PerencanaanPerencanaan ElemenElemen StrukturStruktur SistemSistem GandaGanda BerdasarkanBerdasarkan SNI 03SNI 03--28472847--20022002 Iswandi Imran Apet Tonday Chapter 1 Perencanaan Komponen Struktur Perencanaan Komponen Struktur Sistem Rangka Pemikul Momen Sistem Rangka Pemikul Momen KhususKhusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 2 Shortcourse HAKI 2010 Contoh Hipotetis Struktur Ganda (Arah Utara-Selatan dan Arah Barat-Timur: Dual System) Shortcourse kali ini akan menguraikan contoh-contoh perhitungan desain dan detailing kebutuhan baja tulangan untuk komponen-komponen struktur Dual System (SRPMK-dinding geser) beton bertulang pada bangunan kantor multistorey. Bentuk tipikal dan layout rencana gedung seperti yang dimodelkan dalam Gambar 1.1-1.8. Walaupun dimensi penampang komponen struktur dalam contoh-contoh perhitungan ini umum dijumpai dalam pelaksanaan konstruksi praktis di lapangan, namun struktur bangunan dalam contoh ini adalah bangunan hipotetikal dan hanya dibuat untuk kebutuhan ilustrasi saja. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 3 Shortcourse HAKI 2010 Earthquake Resistance Design Informasi umum mengenai gedung: Berat jenis beton, g = 2.400 kg/m3. kuat tekan beton, Balok & pelat, fc = 30 MPa. Kolom & dinding, fc = 45 MPa. Tegangan leleh baja tulangan, fy = 400 MPa. Kolom-kolom tepi = 60 cm 60 cm Kolom-kolom interior = 70 cm 70 cm Dimensi balok masing-masing: BT1 = 35 cm 60 cm BT2 = 30 cm 55 cm & BT3 = 25 cm 40 cm Tebal pelat lantai & atap = 12 cm Tebal preliminary design shearwall = 35 cm Gambar 1.1 Saturday, July 31, 2010 4 Shortcourse HAKI 2010 Informasi mengenai gedung: Informasi Umum Informasi umum mengenai gedung: Tinggi lantai dasar dan lantai 1 (1st & 2nd lobby floor) adalah 6 m. Tinggi tipikal lantai-lantai diatasnya 4 m. Dimensi kolom-kolom interior 70 cm 70 cm, dan kolom-kolom tepi 60 cm 60 cm. Dimensi balok: BT1 = 35 cm 60 cm, BT2 = 30 cm 55 cm, BT3 = 25 cm 40 cm. Tebal pelat lantai dan atap = 12 cm. Tebal dinding geser = 35 cm. Kuat tekan beton, fc = 30 MPa untuk balok dan pelat, dan 45 MPa untuk kolom dan shearwall. Tegangan leleh baja, fy = 400 MPa. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 5 Shortcourse HAKI 2010 Denah Lantai Dasar Balok-Kolom Earthquake Resistance Design 40080080080040065432191094010409059301030305730765953965358300106576538337037037037010001000110010001000ABCDEFDenah Lantai Dasar1st lobby floorUTSBGambar 1.2 Saturday, July 31, 2010 6 Shortcourse HAKI 2010 Balok-Kolom Lt. Dasar Balok-Kolom Earthquake Resistance Design Gambar 1.3 400800800800400654321C2Kolom Tepi60 cm 60 cmC1Kolom Interior70 cm 70 cmshearwallTebal35 cm10001000110010001000ABCDEFBT1Dimensi 35 cm 60 cmBT1BT1BT3Dimensi 25 cm 40 cmBT1BT1BT1BT3BT1BT3BT1BT2BT2Dimensi 30 cm 55 cmBT2BT2BT2BT1BT1BT2BT2BT1BT1BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT2BT1BT1BT1BT1BT3BT3BT3BT1BT1BT3BT3BTBT3BT3BT3BT1BT3BT1BT3BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1Denah Balok-Kolom Lantai Dasar1st lobby floorSaturday, July 31, 2010 7 Shortcourse HAKI 2010 Denah Lantai 1 Balok-Kolom Earthquake Resistance Design Gambar 1.4 400800800800400654321910C2Kolom Tepi60 cm 60 cmC1Kolom Interior70 cm 70 cm940104090593010303057307653009539653583001065765383300370370370370shearwallTebal 35 cm10001000110010001000ABCDEFDenah Lantai 12nd lobby floorSaturday, July 31, 2010 8 Shortcourse HAKI 2010 Balok-Kolom Lt. 1 Balok-Kolom Earthquake Resistance Design Gambar 1.5 400800800800400654321C2Kolom Tepi60 cm 60 cmC1Kolom Interior70 cm 70 cmshearwallTebal 35 cm10001000110010001000ABCDEFDenah Balok-Kolom Lantai 12nd lobby floorBT1Dimensi 35 cm 60 cmBT1BT1BT3Dimensi 25 cm 40 cmBT1BT1BT1BT3BT1BT3BT1BT2BT2Dimensi 30 cm 55 cmBT2BT2BT2BT1BT1BT2BT2BT1BT1BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT2BT1BT1BT1BT1BT3BT3BT3BT1BT1BT3BT3BTBT3BT3BT3BT1BT3BT1BT3BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT3BT3BT3BT3BT3BT3BT3BT3Saturday, July 31, 2010 9 Shortcourse HAKI 2010 Denah Lantai 2 (tipikal) Balok-Kolom Earthquake Resistance Design Gambar 1.6 400800800800400654321910C2Kolom Tepi60 cm 60 cmC1Kolom Interior70 cm 70 cm940104090593010303057307653009539653583001065765383300370370370370shearwallTebal 35 cm10001000110010001000ABCDEFDenah Lantai 2typical floor947,5Saturday, July 31, 2010 10 Shortcourse HAKI 2010 Balok-Kolom Lt. 2 Balok-Kolom Earthquake Resistance Design Gambar 1.7 654321C2Kolom Tepi60 cm 60 cmC1Kolom Interior70 cm 70 cmshearwallTebal 35 cm10001000110010001000ABCDEFDenah Balok-Kolom Lantai 2typical floorBT1BT1BT3Dimensi 25 cm 40 cmBT1BT1BT1BT3BT1BT3BT1BT2BT2Dimensi 30 cm 55 cmBT2BT2BT2BT1BT1BT2BT2BT1BT1BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT2BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT2BT1BT1BT1BT1BT3BT3BT3BT1BT1BT3BT3BTBT3BT3BT3BT1BT3BT1BT3BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT1BT3BT3BT3BT3BT3BT3BT3400800800800400Saturday, July 31, 2010 11 Shortcourse HAKI 2010 Earthquake Resistance Design Gambar 1.8 Lantai dasar1st lobby Lantai 1 2nd lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Lantai 16 Lantai 17 Lantai 18 rooftop06121620242832364044485256606468727680meter(a) Tampak arah Utara-Selatan(b) Tampak arah Barat-TimurSaturday, July 31, 2010 12 Shortcourse HAKI 2010 Informasi mengenai gedung: Beban Layan Beban layan yang bekerja: Beban hidup: beban hidup total (termasuk partisi) yang akan membebani pelat lantai dan pelat atap, wlive = 4,8 kN/m2. Beban mati: berat sendiri balok, kolom, pelat, dan shearwall. beban superimposed lain: Plesteran keramik, wcov, didesain 1,5 cm, dengan berat jenis pasta + agregat 2.000 kg/m3. Plafon, wplaf, didesain 10 kg/m2. Mechanical & Electrical, wm&e, didesain 20 kg/m2. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 13 Shortcourse HAKI 2010 Informasi mengenai gedung: Data Seismik Data desain seismik: Lokasi gedung di zona gempa 5. Kondisi tanah di lokasi gedung termasuk ke dalam kategori tanah lunak. Gedung digunakan untuk perkantoran biasa, maka Faktor keutamaan struktur, I = 1,0 (Tabel 1. Pasal 4.1.2 SNI 03-1726-2002) Untuk gedung dengan tipe ganda (sistem dinding geser yang dikombinasikan dengan Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) beton bertulang untuk kedua arah, nilai faktor modifikasi respon struktur, R = 8,5 (Tabel 3. Pasal 4.3.6 SNI 03-1726-2002) Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 14 Shortcourse HAKI 2010 Pembebanan Struktur Kombinasi Pembebanan (Pasal 11.2) Kombinasi Pembebanan Non-Gempa: LC 11.2-1 (4) U = 1,4 D LC 11.2-1 (5) U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) LC 11.2-2 (6) U = 1,2 D + 1,0 L 1,6 W + 0,5 (A atau R) Kombinasi Pembebanan Gempa: LC 11.2-3 (8) U = 1,2 D + 1,0 L 1,0 E LC 11.2-3 (9) U = 0,9 D 1,0 E Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 15 Shortcourse HAKI 2010 Bagian 1 Detailing Detailing Elemen Balok Elemen Balok Sistem Rangka Pemikul Momen KhususSistem Rangka Pemikul Momen Khusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 16 Shortcourse HAKI 2010 2nd Defense Mechanism Distribusi Beban Beberapa ketentuan harus dipenuhi dalam perencanaan elemen struktur sistem ganda yaitu: 1.Komponen struktur SRPMK harus didesain untuk mampu menyerap minimum 25% beban lateral total gempa yang bekerja pada sistem struktur. Plastifikasi pada struktur SRPM akan memberikan second defense mechanism yang dapat membuat faktor modifikasi respons struktur meningkat hingga 8,5. 2.Komponen struktur SRPM dan SDS harus didesain berdasarkan gaya dalam hasil analisis di mana dynamic shear yang bekerja pada komponen minimal 80% dari static shear. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 17 Shortcourse HAKI 2010 Balok C23-4 1. Diagram momen Earthquake Resistance Design Desain detailing tulangan elemen balok C23-4. Perhatikan kembali Gambar 1.6, balok C23 terletak pada baris C antara grid 2 dan grid 3 di lantai 4: .Balok Tipe 1 = 35 cm 60 cm. .fc = 30 MPa .fy = 400 MPa .Panjang bentang bersih = 947,5 cm Lantai dasar1st lobby Lantai 1 2nd lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Lantai 16 Lantai 17 Lantai 18Balok yang didesainSaturday, July 31, 2010 18 Shortcourse HAKI 2010 Denah Lantai 4 (tipikal) Balok-Kolom Earthquake Resistance Design Gambar 1.6 400800800800400654321910C2Kolom Tepi60 cm 60 cmC1Kolom Interior70 cm 70 cm940104090593010303057307653009539653583001065765383300370370370370shearwallTebal 35 cm10001000110010001000ABCDEFDenah Lantai 4typical floor947,5Balok C23Saturday, July 31, 2010 19 Shortcourse HAKI 2010 Dimensi Komponen 1. Definisi komponen lentur Balok harus memenuhi definisi komponen struktur lentur. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.1 mensyaratkan bahwa komponen struktur lentur SRPMK harus memenuhi hal-hal berikut: i.Gaya aksial tekan terfaktor pada komponen struktur lentur dibatasi maksimum 0,1 Agfc. 0,1 Agfc = 0,1 0,35 m 0,6 m 30 MPa = 630 kN. Dari analisis stuktur, gaya aksial tekan akibat kombinasi gaya gempa dan gravitasi pada komponen struktur = 38 kN < 630 kN Ok ii Bentang bersih komponen struktur tidak boleh kurang dari 4 kali tinggi efektifnya. Asumsikan hanya satu lapis tulangan yang perlu dipasang, selimut beton 40 cm, sengkang menggunakan D10, dan baja tulangan lentur yang dipakai adalah D16 (ada kemungkinan berubah, tergantung hasil desain). Maka d = 600 mm (40 mm + 10 mm + 8 mm) = 542 mm. ln/d = 9.475 mm / 542 mm = 17,5 Ok. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 20 Shortcourse HAKI 2010 Dimensi Komponen 1. Definisi komponen lentur iii.Perbandingan lebar terhadap tinggi komponen tidak boleh kurang dari 0,3. Lebar, b = 350 mm, dan tinggi, h = 600 mm, b/h = 350/600 = 0,58 Ok iv. Lebar komponen tidak boleh: a. Kurang dari 250 mm Ok b.Melebihi lebar komponen struktur pendukung (diukur pada bidang tegak lurus terhadap sumbu longitudinal komponen struktur lentur) ditambah jarak pada tiap sisi komponen struktur pendukung yang tidak melebihi 3/4 tinggi komponen struktur lentur. Lebar balok, b = 350 mm < lebar kolom = 700 mm Ok Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 21 Shortcourse HAKI 2010 Momen & Geser Desain 2. Diagram Momen & Geser Earthquake Resistance Design 161 kNAkibat goyangan ke kanan183 kNAkibat goyangan ke kiri123456789123456789335 kN-mAkibat goyangan ke kiri478 kN-mAkibat goyangan ke kanan193 kN-m171 kN-m167 kN-m-39 kN-m-210 kN-m(a) Diagram Geser(b) Diagram MomenGambar 1.9 Saturday, July 31, 2010 22 Shortcourse HAKI 2010 Momen Desain Sketsa Momen yang Terbentuk pada Balok C12-4 dan C23-4 akibat Goyangan Struktur ke Kiri Earthquake Resistance Design Momen yang bekerja pada ujung balok akibat goyangan ke kiri(berlawanan arah jarum jam)GHBalok C12-4Balok C23-4Lokasi terbentuknya sendi plastis4th floorKolom C1-4Lantai 4Kolom C2-4Lantai 4Kolom C1-5Lantai 5Kolom C2-5Lantai 5Lokasi terbentuknya sendi plastisDiagram momen yang terbentuk pada balok C12-4 dan C23-4IGambar 1.10 Saturday, July 31, 2010 23 Shortcourse HAKI 2010 Momen Desain 2. Momen-momen pada Balok C23-4 Kondisi Lokasi Arah Goyangan Momen Mu (kN-m) 1 Ujung kanan (I) Kanan -478 Negatif 2 Ujung kiri (H) Kiri -335 Negatif 3 Ujung kiri (H) Kanan 193 Positif 4 Ujung kanan (I) Kiri 171 Positif 5 Tengah bentang Kanan dan Kiri 167 Positif Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 24 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 1, Goyangan ke Kanan Kondisi 1, kolom I, momen negatif tumpuan, goyangan ke kanan. Mu = -478 kN-m. .Asumsi dua lapis tulangan. Sebagai trial awal gunakan tulangan D19. Tinggi efektif balok, d = 600 mm (40 + 10 + 19 + 20) mm = 511 mm. Asumsi awal, j = 0,85 dan f = 0,8 Earthquake Resistance Design 226mm 439.3mm 51185,0mmN4008,0mm-N 10478.......jdfMAyusfSaturday, July 31, 2010 25 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 1, Goyangan ke Kanan Diperlukan 3 D22 dan 5 D25. Bila spasi bersih antar lapis diambil 40 mm, tinggi efektif d yang baru: d = 600 mm (40 + 10 + 25 + 20) mm = 505 mm. Earthquake Resistance Design mm 161mm 350N/mm 3085,0N/mm 400mm 595.3'85,0222......bffAacysJenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 22 22 380 3 3.595 25 25 490 5 Saturday, July 31, 2010 26 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 1, Goyangan ke Kanan Earthquake Resistance Design 6102161505400595.38,02.....................adfAMysnffm.kN 488..nMf Ok. 2min_mm 6055053504004304'......dbffAwycs2min_mm 6195053504004,14,1.....dbfAwys cek momen nominal aktual: .Cek As minimum: tapi tidak boleh kurang dari: Ok, syarat tulangan minimum terpenuhi Saturday, July 31, 2010 27 Shortcourse HAKI 2010 .Cek rasio tulangan: = 0,032513 Batas tulangan maksimum berdasarkan SNI Beton Pasal 23.3.2 adalah 0,025. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 1, Goyangan ke Kanan Earthquake Resistance Design 020338,0mm 505mm 350mm .59532....dbAws.....................4006006004003085,085,0600600'85,01yycbfff..Ok, . < 0,75.b dan . < 0,025. Syarat tulangan minimum terpenuhi 024384,0032513,075,075,0...b.Saturday, July 31, 2010 28 Shortcourse HAKI 2010 .Cek apakah penampang tension-controlled ? dt = 600 mm (40 + 10 + 12,5) mm = 537. .Reinforcement: Gunakan baja tulangan 3D22 + 5D25, dipasang 2 lapis dengan spasi bersih antar lapis 40 mm > 25 mm. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 1, Goyangan ke Kanan Earthquake Resistance Design 0,300019537161..tda31875,085,0375,0375,01.....ttcldaOk, a/dt < atcl/dt. Desain tulangan under reinforced. Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan dan antar lapis terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 29 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 2, Goyangan ke Kiri Kondisi 2, kolom H, momen negatif tumpuan, goyangan ke kiri. Mu = -335 kN-m. .Sama seperti untuk kolom interior, diasumsikan baja tulangan yang harus dipasang terdiri dari 2 lapis d = 600 mm (40 + 10 + 19 + 20) mm = 511 mm. Earthquake Resistance Design 226mm 410.2mm 51185,0mmN4008,0mm-N 10335.......jdfMAyusfSaturday, July 31, 2010 30 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 2, Goyangan ke Kiri Diperlukan 6 D19 + 2 D22. Bila spasi bersih antar lapis diambil 40 mm, tinggi efektif d yang baru: d = 600 mm (40 + 10 + 22 + 20) mm = 508 mm. Earthquake Resistance Design mm 110mm 350N/mm 3085,0N/mm 400mm .4612'85,0222......bffAacysJenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 19 19 284 6 2.461 22 22 380 2 Saturday, July 31, 2010 31 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 2, Goyangan ke Kiri Earthquake Resistance Design 6102110508400461.28,02.....................adfAMysnffm.kN 357..nMf Ok. 2min_mm 6095083504004304'......dbffAwycs2mm 6225083504004,14,1....dbfwy cek momen nominal aktual: .Cek As minimum: tapi tidak boleh kurang dari: Ok, syarat tulangan minimum terpenuhi Saturday, July 31, 2010 32 Shortcourse HAKI 2010 .Cek rasio tulangan: . balance akan sama dengan hasil perhitungan untuk kondisi 1, yaitu .b = 0,032513 Batas tulangan maksimum adalah 0,025. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 2, Goyangan ke Kiri Earthquake Resistance Design mm 508mm 350mm 461.22...dbAws.Ok, . < 0,75.b dan . < 0,025. Syarat tulangan minimum terpenuhi 024384,075,00138438,0...b.Saturday, July 31, 2010 33 Shortcourse HAKI 2010 .Cek apakah penampang tension-controlled ? dt = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539. .Reinforcement: Gunakan baja tulangan 6D19 + 2D22, dipasang 2 lapis dengan spasi bersih antar lapis 40 mm > 25 mm. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 2, Goyangan ke Kiri Earthquake Resistance Design 31875,0375,00,2046695391101......ttcltdadaOk, a/dt < atcl/dt. Desain tulangan under reinforced. Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan dan antar lapis terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 34 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 3, Goyangan ke Kanan SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2) mensyaratkan bahwa kuat lentur positif komponen struktur lentur SRPMK pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dari 1/2 (setengah) kuat lentur negatifnya pada muka kolom tersebut. Earthquake Resistance Design Mneg1/4 Mneg1/4 Mneg1/2 MnegKapasitas momen positif minimum pada join (hubungan balok-kolom) Kebutuhan minimum kuat lentur(SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2))Gambar 1.11 Saturday, July 31, 2010 35 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 3, Goyangan ke Kanan Kondisi 3, kolom H, momen positif tumpuan, goyangan ke kanan. Mu = 193 kN-m > 1/2fMn_eksterior = 178,5 kN-m. Ok, gunakan momen lentur hasil hitungan analisis struktur. .Karena momen yang harus dipikul lebih kecil hingga hampir setengah momen negatifnya, kita asumsikan cukup satu lapis tulangan yang dipasang. Sebagai trial awal gunakan baja tulangan D19. d = 600 mm (40 + 10 + 9,5) mm = 540 mm. Earthquake Resistance Design 226mm 314.1mm 54085,0mmN4008,0mm-N 10193.......jdfMAyusfSaturday, July 31, 2010 36 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 3, Goyangan ke Kanan Diperlukan 3 D19 dan 1 D22, tinggi efektif d yang baru: d = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539 mm. Earthquake Resistance Design mm 55mm 350N/mm 3085,0N/mm 400mm 231.1'85,0222......bffAacysJenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 19 19 283 3 1.231 22 22 380 1 Saturday, July 31, 2010 37 Shortcourse HAKI 2010 cek momen nominal aktual: .Cek As minimum: tapi tidak boleh kurang dari: Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 3, Goyangan ke Kanan Earthquake Resistance Design 610255539400231.18,02.....................adfAMysnffm.kN 201..nMf Ok. 2min_mm 6465393504004304'......dbffAwycs2mm 6605393504004,14,1....dbfwyOk, syarat tulangan minimum terpenuhi Saturday, July 31, 2010 38 Shortcourse HAKI 2010 .Cek rasio tulangan: Batas tulangan maksimum adalah 0,025. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 3, Goyangan ke Kanan Earthquake Resistance Design mm 539mm 350mm 231.12...dbAws.Ok, . < 0,75.b dan . < 0,25. Syarat tulangan minimum terpenuhi 024384,075,0006523,0...b.Saturday, July 31, 2010 39 Shortcourse HAKI 2010 .Cek apakah penampang tension-controlled ? dt = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539. .Reinforcement: Gunakan baja tulangan 3D19 + 1D22, dipasang 1 lapis. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 3, Goyangan ke Kanan Earthquake Resistance Design 31875,0375,00,102334539551......ttcltdadaOk, a/dt < atcl/dt. Desain tulangan under reinforced. Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 40 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 4, Goyangan ke Kiri Kondisi 4, kolom I, momen positif tumpuan, dan goyangan ke kiri. Mu = 171 kN-m = 1/2fMn_interior = 244 kN-m. Dengan demikian, momen positif yang digunakan adalah Mu = 244 kN-m. .Sama seperti sebelumnya, sebagai trial awal gunakan baja tulangan D19. d = 600 mm (40 + 10 + 9,5) mm = 540 mm. Earthquake Resistance Design 226mm 661.1mm 54085,0mmN4008,0mm-N 10244.......jdfMAyusfSaturday, July 31, 2010 41 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 4, Goyangan ke Kiri Diperlukan 4 D22, tinggi efektif d yang baru: d = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539 mm. Earthquake Resistance Design mm 68mm 350N/mm 3085,0N/mm 400mm .5211'85,0222......bffAacysJenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 19 19 283 0 1.521 22 22 380 4 Saturday, July 31, 2010 42 Shortcourse HAKI 2010 cek momen nominal aktual: .Cek As minimum: tapi tidak boleh kurang dari: Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 4, Goyangan ke Kiri Earthquake Resistance Design 610268539400521.18,02.....................adfAMysnffm.kN 245..nMf Ok. 2min_mm 6465393504004304'......dbffAwycs2mm 6605393504004,14,1....dbfwyOk, syarat tulangan minimum terpenuhi Saturday, July 31, 2010 43 Shortcourse HAKI 2010 .Cek rasio tulangan: Batas tulangan maksimum adalah 0,025. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 4, Goyangan ke Kiri Earthquake Resistance Design mm 539mm 350mm .52112...dbAws.Ok, . < 0,75.b dan . < 0,025. Syarat tulangan minimum terpenuhi 024384,075,0008060,0...b.Saturday, July 31, 2010 44 Shortcourse HAKI 2010 .Cek apakah penampang tension-controlled ? dt = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539. .Reinforcement: Gunakan baja tulangan 4D22, dipasang 1 lapis. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 4, Goyangan ke Kiri Earthquake Resistance Design 31875,0375,00,126432539681......ttcltdadaOk, a/dt < atcl/dt. Desain tulangan under reinforced. Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 45 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 5, Goyangan ke Kanan dan Kiri SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2) Juga mensyaratkan untuk desain elemen lentur SRPMK baik kuat lentur negatif mau pun kuat lentur positif pada setiap penampang di sepanjang bentang tidak boleh kurang dari 1/4 (seperempat) kuat lentur terbesar yang disediakan pada kedua muka kolom tersebut. Earthquake Resistance Design Mneg1/4 Mneg1/4 Mneg1/2 MnegKapasitas momen positif dan negatif minimum untuk setiap penampangKebutuhan minimum kuat lentur(SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2))Gambar 1.11 Saturday, July 31, 2010 46 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 5, Goyangan ke Kanan dan Kiri Kondisi 5, tengah bentang, momen positif, goyangan ke kanan dan kiri. Kuat lentur terbesar disediakan konfigurasi penulangan di kolom I untuk momen negatif akibat goyangan gempa ke arah kanan, yaitu fMn = 488 kN-m. Jadi seperempat fMn = 122 kN-m, maka: Mu = 167 kN-m = 1/4fMn_interior = 122 kN-m. .Sama seperti sebelumnya, sebagai trial awal gunakan baja tulangan D19. d = 600 mm (40 + 10 + 9,5) mm = 540 mm. Earthquake Resistance Design 226mm 137.1mm 54085,0mmN4008,0mm-N 10167.......jdfMAyusf Ok. Saturday, July 31, 2010 47 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 5, Goyangan ke Kanan dan Kiri Diperlukan 1 D16 + 3 D19 (1 lapis), tinggi efektif d yang baru: d = 600 mm (40 + 10 + 9,5) mm = 540 mm. Earthquake Resistance Design mm 47mm 350N/mm 3085,0N/mm 400mm .0521'85,0222......bffAacysJenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 16 16 201 1 1.052 19 19 283 3 Saturday, July 31, 2010 48 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 5, Goyangan ke Kanan dan Kiri Earthquake Resistance Design 610247540400052.18,02.....................adfAMysnffm.kN 173..nMf Ok. 2min_mm 6475403504004304'......dbffAwycs2mm 6625403504004,14,1....dbfwy cek momen nominal aktual: .Cek As minimum: tapi tidak boleh kurang dari: Ok, syarat tulangan minimum terpenuhi Saturday, July 31, 2010 49 Shortcourse HAKI 2010 .Cek rasio tulangan: . balance akan sama dengan hasil perhitungan untuk kondisi 1, Batas tulangan maksimum adalah 0,025. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 5, Goyangan ke Kanan dan Kiri Earthquake Resistance Design mm 540mm 350mm .50212...dbAws.Ok, . < 0,75.b dan . < 0,025. Syarat tulangan minimum terpenuhi 024384,075,0005564,0...b.Saturday, July 31, 2010 50 Shortcourse HAKI 2010 .Cek apakah penampang tension-controlled ? dt = 600 mm (40 + 10 + 9,5) mm = 540. .Reinforcement: Gunakan baja tulangan 1D16 + 3D19, dipasang 1 lapis sebagai tulangan positif di tengah bentang. Baja Tulangan Lentur 3. Kondisi 5, Goyangan ke Kanan dan Kiri Earthquake Resistance Design 31875,0375,00,087283540471......ttcltdadaOk, a/dt < atcl/dt. Desain tulangan under reinforced. Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 51 Shortcourse HAKI 2010 Kapasitas Momen Minimum 4. Kapasitas Momen Positif dan Negatif Minimum 4.Kapasitas minimum momen positif dan momen negatif SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(1) dan (2) mengharuskan sekurang-kurangnya ada dua batang tulangan atas dan dua batang tulangan bawah yang dipasang secara menerus, dan kapasitas momen positif dan momen negatif minimum pada sebarang penampang di sepanjang bentang balok SRPMK tidak boleh kurang dari 1/4 kali kapasitas momen maksimum yang disediakan pada kedua muka kolom balok tersebut. Kuat momen negatif-positif terbesar pada bentang = 488 kN-m. 1/4 kuat momen negatif-positif terbesar = 122 kN-m. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 52 Shortcourse HAKI 2010 Kapasitas Momen Minimum 4. Kapasitas Momen Positif dan Negatif Minimum Kuat momen positif di sepanjang bentang (kondisi 3, 4 dan 5 yang disampaikan di atas) pada dasarnya sudah lebih besar daripada 122 kN-m. Hanya kuat momen negatif di tengah bentang saja yang masih harus diperhatikan. Konfigurasi penulangan atas untuk memikul momen negatif di muka kolom interior (I) adalah 3D22 + 5D25, sementara di muka kolom eksterior (H) dipasang 6D19 + 2D22. Untuk memenuhi ketentuan kapasitas momen negatif minimum di atas, ambil 2D22 dari masing-masing kelompok tulangan negatif untuk dibuat menerus di sepanjang bentang, sehingga As = 760 mm2. Maka kapasitas momen negatif yang disediakan oleh penampang di tengah bentang adalah: Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 53 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur Minimum 4. Kapasitas Momen Positif dan Negatif Minimum Diperpanjang 2 D22, tinggi efektif d yang baru: d = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539 mm. Earthquake Resistance Design mm 34mm 350N/mm 3085,0N/mm 400mm 607'85,0222......bffAacysJenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 22 22 380 2 760 25 25 490 0 Saturday, July 31, 2010 54 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur Minimum 4. Kapasitas Momen Positif dan Negatif Minimum Earthquake Resistance Design 6102345394007608,02.....................adfAMysnffm.kN 127..nMf Ok. 2min_mm 6465393504004304'......dbffAwycs2mm 6605393504004,14,1....dbfwy cek momen nominal aktual: .Cek As minimum: tapi tidak boleh kurang dari: Ok, syarat tulangan minimum terpenuhi Saturday, July 31, 2010 55 Shortcourse HAKI 2010 .Cek rasio tulangan: . balance akan sama dengan hasil perhitungan untuk kondisi 1, yaitu .b = 0,032513 Batas tulangan maksimum adalah 0,025. Baja Tulangan Lentur Minimum 4. Kapasitas Momen Positif dan Negatif Minimum Earthquake Resistance Design mm 539mm 350mm 6072...dbAws.Ok, . < 0,75.b dan . < 0,025. Syarat tulangan minimum terpenuhi 022768,075,0004030,0...b.Saturday, July 31, 2010 56 Shortcourse HAKI 2010 .Cek apakah penampang tension-controlled ? dt = 600 mm (40 + 10 + 11) mm = 539. .Reinforcement: Jadi, gunakan baja tulangan atas 2D22 sebagai tulangan menerus di sepanjang balok. Tulangan ini akan memberikan kapasitas momen negatif di tengah bentang 127 kN-m > 1/4 fMn_interior = 122 kN-m. Baja Tulangan Lentur Minimum 4. Kapasitas Momen Positif dan Negatif Minimum Earthquake Resistance Design 31875,0375,00,063216539341......ttcltdadaOk, a/dt < atcl/dt. Desain tulangan under reinforced. Ok, syarat spasi bersih minimum antar tulangan terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 57 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Lentur Detailing Tulangan Lentur Earthquake Resistance Design 3 D22 +1 D254 D254 D222 D19 +2 D224 D193 D19 +1 D222 D221 D16 +3 D19Pasal 23.3.2(1) SNI 03-2847-2002 mengharuskan sekurang-kurangnya ada dua tulangan atas dan dua tulangan bawah yang dibuat kontinyu (dipasang secara menerus).Muka Tumpuan IMuka Tumpuan HTengah BentangGambar 1.12 Saturday, July 31, 2010 58 Shortcourse HAKI 2010 Momen Nominal Penampang 5. Momen Nominal Penampang 5.Hitung Momen Nominal Penampang SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.4(2) mengisyaratkan bahwa: Geser rencana akibat gempa pada balok dihitung dengan mengasumsikan sendi plastis terbentuk di ujung-ujung balok dengan tegangan tulangan lentur balok mencapai 1,25 fy, dan faktor reduksi kuat lentur f = 1. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 59 Shortcourse HAKI 2010 .Momen nominal untuk struktur bergoyang ke kanan kondisi 1. Momen Nominal Penampang 5. Momen Nominal Penampang Earthquake Resistance Design ..........21_1_pryspradfAMmkN 727102201505400595.325,161_...............prMmm. 2013503085,0400595.325,1'85,025,11_.......bffAacysprDi muka kolom interior, dengan arah momen searah jarum jam. Saturday, July 31, 2010 60 Shortcourse HAKI 2010 kondisi 3. Momen Nominal Penampang 5. Momen Nominal Penampang Earthquake Resistance Design ..........23_3_pryspradfAMmkN 31010269539400231.125,163_...............prMmm. 693503085,0400231.125,1'85,025,13_.......bffAacysprDi muka kolom eksterior, dengan arah momen searah jarum jam. Saturday, July 31, 2010 61 Shortcourse HAKI 2010 .Momen nominal untuk struktur bergoyang ke kiri kondisi 2. kondisi 4. Momen Nominal Penampang 5. Momen Nominal Penampang Earthquake Resistance Design Mn_2 (muka kolom eksterior) dan Mn_4 (muka kolom interior) berlawanan arah jarum jam. mkN 540102138508400461.225,162_...............prMmkN 37710285539400521.125,164_...............nMmm. 1383503085,0400461.225,1'85,025,12_.......bffAacysprmm. 853503085,0400521.125,1'85,025,14_.......bffAacysprSaturday, July 31, 2010 62 Shortcourse HAKI 2010 Momen Nominal Penampang 5. Momen Nominal Penampang Earthquake Resistance Design apr_26 D19+ 2 D22C2T2(d apr_2/2)Tulangan tekan (tidak boleh ikut diperhitungkan dalam analisis)Tumpuan H(Column C2-4)Tumpuan I(West Wing Shearwall)Mpr_2C4T4Mpr_43 D22+ 5 D254 D22Probable Moment Capacitiesfor flexural reinforcement configuration due to sway to the leftapr_2 = 138 mmMpr_2= 540 kN-mapr_3 = 85 mmMpr_3 = 377 kN-m3 D19+ 1 D22Gambar 1.13 Saturday, July 31, 2010 63 Shortcourse HAKI 2010 Detailing & Momen Nominal 5. Momen Nominal Penampang Kondisi Lokasi Arah Gempa Mu (kN-m) Reinf. As (mm2) fMn (kN-m) Mpr (kN-m) 1 Right End (I) Kanan -478 3 D22 5 D25 3.595 488 727 clockwise Negatif 2 Left End (H) Kiri -335 6 D19 2 D22 2.461 357 540 counter-cw Negatif 3 Left End (H) Kanan 193 3 D19 1 D22 1.231 201 310 cw Positif 4 Right End (I) Kiri 171 4 D22 1.521 245 377 ccw Positif 5 Midspan Kanan dan Kiri 167 1 D16 3 D19 1.052 173 268 Positif Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 64 Shortcourse HAKI 2010 Diagram Geser 6. Diagram Gaya Geser 6.Diagram gaya geser. Reaksi geser di ujung kanan dan kiri balok akibat gaya gravitasi yang bekerja pada sruktur (hasil analisis dengan menggunakan software komersial): Earthquake Resistance Design Wu = 1,2D + 1,0L127 kN155 kN9475 mmPerletakan kiriLeft end (Joint H)Kolom C2-4Perletakan kananRight end (Joint I)ShearwallGambar 1.14 Saturday, July 31, 2010 65 Shortcourse HAKI 2010 .Analisis geser berdasarkan momen nominal a. Struktur bergoyang ke kanan total reaksi geser di ujung kiri balok = 127 109,4 = 17,6 kN total reaksi geser di ujung kanan balok= 155 + 109,4 = 264,4 kN Diagram Geser 6. Analisis Geser berdasarkan Momen Nominal Earthquake Resistance Design kN 4,109475,93107273_1__.....nprprkaswaylMMVArah gaya geser ke atas Arah gaya geser ke atas Saturday, July 31, 2010 66 Shortcourse HAKI 2010 b. Struktur bergoyang ke kiri total reaksi geser di ujung kiri balok = 127 + 96,8 = 223,8 kN total reaksi geser di ujung kanan balok= 155 96,8 = 58,2 kN Diagram Geser 6. Analisis Geser berdasarkan Momen Nominal Earthquake Resistance Design kN 8,96475,93775404_2__.....nprprkiswaylMMVArah gaya geser ke atas Arah gaya geser ke atas Saturday, July 31, 2010 67 Shortcourse HAKI 2010 Diagram Geser 6. Diagram Geser berdasarkan Momen Nominal Earthquake Resistance Design 310 kN-m727 kN-m1,2D + 1,0L kN/mVgrav 127 kNVgrav 155 kN109,4 kNVsway_ka109,4 kNVsway_ka17,6 kN264,4 kN540 kN-m377 kN-m1,2D + 1,0L kN/mVgrav 127 kNVgrav 155 kN96,8 kNVsway_ki96,8 kNVsway_ki58,2 kN223,8 kN264,4 kN223,8 kN17,6 kN58,2 kN(a) Akibat goyangan ke kanan(b) Akibat goyangan ke kiriGambar 1.15 Saturday, July 31, 2010 68 Shortcourse HAKI 2010 Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser 7.Sengkang untuk Gaya Geser SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.4(2) mengisyaratkan bahwa: Kontribusi beton dalam menahan geser, yaitu Vc, harus diambil = 0 pada perencanaan geser di daerah sendi plastis apabila: Gaya geser Vsway akibat sendi plastis di ujung-ujung balok melebihi 1/2 (atau lebih) kuat geser perlu maksimum, Vu, di sepanjang bentang, dan Gaya tekan aksial terfaktor, termasuk akibat pembebanan gempa, kurang dari Agfc / 20. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 69 Shortcourse HAKI 2010 Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Berdasarkan hasil analisis struktur (dengan menggunakan software komersial), gaya aksial tekan terfaktor akibat gaya gempa dan gravitasi adalah 38,06 kN. Sedangkan Agfc / 20 = (350 mm 600 mm 30 N/mm2) / 20 = 3,15 105 N = 315 kN > 38,06 kN. Earthquake Resistance Design Arah Gerakan Gempa Vsway Perletakan kiri Joint H Perletakan kanan Joint I Vu 1/2 Vu Vu 1/2 Vu (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) Kanan 109,4 17,6 8,8 264,4 132,2 Kiri 96,8 223,8 111,9 58,2 29,1 Saturday, July 31, 2010 70 Shortcourse HAKI 2010 Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Dengan demikian, karena 1)Meskipun Vsway < 1/2 Vu untuk kedua perletakan akibat goyangan ke arah kiri atau pun ke arah kanan; namun 2)gaya aksial tekan terfaktor akibat gempa dan gravitasi < Agfc/20, sehingga perencanaan tulangan geser dilakukan dengan memperhitungkan kontribusi beton Vc = 0 di sepanjang zona sendi plastis di masing-masing muka kolom. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 71 Shortcourse HAKI 2010 .Muka perletakan kiri: Gaya geser maksimum dari hasil analisis momen nominal penampang, Vu = 223,8 kN. SNI 03-2847-2002 Pasal 13.5.6(9). Maksimum Vs = Spasi tulangan diatur melalui persamaan: Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design kN 4,298kN 075,0kN ,8322.....cusVVVfkN 6491050835033023'23max_........dbfVwcsOk, Vs = 298,4 kN < 649 kN. Syarat Vs maksimum terpenuhi. dfVsAysv.Saturday, July 31, 2010 72 Shortcourse HAKI 2010 Coba tulangan sengkang D10 dengan 2 kaki (Av = 157 mm2). Jadi, gunakan sengkang 2 kaki D10 dengan spasi 100 mm. Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design mm 110000.1290508400157......syvVdfAskN 319000.1100508400157......sdfAVyvsGunakan spasi 100 mm. Jenis Dimensi Jumlah Av s D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) (mm) 10 10 78.5 2 157 100 Ok, 319 kN > 298,4 kN. Saturday, July 31, 2010 73 Shortcourse HAKI 2010 .Muka perletakan kanan: Gaya geser maksimum dari hasil analisis momen nominal penampang, Vu = 264,4 kN. Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design kN 5,352kN 075,0kN 4,264.....cusVVVfkN 6451050535033023'23max_........dbfVwcsOk, Vs = 352,5 kN < 645 kN. Syarat Vs maksimum terpenuhi. Saturday, July 31, 2010 74 Shortcourse HAKI 2010 Coba tulangan sengkang 2 kaki diameter 13 mm (2 leg D13). Jadi, gunakan sengkang 2 kaki D13 dengan spasi 150 mm. Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design mm 152000.15,3525054005,265......syvVdfAskN 357000.11505054005,265......sdfAVyvsGunakan spasi 150 mm. Jenis Dimensi Jumlah Av s D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) (mm) 13 13 132,7 2 265,5 150 Ok, 357 kN > 352,5 kN. Saturday, July 31, 2010 75 Shortcourse HAKI 2010 .Ujung zona sendi plastis: Gaya geser maksimum, Vu di ujung zona sendi plastis, 1.200 mm dari muka kolom, adalah 264,4 kN (1,2 m 29,8 kN/m) = 228,6 kN. Di zona ini, kontribusi Vc dapat diperhitungkan, yaitu: maka: Coba tulangan sengkang 2 kaki diameter 10 mm (2 leg D10). Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design kN 161000.16505350306'......dbfVwcckN 8,14316130416175,06,228.....sVmm 220000.18,143505400157......syvVdfAsSaturday, July 31, 2010 76 Shortcourse HAKI 2010 Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design mm 181000.1176508400157......syvVdfAskN 6,158000.12005054001,157......sdfAVyvsGunakan spasi 150 mm. Jenis Dimensi Jumlah Av s D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) (mm) 10 10 78,5 2 157 200 Ok, 158,6 kN > 143,8 kN. Jadi, gunakan sengkang 2 kaki D10 dengan spasi 200 mm. Saturday, July 31, 2010 77 Shortcourse HAKI 2010 .SNI Pasal 23.3.3(1): Diperlukan hoops (sengkang tertutup) di sepanjang jarak 2h dari sisi (muka) kolom terdekat. 2h = 2 600 mm = 1.200 mm. SNI Pasal 23.3.3(2): Hoop pertama dipasang pada jarak 50 mm dari muka kolom terdekat, dan yang berikutnya dipasang dengan spasi terkecil diantara: 1.d/4 = 505 mm / 4 = 126 mm 2.8 diameter tul. longitudinal terkecil = 8 16 mm = 128 mm 3.24 diameter tulangan hoop = 24 10 mm = 240 mm 4.300 mm. Dengan demikian, tulangan geser di daerah sendi plastis (yaitu di daerah sepanjang 2h (= 1,2 m) dari muka kolom) dipasang sengkang tertutup 2 kaki D10 mm di ujung kiri, dan sengkang 2 kaki D13 di ujung kanan dengan spasi 100 mm. Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 78 Shortcourse HAKI 2010 .SNI Pasal 23.3.3(4) : Spasi maksimum tulangan geser di sepanjang balok yang didesain untuk SRPMK adalah d/2. Ok, dari hasil perhitungan di atas, untuk bentang di luar zona sendi plastis, sengkang 2 kaki berdiameter D10 dipasang dengan spasi 200 mm. Stirrups Geser 7. Sengkang untuk Gaya Geser Earthquake Resistance Design mm 2522mm 5052...dsmaxSaturday, July 31, 2010 79 Shortcourse HAKI 2010 Momen di tengah bentang dapat berupa momen positif (tekan) atau momen negatif (tarik) yang relatif kecil. Karena baja tulangan yang disediakan di tengah bentang pada dasarnya ditentukan oleh syarat detailing, maka SNI Beton 2002 Pasal 14.15.2 mengizinkan sambungan lewatan kelas A untuk penyambungannya, dengan panjang penyaluran ld, dimana ld = 48db (lihat Tabel 11 Pasal 14.2.2 SNI 03-2847-2002 untuk kasus tulangan atas). Berdasarkan SNI Beton Pasal 23.5.4(2), nilai panjang penyaluran ini tidak boleh kurang dari 3,5 kali panjang tulangan berkait yang dihitung berdasarkan Persamaan 126 (Pasal 23.5.4(1)), yaitu = 47,5 db. Splicing 8. Sambungan-Lewatan untuk Bentang Menerus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 80 Shortcourse HAKI 2010 Dalam contoh ini, baja tulangan terbesar yang harus disalurkan adalah baja tulangan D25. Jadi ld = 48db = 48 25 = 1.200 mm = 1,2 m. SNI Pasal 23.3.2(3): Baja tulangan yang disalurkan harus diikat dengan hoops yang dipasang dengan spasi maksimum, yaitu yang terkecil di antara d/4 dan 100 mm. Jadi, spasi hoops di daerah penyambungan lewatan tulangan = 100 mm. Splicing 8. Sambungan-Lewatan untuk Bentang Menerus Earthquake Resistance Design mm 13545374mm )131040(mm 6004.......dsmaxSaturday, July 31, 2010 81 Shortcourse HAKI 2010 Hasil perhitungan di atas dapat dirangkum sebagai berikut: .Untuk memikul momen negatif di muka tumpuan kanan, dipasang 3D22+5D25, dua lapis, dengan spasi bersih antar lapis 4 cm .Untuk memikul momen positif di muka tumpuan kanan, dipasang 4D22 satu lapis. .Untuk memikul momen negatif di muka tumpuan kiri, dipasang 6D19+2D22, dua lapis, dengan spasi bersih antar lapis 4 cm .Untuk memikul momen positif di muka tumpuan kiri, dipasang 3D19 +1D22 satu lapis. .Untuk memikul momen positif di tengah bentang dipasang 1D16+3D19 satu lapis. Detailing Rangkuman Detailing Lentur dan Geser Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 82 Shortcourse HAKI 2010 .Untuk memenuhi persyaratan kuat momen minimum penampang di sepanjang balok, khususnya momen negatif, tulangan atas 2D22 diteruskan di sepanjang balok untuk memenuhi kebutuhan momen negatif di tengah bentang. .Untuk memikul geser di zona sendi plastis balok bagian kiri, dipasang sengkang tertutup D10 dengan spasi 50 mm untuk sengkang pertama, dan D10 dengan spasi 100 mm untuk sengkang-sengkang berikutnya. .Untuk memikul geser di zona sendi plastis balok bagian kanan, dipasang sengkang tertutup D13 dengan spasi 50 mm untuk sengkang pertama, dan D13 dengan spasi 100 mm untuk sengkang-sengkang berikutnya. .Untuk memikul geser di luar zona sendi plastis, dipasang tulangan sengkang 2 kaki berdiameter D10 dengan spasi 200 mm. Untuk daerah sambungan lewatan (di tengah bentang), pasang sengkang tertutup D10 dengan spasi 100 mm. Detailing Rangkuman Detailing Lentur dan Geser Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 83 Shortcourse HAKI 2010 Perhitungan awal dilakukan dengan menganggap sengkang yang digunakan adalah D10. Perubahan diameter tulangan sengkang otomatis akan mengubah tinggi efektif d. Hasil recheck kapasitas penampang adalah seperti terlihat pada Tabel di bawah ini. Detailing Rangkuman Detailing Lentur dan Geser Earthquake Resistance Design Case Lokasi Arah Gempa Mu (kN-m) Reinf. As (mm2) de (mm) fMn (kN-m) 1. Right End Negatif Kanan -478 3 D22 5 D25 3.595 502 (updated) 484 (updated) 2. Left End Negatif Kiri -335 6 D19 2 D22 2.461 508 357 3. Left End Positif Kanan 193 3 D19 1 D22 1.231 539 201 4. Right End Positif Kiri 171 4 D22 1.521 536 (updated) 244 (updated) Saturday, July 31, 2010 84 Shortcourse HAKI 2010 Pada Tabel terlihat bahwa kapasitas momen penampang di zona sendi plastis masih cukup untuk memikul momen maksimum akibat gempa dan gravitasi. Akibat dari pengurangan kapasitas momen penampang ini otomatis akan mengubah probable moment capacities, Mpr, untuk penampang di tumpuan kanan. Namun hal ini sama sekali tidak menjadi masalah, karena pengurangan Mpr akan mengurangi Vsway, yang pada akhirnya akan mengurangi total reaksi geser perlu maksimum di muka-muka kolom. Oleh karena itu, redesign tulangan geser tidak perlu dilakukan. Detailing Rangkuman Detailing Lentur dan Geser Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 85 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan 11.Cut-off points. Aturan pemutusan dan penyaluran tulangan mengacu pada Pasal 14 SNI 03-2847-2002. a)Tulangan negatif di muka kolom interior. Jumlah tulangan terpasang 8 buah, 3 D22 + 5 D25. Dua buah tulangan D22 akan dipasang menerus di sepanjang bentang. Enam tulangan lainnya (1D22+5D25) akan di cut-off sehingga As_sisa = 760 mm2. Kapasitas momen negatif penampang dengan konfigurasi tulangan seperti ini adalah Earthquake Resistance Design 6102345394007608,02.....................adfAMysnffmkN 127..nMf Ok. Saturday, July 31, 2010 86 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan Perhatikan sketsa dalam Gambar 1.16(a). Untuk mendapatkan lokasi penampang dengan momen rencana 127 kN-m pada balok, ambil penjumlahan momen di titik A: Jadi, lokasi momen rencana 127 kN-m terletak 2,7 m dari muka tumpuan kanan. Data ini dapat digunakan sebagai dasar penentuan cut-off point tulangan 5D25 dan 1D22. Earthquake Resistance Design 06004,2649,146004,264218,292............xxxxxaacbbx242........m 7,29,1426009,1444,2644,2642.......Saturday, July 31, 2010 87 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan Earthquake Resistance Design 17,6 kN264,4 kN29,8 kN/m310 kN-m727 kN-mPlastic hinge727 kN-mx29,8 kN/m(a)(a)A264,4 kN58,2 kN223,8 kN29,8 kN/m377 kN-m540 kN-mPlastic hinge540 kN-mx29,8 kN/m(a)(b)B223,8 kNGoyangan ke kananGoyangan ke kiri127 kN-m127 kN-mGambar 1.16 Saturday, July 31, 2010 88 Shortcourse HAKI 2010 Point a) Point b) Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan SNI 03-2847-2002 Pasal 14.10.3 dan Pasal 14.10.4 mengharuskan: a)tulangan diteruskan melampaui titik di mana tulangan tersebut sudah tidak diperlukan lagi untuk menahan lentur, sejauh tinggi efektif komponen struktur, d, dan tidak kurang dari 12db, kecuali pada daerah tumpuan balok sederhana dan pada daerah ujung bebas kantilever, b)tulangan menerus harus mempunyai suatu panjang penanaman sejauh tidak kurang dari panjang penyaluran ld diukur dari lokasi pemotongan tulangan lentur. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 89 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan Untuk tulangan D22 atau lebih besar (Tabel 11 SNI Beton Pasal 14.2), panjang penyaluran tulangan D25 adalah sepanjang Ambil saja ld-25 = 1.500 mm = 1,5 m. Jadi, tulangan 1D22 + 5D25 harus ditanam sepanjang yang terbesar di antara 2.700 mm + 505 mm = 3.205 mm, atau 2.700 mm + (12 25 mm) = 3.000 mm, atau ld = 1.500 mm dari muka kolom interior. Ambil nilai terbesar. Earthquake Resistance Design mm 424.125305113,14003'5325.........bcyddffl...Dengan demikian, tulangan 1D22 + 5D25 dipasang sejauh 3,2 m dari muka tumpuan kanan. Saturday, July 31, 2010 90 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan b)Tulangan negatif di muka tumpuan kiri. Jumlah tulangan atas terpasang adalah 8 buah, yaitu 6D19 + 2D22. Karena 2D22 dibuat menerus di sepanjang bentang maka kapasitas momen negatif yang disediakan As sisa adalah sama dengan sebelumnya, yaitu 760 mm2. Perhatikan sketsa dalam Gambar 1.16(b). Penjumlahan momen di titik B akan menghasilkan Earthquake Resistance Design 04138,2239,144138,223218,292............xxxxx....m 15,29,1424139,1448,2238,2232.......Saturday, July 31, 2010 91 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan Lokasi momen rencana 127 kN-m ternyata terletak pada jarak 2,15 m dari muka tumpuan kiri. Data ini dapat dipakai sebagai dasar untuk menentukan lokasi cutoff point bagi tulangan 6D19. Panjang penyaluran, ld untuk D22: Maka, tulangan 6D19 harus dipasang sepanjang yang terbesar di antara 2.150 + 508 = 2.658 mm, atau 2.150 + (12 22) = 2.414 mm, atau ld = 1.253 mm, dari muka kolom eksterior. Earthquake Resistance Design mm 253.122305113,14003'5322.........bcyddffl...Maka, tulangan 6D19 dipasang sejauh 2,7 m dari muka tumpuan kiri. Saturday, July 31, 2010 92 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan c)Tulangan-tulangan positif. Tabel berikut memperlihatkan konfigurasi penulangan pada daerah kedua ujung balok dan tengah bentang, untuk memikul momen-momen positif yang bekerja pada balok. Earthquake Resistance Design Tumpuan kiri Midspan Tumpuan kanan D22 D19 D22 D19 D16 D22 D19 D19 D22 D19 D19 D22 Saturday, July 31, 2010 93 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan Untuk muka tumpuan kanan, cutoff 2 tulangan D22 sehingga As_sisa = 760 mm2. Kuat lentur rencana penampang yang tersisa: fMn = 127 kN-m. OK. Untuk muka tumpuan kiri, cutoff tulangan 2D19 sehingga As_sisa = 664 mm2. Kuat lentur rencana penampang yang tersisa, fMn = 111 kN-m, dan posisi cutoff point seperti terlihat pada Gambar 1.17. Earthquake Resistance Design 6102345364007608,02.....................adfAMeysnffSaturday, July 31, 2010 94 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points 9. Penyaluran dan Pemutusan Tulangan Konfigurasi tulangan awal di tengah bentang, yaitu 2D19 (continued) + 1D19 + 1D16, dapat diganti menjadi 4D22 untuk mempermudah pemasangan tulangan dan mengurangi jumlah tulangan yang harus displice. Dalam hal ini, kebutuhan momen tengah bentang praktis tetap akan terpenuhi. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 95 Shortcourse HAKI 2010 Cut-off Points Earthquake Resistance Design 123456789335 kNAkibat goyangan ke kiri478 kNAkibat goyangan ke kanan193 kN171 kN167 kN-39 kN-210 kN3,2 mLokasi pemotongan1D22 + 5D25Tulangan negatif di muka tumpuan I2,7 mLokasi pemotongan6D19Tulangan negatif di muka tumpuan HTitik Momen terfaktor 127 kN-mAkibat goyangan ke kiri3,8 m3,29 mTitik pemotongan 4D22Tulangan untuk momen positif di muka tumpaun I= 3,8 m d = 3,29 mBentang perlu 3D19+1D22Tulangan positif di muka tumpuan HLokasi pemotongan3D19 + 1D22= 3,29 + ld-22 = 4,5 m1D22 + 5D252D22 (contd.)6D193D19 + 1D224D22Tumpuan HKolom C2-4 & kolom C2-5Tumpuan IShearwall W4_BT-C1Saturday, July 31, 2010 96 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.17 Shear Reinforcement Earthquake Resistance Design 1@50 & 11@1002 kaki D133,2 m1,2 mShearwallW4_BT-C1Tumpuan ITulangan disalurkan sejauh ld-25 ke dalam shearwall1,2 m2,7 m2 kaki D102 kaki D101@50 & 11@1002@100 & 17@2002 kaki D102@100 & 16@200Tulangan disalurkan sejauh ld-22 ke dalam balok C12-4Kolom C2-4Kolom C2-5Tumpuan HSaturday, July 31, 2010 97 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.18 Bagian 2 Detailing Detailing Elemen KolomElemen Kolom Sistem Rangka Pemikul Momen KhususSistem Rangka Pemikul Momen Khusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 98 Shortcourse HAKI 2010 Kolom C2-4 1. Diagram momen Desain detailing tulangan elemen kolom C2-4. Perhatikan kembali Gambar 1.6, kolom C2 terletak di baris C pada grid 2 di lantai 4: .Column 1 = 70 cm 70 cm. .fc = 45 MPa .fy = 400 MPa .Tinggi bentang bersih = 340 cm Gaya-gaya dalam pada elemen seperti terlihat pada tabel berikut Earthquake Resistance Design Lantai dasar1st lobby Lantai 1 2nd lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Lantai 16 Lantai 17 Lantai 18Kolom yang didesainSaturday, July 31, 2010 99 Shortcourse HAKI 2010 Gaya-gaya Dalam Gaya-gaya Dalam Terfaktor pada Kolom 2B-2 Kolom Gaya Aksial kN Shear kN Kolom di lantai atas (5th floor) LC 1,2D + 1,6L 9.014 Kolom yang didesain (4th floor) LC 1,2D + 1,6L LC 1,2D + 1,0L Goyangan ke kanan Goyangan ke kiri 9.693 8.768 8.768 -216 +216 87,8 87,8 Kolom di lantai bawah (3rd floor) LC 1,2D + 1,6L 10.382 Earthquake Resistance Design Notes : Hasil dari kombinasi pembebanan lainnya tidak diperlihatkan di sini karena nilainya lebih kecil. Saturday, July 31, 2010 100 Shortcourse HAKI 2010 Definisi Kolom 1. Definisi Kolom 1.Definisi kolom. Persyaratan yang harus dipenuhi oleh kolom yang didesain (SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.1): a)Gaya aksial terfaktor maksimum yang bekerja pada komponen struktur kolom adalah tidak kurang dari Agfc'/10. Gaya aksial terfaktor maksimum (Tabel) = 9.693 kN. Earthquake Resistance Design ..kN 205.210N/mm 45mm 700mm 70010'2....cgfAOk, gaya aksial terfaktor maksimum > 0,1 Agfc. Saturday, July 31, 2010 101 Shortcourse HAKI 2010 Definisi Kolom 1. Definisi Kolom b)Sisi terpendek penampang kolom tidak kurang dari 300 mm (30 cm). Sisi terpendek kolom, b = 700 mm. c)Rasio dimensi penampang tidak kurang dari 0,4. Rasio antara b dan h = 700 mm / 700 mm = 1 Earthquake Resistance Design Ok, b/d = 1 > 0,4 Ok, d > 300 mm. Saturday, July 31, 2010 102 Shortcourse HAKI 2010 Penulangan 2. Konfigurasi Penulangan 2.Cek konfigurasi penulangan. Berdasarkan gaya dalam yang bekerja, dimensi kolom yang digunakan adalah 700 mm 700 mm, dengan 12 buah baja tulangan D25 (Gambar 1.19). Rasion tulangan .g dibatasi tidak kurang dari 0,01 dan tidak lebih dari 0,06. Earthquake Resistance Design ..01202,0mm 700mm 700mm .89052...g.Ok, 0,01 < .g < 0,06 Jenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 25 25 491 12 5.890 Saturday, July 31, 2010 103 Shortcourse HAKI 2010 Earthquake Resistance Design Diagram Interaksi Kolom C2-4 C:\Documents and Settings\Apet Tonday\Desktop\shortcourse pdf\Interkasi Kolom C2-4.JPGSaturday, July 31, 2010 104 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.19 Kuat Kolom 3. Strong Column-Weak Beam 3.Kuat kolom. SNI Pasal 23.4.2.2 Kuat kolom fMn harus memenuhi SMc = 1,2 SMg SMc = jumlah Mn dua kolom yang bertemu di join. SMg = jumlah Mn dua balok yang bertemu di join (termasuk sumbangan tulangan pelat di selebar efektif pelat lantai). Dalam hitungan ini, karena tulangan pelat tidak didesain, diambil pendekatan konservatif dengan momen-momen yang diperhitungkan adalah momen desain (= fMn) (menggunakan pendekatan ACI 318 (1999)). Akibat goyangan ke kanan, fMn ujung-ujung balok C12-4 dan C23-4 seperti terlihat pada Gambar 1.20. Juga perhatikan review kuat lentur penampang untuk balok C23-4 dan kuat lentur penampang balok C12-4 Jadi: 1,2S Mg = 1,2 (381 + 186) = 680,4 kN-m. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 105 Shortcourse HAKI 2010 Kuat Kolom Review kuat lentur balok C23-4 Kuat lentur balok C23-4 dari hasil perhitungan sebelumnya Earthquake Resistance Design Kondisi Lokasi Arah Gempa Mu (kN-m) Reinf. As (mm2) fMn (kN-m) Mpr (kN-m) 1 Right End (I) Kanan -478 3 D22 5 D25 3.595 488 727 clockwise Negatif 2 Left End (H) Kiri -335 6 D19 2 D22 2.461 357 540 counter-cw Negatif 3 Left End (H) Kanan 193 3 D19 1 D22 1.231 201 310 cw Positif 4 Right End (I) Kiri 171 4 D22 1.521 245 377 ccw Positif 5 Midspan Kanan dan Kiri 167 1 D16 3 D19 1.052 173 268 Positif Saturday, July 31, 2010 106 Shortcourse HAKI 2010 Kuat Kolom Kuat lentur balok C12-4 Kuat lentur balok C12-4 (perhitungan tidak ditampilkan). Earthquake Resistance Design Kondisi Lokasi Arah Gempa Mu (kN-m) Reinf. As (mm2) fMn (kN-m) Mpr (kN-m) 1 Right End (H) Kanan -368 4 D19 4 D22 2.655 381 575 clockwise Negatif 2 Left End (G) Kiri -424 8 D22 3.041 428 642 counter-cw Negatif 3 Left End (G) Kanan 175 4 D19 1.134 186 288 cw Positif 4 Right End (H) Kiri 176 4 D19 1.134 186 288 ccw Positif 5 Midspan Kanan dan Kiri 174 4 D19 1.134 186 288 Positif Saturday, July 31, 2010 107 Shortcourse HAKI 2010 Earthquake Resistance Design Kolom yang didesainCol. C2-4fMn381 kN-mKolom atasCol. C2-5fMn186 kN-mMcMcBalok kiriBeam C124Balok kananBeam C234Momen-momen yang muncul di joinHMomen-momen yang terbentuk di muka tumpuan H Saturday, July 31, 2010 108 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.20 Earthquake Resistance Design Perhitungan kapasitas momen kolom D:\Project 2010\Shortcourse 2010\Visio\Interaksi Kolom.jpgSaturday, July 31, 2010 109 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.21 Kuat Kolom 3. Strong Column-Weak Beam Kolom lantai atas (5th floor) (Lihat Gambar 1.21) fPn-abv = gaya aksial terfaktor di kolom atas (Tabel ) = 9.014 kN. Dari diagram interaksi kolom, fPn-abv bersesuaian dengan fMn =1.092 kN-m. Kolom lantai yang didesain (4th floor) fPn-dsn = gaya aksial terfaktor di kolom yang didesain = 9.693 kN. Dari diagram interaksi kolom, fPn-dsn bersesuaian dengan fMn = 986 kN-m. SMc = fMn-abv + fMn-dsn = (1.092 + 986) = 2.078 kN-m > 1,2 S Mg Ok, syarat ini terpenuhi. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 110 Shortcourse HAKI 2010 Kuat Kolom 3. Strong Column-Weak Beam Kolom lantai bawah (3rd floor) fPn-blw = gaya aksial terfaktor di kolom bawah (Tabel) = 10.382 kN. Dari diagram interaksi kolom, fPn-blw bersesuaian dengan fMn = 878 kN-m. SMc = fMn-blw + fMn-dsn = (878 + 986) = 1.864 kN-m > 1,2 S Mg Ok, syarat ini terpenuhi. Perlu dicatat di sini bahwa untuk desain komponen struktur kolom SRPMK, kuat lebih-nya tidak perlu dibatasi sebagaimana halnya yang dilakukan dalam mendesain komponen struktur lentur. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 111 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 4. Confinement 4.Desain Tulangan Pengekang. .SNI Pasal 23.4.4(1) Total luas penampang hoops tidak kurang dari salah satu yang terbesar antara: dan coba tulangan berdiameter D13 untuk hoops. Earthquake Resistance Design ..................1'3,0chgyhccshAAffshAyhccshffshA'09,0.Jenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 13 13 133 2 668 16 16 201 2 Saturday, July 31, 2010 112 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 4. Confinement hc = lebar penampang inti beton (yang terkekang) = bw 2(40 + db) = 700 (2 (40 + 13/2)) = 607 mm. Ach = luas penampang inti beton, diukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainnya. = (bw 2(40)) (bw 2(40)) = (700 80)2 = 384.400 mm2. Sehingga dan Earthquake Resistance Design ./mm2mm 6,5530'...................................1384.400490.00040046070,31chgyhccshAAffhsA,/mm.2mm 1,65'.....40046070,090,09yhccshffhsAJadi, ambil nilai yang terbesar, yaitu 6,1 mm2/mm. Saturday, July 31, 2010 113 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 4. Confinement .SNI Pasal 23.4.4(2) Spasi maksimum adalah yang terkecil di antara: 1.1/4 dimensi penampang kol. terkecil = 700 mm / 4 = 175 mm. 2.6 kali diameter tulangan longitudinal = 6 25 mm = 150 mm. 3.Besar sx menurut persamaan: dengan hx = 2/3 hc = 2/3 607 (asumsi) . spasi horizontal maksimum kaki-kaki pengikat silang = 350 mm. sx = 100 + ((350 350)/3) = 100 mm. Namun sx tidak perlu lebih kecil dari 100 mm. Jadi gunakan spasi 100 mm (10 cm). As_h1 = 560 mm2. As_h2 = 610 mm2. Jadi, gunakan 2 kaki D13 dan 2 kaki D16 dengan luas penampang = 668 mm2 > 610 mm2. Ok, kebutuhan As_h terpenuhi. Earthquake Resistance Design 3350100xxhs...Saturday, July 31, 2010 114 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 4. Confinement .SNI Pasal 23.4.4(4) Tulangan hoop tersebut diperlukan sepanjang lo dari ujung-ujung kolom, lo dipilih yang terbesar di antara 1.tinggi elemen struktur, d, di join = 700 mm. 2.1/6 tinggi bersih kolom = 1/6 3.400 mm = 567 mm. 3.500 mm. = 500 mm. Dengan demikian, ambil lo = 750 mm. .SNI Pasal 23.4.4.6 Sepanjang sisa tinggi kolom bersih (tinggi kolom total dikurangi lo di masing-masing ujung kolom) diberi hoops dengan spasi minimum 150 mm, atau 6 diameter tulangan longitudinal, yaitu 6 25 mm = 150 mm. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 115 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser 5.Desain Tulangan Geser. .Ve tidak perlu lebih besar dari Vsway yang dihitung berdasarkan Mpr balok: dengan DF = faktor distribusi momen di bagian atas dan bawah kolom yang didesain. Batasan ini merefleksikan filosofi kolom kuat-balok lemah, yang membuat balok lebih lemah daripada kolom. Karena kolom di lantai atas dan lantai bawah mempunyai kekakuan yang sama, maka DFtop = DFbtm = 0,5 Earthquake Resistance Design ubtmbtmprtoptopprswaylDFMDFMV....Saturday, July 31, 2010 116 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser Mpr-top dan Mpr-btm adalah penjumlahan Mpr untuk masing-masing balok di lantai atas dan lantai bawah di muka tumpuan kiri. .Tapi, Ve tidak boleh lebih kecil dari gaya geser terfaktor hasil analisis (Tabel), yaitu 87,8 kN. Ok, syarat Ve_min terpenuhi. Jadi, ambil Ve = Vu = 253,8 kN. Earthquake Resistance Design ....m 3,40,5mkN 0,5mkN ........575288575288swayVkN 8,253.swayVSaturday, July 31, 2010 117 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser .Vc dapat diambil = 0 jika Ve akibat gempa lebih besar dari 1/2 Vu dan gaya aksial terfaktor pada kolom tidak melampaui 0,05 Agfc. Selain itu, Vc dapat diperhitungkan. Kenyataannya, pada kolom yang didesain, gaya aksial terfaktornya melampaui 0,05 Agfc. Jadi, Vc boleh diperhitungkan. Kontribusi beton dalam menahan geser, Vc: Earthquake Resistance Design ..310657007006645.......dbw'ccfVkN 497.cVSaturday, July 31, 2010 118 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser .Cek apakah dibutuhkan tulangan geser dan Ok, ternyata . Jadi diperlukan tulangan geser. Earthquake Resistance Design ?21cuVV.fkN 4,338..0,75kN 253,8fuVkN 5,24821.cVcuVV21.fSaturday, July 31, 2010 119 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser .Cek apakah cukup dipasang tulangan geser minimum: dan Ternyata . Earthquake Resistance Design ?31dbVVwcu..f..kN 64510365700700497313.......dbVwcdbVVwcu31..fywminvfsbA31..Tulangan geser minimum kN 4,338..0,75kN 253,8fuVSaturday, July 31, 2010 120 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser Karena sebelumnya telah dipasang tulangan confinement 2 kaki D13 dan 2 kaki D16 dengan spasi 100 mm. Berarti Av_min = 58 mm2. Sementara itu Ash untuk 2 kaki D13 + 2 kaki D16 = 668 mm2. Jadi, sudah memenuhi. Earthquake Resistance Design Ok, Av < Ash. Persyaratan kekuatan geser terpenuhi. 2mm 58....40010070031minvASaturday, July 31, 2010 121 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Geser 5. Penulangan Geser .Untuk bentang di luar lo, SNI Pers (47) memberikan harga Vc bila ada gaya aksial yang bekerja: dengan Nu = gaya tekan aksial terkecil dari ke-9 kombinasi. Gaya aksial tekan terkecil dalam contoh ini adalah gaya aksial tekan hasil kombinasi pembebanan SNI Beton pasal 11.2-3(9), yaitu: Nu = 0,9D 1,0E = 5.634 kN. Karena Vc melebihi Vu/f untuk bentang kolom di luar lo, maka tulangan sengkang tidak dibutuhkan untuk geser pada bentang tersebut, tapi hanya untuk confinement. Earthquake Resistance Design dbfANVwcguc6'141..............kN 905.........................66570070070070014105.6341453cVSaturday, July 31, 2010 122 Shortcourse HAKI 2010 Desain Lap Splice 6. Panjang Lewatan SNI Pasal 23.4.3.2 Lap splices hanya boleh dipasang di tengah tinggi kolom, dan harus diikat dengan tulangan sengkang (confinement). Sepanjang lap splices, spasi tulangan transversal dipasang sesuai spasi tulangan confinement di atas, yaitu 100 mm. SNI Pasal 14.17.2.2 Digunakan Class B Lap Splice jika semua tulangan di salurkan di lokasi yang sama. Panjang lewatan Kelas B = 1,3ld. Untuk baja tulangan dengan diameter 25 mm, ld = 45db (Tabel 11 SNI Beton Pasal 14.2.2). 1,3ld = 1,3 1.125 mm = 1.500 mm = 1,5 m. SNI Pasal 14.17.2.4 1,3ld dapat dikurangi dengan cara dikalikan 0,83, jika confinement sepanjang lewatan mempunyai area efektif yang tidak kurang dari 0,0015 h s. Untuk s = 100 mm, Area efektif = 0,0015 700 mm 100 mm = 105 mm2. Area hoops = 668 mm2. Dengan demikian, lap splices menjadi = 0,83 1.500 = 1.250 mm = 125 cm. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 123 Shortcourse HAKI 2010 Detailing Kolom Penulangan Lentur & Geser Earthquake Resistance Design 12 D25Confinement 2 D16 hoopClear cover 40 mm700 mm700 mmConfinement 2 D13 crosstiesSaturday, July 31, 2010 124 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.22 Bagian 3 Detailing Detailing Elemen JoinElemen Join Sistem Rangka Pemikul Momen KhususSistem Rangka Pemikul Momen Khusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 125 Shortcourse HAKI 2010 Join C2-4 1. Diagram momen Desain penulangan dan hitung kuat Join C2-4. Join C2-4 merupakan pertemuan balok C12-4, kolom C2-4, kolom C2-5, dan balok C23-4. Earthquake Resistance Design Lantai dasar1st lobby Lantai 1 2nd lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Lantai 16 Lantai 17 Lantai 18Join yang didesainSaturday, July 31, 2010 126 Shortcourse HAKI 2010 Dimensi Join 1. Perhitungan Luas efektif Join 1.Luas Efektif Join .SNI Pasal 23.5.3.1 Luas efektif hubungan balok-kolom, dinyatakan dalam Aj, adalah Aj = 700 mm 700 mm = 490.000 mm2. .SNI Pasal 23.5.1.4 Panjang join yang diukur paralel terhadap tulangan lentur balok yang menyebabkan geser di join sedikitnya 20 kali db longitudinal terbesar. Panjang join = 20 25 mm = 500 mm. (OK). Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 127 Shortcourse HAKI 2010 Confinement 2. Tulangan Transversal Pengekang 2.Penulangan Transversal untuk Confinement .SNI Pasal 23.5.2.1 Harus ada tulangan confinement dalam join. .SNI Pasal 23.5.2.2 Untuk join interior, jumlah tulangan confinement yang dibutuhkan setidaknya setengah tulangan confinement yang dibutuhkan di ujung-ujung kolom. Dari Langkah 4 dalam desain kolom, diperoleh bahwa: 0,5 Ash/s = 0,5 6,1 mm2/mm = 3,05 mm2/mm. Spasi vertikal hoop diizinkan untuk diperbesar hingga 150 mm. Jarak bersih antartulangan tekan dan tulangan tarik balok adalah 450 mm. Coba pasang tiga hoops. Yang pertama dipasang pada jarak 70 mm di bawah tulangan atas. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 128 Shortcourse HAKI 2010 Confinement 2. Tulangan Transversal Pengekang Area tulangan hoop yang dibutuhkan = 150 mm 3,05 mm2/mm = 458 mm2. Coba gunakan baja tulangan diameter 13 mm 4 kaki. Earthquake Resistance Design Jenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 13 13 133 4 531 Jadi Ash = 531 mm2. Ok, pakai 4 kaki D13. Saturday, July 31, 2010 129 Shortcourse HAKI 2010 Geser di Join 3. Perhitungan Kuat Geser dan Shear Check pada Join 3.Perhitungan Geser di Join dan Cek Kuat Geser Tinjau Free-body diagram seperti terlihat pada Gambar 1.23. Balok yang memasuki join memiliki probable moment = -575 kN-m dan 540 kN-m. Pada join, kekakuan kolom atas dan kekakuan kolom bawah sama, sehingga DF = 0,5 untuk setiap kolom. Sehingga Me = 0,5 (575 + 540) kN-m = 557,5 kN-m. Geser pada kolom atas: Vsway = (557,5 + 557,5)/3,4 = 164 kN. Di bagian lapis atas balok, baja tulangan yang dipakai adalah 4D19 + 4D22, As = 2.655 mm2. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 130 Shortcourse HAKI 2010 Geser di Join 3. Perhitungan Gaya-gaya yang Bekerja Gaya tarik yang bekerja pada baja tulangan balok di bagian kanan adalah T1 = 1,25 Asfy = 1,25 2.655 400 = 1.327,5 kN. Gaya tekan yang bekerja pada balok ke arah kanan adalah C1 = T1 = 1.327,5 kN. Gaya tarik yang bekerja pada baja tulangan balok di bagian kiri adalah T2 = 1,25 Asfy = 1,25 2.461 400 = 1.230,5 kN. Gaya tekan yang bekerja pada balok ke arah kiri adalah C2 = T2 = 1.230,5 kN. Vu = Vj = Vsway T1 C2 = 164 1.327,5 1.230,5 = 2.394 kN. Arah sesuai dengan T1, yaitu ke kiri. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 131 Shortcourse HAKI 2010 Gaya Resultante Earthquake Resistance Design lu3,4 mAjMpr-1575 kN-mBeam C124Beam C234Mpr-2540 kN-mMe557,5 kN-mMe557,5 kN-mMe557,5 kN-mVswy164 kN-mT11.327,5 kNC11.327,5 kNVswy164 kN-mC21.230,5 kNT21.230,5 kNVu2.394,2 kNFree-body diagram of jointPertemuan Balok C12-4, Balok C234, Kolom C24, dan Kolom C25(a)(b)Saturday, July 31, 2010 132 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 1.23 Kuat Geser Nominal 3. Kuat Geser Join .SNI Pasal 23.5.3(1): Kuat geser nominal join yang dikekang di keempat sisinya adalah: Luas efektif hubungan balok-kolom, Aj = 700 mm 700 mm = 490.000 mm2. Earthquake Resistance Design jcnAfV'7,1.kN 562.410000.490307,13......nVkN 650.3kN 562.48,0...nVffVn > Vu, Dengan demikian, join mempunyai kuat geser yang memadai. Saturday, July 31, 2010 133 Shortcourse HAKI 2010 Chapter 2 Perencanaan Komponen Struktur Perencanaan Komponen Struktur Sistem Dinding Struktural KhususSistem Dinding Struktural Khusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 134 Shortcourse HAKI 2010 Bagian 4 Detailing Detailing Dinding GeserDinding Geser Sistem Dinding Struktural KhususSistem Dinding Struktural Khusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 135 Shortcourse HAKI 2010 Shearwall, W0 1. Diagram momen Desain detailing tulangan shearwall lantai dasar. Perhatikan kembali Gambar 1.6. .Lebar = 35 cm. .fc = 45 MPa .fy = 400 MPa .Tinggi bersih opening = 250 cm Gaya-gaya dalam pada elemen seperti terlihat pada tabel berikut Earthquake Resistance Design Lantai dasar1st lobby Lantai 1 2nd lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Lantai 16 Lantai 17 Lantai 18Shearwall yang didesainSaturday, July 31, 2010 136 Shortcourse HAKI 2010 Balok induk-kolom-dinding Lt. Dasar Layout Earthquake Resistance Design 6 m8,4 m4,2 m4,2 mW0_US-3W0_US-42,5 m3,5 mW0_BT-C1W0_BT-D1W0_BT-D2W0_BT-C2Balok tepiPerimeter beamBT230 cm 55 cmBalok interiorInterior beamBT135 cm 60 cmKolom interiorInterior columnC170 cm 70 cmKolom tepiPerimeter columnC260 cm 60 cm35 cmPelat2nd lobby floorTebal 12 cmSaturday, July 31, 2010 137 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.1 Shearwall, W0 Gaya dalam pada shearwall Earthquake Resistance Design Parameter Value Tinggi, hw 80 m Panjang, lw 4,2 m Geser, Vu 2.131 kN Axial, Pu 18.673 kN Momen, Mu 28.105 kN-m fc 45 MPa fy 400 MPa 2,5 mlw = 4,2 mlw = 4,2 m3,5 mWallspandrelbalok perangkai balok kopel3 mMu28.105 kN-mW0_BT-C1W0_BT-C2Mu28.105 kN-mVu2.131 kNVu2.131 kNPu18.673 kNPu18.673 kN6 mSaturday, July 31, 2010 138 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.2 Minimum Reinforcement 1. Kebutuhan Baja Tulangan Minimum 1.Tentukan kebutuhan baja tulangan vertikal dan horizontal minimum. .Periksa apakah dibutuhkan dua lapis tulangan. Baja tulangan vertikal dan horizontal masing-masing harus dipasang dua lapis apabila gaya geser bidang terfaktor yang bekerja pada dinding melebihi: Earthquake Resistance Design '61ccvfA.m 47,1m 35,0m 2,42...cvAkN 5,643.11064547,1'613....ccvfAVu = 2.131 kN > 1.643,5 kN, sehingga diperlukan dua lapis tulangan. Saturday, July 31, 2010 139 Shortcourse HAKI 2010 Minimum Reinforcement 1. Kebutuhan Baja Tulangan Minimum .Perhitungan kebutuhan baja tulangan vertikal dan horizontal. Untuk dinding struktural, rasio tulangan vertikal .v dan horizontal .n minimum adalah 0,0025 dan spasi maksimum masing-masing tulangan adalah 450 mm. Luas penampang horizontal dan vertikal dinding geser per meter panjang: = 0,35 m 1 m = 0,35 m2. Luas minimal kebutuhan tulangan per meter panjang arah horizontal dan vertikal: = 0,35 m2 0,0025 = 0,00075 m2 = 875 mm2. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 140 Shortcourse HAKI 2010 Minimum Reinforcement 1. Kebutuhan Baja Tulangan Minimum Bila digunakan baja tulangan D16, maka. Karena digunakan dua lapis tulangan, jumlah pasangan tulangan yang diperlukan per meter panjang adalah: Ok. Syarat batas spasi maksimum (spasi maksimum 450 mm) terpenuhi. Gunakan tulangan 2D16 - 300 mm. Earthquake Resistance Design Jenis Dimensi Jumlah As s D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) (mm) 16 16 201 2 402 300 pasang 318,2mm 402mm 87522...nmm 300 mm 3303mm 000.1...sSaturday, July 31, 2010 141 Shortcourse HAKI 2010 Shear Reinforcement 2. Kebutuhan Baja Tulangan Geser 2.Tentukan kebutuhan baja tulangan yang diperlukan untuk menahan geser. Gunakan konfigurasi tulangan dinding yang diperoleh sebelumnya, yaitu 2D16-300 mm. Berdasarkan SNI Beton (BSN, 2002b), kuat geser nominal dinding struktural dapat dihitung dengan persamaan berikut (SNI Beton Pers. 127): di mana Earthquake Resistance Design ..yncccvnffAV....'305,19....m 4,2m 80dinding panjangdinding total tinggiwwlhSaturday, July 31, 2010 142 Shortcourse HAKI 2010 Shear Reinforcement 2. Kebutuhan Baja Tulangan Geser Karena hw/lw > 2, .c = 0,167 = 1/6 Pada dinding terdapat tulangan horizontal dengan konfigurasi 2D16-300. Rasio tulangan horizontal terpasang adalah: Kuat geser nominal: = 3.895 kN. Earthquake Resistance Design 0038,0mm 350 mm 300mm 402 mm 201222......tsn...yncccvnffAV....'......3104000038,045167,0200.4350........Saturday, July 31, 2010 143 Shortcourse HAKI 2010 Shear Reinforcement 2. Kebutuhan Baja Tulangan Geser Kuat geser perlu: Kuat geser nominal maksimum: = 4479,6 kN. Earthquake Resistance Design kN 921.2895.375,0...nVfkN 6,217.81064547,15'653.....ccvfAOk, Vu = 2.131 kN < fVn = 2.921 kN, dinding cukup kuat menahan geser. Ok, kuat geser nominal masih di bawah batas atas kuat geser nominal maksimum. Saturday, July 31, 2010 144 Shortcourse HAKI 2010 Shear Reinforcement 2. Kebutuhan Baja Tulangan Geser Oleh karena itu, konfigurasi tulangan 2D16300mm (sebagaimana didapat pada langkah 1) dapat digunakan. Rasio tulangan .v tidak boleh kurang dari .n apabila hw/lw < 2. Karena hw/lw = 19,1, maka dapat digunakan rasio tulangan minimum. Jadi gunakan 2D16-300 mm untuk tulangan vertikal. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 145 Shortcourse HAKI 2010 Flexural Reinforcement 3. Kebutuhan Baja Tulangan Lentur 3.Perencanaan dinding terhadap kombinasi gaya aksial dan lentur. Dengan hanya mengandalkan tulangan vertikal terpasang pada badan penampang, dinding struktural tidak mampu menahan kombinasi gaya aksial dan lentur terfaktor yang bekerja. Dari proses trial & error, diperoleh jumlah tulangan longitudinal harus terdiri dari: . 11 buah pasangan 2D16, . 2 buah pasangan 3D25, dan . 12 buah pasangan 3D29. Sketsa shearwall W0_BT1 (shearwall di lantai dasar arah Barat-Timur 1) seperti terlihat pada Gambar 2.3. Diagram interaksi aksial tekan vs lentur yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 2.4. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 146 Shortcourse HAKI 2010 Shearwall W0_BT-C1 Sketsa Earthquake Resistance Design 6 pasang3 kaki D293 kaki D259 pasang2 kaki D16@ 300 mm2 kaki D166 pasang3 kaki D293 kaki D252 kaki D1679 mm50 mm52 mm124 mm141 mmSpasi bersihShearwall W0_BT-C1Dimensi 350 mm 4200 mmfc = 45 MPafy = 400 MPaSaturday, July 31, 2010 147 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.3 Diagram Interaksi Shearwall (PCA Col) Earthquake Resistance Design C:\Documents and Settings\Apet Tonday\Desktop\shortcourse pdf\Dinding Dasar Wall 0C.JPGSaturday, July 31, 2010 148 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.4 Flexural Reinforcement 3. Kebutuhan Baja Tulangan Lentur Pada gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa dinding struktural (dengan konfigurasi penulangan yang direncanakan) memiliki kekuatan yang memadai untuk menahan kombinasi gaya aksial dan lentur terfaktor yang bekerja (termasuk kombinasi gaya dalam yang disebabkan oleh kombinasi-kombinasi beban lainnya yang ditinjau). Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 149 Shortcourse HAKI 2010 Special Boundary Element 4. Komponen Batas Khusus 4.Tentukan apakah special boundary element (komponen batas khusus) diperlukan? a)Berdasarkan pendekatan tegangan, special boundary element diperlukan apabila tegangan tekan maksimum akibat kombinasi momen dan gaya aksial terfaktor yang bekerja pada penampang dinding geser melebihi 0,2 fc. Jadi, special boundary element diperlukan jika: Earthquake Resistance Design ' 2,0cugufIyMAP..Saturday, July 31, 2010 150 Shortcourse HAKI 2010 Special Boundary Element 4. Komponen Batas Khusus Nilai yang dihasilkan persamaan tersebut adalah: Sedangkan: 0,2 fc = 0,2 45.000 kN/m2 = 9.000 kN/m2 = 9 MPa. Jadi, berdasarkan perhitungan tegangan, dibutuhkan komponen batas khusus pada dinding struktural. Earthquake Resistance Design 42m 16,2m 1,2mkN 105.28m 47,1kN 673.18.....IyMAPugu2kN/m 65,015.40Saturday, July 31, 2010 151 Shortcourse HAKI 2010 Special Boundary Element 4. Komponen Batas Khusus b)Berdasarkan pendekatan perpindahan, special boundary element diperlukan jika jarak c (sumbu netral) dari serat terluar zona tekan lebih besar dari nilai berikut: Pada persamaan di atas, du adalah perpindahan maksimum dinding geser (di puncak gedung) dalam arah pembebanan gempa yang ditinjau. Earthquake Resistance Design 007,0 mana, di 600..........wuwuwhhlcddSaturday, July 31, 2010 152 Shortcourse HAKI 2010 Special Boundary Element 4. Komponen Batas Khusus Berdasarkan hasil analisis struktur yang telah dilakukan (tidak ditampilkan di sini), akibat beban gempa rencana yang telah direduksi oleh faktor modifikasi respon struktur, perpindahan maksimum di puncak gedung ds adalah 90,83 mm. Oleh karena itu: Jadi, Earthquake Resistance Design mm 5407,0..suRddm 04,1cm 000.8cm 456002,4600...........wuwhldSaturday, July 31, 2010 153 Shortcourse HAKI 2010 Earthquake Resistance Design Sketsa dan Properti Geometris Dinding Geser W0_BT-C1 (Response-2000) C:\Documents and Settings\Apet Tonday\Desktop\shortcourse pdf\Imput Respons.JPGSaturday, July 31, 2010 154 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.5 Earthquake Resistance Design Beam Depth (mm)x Strain (mm/m)Longitudinal Strain-300.0-600.0-900.0-1200.0-1500.0-1800.0-2100.0-2100.0-1800.0-1500.0-1200.0-900.0-600.0-300.00.0300.0600.0900.01200.01500.01800.02100.0-0.40-0.80-1.20-1.60-2.000.000.400.801.201.602.002.40Neutral Axis (Response-2000) c = 1,92 m Saturday, July 31, 2010 155 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.6 Special Boundary Element 4. Komponen Batas Khusus Jadi, c pada penampang hasil analisis lebih besar dari nilai batas berdasarkan hasil perhitungan di atas. Maka, dari kondisi pada poin a dan b, special boundary element diperlukan. Berdasarkan hitungan sebelumnya, c = 1.920 mm. Berdasarkan SNI Beton (BSN, 2002b), special boundary element setidaknya harus dibuat sepanjang tidak kurang dari (c 0,1lw) atau (c/2) dari serat tekan terluar. Jadi: c 0,1lw = 1.920 mm (0,1 4.200 mm) = 1.500 mm 1,5 m. dan c/2 = 1.920 mm / 2 = 960 mm = 96 cm. Gunakan yang terbesar, sehingga panjang special boundary element ditetapkan sebesar 1,5 m dari serat tekan terluar. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 156 Shortcourse HAKI 2010 Earthquake Resistance Design Special Boundary Element Shearwall W0_BT-C1Dimensi 350 mm 4200 mmfc = 45 MPafy = 400 MPaSpecial boundary element1.500 mmPasangan 2 D16 ini harus masuk ke dalam komponen batas khusus dan ikut dikekangSaturday, July 31, 2010 157 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.7 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus 5.Tentukan tulangan longitudinal dan transversal yang diperlukan di daerah special boundary element .Tulangan longitudinal Sesuai perhitungan sebelumnya, terdapat 6D16, 3D25, dan 15D29 di daerah komponen batas khusus. Rasio tulangan longitudinal yang dihasilkan adalah Berdasarkan UBC (1997), rasio tulangan longitudinal minimum pada daerah komponen batas khusus ditetapkan tidak kurang dari 0,005. Jadi, tulangan longitudinal terpasang sudah memenuhi syarat minimum. Earthquake Resistance Design ..0236,0mm 500.1mm 503mm 2.41112....Saturday, July 31, 2010 158 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus .Tulangan confinement pada boundary element. .Untuk tulangan confinement pada arah sejajar dinding, gunakan tulangan D13 dengan spasi 100 mm. Karakteristik inti penampang: hc = dimensi inti (core) pengekang untuk arah sejajar dinding: = 350 mm (2 40 mm) + 2 (13 mm /2) = 257 mm. Spasi maksimum pengekang ditentukan oleh yang terkecil di antara: 1. panjang sisi terpendek = 350 mm = 87,5 mm. 2.6 diameter tul. longitudinal = 6 29 mm = 174 mm. 3.atau Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 159 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus atau namun sx tidak perlu lebih kecil dari 100 mm. Ok, Ambil spasi 100 mm. Earthquake Resistance Design 3350100xxhs.....3171350100332350100............cxhsmm 160.xsSaturday, July 31, 2010 160 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus Dengan menggunakan D13 spasi 100 mm, confinement yang dibutuhkan: Untuk menghasilkan luas 260 mm2, diperlukan 2 kaki hoops dan crossties di masing-masing sisi. Earthquake Resistance Design yhccshffshA'09,0.2mm 260MPa 400MPa 45mm 257mm 10009,0.....shASaturday, July 31, 2010 161 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus Earthquake Resistance Design Jenis Dimensi Jumlah Ash D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 13 13 132,7 2 265 Ok, 265 mm2 > 260 mm2, 2 hoops D13 dengan spasi 10 cm dapat digunakan. Saturday, July 31, 2010 162 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus .Untuk tulangan confinement pada arah tegak lurus dinding, coba gunakan tulangan D16 (karena KBK cukup panjang) dengan spasi 100 mm. Karakteristik inti penampang: hc = dimensi inti (core) pengekang untuk arah tegak lurus dinding: = 1.500 mm (40 mm + 2 (16 mm /2)) = 1.444 mm. Spasi maksimum pengekang ditentukan oleh yang terkecil di antara: 1. panjang sisi terpendek = 350 mm = 87,5 mm. 2.6 diameter tul. longitudinal = 6 29 mm = 174 mm. 3.atau Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 163 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus atau asumsi 350 mm merupakan spasi maksimum yang diizinkan namun sx tidak perlu lebih kecil dari 100 mm. Ok, Ambil spasi 100 mm. Earthquake Resistance Design ..3350350100...xsmm 100.xsSaturday, July 31, 2010 164 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus Bila digunakan tulangan D16, dengan spasi pengekang 100 mm, maka: jumlah tulangan D16 yang dibutuhkan: Earthquake Resistance Design 2mm 462.1MPa 400MPa 45mm 444.1mm 10009,0.....shAJenis Dimensi Jumlah Ash D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 16 16 201 8 1.608 Dibutuhkan 8 tulangan pengekang D16 di komponen batas khusus. Saturday, July 31, 2010 165 Shortcourse HAKI 2010 SBE Reinforcement 5. Tulangan Longitudinal dan Transversal Komp. Batas Khusus Sebelumnya sudah digunakan 2 kaki D13 untuk memenuhi kebutuhan tulangan pengekang arah sejajar dinding, maka total tulangan pengekang bila memanfaatkan 2 leg D13 arah tegak lurus dinding dari hoops 2 kaki D13: cukup memenuhi kebutuhan tulangan untuk kedua arah. Earthquake Resistance Design Jenis Dimensi Jumlah Ash D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 13 13 132,7 2 1.472 16 16 201 6 . Ok, untuk itu, gunakan hoops 2 kaki D13 dan 6 crossties D16 untuk memenuhi kebutuhan pengekangan KBK di kedua arah. Saturday, July 31, 2010 166 Shortcourse HAKI 2010 3D293D293D292D292D292D163D293D293D252D16Shearwall W0_BT-C1Shearwall W0_US-3Crossties D16@ 100 mmHoop D13@ 100 mmUTSB6 db minimal 7,5 cm6 db minimal 7,5 cmD16 @ 300 mmDetailing SBE Wall W0_BT-C1 Earthquake Resistance Design Spasi crossties dan hoop pilih yang terkecil antara 1.Ukuran dimensi terkecil elemen / 4 2.6db, atau 3.sx, dimana: Tapi tidak perlu < 100 mm sx max = 150 mm Saturday, July 31, 2010 167 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.8 Detailing SBE Wall W0_BT-C1 Earthquake Resistance Design 79 mm79 mmUTSB79 mmSpasi bersih = 79 mm Pastikan ruang yang cukup untuk penyaluran tulangan lentur penampang balok dan balok perangkai (dibahas di bagian 5) yang bertemu shearwall, dan, diameter maksimum agregat kasar Saturday, July 31, 2010 168 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.9 Detailing WestWing Shearwall Earthquake Resistance Design Rasio penulangan > 0,0025 Luas minimum tulangan pengekang (hoops dan crossties): Di mana: s = spasi antar tulangan pengekang hc = dimensi inti (core) pengekang f c = kuat tekan beton shearwall fyh = kuat tarik tulangan sengkang yhccshffhsA' 09,0.Saturday, July 31, 2010 169 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.10 Bagian 5 Detailing Detailing Balok PerangkaiBalok Perangkai Sistem Dinding Struktural KhususSistem Dinding Struktural Khusus Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 170 Shortcourse HAKI 2010 Coupling Beam Untuk W0_BT-C1 dan W0_BT-C2 Coupling beam properties: .ln = 3.000 mm. .h = 3.500 mm. .bw = 350 mm. .fc = 45 MPa .fy = 400 MPa .Vu = 2.841 kN. .Mu = 1.156 kN-m. Earthquake Resistance Design Lantai dasar1st lobby Lantai 1 2nd lobby Lantai 2 Lantai 3 Lantai 4 Lantai 5 Lantai 6 Lantai 7 Lantai 8 Lantai 9 Lantai 10 Lantai 11 Lantai 12 Lantai 13 Lantai 14 Lantai 15 Lantai 16 Lantai 17 Lantai 18Balok perangkai yang didesain2.8412.6351.5641.4081.2821.1711.07298189581172764356047839832425318495Gaya geser pada balok perangkai (kN)Saturday, July 31, 2010 171 Shortcourse HAKI 2010 Wall spandrel Ketentuan Umum Balok Perangkai Ketentuan umum balok perangkai Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.7 1. Balok perangkai dengan perbandingan ln/h = 4 harus memenuhi ketentuan perencanaan untuk balok SRPMK, kecuali, . perbandingan bw terhadap h tidak perlu < 0,3, dan . bw tidak harus > 250 mm, bila dapat dibuktikan melalui analisis, stabilitas lateral balok perangkai mencukupi. balok perangkai dinding W0_BT-C1 dan W0_BT-C2 mempunyai bw = 350 mm, ln = 3 m dan h = 3,5 mm, jadi: Earthquake Resistance Design 286,0m 5,3m 3...dlnSaturday, July 31, 2010 172 Shortcourse HAKI 2010 Wall spandrel Ketentuan Umum Balok Perangkai 2. Balok perangkai dengan perbandingan ln/h < 4 boleh ditulangi dengan kelompok tulangan yang disusun secara diagonal dalam 2 arah berlawanan secara simetris 3. Bila: . perbandingan ln/h < 2, dan . Vu melebihi ketentuan (2) di atas harus dipenuhi, kecuali bila dapat dibuktikan melalui analisis: a.lepasnya balok tersebut tidak akan menganggu integritas komponen struktural (maupun non struktural) dan sambungannya terhadap struktur utama. b.reduksi kekakuan dan kekuatan balok tidak akan terlalu mempengaruhi tahanan gravitasi struktur secara keseluruhan. Earthquake Resistance Design '31ccpfASaturday, July 31, 2010 173 Shortcourse HAKI 2010 Wall spandrel Ketentuan Umum Balok Perangkai Point 1 pada ketentuan (3) sudah terpenuhi, sementara: . Ok, untuk itu kita dapat menggunakan tulangan diagonal. Earthquake Resistance Design 45mm 500.3mm 35031'31....ccpfAkN 841.2kN 739.2...uVSaturday, July 31, 2010 174 Shortcourse HAKI 2010 Desain Wall spandrel 1. Core Tulangan Diagonal Langkah desain balok perangkai Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.7 4a. Setiap kelompok tulangan diagonal harus memiliki sekurang-kurangnya 4 tulangan yang disusun dalam satu inti. Sisi inti berukuran minimum: . bw/2 dalam arah bidang balok = 350 / 2 = 175 mm. . bw/5 dalam arah bidang balok perangkai dan tegak lurus . arah diagonal tersebut = 350 / 5 = 70 mm. Kelompok tulangan diagonal akan didesain dengan dimensi bw inti =175 mm. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 175 Shortcourse HAKI 2010 Desain Wall spandrel 2. Selimut Beton dan Tulangan Vertikal & Horizontal Asumsi: . selimut beton dari serat tekan dan tarik terluar diambil = 300 mm. . selimut beton untuk bagian sisi balok = 40 mm. Penentuan selimut beton mengacu pada ketentuan dalam SNI 03-2847-2002 Pasal 9.7. . untuk kebutuhan minimum tulangan vertikal & horizontal digunakan D13. maka: d = 300 mm + 13/2 mm = 307 mm d = 3.500 mm d = 3.193 mm. h 2d = 3.500 2 307 = 2.886 mm. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 176 Shortcourse HAKI 2010 Desain Wall spandrel 3. Komponen Vertikal dan Horizontal cos . sin . Earthquake Resistance Design ..72,016,43886,233'22222.......dhllnn..69,016,489,2886,2389,2'2'22222........dhldhnTuCu.hdlndSaturday, July 31, 2010 177 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Diagonal 4. Kebutuhan Tulangan Diagonal untuk Geser Bila semua geser yang terbentuk pada balok didesain untuk dipikul sepenuhnya oleh tulangan diagonal, maka: Earthquake Resistance Design uyvdVfA. sin2.f.fsin 2yuvdfVA.23mm 862.669,040075,0210 841.2......vdASaturday, July 31, 2010 178 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Diagonal 4. Kebutuhan Tulangan Diagonal untuk Lentur Bila semua momen yang terbentuk pada balok didesain untuk dipikul sepenuhnya oleh tulangan diagonal, maka: Ok, dengan demikian, kebutuhan tulangan untuk geser yang mengatur jumlah tulangan yang diperlukan dalam masing-masing kelompok tulangan diagonal. Earthquake Resistance Design ..uyvdMdhfA...'2 cos.f..'2 cos dhfMAyuvd....f..26mm 740.1886.272,04008,010 157.1......vdASaturday, July 31, 2010 179 Shortcourse HAKI 2010 Baja Tulangan Diagonal 4. Kebutuhan Tulangan Diagonal Diperlukan 14 D25 untuk memenuhi kebutuhan tulangan, maka: Earthquake Resistance Design Jenis Dimensi Jumlah As D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 22 22 380 0 6.872 25 25 491 14 m-kN 567.410886.272,0400872.68,06......nMkN 855.21069,0400872.675,023......nVSaturday, July 31, 2010 180 Shortcourse HAKI 2010 Kuat Geser Maksimum 5. Kuat Geser Nominal Maksimum 4b. Tahanan geser nominal tulangan transversal pada tiap kelompok tulangan diagonal adalah Vn, di mana Ok, Vn = 2.855 kN = 6.848 kN Ketentuan SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.7(4b) terpenuhi. Earthquake Resistance Design '65sin2ccpyvdnfAfAV...kN 848.61045000.225.1653.....'65ccpfA.Saturday, July 31, 2010 181 Shortcourse HAKI 2010 Diagonal Reinforcement Penulangan Diagonal Penentuan dimensi inti tulangan diagonal harus menyesuaikan dengan desain tulangan shearwall, terutama di daerah special boundary element, karena di daerah ini tulangan biasanya dipasang lebih rapat. Sebelumnya, pada KBK shearwall telah terpasang 3D29, maka: Ruang bersih untuk lebar inti = 350 (2 (40 + 16 + 29)) = 180 mm. Di tengah ruang kosong ini ada 1D29, berarti ada 2 buah spasi kosong masing-masing = (180 29) / 2 = 75 mm. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 182 Shortcourse HAKI 2010 Diagonal Reinforcement Penulangan Diagonal Bila ke-14 tulangan D25 ini disusun dual layer, dan untuk pengekang digunakan D13, maka: Jarak dari sisi terluar pengekang ke sisi terdalam tulangan diagonal terdekatnya = 13 mm + 25 mm = 38 mm. Ruang kosong tersisa = 75 38 = 37 mm. Bila kita pasang dual layer D25 dengan spasi bersih (antara 2 D25 dalam 1 layer) = 99 mm, maka konfigurasi penulangan diagonal akan seperti terlihat pada Gambar 2.11. Lebar inti = 99 mm + (2 (25 + 13)) = 175 mm. Tinggi inti = (2 13) + (7 25) + (6 50) = 501 mm. Ok, spasi bersih antar tulangan sesuai dengan ketentuan. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 183 Shortcourse HAKI 2010 Diagonal Reinforcement Earthquake Resistance Design 180 mm75 mm38 mm37 mmSpasi bersih antar tulangan dalam 1 layer99 mmLebar core175 mmTinggi core501 mmTulangan utama pemikul momen shearwall di lokasi KBK3 D29Tulangan horizontal shearwallD16 @ 300 mmSaturday, July 31, 2010 184 Shortcourse HAKI 2010 Gambar 2.11 Diagonal Confinement 6. Tulangan Transversal Diagonal 5. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.7(4c) mengharuskan peraturan tulangan trasversal untuk SRPMK pada Pasal 23.4.4 harus dipenuhi untuk desain tulangan transversal pada tulangan inti diagonal, yaitu: SNI Pasal 23.4.4.1: Total luas penampang hoop tidak kurang dari salah satu yang terbesar antara dan Seperti ditetapkan di awal, tulangan yang akan digunakan untuk pengekangan tulangan diagonal adalah D13, Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 185 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 6. Confinement Earthquake Resistance Design .Pengekang searah tinggi core: hc = lebar penampang inti beton (lihat Gambar) = 175 2 (13/2) = 162 mm. Ach = luas penampang inti beton, diukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainnya. = 175 mm 501 mm = 87.675 mm2. Ag = (142 + 40) (501 + 40) = 116.315 mm2. (asumsi selimut bersih beton = 20 mm) Sehingga Jenis Dimensi Jumlah Ash D Diameter (mm) Luas/bar (mm2) buah (mm2) 13 13 132,7 2 265 Saturday, July 31, 2010 186 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 6. Confinement dan Earthquake Resistance Design ./mm2mm 9,1530'...................................140041750,3187.675116.315chgyhccshAAffhsA,/mm.2mm 78,15175'.....40040,090,09yhccshffhsAAmbil nilai yang terbesar, yaitu 1,9 mm2/mm. .Pengekang searah lebar core: hc = lebar penampang inti beton (lihat Gambar) = 501 2 (13/2) = 488 mm. Ach = luas penampang inti beton, diukur dari serat terluar hoop ke serat terluar hoop di sisi lainnya. = 175 mm 501 mm = 87.675 mm2. Ag = (142 + 40) (501 + 40) = 116.315 mm2. Sehingga Saturday, July 31, 2010 187 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 6. Confinement dan SNI Pasal 23.4.4.2: Spasi Ash = sx adalah yang terkecil antara: a. lebar core = (175 + 40) = 54 mm, b. 6db = 6 25 mm = 150 mm, atau (hx = 175 2(13/2) = 162 mm. Earthquake Resistance Design ./mm2mm 4,5530'...................................140044880,3187.675116.315chgyhccshAAffhsA,/mm.2mm 9,45488'.....40040,090,09yhccshffhsAAmbil nilai yang terbesar = 5,4 mm2/mm. mm 163 3162350100 c.....xsAmbil saja spasi = 100 mm. Saturday, July 31, 2010 188 Shortcourse HAKI 2010 Desain Tulangan Confinement 6. Confinement SNI Pasal 23.4.4.3: Spasi pengikat silang tidak boleh lebih besar dari 350 mm. Dan spasi pengikat silang tidak perlu lebih kecil dari 100 mm. Oleh karena itu, ambil saja sx = 100 mm. . Untuk pengekang searah tinggi inti, Ash = 1,9 mm2/mm 100 mm = 190 mm2, Gunakan 2D13 = 265 mm2. . Untuk pengekang searah lebar inti, Ash = 5,4 mm2/mm 100 mm = 540 mm2, Gunakan 5D13 = 663 mm2. Sketsa penulangan seperti terlihat pada Gambar 2.12 berikut. Earthquake Resistance Design Saturday, July 31, 2010 189 Shortcourse HAKI 2010 Diagonal Confinement Earthquake Resistance Design hoopD13 @ 100 mmcrossti