Penggunaan Konsep Probabilistik dalam Evaluasi Keandalan Struktur Bangunan di Indonesia Adang Surahrnan1)
Abstrak Dalam makalah ini dilakukan evaluasi tingkat kearnanan terhadap komponen struktur beton bertulang dan baja yang didisain menggunakan peraturan yang berdasarkan LRFD (Load Resistance Factor Design). Evaluasi tersebut dilakukan dengan membandingkan hasil LRFD dengan peraturan lama dan dengan melakukan analisis pro - babilistik. Metode probabilistik yang digunakan dalam evaluasi tingkat keamanan ini ialah FOSM (First Order Second Moment). Hasil evaluasi ini menunjukkan bahwa penerapan peraturan LRFD diharapkan tidak rnemberikan dampak terhadap bangunan yang sudah didisain dengan menggunakan peraturan lama. Analisis probabilistik, menunjukkan bahwa untuk kasus-kasus ketika rasio beban hidup dan/atau beban gernpa terhadap he-ban mati yang tinggi didapatkan tingkat keamanan yang lebih rendah dibandingkan tingkat keamanan untuk kasus rasio beban hidup dan/atau beban gempa terhadap beban mati yang rendah. Untuk komponen struktur beton yang menerinia gava geser juga didapatkan tingkat keamanan yang lebih rendah dibandingkan kasus lainya. Kata-kata kunci: probabilitas kegagalan, indeks keamanan, keandalan, FOSM, LRFD. Abstract In this paper a safety evaluation of reinforced concrete and steel structural members designed by LRFD (Load Resistance Factor Design) method was carried out. The evaluation consists of comparing the LRFD with the traditional design method and performing a probabilistic analysis. The probabilistic method used was the FOSM (First Order Second Moment). Evaluation results showed that the use of LRFD is not expected to affect the safety status of buildings designed with the previous design codes. The FOSM method showed that for the cases of high live/dead load and/or earthquake/dead load ratios, the obtained safety levels were lower than for the cases of low live/dead load and/or earthquake/dead load ratios. Also it was found that the safety levels of reinforced concrete members subjected to shear were relatively lower compared to other loading cases. Keywords: probability of failure, safety index, reliability, FOSM, LRFD.
Analisis Nonlinier Pelat Beton di Atas Fondasi Elastis Nonlinier dengan Metode Elemen Hingga B. Budiono1) M. Yusuf2)
Abstrak Perilaku pelat beton di atas fondasi elastis yang dibebani secara vertikal merupakan problem yang kompleks karena kedua materialnya, yaitu beton dan tanah, mempunyai sifat dasar yang nonlinier. Untuk penyederhanaan, tanah dimodelkan sebagai pegas yang dihubungkan pada pelat. Dalam studi ini, nonlinieritas tanah dimodelkan sebagai pegas nonlinier. Pegas nonlinier tersebut diformulasikan dalam bentuk fungsi gaya versus perpindahan. Sementara itu, nonlinieritas beton dimodelkan sebagai elemen heksahedral yang mana hubungan konstitutifirya diturunkan dari kondisi tegangan utamanya. Material beton yang telah retak dimodelkan dengan metode retak tersebar (smeared-crack approach). Struktur dianalisis menggunakan model elemen hingga kontinurn tiga dimensi. Perilaku beban versus perpindahan diperoleh menggunakan prosedur perpindahan inkremental. Mutu beton yang digunakan adalah 30 MPa. Hasil analisis menunjukkan bahwa keruntuhan struktur dapat diawali baik oleh beton maupun tanah. Untuk beberapa kasus keduanya runtuh secara bersamaan. Dalam studi ini didapatkan bahwa respon struktur sangat bergantung pada model pegas nonlinier. Geometri struktur memberi pengaruh yang signifikan terhadap respon struktur dan juga tanah. Daktilitas perpindahan setelah keruntuhan tidak sensitif terhadap bentuk geometri struktur. Pengaruh model pegas nonlinier terhadap respon struktur lebih dominan daripada pengaruh geometri. Kata-kata kunci: model konstitutif kondisi tegangan utama, pegas nonlinier, modulus reaksi tanah dasar, perpindahan inkremental, daktilitas perpindahan Abstract The behaviour of concrete slab on elastic foundation subjected to gravity load is a complex problem as both materials namely concrete and soil behaviour are non-linear in nature. For simplicity, the soil is modelled as spring connected to the slab. In the study, the non-linearity of the soil is modelled as a non-linear spring. The non-linear spring is formulated in terms of load versus displacement function. The concrete non-linearity, however, is modelled as a brick element in which the constitutive relationship is derived from its principal stress condition. The concrete material after cracking is modelled by smeared-crack approach. The structure is then analysed using three-dimensional continuum finite element model. The load versus displacement behaviour is observed using displacement control procedures. The concrete strength used in the study is 30 MPa. The results of the analysis show that the collapse of the structures are initiated either by concrete or soils. For some cases both concrete and soil failed in the same time (balanced failure). In the study, it is found that the structural response both for concrete and soil is highly depending upon the non-linear spring model. Geometry of the structure is a significant to the structure and soil responses as well. However, the displacement ductility after failure is not sensitive to the type of structural geometry. During the observation, the non-linear spring model dominates the structural response as compared to the effect of the geometry. Keywords: constitutive model, principal stress condition, non-linear spring, modulus of subgrade reaction, displacement control, displacement ductility.
Pengaruh Peningkatan Kehalusan Fly Ash Terhadap Ketahanan Beton di Lingungan Agresif Triwulan3) IGP Raka2) Agung Kristiawan3)
Absract Concrete material having high durability in aggressive environment is very much required in maritime country like Indonesia. One of the methods to improve the concrete durability is by adding mineral admixture into the concrete, and the more common admixture is fly ash, a material obtained from the waste remaining from burning of coals. By improving the particle fireness of the fly ash and by mixing lower cement content into the concrete, the durability of the concrete will be significantly affected The question to be solved is how the particle fineness of fly ash will affect the improvement of concrete durability in aggressive environment. In this investigation, the fly ash used was ground into several gradations of fineness. From each type of fly ash fraction, this material was then mixed in to fresh mortar concrete with fly ash content of 10 % of the cementitous material. The specimens were formed into concrete cylinders of 10 cm / 20 cm and pasta of 2 cm / 4 cm, and after-wards the specimens were submerged in Sulfate acid liquid and sea water. Other specimens were put inside normal fresh water as comparison. All the specimens were later subjected into strength tests periodically, until the specimens reach 120 days of age. The porosities and densities of the specimens were also measured. The specimens of the pasta type were also analyzed by X-Ray Diffractometer (XRD), Mercury Injection Capillary Pressure (MICP) and Scanning Electron Microscope (SEM). The result of this investigation reveals that the increase of the particle fineness will cause directly on improvement of reaction between fly ash and lime derivated from cement-and-water hidration, and this will cause formation of smaller pore diameter inside concrete. From the concrete specimens with fly ash admixture of the finest gradation, the pore diameter inside concrete are dominated by 0. 004 to 0.1 ,u size this is significant improvement from the normal concrete without fly ash in with the pore diameters are mostly ranged between 0,0-15 to 0,1p. Further-more the increase of particle fineness of fly ash will caused lower values of concrete porosities, from the normal average value of 6.5 % to 5.38 %; and this also means improve density of the concrete that will also improve concrete durability. The strength on concrete is also improve by 125 %. Keywords : Fly ash; concrete durability. Abstrak Material beton yang mempunyai ketahanan tinggi di lingkungan agresif, sangat dibutuhkan di negara kita yang merupakan negara kepulauan. Salah satu Cara untuk meningkatkan ketahanan struktur beton tersebut, adalah dengan memberikan campuran mineral admixture pada beton yang pada umumnya berupa fly ash, yang merupakan limbah dari pembakaran baru bara atau mineral admixture lain. Dengan meningkatkan kehalusan fly ash serta memberikan faktor air semen (f a.s) yang rendah pada campuran beton dapat berdampak langsung terhadap perkembangan kuat tekan beton. Permasalahan yang timbul adalah bagaimana pengaruh peningkatan kehalusan tersebut terhadap peningkatan ketahanan beton di lingkungan agresif. Dalam penelitian ini fly ash yang dipakai dihaluskan menjadi beberapa tingkat kehalusan. Dari tiap-tiap kehalusan tersebut dicampurkan ke dalam beton sebanyak 10% dari berat cementitous material. Benda uji berupa silinder beton (10 cm / 20 cm) dan pasta (2 cm / 4 cm) direndam dalam air laut dan asam sulfat serta dalam lingkungan air tawar sebagai pembandingnya. Benda uji beton dites kuat tekannya secara bertahap sampai dengan umur
1 2 0 hari, selain itu diukur porositas dan kerapatannya. Untuk benda uji pasta dianalisa dengan X Ray Diffractometer (XRD), Mercury Injection Capillary Pressure (MICP) dan Scanning Electron Microscope (SEM). [Iasi/ yang diperoleh menunjukkan bahwa meningkatnya kehalusan fly ash berpengaruh secara langsung terhaclap peningkatan reaksi antara fly ash dengan kapur hasil hidrasi semen dan air, sehingga memperkecil diameter purl .yang terbentuk. Untuk beton dengan campuran fly ash terhalus dengan surface specific area 0 , 9 0 1 4 m2/gr, diameter pori didominasi oleh diameter 0.004 – 0.111 sedang untuk pasta normal diameter berkisar antara 0,015 – 0,1 fc Selain itu dengan naiknya tingkat kehalusan fly ash akan menurunkan nilai porositas dari nilai 6,5% turun secara bertahap sampai menjadi 5,38%, meningkatkan kerapatan dan berdampak pada peningkatan durabilitas beton, demikian juga nilai kuat tekan bisa naik sampai 125 %. Kata-kata kunci : Fly ash, ketahanan beton.
Karakteristik Mortar Semen untuk Cement Treated Asphalt Mixture R. Anwar Yamin1) Bambang Ismanto Siswosoebrotho1)
Abstrak Cement Treated Asphalt Mixture (CTAM) adalah suatu inovasi baru di bidang perkerasan jalan khususnya pada campuran beraspal yaitu dengan memanfaatkan semen dalam campuran tersebut. CTAM adalah perkerasan komposit yang merupakan kombinasi beton aspal bergradasi terbuka dengan beton semen membentuk lapisan yang unik dengan sifat diantara fleksibel dan kaku. Keberhasilan pembuatan CTAM tidak saja ditentukan oleh gradasi agregat dan kadar aspal yang digunakan tetapi juga oleh karakteristik dari mortar semen yang digunakan. Mortar semen yang digunakan harus memiliki viskositas rendah mendekati viskositas air, tidak menyusut dan memiliki kekuatan yang memadai untuk dapat memberikan kontribusi kekuatan pada CTAM yang dihasilkan. Tujuan dari studi ini adalah untuk mengetahui karakteristik serta untuk mendapatkan komposisi dan proporsi bahan pembentuk mortar agar dapat digunakan untuk pembuatan CTAM. Untuk mencapai tujuan tersebut berbagai kombinasi bahan pembentuk mortar, yaitu pasir alam, semen, abu terbang, air dan bahan tambah (aditif) dicoba dan diuji karakteristiknya. Hasil dari studi ini menunjukan bahwa untuk mendapatkan mortar dengan viskositas yang mendekati viskositas air tetapi tidak menyusut dan memiliki kekuatan saat mengering maka proporsi pemakaian dari masing-masing bahan pembentuk mortar harus betulbetul diperhatikan. Selain itu, untuk menjamin agar mortar yang dihasilkan dapat masuk mengisi rongga dalam campuran (VIM) yang ada tanpa terjadinya segregasi pada mortar dan penyumbatan pada VIM, gradasi pasir yang digunakan sangatlah menentukan. Waktu yang dibutuhkan oleh dan kecepatan mortar untuk mengisi VIM juga dibahas dalam studi ini. Kata-kata kunci : Mortar, komposisi, karakteristik, aspal porus dan CTAM. Abstract Cement Treated Asphalt Mixture (CTAM) is one of the new inovation in pavement areas especially in asphaltic mixture by using mortar cement in it. CTAM is a composite pavement which consist a combination of open graded asphaltic mixed with mortar cement forming a unit layer with characteristic between flexible to rigid. The successful in making CTAM depent not only on aggregate gradation and bitumen content but also on the characteristic of mortar cement. The mortar cement used should has low viscosity which nearly the same as the viscosity of water, not shrinkage and has an adequate strength which can contribute to the strength of CTAM produced. The purposes of this study was to know and to derive mortar composition and materials proportion for making CTAM. To meet these, a various combination of mortar 's materials have tried and tested. The results showed that for getting a mortar with viscocity close to the viscosity of water but not shrinkage and has an adequate strength when dried, the proportion of each mortar 's materials should be carefully considered. Beside that, to ensure that the mortar produced can penetrate to, not segregate and unblocked void in mix (VIM) of porus asphalt, sand gradation is the most determination factor. The time and speed of mortar penetrate to VIM of the porus asphalt was also discussed in this study. Keywords : Mortar, composition, characteristic, porous asphalt and CTAM.
