K6.6.1.3.2 Kekuatan rencana dalam lentur
K6.6.2 KEKUATAN BALOK TERHADAP GESER K6.6.2.1 Penggunaan
Karena geser tanpa puntir adalah situasi perencanaan yang paling umum, persyaratan ditulis untuk situasi ini. (ni menyederhanakan prosedur untuk perencanaan geser. Bila puntir terdapat. persyaratan terpisah, yang berinteraksi dengan persyaratan geser, harus dipertimbangkan.
Persyaratan ini juga meliputi aksi satu arah untuk geser di pelat.
K6.6.2.2 Metoda Perencanaan
Metode perencanaan tegangan kerja mampu untuk memberikan kelebihan yang konsisten pada faktor keamanan karena metode elastis klasik untuk menghitung tegangan geser tidak sesuai untuk potongan beton yang retak. Beton struktur menahan geser dengan kombinasi dad aksi tulangan, saling mengunci agregat, dan peeengkung. Tak ada dari pengaruh itu yang dapat dimodel menggunakan teori lentur sederhana.
Faktor 0.4 yang digunakan untuk merubah kekuatan geser ultimate nominal sebuah balok ke kekuatan kerja ekuivalen diperoleh dengan membagi faktor pengurangan kekuatan untuk geser (0.6) dengan harga rata-rata untuk faktor beban ultimate 1.5. Jika gaya geser pada balok disebabkan secara dominan oleh pengaruh beban hidup, untuk yang mana faktor beban ultimate adalah 1.5 atau lebih, akan lebih baik menggunakan suatu faktor yang kecil dari 0.4 untuk menetapkan kekuatan geser kerja.
analogy approach.
In beams, minimum shear reinforcement must be provided, except in circumstances specified in clause 6.6.2.6. The existence of this minimum reinforcement is utilised to simplify the range over which shear reinforcement needs to be calculated. Although not stated, nominal top longitudinal bars would also be required in the corners of the reinforcement. The strength stated is consistent with clause 6.6.2.9.
A more refined method of calculating the shear strength of a section is to use the variable angle, truss-analogy method. (Collins and Mitchell 1980; Nielsen et al 1978).
K6.6.2.4 Tapered Members
Where prestressed tendons are inclined, significant increase in the shear resistance can sometimes be achieved. This contribution is added to the shear resistance in accordance with clause 6.6.2.7. and sub- clause 6.6.2.8.2. Note that it is possible that the inclination could produce a reverse effect.
In hunched beams, where the line of the centroid of the compression force is inclined, the vertical component of the force can also be treated in the same manner.
K6.6.2.5 Maximum Transverse Shear near a Support
This Article normally limits the position at which the shear force is determined, to a distance, d, from the support. This, means that any forces closer to the support can normally be disregarded. In some circumstances, where a failure surface can develop within the support area, the critical section must be taken at the face of the support.
K6.6.2.6 Requirements for Shear Reinforcement
Concrete beams can possess considerable strength without shear reinforcement. However, this strength will be reduced by restrained and shrinkage stresses if they are present. Since shear failure can be quite sudden, the Code adopts a conservative approach with a requirement for most beams to contain at least minimum shear reinforcement calculated in accordance with clause 6.6.2.9.
The value of Vu.min is simply an assessment of the strength of a beam containing minimum shear reinforcement.
Pada balok, tulang geser minimum harus diberikan kecuali pada kondisi yang dispesifikasikan pada subbagian 6.6.2.6. Keberadaan dari tulangan minimum ini dimanfaatkan untuk menyederhanakan batasan dimana tulangan geser perlu dihitung. Meskipun tidak dinyatakan, tulangan memanjang atas nominal juga diperlukan disudut tulangan. Kekuatan yang diberikan konsisten dengan sub-bagian 6.6.2.9.
Metode yang lebih baik untuk perhitungan kekuatan geser pada suatu penampang adalah menggunakan sudut variable, metode analogi rangka (Collins dan Mitchell 1980; Nielsen dkk. 1978).
K6.6.2.4 Bagian komponen yang meruncing
Bilamana kabel pra-tegangan dimiringkan, penambahan yang berarti pada tahanan geser kadang-kadang dapat dicapai. Kontribusi ini ditambahkan pada tahanan geser yang sesuai dengan sub-bagian 6.6.2.7 dan sub-bagian 6.6.2.8.2. Perhatikan bahwa pemiringan mungkin menghasilkan pengaruh kebalikan.
Pada balok yang dilengkung, dimana garis pusat gaya tekan dibengkokkan, komponen vertikal gaya dapat juga diperlakukan dengan cara yang sama.
K6.6.2.5 Geser melintang maksimum dekat tumpuan
Artikel ini umumnya membatasi posisi dimana gaya geser ditetapkan terhadap suatu jarak d dari perletakan. IN berarti bahwa gaya apapun yang lebih dekat ketumpuan umumnya dapat diabaikan. Dalam beberapa hal, dimana permukaan gagal dapat berkembang dalam daerah tumpuan, potongan kritis harus diambil pada muka tumpuan.
K6.6.2.6 Syarat-syarat untuk Tulangan Geser
Balok beton dapat memiliki kekuatan yang besar tanpa tulangan geser. Akan tetapi, kekuatan ini akan dikurangi tegangan susut dan tertahan jika ada. Karena kegagalan geser dapat terjadi cukup tibatiba. Peraturan ini mengambil pendetakan konservatif dengan suatu persyaratan untuk kebanyakan balok untuk mengandung sedikitnya tulangan geser minimum yang dihitung sesuai dengan sub-bagian 6.6.2.9.
Nilai Vu.min semata-mata untuk mendapatkan kekuatan balok mengandung tulangan geser minimum.
For cases, especially at transfer, where Pv > V*, Pv becomes the dominant load. The Code treats Pv as part of the shear capacity though there is argument that it would be more logically treated as a load and incorporated as part of V*.
Treating Pv, as adding to the capacity would be very unconservative for cases where V* is small and Pv is large. The Code formulae applied literally would indicate a very safe reserve of strength where there may be a lack of strength. This would be especially true for no prestress losses and ungrouted ducts, where Pv is maximum, bv is minimum, V* is minimum and the concrete strength is minimum.
Hence Pvin theses cases is converted to a load and is deleted as contributing to the capacity.
K6.6.2.7 Shear Strength Limited by Web Crushing
This clause relates to the maximum shear capacity independent of the amount of reinforcement. This limit is needed to avoid the possibility of a web crushing failure prior to yield of the reinforcement.
A reduction in the width of the stem, to allow for grouted ducts, is included. This was proposed by Leonhardt (1971) and supported by tests by Clark and Taylor (1975). For ducts not yet grouted the reduction should be for the full diameter.
For transfer the characteristic strength of the concrete is taken as 0.85 fcp.
K6.6.2.8 Shear Strength of a Beam Excluding Shear Reinforcement
K6.6.2.8.1 Reinforced Beams
This empirical formula is similar to that develop by Zsutty (1968) and has been appropriately modified to suit this Code.
The formula takes account of the following parameters that influence the strength of a beam without shear reinforcement:
i. Proportion of Tension Steel (Ast /bvd)
Untuk kasus, terutama pada pemindahan dimana Pv > V*, Pv menjadi beban yang dominan. Peraturan ini memperlakukan Pv sebagai sebagian dari kapasitas geser meskipun ada bantahan bahwa itu lebih masuk akan diperlakukan sebagai suatu beban dan digabungkan sebagai bagian dari V*.
Memperlakukan Pv, sebagai tambahan kapasitas akan menjadi sangat tidak konservatif untuk hal dimana Pv kecil dan P, besar. Rumus pada Peraturan ini bila digunakan secara langsung akan menunjukan cadangan keamanan kekuatan yang besar. Hal ini terutama benar untuk selongsongan tanpa kehilangan pra-tegangan dan tak terlekat, dimana Pv maksimum, bv minimum, V' minimum dan kekuatan beton minimum. Karena itu Pv pada kasus ini dirubah menjadi sebuah beban dan dihilangkan sebagai penyumbang kapasitas.
K6.6.2.7 Kekuatan Geser yang Dibatasi oleh Pecahnya Bagian Badan
Sub-bagian ini berhubungan dengan kapasitas geser maksimum yang bebas terhadap jumlah tulangan. Batasan ini diperlukan untuk menghindari kemungkinan runtuh dari pecahnya bagian badan sebelum tulangan leleh.
Pengurangan pada lebar blok akhir untuk menempatkan selongsongan yang diisi, dimasukkan, Hal ini diusulkan oleh Leonhardt (1971) dan didukung oleh pengujian Clark dan Taylor (1975). Untuk selongsongan yang belum diisi pengurangan seharusnya untuk diameter penuh.
Untuk merubah kekuatan beton karakteristik diambil 0.85 fcp.
K6.6.2.8 Kekuatan Geser Balok dengan Meniadakan Tulangan Geser
K6.6.2.8.1 alok Bertulang
Rumus empiris ini mirip dengan yang dikembangkan oleh Zsutty (1968) dan sudah dimodifikasi untuk disesuaikan dengan Peraturan ini.
Rumus memperhitungkan parameter berikut yang mempengaruhi kekuatan balok tanpa tulangan geser
and this steel must be properly anchored to be considered.
ii. Concrete Strength
The variation with concrete strength is better represented by a cube root rule rather than the approximation of a square root rule (Zsutty, 1968).
iii. Depth Factor
The influence of the depth of the beam on the strength has been recognised for many years and is even mentioned in the commentary on the ACI 318-71. An example is given by Chana (1981).
This factor is based on experimental data relating the shear strength to the absolute depth of the member. The format of the factor is related to CEB proposals, although the absolute values of the constants were based on an analysis of test data.
iv. Axial Force
The Factor is normally unity, but for members subject to significant axial tension, it reduces in line with ACI recommendations. Beams restrained by "fixed" connection to supports may need special consideration of the likely restrain forces. If in doubt, Vuc should be taken as zero.
v. Shear-span to Depth Effect
The factor is usually unity but may increase up to a maximum of 2. It is an established parameter for the influence of proximity of the load to the support. This is a conservative factor and can be related to test results. Note that for loads within a distance, d, from the support, the factor becomes large. Alternatively a deep beam situation may be involved.
K6.6.2.8.2 Prestressed Beams
The formula for Vuc for flexure-shear cracking in prestressed beams has been kept similar to that for reinforced beams for simplicity. For prestressed beams, the approach of flexure-shear and web-shear is used, except that the flexure-shear strength is derived using the shear strength formula given for reinforced beams, increased by Vo the decompression shear. The formula has been checked against experimental data by Rangan (1979).
In calculating Vo the corresponding values of M' and V* can vary, depending upon the loads and load
yang harus diangkerkan secara baik harus dipertimbangkan.
ii. Kekuatan Beton
Variasi kekuatan beton diwakili oleh aturan akar pangkat tiga daripada pendetakan dengan aturan akar kuadrat (Zsutty, 1968).
iii. Faktor Tinggi
Pengaruh tinggi balok pada kekuatan telah dikenal sejak lama dan bahkan disinggung dalam komentar ACI 318- 71. Sebuah contoh diberikan oleh Chana (1981).
Faktor ini didasarkan pada data percobaan yang menghubungkan kekuatan geser dengan kedalaman absolut dari elemen. Format dari faktor berhubungan dengan proposal CEB, walaupun nilai absolut dari suatu konstan yang didasarkan pada analisa pengujian data.
iv. Gaya Aksial
Faktor ini umumnya tergabung, tapi pada elemen yang ditujukan untuk tarik aksial yang berarti, ini berkurang segaris dengan rekomendasi ACI. Balok yang ditahan dengan hubungan kaku ke tumpuan dapat memerlukan pertimbangan khusus terhadap gaya tahan yang mungkin terjadi. Bila diragukan, Vuc seharusnya diambil nol.
v. Pengaruh Bentang Geser Terhadap Tinggi Faktor ini biasanya tergabung tapi dapat bertambah sampai suatu nilai maksimum 2. Hal ini adalah suatu parameter yang mapan untuk pengaruh kedekatan beban ke tumpuan. Ini adalah faktor yang konservatif dan dapat dihubungkan denga hasil-hasil pengujian. Perhatikan bahwa untuk beban dalam suatu jarak, d, dari tumpuan, faktor ini menjadi Iebih besar. Sebagai alternatif suatu situasi balok tinggi dapat dilibatkan.
K6.6.2.8.2 Balok Prategang
Untuk pemudahan, rumus untuk Vuc untuk keretakan geser-lentur pada balok dipertahankan mirip dengan balok bertulang. Untuk balok pra-tegang, pendekatan geser-lentur dan geser-badan digunakan, kecuali bahwa kekuatan geser-lentur diturunkan dengan menggunakan rumus kekuatan geser yang diberikan untuk balok bertulang, ditambah dengan geser penekanan kembali Vo. Rumus sudah dicek terhadap data percobaan oleh Rangan (1979).
Dalam perhitungan Vo nilai yang bersesuaian dari M' dan V* dapat bervariasi, tergantung pada beban dan
positions. Maximum moment and corresponding shear, and maximum shear and corresponding moment should be calculated and the resulting minimum value of V, used.
K6.6.2.8.3 Secondary Effects on Vuc
This is a warning about the possible influence of secondary effects. If the magnitude of the tensile forces can be estimated, the E2 factor may be used. If in doubt, the value of Vuc should be taken as zero.
K6.6.2.9 Contribution to Shear Strength by the Shear Reinforcement
The strength of a beam with shear reinforcement has been the subject of extensive research. (ACIASCE 1973). The main difficulty is that with low amounts of shear reinforcement, the strengths are much greater than a simple 45 degree truss predicts. Partly to compensate for this inadequacy, it is traditional to add a concrete component to the steel component of the resistance.
From a design convenience point of view, the sum of steel and concrete contribution has practical advantages, particularly in eliminating any discontinuity in the design. In reality, the concrete contribution decreases with higher shear forces and this effect is included in the CEB-FIP Model Code method.
Truss theories usually give a range for the truss angle which becomes more restricted with higher shear forces, and in the more severe cases is limited to about 45° so that the general concept is consistent with truss theory. In the procedure selected, Vuc is taken as constant but the truss angle is explicitly stated and increases with increasing shear.
K6.6.2.10 Minimum Shear Reinforcement
The area of minimum shear reinforcement comes from ACI practice.
K6.6.2.11 Suspension Reinforcement
The standard theories for shear in beams are derived on the basis of beams loaded on their top surfaces and supported on the bottom. Where the load is introduced by corbels or nibs or other methods into the lower
posisi beban. Momen maksimum dan geser yang bersesuaian seharusnya dihitung dan nilai minimum V, yang dihasilkan digunakan.
K6.6.2.8.3 Pengaruh sekunder pada Vuc
Ini adalah suatu peringatan tentang akibat yang dimungkinkan oleh pengaruh sekunder. Bila besar gaya tarik dapat diperkirakan, faktor E2 dapat digunakan. Bila meragukan, harga Vuc, seharusnya diambil nol.
K6.6.2.9 Kontribusi Tulangan Geser Terhadap Kekuatan Geser
Kekuatan suatu balok dengan tulangan geser sudah menjadi bahan penelitian yang intensif. (ACI-ASCE 1973). Kesulitan utama adalah bahwa dengan jumlah tulangan geser yang sedikit, kekuatan jauh Iebih besar dari perkiraan rangka sudut 45°. Sebagian untuk mengganti ketidak cukupan ini, adalah tradisional untuk menambahkan tahanan komponen beton ke komponen baja.
Dari sudut pandangan kemudahan perencanaan, jumlah kontribusi beton dan baja memiliki keuntungan secara praktis, terutama dalam menghilangkan ketidak menerus pada perencanaan. Pada kenyataan, kontribusi beton menurun terhadap gaya geser yang Iebih besar dan pengaruh ini dimasukkan dalam metode CEB-Fip Model Code.
Teori rangka biasanya memberikan suatu interval untuk sudut rangka yang menjadi lebih terbatas terhadap gaya geser yang Iebih besar, dan dalam kasus yang lebih jelek dibatasi kira-kira 45° sehingga konsep umum konsisten dengan teori rangka. Pada prosedur yang dipilih, Vuc diambil konstan tapi sudut rangka secara jelas diberikan dan bertambah dengan bertambahnya geser.
K6.6.2.10 Tulangan geser minimum
Was tulangan geser minimum diambil dari ACI practice.
K6.6.2.11 Tulangan Gantung
Teori standar untuk geser di balok diturunkan dengan dasar balok yang dibebani pada permukaan atas dan ditumpu pada bagian bawah. Bila beban diberikan melalui korbel atau rib atau metode lainnya ke bagian
loading and support by intersecting members also requires suspension reinforcement.
K6.6.2.12 Detailing of Shear Reinforcement
K6.6.2.12.1 Types
The types of reinforcement that may be used are more restricted in this clause than in some other codes. Bent up bars are not allowed because of difficulties in anchorage and the likelihood of the concrete splitting in the plane of the bends (Leonhardt 1971). Inclined stirrups have not been included as they are not used in practice and some difficulties can be encountered in ensuring they are maintained at the correct angle in construction.
Welded wire fabric has been strongly recommended by Leonhardt (1971) as a form of shear reinforcement. Rectangular helices can provide a solution to the problem of anchorage in shallow beams.
K6.6.2.12.2 Spacing
The requirement for maximum spacing remains 0.5D or 300 mm. This ensures that a potential failure surface intersects one or more stirrups and reduces the concentration of compression forces in the web strut.
K6.6.2.12.3 Extent
This provides in part for possible inaccuracies in analysis and non typical failure mechanisms as well as considerations arising from truss-analogy theory.
K6.6.2.12.4 End Anchorage of Bars
It is essential that shear reinforcement be adequately anchored. This states the minimum requirements for this purpose.
K6.6.2.12.5 End Anchorage of Fabric
See Sub-clause K6.6.2.12.4.
Pembebanan dan penumpuan dengan kedalaman penuh dengan menyisipkan elemen juga memerlukan tulangan gantung.
K6.6.2.12 Pendetailan Tulangan Geser
K6.6.2.12.1 Tipe
Tipe tulangan yang dapat digunakan dalam subbagian ini lebih dibatasi dibanding beberapa peraturan lainnya. Tulangan bengkok keatas tidak diperbolehkan karena kesulitan dalam peng-angkeran dan kemungkinan kepecahan beton pada bidang yang dibengkokkan (Leonhardt 1971). Sengkang miring belum dimasukkan karena tidak digunakan dan beberapa kesulitan dapat dijumpai dalam menjamin mereka dipelihara pada sudut yang tepat pada pelaksanaan.
Struktur kawat yang dilas sangat direkomendasikan oleh Leonhardt (1971) sebagai suatu bentuk dari tulangan geser. Sengkang segi empat dapat memberikan pemecahan masalah pengangkeran pada balok yang pendek.
K6.6.2.12.2 Jarak Antara
Persyaratan jarak maksimum tetap 0.5 D atau 300 mm. Ini menjamin bahwa suatu permukaan yang mungkin runtuh memotong satu atau lebih sengkang dan mengurangi konsentrasi gaya tekan pada penguat badan.
K6.6.2.12.3 Perpanjangan
Ini mengatasi kemungkinan ketidak-tepatan pada analisa dan mekanisme runtuh yang tidak umum maupun pertimbangan yang timbul dari teori analogi rangka.
K6.6.2.12.4 Pengangkeran ujung dari tulangan Adalah penting bahwa tulangan geser harus diangkerkan dengn cukup. Bagian ini memberikan syarat minimum untuk tujuan ini.
K6.6.2.12.5 Pengangkeran Ujung dari Tulangan Tersusun
K6.6.3 STRENGTH OF BEAMS IN TORSION