eISSN : 2721-5717

## ZONA LAUT

## JURNAL INOVASI SAINS DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
-spasi -Times New Roman 11 Italic- -spasi -Times New Roman 11 Italic-

## PENGARUH KONFIGURASI BRACE PADA STRUKTUR RANGKA DUA DIMENSI (2D)
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-
*Indah Melati Suci dan Muhammad Zubair Muis Alie Departemen Teknik Kelautan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin *melati.sukma@gmail.com
-spasi-Times New Roman 11 Italic--spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrak
Struktur portal  umumnya terdiri dari 2 dan 3 dimensi, beban-beban  yang bekerja padanya juga bervariasi disesuaikan dengan tujuan dari portal itu sendiri digunakan. Struktur portal baik 2 atau 3 dimensi merupakan struktur yang tersusun dari balok dan kolom, sehingga umumnya diperkuat dengan batang diagonal yang disebut brace. Penelitian ini bertujuan untuk  menganalisis  pengaruh  konfigurasi  brace  pada  portal  2  dimensi.  Struktur  tersebut  dimodelkan  yang  memilki konfigurasi brace yang bervariasi yang terdiri dari 5 model. Kondisi batas kelima model adalah sendi dan jepit dengan beban aksial titik yang konstan bekerja pada tiang vertikal. Dimensi portal, tegangan luluh, modulus elastisitas dan rasio poison  diasumsikan  konstan.  Untuk  pemodelan,  perhitungan  dan  analisis,  digunakan  program  bantu  komputer  yaitu SAP 2000. Hasil yang diperoleh berupa reaksi tumpuan, perpindahan titik dan deformasi dari kelima model.
Kata Kunci : Portal 2D, Konfigurasi Brace, SAP 2000.
-spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrct
The portal structure generally consists of 2 and 3 dimensions, the loads that work on it are also varied adapted to the purpose of the portal itself is used. A portal structure of either 2 or 3 dimensions is a structure composed of beams and columns, so it is generally reinforced with a diagonal stem called a brace. The study aims to analyse the influence of brace  configurations  on  2-dimensional  portals.  The  structure  is  modeled  after  a  varied  configuration  of  brace consisting of 5 models. The condition of the  fifth boundary of the model is the joints and clamp with a constant axial load point working on the vertical pole. The portal dimensions, yield voltage, modulus of elasticity and poison ratio are assumed to be constant. For modeling, computation and analysis, used computer auxiliary programs namely SAP 2000. The results gained are focus reactions, point displacement and deformation of the five models.
Keywords: Portal 2D, Configuration of Brace, SAP 2000. -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## 1. PENDAHULAN
Rangka  batang  adalah  susunan  elemen-elemen  linear  yang  membentuk  segitiga  atau  kombinasi  segitiga, sehingga  membentuk  rangka  yang  dapat  berubah  bentuk  apabila  diberi  beban  eksternal  tanpa  adanya perubahan bentuk pada stu atau  lebih batangnya. Prinsip utama yang mendasari penggunaan rangka batang sebagai struktur pemikul beban adalah penyusunan elemen menjadi konfigurasi segitiga yang menghasilkan bentuk  stabil.  Pada  bentuk  segiempat  atau  bujursangkar,  bila  struktur  tersebut  diberi  beban,  maka  akan terjadi  deformasi  masif  dan  menjadikan  struktur  tak  stabil.  Bila  struktur  ini  diberi  beban,  maka  akan membentuk suatu mekanisme runtuh (collapse) .Pada struktur stabil, gaya eksternal menyebabkan timbulnya gaya pada batang-batang. Gaya-gaya tersebut adalah gaya tarik dan tekan murni. Lentur (bending) tidak akan terjadi selama gaya eksternal berada pada titik nodal (titik simpul). Bila susunan segitiga dari batang-batang adalah bentuk stabil, maka sembarang susunan segitiga juga membentuk struktur stabil dan kukuh [6]. Portal merupakan salah satu struktur rangka batang yang banyak di jumpai. Portal terdiri dari elemen-elemen balok dan  kolom.  Elemen-elemen  balok  dan  kolom  terhubung  secara  kaku  pada  satu  titik.  Umumnya  system
struktur  portal  digunakan  bila  beban  grafitasi  lebih  dominan  dari  pada  beban  lateral  akibat  gaya  gempa maupun angina. System struktur portal identic dengan struktur rangka  yang  mana juga terdiri dari elemen- elemen balok dan kolom yang saling terhubung pada sambungan yang kaku. Penelitian yang terkait dengan analisa  struktur  portal  dan  rangka  batang  diantaranya  adalah  Muis  Alie  [1]  menganalisis  kekuatan  batas struktur  jacket  platform  dengan  mempertimbangkan  konfigurasi  elemen  brace  dalam  kolom.  Analisis kekuatan  batas  tatap  pada  platform  offshore  dengan  mempertimbangan  pengaruh  konfigurasi  simetris  dan asimetris oleh Muis Alie [2]. Yang [3] mengusulkan kinerja runtuh seismic dari platform lepas pantai pada jacket dengan varian waktu model korosi zonal. Pengaruh bentuk simetris dan asimetris pada kekuatan tekuk pada platform lepas pantai oleh Muis Alie [4].  Tian [5] memaparkan desain optimasi topologi untuk struktur jacket platform lepas pantai.

## 2. METODE
Metode  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu  dengan  menggunakan  software  SAP  2000  kita  dapat menganalisis  reaksi  pada  batang  dan  reaksi  pada  titk  tumpuan  dengan  memberikan  beban  sebesar  40  ton. Model portal yang digunakan sebanyak 2 model dimana dapat digambarkan sebagai berikut:
Model 1
(Model 1a)
(Model 1b) Gambar 1. Model 1
Model 2
(Model 2a)
(Model 2b)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  rangka  batang  atau  portal,  setiap  elemen  dianggap  tergabung  pada  titik  hubung  sendi.  Batang-batang disusun  sedemikian  rupa  sehingga  semua  beban  dan  reaksi  hanya  terjadi  pada  titk  hubung  tersebut.  Pada analisis ini beban yang diberikan sebesar 40 ton.
Tabel 1. Reaksi tumpuan model 1a
Joint  F1 F2 F3 M1 M2 M3 Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m 1 0.071 0 20.22 0 -0.09222 0 8 -0.071 0 19.78 0 -0.12775 0 Tabel 2. Reaksi tumpuan model 1b Joint  F1 F2 F3 M1 M2 M3 Ton Ton Ton Ton-m Ton-m Ton-m 1 0.0457 0 20 0 0 0 8 -0.0457 0 20 0 0 0
Pada model 1 terdiri dari terdiri dari delapan node dan sebelas elemen dimana pada model 1a menggunakan tumpuan  jepit  dan  model  1b  menggunakan  tumpuan  sendi.  Analisis  struktur  ranga  dilakukan  dengan menggunakan  metode  numerik.  Dua  model  struktur  frame  dipertimbangkan  dalam  analisis  dengan  hasil reaksi tumpuan pada model 1a dan 1b.  Reaksi tumpuan tersebut terdapat pada titik 1 dan 8 diamana  rekasi tumpuan  yang  terjadi  di  titik  1  dan  titik  8  pada  kedua  model  berbeda.  Hal  lain  terjadi  perbedaan  adalah momen  M2  dimana  pada  model  1a  terjadi  momen,  sementara  model  1b  momen  tidak  terjadi.  Hal  ini disebabkan kondisi tumpuan yang berbeda antara model 1a dan model 1b.
Tabel 3. Reaksi tumpuan model 2a
Joint  F1 F2 F3 M1 M2 M3 Tonf Tonf Tonf Tonf-m Tonf-m Tonf-m 1 0.2472 0 20 0 0.09089 0 8 -0.2472 0 20 0 -0.09089 0 Tabel 4. Reaksi tumpuan model 2b Joint  F1 F2 F3 M1 M2 M3 Tonf Tonf Tonf Tonf-m Tonf-m Tonf-m 1 0.1461 0 20 0 0 0 8 -0.1461 0 20 0 0 0
Pada model 2 terdiri dari terdiri dari delapan node dan tigabelas elemen dimana pada model 2a menggunakan tumpuan  jepit  dan  model  2b  menggunakan  tumpuan  sendi.  Analisis  struktur  ranga  dilakukan  dengan menggunakan  metode  numerik.  Dua  model  struktur  frame  dipertimbangkan  dalam  analisis  dengan  hasil reaksi tumpuan pada model 2a dan 2b. Reaksi tumpuan tersebut terdapat pada titik 1 dan 8  diamana rekasi tumpuan  yang  terjadi  di  titik  1  dan  titik  8  pada  kedua  model  berbeda.  Hal  lain  terjadi  perbedaan  adalah momen  M2  dimana  pada  model  2a  terjadi  momen,  sementara  model  2b  momen  tidak  terjadi.  Hal  ini disebabkan kondisi tumpuan yang berbeda antara model 2a dan model 2b.
Tabel 5. Perpindahan titik model 1a
Joint  U1 U2 U3 R1 R2 R3 m m m Radians Radians Radians 4 0.000218  0 -0.000447 0 0.000151 0 5 0.000369  0 -0.000669 0 -0.000282 0

## Tabel 6. Perpindahan titik model 1b
Joint U1 U2 U3 R1 R2 R3 m m m Radians Radians Radians 4 0.000288 0 -0.000451 0 0.000157 0 5 0.000445 0 -0.000672 0 -0.000275 0
Perpindahan  titik  pada  model  1  disajikan  pada  table 5  dan  6.  Dari  tabel  tersebut,  perpindahan  terjadi  pada arah  x dan  z  untuk translasi  dan  y  untuk  rotasi.  Hal  ini  diamati  bahwa  perpindahan  yang  sangat  kecil  baik translasi maupun rotasi pada tumpuan jepit maupun sendi.
Tabel 7. Perpindahan titik model 2a
Joint  U1 U2  U3 R1 R2 R3 m m m Radians Radians Radians 4 0.00004 0 -0.000412 0 -0.000007833 0 5 0.000009421  0 -0.000586 0 -0.000346 0 Tabel 8. Perpindahan titik model 2b Joint U1 U2 U3 R1 R2 R3 m m m Radians Radians  Radians 4 0.00004 0 -0.000412  0 -0.00007919 0 5 0.000009425 0 -0.000586  0 -0.000346 0
Perpindahan  titik  pada  model  2  disajikan  pada  table 7  dan  8.  Dari  table  tersebut,  perpindahan  terjadi  pada arah  x dan  z  untuk translasi  dan  y  untuk  rotasi.  Hal  ini  diamati  bahwa  perpindahan  yang  sangat  kecil  baik translasi maupun rotasi pada tumpuan jepit maupun sendi.
(Model 1a)                     (Model 1b)                      (Model 2a)                      (Model 2b) Gambar 3. Deformasi
Gambar 3 menunjukkan deformasi dari 2 model struktur rangka portal 2D. Hal ini diamati bahwa deformasi lebih  besar  terdapat  pada  model  1  dan  terkecil  pada  model  2.  Pengaruh  kondisi  tumpuan  dan  konfigurasi brace pada kedua model sangat signifikan dengan beban yang konstan.

## 4. KESIMPULAN
Analisis  rangka  batang  portal  2D  dengan  menggunakan  metode  numerik  aplikasi  software  telah  dilakukan dengan beberapa model. Variasi brace dan kondisi tumpuan yang ada pada struktur portal 2D juga dilakukan dengan  beban  distribusi  aksial  yang  konstan.  Berdasarkan  hasil  analisa  diperoleh  bahwa  reaksi  tumpuan,
perpindahan titik dan deformasi berbeda baik untuk model 1 dan model 2 dengan membandingkan keduanya. Perbedaan  lain  juga  diperoleh  pada  nilai  moment,  dimana  nilai  moment  untuk  struktur  portal  2D  dengan tumpuan  jepit  memiliki  nilai,  disisi  lain  model  dengan  tumpuan  sendi  nilai  moment  tidak  ada.  Pengaruh brace  sangat  signifikan  tidak  hanya  reaksi  tumpuan,  tetapi  juga  perpindahan  titik  serta  deformasi  yang terjadi.  Reaksi  tumpuan  yang  berbeda  untuk  kedua  model  termasuk  perpindahan  titik  dan  deformasi  yang lebih besar terdapat pada model 1 dan terkecil terdapat pada model 2. Pengaruh kondisi tumpuan untuk dua model sangat signifikan dengan beban yang konstan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  dapat  dilaksanakan  dengan  baik  berkat  bantuan  dari  berbagai  pihak,  untuk  itu  peneliti mengucapkan  terima  kasih  kepada  Kepala  Laboratorium  Struktur  Ocean  Structure  Analysis  Research Laboratory (OSAREL) dan anggota Labo Osarel yang telah memberikan motivasi dan berbagi ilmu kepada peneliti dalam melaksanakan kegiatan ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Muis Alie M Z, Icon Yan Franchover O, Achmad Yasir B, Rachman T and Juswan “Comparative Study of Structural Geometric to the Ultimate Strenght on Fixed Jacket Platform”, 2017
[2] Muis Alie M Z “The Effect Of Symmetrical and Asymmetrical Configuration Shapes On Buckling and Fatigue Strenght Analysis of Fixed Offshore Platform”, 2016
[3] Yang  Y,  Qingjin  Wu,  Zheng  He,  Ziyue  Jia,  Xiawei  Zhang,”Seismic  Collapse  Performance  of  Jacket Offshore Platform with Time-Variant Zonal Corrosion Model”, 2019
[4] Muis  Alie  M  Z,  Juswan,  Sifiani  Daud,  Widya  Tami  and  Ratnawati  “The  Effect  Symmetrical  and Asymmetrical Shape in Buckling Strenght on Fixed Offshore Platform”, 2015
[5] Tian X, Wang Q, Liu G, Liu Y and Xie Y,”Topologi Optimization Design for offshore Platform Jacket Structure”, 2019
[6] Schodeck, “Struktur”, Pt Refika Aditama,Bandung, 1998