STUDI PENGARUH PENGEKANGAN PADA DINDING STRUKTUR MENGGUNAKAN APLIKASI BAHASA PEMROGRAMAN

(1)

SENTRA III-21

STUDI PENGARUH PENGEKANGAN PADA DINDING

STRUKTUR MENGGUNAKAN APLIKASI BAHASA

PEMROGRAMAN

Fachrul Rizal1), Tavio2), I Gusti Putu Raka3) 1) Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2) Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 3) Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Kontak Person: Fachrul Rizal

Keputih Gg. 1A No. 19 Sukolilo Surabaya, 60111

Telp: 085649541954, E-mail: chankzzz@yahoo.co.id

Abstrak

Sistem Rangka Pemikul Momen tidak menguntungkan lagi jika diterapkan pada bangunan tingkat tinggi. Hal tersebut dikarenakan dalam proses perhitungan struktur, bangunan tingkat tinggi yang didesain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen akan didapatkan dimensi kolom yang relatif besar. Dimensi kolom yang besar tentu saja akan mengurangi nilai estetika suatu bangunan. Oleh karena itu untuk membangun gedung tingkat tinggi, system rangka pemikul momen perlu dikombinasikan dengan konsep Dinding Struktur untuk memperoleh dimensi kolom yang relatif lebih kecil. Beberapa peneliti terdahulu telah melakukan penelitian tentang penampang dinding struktur tanpa memperhitungkan pengaruh pengekangan pada dinding struktur karena sengkang pada beton dianggap tidak praktis apabila di aplikasikan pada dinding struktur. Pada Penelitian ini, penulis akan meneliti pengaruh pengekangan terhadap daktilitas dinding struktur serta memodelkannya menggunakan aplikasi pemrograman. Penelitian yang dilakukan akan menghasilkan diagram momen-kurvatur sehingga dapat ditentukan nilai daktilitas momen-kurvatur pada dinding struktur. Selain itu, akan ditinjau pula pengaruh lainnya seperti variasi mutu beton, mutu baja tulangan, dan lain sebagainya terhadap perubahan nilai diagram momen-kurvatur, yang akhirnya akan merubah nilai daktilitas kurvatur dari Dinding Struktur. Perubahan nilai inilah yang nantinya akan digunakan sebagai pembanding dari peningkatan atau penurunan daktilitas kurvatur dari suatu Dinding Struktur.

Kata kunci_{: Daktilitas Kurvatur, Diagram Momen-Kurvatur, Dinding Struktur, Pengaruh}

Pengekangan,

Pendahuluan

Sistem Rangka Pemikul Momen tidak menguntungkan lagi jika diterapkan pada bangunan tingkat tinggi. Hal tersebut dikarenakan dalam proses perhitungan struktur, bangunan tingkat tinggi yang didesain menggunakan Sistem Rangka Pemikul Momen akan didapatkan dimensi kolom yang relatif besar. Dimensi kolom yang besar tentu saja akan mengurangi nilai estetika suatu bangunan (Rizal, 2011) [4]. Oleh karena itu dalam merencanakan gedung tingkat tinggi, system rangka pemikul momen perlu dikombinasikan dengan konsep Dinding Struktur untuk memperoleh dimensi kolom yang relatif lebih kecil.

(2)

III-22 SENTRA

Toloue, Hejazi, Huan, dan Jaafar (2013) menyatakan bahwa dinding struktur harus diletakkan secara strategis untuk memaksimalkan efeknya , misalnya dekat dengan ujung struktur atau di daerah inti pusat. Dinding struktur harus cukup kuat untuk memastikan defleksi berada dalam batas yang dapat diterima untuk berfungsi secara efektif . Dinding struktur bertindak dalam bidang sebagai balok-kolom kantilever dalam dengan kekakuan lentur yang besar. [1]

Humar dan Yavari (2002) meneliti lebih lanjut tentang penampang dinding struktur berbentuk persegi dan profil kanal. Mereka mendesain dan meneliti bentuk penampang tersebut disertai dengan variasi distribusi tulangan serta bentuk momen-kurvatur yang dihasilkan, tanpa memperhitungkan pengaruh pengekangan pada dinding struktur/struktur karena sengkang pada beton dianggap tidak praktis apabila di aplikasikan pada dinding struktur. [3]

Penggunaan aplikasi bahasa pemrograman dalam penelitian daktilitas dan pemodelan

struktur dapat memfasilitasi kita dalam menyusun suatu program bantu/software aplikasi yang

berhubungan langsung dengan Windows GUI (

Graphicals User Interface

), yaitu antar muka

atau tampilan Windows yang berbasis visual (grafis). Pemrograman yang berbasis visual

menjadikan sebagian besar aktivitas pemrogram dapat memfokuskan pada penyelesaian

problem utama (bukan pada pembuatan tampilannya).

Pada Penelitian ini, penulis akan meneliti pengaruh pengekangan terhadap daktilitas dinding struktur serta memodelkannya menggunakan aplikasi pemrograman. Penelitian yang dilakukan akan menghasilkan diagram momen-kurvatur sehingga dapat ditentukan nilai daktilitas kurvatur pada dinding struktur. Selain itu, akan ditinjau pula pengaruh lainnya seperti variasi jarak sengkang, diameter sengkang, mutu baja tulangan, dan lain sebagainya terhadap perubahan nilai diagram momen-kurvatur, yang akhirnya akan merubah nilai daktilitas kurvatur dari Dinding Struktur. Perubahan nilai inilah yang nantinya akan digunakan sebagai pembanding dari peningkatan atau penurunan daktilitas kurvatur dari suatu Dinding Struktur.

Metode Penelitian

Penampang dinding struktur didesain terlebih dahulu untuk mempermudah perhitungan. Adapun hasil desain penampang seperti pada gambar 1. Pada penelitian ini Nilai Lw = 1000 mm, Bw = 120 mm dan tebal decking = 20 mm.

Gambar 1 Desain penampang dinding struktur.

Untuk menentukan letak garis netral (G.N.) maka akan di lakukan iterasi menggunakan program hingga selisih total gaya tekan (-) dan total gaya tarik (+) (Sct) mendekati 0. adapun cara mengiterasi nya adalah seperti pada gambar 2.

(3)

SENTRA III-23 Untuk menghitung nilai tegangan penampang beton, digunakan grafik perhitungan tegangan-regangan Kent dan Park yang ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3 Diagram tegangan-regangan beton terkekang.[5]

Untuk menghitung nilai kurvatur penampang pada kondisi ultimate dan leleh maka akan digunakan pendekatan kondisi sebagai berikut:

a. Regangan Leleh

Regangan leleh diperoleh pada saat tulangan dinding struktur paling bawah mengalami leleh, yaitu dimana kondisi tegangannya sama dengan nilai Astl x Fy. b. Regangan Ultimate

Regangan Ultimate diperoleh pada saat kondisi tegangan beton pada 0.85 x f’c pada daerah B-C pada grafik tegangan regangan beton.

Nilai kurvatur penampang diperoleh dengan menggunakan rumus: a. Kurvatur Leleh

C_Leleh = ɛy/cy (1)

b. Kurvatur Ultimate

C_Ultimate = ɛu/cu (2)

Setelah diperoleh nilai Momen dan Kurvatur penampang pada kondisi leleh dan ultimate maka langkah selanjutnya yaitu menentukan daktilitas kurvatur dengan menggunakan rumus:

D_Curv = C_Leleh/C_Ultimate (3)

Nilai momen diperoleh dari total gaya-gaya tarik yang dikalikan dengan jaraknya terhadap garis netral. Diagram Momen kurvatur dihasilkan dengan cara membuat grafik dari hasil perhitungan momen dan kurvatur berdasarkan nilai ɛ yang di iterasi Adapun contoh penggambaran seperti pada gambar 4.

(4)

III-24 SENTRA

Gambar 5 menunjukkan contoh perhitungan yang telah dilakukan dengan program yang telah didesain.

Gambar 5 Contoh hasil perhitungan pada program.

Hasil Penelitian dan Pembahasan

Hasil Penelitian yaitu berupa tabel hasil perhitungan nilai daktilitas kurvatur dengan perubahan variabel nilai Dtt, Dtl, Sh, Fy. Kondisi disesuaikan dengan variabel yang diubah. Ada 4 kondisi yang akan dihitung pada penelitian ini.

Kondisi 1

Pada kondisi 1, Nilai Sh = 50 mm, F’c = 35 Mpa, Fy = 240 Mpa, dan Dtt = 10 mm. Nilai – nilai

tersebut tidak berubah selama perhitungan pada Kondisi 1.

Tabel 1 Perhitungan Kondisi 1

No. Dtl M_Leleh M_Ultimate C_Leleh C_Ultimate D_Curv

(mm) (N-mm) (N-mm) (Rad/mm) (Rad/mm)

1 10 101046541,6 182912613,5 1,765E-06 1,416,E-04 80,255

2 13 149020285,8 285133839,8 1,839E-06 1,048,E-04 56,971

3 16 203251205,6 373705032,7 1,942E-06 7,188E-05 37,014

Kondisi 2

Pada kondisi 2, Nilai Sh = 50 mm, F’c = 35 Mpa, Fy = 240 Mpa, dan Dtl = 10 mm. Nilai – nilai

tersebut tidak berubah selama perhitungan pada Kondisi 2.

No. Dtt M_Leleh M_Ultimate C_Leleh C_Ultimate D_Curv

1 10 101046541,6 182912613,5 1,765E-06 1,416,E-04 80,255

2 13 100491119,2 183418907,6 1,764E-06 2,242,E-04 127,076

(5)

SENTRA III-25

Kondisi 3

Pada kondisi 3, Nilai Sh = 50 mm, F’c = 35 Mpa, Dtt = 10 mm, dan Dtl = 10 mm. Nilai – nilai tersebut tidak berubah selama perhitungan pada Kondisi 3.

No. Fy M_Leleh M_Ultimate C_Leleh C_Ultimate D_Curv

(Mpa) (N-mm) (N-mm) (Rad /mm) (Rad /mm)

1 240 101046541,6 182912613,5 1,765E-06 1,416,E-04 80,255 2 250 101676419,8 188717629,9 1,759E-06 1,360,E-04 77,310 3 280 123365379,1 207465194,0 2,209E-06 1,266E-04 57,305

Kondisi 4

Pada kondisi 3, Nilai Fy = 240 Mpa, F’c = 35 Mpa, Dtt = 10 mm, dan Dtl = 10 mm. Nilai –

nilai tersebut tidak berubah selama perhitungan pada Kondisi 4.

No. Sh M_Leleh M_Ultimate C_Leleh C_Ultimate D_Curv

1 50 101046541,6 182912613,5 1,765E-06 1,416,E-04 80,255 2 75 101046541,6 181841640,1 1,765E-06 8,596,E-05 48,705 3 100 101046541,6 181518257,0 1,765E-06 6,343E-05 35,938

Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3, dan Tabel 4, dapat disimpulkan bahwa:

Lw : Panjang dinding struktur (mm) Bw : Tebal dinding struktur (mm)

Dtl : Diameter tulangan longitudinal (mm) Dtt : Diameter tulangan transversal (mm) Sh : Jarak Sengkang (mm)

Sct : selisih total gaya tekan (-) dan total gaya tarik (+) (N)

ɛy : Regangan Leleh

cy : Jarak garis netral kondisi Leleh (mm) ɛu : Regangan Ultimate

cu : Jarak garis netral kondisi Ultimate (mm)

T : Gaya pada tulangan longitudinal (N)

LL1 : Luas Grafik Gaya pada Diagram Tegangan (N)

c : jarak garis netral ke penampang beton paling atas (mm) M_Leleh : Momen Leleh (N-mm)

(6)

III-26 SENTRA

C_Leleh : Kurvatur Leleh (Rad/mm) C_Ultimate : Kurvatur Ultimate (Rad/mm) D_Curv : Daktilitas Kurvatur

Referensi

Jurnal:

[1]

Toloue I., Hejazi F., Huan C. C., Jaafar M. S.,

“

Evaluation of the effect of shear wall

distribution in seismic response of precast framed structure

”

, Advancements Civil

Structural and Environmental Engineering. 2013; Vol. 1: Issue 1, Hal. 62-65

Proceeding:

[2] DENG Mingke., LIANG Xingwen., YANG Kejia. “Experimental Study on Seismic Behavior of

High Perfromance Concrete Shear Wall with New Strategy of Transverse Confining Stirrups”,

Proceeding of the 14th World Conference on Earthquake Engineering, Xi’an University of Architecture & Technology, China. 2008; hal. 1-8.

[3] Humar J. L. and Yavari S “DESIGN OF CONCRETE SHEAR WALL BUILDINGS FOR

EARTHQUAKE INDUCED TORSION”, Proceeding of 4th

Structural Specialty Conference of the Canadian Society for Civil Engineering, Carleton University, Canada. . 2002; hal. 1-8.

Texbooks:

[4] Muhtadi, Rizal. STUDI DIAGRAM INTERAKSI SHEARWALL BETON BERTULANG DENGAN BANTUAN VISUAL BASIC 6.0. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 2011.