Modul 11 - Perencanaan Geser Kolom (2)

MODUL PERKULIAHAN

Struktur Beton 2

Perencanaan Geser Kolom Pada Wilayah Gempa (2)

Fakultas

Program Studi

Teknik Perencanaan dan Desain

Teknik Sipil

Tatap Muka

11

Kode MK

Disusun Oleh

W111700023

Ivan Jansen S., ST, MT

Abstract

Kompetensi

Modul ini bertujuan untuk memberikan pemahaman dasar mengenai sifat dan juga mekanika dari material baja.

Mahasiswa/i mengerti konsep dari perencanaan geser pada kolom di wilayah gempa.

Desain Geser Kolom (2) Ketentuan Khusus Perencanaan Tulang Geser Kolom di wilayah 5,6 Gaya geser Ve untuk perencanaan gesr kolom harus ditentukan berdasarkan gaya lentur maksimum yang dapat terjadi pada muka hubungan balok-kolom pada setiap ujung komponen struktur. Namun demikian, Momen (Mpr) kolom yang digunakan untuk perhitungan Ve tidak perlu lebih besar dari Mpr balok yang merangka pada hubungan balok-kolom yang sama. Gaya geser Ve yang digunakan untuk desain tidak boleh lebih kecil daripada nilai gaya geser hasil analisis struktur. Perencanaan tulangan transversal yang dipasang di sepanjang daerah lo untuk menahan gaya geser Ve harus dilakukan dengan menganggap Vc = 0 bila: a. Gaya geser akibat gempa yang dihitung sesuai dengan Mpr mewakili 50% atau lebih kuat geser perlu maksimum pada bagian di sepanjang lo b. Gaya tekan aksial terfaktor akibat pengaruh gempa tidak melampaui Ag fc ' / 20

Karena gaya aksial terfaktor yang bekerja pada komponen struktur kolom umumnya lebih besar daripada Ag fc ' / 20, maka pada dasarnya ketentuan di sepanjang daerah lo tetap dapat dilakukan dengan menganggap beton efektif dalam berkontribusi menahan geser.

.

Gambar 1. Kapasitas geser

‘15

2

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

Berdasarkan peraturan SNI Beton Pasal 11.1, persamaan dasar untuk mendesain beton bertulang terhadap geser adalah:

Keterangan: Vc = Gaya geser yang dipikul oleh beton Vs = Gaya geser yang dipikul oleh tulangan sengkang

‘15

3

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

Tulangan geser dibutuhkan bila: Vu

0,5

Vc

Kecuali : a. Pelat & Pondasi Tapak b. Kontruksi Joist (lihat 10.11) 250mm c. Balok dengan h

terbesar dari

2.5 tf 1/2 bw

Prosedur Perencanaan Geser : Berikut adalah perencanaan tulangan geser: 1. Hitung Vu 2. Hitung

Vc (tanpa gaya aksial)

3. Check

‘15

4

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

4. Hitung kebutuhan spasi stirrup. Gunakan D10, D13 atau D16

5. Check tulangan sengkang minimum 6. Check spasi maksimum (Tabel zonasi (psl. 13.5.4))

Gambar 2. Zonasi Penulangan Geser

Perencanaan Geser pada Wilayah Gempa 5 dan 6 :

Gaya geser Ve untuk perencanaan gesr kolom harus ditentukan berdasarkan gaya lentur maksimum yang dapat terjadi pada muka hubungan balok-kolom pada setiap ujung komponenstruktur. Namun demikian, Momen (M pr ) kolom yang digunakan untuk perhitungan Ve tidak perlu lebih besar dariM pr balok yang merangka pada hubungan balok-kolom yang

‘15

5

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

sama. Gaya geser Ve yang digunakan untuk desain tidak boleh lebih kecil daripada nilai gaya geser hasil analisis struktur. Perencanaan tulangan transversal yang dipasang di sepanjang daerah lo untuk menahan gaya geser Ve harus dilakukan dengan menganggap Vc = 0 bila: a. Gaya geser akibat gempa yang dihitung sesuai dengan Mpr mewakili 50% atau lebih kuat geser perlu maksimum pada bagian di sepanjang lo b. Gaya tekan aksial terfaktor akibat pengaruh gempa tidak melampaui Ag fc ' / 20 Karena gaya aksial terfaktor yang bekerja pada komponen struktur kolom umumnya lebih besar daripada Ag fc ' / 20, maka pada dasarnya ketentuan di sepanjang daerah lo tetap dapat dilakuakn dengan menganggap beton efektif dalam berkontribusi menahan geser.

Perencanaan Geser pada Wilayah Gempa 3 dan 4 : Penulangan komponen SRPMM harus memenuhi ketentuan-ketentuan detailing balok SRPMM bila beban aksial tekan terfaktor pada komponen struktur tidak melebihi Bila beban aksial tekan terfaktor pada komponen struktur melebihi Ag. f 'c ' /10 , maka ketentuan kolom SRPMM harus dipenuhi kecuali bila komponen struktur kolom deberi tulangan spiral minimum Bila konstruksi pelat dua arah tanpa balok digunakan sebagai bagian dari sistem rangka pemikul beban laeral, maka detail penulangannya harus memenuhi ketentuan detailing pelat SRPMM. Kuat geser rencana balok, kolom dan konstruksi pelat dua arah pada struktur SRPMM diambil sebagai nilai terbesar dari dua kondisi berikut ini: Kuat geser rencana balok, kolom dan konstruksi pelat dua arah pada struktur SRPMM diambil sebagai nilai terbesar dari dua kondisi berikut ini: a. Jumlah gaya lintang akibat termobilisasinya kuat lentur nominal komponen struktur ada setiap ujung bentang bersihnya dan gaya lintang akibat beban gravitasi terfaktor b. Gaya lintang maksimum yang diperoleh dari kombinasi beban rencana termasuk pengaruh beban gempa, E, dengan nilai E diambil sebesar tiga kali nilai yang ditentukan dalam SNI Gempa Untuk tulangan tranversal, beberapa ketentuan di bawah ini harus dipenuhi, yaitu: a. Pada kedua ujung balok harus dipasang sengkang sepanjang jarak dua kali tinggi komponen struktur dari muka perletakan. Sengkang pertama harus dipasang pada jarak tidak lebih dari 50 mm dari muka perletakan. Spasi maksimum sengkang di daerah ini tidak boleh melebihi:

‘15

6

•

d/4

•

Delapan (8) kali diameter tulangan longitudinal terkecil

•

24 kali diameter sengkang Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

300 mm

•

b. Sengkang di luar daerah ujung balok harus dipasang dengan spasi maksimum d/2

Contoh 1: Data-data desain komponen struktur lentur SRPMK untuk sebuah kolom pada sebuah gedung mempunyai tinggi 3,7 m. Dengan ukuran penampang kolom 750 mm x 750 mm. Mpr kanan dan kiri balok atas dan bawah masing-masing sebesar 768kN dan 406 kN. Gaya aksial, momen dan geser untuk goyangan ke kanan sebesar 4931kN, +211 kN dan 215 kN. Gaya aksial, momen dan geser untuk goyangan ke kiri sebesar 4931kN, -211 kN dan 215 kN. Sebelumnya telah dipasang tulangan confinement 4 kaki D13 dengan spasi 120 mm. Desain tulangan geser! Kolom menggunakan tulangan : 12 D25 Dimensi balok adalah 400 x 600 mm Fc’ = 30 MPa P maksimum ( Pmax) = 5563 kN d’ = 64 mm Beban mati (DL) = 3230 kN SDS = 0.57

4,8 m

9 @ 3,7 m = 33,3 m

Egempa = 200

‘15

7

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

Penyelesaian : Persyaratan yang harus dipenuhi untuk kolom yang akan didesain 1. Gaya aksial terfaktor maksimum yang bekerja pada kolom harus melebihi Ag. fc /10 Cek :

Gaya aksial terfaktor maksimum =5563kN (OK)

2. Sisi terpendek penampang kolom tidak kurang dari 300mm Sisi terpendek kolom, b = 750 mm >300 mm (OK) 3. Rasio dimensi penampang tidak kurang dari 0,4 Rasio antara b dan h (lebar danpanjang penampang kolom) = 750 mm / 750 mm = 1 > 0.4

OK!

4. Cek Konfigurasi Penulangan Dari hasil desain berdasarkan gaya dalam, dimensi kolom yang digunakan adalah 750 x 750 dengan 12 baja tulangan D25 Rasio tulangan, s, As = Luas tulangan 12 D 25 = 12 x 0.25 x

x 25 x 25 = 5890.486 mm2

Dengan DF = faktor distribusi momen dibagian atas dana bawah kolom yang didesain. Karena kolom di lantai atas dan lantai bawah mempunyai kekakuan yang sama, maka DFtop = DFbtm =0,5

‘15

8

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

M pr top dan M pr btm adalah penjumlahan M pr untuk masing-masing kolom di lantai atas dan lantai bawah di muka kolom interior

*Note : Nilai Lu=3.1 m adalah tinggi bentang bersih kolom.(3.7m–(0.5 x 600mm + 0.5 x 600mm)

Tapi, Ve tidak boleh lebih kecil dari gaya geser terfaktor hasil analisis, yaitu 215 kN

(OK)

Persyaratan Ve min terpenuhi Jadi ambil 378,7 kN

5. Vc dapat diambil 0 jika Vc akibat gempa lebih besar dari 1/2Vu dan gaya aksial terfaktor pada kolom tidak melampaui 0,05.Ag. f 'c 0.05 x ( 750 x 750 ) mm2 x 30 MPa = 843750 N = 843.750 kN < 4931 kN .…OK

Cek

6. Selain itu, Vc dapat diperhitungkan. Kenyataannya, pada kolom yang didesain, gaya aksial terfaktornya melampaui 0,05.Ag. f 'c . Jadi Vc boleh diperhitungkan

Cek apakah dibutuhkan tulangan geser:

‘15

9

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

7. Diketahui bahwa menggunakan tulangan confinement 4 kaki D13 dengan spasi120 mm. Maka :

Sementara itu, Ash untuk 4 kaki D13 =531 mm2 > Av min Maka : Ash > Av min

(OK)

OK

Vs < Vs desain, Persyaratan kekuatan geser terpenuhi.

8. Untuk bentang luar lo SNI Persamaan 11-4 memberikan harga Vc bila ada gaya aksial yang bekerja:

Dengan: Nu

= Gaya tekan aksial terkecil dari ke 9 kombinasi pembebanan = 1, untuk kolom normal (SNI Beton Pasal 8.6.1) dan Nu / Ag dinyatakan dalam Mpa.

Gaya aksial tekan terkecil dalam contoh ini adalah gaya aksial tekan hasil kombinasi pembebanan SNI Beton Pasal 9.2.1 yaitu:

‘15

10

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id

Cek

Karena Vc melebihi Vu /

untuk bentang kolom di luar lo , maka tulangan sengkang tidak

dibutuhkan untuk geser pada bentang tersebut, tetapi hanya untuk confinement

Daftar Pustaka 1. SNI 2847-2013 “ Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung “. 2. Imran, I dan Zulkifli, E. (2014). Perencanaan Dasar Struktur Beton Bertulang. Penerbit ITB 3. Imran, I dan Hendrik, F. (2014). Perencanaan Lanjut Struktur Beton Bertulang. Penerbit ITB

‘15

11

Struktur Beton 2 Ivan Jansen S., ST, MT

Pusat Bahan Ajar dan eLearning http://www.mercubuana.ac.id