Bab V Studi Kasus Studi Kasus Ketahanan Kolom Terhadap Eksentrisitas berdasarkan Kekuatan Beton Gambar 5.3 Gambar 5.4 Gambar 5.1 Gambar 5.

(1)

Bab V

Studi Kasus

Studi Kasus Ketahanan Kolom Terhadap Eksentrisitas berdasarkan Kekuatan Beton

Input Data:

1. Mutu beton, ƒ’c = 30 Mpa dan 40 Mpa

2. Mutu tulangan, ƒy = 400 Mpa

3. Dimensi kolom, b = 500 mm dan h = 500 mm

4. Jumlah tulangan = 12 buah

5. Diameter tulangan longitudinal,

φ

_l = 19 mm 6. Diameter tulangan sengkang,

φ

_s= 19 mm 7. Selimut beton (decking) = 40 mm

8. cov ƒ’c = 30%

9. cov ƒy = 5%

10. Beban aksial terfaktor, Pu = 500 kN

11. Momen terfaktor, M

u = 100 kN

Output program adalah sebagai berikut:

Gambar 5.1 Diagram Interaksi untuk ƒ’c =30 Mpa

dengan ITS column IIa

dengan PCA column versi 3.64

Gambar 5.3 Distribusi Ketahanan Kolom ƒ’c =30 Mpa

untuk e/h = 0.2

Gambar 5.4 Distribusi Ketahanan Kolom ƒ’c =30 Mpa

untuk e/h = 0.6

Gambar 5.5 Grafik Variasi Kekuatan Kolom untuk ƒ’c

=30 Mpa

(2)

Gambar 5.8 Distribusi Ketahanan Kolom ƒ’c =40

Mpa untuk e/h = 0.2

Gambar 5.9 Distribusi Ketahanan Kolom ƒ’c =40

Gambar 5.10 Grafik Variasi Kekuatan Kolom untuk ƒ’c =40 Mpa

Berdasarkan diagram interaksi P-M yang dihasilkan program ITS column IIa dan PCA column,

hasil output grafiknya tidak memiliki perbedaan yang besar. Baik untuk gaya aksial yang telah dikalikan dengan faktor reduksi maupun momen yang telah dikalikan faktor reduksi. Hal ini dapat dikarenakan oleh pembulatan angka desimal di belakang koma maupun penggunaan π yang sedikit berbeda dalam perhitungannya.

Dan dari gambar 5.4 dan gambar 5.8 yang dihasilkan program ITS column IIa, dapat dilihat bahwa

semakin besar kekuatan beton yang digunakan untuk kolom maka semakin besar nilai variasi ketahanan kolom. Hal ini disebabkan karena pada kolom lebih banyak menerima gaya tekan aksial sehingga beton yang dipergunakan lebih berpengaruh. Oleh sebab itu, kekuatan beton berpengaruh terhadap kekuatan kolom kitu sendiri.

Di samping itu, berdasarkan gambar 5.3 dan gambar 5.7 bahwa distribusi ketahanan beton mengalami perbedaan yang cukup besar untuk rasio eksentrisitas 0.1, 0.3, dan 0.5. perbedaan ini sebanding dengan nilai variasi ketahanan kolom. Semakin besar rasio eksentrisitasnya maka standar deviasinya semakin besar begitu pula sebaliknya untuk rasio eksentrisitas yang lebih rendah.

Studi Kasus Ketahanan Kolom Terhadap Eksentrisitas Berdasarkan Kekuatan Tulangan

Input Data:

1. Mutu beton, ƒ’c = 40 Mpa

2. Mutu tulangan, ƒy = 400 Mpa dan 500 Mpa 3. Dimensi kolom, b = 500 mm dan h = 500 mm

4. Jumlah tulangan = 12 buah

5. Diameter tulangan longitudinal, φl_{= 19 mm}

6. Diameter tulangan sengkang, φs= 19 mm 7. Selimut beton (decking) = 40 mm

8. cov ƒ’c = 30%

9. cov ƒy = 5%

10. Beban aksial terfaktor, Pu = 500 kN 11. Momen terfaktor, Mu = 100 kN Output program adalah sebagai berikut:

(3)

Gambar 5.11 Diagram Interaksi untuk ƒy= 400 Mpa

Gambar 5.12 Diagram Interaksi untuk ƒy = 400 Mpa

Gambar 5.13 Distribusi Ketahanan Kolom ƒy =400

Gambar 5.15 Grafik Variasi Kekuatan Kolom untuk ƒy =

400 Mpa

Gambar 5.16 Diagram Interaksi untuk ƒy= 500 Mpa

Gambar 5.17 Diagram Interaksi untuk ƒy = 500 Mpa

Gambar 5.18 Distribusi Ketahanan Kolom ƒy =500 Mpa

(4)

Gambar 5.20 Grafik Variasi Kekuatan Kolom untuk ƒy = 500 Mpa

Berdasarkan diagram interaksi P-M yang dihasilkan program ITS column IIa dan PCA column,

hasil output grafiknya tidak memiliki perbedaan yang besar. Baik untuk gaya aksial yang telah dikalikan dengan faktor reduksi maupun momen yang telah dikalikan faktor reduksi. Hal ini dapat dikarenakan oleh pembulatan angka desimal di belakang koma maupun penggunaan π yang sedikit berbeda dalam perhitungannya.

Dan dari gambar 5.12 dan gambar 5.16 yang dihasilkan program ITS column IIa, dapat dilihat bahwa

semakin besar mutu tulangan yang digunakan untuk kolom maka semakin besar nilai variasi ketahanan kolom. Akan tetapi perbedaan ini tidak terlalu besar sehingga pengaruhnya terhadap ketahanan kolom tidak banyak berpengaruh.

Di samping itu, berdasarkan gambar 5.11 dan gambar 5.15 bahwa distribusi ketahanan beton tidak mengalami perbedaan yang cukup besar untuk rasio eksentrisitas 0.1, 0.3, dan 0.5. Hal ini sebanding dengan nilai variasi ketahanan kolom yang tidak banyak berbeda pada gambar variasi ketahanan kolom. Perbedaan ini disebabkan pemxbuatan tulangan yang dibuat secara manufactured atau dibuat di pabrik

sehingga deviasi produk yang dihasilkan semakin kecil berbeda dengan beton yang digunakan di lapangan

Studi Kasus Faktor Reduksi Kekuatan Kolom Terhadap Regangan Tarik Tulangan Serat Terluar Berdasarkan Rasio Beban

Input data

2. Mutu tulangan, ƒy = 400 Mpa 3. Jumlah tulangan = 12 buah

φ

_l = 19 mm 5. Diameter tulangan sengkang,

φ

_s= 19 mm 6. Selimut beton (decking) = 40 mm

7. cov ƒ’c = 20 %

8. cov ƒy = 10 %

9. Rasio beban, L/D = 2 dan 2.5 10. Beta index = 3

11. Beban aksial terfaktor, P

u = 50

0 kN

12. Momen terfaktor, M

u

= 100 kN

Gambar 5.49 Grafik Faktor Reduksi Kekuatan Kolom untuk L/D= 2

Gambar 5.22 Grafik Faktor Reduksi Kekuatan Kolom untuk L/D= 2.5

(5)

Studi Kasus Faktor Reduksi Kekuatan Kolom Terhadap Regangan Tarik Tulangan Serat Terluar Berdasarkan Beta Index;

Input data

2. Mutu tulangan, ƒy = 400 Mpa 3. Jumlah tulangan = 12 buah

φ

_l = 19 mm 5. Diameter tulangan sengkang, φ_s= 19 mm 6. Selimut beton (decking) = 40 mm

7. cov ƒ’c = 20 %

8. cov ƒy = 10 %

9. Rasio beban, L/D = 2.5 10. Beta index = 3 dan 3.5

11. Beban aksial terfaktor, P

u = 50

0 kN

12. Momen terfaktor, M

u

= 100 kN

Gambar 5.23 Grafik Faktor Reduksi Kekuatan Kolom untuk Beta Index= 3

Gambar 5.24 Grafik Faktor Reduksi Kekuatan Kolom untuk Beta Index= 3.5

Bab VI

Penutup

Kesimpulan

1. Dari beberapa contoh studi kasus yang telah dianalisis pada bab sebelumnya, maka untuk menentukan diagram faktor reduksi pada kolom dapat dilakukan dengan menggunakan aplikasi program bantu ITS Column IIa karena lebih efektif

dan mudah. Selain itu, hasil perhitungan telah divalidasi dengan kurva faktor reduksi kekuatan bangunan struktur yang terdapat pada peraturan ACI 318-2002 dan ternyata menghasilkan kurva yang tidak jauh berbeda karena peraturan tersebut menggunakan trend line batas aman sesuai kesepakatan ACI.

2. Dengan eksentrisitas yang semakin kecil maka dihasilkan kurva faktor reduksi yang semakin mendekati kurva faktor reduksi kekuatan bangunan struktur yang terdapat pada tata cara perhitungan beton bertulang ACI 318-2002 akan tetapi lebih padat.

3. Perbedaan selisih perhitungan antara program ITS

Column IIa dengan kurva faktor reduksi kekuatan

bangunan struktur yang terdapat pada peraturan ACI 318-2002 yang ada disebabkan oleh pembuatan bilangan random yang digunakan pada simulasi perhitungan Load and Resistance Factor Design (LRFD).

4. Nilai output program aplikasi ITS Column IIa dapat

dipertanggungjawabkan karena setelah diverifikasi dengan kurva faktor reduksi kekuatan bangunan struktur yang terdapat pada peraturan ACI 318-2002, ternyata menghasilkan nilai perhitungan yang tidak jauh berbeda untuk fy=400 Mpa sedangkan diagram interaksi yang dihasilkan program ITS Column IIa

dapat pun tidak jauh berbeda dengan hasil output PCA column versi 3.64.

Saran

1. Perlu digunakan metode iterasi dalam mendapatkan rasio tulangan yang lebih cepat agar siapapun user

program ini tidak perlu menunggu beberapa waktu saat menjalankan program tersebut.

2. Perlu dikembangkan lagi program serupa untuk perhitungan pada kolom persegi panjang maupun kolom bulat dengan beban gravitasi atau bahkan memasukkan beban angin ataupun beban gempa karena pada program ini hanya merencanakan tulangan untuk kolom bujursangkar dengan beban gravitasi saja.

Daftar Pustaka

ACI 318 2002 (Ketentuan Perencanaan Beton bertulang dengan Metode Unified Design Methode) Salmon, C. G., dan Wang, C. K. 1993. Disain Beton

Bertulang, Jilid I dan II. Bandung: Erlangga.

Dewobroto, W. 2005. Aplikasi Rekayasa Konstruksi dengan Visual Basic 6.0 (Analisis dan Desain

(6)

Penampang Beton Bertulang sesuai SNI 03-2847-2002). Jakarta: PT. Elex Media

Komputindo.

Fergusson, P. M., Breen, H. E., dan Sirsa, J. O. 1987.

Reinforced Cocrete Fundamentals, Fifth Edition. New York.

Mosley, W.H., dan Bungey. J. H. 1987. Reinforced Concrete Design, Thrith Edition. Jakarta:

Erlangga.

Nawy, E.G., Tavio, dan Kusuma B. 2010. Beton Bertulang (Permulaan Metode Dasar) Jilid I.

Surabaya: ITS Press. 438 hal.

Nawy, E.G., Tavio, dan Kusuma B. 2010. Beton Bertulang (Permulaan Metode Dasar) Jilid I.

Surabaya: ITS Press. 893 hal. Negara, A.K. Desain Langsung Tulangan

Longitudinal Kolom Beton Bertulang Bujur Sangkar. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil

Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2009. 147 hal.

Nugroho, A.B. 2009. Pengaruh Pengekangan pada Diagram Interaksi P-M untuk Kolom Beton Bertulang Persegi Panjang Terkekang dengan Menggunakan Visual Basic 6.0 . Tugas Akhir,

Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2009. 220 hal.

Purwono, R., Tavio, Imran, I., dan Raka, I G. P. 2007.

Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-2002) Dilengkapi Penjelasan (S-2002). Surabaya: ITS

Press. 408 hal.

Purwono, R., dan Tavio. 2010. Evaluasi Cepat Sistem Rangka Pemikul Momen Tahan Gempa (Sesuai SNI 03-2847-2002 dan SNI 03-1726-2002). Surabaya : ITS Press. 51 hal.

Piscesa B. 2009. Studi Komparatif Desain

Penampang Elemen Beton Akibat Kombinasi Beban Aksial dan Lentur Berdasarkan “Unified design Provision” (ACI 318-2002) dan “Limit State Methode”(SNI 2002). Tugas

Akhir, Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2009. 195 hal. Ranganathan, R. 1990. Reability Analysis and Design

of Structure. Tata McGraw-hill Publishing

Company Limited.

Tavio, dan Kusuma, B. 2009. Desain Sistem rangka Pemikul Momen dan Dinding Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa. Surabaya: ITS Press.

139 hal.

Wimbadi, I. 1995. Statistik Terapan. Jurusan Teknik