Judul Disertasi: Evaluasi Kolom Komposit Tabung Isi Beton (CFT) dan Sambungannya pada SRPM Tahan Gempa. EVALUASI JENIS CONCRETE CONCRETE Filled Tube (CFT) KOMPOSIT DAN PAPARANNYA TERHADAP GEMPA BUMI.
Latar Belakang
Struktur yang sering digunakan dalam perencanaan struktur gedung bertingkat antara lain struktur beton bertulang, struktur baja, struktur beton prategang, dan struktur baja komposit beton. Dari berbagai pilihan yang ada, penulis akan menggunakan struktur baja komposit beton dalam perancangan struktur gedung bertingkat.
Rumusan Masalah
Struktur baja komposit beton ini merupakan kombinasi penggunaan beton dengan baja untuk mendapatkan material dengan kekuatan dan kekakuan yang maksimal.
Ruang Lingkup Penelitian
Tujuan Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam evaluasi bangunan gedung bertingkat tahan gempa, khususnya bangunan yang menggunakan struktur kolom baja komposit baja isi beton (CFT).
Sistematika Penulisan
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
METODE PENELITIAN DAN PEMODELAN
HASIL DAN ANALISIS
KESIMPULAN DAN SARAN
Umum
Komposit baja-beton didasarkan pada asumsi bahwa beton berperilaku baik di bawah beban tekan dan kurang baik di bawah beban tarik. Sementara itu, baja memiliki kapasitas material yang sama untuk beban tarik dan tekan, tetapi harus waspada terhadap risiko tekuk saat menerima beban tekan.
Pengertian Kolom Komposit
- Kolom Concrete Filled Tube
- Pengertian Kolom Concrete Filled Tube
- Konsep Perencanaan Kolom Concrete Filled Tube
Dan jika perbandingan lebar dengan tebal maksimum tiap elemen baja tekan melebihi λr, maka penampang tersebut dinyatakan ramping. 9 Tabel 2.1: Batasan rasio lebar terhadap tebal untuk elemen baja tekan pada komponen struktur komposit penahan tekan aksial berdasarkan SNI 1729-2015.
Konsep Perencanaan Bangunan Tahan Gempa
- Faktor Respon Gempa (C)
Saat merumuskan kriteria desain seismik untuk bangunan di permukaan tanah atau menentukan amplifikasi besarnya percepatan gempa tertinggi dari batuan dasar ke permukaan tanah untuk suatu lokasi, diperlukan klasifikasi lokasi. laboratorium, dengan minimum pengukuran independen dari setidaknya (dua) jenis studi parameter tanah yang berbeda dalam klasifikasi situs ini. Faktor penguatan getaran meliputi percepatan getaran periode pendek (Fa) yang dapat diakumulasikan dari tabel 2.4 dan percepatan periode 1 detik (Fv) yang dapat diakumulasikan dari tabel 2.5.
Analisis Gaya Lateral Ekivalen 1.Geser Dasar Seismik
- Ketentuan Analisis Respon Dinamik
- Penentuan Simpangan Antar lantai
- Distribusi Kekakuan Secara Vertikal
I = Faktor prioritas hunian yang ditentukan berdasarkan Tabel 2.7 Nilai maksimum Cs di atas tidak perlu melebihi Cs yang dihitung pada Persamaan. Berdasarkan peraturan SNI 1726-2012, periode struktur dasar (T) dalam arah yang ditinjau harus diperoleh dengan menggunakan sifat struktur dan karakteristik deformasi elemen bantalan dalam analisis yang diuji. Periode struktur dasar memiliki nilai batas minimum dan nilai batas maksimum. Berdasarkan Studi Banding Rancangan Bangunan Tahan Gempa, parameter tanggapan gabungan dari masing-masing ragam yang ditentukan melalui spektrum rancangan tanggap gempa merupakan tanggapan maksimum.
Berdasarkan SNI 1726-2012, hanya ada satu kinerja dalam SNI 1726-2012, yaitu kinerja batas akhir. 26 Perpindahan lantai pada tingkat desain (Δ) tidak boleh melebihi perpindahan lantai yang diizinkan (Δa) seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.13.
Beban dan Kombinasi Pembebanan
Bangunan dengan kekakuan vertikal lemah adalah bangunan dengan lantai lemah atau lantai lunak. Kombinasi beban untuk metode akhir struktur, komponen struktur dan elemen pondasi harus dirancang sehingga gaya desainnya sama atau melebihi pengaruh beban terfaktor. Berdasarkan SNI 1726-2012, ketentuan faktor beban untuk beban mati nominal, beban hidup nominal, dan beban gempa nominal sama seperti pada SNI 1726-2002.
Namun pada kombinasi dimana terdapat beban gempa pada persamaan tersebut, maka harus dirancang berdasarkan pengaruh beban seismik yang didefinisikan sebagai berikut. Perancangan elemen kolektor, sambungan pangkuan dan sambungan dimana kombinasi beban dengan faktor overresistance digunakan berdasarkan peraturan dalam SNI 1726-2012.
Sambungan
- Pengertian Sambungan
- Konsep Perencanaan Sambungan Balok - Kolom
Desain sistem sambungan balok-kolom mengacu pada regulasi AISC 358-2010 “Sambungan prakualifikasi untuk rangka momen baja khusus dan menengah untuk aplikasi seismik”, yang menjelaskan bahwa salah satu jenis sambungan yang efektif untuk bangunan komposit baja-beton adalah sambungan momen. koneksi. Sedangkan untuk tipe 4ES artinya memiliki konfigurasi sambungan yang diperpanjang dengan 4 baut pada sisi tarik dan tekan ditambah pelat pengaku yang ditentukan berdasarkan Persamaan. Pertama, jika kapasitansi endplate mencapai 90% Mpl, maka akan berperilaku sebagai "piring tebal" sehingga efek mencongkel dapat diabaikan.
36 Gambar 2.8: Mekanisme garis leleh, Yp untuk tipe sambungan 4ES Dari Gambar 2.8, rumus mekanisme garis leleh, Yp diperoleh untuk dua kondisi yang ditemukan pada Persamaan. 37 Gambar 2.9: Mekanisme garis lebur, Yp untuk tipe sambungan 8ES Dari Gambar 2.9, rumus mekanisme garis leleh, Yp, diperoleh untuk dua kondisi yang ditunjukkan pada Persamaan.
Metodologi Penelitian
Pada tugas akhir ini penelitian dilakukan dengan mengambil studi literatur pada 1 gedung, dimana pembahasan hanya dikhususkan pada desain kolom utama gedung yang didesain dengan bantuan rangka baja dan beton komposit pemikul momen khusus dengan tipe Concrete Filled Tube (CFT). Struktur gedung direncanakan sebanyak 15 lantai, dimana gedung tersebut akan difungsikan sebagai gedung perkantoran yang berlokasi di kota Aceh, dengan risiko kategori II berdasarkan SNI 1726-2012. Struktur gedung akan dimodelkan sebagai elemen rangka 3 dimensi (3D) dalam program analisis struktur dengan mengacu pada standar gempa berdasarkan SNI 1726-2012 dan perencanaan struktur baja berdasarkan SNI 1729-2015.
Penulis menganalisis kekuatan kolom yang dirancang sebagai struktur sambungan terhadap beban gempa yang direncanakan.
Faktor Respon Gempa (C)
- Pemodelan Gedung
- Data Perencanaan Struktur
- Data Perencanaan Dimensi
- Faktor Reduksi Gempa
- Pembebanan pada Struktur
- Perhitungan Berat Perlantai Gedung
- Kombinasi Pembebanan
Spektrum respons percepatan ditunjukkan pada Tabel 3.1 dan grafik spektrum respons ditunjukkan pada Microsoft Excel seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2. Struktur gedung ini memiliki tinggi 61 meter, dan gedung ini menggunakan sistem rangka beton dan baja komposit pemikul momen pada struktur kolom pipa isi beton (CFT) dengan profil HSS. Respon spektrum yang digunakan di wilayah kota Aceh mengacu pada SNI 1726-2012 dengan jenis tanah lunak. . Menurut SNI, pemilihan nilai faktor prioritas didasarkan pada kategori risiko yang sesuai pada tabel 2.6 yaitu fungsi gedung perkantoran merupakan risiko kategori II, mengingat dari tabel 2.7 diperoleh nilai faktor prioritas (yaitu) = 1.
Rancangan gedung direncanakan sebagai sistem pemikul beban khusus rangka baja-beton bersama, dimana nilai faktor gempa berdasarkan SNI 1726-2012 dapat dilihat pada tabel 3.2. X Rangka komposit baja dan beton yang menahan momen khusus 8 Y Rangka baja dan komposit beton yang menahan momen khusus 7.
Gaya Geser Gempa
Dari hasil data pada Tabel 3.7 periode keluaran program analisis struktur di atas dapat diperoleh persentase selisih periode yang dapat dilihat pada Tabel 3.8. Tabel 3.8 menunjukkan bahwa nilai perioda rata-rata yang diperoleh pada saat respon keseluruhan mencapai 90% memiliki perbedaan waktu (periode) getar alami. Jadi, menurut peraturan SNI subbab 2.4.2, periode dasar (T) yang digunakan memiliki nilai batas maksimum dan minimum seperti yang dijelaskan pada Persamaan.
Tabel 3.9 menunjukkan nilai natural vibration time, Tacount lebih kecil dari Tamin dan lebih besar dari Tamax (1.065<2.877>1.510), maka digunakan Tacount. Pemilihan nilai Cs diatas merupakan nilai Cs minimum karena nilai Cs lebih kecil dari nilai Cs minimum (Cs number < Cs minimum = 0.035 < 0.040).
Tinjauan Umum
Gaya Geser DasarNominal
Dari data tersebut diketahui bahwa base shear akibat analisis spektrum respon lebih besar dibandingkan dengan analisis base shear statik ekuivalen.
Nilai Simpangan Gedung
Dari hasil perhitungan tersebut diperoleh simpangan maksimum antar lantai adalah 100 mm dan 80 mm untuk ketinggian 4 m, sehingga simpangan struktur pada arah x terpenuhi dan sesuai dengan batas simpangan maksimum. Berikut disajikan pada Gambar 4.1 yang memperlihatkan grafik simpangan tinggi bangunan pada arah x dan arah y. 60 Dari Gambar 4.1 terlihat trend grafik simpangan antar lantai yang diambil dari nilai simpangan maksimum masing-masing gempa pada arah x dan y bangunan memiliki kesamaan yang disebabkan oleh bentuk bangunan yang simetris dan dimensi penampang bangunan yang khas struktur kolom dan balok yang digunakan memiliki kesamaan dari semua sisi horizontal bangunan.
Nilai slip ratio yang diambil dari nilai maksimum akibat gempa pada arah x dan y bangunan disajikan pada Tabel 4.5 sebagai berikut. Nilai rasio deviasi antar level menunjukkan nilai yang cukup stabil, sehingga pergerakan pada setiap ketinggian tidak terlalu signifikan dibandingkan dengan ketinggian berikutnya. Berikut adalah grafik perbandingan simpangan antara lantai dan tinggi bangunan berdasarkan SNI 1726 -2012 pada Gambar 4.2.
Kekakuan Tingkat
63 Dari Tabel 4.5 dan 4.6 terlihat bahwa tidak ada ketidakteraturan lantai lunak pada arah x dan y. Agar soft storage tidak terjadi akibat 3 lantai di atasnya, maka harus memenuhi syarat 2 yaitu kekakuan tingkat 1 harus lebih besar dari 80% kekakuan rata-rata 3 lantai di atasnya. Dari tabel terlihat bahwa kekakuan ketiga lantai di atas pada arah x telah memenuhi kekakuan lantai, sehingga tidak terjadi lantai lunak yang dapat menyebabkan kerusakan bangunan akibat gaya lateral yang berlebihan.
Kekakuan ketiga lantai di atas pada arah y juga tidak terlalu berbeda dengan arah x, hal ini dapat dilihat pada tabel 4.9. Dari perhitungan tersebut dapat diperoleh soft storage juga tidak terjadi karena 3 lantai diatasnya yaitu kekakuan lantai 1. tingkat kekakuan rata-rata 3 lantai di atasnya lebih dari 80%.
Perencanaan Struktur Kolom CFT
Pengaruh P-delta pada gaya geser dan momen tingkat, resultan gaya dan momen elemen struktur, dan simpangan tingkat akibat pengaruh ini tidak diperlukan dalam perhitungan karena rasio stabilitas kurang dari 0,1.
Perencanaan Sambungan End-plateBalok Utama dengan Kolom
Direncanakan menggunakan baja end plate dengan Fyp = 240 MPa dan Fup = 370 MPa serta baut ASTM A490 dengan Fnt = 780 MPa dan Fnv = 579 MPa Berdasarkan referensi ANSI 385-05 yang dijelaskan pada sub bab 2.6.2, sambungan end plate direncanakan dengan konfigurasi sambungan tipe 8ES sesuai dengan kondisi batas yang ditunjukkan pada Tabel 4.10. 686 KN<øRn,shearing ( SAFE) Kemudian plat dinyatakan aman dari efek Prying akibat gaya geser yang terjadi pada end plate.
Kesimpulan
Penelitian dilakukan pada bangunan tidak beraturan untuk mengetahui kapasitas kolom CFT dan perilaku struktur. Studi selanjutnya harus mempertimbangkan pengaruh analisis nonlinier seperti pushovers untuk menentukan kinerja bangunan dengan kolom CFT. Badan Standar Nasional (2012) Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung dan struktur bukan gedung SNI 1726-2012.
Perhitungan Beban Gravitasi Perlantai Gedung
Perhitungan Berat Total Tiap Lantai Gedung
Perhitungan Tebal Pelat Lantai dan Pelat Atap 1. Tebal Pelat Lantai
Karena pelat memiliki dimensi panjang dan lebar yang sama, αfm sama dengan αf, yaitu 4,235.
Gaya Geser Dasar dan Gaya Lateral Statik Ekivalen
Koreksi Faktor Redundansi
Gaya Geser pada Setiap Lantai
Simpangan Antar Lantai
Terlihat dari tabel L.6 dan L.7 bahwa nilai kelongsoran yang direncanakan (Δ) pada masing-masing arah gempa x dan y memenuhi syarat yaitu tidak melebihi kelongsoran tanah yang diperbolehkan (Δa).
Pengaruh P-delta
Berdasarkan Tabel L.8 dan L.9, terlihat bahwa efek P-delta dapat diabaikan karena persyaratan rasio stabilitas (θx) kurang dari 0,1 terpenuhi untuk setiap arah x dan y bangunan.
