Rigid-end Factor

Posted on Updated on

Dalam modelisasi struktur bangunan, insinyur harus sedapat mungkin memodelisasi struktur sesuai dengan kondisi “real-nya”. Memang hal ini tidak bisa dengan sempurna dilakukan, bahkan bisa dibilang standar praktis modelisasi struktur di software komputer cenderung masih jauh dari ideal.

Pada tulisan ini saya akan mencoba sedikit menjelaskan mengenai rigid-end factor pada struktur. rigid-end factor adalah suatu nilai dari 0 sampai 1 yang menggambarkan kekakuan dari joint pada sambungan balok dan kolom, dimana nilai 0 menandakan bahwa joint flexible (atau bisa dibilang asumsi center-line bertemu dan berdeformasi valid) dan nilai 1 menandakan joint rigid/kaku. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah.

Figure 1Pada gambar diatas ditunjukkan struktur baja dan asumsi modelisasinya. Karena modelisasi struktur ada pada center-line, maka dapat diperhatikan bahwa ada sebagian panjang area joint yaitu digambar ditunjukkan dengan ioff atau joff. Nilai clear length (lc) merupakan panjang member elemen yang sesungguhnya. Disini nilai rigid-end factor kita gunakan pada area joint. Jika kita menggunakan rigid-end factor bernilai 0 maka joint dianggap flexible dan bisa berdeformasi, dan maka panjang elemen balok diasumsikan dari center joint sebesar Total Length (L). Jika nilai rigid-end factor diambil 1 maka area joint diasumsikan rigid sehingga member sepanjang ioff dan joff tidak berdeformasi dan member balok dimodelisasi sepanjang Clear Length (Lc).

Sekarang pertanyaannya berapa nilai yang harus digunakan untuk rigid-end factor ? Jawabannya berbeda baik untuk struktur baja dan beton. Pada struktur baja, bisa didekati dengan dua metode. Pertama metode yang paling simple yaitu gunakan nilai rigid-end factor sebesar 0. Hal ini didasarkan karena pada baja, joint mengalami deformasi geser yang signifikan (significant shear deformation on panel zone). Metode ini dijelaskan pada paper Finley dimana dijelaskan olehnya bahwa pendekatan nilai rigid-end factor 0 akan menghasilkan kekakuan struktur yang kira – kira mirip jika dibandingkan pada struktur baja yang mekanisme deformasi panel zone juga ikut dimodelkan.

Selain itu metode kedua yaitu nilai rigid-end factor diambil sebesar 1 namun panel zone juga harus ikut dimodelkan pada struktur. Umumnya software komputer sudah dapat memodelkan panel zone (misalnya etabs).

Pada struktur beton, joint juga mengalami deformasi geser namun umumnya tidak sebesar pada baja, sehingga nilainya ada pada rentang 0 – 0.5 untuk elemen balok bergantung kepada beam column capacity ratio. ASCE 41-07 supplement 1 merekomendasikan nilai yang bergantung pada besarnya beam column capacity ratio yang ditunjukkan pada gambar berikut :

figure 2Pada struktur special momen frame, ACI 318 mensyaratkan nilai beam-column capacity ratio sebesar lebih dari 1.2 shingga nilai yang sesuai adalah meng-asumsikan rigid-end factor sebesar 1 hanya untuk kolom saja. Jika nilai beam-column capacity ratio sebesar 0.8 sampai 1.2 maka nilai yang sesuai adalah meng-asumsikan rigid-end factor sebesar 0.5 untuk kolom dan balok.

Hasil dari asumsi modelisasi ini dibandingkan dengan test yang dilakukan ditunjukkan oleh gambar berikut. Disana terlihat bahwa hasil yang didapat cukup baik.

Figure 3

  • Ryan R. Setiadi, ST
Advertisements

9 thoughts on “Rigid-end Factor

    Abdul aziz said:
    01/03/2015 at 11:30 PM

    Yan, numpang nanya yan mumpung ane blom ketinggalan bgt sama yg namanya rigid zone pada sambungan balok kolom.

    Yan, mau mastiin, kalau kita modelkan sambungan balok kolom struktur baja, ente lebih prefer mengambil nilai rigid zone factor 0 (tanpa memodelkan panel zone, dlm artian elastic panel zone ya kalo ga salah), atau ambil 1 namun memodelkan panel zone?

    Trus mau nanya sambungan balok kolom utk struktur beton. Terkait figure 2a-c, terlihat rigid zone area dgn arsiran hitam (based on ASCE 41-07). Utk fig 2a, apakah berarti nilai rigid zone factor nya 1? Dan utk fig2b-c nilai nya 0.5? Dan apa kaitannya bentuk rigid zone area pada sambungan balok kolom beton (bentuk tanda l, – , dan +) dgn nilai rigid zone tersebut?

    Makasi banyak yan, (pertanyaan awam)

    Like

      Ryan Rakhmat Setiadi responded:
      01/04/2015 at 12:21 AM

      Kalau saya prefer metode 2 untuk baja jis (penjelasan metode 1 dan 2 ada di artikel), yaitu memodelkan rigid zone factor 1 namun harus ikut memodelkan mekanisme panel zone di baja. Di software ETABS modelisasi panel zone sudah bisa dilakukan.

      Iya, maksudnya arsiran hitam artinya kita pilih member yang berkaitan (apakah kolom atau balok) lalu diberi nilai rigid end factor. Di software Etabs misalnya, untuk kasus a (beam column capacity ratio >1.2) maka pilih kolom saja, lalu klik automatic offset dan diberi rigid end factor 1, kasus b (beam column capacity ratio <0.8) maka yang dipilih adalah balok untuk automatic offset dan rigid zone 1, untuk kasus c baik kolom dan balok diberi automatic offset dan rigid zone 0.5

      Like

        caca said:
        01/22/2015 at 11:42 PM

        assalamualaikum mas yan, saya mau tanya. saat ini saya sedang mengerjakan tugas akir saya, yg bertema tentang nilai rigid ini. seperti yg mas bilang diatas nilai rigid itu rationya o.5-1, untuk memasukan nilai rigid tersebut. langkah langkah di etabsnya gimana ya mas. saya udah coba coba cari, tapi belum ketemu.
        terimakasih sebelumnya.
        wassalam


          
        
        

        Like

        Ryan Rakhmat Setiadi responded:
        01/23/2015 at 9:13 PM

        Walaikum salam,

        Apakah skripsi caca tentang struktur beton ?, jika iya maka cara assign rigid offset dan rigid zone factor di kolom pada ETABS 13 yaitu :

        Select – select – object type – Kolom
        Assign – frame – end length offsets
        ~ End Offset Along Lengh – Outomatic
        ~ Rigid Zone Factor = 1 (untuk SRPMK misalnya dimana Mc > 1.2 Mb)

        Untuk Etabs 9.7 kira2 sama saja

        Like

        Ton said:
        01/29/2015 at 3:24 PM

        kenyataannya tidak semua kolom memenuhi column/beam cap ratio gan… repot amat yah kalo harus satu-satu elemen ditentukan cap rationya untuk menentukan rigid zone yang bervariatif..

        Like

    caca said:
    01/24/2015 at 2:21 PM

    terimakasih mas, saya udah coba pake caranya. mau tanya lagi ni mas. saya kan skripsinya tentang kerusakan struktur karena ketidak sempurnaan joint rigid ini, tapi sebenernya nilai rigid tersebut berpengaruh terhadap kekuatan beton/struktur tersebut gak sih mas
    You may use these HTML tags and attributes:


      
    
    

    Like

      Ryan Rakhmat Setiadi responded:
      01/25/2015 at 12:42 AM

      Kinerja joint pada struktur sistem rangka beton sangat berpengaruh terhadap daktalitas struktur secara global, karena kerusakan pada joint umumnya terjadi akibat tegangan geser yang tinggi, sehingga proses disipasi energi di joint tidak sebaik jika kerusakan terpusat di muka kolom pada balok. Kegagalan prematur pada joint juga dapat membuat portal momen mengalami drift yang tinggi dan menyebabkan instabilitas struktur.

      Umumnya joint yang baik adalah jika diberi sengkang yang memadai serta rasio beam/column capacity nya cukup. Saya menyarankan Caca banyak membaca buku dan paper karangannya Almarhum Prof Robert Park dari Canterbury University, beliau banyak membuat analisis mengenai masalah joint pada struktur beton akibat beban gempa.

      Saya belum punya gambaran mengenai skripsi Caca, saya yakin pembimbing skripsi Caca pasti lebih paham. Namun jika Caca juga ingin lebih paham soal joint pada struktur beton, tidak ada salahnya baca2 paper dari Prof Park 🙂

      Like

    caca said:
    01/25/2015 at 5:45 PM

    ooh begitu ya mas
    makasih banyak ya mas buat informasi sma referensinyaa. saya bakalan cari deh mas bukunya,
    sukses terus ya mas


      
    
    

    Like

    caca said:
    02/15/2015 at 1:40 PM

    mas, saya udah cari cari bukunya tapi gak ketemu.
    kalo rigid end factor yang di ganti ganti selectnya “beam” gapapa kan ya mas ?


      
    
    

    Like

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s