Upload
hoangthien
View
231
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
BAGAIMANA MERENCANAKAN KOLOM
BERDASARKAN SNI 03-2847-2002
Di dalam menyusun proses metodologi, ada beberapa data – data yang diperlukan
sebelum proses metodologi terbentuk untuk mendesain kolom. Data – data tersebut antara
lain :
3.1 Data – data awal
3.1.1 Data Mutu Bahan
Mutu Beton fc’
Mutu Baja Tulangan
3.1.2 Data Dimensi Komponen Struktur
Dimensi Kolom
Dimensi Balok
Dimensi Plat
Tinggi Kolom
Panjang Balok
3.2 Data – data perhitungan
3.2.1 Perhitungan Pembebanan Struktur
Beban Mati dan Beban Hidup
Pembebanan Distribusi Beban Equivalent Plat
40
3.2.2 Analisa Struktur
Hasil analisa gaya – gaya dalam ( analisa statistik) diambil dari
perhitungan statika dengan berbagai kombinasi pembebanan.
Setelah data – data tersebut di peroleh, setelah itu penulis mencoba mendiskripsikan
langkah - langkah selanjutnya yang menjadi bahan untuk proses penyusunan metodologi,
antara lain :
1. Mengidentifikasi perilaku kolom dalam sistem portal. Dalam proses ini portal
kolom diindentifikasi apakah portal kolom termasuk portal kondisi bergoyang
atan tidak bergoyang, dimana salah satu kondisi tersebut menghasilkan gaya –
gaya yang telah dimodifikasi.
2. Menghitung kapasitas kolom dengan cara coba – coba yang dimana ada tiga
kondisi untuk menghitung kapasitas kolom, tiga kondisi itu yaitu :
1. Kondisi berimbang dimana kondisi ini mengkondisikan regangan beton εc
lebih besar dari regangan batas beton εcu 0,003 sehinggga beton hancur atau
beton lemah dan regangan tulangan εs lebih besar dari regangan leleh εy
sehingga tulangan lemah.
2. Kondisi tulangan lemah dimana kondisi ini mengkondisikan regangan beton εc
lebih kecil dari regangan batas beton εcu 0,003 sehinggga beton kuat dan
regangan tulangan εs lebih besar dari regangan leleh εy sehingga tulangan
lemah.
3. Kondisi tulangan kuat dimana kondisi ini mengkondisikan regangan beton εc
lebih besar dari regangan batas beton εcu 0,003 sehinggga beton hancur atau
beton lemah dan regangan tulangan εs lebih kecil dari regangan leleh εy
sehingga tulangan kuat.
40
3. Menggambar diagram atau grafik interaksi kekuatan penampang kolom dari
menggabungkan ketiga kondisi penampang kolom yang telah dihitung. Yang
menjadi bahan untuk terbentuknya diagram atau grafik interaksi adalah Mn dan
Pn ketiga kondisi kolom.
4. Hasil gaya – gaya yang telah dimodifikasi Mu dan Pu diplot pada diagram
interaksi apakah masuk kedalam diagram interaksi atau tidak. Apabila masuk ke
dalam garis grafik diagram ketiga kondisi kolom maka kolom yang telah didesain
layak dan kuat dan sebaliknya apabila tidak masuk dalam garis grafik diagram
ketiga kondisi kolom maka kolom harus didesain ulang lagi.
3.3 Diagram Alir Metodologi
40
Mulai
Hasil outputGaya- gaya dalam UltimateMu1, Mu2, Nu ( Pu )Dari perhitungan Analisa statika
Mengindentifikasi perilaku kolom
dalam sistem portal
A
Secara sistematis, langkah – langkah yang digunakan dalam penulisan ini
dapat digambarkan dalam diagram alir di bawah ini :
Diagram Alir Metodologi
Flowchart Metodologi mendesain kolom
40
40
A
Ec=4700√ fc '
βd=1,2MD
1,2MD+1,6M L
I g kolom=bh3
12
I gbalok=bh3
12
EI kolom=0,7 Ec I g(1+βd )
EI balok=0 ,35 Ec I g(1+ βd )
ψB=1karenaujungjepit
ψ A=∑ EI /Ln (kolom )
∑ EI /Ln (balok )
ψm=ψ A+ψ B
2
r=√bh3 /12bh
=0 ,2887h
B
40
B
Apakah portal bergoyang ?
Faktor Kelangsingan tidak diperhitungkan
Faktor Kelangsingan harus diperhitungkan
K=0,7+0 ,05 (ψ A+ψ B )¿1
K=0 ,85+0 ,05ψmin≤1ψm<2→k=
20−ψm20 √1+ψm
ψm≥2→k=0,9√1+ψmKalkulasi Nilai K untuk semua kolom sama setiap level lantai
K .Lnr
< {34−12 (Mu1/Mu2 ) }
{34−12 (Mu1/Mu2 )≤40}
K . Lnr
<22
Ya Ya
TidakTidak
Selesai
Mu1 dan Mu2 yang dipakai Hasil output perhitungan analisa statika
C
Tidak Ya
100.
rLnK
C
Pembesaran momen
Analisa orde kedua
SelesaiMu1 dan Mu2 yang dipakai Hasil output perhitungan analisa statika
Apakah portal bergoyang ?
Selesai Hasil Mu 1 dan Mu2 yang Telah dimodifikasi
2
2
.LnKEIPc
d
gc
d
ssgc
IEEI
atau
IEIEEI
14,0
1.2,0
d
gc
d
ssgc
IEEI
atau
IEIEEI
14,0
1.2,0
2
2
.LnKEIPc
ranversalbilabebantCmatau
MuMuCm
1
4,0214,06,0
sc
SSs
cu
ss
ss
MPPu
MM
IVPuQ
MQ
MM
75,0/1
/1
.0
175,0/1
c
mns PPu
C
hPuMuMuriMuterbesardaMu
MuM nsc
3,06,02, 212
2
ssns
ssns
MMMuMMMu
2
1
2211
D
40
Kalkulasi nilai Pc untuk semua kolom sama setiap level lantai
Tidak Ya
Tidak Ya
YaTidak
40
D
Menghitung kapasitas kolom dengan cara di coba - coba
Input data
b , h , fc’ , fy , φtulangan pokok , φtulangan begel , jarak deking s
I
Kondisi Berimbang
εc > εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
II
Kondisi Tulangan Lemah
εc < εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
III
Kondisi Tulangan Kuat
εc > εcu = 0,003
εs < εy = fy/Es
Gambar diagram interaksi kekuatan
penampang dari ketiga kondisi
Hasil Mu, Pu yang telah dimodifikasi
di plot pada diagram interaksi
Apakah masuk kedalam diagram
interaksi ?
Desain ulang ke
proses A
Selesai
Mulai
Dalam proses ini Gambar dari
penampang kolom, diagram regangan
dan distribusi tegangan mulai
digambar
Asumsiεc > εcu = 0,003εs > εy = fy/Es
Esfycu
cudXb
Xbabalance 1
Esfy
XbdXbs
fyAsTfcfyAsCs
bafcCc
'003,0'
.'85,0'
.'..85,0
1
Pn
Flowchart menghitung kapasitas kolom dalam kondisi berimbang pada dimensi kolom dengan tulangan dua sisi
Titik pusat plastis
40
Kondisi I
b b
h
s b
d b
d” b
d’ b
Xb
TCs
ab
Cc
e
40
1
Selesai
Menghitung gaya aksial nominal kolom
Pn = Cc + Cs - T
Menghitung eksentrisitas e dari statis momen gambar terhadap titik pusat plastis
Pb .eb=Cc (d−ab2
−d right )+ ital Cs left (d - d' - d)+Td} {¿
Menghitung momen nominal
Mn balance = Pb x eb
ϕMn = 0,8 x Mn
Pn
Flowchart menghitung kapasitas kolom dalam kondisi Tulangan Lemah pada dimensi kolom dengan tulangan dua sisi
40
Kondisi II
a
CcCsT
e
X
d
d’d” T
h
b
o
Titik pusat plastis
s
Mulai
Dalam proses ini gambar penampang
kolom, diagram regangan dan
distribusi tegangan mulai digambar
Asumsi
εc < εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
e < e b
Mencari letak garis netral X
Terlebih dahulu dicari gaya – gaya dalam :
Cs=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )Cc=0 ,85 fc ' ab=0 ,85 fc ' β1XT=As . fy
Statis keseimbangan gaya
Pn1=Cc+Cs−T=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )+0 ,85. fc ' . β1 . X−As . fy
1
Statis momen gambar terhadap titik tangkap o di pn
Pn2=Cs−Cc+T→0=Cs {(h−htitikpusatberatplastis−e )−d ' }
−Cc(a=0 ,85. X2
−(h−htitkpusatberatplastis−e ))+T (d−(h−htitikpusatberatplastis−e ) )
40
1
selesai
Hitung nilai X dengan menggabungkan persamaan Pn1
dengan Pn2
Hitung gaya – gaya dalam dengan memasukkan nilai X bila terdapat variabel x pada gaya- gaya dalam
Cs = As’(fy - 0,85fc’)
Cc = 0,85 fc’ a.b = 0,85 fc’. ᵝ. X. b
T = As. fy
Hitung gaya aksial nominal kolom
Pn = Cc + Cs -T
Menghitung momen nominal
Mn = Pn x e
ϕMn = 0,8 x Mn
Pn
Flowchart menghitung kapasitas kolom dalam kondisi Tulangan Kuat pada dimensi kolom dengan tulangan dua sisi
40
Kondisi III
Start
Dalam proses ini gambar penampang
kolom, diagram regangan dan
distribusi tegangan mulai digambar
Asumsi
εc < εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
e > e b
Mencari letak garis netral X
Terlebih dahulu dicari gaya – gaya dalam :
Cs=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )Cc=0 ,85 fc ' ab=0 ,85 fc ' β1XT=As . fy
Statis keseimbangan gaya
Pn1=Cc+Cs−T=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )+0 ,85 . fc ' . β1 . X−As . fy
Statis momen gambar terhadap tulangan tarik
Pn2=Cc+Cs−T→Pn2 .(e+ (d−d ' )2 )=Cc(d− a
2 )+Cs (d−d ' )−T (0 )
1
hTitik pusat plastis
b
sd
d” T
d’
X
e
T CcCs
a
40
selesai
1
Hitung nilai X dengan menggabungkan persamaan
Pn1 dengan Pn2
Hitung gaya – gaya dalam dengan memasukkan nilai X bila terdapat variabel x pada gaya- gaya dalam
Cs = As’(fy - 0,85fc’)
Cc = 0,85 fc’ a.b = 0,85 fc’. ᵝ. X. b
T = As. fy
Hitung gaya aksial nominal kolom
Pn = Cc + Cs -T
Menghitung momen nominal
Mn = Pn x e
ϕMn = 0,8 x Mn
Flowchart menghitung kapasitas kolom dalam kondisi berimbang pada dimensi kolom dengan tulangan empat sisi
Titik pusat plastis
40
Kondisi I
b b
h
s b
d b
d” b
d’ b
Xb
T1Cs
ab
Cc
ePn
T2
Mulai
Dalam proses ini Gambar dari penampang
kolom, diagram regangan dan
distribusi tegangan mulai
digambar
Asumsi
εc > εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
Menentukan letak garis netral Xb
Xbd
= ε cu
ε cu+ fyEs
Tinggi distribusi tegangan persegi a
balance
abalance=β1Xb
Menghitung gaya – gaya dalam
Cc=0 ,85 . fc ' .a .bCs=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )T 1=As . fyT 2=As . fy
εs '=0 ,003(Xb−d 'Xb )>fyEs
1
Menentukan letak garis netral Xb
Xbd
= ε cu
ε cu+ fyEs
1
Selesai
Menghitung gaya aksial nominal kolom
Pn=Pb = Cc + Cs – T1-T2
0."."'"2
. 21 TdTdddCsdabdCcebPb
Menghitung momen nominal Mn balance = Pb x eb
ϕMn = 0,8 x Mnal kolom
40
Flowchart menghitung kapasitas kolom dalam kondisi Tulangan Lemah pada dimensi kolom dengan tulangan empat sisi
40
Kondisi II
a=β.x
Cc Cs1
T
e
X
d
d’d” T
h
b
o
Titik pusat plastis
s
Mulai
Dalam proses ini gambar penampang
kolom, diagram regangan dan
distribusi tegangan mulai digambar
Asumsi
εc < εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
e < e b
Mencari letak garis netral X
Terlebih dahulu dicari gaya – gaya dalam :
Cs1=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )Cs2=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )Cc=0 ,85 fc ' ab=0 ,85 fc ' β1XT=As . fy
Statis keseimbangan gaya
Pn .1=Cc+Cs1+Cs2−T=0 ,85 . fc ' .β1 . X+As' ( fy−0 ,85 fc ' )+As ' ( fy−0 ,85 fc ' )−As . fy
1
Statis momen gambar terhadap titik tangkap o di pn
Pn2=Cs1−Cs2−Cc+T0=Cs1 {(h−htitikpusatberatplastis−e )−d ' }
−Cs2 (e )−Cc (a=0 ,85 .X2
−(h−htitkpusatberatplastis−e ))+T (d−(h−htitikpusatberatplastis−e ) )
Pn
Cs2
40
1
selesai
Hitung nilai X dengan menggabungkan persamaan Pn1
dengan Pn2
Hitung gaya – gaya dalam dengan memasukkan nilai X bila terdapat variabel x pada gaya- gaya dalam
Cs1 = As’(fy - 0,85fc’)
Cs2 = As’(fy - 0,85fc’)
Cc = 0,85 fc’ a.b = 0,85 fc’. β. X. b
T = As. fy
Hitung gaya aksial nominal kolom
Pn = Cc + Cs1 – Cs2 - T
Menghitung momen nominal
Mn = Pn x e
ϕMn = 0,8 x Mn
Cs
Flowchart menghitung kapasitas kolom dalam kondisi Tulangan Kuat pada dimensi kolom dengan tulangan empat sisi
40
Kondisi III
Start
Dalam proses ini gambar penampang
kolom, diagram regangan dan
distribusi tegangan mulai digambar
Asumsi
εc < εcu = 0,003
εs > εy = fy/Es
e > e b
Mencari letak garis netral X
Terlebih dahulu dicari gaya – gaya dalam :
Cs=As ' ( fy−0 ,85 fc ' )Cc=0 ,85 fc ' ab=0 ,85 fc ' β1XT 1=As . fyT 2=As . fy
Statis keseimbangan gaya
Pn1=Cc+Cs−T1−T 2=0 ,85 . fc ' . β1. X+As ' ( fy−0 ,85 fc ' )−As . fy−As , fy
Statis momen gambar terhadap tulangan tarik
Pn2=Cc+Cs−T 1−T2
Pn2 . (e+ (d−d ' )2 )=Cc (d−a
2 )+Cs (d−d ' )−T1 (0 )−T 2¿
¿
¿
1
hTitik pusat plastis
b
sd
d” T
d’
X
e
T1 Cc
a
Pn
T2
40
selesai
1
Hitung nilai X dengan menggabungkan persamaan
Pn1 dengan Pn2
Hitung gaya – gaya dalam dengan memasukkan nilai X bila terdapat variabel x pada gaya- gaya dalam
Cs = As’(fy - 0,85fc’)
Cc = 0,85 fc’ a.b = 0,85 fc’. β. X. b
T 1 = As. fy
T2 = As.fy
Hitung gaya aksial nominal kolom
Pn = Cc + Cs –T1-T2
Menghitung momen nominal
Mn = Pn x e
ϕ Mn = 0,8 x Mn