02a - pbts-struktur - limit state dsg concept

1II. LIMIT STATE DESIGN CONCEPT

2.1 PENDAHULUANDalam konsep perancangan berdasarkan keadaan batas(limit state) konsep yang sekarang ini dianut dalam peran-cangan struktur kayu, baja dan beton struktur harus me-menuhi syarat-syarat yang ditentukan, yang dibedakan dalamdua keadaan, yaitu:1. Keadaan batas layan (Serviceability Limit State, SLS):

yaitu batasan-batasan yang ditetapkan untuk keadaanlayan bangunan (keadaan pemakaian normal sehari-harisesuai rencana)

2. Keadaan batas kekuatan (Ultimit Limit State, ULS):yaitu batasan kekuatan struktur yang harus dipenuhi agarstruktur aman terhadap semua kemungkinan pembebanan(termasuk overload) yang terjadi selama masa pembangu-nan dan penggunaannya.

Program S1 Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan PERANCANGAN BANGUNAN TEKNIK SIPIL (B) Dr.-Ing. Ir. Djoko Sulistyo

Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG 02A - 01

LSD

LIMIT STATE DESIGN CONCEPT

Batasan-batasan tersebut adalah:

1. Keadaan batas layan (Serviceability Limit State, SLS):1.1 Batas lendutan1.2 Batas tegangan1.4 Batas lebar retak1.5 Batas getaran

2. Keadaan batas kekuatan (Ultimit Limit State, ULS):2.1 Kuat batas lentur2.2 Kuat batas aksial (desak, tarik)2.3 Kuat batas lentur dengan gaya aksial2.4 Kuat batas geser (lentur, torsi, pons)2.5 Batas patah lelah (fatigue) yg ini pd level beban layan!

Pada kondisi beban nominal (layan, tak terfaktor)

Pada kondisi beban batas (terfaktor)



LSD

2LIMIT STATE DESIGN CONCEPT

Selain keadaan2 batas tersebut, sekarang ini standar/codejuga mencantumkan ketentuan yang terkait dengan keawet-an (durability) struktur, untuk menjamin selama masa pakaiyang direncanakan struktur tetap mampu memenuhi syarat2layan (SLS) maupun kekuatannya (ULS).

Di dalam code untuk struktur beton hal ini tercermin a.l. padaketentuan-ketentuan mengenai:

- Tebal lindungan beton- Mutu beton minimum atau berat semen minimum per

m3 adukan beton.

Persyaratan daktilitas juga harus dipenuhi agar pada kondisibeban batas struktur tidak runtuh secara tiba2 melainkanbersifat daktail/liat.



LSD


2.2 Keadaan batas layan (Serviceability Limit State, SLS):

2.2.1 Untuk Struktur Baja menurut RSNI2 03-1729.1-201X:Batasan kondisi layan (termasuk lendutan, getaran dll.) dalam RSNI ini mengacu padaASCE/SEI 7 Lamp.C, dan belum tercantum dalam draft RSNI tsb.

Sedangkan menurut SNI 03-1729-2002 diatur sbb.:

a. Batas lendutan (Ps. 6.4.3):



SLS


b. Batas getaran (Ps. 6.4.4):



SLS


2.2.2 Untuk Struktur Beton menurut SNI 2847-2013:a. Batas lendutan (Ps. 9.5.2.6):



SLS


b. Batas tegangan (Ps. 18.4 dan 18.5, Beton Prategang):Di dalam pasal tsb diberikan batasan tegangan ijin maksimumyang boleh terjadi baik pada beton maupun pada baja dalamberbagai kondisi yang perlu ditinjau dalam perancangan strukturbeton prategang.

c. Batas lebar retak:SNI 2847-2002 mengatur batasan lebar retak dalam Ps. 12.6:

Nilai lebar retak tidak boleh melebihi 0,4 mm untuk penam-pang di dalam ruangan dan 0,3 mm untuk penampangyang dipengaruhi cuaca luar. Ketentuan ini pada dasarnyakurang memadai untuk struktur yang terkena paparanlingkungan yang merusak atau untuk struktur yangdirencanakan kedap air. Untuk struktur ini diperlukan lang-kah pengkajian dan pencegahan khusus.


Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG 01B - 07Program S1 Jurusan Teknik Sipil & Lingkungan PERANCANGAN BANGUNAN TEKNIK SIPIL (B) Dr.-Ing. Ir. Djoko Sulistyo

SLS

2. Untuk Struktur Beton menurut SNI 2847-2013:


SNI 2847-2013 tidak mengatur batasan lebar retak:tetapi mengatur distribusi tulangan lentur dengan tujuanuntuk mengendalikan retak lentur pada balok dan plat satuarah, dalam Ps. 10.6



SLS

2. Untuk Struktur Beton menurut SNI 2847-2013:


2.2.3 Untuk Struktur Kayu :

Batas lendutan:

A. Menurut PKKI NI-5 Rev. 2002 (Ps.15.3):Lendutan maks. akibat berat sendiri dan muatan tetap:1. Balok2 dari struktur yg terlindung 1/300 L2. Balok2 dari struktur yg tak terlindung 1/400 L3. Gording dan Kasau 1/200 L4. Str rangka batang yg tak terlindung 1/700 Ldengan L = panjang bentang (jarak anatar tumpuan)

B. Menurut SNI 7973:2013:Nilai untuk batasan lendutan tidak ditemukan di SNI 7973:2013



SLS

2.3 Keadaan Batas Kekuatan (ULS)2.3.1 Prinsip perencanaan pada ULS

Kuat Rencana Kuat Perlu(misal: .Mn Mu)

Beban: D, L, W, E, ...

Gaya Internal, mis.: MD, ML, MW, ME

Kuat Perlu, mis.: Mu = 1,2 MD + 1,6 ML

Analisis Struktur (elastis linier)

Faktor Beban

Dimensi Penampang &Kuat Bahan: fc, fy

Hitungan Kuat Penampang: dg Asumsi2 pada Model Bahan

& Mekanik Penampang

Kuat Nominal Penampang:mis.: Mn

Faktor Reduksi Kekuatan

Kuat Rencana Penampang:mis.: Md = 0,9 Mn

6Prinsip perencanaan pada ULS:Untuk sebuah elemen struktur yang mengalami berbagai beban, maka harus dipenuhi:

Kuat Rencana (Desain) Kuat Perlu

Lentur: .Mn MuGeser: .Vn VuTorsi: .Tn TuAksial+Lentur: .(Pn,Mn) (Pu,Mu)



Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG 02A -011

ULS

2.3.2 Pembebanan Struktur1). Jenis Beban

- beban mati (D) - tekanan tanah (H)- beban hidup (L) - tekanan fluida (F)- beban atap (A) / beban hujan (R) - beban tidak langsung akibat - beban angin W perbedaan penurunan - beban gempa (E) fondasi, rangkak, susut, - beban hidup atap (Lr) suhu (T)

- beban akibat benturan (P)




Beban

72). Ketentuan mengenai Kekuatan




Faktor AMAN




Faktor Beban

beban hidup atap Lr

(Lr atau R)

8U = 1,2 D + 1,0 L 1,6 W + 0,5 (A atau R)

U = 0,9 D 1,6 W

U = 1,2 D + 1,0 L 1,0 E

U = 0,9 D 1,0 E




Faktor Beban

Bila beban akibat berat dan tekanan fluida F diperhitungkan: untuk fluida yang berat jenisnya diketahui dg baik dan ketinggian maksimumnyaterkontrol: U = 1,4 D + 1,4 F . Untuk kondisi lainnya: U = 1,2 D + 1, 6 L + 0,5 (A atau R) + 1,2 F




Faktor Beban

9Faktor beban mengapa berbeda utk tiap jenis beban?


9).

U = 1,2(D + T) + 1,6L + 0,5(A atau R)



Faktor Beban

Perbandingan Faktor Beban menurut SNI 03-2847-2002 & SNI 2847:2013

Beban SNI 03-2847-2002 SNI 2847:2013Beban Mati U = 1,4 D (9-1) U = 1,4 D

Beban Mati & Hidup

U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) (9-2) U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (Lr atau R)

Beban Angin

U = 1,2 D + 1,0 L + 0,5 (A atau R) + 1,6 WU = 0,9 D + 1,6 W

Di sini: W adalah beban angin tingkat layan

(9-4) U = 1,2 D + 1,0 W + 1,0 L + 0,5 (Lr atauR)

(9-3) U = 1,2 D + 1,6(Lr atau R) + (1,0 L atau+ 0,5 W)

(9-6) U = 0,9 D + 1,0 WDi sini: W adalah beban angin maks.

Beban GempaU = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 EU = 0,9 D + 1,0 E

(9-5) U = 1,2 D + 1,0 L + 1,0 E(9-7) U = 0,9 D + 1,0 E

Dst.




Faktor Beban

10


2. Kuat Rencana & Faktor Reduksi


Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG 01B -019


Faktor Reduksi

atau Kuat Rencana

Penjelasan lebih lanjut ttg ketentuan2 baru dalam SNI 2847:2013 akan diberikan dalam kuliah berikutnya !

Faktor Reduksi Kekuatan:Beberapa nilai yg penting, untuk: SNI 03-2847-2002 SNI 2847:2013Lentur, tanpa beban aksial 0,80 0,65(0,75) - 0,90

Aksial tarik 0,80 0,65(0,75) - 0,90

Aksial tarik dengan lentur 0,80 0,65(0,75) - 0,90

Aksial desak 0,70 atau 0,65 0,65(0,75) - 0,90

Aksial desak dengan lentur 0,70 atau 0,65 0,65(0,75) - 0,90

Geser 0,75 0,75

Torsi 0,75 0,75

Tumpuan pada beton (bearing) 0,65 0,65




Faktor Reduksi

Tentang pengertian Penampang Terkendali Tarik, Penampang Terkendali Tekan, penentuan nilai faktor reduksi kekuatan () akan dibahas pada kuliah berikutnya!

11

Faktor Reduksi Kekuatan :Faktor reduksi kekuatan a.l. untuk memperhitungkan adanya kemungkinan:

- kesalahan hitung (pemodelan/penyederhanaan perilaku bahan dan perilaku str.beton bertulang; pembulatan angka2),

- kekurangan mutu bahan,

- kekurangan dimensi,

- ketelitian pelaksanaan (mis. letak baja tulangan).




Faktor Reduksi

Faktor Beban dan Faktor Reduksi untuk Perancangan Struktur Baja menurut RSNI2 03-1729.1-201X




Mengikuti ketentuan dalam standar pembebanan untuk gedung yg berlaku (SNI 1727:2013) atau ASCE/SEI 7:

12

Faktor Beban dan Faktor Reduksi untuk Perancangan Struktur Baja menurut RSNI2 03-1729.1-201X




Faktor Beban dan Faktor Reduksi untuk Perancangan Struktur Kayu menurut PKKI NI-5 Rev.2002


Pasal 6.2.2 Kombinasi Beban

1,4 D

1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H)

1,2D + 1,6(La atau H) + (0,5La atau 0,8W)

1,2D + 1,3W + 0,5L + 0,5 (La atau H)

1,2D + 1,0E + 0,5L

0,9D + (1,3W atau 1,0E)

Prinsip kuat batas (ULS): Ru R



13


Tabel 6.3-1 Faktor Tahanan Tekan 0,90

Lentur 0,85

Stabilitas 0,85

Tarik 0,80

Geser/puntir 0,75

Sambungan 0,65

Tabel 6.3-2 Faktor waktu : lihat di dlm SNI

Faktor Beban dan Faktor Reduksi untuk Perancangan Struktur Kayu menurut PKKI NI-5 Rev.2002




Nilai beban yang digunakan dalam analisis struktur dapatdiambil dari peraturan/pedoman atau standar:

1. Beban mati (D), beban hidup (L), beban angin (W), dlldari SNI 1727:2013

2. Beban gempa (E) menurut SNI-03-1726-2012

3. Data dari produsen bahan bangunan

4. Data dari pengujian di laboratorium

NILAI BEBAN



Nilai Beban

14


Beban Hidup (SNI 1727:2013, Tab. 4-1)



Nilai Beban


Beban Hidup (SNI 1727:2013, Tab. 4-1)



Nilai Beban

02a - pbts-struktur - limit state dsg concept

Documents