Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats
Studi Numerik terhadap Kinerja serta Perilaku Elemen Reduced Bracing Section dan Stiffeners pada Concentrically Braced Frames
Arrahmatur Rizqi 1,* , Budi Suswanto 1 , Harun Al-Rasyid 1
Departemen Teknik Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: arrahmatur@gmail.com
Info Artikel Abstract
Diajukan                  02 Maret 2021 Diperbaiki               22 Maret 2021
Disetujui                 22 Maret 2021
Keywords:  Concentrically  Braced  Frame, reduced  section,  diagonal  stiffeners,  dissi- pation energy, ductility Seismic response quality of CBF determined by the performance of the (bracing). In order to reach  the  best  performance  from  CBF,  the  stiffener  have  to  get  collapse  before  other components  from  its  frame  system.  The  purpose  of  using  the  reduced  saction bracing  is  to enfast the collapse of bracing. In this research, this reduced section of bracing is refered to single and double reduced beam section. In this research, diagonal stiffeners is also used as the stiffener at the bracing. The using of stiffeners are supposed to strengthen the center of the bracing. The using of diagonal stiffeners in this research is refered to SNI 1729 – 2002. Single and triple stiffeners will  be installed every 200  mm and 10 mm  thickness.  According to  the result of analysis, we can assume that the using of reduced section of the bracing emerges well enough dissipation  energy whereas  the addition of diagonal  stiffened  of the  bracing  brings better dactility value.
Kata kunci: Concentrically Braced Frame, reduced section, diagonal stiffeners, energi disipasi, daktilitas
Abstrak
Kualitas respon seismik dari CBF ditentukan dari kinerja pengakunya  (bracing). Untuk mencapai kinerja terbaik dari CBF, pengaku harus gagal dahulu sebelum komponen lainya dari  sistem  rangka  itu  sendiri.  Penggunakan  reduced  saction  bracing  bertujuan  untuk mempercepat kegagalan pada bracing. Dalam penelitian ini reduced section pada bracing mengacu pada sistem yang ada pada reduced beam section (RBS) dan double reduced beam section  (DRBS).  Selain  penerapan  reduced  section  pada  bracing  dalam  penelitain  juga menggunakan  diagonal  stiffeners  sebagai  pengaku  pada  bracing.  Penggunaan  stiffeners bertujuan untuk memperkuat bagian tengah dari bracing. Penggunaan diagonal stiffeners di  penelitian  ini  mengacu  pada  SNI  1729-2002.  Diagonal  stiffeners  akan  dipasang  single stiffeners dan triple stiffeners dengan jarak antar stiffeners 200 mm dan tebal 10 mm. Dari hasil analisis didapatkan bahwa penggunaan reduced section pada bracing menghasilkan energi disipasi yang cukup baik. Sedangkan penambahan diagonal stiffener pada bracing menghasilkan nilai daktilitas yang lebih baik.

## 1. Pendahuluan
Concentrically  Braced  Frame (CBF)  adalah  pengem- bangan  dari Moment  Resisting  Frame (MRF),  dimana lendutan  CBF  dibatasi  karena  adanya  pengaku  dan  CBF memiliki  kemampuan  daktilitas  dan  penyerapan  energi dissipasi yang kecil [1]. CBF dua tipe yaitu Special Con- centrically  Braced  Frame (SCBF)  dan Ordinary  Con- centrically  Braced  Frame (OCBF)  yang  mana  perbedaan dari kedua tipe ini adalah daerah gempa. SCBF digunakan untuk daerah rawan gempa (gempa tinggi). Sedangkan pada OCBF digunakan untuk daerah dengan gempa rendah [1]. Persyaratan desain untuk sistem SCBF lebih ketat daripada sistem  OCBF  karena  kebutuhan  deformasi  yang  lebih tinggi  [2].  Dalam  hal  ini  CBF  memiliki  keuntungan  dan kerugian. Keuntungan dari CBF adalah mempunyai keka- kuan elastik yang tinggi. Dan kerugiannya dari CBF adalah mempunyai  daktilitas  yang  kurang  dibandingkan  dengan rangka  berpengaku  tipe  lain  ( Special  Momen  Resisting Frames,  Eccentrically  Braced  Frames,  Buckling
Restrained  Braced  Frame) dan  bentuknya  mengurangi fungsi arsitektural [1].
Konsep  pertama  dari  penggabungan  balok  dan  kolom melalui  koneksi  momen  untuk  membuat  tipe  struktural yang tidak dapat ditentukan secara statis disebut Moment Resisting  Frame (MRF).  Kerangka  ini  menahan  gaya seismik oleh elemen yang berperan pada dasarnya sebagai lentur.  Konsep  kedua  berasal  dari Concentrically  Braced Frame (CBF), dimana balok dan kolom digabungkan oleh sambungan  geser  untuk  membentuk  rangka  tidak  stabil yang  dibuat  secara  statis  ditentukan  oleh  pemasangan diagonal member ( braces ) [3].  (CBF) biasanya terdiri dari bracing diagonal  yang  terhubung  ke  balok  dan  kolom dengan sambungan pelat buhul. Bracin g dapat ditempatkan di  sejumlah  konfigurasi  dan  geometri  yang  berbeda. Elemen CBF pada awalnya dirancang dengan asumsi aksi rangka,  yaitu  anggota  hanya  membawa  beban  aksial  [4]. Tipe-V, tipe-V terbalik (chevron) dan X- bracing dua lantai, terdiri dari tipe-V dan tipe-V terbalik, adalah tiga kategori
Arrahmatur Rizqi dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (197-208) 198
utama  dari  konfigurasi  yang  memberi  perkuatan  pada SCBF [5] dapat dilihat pada Gambar 1 .
Gambar  1. Macam-macam  model  konfigurasi  bracing pada CBF [1].
SCBF bertujuan untuk menjaga resistan pada deformasi inelastis  yang  besar  melalui  pelelehan  dan  kegagalan spesifik,  termasuk brace  buckling dalam  tekan  dan  tega- ngan tarik. Selain mekanisme hasil primer ini, SCBF dapat menunjukkan  mekanisme-mekanisme  hasil  sekunder  da- lam  balok,  kolom,  zona  panel,  dan  pelat  buhul  ( gusset) . Mode kegagalan yang diharapkan dan dipilih adalah setelah banyak brace yang  putus  dan  menghasilkan  deformasi siklik yang besar [6].
Gambar 2 . Variasi sambungan gusset plate (a) 2 tp linear clereance , (b) 8 tp eliptical clearance [9]
Pelat gusset biasanya digunakan untuk menghubungkan bracing ke elemen frame yang lainnya. Dalam SCBF, harus dirancang untuk mengakomodasi rotasi yang terkait dengan tekuk pada bracing di luar  bidang. Hal ini sering dicapai melalui  jarak  bebas linear atau elips .  Dengan  demikian, lentur gusset plate sering kali masuk ke dalam tujuan leleh dan  kegagalan  yang  diharapkan  [7].  Naderpour    dkk, mengusulkan  untuk  memberikan  jarak  bebas  linier  2t  di pelat  gusset  untuk memungkinkan rotasi  ujung brace  dan mencapai perilaku daktail yang cukup bagus [7]. Lehman dkk,  menyarankan  desain gusset  plate berdasarkan  pada sistem  tujuan  kegagalan  dimana  mode  kegagalan  yang diinginkan  dapat  diperoleh  [8].  Selain  itu,  mengusulkan juga panjang jarak elips 6 sampai 8t sebagai pengganti jarak 2t linier dapat dilihat pada Gambar 2.
Respons rangka yang diperkuat secara konsentris dalam menahan  beban  seismik  diatur  oleh  kinerja  bresing  dan sambungan  yang  mengalami  pembebanan  siklik  terbalik.
Untuk  mendapatkan  kinerja  yang  diinginkan  dari  rangka penahan  secara  konsentris,  penguat  harus  gagal  terlebih dahulu dengan menunjukkan daktilitas yang dapat diterima setelah beberapa siklus deformasi inelastis termasuk pere- gangan  pada  tegangan  dan  tekuk  pada  kompresi  [10]. Mengurangi penampang bagian struktur yang cukup kecil untuk membatasi pengurangan kekuatan tekan akan meng- hasilkan kekuatan tarik yang berkurang dan membatasi ke- butuhan  perkuatan  sambungan.  Konsep  menggabungkan sekring (fuse) dalam brace untuk mengurangi kekuatan ta- rik  ke  tingkat  yang  dibutuhkan  oleh  perhitungan  secara ketat telah diselidiki di masa lalu pada brace HSS. Hal ini menunjukkan  bahwa  kebutuhan  daktilitas  dengan  brace penampang tereduksi pada sekitar lubang brace [10].
Pengaku longitudinal adalah pengaku dengan arah seja- jar dengan flange . Biasanya digunakan untuk memperkuat girder  dengan  dimensi  besar.  Pengaku  longitudinal  juga digunakan untuk menghindari tekuk pada web yang dapat menyebabkan pengurangan yang luar biasa dari ketahanan lentur girder. Peran penting lainnya dari pengaku longitu- dinal adalah untuk mengontrol defleksi lateral dari elemen gelagar [11]. Pengaku melintang dengan ketebalan setidak- nya sama dengan elemen yang diberi stiffeners , dilas pada ketinggian  penuh  dari  panel web dan flange .  Pada  sam- bungan  yang  dibaut,  pengaku  di compression  zone harus sejajar dengan flange (center of compression) [11].
Dari uraian diatas maka perlu dilakukan penelitian ini untuk  mengetahui  kinerja  terbaik  dari frame yang  meng- gunakan bracing diberi fuse atau frame yang menggunakan bracing diberi stiffeners . Hasil dari penelitian ini diharap- kan  dapat  menjadi  bahan  pertimbangan  ataupun  acuan dalam  mendesain  stuktur  baja  CBF.  Serta  semoga  dapat dikembangkan lagi dalam penelitain selanjutnya.

## 2. Metode
Dalam studi ini, akan dilakukan analisa sebagian portal rangka  baja  yang  diberi  perkuatan  dengan  menggunakan concentrically braced frames (CBF). Ada 4 spesimen dima- na spesimen tersebut yang membedakan adalah modifikasi pada bracing , profil dan mutu baja yang akan digunakan. Setelah  membedakan  antar  spesimen  kemudian  diberi beban siklik menggunakan software Abaqus. Pengamatan akan dilakukan terhadap perilaku brace pada portal rangka baja  yang  diuji  dan  bagaimana  hasil  dari  respon  histeris- tiknya.
Spesimen dalam penelitian ini mengacu pada penelitian yang  dilakukan  oleh  Hsiao  dkk,  [9] dimana  balok  kolom menggunakan  profil  WF  dan bracing meggunakan  profil HSS,  serta gusset  plate dengan  menggunakan  plat  baja
tebal  10  mm  dengan clearance 8t.  Tetapi  pada  spesimen penelitian  ini  mengalami  modifikasi  yang  mengacu  pada profil dan mutu baja yang sering digunakan di Indonesia.
Spesimen  menggunakan  pofil  WF  pada  elemen  balok dan kolom degan mutu baja BJ 50 serta bracing juga meng- gunakan  profil  WF  dengan  mutu  baja  BJ  34.  Sedangkan untuk gusset plate menggunakan tebal plat 10 mm dengan clearance 8t dan mutu baja BJ 55 seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1 . Tinggi portal pada spesimen adalah 5588 mm serta lebar 4200 mm dapat dilihat pada Gambar 3 .
Gambar 3. Portal spesimen dalam pemodelan numerik dan posisi loading point
Modifikasi juga dilakukan pada elemen bracing . Dalam penelitian  ini  pada  bagian  tengah bracing diberi reduced section yang mengacu pada sistem reduced beam  secti on dan double reduced beam section dengan nama spesimen CBFVR-1 dan CBFVR-2 serta dapat dilihat pada Gambar 5 dan Gambar  6. Hal  tersebut  bertujuan  untuk  memper- cepat kegagalan pada bracing sebelum elemene penyusun lainnya.  Untuk  menentukan  ukuran reduced  section ada beberapa batasan tertentu sesuai dengan AISC-358 dan da- pat dilihat pada Gambar 4 . Persamaan 1-4 adalah batasan dalam menentukan ukuran reduced section :
0.5b bf ≤ a ≤ 0.75b bf (1) 0.65h ≤ b ≤ 0.85h (2) 0.1b bf ≤ c 1 ≤0.25b bf (3)
c 1 ≤ c 2 (4)
dimana: b bf adalah lebar profil h adalah tinggi profil
Gambar 4. Double reduced section
Gambar  5. Tampak  atas  detail bracing pada  variabel CBFVR-1
Gambar  6. Tampak  atas  detail bracing pada  variabel CBFVR-2
Selain itu modifikasi juga dilakukan pada elemen bracing dengan memberi stiffener pada bagian tengah bracing . Hal tersebut bertujuan untuk memperkuat pada bagian tengah bracing . Pada spesimen yang diberi single stiffener dengan nama  CBFVR  3  dan  yang  diberi triple  stiffener dengan nama  CBFVR  4.  Ilustrasi  spesimen  dapat  dilihat  pada Gambar  7 dan Gambar  8 .  Untuk  menentukan  ukuran stiffener dalam penelitian ini mengacu pada peraturan SNI 1729-2002.  Lebar  pengaku  pada  setiap  sisi  pelat  badan harus lebih besar dari sepertiga lebar pelat sayap dikurangi setengah tebal pelat badan. Tebal pengaku harus lebih tebal dari setengah tebal pelat sayap dan memenuhi. Persamaan 5 adalah batasan dalam menentukan ukuran stiffener.
≤ 0,56 (5)
Keterangan: t s adalah ketebalan pengaku, mm
b s adalah lebar pengaku, mm
Arrahmatur Rizqi dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (197-208) 200
abel 1. Material Elemen Penyusun CBF
Pemodelan  secara  numerik  dilakukan  dengan  bantuan program  Abaqus.  Pemodelan  yang  dibuat  sesuai  dengan preliminary design yang telah ditentukan. Pemodelan secara numerik  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  desain  yang telah  dilakukan  seperti  material  yang  digunakan,  ukuran elemen, serta interaksi yang dipilih telah sesuai dengan hasil eksperimen sehingga mampu menunjukkan hasil yang serupa dengan  eksperimen.  Tahapan  pemodelan  numerik  yang dilakukan meliputi:
1. Model Geometri
Penelitian ini menggunakan pofil WF pada elemen balok, kolom  dan bracing .  Sedangkan  untuk gusset  plate dan stiffener menggunakan tebal plat 10 mm.
2. Material Properties
Material yang digunakan dalam studi ini ialah bahan baja dengan  nilai  berat  jenis  7850  kg/m 3 , modulus  young sebesar 200000 N/mm 2 dan memiliki nilai poisson rati o sebesar 0,3 3. Pembebanan
Pembebanan  yang  diberikan  pada  spesimen  menggu- nakan  kuasi  statis  beban  siklik  yang  sesuai  dengan persyaratan  pada  AISC  2005  dan  diilustrasikan  dalam bentuk  grafik  pada Gambar  9 .  Pembebanan  dilakukan dengan displacement  control  method .  Pembebanan diletakkan  pada  ujung  atas  kolom frame seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 3 .
No Nama Nama elemen Material Fu Fy Dimensi 1 CBFVR-1 Balok BJ 50 500 290 WF 800x300x14x26 Kolom BJ 50 500 290 WF 588x300x12x20 Bracing BJ 34 340 210 WF 200x200x8x12 Gusset Plate BJ 55 550 410 tinggi (a) = 835 mm, lebar (b) =835 mm Clearence - - - 8 t Reduced Section - - - Single Reduced Stiffeners - - - - 2 CBFVR-2 Balok BJ 50 500 290 WF 800x300x14x26 Kolom BJ 50 500 290 WF 588x300x12x20 Bracing BJ 34 340 210 WF 200x200x8x12 Gusset Plate BJ 55 550 410 tinggi (a) = 835 mm, lebar (b) =835 mm Clearence - - - 8 t Reduced Section - - - Double Reduced Stiffeners - - - - 3 CBFVR-3 Balok BJ 50 500 290 WF 800x300x14x26 Kolom BJ 50 500 290 WF 588x300x12x20 Bracing BJ 34 340 210 WF 200x200x8x12 Gusset Plate BJ 55 550 410 tinggi (a) = 835 mm, lebar (b) =835 mm Clearence - - - 8 t Reduced Section - - - - Stiffeners - - - Single Stiffeners 4 CBFVR-4 Balok BJ 50 500 290 WF 800x300x14x26 Kolom BJ 50 500 290 WF 588x300x12x20 Bracing BJ 34 340 210 WF 200x200x8x12 Gusset Plate BJ 55 550 410 tinggi (a) = 835 mm, lebar (b) =835 mm Clearence - - - 8 t Reduced Section - - - - Stiffeners - - - Triple Stiffeners
4. Interaksi Interaksi  tipe tie  constraint diberikan  pada  permukaan kontak antara stiffenerss dengan brace , kolom dan balok serta antara gusste plate dengan balok dan kolom kemu- dian yang terkahir kontak permukaan antara balok dengan kolom dan antara balok. Tie  constraint digunakan pada kontak yang bersifat seperti sambungan las.
5. Model Meshing
Pemodelan secara numerik yang dilakukan dengan ban- tuan  program  Abaqus  memodelkan  spesimen  dengan menggunakan tipe elemen C3D8R. Model meshing digu- nakan  untuk plotting hasil  analisa  berupa  ilustrasi tegangan  serta displacement yang  terjadi  pada  elemen. Ukuran meshing dalam satu portal sebesar 75 mm untuk semua elemen.
Gambar  7. Tampak  samping  detail bracing pada  variabel CBFVR-3
Gambar  8. Tampak  samping  detail bracing pada  variabel CBFVR-4
Gambar 9. Grafik pembebanan siklik
3. Hasil dan Pembahasan A. CBFVR 1
Seperti  yang  sudah  ada  pada Tabel  1 CBFVR-1 menggunakan material tipe baja BJ 50 dengan fy = 250 MPa dan fu = 410 MPa untuk elemen balok dan kolom. Sementara untuk bracing menggunakan baja tipe BJ 34 dengan fy = 210 MPa dab fu = 340 MPa, sedangkan gusset plate menggunkan material baja tipe  BJ  55 dengan  fy  = 290  MPa dan fu 550 MPa. Pada desain gusset plate menggunakan tinggi (a) 835 mm  dan  lebar  (b)  835  mm.  Untuk  ketebalan gusset  plate sendiri menggunakan 10 mm dan clearence 8t (80 mm). Akan tetapi  yang  membedakan  dari  variabel  lain  pada  variabel CBFVR-1 menggunakan reduced section pada bagian tengah bracing seperti  yang  ditunjukkan  pada Tabel  1 . Adapun dimensi single reduced section bisa dilihat pada Gambar 5 . Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-1), elemen bracing pada frame telah  mencapai  tegangan  210 MPa pada saat deformasi portal 10,31 mm pada bagian atas kolom  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  10 dan Tabel  2 . Elemen bracing mencapai tegangan 210 MPa seperti ditun- jukkan pada Gambar 11 , dimana sesuai dengan fy material yang digunakan yaitu BJ-34. Pada pola kegagalan spesimen CBFVR-1  telah  sesuai  dengan  desain  rangka  bresing  kon- sentrik, yaitu leleh pada bacing terlebih dahulu sebelum ada elemen  yang  gagal  terlebih  dahulu.  Setelah bracing leleh maka  dilanjutkan  pembebanan  sampai bracing mengalami mencapai tegangan ultimate 340 MPa.
Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-1), elemen  struktur bracing pada frame mencapai  tegangan maksimum  340  MPa  pada  deformasi  portal  20,9  mm  pada bagian atas kolom seperti ditunjukkan pada Gambar 12 dan Tabel 2 . Elemen bracing mencapai tegangan maksimum 340 MPa  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  13 ,  dimana  sesuai dengan fu material yang digunakan yaitu BJ-34
Gambar 10. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 1 saat bracing mencapai nilai fy -300 -200 -100 0 100 200 300 0 20 40 60 D is pl ac em en t (m m ) Waktu (s)
Arrahmatur Rizqi dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (197-208) 202
Gambar  11. Tegangan  yang terjadi  pada frame CBFVR-1 saat bracing mencapai nilai fy
Gambar 12. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 1 saat bracing mencapai nilai fu .
Gambar  13. Tegangan  yang terjadi  pada frame CBFVR-1 saat bracing mencapai nilai fu
Kurva  histeresis  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  14 , didapatkan  dengan  mengkombinasikan  nilai reaction  for ce (RF) pada dasar kolom frame dengan nilai displacement pada ujung  kolom  atas  (U).  Elemen bracing mencapai  tegangan
maksimum 210  MPa saat  rotasi  kolom bernilai 0,0018 dan mencapai tegangan maksimum 340 MPa saat rotasi 0,00373. Pada variabel CBFVR-1 ini rotasi maksimum mencapai 0.04 dengan reaction  force sebesar  2665,54  kN.  Sedangakan reaction  force maksimum  mencapai  2920,81  kN  pada  saat rotasi mencapai 0,02.
Gambar 14. Kurva histeresis CBFVR-1
Tabel 2. Deformasi frame CBFVR-1 saat bracing mencapai fy dan fu

## B. CBFVR 2
Pada  variabel  CBFVR-2  menggunakan double  reduced section pada bagian tengah bracing. Adapun dimensi double reduced section bisa dilihat pada Gambar 6 dan pada Tabel 1 .
Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-2), elemen bracing pada frame telah  mencapai  tegangan  210 MPa  pada saat deformasi portal 8,53 mm  pada bagian atas kolom seperti ditunjukkan pada Gambar 15 . Elemen bracing mencapai  tegangan  210  MPa  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 16 dan Tabel 3 , dimana sesuai dengan fy material yang digunakan yaitu BJ-34. Pada pola kegagalan spesimen CBFVR-2  telah  sesuai  dengan  desain  rangka  bresing  kon- sentrik, yaitu leleh pada bacing terlebih dahulu sebelum ada elemen  yang  gagal  terlebih  dahulu.  Setelah bracing leleh maka  dilanjutkan  pembebanan  sampai bracing mengalami mencapai tegangan ultimate 340 MPa.
-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04
R ea ct io n F or ce (k N ) Rotation (rad) CBFVR-1 Variabel
CBFVR-1 Deformasi Frame Tegangan Pada Bracing Bracing (fy) 10,31 mm 210 MPa Bracing (fu) 20,9 mm 340 MPa
Gambar 17. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 2 saat bracing mencapai nilai fu
Gambar  18. Tegangan  yang terjadi  pada frame CBFVR-2 saat bracing mencapai nilai fu
Gambar 15. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 2 saat bracing mencapai nilai fy
Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-2), elemen  struktur bracing pada frame mencapai  tegangan maksimum  340  MPa  pada  deformasi  portal  19,3  mm  pada bagian atas kolom seperti ditunjukkan pada Gambar 17 dan Tabel 3 . Elemen bracing mencapai tegangan maksimum 340
MPa  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  18 ,  dimana  sesuai dengan fu material yang digunakan yaitu BJ-34.
Gambar  16. Tegangan  yang terjadi  pada frame CBFVR-2 saat bracing mencapai nilai fy
Kurva  histeresis  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  19 , didapatkan  dengan  mengkombinasikan  nilai reaction  force (RF) pada dasar kolom frame dengan nilai displacement pada ujung  kolom  atas  (U).  Elemen bracing mencapai  tegangan maksimum 210  MPa saat  rotasi  kolom bernilai 0,0015 dan mencapai tegangan maksimum 340 MPa saat rotasi 0,0035. Pada variabel CBFVR-2 ini rotasi maksimum mencapai 0.04 dengan reaction  force sebesar  2658,35  kN.  Sedangakan reaction  force maksimum  mencapai  2922,13  kN  pada  saat rotasi mencapai 0,0197.
Gambar 19. Kurva histeresis CBFVR-2
Tabel 3. Deformasi frame CBFVR-2 saat bracing mencapai fy dan fu
Variabel CBFVR-2 Deformasi Frame Tegangan Pada Bracing Bracing (fy) 8,53 mm 210 MPa Bracing (fu) 19,3 mm 340 a -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 -0.04 -0.02 0 0.02
0.04 R ea ct io n F or ce (k N ) Rotation (rad) CBFVR-2
Arrahmatur Rizqi dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (197-208) 204

## C. CBFVR 3
Pada  variabel  CBFVR-3  menggunakan single  stiffeners pada  bagian  tengah bracing. Adapun  dimensi single  stif- feners bisa  dilihat  pada Gambar  7 .  Pada  spesimen  rangka bresing konsentrik (CBFVR-3), elemen bracing pada frame telah mencapai tegangan 210 MPa pada saat deformasi portal 13,3 mm  pada  bagian  atas  kolom  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  20 dan Tabel  4 .  Elemen bracing mencapai  tega- ngan 210 MPa seperti ditunjukkan pada Gambar 21 , dimana sesuai dengan fy material yang digunakan yaitu BJ-34. Pada pola kegagalan spesimen CBFVR-3 telah sesuai dengan de- sain  rangka  bresing  konsentrik,  yaitu  leleh  pada bacing terlebih dahulu sebelum ada elemen yang gagal terlebih da- hulu.  Setelah bracing leleh  maka  dilanjutkan  pembebanan sampai bracing mengalami mencapai tegangan ultimate 340 MPa.
Gambar 20. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 3 saat bracing mencapai nilai fy
Gambar  21. Tegangan yang terjadi  pada frame CBFVR-3 saat bracing mencapai nilai fy
Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-3), elemen  struktur bracing pada frame mencapai  tegangan maksimum  340  MPa  pada  deformasi  portal  20  mm  pada bagian atas kolom seperti ditunjukkan pada Gambar 22 dan
Tabel 4 . Elemen bracing mencapai tegangan maksimum 340 MPa  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  23 ,  dimana  sesuai dengan fu material yang digunakan yaitu BJ-34.
Gambar 22. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 3 saat bracing mencapai nilai fu
Gambar  23. Tegangan yang terjadi  pada frame CBFVR-3 saat bracing mencapai nilai fu
Gambar 24 . Kurva Histeresis CBFVR-3
Kurva  histeresis  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  24 , didapatkan  dengan  mengkombinasikan  nilai reaction  f orce (RF) pada dasar kolom frame dengan nilai displacement pada ujung  kolom  atas  (U).  Elemen bracing mencapai  tegangan 210 MPa saat rotasi kolom bernilai 0,0023 rad dan mencapai
-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 -0.04 -0.02 0 0.02
0.04
R ea ct io n F or ce (k N ) Rotation (rad) CBRVR-3
tegangan maksimum 340 MPa saat rotasi 0,0035 rad. Pada variabel CBFVR-3 ini rotasi maksimum mencapai 0.04 rad dengan reaction  force sebesar  2614,25  kN.  Sedangkan reaction  force maksimum  mencapai  3105,3  kN  pada  saat rotasi mencapai 0,03 rad.
Tabel 4. Deformasi frame CBFVR-3 saat bracing mencapai fy dan fu

## D. CBFVR 4
Pada  varibael  CBFVR-4  menggunakan triple  stiffeners bracing pada bagian tengah bracing. Adapun dimensi triple stiffeners bracing bisa dilihat pada Gambar 8 dan Tabel 1 .
Gambar 25. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 4 saat bracing mencapai nilai fy
Gambar  26. Tegangan  yang terjadi  pada frame CBFVR-4 saat bracing mencapai nilai fy
Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-4), elemen bracing pada frame telah  mencapai  tegangan  210 MPa pada saat deformasi portal 13,26 mm pada bagian atas kolom  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  25 dan Tabel  5. Elemen bracing mencapai  tegangan  210  MPa  seperti ditunjukkan  pada Gambar  26 ,  dimana  sesuai  dengan fy material yang digunakan  yaitu BJ-34. Pada pola kegagalan spesimen  CBFVR-4  telah  sesuai  dengan  desain  rangka bresing konsentrik, yaitu leleh pada bacing terlebih dahulu sebelum  ada  elemen  yang  gagal  terlebih  dahulu.  Setelah bracing leleh maka dilanjutkan pembebanan sampai bracing mengalami mencapai tegangan ultimate 340 MPa.
Pada  spesimen  rangka  bresing  konsentrik  (CBFVR-4), elemen  struktur bracing pada frame mencapai  tegangan maksimum  340  MPa  pada  deformasi  portal  22,8  mm  pada bagian atas kolom seperti ditunjukkan pada Gambar 27 dan Tabel 5 . Elemen bracing mencapai tegangan maksimum 340 MPa  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  28 ,  dimana  sesuai dengan fu material yang digunakan yaitu BJ-34.
Gambar 27. Displacement yang terjadi pada frame CBFVR- 4 saat bracing mencapai nilai fu
Gambar  28. Tegangan  yang terjadi  pada frame CBFVR-4 saat bracing mencapai nilai fu
Variabel CBFVR-3 Deformasi Frame Tegangan Pada Bracing Bracing (fy) 13,3 mm 210 MPa Bracing (fu) 20 mm 340 a
Arrahmatur Rizqi dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (197-208) 206
Kurva  histeresis  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  29 diatas didapatkan dengan mengkombinasikan nilai reaction force (RF)  pada  dasar  kolom frame dengan  nilai displace- ment pada ujung kolom atas (U). Elemen bracing mencapai tegangan 250 MPa saat rotasi kolom bernilai 0,0023 rad dan mencapai tegangan maksimum 340 MPa saat rotasi 0,0027 rad. Pada variabel CBFVR-4 ini rotasi maksimum mencapai 0,04 rad dengan reaction force sebesar 2300,06 kN. Sedang- kan reaction force maksimum mencapai 2996,4 kN pada saat rotasi mencapai 0,03 rad.
Gambar 29. Kurva Histeresis CBFVR-4
Tabel 5. Deformasi frame CBFVR-4 saat bracing mencapai fy dan fu

## E. Perbandingan Hasil Pemodelan
Setelah  pemodelan  variabel  CBFVR  1-4  selesai  dan diketahui  hasilnya.  Selanjutnya  dilakukan  analisa  hasil  pe- modelan  Abaqus dari  vairabel  tersebut.  Hal  tersebut  bertu- juan untuk membandingkan hasil masing-masing variabel.
1) CBFVR-1 dan CBFVR-2 Pada  kurva  histeresis  seperti  ditunjukkan Gambar  30 variabel  CBFVR-1  dan  CBFVR-2  mengalami  rotasi  dan tegangan  yang  hampir  sama.  Pada  variabel  CBFVR-1  me- ngalami  rotasi  sebesar  0,04  rad  pada  saat  tegangan  yang terjadi di dasar kolom sebesar 2665,54 kN. Sedangkan pada Pada variabel CBFVR-2 mengalami rotasi sebesar 0,04 rad pada  saat  tegangan  yang  terjadi  di  dasar  kolom  sebesar 2658,35 kN dapat dilihat pada Tabel 6 . Berdasarkan luasan kurva  histeresis  didapatkan  energi  disipasi  pada  variabel CBFVR-1  sebesar  769,46  kNm.  Sedangkan  pada  variabel
CBFVR-2 didapatkan energi disipasi sebesar 760,805 kNm. Energi disipasi pada variabel CBFVR-1 lebih besar dari pada CBFVR-2  dengan  selisih  sebesar  8,654  kNm  atau  sebesar 0,27% seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7 .
Gambar  30. Perbandingan  kurva  histeresis  CBFVR-1  dan CBFVR-2
Tabel  6. Perbandingan  nilai base  shear CBFVR-1  dan CBFVR-2 saat rotasi 0,04 rad
Variabel Base shear saat rotasi maksimum 0,04 rad (kN) Selisih (%) CBFVR-1 2665,54 0,27 CBFVR-2 2658,35 Tabel  7. Perbandingan  nilai  energi  disipasi  CBFVR-1  dan CBFVR-2 Variabel Energi Disipasi (kNm) Selisih (%) CBFVR-1 769,46 1,21 CBFVR-2 760,81
Tabel 8. Perbandingan nilai deformasi fram e CBFVR-1 dan CBFVR-2
Tabel  9. Perbandingan  nilai  daktilitas  CBFVR-1  dan CBFVR-2
Variabel Daktilitas Selisih (%) CBFVR-1 2,03 10,18 CBFVR-2 2,26
-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 -0.04 -0.02 0
0.02 0.04
R ea ct io n F or ce (k N ) Rotation (rad) CBFVR-4 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 -0.04 -0.02 0 0.02
0.04
R ea ct io n F or ce (k N ) Rotation (rad) CBFVR-1 dan CBFVR-2 CBFVR-1
CBFVR-2
Variabel CBFVR-4 Deformasi Frame Tegangan Pada Bracing Bracing (fy) 13,3 mm 210 MPa Bracing (fu) 22,8 mm 340 MPa
Variabel Deformasi frame (mm) Selisih (%) Bracing 210 MPa Bracing 340 MPa Bracing 210 MPa Bracing 340 MPa CBFVR-1 10,31 20,9 17,27 7,66 CBFVR-2 8,53 19,3
Tabel 8 menunjukkan deformasi frame variabel CBFVR- 1  saat bracing saat  mencapai  tegangan  210  MPa  memiliki nilai  lebih  besar  daripada  CBFVR-2  dengan  selisih  nilai sebesar  1,78  mm  atau  sebesar  17,27%.  Deformasi frame variabel  CBFVR-1  saat bracing mencapai  tegangan  mak- simum 340 MPa juga lebih besar daripada CBFVR-2 dengan selisih nilai sebesar 1,6 mm atau sebesar 7,66%. Dapat dilihat pada Tabel 9 daktilitas dari CBFVR-2 mempunyai nilai lebih besar dari  CBFVR-1 dengan selisih  nilai sebesar 0,23  atau sebesar  10,18%.  Dari  beberapa  hasil  analisa  tersebut menunjukan perilaku pada variabel CBFVR-1 dan CBFVR- 2 mengalami perbedaan yang tidak terlalu signifikan.
Tabel  10. Perbandingan  nilai base  shear CBFVR-3  dan CBFVR-4 saat rotasi 0,04 rad
Gambar  31. Perbandingan  kurva  histeresis  CBFVR-3  dan CBFVR-4

## 2) CBFVR-3 dan CBFVR-4
Pada  kurva  histeresis  seperti  ditunjukkan Gambar  31 variabel CBFVR-3 dan CBFVR-4 mengalami rotasi 0,04 rad dengan  tegangan  yang  cukup  berbeda.  Pada  variabel CBFVR-3  mengalami  rotasi  sebesar  0,04  rad  pada  saat tegangan  yang  terjadi  di  dasar  kolom  sebesar  2614,25  kN. Sedangkan pada Pada variabel CBFVR-4 mengalami rotasi sebesar  0,04  rad  pada  saat  tegangan  yang  terjadi  di  dasar kolom  sebesar  2300,06  kN  dapat  dilihat  pada Tabel  10 . Berdasarkan  luasan  kurva  histeresis  didapatkan  energi disipasi  pada  variabel  CBFVR-3  sebesar  862,74  kNm. Sedangkan  pada  variabel  CBFVR-4  didapatkan  energi
disipasi sebesar 808,45 kNm. Energi disipasi pada variabel CBFVR-3  lebih  besar  dari  pada  CBFVR-4  dengan  selisih sebesar  54,29  kNm  atau  sebesar  6,29%  seperti  yang ditunjukkan pada Tabel 11 .
Tabel  12 menunjukkan  deformasi frame variabel CBFVR-3  saat bracing saat  mencapai  tegangan  210  MPa memiliki nilai sama dengan variabel CBFVR-4. Deformasi frame variabel  CBFVR-4  saat bracing mencapai  tegangan maksimum  340  MPa  juga  lebih  besar  daripada  CBFVR-3 dengan  selisih  nilai  sebesar  2,8  mm  atau  sebesar  12,28%. Dapat dilihat pada Tabel 13 untuk daktilitas dari CBFVR-4 mempunyai nilai lebih besar dari CBFVR-3 dengan selisih nilai sebesar 0,21 atau sebesar 12,28%.
Tabel 11. Perbandingan nilai energi disipasi CBFVR-3 dan
CBFVR-4 Variabel Energi Disipasi (kNm) Selisih (%) CBFVR-3 862,74 6,29 CBFVR-4 808,45
Tabel 12. Perbandingan nilai deformasi fram e CBFVR-3 dan CBFVR-4
Tabel  13. Perbandingan  nilai  daktilitas  CBFVR-3  dan CBFVR-4
Variabel Daktilitas Selisih (%) CBFVR-3 1,5 12,28 CBFVR-4 1,71

## 4. Simpulan
Dari  hasil  analisis  dan  pembahasan  dapat  disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Pada preliminary design , pemberian variasi berupa single reduced section dan double reduced section pada bracing menghasilkan perbedaan tidak begitu signifikan terhadap hasil  analisa.  Sedangkan  untuk  variasi  berupa single stiffener dan triple  stiffeners menghasilkan  perbedaan yang cukup signifikan.
2. Pada variabel CBFVR-1 mengalami base shear terbesar pada  saat  rotasi  0,04  rad  sebesar  2665,54  kN  dengan modifkasi  pada bracing menggunakan single  reduced bracing  section yang  teletak  pada  tengah  bentang bra- cing. Sedangkan  yang  mengalami base  shear terkecil
-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 -0.04 -0.02 0 0.02
0.04
R ea ct io n F or ce (k N ) Rotation (rad) CBFVR-3 dan CBFVR-4 CBFVR-3 CBFVR-4 Variabel
Base shear saat rotasi maksimum 0,04 rad (kN) Selisih (%) CBFVR-3 2614,25 12,02 CBFVR-4 2300,06 Variabel Deformasi frame (mm) Selisih (%) Bracing 210 MPa Bracing 340 MPa Bracing 210 MPa Bracing 340 MPa CBFVR-3 13,3 20 0 12,28 CBFVR-4 13,3 22,8
Arrahmatur Rizqi dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 3, Agustus 2021 (197-208) 208
pada saat rotasi 0,04 rad adalah variabel CBFVR-4 sebe- sar 2300,06 kN dengan modifikasi bracing menggunakan triple stiffeners pada bentang tengah bracin g. 3. Dapat  dilihat  energi  disipasi  terbesar  pada  variabel CBFVR-3  sebesar  862,74  kNm  dengan  modifikasi bra- cing menggunakan single stiffeners pada bentang tengah bracing. Sementara yang mempunyai nilai disipasi energi terkecil  pada  variabel  CBFVR-2  modifikasi bracing menggunakan double  reduced  bracing  section yang terletak pada bentang tengah bracing . 4. Pada  variabel  CBFVR-2  mempunyai  daktilitas  terbesar, sebesar  2,26  dengan  modifkasi  pada bracing menggu- nakan double reduced bracing section yang teletak pada tengah  bentang bracing. Sedangkan  yang  mempunyai daktilitas terkecil adalah variabel CBFVR-3 sebesar 1,5 dengan modifikasi bracing menggunakan single stiffeners pada bentang tengah bracin g. 5. Untuk  mode  kegagalan  pada  semua  variabel  CBFVR telah  sesuai  dengan  metodologi  desain  rangka  bresing konsentrik, yaitu leleh pada bracing terlebih dahulu sebe- lum ada elemen penyusun lainnya yang mengalami kega- galan. Selanjutnya bracing mengalami local buckling dan mengalami deform shape . 6. Dari 4 variabel dalam penelitian ini, variabel 3 dan 4 yang memiliki modifikasi penambahan stiffeners pada bracing merupakan modifikasi yang paling mudah dalam pelak- sanaan dilapangan.

## Daftar Pustaka
[1] N.  A.  Setiyowati,  B.  Suswanto,  and  R.  Soewardojo, “Studi  Perbandingan  Perilaku  Profil  Baja  WF  dan HSS  Sebagai  Bresing  pada  SCBF  Akibat  Beban Lateral  dengan  Program  Bantu  Finite  Element Analysis,” J.  Tek.  ITS ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  D40–D45, 2012.
[2] C.-H.  Chen  and  H.-K.  Hu,  “Evaluation  of  loading sequences on testing capacity of concentrically braced
frame structures,” J. Constr. Steel Res. , vol. 130, pp.
1–11, 2017.
[3] F.  Barbagallo,  M.  Bosco,  E.  M.  Marino,  and  P.  P. Rossi, “Achieving a more effective concentric braced frame by the double-stage yield BRB,” Eng. Struct. , vol. 186, pp. 484–497, 2019.
[4] C. W. Roeder, E. J. Lumpkin, and D. E. Lehman, “A balanced design procedure for special concentrically braced frame connections,” J. Constr. Steel Res. , vol. 67, no. 11, pp. 1760–1772, 2011.
[5] S.  Momenzadeh  and  J.  Shen,  “Seismic  demand  on columns  in  special  concentrically  braced  frames,” Eng. Struct. , vol. 168, pp. 93–107, 2018.
[6] A.  D. Sen, C. W. Roeder, D. E. Lehman,  and  J.  W. Berman,  “Nonlinear  modeling  of  concentrically braced  frames,” J.  Constr.  Steel  Res. ,  vol.  157,  pp. 103–120, 2019.
[7] M. N. Naderpour and A. A. Aghakouchak, “Probabi- listic  damage  assessment  of  concentrically  braced frames with built up braces,” J. Constr. Steel Res. , vol. 147, pp. 191–202, 2018.
[8] D. E. Lehman, C. w Roeder, D. Herman, S. Johnson, and  B.  Kotulka,  “Improved  seismic  performance  of gusset plate connections,” J. Struct. Eng. , vol. 134, no. 6, pp. 890–901, 2008.
[9] P.-C.  Hsiao,  D.  E.  Lehman,  and  C.  W.  Roeder, “Improved analytical model for special concentrically braced frames,” J. Constr. Steel Res. , vol. 73, pp. 80– 94, 2012.
[10]  F.  Legeron,  E.  Desjardins,  and  E.  Ahmed,  “Fuse performance on bracing of concentrically steel braced frames  under  cyclic  loading,” J.  Constr.  Steel  Res. , vol. 95, pp. 242–255, 2014.
[11]  S.  Bougoffa,  O.  Mezghanni,  S.  Durif,  A.  Bouchaïr, and  A.  Daoud,  “Compression  zone  with  partial stiffeners in beam-to-column steel connections,” Eng. Struct. , vol. 229, p. 111674, 2021.