebut dapat dilihat bahwa spesimen WBRL3 mencapai tegangan leleh awal pada siklus ke-18 yang apabila dibandingkan dengan WBRL1 dan WBRL2  yang  masing-masing  hanya  mampu  menahan tegangan leleh pertama terjadi pada saat siklus ke-12 dan ke- 15.
Pada Gambar 12 , dapat dilihat bahwa pelelehan pertama pada WBRL3 terjadi pada saat link mengalami rotasi sebesar 0.0083 rad yaitu ketika link mampu mendisipasi energi geser sebesar 410.73. Sedangkan pada saat link mengalami rotasi sebesar  0.036  rad,  balok  link  mampu  mencapai  tegangan ultimate awalnya dan hal tersebut terjadi ketika link mampu mendisipasi  shear  force  sebesar  658.31  kN.  Kondisi spesimen  WBRL3  ketika  mencapai  tegangan  leleh  serta tegangan ultimate pertama dapat dilihat pada Tabel 7 .
Tabel 7. Kondisi Leleh dan Ultimate pada WBRL3
Siklus Ke- Displacement (mm) Rotation (rad) Shear Force (kN) Leleh Awal 18 5.42 0.008 410.73 Ultimate Awal 48 22.98 0.036 658.31 Gaya Maks 52 70.12 0.090 773.69

## Sumber: Hasil Analisa
Sedangkan  tegangan  yang  terjadi  pada  spesimen  dapat dilihat pada Gambar 13 . Bidang geser pada link seluruhnya mengalami pelelehan secara merata. Tegangan pada bidang geser bernilai antara 310 MPa hingga 372 MPa. Sedangkan pada bagian sambungan, penambahan pengaku web mampu menahan permukaan kontak antara bolt shank dengan balok link untuk  tidak  mengalami ovalized pada  lubang  baut
sehingga terjadinya kegagalan pada bagian sambungan dapat diminimalisir.
Gambar 13. Tegangan pada WBRL3 pada siklus terakhir Sumber: Hasil Analisis
Plat  pengaku  juga  mampu  untuk  menahan  area sambungan  dari  terjadinya  pelelehan.  Disamping  itu,  dapat diamati pula terjadinya flanges buckling terjadi pada kedua ujung link yang  disebabkan  oleh  pemberian  beban  siklik. Namun dalam pemodelan, perlu dilakukan pemilihan balok induk dengan ketebalan yang sesuai, agar balok induk tetap dalam kondisi elastis. Balok induk pada spesimen WBRL3 mencapai  kondisi plastis  setelah diberi  beban siklik hingga siklus ke-52 sehingga perencanaan elemen di luar balok link perlu dikaji lebih lanjut.

## D. Spesimen WBRL4
Hasil pemodelan ditunjukkan dalam kurva histeresis pada Gambar  14 .  Beban  geser  yang  mampu  ditahan  oleh link adalah  sebesar  874.48  kN  pada  saat link mengalami  rotasi sebesar 0.089 rad. Persebaran tegangan pada spesimen dapat dilihat pada Gambar 12 . Sebagian bidang geser pada daerah sambungan  telah  mencapai  tegangan  370  MPa,  sedangkan lainnya  telah  mencapai  kondisi  leleh  dengan  tegangan  244 MPa hingga 370 MPa.
Pengujian  spesimen  WBRL4  menunjukkan  bahwa spesimen mengalami kondisi  leleh pertama yaitu pada saat spesimen mengalami siklus pembebanan ke-16 yaitu dimana spesimen mengalami displacement sebesar 6.05 mm. Bagian sambungan  pada  link mengalami  pelelehan  terlebih dahulu dan  kemudian  pelelehan  bergeser  ke  bagian web dan sambungan  di  sisi  kanan.  Sedangkan  kondisi ultimate pertama terjadi pada siklus ke-46 dengan displacement yang dialami spesimen sebesar 25.96 mm. Pembebanan kemudian dihentikan ketika mencapai siklus ke-52.
Dari Gambar  14 ,  dapat  dilihat  bahwa  link  mengalami pelelehan pertama pada saat terjadi rotasi link sebesar 0.0090 rad,  yaitu  pada  saat  link  mampu  mendisipasi  shear  force sebesar 486.23 kN. Sedangkan pada saat link berotasi sebesar 0.037 rad, link telah mencapai tegangan ultimate pertamanya, yaitu  ketika  link  mampu  mendisipasi  shear  force  senilai 736.57  kN.  Kondisi  spesimen  WBRL4  ketika  mencapai tegangan leleh serta tegangan ultimate pertama dapat dilihat pada Tabel 8 .
Aulia Indira Kumalasari dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (119-130) 126
Gambar  14 . Kurva histeresis WBRL4 Sumber: Hasil Analisis
Tabel 8. Kondisi Leleh dan Ultimate pada WBRL4
Siklus Ke- Displacement (mm) Rotation (rad) Shear Force (kN) Leleh Awal 16 6.05 0.009 486.23 Ultimate Awal 46 25.96 0.037 736.57 Gaya Maks 52 69.92 0.089 874.48

## Sumber: Hasil Analisis
Persebaran  tegangan  pada  spesimen  dapat  dilihat  pada Gambar 15 . Sebagian bidang geser pada daerah sambungan telah mencapai tegangan 370 MPa, sedangkan lainnya telah mencapai  kondisi  leleh  dengan  tegangan  244  MPa  hingga 370 MPa. Dari gambar distribusi tegangan von mises , dapat dilihat  bahwa  tegangan  pada  bagian  sambungan  memiliki nilai yang besar karena adanya perlemahan yang diakibatkan oleh  lubang  baut.  Namun,  adanya  plat  pengaku  pada sambungan mampu menghambat ovalized pada lubang baut.
Gambar  15 . Distribusi tegangan pada WBRL4 Sumber: Hasil Analisis
Kemudian, hasil berupa nilai shear force serta rotation yang didapatkan dari keseluruhan pemodelan dapat dilihat pada Tabel 9 . Tabel 9. Hasil Pemodelan Numerik Spesimen Uji
No Spesimen Shear Force  Rotation ( 𝜸) (kN) (rad) 1 WBRL1 671.37 0.093 2 WBRL2 676.79 0.096 3 WBLR3 773.69 0.900 4 WBRL4 874.27 0.089
Sumber: Hasil Analisis
E. Perbandingan Perilaku Seismik

## 1) WBRL1 dan WBRL2
Hasil  pemodelan  numerik  dari  keempat  spesimen dibandingkan  untuk  mengetahui  bagaimana  pengaruh variabel yang diberikan pada model uji. Gambar 16 hingga Gambar  18 menunjukkan  masing-masing  perbandingan kurva  histerisis  antara  WBRL1  dan  WBRL2,  WBRL1  dan WBRL3, serta WBRL1 dengan WBRL4.
Pada Gambar  16 menunjukkan  pemberian diagonal stiffeners pada link memberikan  pengaruh  pada  hasil pemodelan  namun  tidak  begitu  signifikan.  Pemberian diagonal stiffeners pada WBRL2 menyebabkan link menjadi semakin kaku sehingga menghambat pelelehan terjadi pada bagian web . Pemberian diagonal stiffeners menjadikan link mampu menahan gaya geser lebih besar, tetapi kemampuan menahan gaya geser yang dimiliki tidak jauh berbeda dengan kemampuan disipasi spesimen WBRL1. Namun penambahan diagonal  stiffeners pada  spesimen  menjadikan  kurva hysteresis  yang  dihasilkan  lebih  lebar,  dan  kemampuan mendisipasi energi yang lebih baik.
Gambar  16. Perbandingan  kurva  histerisis  WBRL1  dan WBRL2.

## Sumber: Hasil Analisis
Energi  disipasi  yang  dihasilkan  oleh  spesimen  uji didapatkan dengan cara menghitung luasan kurva hysteresis hasil  dari  pembebanan  siklik  dimana  pada  pengujian pembebanan yang diberikan sebesar 72 mm secara bertahap hingga 52 siklus. Spesimen WBRL1 dan WBRL2 memiliki selisih  1.123%  dalam  kemampuannya  mendisipasi  energi. Spesimen WBRL2 mampu mendisipasi energi lebih baik jika dibandingkan  dengan  WBRL1.  Sedangkan  untuk  daktilitas spesimen,  WBRL2  memiliki  nilai  daktilitas  1.032%  lebih besar dibandingkan dengan spesimen WBRL1.
Tabel 10. Perbandingan Energi Disipasi Spesimen WBRL1
dan WBRL2 Spesimen Energi Disipasi (kNmm) Selisih (%) WBRL1 97276.84 WBRL2 109285.1 1.123 Sumber: Hasil Analisis
Nilai  daktilitas  didapatkan  dengan  membagi  nilai displacement (  )  pada  saat  leleh  pertama  dengan  nilai displacement pada saat kondisi ultimate . Daktilitas keduanya mampu mencapai syarat struktur daktail yaitu 4. Dari hasil pengujian  dapat  diketahui  bahwa  spesimen  WBRL2 memiliki  nilai  daktilitas  0.98%  lebih  besar  dibandingkan dengan  spesimen  WBRL1.  Kemampuan  spesimen  dalam mendisipasi  energi  serta  nilai  daktilitas  dari  hasil  analisa numerik dapat dilihat pada Tabel 10 dan Tabel 11 .
Tabel 11. Perbandingan Daktilitas Spesimen WBRL1 dan
WBRL2 Spesimen  leleh pertama (mm)  ultimate (mm) Daktilitas Selisih (%) WBRL1 5.05 21.21 4.2 WBRL2 4.08 16.17 4.1 0.98

## Sumber: Hasil Analisis

## 2) WBRL1 dan WBRL3
Perbandingan kurva histerisis hasil uji numerik spesimen WBRL1  dengan  WBRL3  diilustrasikan  pada Gambar  17 . Pemberian  variasi  berupa  pengaku  pada web-connection berdampak  signifikan  pada nilai  rotasi  serta  besarnya  gaya geser yang diterima oleh spesimen. Pemberian plat pengaku pada  sambungan  mampu  meminimalisir  terjadinya kegagalan  tumpu  pada  sambungan  sehingga link dapat menahan gaya geser lebih besar 1.91% dari WBRL1.
Gambar  17. Perbandingan kurva histeresis WBRL1 dengan WBRL3 Sumber: Hasil Analisis Disamping  itu, pinching  effect yang  dihasilkan  kedua spesimen  pun  berbeda.  Area  sambungan  yang  lebih  kaku pada WBRL3 dapat meminimalisir terjadinya pinching effect pada link . Hal tersebut karena web-connection plate mampu menahan  area  sambungan  dari  terjadinya ovalized akibat pembebanan  siklik.  Selain  itu,  pemberian web-connection plate berdampak  pada  semakin  kakunya  area  sambungan sehingga spesimen mampu menghasilkan rotasi link sebesar 1.2%  lebih  besar  bila  dibandingkan  dengan  model  validasi WBRL1.
Perbandingan  kemampuan  spesimen  dalam  mendisipasi energi  dan  daktilitas  antara  WBRL1  dengan  WBRL3 disajikan dalam Tabel 12 dan Tabel 13 . Hasil dari analisa didapatkan  spesimen  WBRL3  mampu  mendisipasi  energi 1.48%  lebih  besar  dibandingkan  model  validasi  WBRL1. Sedangkan untuk daktilitas, spesimen WBRL3 memiliki nilai daktilitas 1.01% lebih besar dibandingkan dengan WBRL1. Dapat pula dilihat pada kedua spesimen, daktilitas keduanya mampu  melampaui  nilai  4,  dimana  batas  minimum  suatu struktur dikatakan merupakan struktur yang daktail adalah 4.
Tabel 12. Perbandingan Energi Disipasi Spesimen WBRL1
dan WBRL2 Spesimen Energi disipasi (kNmm) Selisih (%) WBRL1 97276.84 WBRL3 144068.5 1.48 Sumber: Hasil Analisis Tabel 13. Perbandingan Daktilitas Spesimen WBRL1 dan WBRL3 Spesimen  leleh pertama (mm)  ultimate (mm) Daktilitas  Selisih (%) WBRL1 5.05 21.21 4.2 WBRL3 5.42 22.98 4.24 1.01 Sumber: Hasil Analisis

## 3) WBRL1 dan WBRL4
Hasil  perbandingan  kurva  hysteresis  hasil  pengujian numerik  pada  WBRL1  dan  WBRL4  dapat  dilihat  pada Gambar  18 .  Pengaplikasian  kedua  variabel,  penambahan diagonal  stiffeners serta connection  plate ,  mampu mengakomodasi link untuk menerima gaya geser lebih besar. Efek pinching yang  terjadi  pada  kedua  spesimen  pun  juga dapat  diamati  bahwa  spesimen  WBRL4  mampu meminimalisir efek tersebut pada replaceable link . Selain itu, penambahan diagonal  stiffener serta  plat  pengaku  pada bagian  sambungan  membuat  spesimen  kurang  fleksibel dalam  menahan  rotasi  spesimen replaceable  link akibat pemberian beban siklik.
Gambar  18. Perbandingan kurva histeresis WBRL1 dengan WBRL3
Aulia Indira Kumalasari dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (119-130) 128
Perbandingan  kemampuan  spesimen  dalam  mendisipasi energi  dan  daktilitas  antara  WBRL1  dengan  WBRL4 disajikan dalam Tabel 14 dan Tabel 15 . Hasil dari analisa didapatkanbahwa link mampu  mendisipasi  energi  1.91% lebih besar disbanding WBRL1. Sedangkan untuk daktilitas, spesimen WBRL4 memiliki nilai daktilitas 1.02% lebih besar dibandingkan dengan WBRL1. Dapat pula dilihat pada kedua spesimen, daktilitas keduanya mampu melampaui nilai 4.
Tabel 14. Perbandingan Energi Disipasi Spesimen WBRL1
dan WBRL4 Spesimen Energi Disipasi  Selisih (kNmm) (%) WBRL1 97276.84 WBRL4 185951.09 1.91
Tabel 15. Perbandingan Daktilitas Spesimen WBRL1 dan WBRL3
Spesimen  Leleh
pertama
 Ultimate Daktilitas  Selisih (mm) (mm) (%) WBRL1 5.05 21.21 4.2 WBRL4 6.05 25.96 4.29 1.02

## 4. Simpulan
Berdasarkan pemodelan secara numerik pada web-bolted replaceable  link ,  maka  dapat  ditarik  beberapa  kesimpulan sebagai berikut:
1. Pemberian variasi berupa diagonal stiffeners serta web- connection  plate menghasilkan  perbedaan  yang signifikan  terhadap  hasil  analisa.  Pemberian web- connection  plate mampu  mengakomodasi link untuk mampu  menahan  gaya  geser  lebih  besar,  namun menghasilkan rotasi yang lebih kecil. Pengkombinasian keduanya  mampu  menghasilkan link dengan  performa disipasi  energi  yang  lebih  baik.  Namun,  pemberian diagonal stiffeners saja  pada  elemen  hanya  mampu memberikan  peningkatan  kekuatan  serta  rotasi  yang kecil  yaitu  hanya  sebesar  1%  untuk  gaya  geser  dan 1.03% untuk nilai rotasi.
2. Dalam  kemampuan  spesimen  dalam  menahan  gaya geser, spesimen WBRL1 mampu menahan gaya reaksi sebesar  671,37 kN .  Kemampuan  mendisipasi  energi geser terbaik dilakukan oleh spesimen WBRL4. Apabila dibandingkan dengan spesimen uji lain, WBRL4 mampu mendisipasi gaya geser 1.31% lebih besar dibandingkan dengan WBRL1.
3. Dalam  kemampuan link menahan  rotasi,  keseluruhan spesimen  mampu  melampaui  persyaratan  rotasi  yang diberikan  yaitu  0.08  rad  untuk link geser.  Namun penambahan diagonal stiffener ataupun web-connection plate menjadikan link kurang fleksibel dalam menahan rotasi akibat pembebanan.
4. Dalam kemampuan spesimen dalam mendisipasi energi, spesimen  WBRL1  mampu  mendisipasi  energi  sebesar 97276.84  kNmm.  Pada  WBRL4,  spesimen  mampu
mendisipasi energi 1.48% lebih besar bila dibandingkan dengan WBRL1.
5. Seluruh spesimen uji mampu melampaui nilai daktilitas yang  disyaratkan  yaitu  rata-rata  mampu  mencapai daktilitas dengan nilai 4.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] B.  Budiono,  D.  Kusumastuti,  and  H.  D.  Setio, “Numerical Study on the Modification of Long Links in Eccentrically Braced Frame,” vol. 020017, 2017.
[2] T.  Okazaki  and  M.  D.  Engelhardt,  “Cyclic  loading behavior  of  EBF  links  constructed  of  ASTM  A992 steel,” J. Constr. Steel Res. , vol. 63, no. 6, pp. 751– 765, 2007.
[3] M. Lian and M. Su, “Experimental study and simplifi ed  analysis  of  EBF  fabricated  with  high  strength steel,” J. Constr. Steel Res. , vol. 139, pp. 6–17, 2017.
[4] B.  Suswanto,  A.  Rizki,  E.  Wahyuni,  and  J.  Wilson, “Numerical  Behavior  Study  of  Short  Link  , Intermediate  Link  and  Long  Link  in  Eccentrically Braced  Frame  Steel  Structure,”  vol.  12,  no.  21,  pp. 11460–11471, 2017.
[5] S.  Li,  Y.  H.  Liu,  and  J.  B.  Tian,  “Experimental  and Analytical  Study  of  Eccentrically  Braced  Frames Combined  with  High-Strength  Steel,” Int.  J.  Steel Struct. , vol. 18, no. 2, pp. 528–553, 2018.
[6] M.  A.  Musmar,  “Effect  Of  Link  On  Eccentrically Braced Frames,” vol. 40, no. 1, pp. 35–43, 2012.
[7] S.  H.  Hashemi,  “Ductility  and  Ultimate  Strength  of Eccentric Braced Frame,” vol. 15, pp. 68–74, 2011.
[8] N.  Mansour,  Y.  Shen,  C.  Christopoulos,  and  R. Tremblay,  “Experimental  Evaluation  Of  Nonlinear Replaceable  Links  In  Eccentrically  Braced  Frames and  Moment  Resisting  Frames,” 14th  World  Conf. Earthq. Eng. , no. 2003, 2008.
[9] X.  Ji,  Y.  Wang,  Q.  Ma,  and  T.  Okazaki,  “Cyclic Behavior  of  Replaceable  Steel  Coupling  Beams,” J. Struct. Eng. (United States) , vol. 143, no. 2, pp. 1–11, 2017.
[10]  N.  Mansour,  C.  Christopoulos,  and  R.  Tremblay, “Experimental  validation  of  replaceable  shear  links for eccentrically braced steel frames,” J. Struct. Eng. , vol. 137, no. 10, pp. 1141–1152, 2011.
[11]  K.  G.  Tan  and  C.  Christopoulos,  “Development  of Replaceable Cast Steel Links for Eccentrically Braced Frames,” J. Struct. Eng. (United States) , vol. 142, no. 10, 2016.
[12]  J.  B.  Mander,  “Seismic  Design  of  Bridge  Piers.” University of Canterbury, Christchurch, p. 395, 1983.
[13]  M. A. Rofiq, H. Alrasyid, D. Iranata, and D. Irawan, “Prediksi  Perilaku  Lentur  Kolom  Beton  Bertulang Mutu Tinggi Terhadap Kombinasi Beban Perpindahan Monotonik dan Aksial Rendah,” J. Apl. Tek. Sipil , vol. 17, no. 1, p. 43, 2019.
[14]  M. Moestopo, D. Kusumastuti, E. Lim, U. Akbar, and M. S. Ramadhita, “Experimental Study on the Seismic Behavior  of  Replaceable  Shear  Links  Connected  to
Coupling Beam,” vol. 8, no. 2, pp. 532–539, 2018.
[15]  Departemen
Pekerjaan Umum, “Tata Cara
Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung,” Standar Nas. Indones. , 2002.
[16]  A. American and N. Standard, “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings,” 2005.
[17]  P. W. Richards and C. Uang, “Effect of Flange Width- Thickness Ratio on Eccentrically Braced Frames Link Cyclic  Rotation  Capacity,”  no.  October,  pp.  1546– 1552, 2005.
[18]  J. W. Gooch, “Coefficient of Friction,” Encyclopedic Dictionary of Polymers . pp. 151–151, 2011.
[19]  S. N. Indonesia and B. S. Nasional, “Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural,” 2015.
[20]  J. E. Salmon, Charles G. Johnson, uktur Baja Desain dan Perilaku Jilid I , Dua. Erlangngga, 1997.
Aulia Indira Kumalasari dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 18, Nomor 1, Februari (119-130) 130