Pengujian Tahan Gempa Sistem Struktur Beton Pracetak Oleh :
Yoga Megantara
Balai Struktur dan Konstruksi Bangunan KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PUSAT
PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERMUKIMAN
Sistem Konvensional (dianggap bersifat monolit): waktu pelaksanaan konstruksi relatif lama Sistem pracetak (perilaku ditentukan oleh cara penyambungan antar komponen): waktu pelaksanaan konstruksi relatif cepat dibanding dengan waktu pelaksanan sistem konvensional, Biaya relatif lebih ekonomis. Kendala sistem pracetak: a) Sistem sambungan antar komponen struktur mempunyai kekhasan tersendiri antara sistem yang satu dengan lainnya b) Perlu uji validasi laboratorium, untuk mengetahui keandalan dari masing-masing sistem sambungannya c) Perlu investasi awal yang cukup besar
Sistem Rangka Struktur Komponen
struktur berupa: kolom, balok dan
pelat Titik berat pengujian pada Beam Column Joint
Sistem Dinding Struktur Komponen berupa dinding struktur Sistem Kombinasi Kombinasi rangka dan dinding struktur
F2
F1
Sendi plastis
M
V
Benda uji minimal terdiri dari :
1 buah benda uji beam column joint interior 1 buah benda uji beam column joint eksterior Skala minimal 1/3 ukuran sesungguhnya
Pengujian meliputi tahap : • Set Up Benda Uji •
Pemasangan benda uji pada frame uji
•
Pemasangan alat ukur
• Pengujian •
Pengujian dengan metode displacement control
ACI 374.1-05, Acceptance criteria for moment frames based on structural testing. atau SNI 7834:2012, Metode uji dan kriteria penerimaan sistem struktur rangka pemikul momen beton bertulang pracetak untuk bangunan gedung.
Pengujian
dilakukan dengan pembebanan sebagai berikut : Beban
aksial
mewakili
beban akibat gravitasi Beban Statik Tetap Beban
Lateral
Mewakili
beban gempa Beban Statik Siklik
Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK EKSTERIOR APBN
6.00%
5.00% 4.00% 3.00
6.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%
Beban Lateral Siklis V (kN)
200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -156. -130. -104. -78.3 -52.2 -26.1 0.0 26.1 52.2 78.3 104.4 130.5 156.6 6 5 4 Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (m m )
Beban Lateral Siklik V (kN)
Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Puncak Kolom (Tr-2)
300 200 100 0 -100 -200 -300 -20 -15 -10 -50 0 0 0
0
50 100 150 200
Def. Lateral pd Puncak Kolom (m m )
Load Cell
Transducer
Mendeteksi deformasi/lendutan pada benda uji Mendeteksi regangan beton Kapasitas alat : 5 mm, 10 mm, 15 mm, 25 mm, 50 mm, 100 mm, dan 200 mm
Wire Gauge
Mendeteksi beban yang diberikan pada benda uji Kapasitas alat : 10t, 50t, 100t dan 200t
Mendeteksi deformasi lateral pada puncak benda uji Kapasitas 500 & 1000 mm
Strain Gauge
Mendeteksi regangan baja Mendeteksi regangan beton
Transducer mendeteksi deformasi
Strain gauge mendeteksi regangan
4 3.50 3.5 2.75
3
dorong
Pengujian dilakukan dengan pengontrolan terhadap perpindahan (displacement control) yang terjadi pada bagian atas benda uji
2.20
2.5 1.75
2 1.40 1.5 1.0
0.75
1 0.20
0.5
Drift
0.25
0.35
0.50
0 0
20
40
60
80
100
-0.5 -1
Pola pembebanan berdasarkan siklus pembebanan SNI 7834:2012
-1.5
tarik
-2 -2.5 -3 -3.5
Pola Pembebanan menurut SNI 7834:2012
-4
Siklus
120
140
160
180
Aksial Tetap δ Siklik
Aksial Tetap δ Siklik
hcolumn
δ = drift ratio x hcolumn
hcolumn
Kestabilan
kriteria yang ditetapkan dalam ” SNI 7834:2012“
3
Pola
kerusakan (retakan)
Strong
column weak beam harus terpenuhi
Sampai akhir pengujian (story drift) 3,50 %, siklus ke-3 pada kedua arah pembebanan benda uji harus memenuhi kriteria berikut :
Beban yang mampu dipikul harus lebih besar dari 75 % beban maksimum
nilai perbandingan antara luas yang dibentuk oleh hysteretic loop dengan luas jajaran genjang yang dibentuk dari perpotongan ujung hysteretic loop pada story drift 3,50 % siklus ke-3 dengan kekakuan saat story drift 0,200 % siklus ke-1 harus lebih besar dari 0,125
perpotongan
Kekakuan 0,20%
Loop akhir
Gradien loop
Perbandingan nilai gradien hysteresis loop yang dibatasi limit -0,35% dan +0,35% harus lebih besar atau sama dengan 0,05 kali nilai gradien awal modul struktur pada siklus pembebanan pertama.
Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral Puncak Tiap Cycle pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK INTERIOR C-PLUS SYSTEM
Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Puncak Kolom (Tr-2)
40
350
20
300 250
3.571 %
0
200
0.75Vmax
-20 -40 -60 -150
-100 -50 0 50 100 150 Def. Lateral pd Puncak Kolom (m m )
Hasil pencatatan “transducer’’ Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Regangan Baja Tulangan (SG-32)
Beban Lateral Siklik V (kN)
300 250 200 150 100
Leleh Tulangan
Vmax
Vy
150 100 50
δy
3.571 %
0
δy
-50
3.571 %
-100 -150
0.75Vmax
-200
Vy
-250
3.571 %
-300
Vmax
-350 -150 -125 -100
50 0
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
Defleksi Lateral Maks. tiap Cycle pd Puncak Kolom (mm)
-50 -100 -150 -200 -250 -10000
Beban Lateral Siklis V (kN)
Beban Lateral Siklik V (kN)
60
Kurva envelope 0 10000 20000 Regangan Baja Tulangan (m)
Hasil pencatatan “strain gauge’’
30000
beban lateral vs deformasi lateral
125
150
Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK EKSTERIOR APBN
6.00%
Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK INTERIOR APBN 5.00% 4.00% 3.00
6.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%
350 300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 -350 -156. -130. -104. -78.0 -52.0 -26.0 0 0 0
5.00% 4.00% 3.00
6.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%
200
Beban Lateral Siklis V (kN)
Beban Lateral Siklis V (kN)
6.00%
150 100 50 0 -50 -100 -150
0.0
26.0
52.0
78.0 104.0 130.0 156.0
Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (m m )
-200 -156. -130. -104. -78.3 -52.2 -26.1 0.0 26.1 52.2 78.3 104.4 130.5 156.6 6 5 4 Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (m m )
Pola kerusakan (retakan) Strong column weak beam terpenuhi
Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK INTERIOR SYSTEM
6.00%
Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK EKSTERIOR SYSTEM
6.00%
6.00 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%
300 250 150
Beban Lateral Siklis V (kN)
Beban Lateral Siklis V (kN)
200 100 50 0 -50 -100 -150 -200 -250 -300 -156.0 -130.0 -104.0 -78.0 -52.0 -26.0
0.0
26.0
52.0
78.0 104.0 130.0 156.0
Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (m m )
6.00% 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%
175 150 125 100 75 50 25 0 -25 -50 -75 -100 -125 -150 -175 -153.0 -127.5 -102.0 -76.5
-51.0 -25.5
0.0
25.5
51.0
76.5
102.0 127.5 153.0
Defleksi Lateral Maks. tiap Cycle pd Puncak Kolom (m m )
Jika benda uji memenuhi ketiga persyaratan diatas dan pola retak sesuai kaidah Strong column weak beam berarti memenuhi persyaratan Sistem Pemikul Rangka Momen Khusus (SPRMK) sesuai SNI 2847:2013 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. Parameter keandalan (SNI 03-1726-2012):
Kestabilan
3 kriteria yang ditetapkan dalam ” NEHRP 2003“
Pola kerusakan (retakan)
UnCoupled Wall
Coupled Wall
- Batasan Penerimaan akhir pengujian tergantung ukuran benda uji - Siklus pembebanan tidak ditentukan
Foto-foto Pengujian di Lab. Struktur
Uji Siklik Join Balok Kolom
Uji Siklik Kolom
