metoda ujisistemstruktur

BSKB-Puskim/NPS-Feri'09BSKB-Puskim/NPS-Feri'09

Metoda Metoda UjiUji & Analisis Hasil & Analisis Hasil UjiUji System Struktur System Struktur Bangunan GedungBangunan Gedung

K E M E N T E R I A N P E K E R J A A N U M U M

B A D A N P E N E L I T I A N D A N P E N G E M B A N G A N

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERMUKIMAN

oleh :

Balai Struktur dan Konstruksi Bangunan


PendahuluanPendahuluanPerencanaan konstruksi pracetak tahan gempa menurut SNI 03-2847-2006 tentang Tata cara perencanaan struktur beton bertulang, pasal 23.2.1.5, bahwa:

(5) Sistem struktur beton bertulang yang tidak memenuhi ketentuan pasal 23 boleh digunakan bila dapat ditunjukkan dengan pengujian dan analisis bahwa sistem yang diusulkan akan mempunyai kekuatan dan ketegaran yang minimal sama dengan yang dimiliki oleh struktur beton bertulang monolit setara yang memenuhi ketentuan pasal 23.


Acuan Metoda Uji dan EvaluasiAcuan Metoda Uji dan Evaluasi

• SNI 03-2847-2006 tentang Tata cara perencanaan struktur beton bertulang

• SNI 02-1726-2002 tentang Tatacara 02-1726-2002 tentang Tatacara Perencanaan ketahanan gempa untuk Perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedungbangunan gedung

NEHRP NEHRP (National Earthquake Hazards (National Earthquake Hazards

Reduction Program)Reduction Program)19971997


Sistem Struktur Rangka TerbukaSistem Struktur Rangka TerbukaKomponen struktur berupa : kolom, balok dan Komponen struktur berupa : kolom, balok dan

pelat lantaipelat lantaiTitik berat pengujian pada Titik berat pengujian pada Beam Column JointBeam Column Joint

Sistem Struktur Dinding GeserSistem Struktur Dinding Geser

Komponen berupa dinding strukturKomponen berupa dinding struktur Sistem KombinasiSistem Kombinasi

Kombinasi rangka dan dinding strukturKombinasi rangka dan dinding struktur

SistemSistem Struktur Bangunan Gedung Struktur Bangunan Gedung


Pengujian meliputi tahap :Pengujian meliputi tahap :

• Set-up Benda UjiSet-up Benda Uji

• Pemasangan benda uji pada frame ujiPemasangan benda uji pada frame uji

• Pemasangan alat ukurPemasangan alat ukur

• PengujianPengujian

• Pengujian dengan metode Pengujian dengan metode displacement displacement

controlcontrol


Benda uji minimal terdiri dari:Benda uji minimal terdiri dari: 1 buah model uji 1 buah model uji beam beam

column jointcolumn joint interiorinterior 1 buah model uji 1 buah model uji beam beam

column jointcolumn joint eksterioreksterior

Eksterior

Eksterior

Interior

Interior


Uji Model Uji Model BangunanBangunan Dinding Geser Dinding Geser

Berbeda dengan persyaratan untuk benda uji joint balok kolom yang harus mencapai story drift 3,57 %, untuk dinding struktur dibatasi oleh persamaan sebagai berikut :dimana :

hw : Tinggi seluruh modullw : Panjang seluruh modul

1.0 ≤ 0.67(hw/lw) + 0.5 ≤ 2,5

Uji Beban Vertikal & Lateral Siklik Uji Beban Vertikal & Lateral Siklik Rumah Baja Ringan 2 LantaiRumah Baja Ringan 2 Lantai


Uji Beban Lateral Siklik Bangunan Rumah Satu LantaiUji Beban Lateral Siklik Bangunan Rumah Satu Lantai



Pengujian dilakukan dengan Pengujian dilakukan dengan pembebanan sebagai pembebanan sebagai berikut :berikut :Beban aksial Beban aksial

Mewakili beban akibat gravitasi Mewakili beban akibat gravitasi Beban statik monotonikBeban statik monotonik

Beban LateralBeban LateralMewakili beban gempaMewakili beban gempaBeban siklik Beban siklik pseudo dynamicpseudo dynamic


Pengujian dilakukan Pengujian dilakukan dengan dengan pengontrolan pengontrolan terhadap terhadap perpindahan perpindahan ((displacement displacement controlcontrol) yang terjadi ) yang terjadi pada bagian atas pada bagian atas benda ujibenda uji

Pola pembebanan Pola pembebanan berdasarkan siklus berdasarkan siklus pembebanan pembebanan NEHRP NEHRP (National (National Earthquake Hazards Earthquake Hazards Reduction Reduction Program)Program)1997 1997

-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Siklus

tari

k

Dri

ft

do

rong

3.50

2.75

0.250.20 0.35 0.500.75

1.0

1.75

2.20

1.40

Pola Pembebanan menurut NEHRP 1997


TransducerTransducer Mendeteksi deformasi / lendutan pada model ujiMendeteksi deformasi / lendutan pada model uji Mendeteksi regangan betonMendeteksi regangan beton Kapasitas alat : Kapasitas alat : 225 mm, 15 mm, 1000 mm,0 mm, 200 200 mm mm

Wire GaugeWire Gauge Mendeteksi deformasi lateral pada puncak model ujiMendeteksi deformasi lateral pada puncak model uji Kapasitas 50 mmKapasitas 50 mm

Strain GaugeStrain Gauge Mendeteksi regangan bajaMendeteksi regangan baja Tipe Fla-6-11 Tipe Fla-6-11


Transducer mendeteksi deformasi

Strain gauge mendeteksi regangan


Contoh Hasil Uji System Struktur Contoh Hasil Uji System Struktur Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral Puncak Tiap Cycle

pada Puncak Kolom (Tr-2)

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

125

150

-162 -135 -108 -81 -54 -27 0 27 54 81 108 135 162

Defleksi Lateral Maks. tiap Cycle pd Puncak Kolom (mm)

Beb

an L

ater

al S

iklis

V (

kN)

1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%0.00%1.00%2.003.00%4.005.00% 6.00%6.00%

Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral Puncak Tiap Cycle pada Puncak Kolom (Tr-2)

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

125

150

-162 -135 -108 -81 -54 -27 0 27 54 81 108 135 162


Beb

an L

ater

al S

iklis

V (

kN)

Vmaks (+) = 83.90 kN.mδymaks (+) = 20.28 mmVmaks (-) = 109.20 kN.mδmaks (-) = 37.82 mm

3.50%3.50%

3.50%3.50%

Vmaks

0.75VmaksVi=46.59 kN

Vmaks


INITIAL YIELDING OF LONG. REINF. :Vy (+) = 79.90 kN.mδy (+) = 17.16 mmVy (-) = 91.81 kN.mδy (-) = 23.56 mm

1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00% 6.00%6.00%

SIGNIFICANT YIELD:Vy (+) = 74.67 kN.mδy (+) = 14.64 mm

SIGNIFICANT YIELD:Vy (-) = 102.17 kN.mδy (-) = 27.88 mm

CONTOH


Contoh Hasil Uji System Struktur Contoh Hasil Uji System Struktur

Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral Puncak Tiap Cycle pada Puncak Kolom (Tr-2)

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-167.3 -139.5 -111.6 -83.7 -55.8 -27.9 0.0 27.9 55.8 83.7 111.6 139.5 167.3


Beb

an L

ater

al S

iklis

V (

kN)

Vmaks (+) = 186.10 kN.mδymaks (+) = 39.08 mmVmaks (-) = 175.97 kN.mδmaks (-) = 97.62 mm

Vmaks0.75Vmaks

Vi=115.64 kN

Vmaks


3.50%3.50%

3.50%3.50%

INITIAL YIELDING OF LONG. REINF. :Vy (+) = 151.65kN.mδy (+) = 25.25 mmVy (-) = 117.89 kN.mδy (-) = 18.72 mm SIGNIFICANT YIELD:

Vy (-) = 151.23 kN.mδy (-) = 29.40 mm

1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%6.00%

SIGNIFICANT YIELD:Vy (+) =161.05 kN.mδy (+) = 29.11 mm

Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Puncak Kolom (Tr-2)

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

-167.3 -139.5 -111.6 -83.67 -55.78 -27.89 0 27.89 55.78 83.67 111.6 139.5 167.3

Def. Lateral pd Puncak Kolom (mm)

Beb

an L

ater

al S

iklik

V (

kN)

1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00%0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%6.00%

CONTOH


KapasitasKapasitasPideal < P leleh hasil uji (f1 faktor kuat lebih Pideal < P leleh hasil uji (f1 faktor kuat lebih

beban & bahan = Py/Pi, nilai f1 yang beban & bahan = Py/Pi, nilai f1 yang refresentatif menurut SNI 03-1726-2002 = 1.6, refresentatif menurut SNI 03-1726-2002 = 1.6, minimal f1 = 1,2)minimal f1 = 1,2)

Pideal didapat dari kapasitas balok/kolomPideal didapat dari kapasitas balok/kolom KestabilanKestabilan

3 kriteria yang ditetapkan dalam 3 kriteria yang ditetapkan dalam ”Proposed Revision ”Proposed Revision to 1997 NEHRP to 1997 NEHRP (National Earthquake Hazards Reduction (National Earthquake Hazards Reduction Program)Program) Recommended Provisions for Seismic Regulation for Recommended Provisions for Seismic Regulation for PrPrecastecast Concrete Structure Concrete Structure “ “


Sampai akhir pengujian (story drift) 3,57 %, siklus ke-3 Sampai akhir pengujian (story drift) 3,57 %, siklus ke-3 pada kedua arah pembebanan benda uji harus pada kedua arah pembebanan benda uji harus memenuhi kriteria berikut :memenuhi kriteria berikut :

Beban yang mampu Beban yang mampu dipikul harus lebih dipikul harus lebih besar dari 75 % besar dari 75 %

beban maksimumbeban maksimum

Kriteria 1

Kriteria 1


nilai perbandingan antara nilai perbandingan antara luas yang dibentuk oleh luas yang dibentuk oleh hysteretic loophysteretic loop pada drift pada drift

3,571 % siklus ke-3, 3,571 % siklus ke-3, dengan luas jajaran dengan luas jajaran

genjang yang dibentuk genjang yang dibentuk dari dari perpotongan perpotongan ujung ujung

hysteretic loophysteretic loop pada pada story story driftdrift 3,571 % siklus ke-3 3,571 % siklus ke-3 dengan dengan kekakuan kekakuan saat saat

story driftstory drift 0,200 % siklus 0,200 % siklus ke-1ke-1 harus lebih besar harus lebih besar

dari 0,125dari 0,125 Krite

ria 2

Kriteria 2

Kekakuan 0,2 %

Loop akhir

perpotongan


Perbandingan nilai Perbandingan nilai gradien hysteresis gradien hysteresis loop yang dibatasi loop yang dibatasi limit -0,35% (0,0035 limit -0,35% (0,0035 h) dan +0,35% harus h) dan +0,35% harus

lebih besar atau lebih besar atau sama dengan 0,05 sama dengan 0,05 kali nilai gradien kali nilai gradien

awal (0,2%)modul awal (0,2%)modul struktur pada siklus struktur pada siklus

pembebanan pembebanan pertama.pertama.

Kriteria 3

Kriteria 3

Gradien loop


Jika benda uji Jika benda uji joint balok kolom joint balok kolom memenuhimemenuhi ketiga ketiga persyaratan diatas berarti memenuhi persyaratan persyaratan diatas berarti memenuhi persyaratan Sistem Sistem Pemikul Rangka Momen Khusus (SPRMK)Pemikul Rangka Momen Khusus (SPRMK) sesuai sesuai ASCE 7-10 ASCE 7-10 atau draft atau draft SNI 03-SNI 03-17261726-20-201x1x tentang tentang StandarStandar Perencanaan Perencanaan Ketahanan Gempa untuk StrukturKetahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung Bangunan Gedung dan dan non Gedungnon Gedung..

Parameter keandalanParameter keandalan ::R (faktor reduksi gempa)R (faktor reduksi gempa), dapat diperhitungkan hingga 8, dapat diperhitungkan hingga 8 (daktilitas) = (daktilitas) = ((maksmaks / / leleh, 1leleh, 1)),, dimanadimana Dapat Dapat

diperhitungkan sampai dengan batas kondisi struktur diperhitungkan sampai dengan batas kondisi struktur tersebut stabiltersebut stabil

f1 (faktor kuat lebih beban & bahan)f1 (faktor kuat lebih beban & bahan) = = (V(Vleleh,1leleh,1/V/Videalideal)), ,


Jika Jika model uji bangunan dinding penumpu model uji bangunan dinding penumpu memenuhimemenuhi ketiga persyaratan diatas berarti ketiga persyaratan diatas berarti memenuhi persyaratan memenuhi persyaratan Sistem Sistem Dinding Dinding Penumpu KhususPenumpu Khusus sesuai sesuai ASCE 7-10 atau ASCE 7-10 atau draft draft SNI 03-SNI 03-17261726-20-201x1x tentang tentang StandarStandar Perencanaan Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Ketahanan Gempa untuk StrukturStruktur Bangunan Gedung Bangunan Gedung dan non Gedung dan non Gedung

Parameter keandalanParameter keandalan ::R (faktor reduksi gempa)R (faktor reduksi gempa), dapat digunakan , dapat digunakan

sebesar maksimum 5,0sebesar maksimum 5,0 (daktilitas)(daktilitas)f1 (faktor kuat lebih beban & bahan)f1 (faktor kuat lebih beban & bahan) = = (V(Vleleh,1leleh,1/V/Videalideal) )

metoda ujisistemstruktur

Engineering