eksperimen balok beton dengan bukaan -...

11/7/2013

1

ISEMS, 7-8 November 2013

Antoni HalimAntoni HalimAntoni HalimAntoni Halim, , , , structure engineer, DS&P

EKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAANEKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAANEKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAANEKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAAN


Letak Utilitas

Mengurangi tinggi bersih Lantai


Bukaan Pada Balok

Perilaku dan Perencanaan Balok dengan bukaan


Metode Perencanaan

Model rangka batang

aliran gaya (load path) akibat beban P

Strut and Tie Model Daerah D (Disturb)

• Strut and Tie Model

Truss - analogy – model

distorsi tegangan

Distribusi teg. geser

11/7/2013

2


Metode Perencanaan

• Modifikasi ACI (ACI Structural Journal)

(Kiang-Hwee Tan dan Mohammad A. Mansur)

Konsentrasi tegangan pada daerah opening

Kombinasi Tulangan Geser dan diagonal

Tulangan Geser Tulangan Diagonal

25 % gaya geser desain 75% Gaya geser desain


Penelitian yang direncanakan

Benda uji 1

Benda uji 2

Benda ui 3


Penampang tipikal benda uji

f’c = 40 Mpa

fy longitudinal = 400 Mpa

fy geser = 240 MPa


Model SAP Truss Analogy

benda uji 1

Sudut mendekati 45o

Tidak memotong lubang

P = 150 kN

Batang tarik

Batang tekan

11/7/2013

3


Model Truss Analogy

benda uji 2

P = 150 kN


Model Truss Analogy

benda uji 3

P = 150 kN


Perhitungan dan Pemasangan Tulangan (STM)

Benda 1

Benda 2

Benda 3

Luasan Tulangan As = T/fyT = gaya tarik batang

fy = kuat leleh baja

POTONGAN - A

Gaya Aksial Rangka Batang Penulangan Balok


Pembuatan Benda UJi

Pembuatan Formwork

Perakitan Tulangan

11/7/2013

4


Pemasangan Strain Gauge

Strain Gauge

dengan coating


Pemasangan Strain Gauge

Strain Gauge

Strain Gauge

Strain Gauge


Pengecoran Benda Uji

• Lokasi Puslitbangkim

PengecoranISEMS, 7-8 November 2013

Pemasangan LVDT(Linear Variable Displacement Transducers)

11/7/2013

5






Pemasangan dial gauge

( pengukuran Lendutan)


Persiapan penggambaran pola retak

11/7/2013

6


Rencana Pembebanan

2 Siklus Pengujian


Alat Uji dan pembaca data

Kapasitas Alat = 2000 ton


Pelaksanaan Pengujian


Hasil Pengujian Balok A

• Retak pertama 8 ton

Retak lentur di tengah bentang

• Retak diagonal 45˚

11/7/2013

7


Hasil Pengujian Balok A• Beban ultimit = 340 kN

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000

Loa

d (

kN

)

Deflection (mm)

Deflection Vs Load (Beam A)

TR-9

TR-10

TR-9 TR-10


Distribusi regangan pada tulangan

geser balok A

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Str

ain

(1

0-3

)

No Strain Gauge

Distribution Strain of Shear Reinforcement

Load 370 kN

Load 160 kN


Analisa Data

Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok A

24,2% Vu

12,4% Vu

18,8% Vu

13,5% Vu

22,1% Vu


Hasil Pengujian Balok BRetak pertama 10 ton

Diikuti Retak geser

Beban ultimit 340 kN

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

Loa

d (

kN

)

Deflection (mm)

Deflection Vs Load (Beam B)

TR-9

TR-10

11/7/2013

8


Distribusi regangan pada tulangan geser

balok B

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

Str

ain

(1

0-3

)

No Strain gauge


Load 38 ton

Load 16 ton


Analisa Data

Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok B

20,65% Vu

15,5% Vu

9,4% Vu

0,43% Vu 1% Vu

tulangan diagonal

40,6% Vu


Hasil Pengujian Balok C

Tidak terjadi kegagalan geser

Kegagalan pengangkuran

0

50

100

150

200

250

300

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

Loa

d (

kN

)

Deflection (mm)

Deflection Vs Load

TR-9TR-10

240 kN


Distribusi regangan pada tulangan geser

balok C

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62S

tra

in (

10

-3)

No Strain Gauge


Load 220 kN

Load 160 kN

11/7/2013

9


Analisa Data

Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok C

11,1% Vu

18,3% Vu

16,2% Vu

14,5% Vu


Data Hasil Pengujian

Perbandingan Gaya Geser Ultimit Hasil Pengujian

dengan STM dan Modifikasi ACI

Metode Strut and Tie Model dan Modifikasi ACI konservatif

Beam

Gaya Geser (Vu) kN

Mode of failure (2)/(1) (3)/(1)eksperimen

(1)

STM

(2)mod.ACI

(3)

A 170 150 150 Shear 0,88 0,88

B 170 150 150 Shear 0,88 0,88

C 120 150 150 Anchourage 1,25 1,25


Analisa Lendutan maksimum

(service load)Lendutan hasil penelitian

Balok A

Balok B

Balok C

Beban 160 kN

4,34 mm

3,14 mm

7,43 mm

Perhitungan ACI

Momen inersia

efektif (Ie)

Finite element

Balok A = 5,54mm

Balok B = 5,54 mm

Balok C = 17,58 mm

Balok A = 7,73 mm

Balok B = 7,75 mm

Balok C = 15,10 mm

Perhitungan lendutan dengan cara ACI dan Pemodelan konservatifISEMS, 7-8 November 2013

Pemodelan

Balok A

11/7/2013

10


Pemodelan

Balok B


Pemodelan

Balok C


Kegagalan Pengangkuran pada Balok C

Regangan pada beton = 2,746.10-3

Regangan pada baja = 0,76.10-3< 1,9.10-3

Baja belum leleh

Terjadi Slip tulangan baja terhadap lekatan beton


Kesimpulan

•Perilaku Tulangan dengan Strut and Tie Model

Pada Eksperimen ini Tulangan geser sekitar bukaan menahan :

• Balok A : 13,5% - 24,2% Vu

• Balok B : 15,5% - 20,65% Vu

• Balok C :11,12% - 18,3% Vu

• Perilaku Tulangan dengan Modifikasi ACI

Tulangan Vertikal menahan 18,8%

Tulangan Diagonal menahan 40,6%

• Berdasarkan lendutan maksimum, momen inersia

untuk keseluruhan penampang 15 – 32 % Ig

11/7/2013

11


Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan balok lentur

dengan bukaan :

1. Metode Strut and Tie Model dan Modifikasi ACI dapat digunakan

2. Tulangan vertikal dekat bukaan dibuat sedekat mungkin

dengan bukaan karena terjadi konsentrasi gaya aksial yang besar

3. Tulangan diagonal sangat dianjurkan untuk meminimalkan retak

4. Pergunakan penampang inersia efektif untuk perhitungan

lendutan


http://www.davysukamta.com

TERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIH

News / Articles

eksperimen balok beton dengan bukaan -...

Documents