Konsep Dan Contoh Perhitungan Penulangan SRPMK Untuk Elemen Kolom [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR



Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat dan hidayahNya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Modul Struktur Gedung Beton dengan tepat waktu. Modul Ini disusun berdasarkan Buku Perencanaan Lanjut Struktur Beton Bertulang, karya Iswandi Imran & Fajar Hendrik yang diterbitkan oleh ITB Press. Yang mana pada tulisan ini membahas khusus pada konsep dan perhitungan penulangan SRPMK untuk elemen kolom. Selain itu dijelaskan persyaratan Detailling Komponen Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial. Dalam kesempatan ini, kami tak lupa mengucapkan terima kasih kepada:



1. Dr. Machsus Fawzi, S.T., M.T., selaku Kepala Departemen Teknik Infrastruktur Sipil ITS. 2. Ridho Bayuaji, ST, MT., Ph.D. selaku Dosen Pengajar Mata Kuliah Struktur Gedung Beton Kelas F. 3. Teman-teman sekelompok yang sudah bekerjasama dalam proses pembuatan modul ini.



Semoga modul ini berguna dan bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak pada umumnya.



2



DAFTAR ISI



BAB I ....................................................................................................................................... 4 1.1 Latar Belakang ............................................................................................................. 4 1.2 Rumusan Masalah........................................................................................................ 5 1.3 Tujuan ........................................................................................................................... 5 1.4 Manfaat ......................................................................................................................... 5 BAB II ..................................................................................................................................... 6 2.1 Persyaratan Detailing Komponen Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial .................................................................................................. 6 2.1.1 Persyaratan Geometri .............................................................................................. 6 2.1.2 Perencanaan Lentur ................................................................................................. 6 2.1.3 Persyaratan Tulangan Lentur .................................................................................. 8 2.1.4 Persyaratan Tulangan Transversal .......................................................................... 8 2.1.5 Perencanaan Geser ................................................................................................ 12 2.2 Konsep Penulangan SRPMK untuk Elemen Kolom............................................... 13 2.2.1 Definisi Kolom...................................................................................................... 14 2.2.2 Cek Konfigurasi Penulangan ................................................................................ 15 2.2.3 Kuat Kolom ........................................................................................................... 16 2.2.4 Desain Tulangan Confinement .............................................................................. 18 2.2.5 Desain Tulangan Geser ......................................................................................... 20 2.2.6 Desain Lap Splices ................................................................................................ 22 BAB III.................................................................................................................................. 24 3.1



Kesimpulan ........................................................................................................... 24



3.2



Saran ..................................................................................................................... 24



3



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia terletak di daerah rawan gempa, untuk mengurangi resiko akibat bencana gempa tersebut perlu direncanakan struktur bangunan tahan gempa. Perencanaan tahan gempa pada umumnya didasarkan pada analisa elastik yang diberi faktor beban untuk simulasi kondisi ultimit (batas). Kenyataannya, perilaku runtuh struktur bangunan pada saat gempa adalah pada saat kondisi inelastis. Dengan merencanakan suatu struktur dengan beban gempa, banyak aspek yang mempengaruhinya diantaranya adalah periode bangunan. Periode bangunan itu sangat dipengaruhi oleh massa struktur serta kekakuan struktur tersebut. Kekakuan struktur sendiri dipengaruhi oleh kondisi struktur, bahan yang digunakan serta dimensi struktur yang digunakan. Evaluasi untuk memperkirakan kondisi inelastik struktur bangunan pada saat gempa perlu untuk mendapatkan jaminan bahwa kinerjanya memuaskan pada saat terjadinya gempa. SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) adalah desain struktur beton bertulang dengan pendetailan yang menghasilkan struktur yang fleksibel (memiliki daktilitas yang tinggi). Dengan pendetailan mengikuti ketentuan SRPMK, maka faktor reduksi gaya gempa R dapat diambil sebesar 8, yang artinya bahwa gaya gempa rencana hanya 1/8 dari gaya gempa untuk elastis desain (Pengambilan nilai R>1 artinya mempertimbangkan post-elastic desain, yaitu struktur mengalami kelelehan tanpa kegagalan fungsi). Struktur SRPMK diharapkan memiliki tingkat daktilitas yang tinggi, yaitu mampu menerima mengalami siklus respos inelasitis pada saat menerima beban gempa rencana. Pendetailan dalam ketentuan SRPMK adalah untuk memastikan bahwa respon inelastic dari struktur bersifat daktail. Prinsip ini terdiri dari : 1. Strong-Column/weak-beam yang bekerja menyebar di sebagian besar lantai 2. Tidak terjadi kegagalan geser pada balok, kolom dan joint 3. Menyediakan detail yang memungkinkan perilaku daktail. Yang akan dibahas pada kali ini adalah konsep perhitungan SRPMK untuk elemen kolom,



4



1.2 Rumusan Masalah Melalui modul ini, beberapa permasalahan yang harus diselesaikan yaitu sebagai berikut: 1. Apa persyaratan detailing komponen kolom SRPMK yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial? 2. Bagaimana Konsep penulangan SRPMK untuk elemen kolom? 3. Bagaimana Perhitungan penulangan SRPMK untuk elemen kolom?



1.3 Tujuan Melalu modul ini, tujuan yang harus dicapai adalah sebagai berikut:



1. Mengetahui persyaratan detailing komponen kolom SRPMK yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial. 2. Mengetahui bagaimana konsep penulangan SRPMK untuk elemen kolom. 3. Mengetahui begaimana perhitungan penulangan SRPMK untuk elemen kolom. 1.4 Manfaat Adapun manfaat yang akan diperoleh setelah mempelajari modul ini adalah sebagai berikut : 1. Menambah pengetahuan mahasiswa dan mahasiswi mengenai apa saja persyaratan detailing komponen kolom SRPMK yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial sebelum mendesain suatu bangunan. 2. Memahami lebih dalam konsep dan perhitungan penulangan SRPMK khususnya pada elemen kolom.



5



BAB II PEMBAHASAN



2.1 Persyaratan Detailing Komponen Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial 2.1.1 Persyaratan Geometri Komponen struktur yang dibahas pada kali ini adalah komponen struktur kolom, yang menerima kombinasi lentur dan beban aksial. Besarnya beban aksial terfaktor yang bekerja pada komponen struktur kolom dibatasi tidak kurang dari 0,1AgFc’. Beberapa persyaratan geometri juga harus dipenuhi oleh komponen struktur kolom SRPMK, diantaranya (Gambar 9.16.) : 1. Ukuran penampang terkecil tidak kurang dari 300 mm. 2. Perbandingan antara ukuran terkecil penampang terhadap ukuran dalam arah tegak lurusnya tidak kurang dari 0,4.



C1 ≥ 300 mm C2 ≥ 300 mm Jika C1 < C2, maka 𝐶1 ≥ 0, ,4 𝐶2



Gambar 9.16 Persyaratan Geometri Kolom



2.1.2 Perencanaan Lentur Berdasarkan SNI Beton, kuat lentur kolom SRPMK harus memenuhi ketentuan kolom kuat-balok lemah sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 9.17



6



3.



Mnb



4.



Momen nominal kolom bawah



Mnb Mnr



5. 6. 7. Mnr



Mnl



8.



Momen nominal balok di9. tumpuan kanan



Momen nominal balok di tumpuan kiri



Mnl



10. Mnt Momen nominal kolom atas



Mnt



(Mnt + Mnb) ≥ 6/5 (Mnr + Mnt) Gambar 9.17 Konsep Strong Column-Weak Beam



∑ 𝑀𝑒 ≥ (6⁄5) ∑ 𝑀𝑔



(1.1)



dengan ∑ 𝑀𝑒 : jumlah Mn kolom yang merangka pada hubungan balokkolom. Mn harus dihitung untuk gaya aksial terfaktor, yang sesuai dengan arah gaya – gaya lateral yang ditinjau, yang menghasilkan nilai Mn terkecil. ∑ 𝑀𝑔 : jumlah Mn balok yang merangka pada hubungan balok-kolom. Pada konstruksi balok-T, di mana pelat dalam keadaan tertarik pada muka kolom, tulangan pelat yang berada dalam daerah lebar efektif pelat harus diperhitungkan dalam menentukan Mn balok bila tulangan tersebut terangkur dengan baik pada penampang kritis lentur.



Seperti diuraikan di atas, kuat lentur kolom harus memenuhi ketentuan kolom kuat-balok lemah (strong column-weak beam). Tujuannya adalah untuk mencegah terjadinya leleh pada kolom-kolom yang pada dasarnya didesain



7



sebagai komponen pemikul beban lateral. Bila komponen kolom ini direncanakan tidak lebih kuat daripada balok-balok yang merangka pada suatu hubungan balok-kolom yang sama, sangat mungkin terjadi perilaku inelastic, dan bahkan plastifikasi di ujung-ujung kolom. Hal ini tidak diinginkan karena kolom tidak memilikki kemampuan disipasi energi sebaik balok. Besarnya beban aksial yang bekerja pada kolom menyebabkan lebih rendahnya tingkat daktilitas kolom dibandingkan dengan daktilitas balok. 2.1.3 Persyaratan Tulangan Lentur Berdasarkan SNI 2847:2013, tulangan lentur kolom harus memenuhi beberapa persyaratan berikut : 



Rasio penulangan dibatasi minimum tidak boleh kurang dari 0,01 dan maksimum tidak boleh lebih dari 0,06.







Sambungan mekanis tipe 1 untuk penyambungan tulangan lentur (dengan kekuatan 125% kuat leleh batang tulangan yang disambung) tidak boleh ditempatkan di lokasi yang berpotensi membentuk sendi plastis, kecuali sambungan mekanis tipe 2 (yaitu sambungan mekanis dengan kekuatan yang lebih kuat dari kuat tarik batang tulangan yang disambung).







Sambungan las untuk penyambungan tulangan lentur (dengan kekuatn 125% kuat leleh batang tulangan yang disambung) tidak boleh ditempatkan di lokasi yang berpotensi membentuk sendi plastis.







Sambungan lewatan hanya diizinkan di lokasi setengah panjang elemen struktur yang berada di tengah, direncanakan sebagai sambungan lewatan tarik, dan harus diikat dengan tulangan spiral atau sengkang tertutup yang direncanakan sesuai ketentuan tulangan transversal.



2.1.4 Persyaratan Tulangan Transversal Tulangan transversal pada kolom utama berfungsi untuk mengekang daerah inti kolom. Tulangan transversal pada kolom dapat berupa tulangan spiral atau tulangan sengkang tertutup. Pada saat kolom menerima gaya aksial tekan, inti kolom cenderung mengembang karena adanya pengaruh rasio poisson dan sifat dilatasi material beton (Imran dan Pantazopoulou, 2001). Pengembangan ini menyebabkan tulangan sengkang tertutup atau spiral yang melingkupi inti



8



beton menjadi tertarik dan menimbulkan efek tegangan lateral terhadap inti beton. Dalam kondisi terkekang, beton memiliki kuat tekan aksial yang lebih tinggi dan perilaku yang lebih daktail (Imran dan Pantazopoulou, 1996; Mander dkk., 1988).



SNI Beton mensyaratkan bahwa jumlah tulangan spiral atau sengkang tertutup yang dipasang di daerah – daerah tertentu kolom yang berpotensi membentuk sendi plastis harus memenuhi ketentuan berikut : 



Rasio volumetric tulangan spiral atau sengkang cincin, 𝜌𝑠 , tidak boleh kurang dari:



(1.2)



𝜌𝑠 = 0,12



𝑓′𝑐 𝑓𝑦𝑡



(1.3)



𝐴𝑔



𝑓′𝑐



𝑐



𝑦𝑡



𝜌𝑠 ∗= 0,45 ( 𝐴 − 1) 𝑓 



Luas total penampang sengkang tertutup persegi tidak boleh kurang daripada persamaan-persamaan di bawah ini. - untuk potongan penampang yang arah normalnya searah sumbu x : 𝐴𝑠ℎ𝑥 ∗= 0,3 (𝑠𝑏𝑐𝑥



𝑓′𝑐 𝐴𝑔 )( − 1) 𝑓𝑦𝑡 𝐴𝑐ℎ



𝐴𝑠ℎ𝑥 = 0,09 (𝑠𝑏𝑐𝑥



𝑓′𝑐 ) 𝑓𝑦𝑡



(1.4) (1.5)



- untuk potongan penampang yang arah normalnya searah sumbu y : 𝐴𝑠ℎ𝑦 ∗= 0,3 (𝑠𝑏𝑐𝑦



𝑓′𝑐 𝐴𝑔 )( − 1) 𝑓𝑦𝑡 𝐴𝑐ℎ



(1.6)



𝑓′𝑐 ) 𝑓𝑦𝑡



(1.7)



𝐴𝑠ℎ𝑥 = 0,09 (𝑠𝑏𝑐𝑦 dengan, Ashx



: luas penampang total tulangan transversal dalam rentang spasi s dan tegak lurus terhadap dimensi bcx.



Ashy



: luas penampang total tulangan transversal dalam rentang spasi s dan tegak lurus terhadap dimensi bcy.



s



: spasi tulangan transversal.



9



bcx



: dimensi penampang inti kolom yang arah normalnya sejajar sumbu x, diukur dari sumbu ke sumbu tulangan transversal terluar.



bcy



: dimensi penampang inti kolom yang arah normalnya sejajar sumbu y, diukur dari sumbu ke sumbu tulangan transversal terluar.



Ag



: luas bruto penampang kolom.



Ach



: luas penampang inti kolom dari sisi luar ke sisi luar tulangan sengkang tertutup.



Ac



: luas penampang inti kolom dari sisi luar ke sisi luar tulangan spiral.



Fyt



: kuat leleh tulangan transversal (maksimum 700 MPa)



Persamaan (1.3), (1.4) dan (1.6) yang diberi tanda asteriks diturunkan dengan prinsip bahwa luas tulangan sengkang tertutup atau spiral yang terpasang harus mampu meningkatkan kuat tekan inti kolom sedemikian hingga peningkatan tersebut dapat mengkompensasi berkurangnya daya dukung kolom dengan lepasnya selimut beton. Secara matematis, hal ini dapat dinyatakan sebagai berikut. Kuat tekan sumbangan selimut beton = Kuat tekan tambahan inti beton (hilang karena selimut beton terlepas)



(pengaruh adanya kekangan)



0,85 f’c (Ag – Ac) = 4,1 fI (Ac – As)



(1.8)



Hal ini berarti bahwa lepasnya selimut beton pada kolom tidak boleh mengurangi kemampuan kolom dalam menahan beban aksial tekan. Persamaan (1.3), (1.4) dan (1.6) di atas tidak perlu diperhatikan bila bagian inti penampang kolom (tanpa selimut beton) telah direncanakan terhadap kombinasi beban gempa dan mampu menahan gaya dalam yang terjadi. Sehingga walaupun luasan tulangan sengkang atau spiral yang terpasang lebih kecil daripada luasan tulangan minimum yang disyaratkan oleh persamaanpersamaan tersebut, struktur kolom tetap mampu menahan gaya dalam yang terjjadi pada saat selimut beton lepas. Jadi, dalam hal ini kebutuhan tulangan



10



sengkang tertutup dan spiral pada kolom hanya perlu direncanakan terhadap persamaan-persamaan lainnya, yaiut Pers. (1.2), (1.5) dan (1.7). Rasio volume tulangan spiral, 𝜌𝑠 , pada persamaan (1.2) dan (1.3) dapat dihitung sebagai berikut. 𝜌𝑠 =



𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑆𝑝𝑖𝑟𝑎𝑙 𝑆𝑎𝑡𝑢 𝐿𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛 𝐴𝑠𝑝 𝜋𝐷𝑐 4𝐴𝑠𝑝 = = 1 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑒 𝐷𝑐 𝑠 2 4 𝜋𝐷𝑐 𝑠



(1.9)



Berdasarkan SNI Beton, spasi tulangan transversal yang dipasang di sepanjang daerah yang berpotensi membentuk sendi plastis (yaitu di ujung-ujung kolom) tidak boleh lebih dari : (a) Seperempat dimensi terkecil komponen struktur, (b) Enam kali diameter tulangan longitudinal, dan 𝑆𝑥 = 100 +



(c)



350−ℎ𝑥 3



(1.10)



Nilai sx pada persamaan di atas dibatasi maksimum 150 mm dan tidak perlu lebih kecil dari 100 mm. Tulangan transversal dapat berupa tulangan sengkang tunggal atau tumpuk. Pengikat silang yang diameter dan spasinya sama dengan sengkang tertutup juga boleh dipergunakan. Pada Gambar 1.3 juga diberikan persyaratan jarak maksimum yang diizinkan antar tulangan longitudinal kolom yang diberi penopang lateral, yaitu x ≤ 350 mm.



Gambar 9.23 Contoh Pemasangan Tulangan Transversal pada Kolom



11



Daerah-daerah pada kolom yang berpotensi membentuk sendi plastis, yang harus dipasangi tulangan transversal dengan luasan dan spasi sesuai ketentuan di atas diatur sebagai berikut.  Sepanjang lo dari setiap muka hubungan balok-kolom.  Sepanjang lo pada kedua sisi dari setiap penampang yang berpotensi membentuk leleh lentur (sendi plastis) akibat deformasi lateral inelastic pada struktur rangka.  Sepanjang daerah sambungan lewatan tulangan longitudinal kolom.  Ke dalam kepala pondasi sejauh minimum 300 mm. Panjang lo dalam hal ini ditentukan tidak kurang dari :  Tinggi penampang struktur kolom pada muka hubungan balok-kolom atau pada segmen yang berpotensi membentuk leleh lentur,  Seperenam (1/6) bentang bersih struktur kolom, dan  450 mm. Bila gaya-gaya aksial terfaktor pada kolom akibat beban gempa melampaui Agfc’/10 dan gaya aksial tersebut berasal dari komponen struktur lainnya yang sangat kaku yang didukungnya, misalnya dinding, maka kolom tersebut harus diberi tulangan transversal sesuai ketentuan di atas pada seluruh tinggi kolom. Daerah pemasangan tulangan transversal tersebut harus diperpanjang untuk suatu jarak sebesar panjang penyaluran tulangan longitudinal terbesar ke dalam komponen struktur yang sangat kaku tersebut di atas. Di luar daerah l0 tulangan spiral atau sengkang tertutup harus dipasang dengan spasi sumbu-ke-sumbu tidak lebih daripada nilai terkecil dari enam kali diameter tulangan longitudinal kolom atau 150 mm.



2.1.5 Perencanaan Geser Gaya geser rencana, Ve, untuk perencanaan geser kolom harus ditentukan berdasarkan gaya lentur maksimum yang dapat terjadi pada muka hubungan balok-kolom pada setiap ujung komponen struktur. Namun demikian, momen Mpr balok yang merangka pada hubungan balok-kolom yang sama. Gaya geser



12



Ve yang digunakan untuk desain tidak boleh lebih kecil daripada nilai gaya geser hasil analisis struktur. Perencanaan tulangan transversal yang dipasang di sepanjang daerah l0 untuk menahan gaya geser Ve, harus dilakukan dengan menganggap Vc = 0 bila :  Gaya geser akibat gempa yang dihitung sesuai dengan Mpr mewakili 50% atau lebih kuat geser perlu maksimum pada bagian di sepanjang l0.  Gaya tekan aksial terfaktor termasuk akibat pengaruh gempa tidak melampau Agfc’/20. Karena gaya aksial terfaktor yang bekerja pada komponen struktur kolom umumnya lebih besar daripada Agfc’/20, maka pada dasarnya ketentuan di atas tidak berlaku. Jadi, perencanaan geser kolom di sepanjang daerah l0 tetap dapat dilakukan dengan menganggap beton efektif dalam berkontribusi menahan geser.



2.2 Konsep Penulangan SRPMK untuk Elemen Kolom Dalam bagian berikut ini diuraikan contoh desain dan detailing penulangan struktur kolom 3B-1 (kolom 3B dilantai 1 (Gambar 11.15)), dengan data-data seperti terlihat pada tabel 11.6, kolom 3B-1 merangka pada balok 23B-2, 34B-2, 3AB-2, dan 3BC-2 di lantai 2 (Gambar 11.1 dan Gambar 11.3 akan cukup membantu). Data-data desain komponen lentur SRPMK yang diperoleh pada subbab 11.2 sebelumnya akan digunakan pada desain kolom ini. Tinggi kolom 3,7 m, dengan ukuran penampang 750 x 750 mm (kolom interior). Dalam contoh ini, desain struktur kolom hanya akan dievaluasi terhadap goyangan arah timur-barat. Tabel 11.6 Gaya-gaya terfaktor pada kolom Kolom Kolom di lantai atas (2nd floor) LC 1,2D + 1,6L LC 1,2D + 1,0L Goyangan ke kanan Goyangan ke kiri



Gaya Aksial KN



Shear



4938 4377 4377



+173 -173



204 204



13



Kolom yang didesain (1st floor) LC 1,2D + 1,6L LC 1,2D + 1,0L Goyangan ke kanan Goyangan ke kiri Kolom di lantai bawah (ground) LC 1,2D + 1,6L LC 1,2D + 1,0L Goyangan ke kanan Goyangan ke kiri



5563 4931 4931



+211 -211



215 215



+245 -245



240 240



6205 5500 5500



Catatan : Hasil dari kombinasi pembebanan lainnya tidak diperlihatkan di sini karena hasilnya lebih kecil



Step by step calculation 2.2.1 Definisi Kolom SNI Pasal 21.6.1 Persyaratan yang harus dipenuhi oleh kolom yang didesain: 1. Gaya aksial terfaktor maksimum yang bekerja pada kolom harus melebihi 𝐴𝑔𝑓 ′ 𝑐/10. (750 𝑚𝑚 𝑥 750 𝑚𝑚)𝑥 30 𝑁/𝑚𝑚2 𝐴𝑔𝑓′𝑐 = = 𝟏. 𝟔𝟖𝟕, 𝟓 𝑘𝑁 10 10 Gaya aksial terfaktor maksimum (Tabel 11.6)



= 5.563 kN.



OK, gaya aksial terfaktor maksimum > 0,1 𝐴𝑔𝑓′𝑐 2. Sisi terpendek penampang kolom tidak kurang dari 300 mm. Sisi terpendek kolom, b



=750 mm. OK, b > 300 mm.



3. Rasiio dimensi penampang tidak kurang dari 0,4. Rasio antara b dan h = 750 mm / 750 mm = 1 OK, b/h ratio = 1 > 0,4.



14



Gambar 11.15 Sketsa Posisi Kolom 3B-1 (Grid B dan Grid 3)



2.2.2 Cek Konfigurasi Penulangan Dari hasil desain berdasarkan gaya dalam, dimensi kolom yang digunakan adalah 750 x 750 dengan 12 baja tulangan D25. Jenis D 25



Jumlah



As (mm2)



12



5.892



Dimensi Diameter (mm) 25



Luas/bar (mm2) 491



Rasio tulangan, pg dibatasi tidak kurang dari 0,01 dan tidak lebih dari 0,06. 𝑝𝑔 =



5.892 𝑚𝑚2 (750 𝑚𝑚 𝑥 750 𝑚𝑚)



= 0,010475. - OK, 0,01 < pg < 0,06



15



2.2.3 Kuat Kolom SNI Pasal 21.6.2.2 Kuat kolom ØMn harus memenuhi Sigma Mc ≥ 1,2 Sigma Mg Sigma Mc = Jumlah Mn dua kolom yang bertemu dijoin. Sigma Mg = Jumlah Mn dua balok yang bertemu join (termasuk sumbangan tulangan pelat diselebar efektif pelat lantai).



Dalam hitungan ini, kaena tulangan pelat tidak didesain, diambil pendekatan konservatif dengan momen-momen yang diperhitungankan adalah momen desain (= ØMn) (menggunakan pendekatan ACI 318 (1999)). Akibat goyangan ke kanan, ØMn ujung balok 34B-2 seperti terlihat pada Gambar 11.16.



Gambar 11.16 Ilustrasi ØMn balok akibat goyangan strukur ke kanan (untuk goyangan arah ke luar bidang gambar sengaja tidak ditinjau) Jadi: 1,2 ∑ Mg = 1,2 x (573 + 295) = 1.041,6 kN-m.



16



Kolom lantai atas (2nd floor) (lihat gambar 11.17) ØPn-abv = gaya aksial terfaktor dikolom atas (Tabel 11.6)



= 4.938 kN.



Dari diagram interaksi kolom, Pn-abv bersesuaian dengan ØMn = 1.170 kN-m. Kolom lantai atas (2nd floor) (lihat gambar 11.17) ØPn-dsn = gaya aksial terfaktor dikolom yang di desain



= 5.563 kN.



Dari diagram interaksi kolom, Pn-dsn bersesuaian dengan ØMn = 1.128 kN-m. ∑ Mc = ØMn-abv + ØMn-dsn = (1.170 + 1.128) = 2.298 kN-m > 1,2 ∑ Mg OK, syarat ini terpenuhi Kolom lantai bawah ( grounnd floor ) ( lihat gambar 11.17). øPn-blw = gaya aksial terfaktor di kolom bawah dari diagram interaksi kolom øPn-blw



= 6.205 KN



=1.066 KN-m



∑Mc = øMn-blw + øMn-dsn =(1.066+1.128) = 2.194 KN-m >1.2 ∑Mg OK, syarat ini juga terpenuhi .



Gambar 11.17 diagaram interaksi kolom desain ( hasil perhitungan dengan menggunakan spcolumn ( STRUKTUREPOINT , 2012) 17



Perlu dicatat disini bahwa untuk desain komponen struktur kolom SRPMK, kuat lebihnya tidak perlu dibatasi sebagaimana halnya yang dilakukan dalam mendesain komponen struktur lentur .



2.2.4 Desain Tulangan Confinement SNI pasal 21.6.4.4 Total luas penampang hoops tidak kurang dari salah satu yang terbesar antara



𝑠𝑏𝑐 𝑓’𝑐



Ash= 0,3 (



𝑓𝑦𝑡



𝐴𝑔



) (𝐴𝑐ℎ𝑡 − 1)



0,09𝑠𝑏𝑐𝑓’𝑐



dan



Ash =



𝑓𝑦𝑡



Coba tulangan berdiameter D13 untuk hoops Jenis



Dimensi



Ash



D



Diameter Luas/bar



Jumlah



(mm²)



3



398



(mm²) (mm) 13



bc



13



132



= lebar penampang inti beton (yang terkekang) = bw-2(40+½db) = 750 –(2x(40+13/2)



= 657 mm.



Ach = luas penampang inti beton , diukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainnya. = (bw-2(40) x (bw-2(40)) – (750-80)²



= 448.900 mm²



Sehingga 𝐴𝑠ℎ 𝑠



𝑠𝑏𝑐 𝑓’𝑐



= 0,3 (



𝑓𝑦𝑡



𝐴𝑔



) (𝐴𝑐ℎ𝑡) − 1 = 0,3 x (



657𝑥30 400



562.500



) (448.900) − 1= 3,7 mm²/mm



Dan 𝐴𝑠ℎ 𝑠



=



0,09𝐵𝑐𝑓’𝑐 𝑓𝑦𝑡



=



0,09𝑥657𝑥30 400



=



4,4 mm²/mm



Jadi , ambil nilai yang terbesar , yaitu 4,4 mm²/mm



18



SNI pasal 21.6.4.3 Spasi maksimum adalah yang terkecil diantara : 1. ¼ dimensi penampang kolom terkecil = 750 mm/4



= 187 mm



2. 6 kali diameter tulangan longitudinal = 6 x25 mm



= 150 mm



3. so menurut persamaan : So ≤100 + Dengan



350−ℎ𝑥 3



hx = 2/3 hc = 2/3 x 657 = 438, atau = spasi horizontal mak kaki-kaki pengikat silang = 206 mm. So = 100 + ((350-206/3) = 148 mm ≤ 150 mm



Namun sx tidak boleh melebihi 150 mm, dan tidak perlu lebih kecil dari 100 mm. Coba gunakan spasi 120 mm Ash-1 = 3,7 mm²/mm x 120 mm = 444 mm² Ash-2 = 4,4 mm²/mm x 120 mm = 528 mm² Jadi , gunakan 4 kaki baja D13 dengan luas penampang = 531 mm² > 528 mm² OK , kebutuhan Ash –min terpenuhi. SNI Pasal 21.6.4.1 Tulangan hoop tersebut diperlukan sepanjang I0 dari ujung ke ujung kolom I0 dipilih yang terbesar diantara 1. tinggi elemen kolom, h1 dijoin



= 750 mm.



2. 1/6 tinggi bersih kolom = 1/6 x 3.100 mm



= 517 mm



3. 450 mm.



= 450 mm



Dengan demikian , ambil Io



= 750 mm.



19



SNI pasal 21.6..4.5 Sepanjang sisa tinggi kolom bersih ( tinggi kolom total dikurangi Io di masingmasing ujung kolom ) diberi hoops dengan spasi minimum 150 mm,atau 6x diameter tulangan longitudinal , yaitu 6x25 mm = 150mm.



2.2.5 Desain Tulangan Geser 



Vc tidak perlu lebih besar dari Vsway yang dihitung berdasarkan Mpr balok Vsway =



𝑴𝑝𝑟−𝑡𝑜𝑝 𝑫𝐹𝑡𝑜𝑝+𝑀𝑝𝑟−𝑏𝑡𝑚 𝑫𝑭𝑏𝑡𝑚 𝑰𝑢



Dengan DF = faktor distrubusi momen dibagian atas dan bawah kolom yang di desain Karena kolom dilantai atas dan lantai bawah mempunyai kekakuan yang sama , maka Dftop = DFbtm + 0,5 Mprtop dan M pr-btm adalah penjumlahan Mpr untuk masing- masing balok dilantai atas dan lantai bawah dimuka kolom interior . Vsway =



(768+406)𝐾𝑁−𝑚𝑥0,5+(758+406)𝐾𝑁−𝑚𝑥0,5 3,1 𝑚



= 378,7 KN



Tapi , Ve tidak boleh lebih kecil dari gaya geser terfaktor hasil analisis (tabel 11.6), yaitu 215 KN. OK, persyaratan Ve-min terpenuhi Jadi, ambil Ve = 378,7 KN. Vc dapat diambil = 0 jika Ve akibat gempa lebih besar dari ½ Vu dan gaya aksial terfaktor pada kolom tidak melampaui 0,05 Ag fc’. Selain itu , Vc dapat diperhitungkan kenyataannya , pada kolom yang didesain , gaya aksial tefaktornya melampauinya 0,05 Agfc. Jadi ,Vc boleh diperhitungkan .



20



Vc = 



√𝑓’𝑐 6



bw d =



√30 6



x 750 x (750-650) x 10−3



Cek apakah dibutuhkan tulangan geser : 𝑉𝑢 ø 𝑉𝑢 ø 𝑉𝑢



OK, ternyata 



= 469 kN



ø



>



1 2



=



378,7 𝐾𝑁 0,75



1



>



2



Vc ?



= 505 KN dan



1 2



Vc = 234,5 KN.



Vc jadi tulangan geser .



Cek apakah cukup dipasang tulangan geser minimum : 𝑉𝑢



>Vc



ø 𝑉𝑢 ø



= 550 KN



dan



𝑉𝑢 ø



>Vc



1 3



bw d 1 3



bw d = 469 +



750𝑥 (750−65) 3𝑥10−3



= 640 KN Ternyata sebelumnya telah dipasang tulangan confinement 4 kaki D13 dengan spasi 120 mm , berarti 1 750𝑥120



Av-min = 3



400



= 75 mm²



Sementara itu , Ash u tuk 4 kaki D13 = 531 mm² > Av-min OK OK , Ash > Av-min  Vs < Vs-dsn Persyaratan kekuatan geser terpenuhi Untuk bentang diluar Io SNI pers (11-4) memberikan harga Vc bila ada gaya aksial yang bekerja : 𝑁𝑢



′



Vc = 0.17 + (1 + 14 𝐴𝑔) ƛ√𝑓 bwd Dengan Nu = gaya tekan aksial terkecil dari ke-9 kombinasi pembebanan, ƛ



= 1, untuk beton normal (SNI Beton pasal 8.6.1), dan Nu/Ag dinyatakan dalam MPa.



21



Gaya aksial tekan terkecil dalam contoh ini adalah gaya aksial tekan hasil kombinasi pembebanan SNI Beton pasal 9.2.1, yaitu Nu = 0.9D + 1.0E = (0.9 x 3230) + (0.2 x 0.57 x 3230) + 211 = 3486 kN 𝑁𝑢 3486 𝑥 106 𝑁 = = 6.2 𝑀𝑃𝑎 𝐴𝑔 0.75 𝑥 0.75𝑚2 6.2



𝑉𝑐 = 0.17 𝑥 (1 + 14 ) 𝑥 1 𝑥 √30 𝑥 750 𝑥 (750 − 65) = 690𝑘𝑁. Karena Vc melebihi Vu/Փ untuk bentang kolom diluar lo maka tulangan Sengkang tidak dibutuhkan untuk geser pada bentang tersebut, tetapi hanya untuk confinenment. 2.2.6 Desain Lap Splices SNI pasal 21.6.3.3 Lap slicesI hanya boleh dipasang di tengah tinggi kolom, dan harus diikat dengan tulangan Sengkang (condinenment). Sepanjang lap slices (sambungan lewatan), spasi 750 mm



tulangan transversal dipasang sesuai spasi tulangan confinenment diatas, yaitu 120 mm.



Confirment 4D13 Dipasang dengan spasi 120 mm di sepanjang bentang lo dan spasi 150 mm di sepanjang bentang di luar lo 750 mm Clean cover = 40 mm



Tulangan lentur 12 D25



Gambar 11.18 Sketsa Penampang Desain Kolom 3B-1



22



SNI Pasal 12.17.2.2 Digunakan Class B Lap Splice jika semua tulangan disalurkan dilokasi yang sama. Panjang lewatan Kelas B = 1.3ld. Untuk baja tulangan dengan diameter 25 mm, ld = 48 db (Tabel SNI Beton pasal 12.2.2). 1.3ld.= 1.3 x 48 x 25 mm = 1560 mm = 1.56 m. SNI Pasal 12.17.24 1.3ld dapat dikurangi dengan cara dikalikan 0.83, jika confinenment sepanjang lewatan mempunyai area efektif = 0.0015 x 750 mm x 150 mm = 135 mm2 Area hoops = 531 mm 2. Dengan demikian, Lap Splice menjadi = 0.83 x 1560 = 1295 mm = 130 cm.



23



BAB III PENUTUP



3.1 Kesimpulan Modul ini semua mengacu pada Buku Perencanaan Lanjut Struktur Beton Bertulang, karya Iswandi Imran & Fajar Hendrik yang diterbitkan oleh ITB Press. Yang mana pada tulisan ini membahas khusus pada konsep dan perhitungan penulangan SRPMK untuk elemen kolom. Selain itu dijelaskan persyaratan Detailling Komponen Kolom SRPMK yang Menerima Kombinasi Lentur dan Beban Aksial.



3.2 Saran Meskipun kami menginginkan kesempurnaan dalam penyusunan modul ini, akantetapi pada kenyataannya masih banyak kekurangan ulasan kami masih jauh dari kesempurnaan dalam penyusunan, sehingga mungkin masih banyak kesalahan baik disengaja maupun tidak disengaja, maka kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun sebagai bahan evaluasi untuk kedepannya.



24