ANALISIS DAKTILITAS KURVATUR PADA KOLOM BULAT BETON BERTULANG TERKEKANG DENGAN MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 6.0 OLEH : YANUAR SISCARIA R. 3106 100 040
DOSEN PEMBIMBING : TAVIO, ST.,MT.,PhD Ir. KURDIAN SUPRAPTO, MS
BAB I PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Kolom adalah salah satu elemen utama dalam suatu struktur yang memerlukan perencanaan yang serius. Sering terjadi kasus keruntuhan bangunan akibat gempa, penurunan, dan pergeseran tanah. Struktur harus direncanakan agar memiliki perilaku daktail, agar mampu menunda waktu keruntuhan beton
PERUMUSAN PERMASALAHAN Bagaimana pengaruh pengekangan terhadap daktilitas kurvatur penampang kolom bulat ? Bagaimana hubungan antara daktilitas kurvatur penampang kolom bulat yang terkekang apabila ditinjau dari diagram Momen-Kurvatur?
TUJUAN Membuat program sederhana yang dapat menunjukkan pengaruh pengekangan terhadap daktilitas penampang kolom bulat Membuat program sederhana yang dapat membantu mengevaluasi daktilitas kurvatur penampang kolom bulat beton bertulang dengan memperhitungkan efek pengekangan dalam analisisnya
BATASAN MASALAH BATASAN PENAMPANG & PENULANGAN a. Penampang kolom yang dianalisis hanya yang berbentuk lingkaran (circular) b. Konfigurasi penulangan longitudinal kolom adalah merata di semua sisi (all sides equal) c. Konfigurasi tulangan transversal hanya berupa sengkang spiral
BATASAN MASALAH (lanjutan) a. b. c.
d. e.
a. b. c. d.
BATASAN METODE KURVA TEGANGAN-REGANGAN BETON TERKEKANG YANG DIPAKAI : Metode oleh Kent dan Park (1971) Metode oleh Imran et al (1999) Metode modified Kent-Park Metode oleh Hong dan Han (2005) Metode oleh Kusuma dan Tavio (2008)
BATASAN METODE KURVA TEGANGAN-REGANGAN BETON TAK TERKEKANG YANG DIPAKAI : Metode unconfined Kent dan Park (1971) Metode unconfined Popovics (1973) Metode unconfined modified Hognestad Metode unconfined Thorenfeldt (1987)
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
DASAR TEORI KOLOM Kolom merupakan elemen struktur vertikal yang menyalurkan beban dari balok dan pelat kemudian meneruskan hingga ke pondasi Pada dasarnya analisis penampang pada kolom dan balok hampir sama. Perbedaannya terletak pada gaya aksial yang hanya dialami pada kolom. Akibat gaya aksial tersebut, sebagian besar kekuatan kolom dipakai untuk menumpu gaya aksial yang terjadi, sehingga kapasitas terhadap momennya mengecil, dan sebaliknya.
TEORI DASAR KURVATUR PADA BATANG
Kurvatur adalah gradien kemiringan dari diagram regangan. Karena tan φ << , maka tan φ = φ tan cm kd
Crushing of conrete before steel yields
Gambar a adalah gambar penampang yang mengalami keruntuhan tarik, Gambar b adalah gambar penampang yang mengalami keruntuhan tekan Penampang dengan keruntuhan tarik memiliki perilaku yang lebih daktail. Kedua perbedaan sifat ini dapat dievaluasi dari kurvanya. Semakin daktail penampang, maka kurva akan semakin panjang.
TEORI PENENTUAN MOMEN-KURVATUR
n h M n C c k d k d f si Asi d i i 1 2
cm kd
u y
BAB III METODOLOGI
Start Studi Literatur
Perumusan Pendahuluan
Kriteria Desain
Algoritma
A
•Mengumpulkan materi-materi penunjang •Mempelajari konsep pengekangan •Mempelajari kurva tegangan-regangan •Mempelajari diagram Momen-Kurvatur •Mempelajari bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 Merumuskan Latar Belakang, Permasalahan, Batasan Masalah, Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir •Menetapkan metode pengekangan yang dipakai •Menetapkan variabel-variabel dan batasan-batasan dalam menganalisa penampang kolom
•Menganalisa pengaruh pengekangan terhadap bentuk kurva tegangan-regangan beton •Menganalisa pengaruh penambahan beban aksial terhadap bentuk diagram Momen-Kurvatur.
A
Membuat Program
error
Running program
•Membuat tampilan (interface) program •Membuat listing program untuk kurva tegangan-regangan beton terkekang •Membuat listing program untuk diagram Momen Kurvatur (untuk kolom berpenampang bulat dengan tulangan merata di semua sisi) Mengoperasikan program untuk melihat apakah program bisa dijalankan, sekaligus memperbaiki error yang terjadi
sukses tidak
Output benar
Mengecek validasi output program
ya
Finishing tampilan
Finish
Mengatur tampilan program agar menjadi lebih baik
BAB IV PENGOPERASIAN PROGRAM
Coba running salah satu kasus
BAB V PENGARUH PENGEKANGAN TERHADAP KURVA HUBUNGAN MOMEN-KURVATUR
Pengaruh spasi antar sengkang
fc’ = 30 MPa dia = 400 mm Tul. longitudinal = 8 D 13 Diameter sengkang = 10 mm Beton cover = 40 mm Mutu baja, fyh = 500 MPa P = 20 % Pn Spasi sengkang = 15 cm Spasi sengkang = 30 cm
Spasi 15 cm
Spasi 30 cm
My
139.533 kNm
139.533 kNm
φy
1.255 x 10-5 / mm
1.255 x 10-5 / mm
Mu
175.266 kNm
172.035 kNm
φu
2.702 x 10-4 / mm
1.193 x 10-4/ mm
μφ
21.52
9.501
Pengaruh jumlah dan ukuran tulangan longitudinal
fc’ = 30 MPa dia = 400 mm Diameter sengkang = 10 mm Spasi sengkang = 15 cm Beton cover = 40 mm Mutu baja, fyh = 500 MPa P = 20 % Pn Tul. longitudinal = 6 D 13 Tul. longitudinal = 10 D 13
6 D 13
10 D 13
My
122.929 kNm
161.383 kNm
φy
1.234 x 10-5 / mm
1.26 x 10-5 / mm
Mu
142.111 kNm
224.950 kNm
φu
1.850 x 10-4 / mm
2.655 x 10-4 / mm
μφ
14.991
21.059
Pengaruh mutu beton
dia = 400 mm Tul. longitudinal = 8 D 13 Diameter sengkang = 10 mm Spasi sengkang = 15 cm Beton cover = 40 mm Mutu baja, fyh = 500 MPa P = 20 % Pn fc’ = 30 MPa fc’ = 40 MPa
30 MPa
40 MPa
My
139.533 kNm
167.280 kNm
φy
1.255 x 10-5 / mm
1.263 x 10-5 / mm
Mu
175.266 kNm
196.78 kNm
φu
2.702 x 10-4 / mm
μφ
21.52
2.223 x 10-4 / mm
17.602
Pengaruh rasio inti terhadap penampang keseluruhan
fc’ = 30 MPa Tul. longitudinal = 6 D 13 Diameter sengkang = 10 mm Spasi sengkang = 15 cm Beton cover = 40 mm Mutu baja, fyh = 500 MPa P = 20 % Pn dia = 300 mm dia = 400 mm
300 mm
400 mm
My
63.599 kNm
122.929 kNm
φy
1.834 x 10-5 / mm
1.234 x 10-5 / mm
Mu
74.822 kNm
142.111 kNm
φu
3.146 x 10-4 / mm
1.850 x 10-4 / mm
μφ
17.151
14.991
BAB VI PENGARUH BEBAN AKSIAL TERHADAP KURVA HUBUNGAN MOMEN-KURVATUR
Kasus pemberian beban aksial yang berbeda pada NSC Diberikan penampang kolom seperti gambar disamping dengan data – data sebagai berikut :
fc’ = 30 MPa
dia = 400 mm
Tul. longitudinal = 8 D 13
Diameter sengkang = 10 mm
Beton cover = 40 mm
Spasi sengkang = 15 cm
Mutu baja, fyh = 500 MPa
Dengan pemberian beban aksial : P = 0% Pn
P = 20% Pn
P = 5% Pn
P = 30% Pn
P = 10% Pn
P = 40% Pn
Dapatkan nilai My, φy, Mu, φu, dan μφ serta gambar diagram momen-kurvaturnya
Pengaruh beban aksial pada NSC
0%
5%
10 %
20 %
30 %
40 %
My (kNm)
60.375
83.546
104.593
139.534
169.422
201.935
φy ( /mm)
9.227 x 10-6
1.016 x 10-5
1.15 x 10-5
1.255 x 10-5
1.311 x 10-5
1.54 x 10-5
Mu (kNm)
101.010
127.329
147.621
175.273
199.965
268.068
φu( /mm)
2.180 x 10-4
2.282 x 10-4
2.283 x 10-4
2.702 x 10-4
1.757 x 10-4
1.731 x 10-4
μφ
23.633
22.445
22.357
21.52
13.405
11.240
Kasus pemberian beban aksial yang berbeda pada HSC Diberikan penampang kolom seperti gambar disamping dengan data – data sebagai berikut :
fc’ = 60 MPa
dia = 400 mm
Tul. longitudinal = 8 D 13
Diameter sengkang = 10 mm
Beton cover = 40 mm
Spasi sengkang = 15 cm
Mutu baja, fyh = 500 MPa
Dengan pemberian beban aksial : P = 0% Pn
P = 20% Pn
P = 5% Pn
P = 30% Pn
P = 10% Pn
P = 40% Pn
Dapatkan nilai My, φy, Mu, φu, dan μφ serta gambar diagram momen-kurvaturnya
Pengaruh beban aksial pada HSC
My (kNm)
φy ( /mm) Mu (kNm) φu( /mm) μφ
0%
5%
10 %
20 %
30 %
40 %
62.877
111.632
152.344
223.232
280.134
319.719
8.937 x 10-6 9.759 x 10-5 1.006 x 10-5 1.246 x 10-5 1.407 x 10-5 1.537 x 10-5 102.492
156.076
202.491
280.385
2.165 x 10-4 2.011 x 10-4 1.149 x 10-4 6.039 x 10-5 24.224
20.613
11.417
4.844
335.173
362.250
3.735 x10-5
2.847 x 10-5
2.653
1.852
BAB VII PENUTUP
KESIMPULAN Parameter-parameter yang paling berpengaruh antara lain : Spasi antar sengkang Semakin rapat jaraknya, daktilitas kurvatur semakin besar
Jumlah dan ukuran tulangan longitudinal Jumlah ditambah dan ukuran diperbesar, daktilitas kurvatur semakin besar Mutu beton
Semakin besar mutu beton, nilai daktilitas kurvatur berkurang Rasio inti terhadap penampang keseluruhan Semakin luas penampang kolom, daktilitas kurvatur berkurang Beban Aksial Semakin besar beban aksial yang diberikan, maka nilai daktilitas akan berkurang
SARAN Perlu dilakukan studi perbandingan lebih lanjut untuk melengkapi program MoCurV v.1.2 ini dengan usulan metode pengekangan lain yang jumlahnya sangat banyak. Ada baiknya juga kalau program ini dikembangkan untuk kolom komposit dan tiang pancang pratekan
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
