2013. Metode Perencanaan Strut and Tie Model

11/7/2013

Letak Utilitas

Antoni Halim, Halim, structure engineer, DS&P

Mengurangi tinggi bersih Lantai

EKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAAN

ISEMS, 7-8 November 2013


Metode Perencanaan

Bukaan Pada Balok

•

Strut and Tie Model

Truss - analogy – model

Model rangka batang

aliran gaya (load path) akibat beban P

Strut and Tie Model

Daerah D (Disturb)

distorsi tegangan

Perilaku dan Perencanaan Balok dengan bukaan ISEMS, 7-8 November 2013

Distribusi teg. geser


1

11/7/2013

Penelitian yang direncanakan

Metode Perencanaan • Modifikasi ACI (ACI Structural Journal)

Benda uji 1

(Kiang-Hwee Tan dan Mohammad A. Mansur)

Konsentrasi tegangan pada daerah opening Kombinasi Tulangan Geser dan diagonal Tulangan Geser

Benda uji 2

Tulangan Diagonal Benda ui 3

25 % gaya geser desain

75% Gaya geser desain ISEMS, 7-8 November 2013


Model SAP Truss Analogy benda uji 1

Penampang tipikal benda uji

P = 150 kN

f’c = 40 Mpa fy longitudinal = 400 Mpa fy geser = 240 MPa Batang tarik

Sudut mendekati 45o Tidak memotong lubang

Batang tekan ISEMS, 7-8 November 2013


2

11/7/2013

Model Truss Analogy benda uji 2

Model Truss Analogy benda uji 3

P = 150 kN P = 150 kN



Perhitungan dan Pemasangan Tulangan (STM)

Pembuatan Benda UJi

Gaya Aksial Rangka Batang

Pembuatan Formwork

Luasan Tulangan

As = T/fy

Penulangan Balok T = gaya tarik batang fy = kuat leleh baja

Benda 1

POTONGAN - A

Benda 2

Benda 3

Perakitan Tulangan ISEMS, 7-8 November 2013


3

11/7/2013

Pemasangan Strain Gauge

Pemasangan Strain Gauge

Strain Gauge Strain Gauge

Strain Gauge

Strain Gauge dengan coating ISEMS, 7-8 November 2013


Pemasangan LVDT

Pengecoran Benda Uji

(Linear Variable Displacement Transducers)

• Lokasi Puslitbangkim

Pengecoran ISEMS, 7-8 November 2013


4

11/7/2013

Pemasangan LVDT

Pemasangan LVDT




Pemasangan dial gauge ( pengukuran Lendutan)


Persiapan penggambaran pola retak



5

11/7/2013

Alat Uji dan pembaca data

Rencana Pembebanan 2 Siklus Pengujian

Kapasitas Alat = 2000 ton ISEMS, 7-8 November 2013


Hasil Pengujian Balok A

Pelaksanaan Pengujian

• Retak

• Retak ISEMS, 7-8 November 2013

pertama diagonal

8 ton Retak lentur di tengah bentang 45˚ ISEMS, 7-8 November 2013

6

11/7/2013

Hasil Pengujian Balok A • Beban ultimit = 340 kN

Distribusi regangan pada tulangan geser balok A

Deflection Vs Load (Beam A)

400.00 350.00

Load (kN)

300.00 250.00

TR-9

200.00

TR-10

150.00 100.00 50.00 0.00 0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

Distribution Strain of Shear Reinforcement

60.000

Deflection (mm)

3 2.5

Strain (10-3)

2 1.5

Load 370 kN

1

Load 160 kN

0.5 0

TR-9

0

TR-10

1

2

3

4

5

6

-0.5

7

8

9

10

11

12

13

14


Analisa Data

15

16

No Strain Gauge


Hasil Pengujian Balok B Retak pertama

Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok A

10 ton

Diikuti Retak geser

Deflection Vs Load (Beam B) 450

Beban ultimit 340 kN

12,4% Vu

350

18,8% Vu 22,1% Vu

Load (kN)

300

13,5% Vu 24,2% Vu

400

250

TR-9

200

TR-10

150 100 50 0


0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00


Deflection (mm)

7

11/7/2013

Distribusi regangan pada tulangan geser balok B

Analisa Data Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok B

Distribution Strain of Shear Reinforcement

0,43% Vu

1.8

15,5% Vu

1.4 Strain (10-3)

1.2 1

Load 38 ton

0.8 0.4

tulangan diagonal

20,65% Vu

0.6

Load 16 ton

0.2 0 -0.2 15

1% Vu

9,4% Vu

1.6

17

19

21

23

25

27

29

31

40,6% Vu

33

No Strain gauge



Distribusi regangan pada tulangan geser balok C

Hasil Pengujian Balok C Tidak terjadi kegagalan geser Kegagalan pengangkuran

Distribution Strain of Shear Reinforcement Deflection Vs Load 300

1.2

240 kN

250

1 0.8 Strain (10-3)

Load (kN)

200

TR-9 TR-10

150 100

0.6 Load 220 kN

0.4 0.2

50

0

0

-0.2

Load 160 kN

30 0.00

5.00

10.00

15.00

Deflection (mm)

20.00

25.00


-0.4

32

34

36

38

40

42

44

46

48

No Strain Gauge

50

52

54

56

58

60

62


8

11/7/2013

Data Hasil Pengujian

Analisa Data Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok C

Perbandingan Gaya Geser Ultimit Hasil Pengujian dengan STM dan Modifikasi ACI Gaya Geser (Vu) kN Beam

Mode of failure

(2)/(1)

(3)/(1)

150

Shear

0,88

0,88

150

Shear

0,88

0,88

150

Anchourage

1,25

1,25

eksperimen (1)

STM (2)

mod.ACI (3)

A

170

150

B

170

150

C

120

150

11,1% Vu 14,5% Vu

18,3% Vu

Metode Strut and Tie Model dan Modifikasi ACI

konservatif

16,2% Vu



Pemodelan

Analisa Lendutan maksimum (service load) Lendutan hasil penelitian Beban 160 kN

Balok A

4,34 mm

Balok B

3,14 mm

Balok C

7,43 mm Perhitungan ACI

Balok A = 5,54mm Balok B = 5,54 mm Balok C = 17,58 mm

Finite element

Balok A = 7,73 mm Balok B = 7,75 mm Balok C = 15,10 mm

Momen inersia efektif (Ie)

Perhitungan lendutan dengan cara ACI dan Pemodelan

konservatif ISEMS, 7-8 November 2013

Balok A ISEMS, 7-8 November 2013

9

11/7/2013

Pemodelan

Pemodelan

Balok B

Balok C ISEMS, 7-8 November 2013


Kesimpulan

Kegagalan Pengangkuran pada Balok C

•Perilaku Tulangan dengan Strut and Tie Model

Regangan pada beton = 2,746.10-3 Regangan pada baja = 0,76.10-3 < 1,9.10-3

Pada Eksperimen ini Tulangan geser sekitar bukaan menahan : • Balok A : 13,5% - 24,2% Vu • Balok B : 15,5% - 20,65% Vu • Balok C :11,12% - 18,3% Vu

Baja belum leleh Terjadi Slip tulangan baja terhadap lekatan beton

• Perilaku Tulangan dengan Modifikasi ACI Tulangan Vertikal menahan 18,8% Tulangan Diagonal menahan 40,6% • Berdasarkan lendutan maksimum, momen inersia

untuk keseluruhan penampang ISEMS, 7-8 November 2013

15 – 32 % Ig ISEMS, 7-8 November 2013

10

11/7/2013

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan balok lentur dengan bukaan :

http://www.davysukamta.com News / Articles

1. Metode Strut and Tie Model dan Modifikasi ACI dapat digunakan 2. Tulangan vertikal dekat bukaan dibuat sedekat mungkin dengan bukaan karena terjadi konsentrasi gaya aksial yang besar 3. Tulangan diagonal sangat dianjurkan untuk meminimalkan retak 4. Pergunakan penampang inersia efektif untuk perhitungan lendutan


TERIMA KASIH


11

2013. Metode Perencanaan Strut and Tie Model

Recommend Documents