desain kolom untuk beton mutu tinggi

27-04-2015 ryanrakhmats.wordpress.com

Desain Kolom Dengan Beton Mutu Tinggi

Ryan Rakhmat Setiadi, ST

Tantangan insinyur struktur yang mendesainnya bangunan tinggi adalah cukup besar. Semakin tinggi

bangunan, nilai gaya aksial akibat beban gravitasi pada kolom akan semakin tinggi. Selain itu pengaruh

gaya lateral pada deformasi bangunan juga akan lebih bersifat bending mode dibandingkan shear mode,

sehingga gaya lateral akan lebih di-transformasi menjadi gaya tarik - tekan ke parameter kolom yang

akan semakin memperbesar gaya aksial yang terjadi.

Tingginya gaya aksial yang terjadi di kolom menuntut dimensi kolom yang besar pula. Karena batasan

arsitektur yang ketat, insinyur struktur dapat mengurangi kebutuhan dimensi yang besar dengan

meninggikan mutu kolom yang digunakan.

ACI telah mengeluarkan dokumen yang memfasilitasi desain untuk beton mutu tinggi. Hal itu tertuang

pada publikasinya ACI ITG-4.3R-07 Report on Structural Design and Detailing for High-Strength Concrete

in Moderate to High Seismic Applications. Report tersebut menjelaskan mengenai riset riset terakhir

mengenai performance struktur beton mutu tinggi sampai 120 mPa.

Untuk desain kapasitas interaksi aksial lentur kolom, ACI 318 mengatur perencanaan kekuatan struktur

beton dengan menggunakan konsep simplified rectangular stress block :

Pada konsep ini, allowable aksial stress didekati dengan parameter yang nilai-nya independen

terhadap mutu beton. Lain halnya parameter yaitu ekuivalen tinggi parabolic stress terhadap

rectangular stress, dimana nilai ini dependent terhadap mutu beton.


Hasil dari beberapa riset terakhir menunjukkan bahwa pendekatan rectangular block ACI 318 ternyata

tidak cukup konservatif untuk beton mutu tinggi. Hal ini dapat ditunjukkan oleh grafik interaksi berikut

(Ibrahim and MacGregor, 1997):

Gambar 1. Perbandingan Tes Kolom Terhadap Diagram Interaksi dari Norwegian Code, ACI 318, dan

Rekomendasi Ibrahim and MacGregor, 1997

Gambar diatas menunjukkan bahwa interaksi dari ACI 318 tidak cukup konservatif jika dibandingkan

hasil tes dimana hasil tes eksperimen menunjukkan kapasitas berhenti di dalam kurva interaksi ACI 318.

Sementara itu hasil diagram interaksi dari Norwegian Code sangat konservatif. Ibrahim and MacGregor

1997, juga merekomendasikan equation untuk parameter dan untuk beton mutu tinggi.

Perbandingan nilai dari rekomendasi Ibrahim and MacGregor 1997 dengan ACI 318 ditunjukkan oleh

grafik berikut :


Berbeda dengan Ibrahim and MacGregor 1997, ACI ITG-4.3R-07 lebih memilih untuk hanya mengubah

parameter saja sementara nilai dipertahankan tetap seperti ACI 318. Nilai rekomendasi parameter

adalah :

(Parameter Allowable Aksial Stress Dari Tes Silinder Beton () Rekomendasi ACI ITG-4.3R-07)

Hasil perbandingan diagram interaksi dengan menggunakan rekomendasi nilai tersebut terhadap tes

eksperimen dan bebarapa rekomendasi penulis lainnya ditunjukkan oleh grafik grafik berikut :


Dari hasil tersebut, terlihat bahwa diagram interaksi dari rekomendasi ACI ITG-4.3R-07 cukup baik jika

dibandingkan tes eksperimen, hal ini terlihat dengan titik eksperimen pada grafik yang berada diluar

diagram interaksi namun tidak terlalu jauh. Hal ini berbeda dengan rekomendasi ACI 318 yang terlihat

bahwa hasil eksperimen berada didalam kurva interaksi yang menandakan bahwa rekomendasi ACI 318

tidak cukup konservatif (terutama untuk mutu 97 dan 126 MPa).

Sama hal-nya untuk kolom yang dibebani oleh gaya aksial konsentrik, ACI ITG-4.3R-07

merekomendasikan penambahan parameter untuk mempertimbangkan efek dari mutu tinggi.

Dimana rumus 4-20 untuk kolom dengan sengkang rectangular dan rumus 4-21 untuk kolom dengan

sengkang spiral. Sementara itu nilai parameter adalah :

(Parameter Untuk Kolom Dengan Beban Konsentrik Rekomendasi ACI ITG-4.3R-07)


Rekomendasi Lainnya

Selain merekomendasikan rumus untuk kolom mutu tinggi terhadap beban konsentrik dan eksentrik,

pengaruh mutu tinggi terhadap besarnya confinement yang dibutuhkan serta lap splice juga dibahas di

ACI ITG-4.3R-07. Pembaca bisa langsung melihat report tersebut karena tidak dibahas di tulisan ini.

Khusus untuk confinement, ACI 318 sebenarnya sudah mempertimbangkan pengaruh semakin besarnya

nilai fc pada kebutuhan confinement kolom. Seperti diketahui pada tes eksperimen sebelumnya, bahwa

semakin tinggi mutu beton maka potensi kegagalan getas akan semakin tinggi, sehingga kebutuhan

confinement kolom juga akan semakin meningkat. Hal lain yang direkomendasikan ACI ITG-4.3R-07

adalah diperlukannya memasukkan pengaruh gaya aksial kolom terhadap besarnya kebutuhan

confinement, hal ini memang belum dipertimbangkan di ACI 318 edisi 2011, namun untuk revisi terbaru

ACI 318-14 pengaruh gaya aksial sudah dimasukkan (pembaca bisa melihat tulisan penulis : Update

Penulangan Confinement Kolom di ACI 318-14).

Prakteknya di Indonesia

Untuk di Indonesia mutu tinggi untuk high-rise building seingat penulis baru sampai 70 Mpa, kalau dari

rekomendasi ACI ITG-4.3R-07 nilai menjadi 0.845 , jika dibandingkan dengan ACI 318 yang

merekomendasikan nilai = 0.85 , maka penurunannya cuma 1 % dan bisa diabaikan. Selain itu, untuk

lap splice tipe hook 900 baru bertambah untuk mutu > 70 Mpa.

Referensi :

ACI ITG-4.3R-07, Report on Structural Design and Detailing for High-Strength Concrete in Moderate to

High Seismic Applications, 2007, pp. 66.

Ibrahim, H. H. H., and MacGregor, J. G., Modification of the ACI Rectangular Stress Block for High-

Strength Concrete, ACI Structural Journal, V. 94, No. 5, Jan.-Feb. 1997, pp. 40-48.

desain kolom untuk beton mutu tinggi

Documents