Structural Steel Buildings
Rigid Frames
Braced Frames
Pre-Engineering Building
RIGID FRAME
Rigid (Moment) Frames
Characteristics
Steel Beam and Column
Floor Construction
- Concrete filled Steel Deck
Roof Construction
- Steel Deck – Bare
- Steel Deck and Insulating Concrete
Typical Damage
Beam – Column Connection Failure
Rigid (Moment) Frames
All connections have a certain
amount of rigidity
• Simple connections (A above)
have some rigidity, but are
assumed to be free to rotate
• Partially-Restrained moment
connections (B and C above)
are designed to be semi-rigid
• Fully-Restrained moment
connections (D and E above)
are designed to be fully rigid
Steel Frame Connection Types
Semi-Rigid Frames
Company Meeting Title
Presenter
What makes company unique
What makes company successful
Shared vision
Review key undertakings of past year
Steel Frame Connection Types
The Specification for Structural Steel Buildings (AISC 2005) defines two types of
connections:
• Simple Connections (above left)
• Moment Connections (above right)
Fully-Restrained and Partially-Restrained
Simple Connections
• Direncanakan sebagai sambungan fleksibel
• Sambungan diasumsikan bebas berotasi
• Beban utama yang ditransfer pada sambungan adalah geser vertikal
• Digunakan sistem pengaku yang terpisah untuk stabilitas lateral.
Simple Connections
Single Plate Connection (Shear Tab)
Pelat di-las ke kolom dan di-baut ke web
balok
Double Angle Connection
Sepasang sisi bidang dalam baja
siku disambung ke bagian web
balok dan sisi bidang luar
disambung ke flens atau web kolom
Simple Connections
Shear End Plate Connection
Sebuah pelat di-las tegak lurus pada
bagian ujung web balok dan
disambungkan dengan baut ke-kolom
Single Angle Connection
Satu sisi baja siku di ikatkan ke web
balok dan sisi lainnya ke flens atau
web kolom
Simple Connections
Seated ConnectionBaja siku yang dipasang dengan satu
sisi tegak terhadap kolom pendukung,
dan sisi lainnya menjadi tumpuan
balok yang dipasang
Untuk stabilitas sambungan diberikan
juga baja siku pada bagian atas web
Tee ConnectionProfil WT (wide-tee) disambung ke
balok dengan baut dan flensnya
diikatkan ke kolom dengan las.
Moment Connections
• Untuk merencanakan sambungan yang kaku dimana rotasi yang
diinginkan kecil atau bahkan tidak ada rotasi adalah memakai Rigid
Frames
• Gaya momen dan geser vertikal di transfer melaui sambungan tsb
• Sambungan momen ada dua tipe, antara lain :
Fully-Restrained
Partially-Restrained
Moment Connections
Fully-Restrained (FR) Connection
Memiliki kemampuan menahan
momen dengan mengabaikan rotasi
yang terjadi pada sambungan
Sudut antar elemen yang
disambung tetap
Partially-Restrained (PR) Connection
Memiliki kemampuan menahan momen
dengan memperhitungkan rotasi yang
terjadi pada sambungan
Sudut antar elemen yang disambung
dapat berubah
FR Connections
Bolted Extended End-Plate Connection
Pelat penutup di-las pada ujung balok dan
kemudian di-bautkan pada kolom dengan
baut mutu tinggi.
Welded Flange Connection
Balok disambungkan langsung ke
kolom dengan di-las menyeluruh
pada flens atas dan bawah balok.
Sambungan geser pada web balok
digunakan hanya untuk menahan
gaya geser vertikal.
Common PR Connections
PR Moment Connection – Wind Only
Sambungan baja siku ganda hanya
untuk transfer gaya geser vertikal
sedangkan pelat pada flens atas dan
bawah balok untuk menahan momen
pengaruh beban angin saja.
Perlu diketahui bahwa ukuran pelat
relatif kecil dibandingkan dengan flens
balok
Top and Bottom Angle with Shear
End Plate Connection
Baja siku disambungkan (baut atau
las) pada flens atas dan bawah
balok ke kolom.
Pelat penutup pada ujung web balok
berfungsi untuk memindahkan gaya
geser vertikal.
Rigid Frames
• Rigid frame dengan memanfaatkan momen sambungan, sangat cocok untuk
bangunan dengan type khusus dimana diagonal bracing akan menggangu
desain arsitektur bangunan tersebut.
• Biaya konstruksinya lebih tinggi pada bangunan Rigid frame (AISC 2002)
Braced Frames and Rigid Frames
BRACED FRAME
Organizational Overview
Introduction and broad goals of each
organization
Any changes
Organization chart might be effective here
Top Issues Facing Company
Address any high profile issues
Braced Frames
• Pengaku diagonal dengan konfigurasi bentuk segitiga membuat portal
bangunan baja lebih stabil
• Braced frames akan ekonomis untuk menahan beban angin pada bangunan
bertingkat.
• Struktur seperti gambar diatas dibuat dengan kombinasi braced frame dan
rigid frame dimana dapat diambil keuntungan dari kedua tipe tersebut.
• Selama pemasangan portal baja
diharuskan memakai temporary
bracing. Hal ini untuk menjaga
stabilitas lateral sementara
struktur.
• Temporary bracing ditempatkan
sebelum pekerjaan pemasangan
batang diagonal pada struktur
Temporary Bracing
• Pada braced frame, temporary bracing akan dilepas setelah seluruh baut pada
sistem pengaku permanen selesai dipasang pada tempatnya.
• Sedangkan pada rigid frame, temporary bracing dilepas setelah seluruh
penyambungan baut sudah lengkap.
Temporary Bracing
Concentric Braced Frames
• Pengaku dikatakan konsentris jika garis gaya pada batang pengaku
berpotongan.
• Beberapa portal pengaku konsentris yang sering digunakan pada bangunan :
(a) X-brace (b) Chevron brace (c.) Single diagonal
• Tipe pengaku yang banyak digunakan pada bangunan adalah X-bracing.
• Konfigurasi Pengaku harus dipasang pada bagian bangunan yang bebas
dilewati garis pengaku tersebut.
X Bracing
• Batang diagonal pada X-bracing menahan gaya tarik dan
gaya tekan seperti pada sebuah konstruksi rangka.
• Penempatan X-bracing pada bangunan bertingkat harus
konsisten sepanjang garis kolom.
X-braced building elevation
X Bracing
Typical floor plan with X bracing
1st Floor
Floor
Floor
Roof
X Bracing
• Sambungan pada pengaku-X diletakkan pada joint balok-kolom
• Sambungan tersebut membutuhkan pelat buhul yang cukup lebar pada joint
balok-kolom.
• Pembatasan ruang akibat sambungan tersebut dapat mempengaruhi
penempatan sistem plumbing dan mekanikal serta assesoris lainnya
(AISC 2002)
Chevron Bracing
• Elemen yang digunakan pada Chevron bracing
direncanakan dapat menahan gaya tarik dan tekan.
• Chevron bracing dipasang pada jalur pengaku struktur.
Chevron Bracing
Typical floor plan with Chevron bracing Elevation with several bracing
configurations
Roof
1st Floor
Floor
Floor
Chevron “V” “K”
• Elemen Chevron bracing memakai dua tipe sambungan (pelat buhul dan las).
• Pada sambungan antar lantai digunakan pelat buhul seperti pada sambungan
X-bracing
• Bagian atas bracing disambungkan ke balok/girder dan terpusat pada
beberapa titik.
• Jika digunakan pelat buhul, harus mempertimbangkan penempatan sistem
plumbing dan mekanikal yang akan dilewati pada daerah tersebut
Chevron Bracing
Eccentrically Braced Frames
• Portal dengan pengaku eksentris terlihat mirip dengan portal yang
diberi pengaku Chevron
• Digunakan konfigurasi pengaku yang mirip berbentuk V (AISC 2002)
Eccentrically Braced Frames
• Eccentric bracing biasanya digunakan pada daerah gempa dan harus
ditempatkan pada jalur pengaku struktur
• Perbedaan antara Chevron bracing dan Eccentric bracing adalah pada elemen
pengaku pada sambungan buhul atas. Pada eccentric bracing, sambungan
batang pengakunya dipisah pada balok/girder dititik yang berbeda
• Bagian balok/girder or “link” antara batang pengaku akan menyerap energi
gempa melalui deformasi plastis yang terbentuk. (AISC 2002)
Eccentric
Brace
Link
Pelat buhul
Eccentric brace with typical
brace to beam connection (Adapted from AISC 2002)
Balok or Girder
Stiffeners
Eccentrically Braced Frames
Eccentric single diagonals may also be used to brace a frame
(EERC 1997)
Combination Frames
• Defleksi braced frame seperti pada balok kantilever yang menahan
momen yang secara konsisten bertambah dari bawah ke atas
• Defleksi akan berkurang jika memakai kombinasi dua sistem pengaku
seperti gambar dibagian kiri atas.
Chevron
braced
Moment
resisting
Combination Frame
BracingMoment frame
Combination Frames
Gambar diatas menjelaskan defleksi dari portal yang menerima beban angin
yang sama dan ditahan masing-masing oleh ; momen resisting frame, braced
frame dan kombinasi keduanya
(AISC 1991)
O = Combined Frames
X = Chevron or “K” Bracing
= Moment Resisting
Top Related