tulangan balok dan kolom kondisi gempa

Perencanaan Elemen Struktur Sistem Ganda Berdasarkan SNI 03-2847-2002

Iswandi Imran Apet Tonday

Chapter 1

Perencanaan Komponen Struktur

Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Denah Lantai Dasar Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

400

800

800

800

400

654321910 940 1040

905 930 1030

305

730 765

953 965 358 300

1065765

383

370

370

370

370

10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

Denah Lantai Dasar1

st lobby floor

U

T

S

B


Balok-Kolom Lt. Dasar Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Gambar 1.3

400

800

800

800

400

654321

C2Kolom Tepi60 cm × 60 cm

C1Kolom Interior70 cm × 70 cm

shearwallTebal35 cm

10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

BT1Dimensi 35 cm × 60 cm

BT1

BT1


BT1BT1

BT1BT3

BT1 BT3

BT1

BT2 BT2Dimensi 30 cm × 55 cm

BT2 BT2BT2

BT1

BT1

BT2

BT2

BT1

BT1

BT2

BT2BT2BT2BT2BT2BT2

BT2

BT2

BT2

BT2

BT2

BT1

BT1

BT1 BT1

BT1

BT1

BT1

BT1

BT2

BT1

BT1

BT1 BT1

BT3

BT3

BT3

BT1

BT1

BT3

BT3

BT3 BT3

BT3 BT3

BT1

BT3

BT1

BT3

BT1

BT1BT1BT1 BT1

BT1 BT1 BT1 BT1

BT1

Denah Balok-Kolom Lantai Dasar1

st lobby floor


Denah Lantai 1 Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Gambar 1.4

400

800

800

800

400

654321910



940 1040

905 930 1030

305

730 765

300

953 965 358 300

1065765

383

300

370

370

370

370

shearwallTebal 35 cm

10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

Denah Lantai 12

nd lobby floor


Balok-Kolom Lt. 1 Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Gambar 1.5

400

800

800

800

400

654321




10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

Denah Balok-Kolom Lantai 12

nd lobby floor


BT1

BT1


BT1BT1

BT1

BT3BT1 BT3

BT1


BT2 BT2BT2

BT1

BT1

BT2

BT2

BT1

BT1

BT2

BT2BT2BT2BT2BT2BT2

BT2

BT2

BT2

BT2

BT2

BT1

BT1

BT1 BT1

BT1

BT1

BT1

BT1

BT2

BT1

BT1

BT1 BT1

BT3

BT3

BT3

BT1

BT1

BT3

BT3

BT3 BT3

BT3 BT3

BT1

BT3

BT1

BT3

BT1

BT1BT1BT1 BT1

BT1 BT1 BT1 BT1

BT1

BT3BT3

BT3

BT3 BT3

BT3

BT3

BT3


Denah Lantai 2 (tipikal) Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Gambar 1.6

400

800

800

800

400

654321910



940 1040

905 930 1030

305

730 765

300

953 965 358 300

1065765

383

300

370

370

370

370


10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

Denah Lantai 2typical floor

947,5


Balok-Kolom Lt. 2 Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Gambar 1.7

654321




10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

Denah Balok-Kolom Lantai 2typical floor

BT1

BT1


BT1BT1

BT1

BT3BT1 BT3

BT1


BT2 BT2BT2

BT1

BT1

BT2

BT2

BT1

BT1

BT2

BT2BT2BT2BT2BT2BT2

BT2

BT2

BT2

BT2

BT2

BT1

BT1

BT1 BT1

BT1

BT1

BT1

BT1

BT2

BT1

BT1

BT1 BT1

BT3

BT3

BT3

BT1

BT1

BT3

BT3

BT3 BT3

BT3 BT3

BT1

BT3

BT1

BT3

BT1

BT1BT1BT1 BT1

BT1 BT1 BT1 BT1

BT1

BT3

BT3

BT3 BT3

BT3

BT3

BT3

400

800

800

800

400


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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 rooftop

0

6

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

52

56

60

64

68

72

76

80meter

(a) Tampak arah Utara-Selatan (b) Tampak arah Barat-Timur


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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)

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Bagian 1

Detailing

Elemen Balok Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Balok C23-4 1. Diagram momen

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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 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

Balok yang

didesain


Denah Lantai 4 (tipikal) Balok-Kolom

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Gambar 1.6

400

800

800

800

400

654321910



940 1040

905 930 1030

305

730 765

300

953 965 358 300

1065765

383

300

370

370

370

370


10001000110010001000

A

B

C

D

E

F

Denah Lantai 4typical floor

947,5

Balok C23


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Momen & Geser Desain 2. Diagram Momen & Geser

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n 161 kN

Akibat goyangan ke kanan

183 kN

Akibat goyangan ke kiri

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

335 kN-m

Akibat goyangan ke kiri

478 kN-m

Akibat goyangan ke kanan

193 kN-m 171 kN-m

167 kN-m

-39 kN-m

-210 kN-m

(a) Diagram Geser

(b) Diagram Momen

Gambar 1.9


Momen Desain Sketsa Momen yang Terbentuk pada Balok C12-4 dan C23-4 akibat Goyangan Struktur ke Kiri

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Momen yang bekerja pada

ujung balok akibat goyangan

ke kiri

(berlawanan arah jarum jam)

G HBalok C12-4 Balok C23-4

Lokasi terbentuknya

sendi plastis

4th

floor

Kolom C1-4

Lantai 4

Kolom C2-4

Lantai 4

Kolom C1-5

Lantai 5

Kolom C2-5

Lantai 5

Lokasi terbentuknya

sendi plastis

Diagram momen yang

terbentuk pada balok C12-4

dan C23-4

I


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

2

6

mm 439.3

mm 51185,0mm

N4008,0

mm-N 10478

jdf

MA

y

us

f



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 161mm 350N/mm 3085,0

N/mm 400mm 595.3

'85,0 2

22

bf

fAa

c

ys

Jenis Dimensi Jumlah As

D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

22 22 380 3 3.595

25 25 490 5



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

161505400595.38,0

2

adfAM ysn ff

m.kN 488 nMf — Ok.

2

min_ mm 6055053504004

30

4

'

db

f

fA w

y

c

s

2

min_ mm 619505350400

4,14,1 db

fA w

y

s

cek momen nominal aktual:

Cek As minimum:

tapi tidak boleh kurang dari:

Ok, syarat tulangan minimum

terpenuhi


Cek rasio tulangan:

= 0,032513

Batas tulangan maksimum berdasarkan SNI Beton Pasal

23.3.2 adalah 0,025.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

020338,0mm 505mm 350

mm .5953 2

db

A

w

s

400600

600

400

3085,085,0

600

600'85,01

yy

cb

ff

f

Ok, < 0,75b dan < 0,025.

Syarat tulangan minimum

terpenuhi

024384,0032513,075,075,0 b


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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

0,300019537

161

td

a

31875,085,0375,0375,0 1 t

tcl

d

a

Ok, a/dt < atcl/dt. Desain

tulangan under reinforced.

Ok, syarat spasi bersih minimum

antar tulangan dan antar lapis

terpenuhi.


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

2

6

mm 410.2

mm 51185,0mm

N4008,0

mm-N 10335

jdf

MA

y

us

f



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 110mm 350N/mm 3085,0

N/mm 400mm .4612

'85,0 2

22

bf

fAa

c

ys


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

19 19 284 6 2.461

22 22 380 2



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

110508400461.28,0

2

adfAM ysn ff


2

min_ mm 6095083504004

30

4

'

db

f

fA w

y

c

s

2mm 622508350400

4,14,1db

fw

y


Cek As minimum:



terpenuhi


Cek rasio tulangan:

balance akan sama dengan hasil perhitungan untuk

kondisi 1, yaitu b = 0,032513

Batas tulangan maksimum adalah 0,025.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 508mm 350

mm 461.2 2

db

A

w

s

Ok, < 0,75b dan < 0,025.


terpenuhi

024384,075,00138438,0 b



dt = 600 mm – (40 + 10 + 11) mm = 539.

Reinforcement:


dengan spasi bersih antar lapis 40 mm > 25 mm.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

31875,0375,00,204669539

1101

t

tcl

t d

a

d

a




antar tulangan dan antar lapis

terpenuhi.



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Mneg

1/4 Mneg

1/4 Mneg

1/2 Mneg

Kapasitas momen positif minimum pada

join (hubungan balok-kolom)

Kebutuhan minimum kuat lentur

(SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2))



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

2

6

mm 314.1

mm 54085,0mm

N4008,0

mm-N 10193

jdf

MA

y

us

f



Diperlukan 3 D19 dan 1 D22, tinggi efektif d yang baru:

d = 600 mm – (40 + 10 + 11) mm = 539 mm.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 55mm 350N/mm 3085,0

N/mm 400mm 231.1

'85,0 2

22

bf

fAa

c

ys


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

19 19 283 3 1.231

22 22 380 1



Cek As minimum:



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

55539400231.18,0

2

adfAM ysn ff


2

min_ mm 6465393504004

30

4

'

db

f

fA w

y

c

s

2mm 660539350400

4,14,1db

fw

yOk, syarat tulangan minimum

terpenuhi


Cek rasio tulangan:



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 539mm 350

mm 231.1 2

db

A

w

s

Ok, < 0,75b dan < 0,25.


terpenuhi

024384,075,0006523,0 b



dt = 600 mm – (40 + 10 + 11) mm = 539.

Reinforcement:

Gunakan baja tulangan 3D19 + 1D22, dipasang 1 lapis.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

31875,0375,00,102334539

551

t

tcl

t d

a

d

a




antar tulangan terpenuhi.



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

2

6

mm 661.1

mm 54085,0mm

N4008,0

mm-N 10244

jdf

MA

y

us

f



Diperlukan 4 D22, tinggi efektif d yang baru:

d = 600 mm – (40 + 10 + 11) mm = 539 mm.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 68mm 350N/mm 3085,0

N/mm 400mm .5211

'85,0 2

22

bf

fAa

c

ys


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

19 19 283 0 1.521

22 22 380 4



Cek As minimum:



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

68539400521.18,0

2

adfAM ysn ff


2

min_ mm 6465393504004

30

4

'

db

f

fA w

y

c

s

2mm 660539350400

4,14,1db

fw

yOk, syarat tulangan minimum

terpenuhi


Cek rasio tulangan:



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 539mm 350

mm .5211 2

db

A

w

s

Ok, < 0,75b dan < 0,025.


terpenuhi

024384,075,0008060,0 b



dt = 600 mm – (40 + 10 + 11) mm = 539.

Reinforcement:

Gunakan baja tulangan 4D22, dipasang 1 lapis.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

31875,0375,00,126432539

681

t

tcl

t d

a

d

a






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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Mneg

1/4 Mneg

1/4 Mneg

1/2 Mneg

Kapasitas momen positif dan negatif

minimum untuk setiap penampang

Kebutuhan minimum kuat lentur

(SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.2(2))



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

2

6

mm 137.1

mm 54085,0mm

N4008,0

mm-N 10167

jdf

MA

y

us

f

— Ok.



Diperlukan 1 D16 + 3 D19 (1 lapis), tinggi efektif d yang

baru:

d = 600 mm – (40 + 10 + 9,5) mm = 540 mm.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 47mm 350N/mm 3085,0

N/mm 400mm .0521

'85,0 2

22

bf

fAa

c

ys


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

16 16 201 1 1.052

19 19 283 3



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

47540400052.18,0

2

adfAM ysn ff


2

min_ mm 6475403504004

30

4

'

db

f

fA w

y

c

s

2mm 662540350400

4,14,1db

fw

y


Cek As minimum:



terpenuhi


Cek rasio tulangan:


kondisi 1,



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 540mm 350

mm .5021 2

db

A

w

s

Ok, < 0,75b dan < 0,025.


terpenuhi

024384,075,0005564,0 b



dt = 600 mm – (40 + 10 + 9,5) mm = 540.

Reinforcement:


sebagai tulangan positif di tengah bentang.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

31875,0375,00,087283540

471

t

tcl

t d

a

d

a






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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 34mm 350N/mm 3085,0

N/mm 400mm 607

'85,0 2

22

bf

fAa

c

ys


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

22 22 380 2 760

25 25 490 0



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

345394007608,0

2

adfAM ysn ff


2

min_ mm 6465393504004

30

4

'

db

f

fA w

y

c

s

2mm 660539350400

4,14,1db

fw

y


Cek As minimum:



terpenuhi


Cek rasio tulangan:


kondisi 1, yaitu b = 0,032513



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 539mm 350

mm 607 2

db

A

w

s

Ok, < 0,75b dan < 0,025.


terpenuhi

022768,075,0004030,0 b



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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

31875,0375,00,063216539

341

t

tcl

t d

a

d

a






Baja Tulangan Lentur Detailing Tulangan Lentur

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

3 D22

+1 D25

4 D25

4 D22

2 D19

+2 D22

4 D19

3 D19

+1 D22

2 D22

1 D16

+3 D19

Pasal 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 I Muka Tumpuan H Tengah Bentang


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Momen nominal untuk struktur bergoyang ke kanan

kondisi 1.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

1_

1_

pr

yspr

adfAM

mkN 727102

201505400595.325,1 6

1_

prM

mm. 2013503085,0

400595.325,1

'85,0

25,11_

bf

fAa

c

ys

pr

Di muka kolom interior, dengan

arah momen searah jarum jam.


kondisi 3.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2

3_

3_

pr

yspr

adfAM

mkN 310102

69539400231.125,1 6

3_

prM

mm. 693503085,0

400231.125,1

'85,0

25,13_

bf

fAa

c

ys

pr

Di muka kolom eksterior,

dengan arah momen searah

jarum jam.


Momen nominal untuk struktur bergoyang ke kiri

kondisi 2.

kondisi 4.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Mn_2 (muka kolom eksterior) dan

Mn_4 (muka kolom interior)

berlawanan arah jarum jam.

mkN 540102

138508400461.225,1 6

2_

prM

mkN 377102

85539400521.125,1 6

4_

nM

mm. 1383503085,0

400461.225,1

'85,0

25,12_

bf

fAa

c

ys

pr

mm. 853503085,0

400521.125,1

'85,0

25,14_

bf

fAa

c

ys

pr



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

apr_2

6 D19

+ 2 D22

C2

T2

(d – apr_2/2)

Tulangan tekan (tidak boleh ikut diperhitungkan

dalam analisis)

Tumpuan H(Column C2-4)

Tumpuan I(West Wing Shearwall)

Mpr_2

C4

T4

Mpr_43 D22

+ 5 D25

4 D22

Probable Moment Capacitiesfor flexural reinforcement

configuration due to sway to the left

apr_2 = 138 mm

Mpr_2 = 540 kN-m

apr_3 = 85 mm

Mpr_3 = 377 kN-m

3 D19

+ 1 D22


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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):

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Wu = 1,2D + 1,0L

127 kN 155 kN9475 mm

Perletakan kiriLeft end (Joint H)

Kolom C2-4

Perletakan kananRight end (Joint I)

ShearwallGambar 1.14


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 4,109475,9

3107273_1_

_

n

prpr

kaswayl

MMV

Arah gaya geser ke atas



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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 8,96475,9

3775404_2_

_

n

prpr

kiswayl

MMV




Diagram Geser 6. Diagram Geser berdasarkan Momen Nominal

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

310 kN-m 727 kN-m1,2D + 1,0L kN/m

Vgrav

127 kN

Vgrav

155 kN

109,4 kN

Vsway_ka

109,4 kN

Vsway_ka17,6

kN

264,4

kN

540 kN-m 377 kN-m1,2D + 1,0L kN/m

Vgrav

127 kN

Vgrav

155 kN

96,8 kN

Vsway_ki

96,8 kN

Vsway_ki58,2

kN

223,8

kN

264,4

kN

223,8

kN17,6

kN

58,2

kN

(a) Akibat goyangan ke kanan (b) Akibat goyangan ke kiri


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n



• 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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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:


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 4,298kN 075,0

kN ,8322 c

us V

VV

f

kN 649105083503

302

3

'23

max_

dbf

V w

c

s

Ok, Vs = 298,4 kN < 649 kN.

Syarat Vs maksimum terpenuhi.

df

V

s

A

y

sv


Coba tulangan sengkang D10 dengan 2 kaki (Av = 157

mm2).

Jadi, gunakan sengkang 2 kaki D10 dengan spasi 100 mm.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 110000.1290

508400157

s

yv

V

dfAs

kN 319000.1100

508400157

s

dfAV

yv

s

Gunakan 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.


Muka perletakan kanan: Gaya geser maksimum dari hasil

analisis momen nominal penampang, Vu = 264,4 kN.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 5,352kN 075,0

kN 4,264 c

us V

VV

f

kN 645105053503

302

3

'23

max_

dbf

V w

c

s

Ok, Vs = 352,5 kN < 645 kN.

Syarat Vs maksimum terpenuhi.


Coba tulangan sengkang 2 kaki diameter 13 mm (2 leg D13).



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 152000.15,352

5054005,265

s

yv

V

dfAs

kN 357000.1150

5054005,265

s

dfAV

yv

s



D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2) (mm)

13 13 132,7 2 265,5 150

Ok, 357 kN > 352,5 kN.


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).


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 161000.16

50535030

6

'

db

fV w

c

c

kN 8,14316130416175,0

6,228sV

mm 220000.18,143

505400157

s

yv

V

dfAs



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 181000.1176

508400157

s

yv

V

dfAs

kN 6,158000.1200

5054001,157

s

dfAV

yv

s



D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2) (mm)

10 10 78,5 2 157 200

Ok, 158,6 kN > 143,8 kN.



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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 2522

mm 505

2

dsmax


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 1354

537

4

mm )131040(mm 600

4

dsmax


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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)


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.


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

345394007608,0

2

adfAM ysn ff

mkN 127 nMf — Ok.



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

06004,2649,146004,2642

18,29 2

xxxxx

a

acbbx

2

42

m 7,2

9,142

6009,1444,2644,2642



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

17,6 kN264,4 kN

29,8 kN/m

310

kN-m

727 kN-m

Plastic hinge

727 kN-m

x

29,8 kN/m

(a)

(a)

A

264,4 kN

58,2 kN223,8 kN

29,8 kN/m

377 kN-m

540 kN-m

Plastic hinge

540 kN-m

x

29,8 kN/m

(a)

(b)

B

223,8 kN

Goyangan ke kanan Goyangan ke kiri

127 kN-m

127 kN-m


Point a) Point b)


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 424.125305

113,14003

'5

325

b

c

y

d df

fl

Dengan demikian, tulangan

1D22 + 5D25 dipasang sejauh

3,2 m dari muka tumpuan kanan.



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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

04138,2239,144138,2232

18,29 2

xxxxx

m 15,2

9,142

4139,1448,2238,2232



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 253.122305

113,14003

'5

322

b

c

y

d df

fl

Maka, tulangan 6D19 dipasang

sejauh 2,7 m dari muka tumpuan

kiri.



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Tumpuan kiri Midspan Tumpuan kanan

D22 D19 D22

D19 D16 D22

D19 D19 D22

D19 D19 D22



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. Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6102

345364007608,0

2

adfAM eysn ff



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Cut-off Points

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

1 2 3 4 5 6 7 8 9

335 kNAkibat goyangan ke

kiri

478 kNAkibat

goyangan ke

kanan

193 kN 171 kN

167 kN-39 kN

-210 kN

3,2 m

Lokasi pemotongan1D22 + 5D25

Tulangan negatif di muka tumpuan I

2,7 m

Lokasi pemotongan6D19

Tulangan negatif di muka tumpuan H

Titik Momen terfaktor 127 kN-m

Akibat goyangan ke kiri3,8 m

3,29 m Titik pemotongan 4D22

Tulangan untuk momen positif di muka tumpaun I

= 3,8 m – d = 3,29 m

Bentang perlu 3D19+1D22

Tulangan positif di muka tumpuan H

Lokasi pemotongan3D19 + 1D22

= 3,29 + ld-22 = 4,5 m

1D22 + 5D25

2D22 (contd.)

6D19

3D19 + 1D22 4D22

Tu

mp

ua

n H

Ko

lom

C2

-4 &

ko

lom

C2

-5

Tu

mp

ua

n I

Sh

ea

rwa

ll W

4_

BT

-C1


Gambar 1.17

Shear Reinforcement

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

1@50 & 11@100

2 kaki D13

3,2 m1,2 m

ShearwallW4_BT-C1

Tumpuan I

Tulangan disalurkan sejauh ld-25 ke dalam

shearwall

1,2 m

2,7 m

2 kaki D10 2 kaki D10

1@50 & 11@100 2@100 & 17@200

2 kaki D10

2@100 & 16@200

Tulangan disalurkan sejauh ld-22 ke dalam

balok C12-4

Kolom C2-4

Kolom C2-5

Tumpuan H


Gambar 1.18

Bagian 2

Detailing

Elemen Kolom Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Kolom yang

didesain


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Notes : Hasil dari kombinasi pembebanan lainnya tidak diperlihatkan di sini

karena nilainya lebih kecil.


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 205.2

10

N/mm 45mm 700mm 700

10

' 2

cg fA

Ok, gaya aksial terfaktor

maksimum > 0,1 Agfc’.


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Ok, b/d = 1 > 0,4

Ok, d > 300 mm.


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 ρg dibatasi tidak kurang dari 0,01 dan tidak

lebih dari 0,06. Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

01202,0

mm 700mm 700

mm .8905 2

g

Ok, 0,01 < ρg < 0,06


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

25 25 491 12 5.890


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Diagram Interaksi Kolom C2-4 Saturday, 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 ΣMc ≥ 1,2 ΣMg

ΣMc = jumlah Mn dua kolom yang bertemu di join.

ΣMg = 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:

1,2∑ Mg = 1,2 × (381 + 186) = 680,4 kN-m.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Kuat Kolom Review kuat lentur balok C23-4

Kuat lentur balok C23-4 dari hasil perhitungan sebelumnya

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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)


5 Midspan Kanan dan

Kiri 167 1 D16

3 D19 1.052 173 268 Positif


Kuat Kolom Kuat lentur balok C12-4

Kuat lentur balok C12-4 (perhitungan tidak ditampilkan).

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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)


5 Midspan Kanan dan

Kiri 174 4 D19 1.134 186 288 Positif


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Kolom yang

didesain

Col. C2-4

fMn

381 kN-m

Kolom atas

Col. C2-5

fMn

186 kN-m

Mc

Mc

Balok kiri

Beam C12–4

Balok kanan

Beam C23–4

Momen-momen yang muncul di join

H

Momen-momen yang terbentuk di muka tumpuan H


Gambar 1.20

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Perhitungan kapasitas momen kolom Saturday, July 31, 2010 109 Shortcourse HAKI 2010

Gambar 1.21


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.

ΣMc = fMn-abv + fMn-dsn

= (1.092 + 986) = 2.078 kN-m > 1,2 ∑ Mg

Ok, syarat ini terpenuhi.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n



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.

ΣMc = fMn-blw + fMn-dsn

= (878 + 986) = 1.864 kN-m > 1,2 ∑ 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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

1

'3,0

ch

g

yh

ccsh

A

A

f

fshA

yh

ccsh

f

fshA

'09,0


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

13 13 133 2 668

16 16 201 2



hc = lebar penampang inti beton (yang terkekang)

= bw – 2(40 + ½ 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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

./mm2

mm 6,55

30'

1

384.400

490.000

400

46070,31

ch

g

yh

ccsh

A

A

f

fh

s

A,

/mm.2

mm 1,65'

400

46070,090,09

yh

ccsh

f

fh

s

A

Jadi, ambil nilai yang terbesar,

yaitu 6,1 mm2/mm.



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

3

350100 x

x

hs



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

u

btmbtmprtoptoppr

swayl

DFMDFMV



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

m 3,4

0,5mkN 0,5mkN

575288575288swayV

kN 8,253swayV



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:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

3106570070066

45 dbw

'c

c

fV

kN 497cV



Cek apakah dibutuhkan tulangan geser

dan

Ok, ternyata . Jadi diperlukan tulangan geser. Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

?2

1c

u VV

f

kN 4,3380,75

kN 253,8

fuV

kN 5,2482

1cV

cu V

V

2

1

f



Cek apakah cukup dipasang tulangan geser minimum:

dan

Ternyata Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

?3

1dbV

Vwc

u f

kN 645

103

65700700497

3

13

dbV wc

dbVV

wcu

3

1

f y

wminv

f

sbA

3

1

Tulangan geser minimum

kN 4,3380,75

kN 253,8

fuV



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Ok, Av < Ash. Persyaratan

kekuatan geser terpenuhi.

2mm 58

400

100700

3

1minvA



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

dbf

A

NV w

c

g

uc

6

'

141

kN 905

6

65700700

70070014

105.6341

453

cV


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Detailing Kolom Penulangan Lentur & Geser

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

12 D25

Confinement

2 D16 hoop

Clear cover

40 mm

700 mm

700 mm

Confinement 2 D13

crossties


Gambar 1.22

Bagian 3

Detailing

Elemen Join Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Join yang

didesain


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).

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

13 13 133 4 531

Jadi Ash = 531 mm2. Ok, pakai 4

kaki D13.


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Gaya Resultante Ea

rth

qu

ake

Res

ista

nce

Des

ign

lu3,4 m

Aj

Mpr-1575 kN-m

Beam

C12–4

Beam

C23–4

Mpr-2540 kN-m

Me557,5 kN-m

Me557,5 kN-m

Me557,5 kN-m

Vswy164 kN-m

T11.327,5 kN

C11.327,5 kN

Vswy164 kN-m

C21.230,5 kN

T21.230,5 kN

Vu2.394,2 kN

Free-body diagram of jointPertemuan Balok C12-4, Balok C23–4, Kolom C2–4,

dan Kolom C2–5

(a)

(b)


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

jcn AfV '7,1

kN 562.410000.490307,1 3

nV

kN 650.3kN 562.48,0 nVf

fVn > Vu, Dengan demikian, join

mempunyai kuat geser yang

memadai.


Chapter 2

Perencanaan Komponen Struktur

Sistem Dinding Struktural Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Bagian 4

Detailing

Dinding Geser Sistem Dinding Struktural Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Shearwall

yang didesain


Balok induk-kolom-dinding Lt. Dasar Layout

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6 m

8,4 m

4,2 m

4,2 mW0_US-3

W0_US-4

2,5 m

3,5 mW0_BT-C1

W0_BT-D1 W0_BT-D2

W0_BT-C2

Balok tepiPerimeter beam

BT230 cm × 55 cm

Balok interiorInterior beam

BT135 cm × 60 cm

Kolom interiorInterior column

C170 cm × 70 cm

Kolom tepiPerimeter column

C260 cm × 60 cm

35 cm

Pelat2

nd lobby floor

Tebal 12 cm


Gambar 2.1

Shearwall, W0 Gaya dalam pada shearwall

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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 m

lw = 4,2 mlw = 4,2 m

3,5 m

Wallspandrelbalok perangkai

balok kopel

3 m

Mu

28.105 kN-m

W0_BT-C1 W0_BT-C2

Mu

28.105 kN-m

Vu

2.131 kN

Vu

2.131 kN

Pu

18.673 kN

Pu

18.673 kN

6 m


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:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

'6

1ccv fA

.m 47,1m 35,0m 2,4 2cvA

kN 5,643.1106

4547,1'

6

1 3

ccv fA

Vu = 2.131 kN > 1.643,5 kN,

sehingga diperlukan dua lapis

tulangan. Saturday, July 31, 2010 139 Shortcourse HAKI 2010


Perhitungan kebutuhan baja tulangan vertikal dan

horizontal.

Untuk dinding struktural, rasio tulangan vertikal ρv dan

horizontal ρn 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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Jenis Dimensi Jumlah As s

D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2) (mm)

16 16 201 2 402 300

pasang 318,2mm 402

mm 8752

2

n

mm 300 mm 3303

mm 000.1s


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

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

yncccvn ffAV '

305,19 m 4,2

m 80

dinding panjang

dinding total tinggi

w

w

l

h



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

0038,0mm 350 mm 300

mm 402

mm 2012 22

tsn

yncccvn ffAV '

3104000038,045167,0200.4350



Kuat geser perlu:

Kuat geser nominal maksimum:

= 4479,6 kN.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

kN 921.2895.375,0 nVf

kN 6,217.8106

4547,15'

6

5 3

ccv fA

Ok, 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.



Oleh karena itu, konfigurasi tulangan 2D16–300mm

(sebagaimana didapat pada langkah 1) dapat digunakan.

Rasio tulangan ρv tidak boleh kurang dari ρn apabila hw/lw

< 2. Karena hw/lw = 19,1, maka dapat digunakan rasio

tulangan minimum. Jadi gunakan 2D16-300 mm untuk

tulangan vertikal.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Shearwall W0_BT-C1 Sketsa

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

6 p

asa

ng

3 k

aki D

29

3 k

aki D

25

9 p

asa

ng

2 k

aki D

16

@ 3

00

mm

2 k

aki D

16

6 p

asa

ng

3 k

aki D

29

3 k

aki D

25

2 k

aki D

16

79 mm

50 mm

52 mm

124 mm

141 mm

Spasi bersihShearwall W0_BT-C1

Dimensi 350 mm × 4200 mm

fc’ = 45 MPa

fy = 400 MPa


Gambar 2.3

Diagram Interaksi Shearwall (PCA Col)

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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).

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

' 2,0 cu

g

u fI

yM

A

P



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

42 m 16,2

m 1,2mkN 105.28

m 47,1

kN 673.18

I

yM

A

P u

g

u

2kN/m 65,015.40



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

007,0 mana, di

600

w

u

w

u

w

h

h

lc

d

d



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,

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

mm 5407,0 su Rdd

m 04,1

cm 000.8

cm 45600

2,4

600

w

u

w

h

l

d


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Sketsa dan Properti Geometris Dinding Geser W0_BT-C1 (Response-2000)


Gambar 2.5

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Beam

Depth

(m

m)

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

-300.0

0.0

300.0

600.0

900.0

1200.0

1500.0

1800.0

2100.0

-0.40-0.80-1.20-1.60-2.00 0.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40

Neutral Axis (Response-2000)

c = 1,92 m


Gambar 2.6


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Special Boundary Element

Shearwall W0_BT-C1

Dimensi 350 mm × 4200 mm

fc’ = 45 MPa

fy = 400 MPa

Special boundary element

1.500 mm

Pasangan 2 D16 ini harus

masuk ke dalam komponen

batas khusus dan ikut

dikekang


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

0236,0

mm 500.1mm 503

mm 2.4111 2



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. ¼ panjang sisi terpendek = ¼ × 350 mm = 87,5 mm.

2. 6 × diameter tul. longitudinal = 6 × 29 mm = 174 mm.

3. atau

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n



atau

namun sx tidak perlu lebih kecil dari 100 mm.

Ok, — Ambil spasi 100 mm.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

3

350100 x

x

hs

3

171350100

3

3

2350

100

c

x

h

s

mm 160xs



Dengan menggunakan D13 spasi 100 mm, confinement yang

dibutuhkan:

Untuk menghasilkan luas 260 mm2, diperlukan 2 kaki hoops

dan crossties di masing-masing sisi.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

yh

ccsh

f

fshA

'09,0

2mm 260MPa 400

MPa 45mm 257mm 10009,0

shA



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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.



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. ¼ panjang sisi terpendek = ¼ × 350 mm = 87,5 mm.

2. 6 × diameter tul. longitudinal = 6 × 29 mm = 174 mm.

3. atau

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n



atau

asumsi 350 mm merupakan spasi maksimum yang

diizinkan

namun sx tidak perlu lebih kecil dari 100 mm.

Ok, — Ambil spasi 100 mm.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

3

350100 x

x

hs

3

350350100

xs

mm 100xs



Bila digunakan tulangan D16, dengan spasi pengekang

100 mm, maka:

jumlah tulangan D16 yang dibutuhkan:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

2mm 462.1MPa 400

MPa 45mm 444.1mm 10009,0

shA


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

16 16 201 8 1.608

Dibutuhkan 8 tulangan pengekang

D16 di komponen 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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

3D

29

3D

29

3D

29

2D

29

2D

29

2D

16

3D29

3D29

3D25

2D16

Shearwall

W0_BT-C1

Shearwall

W0_US-3Crossties D16

@ 100 mm

Hoop D13

@ 100 mm

U

T

S

B

6 db

minimal 7,5 cm

6 db

minimal 7,5 cm

D16

@ 300 mm

Detailing SBE Wall W0_BT-C1

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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

3

350100 x

x

hs


Gambar 2.8

Detailing SBE Wall W0_BT-C1

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

79 mm

79 mm

U

T

S

B

79 mm

Spasi 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


Gambar 2.9

Detailing WestWing Shearwall

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

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

yh

ccsh

f

fhsA

' 09,0


Gambar 2.10

Bagian 5

Detailing

Balok Perangkai Sistem Dinding Struktural Khusus

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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

Balok

perangkai

yang didesain2.841

2.635

1.564

1.408

1.282

1.171

1.072

981

895

811

727

643

560

478

398

324

253

184

95

Gay

a ge

ser

pad

a b

alo

k p

era

ngk

ai (

kN)


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:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

286,0m 5,3

m 3

d

ln



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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

'3

1ccp fA



Point 1 pada ketentuan (3) sudah terpenuhi, sementara:

― Ok, untuk itu kita dapat menggunakan tulangan

diagonal.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

45mm 500.3mm 3503

1'

3

1ccp fA

kN 841.2kN 739.2 uV


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Desain Wall spandrel 3. Komponen Vertikal dan Horizontal

cos

sin

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

72,0

16,4

3

886,23

3

'22222

dhl

l

n

n

69,0

16,4

89,2

886,23

89,2

'2

'2

2222

dhl

dh

n

Tu

Cu

h

d’

ln

d’


Baja Tulangan Diagonal 4. Kebutuhan Tulangan Diagonal untuk Geser

Bila semua geser yang terbentuk pada balok didesain untuk

dipikul sepenuhnya oleh tulangan diagonal, maka:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

uyvd VfA sin2 f

f sin 2 y

uvd

f

VA

23

mm 862.669,040075,02

10 841.2

vdA


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

uyvd MdhfA '2 cosf

'2 cos dhf

MA

y

uvd

f

2

6

mm 740.1886.272,04008,0

10 157.1

vdA


Baja Tulangan Diagonal 4. Kebutuhan Tulangan Diagonal

Diperlukan 14 D25 untuk memenuhi kebutuhan tulangan,

maka:

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

22 22 380 0 6.872

25 25 491 14

m-kN 567.410

886.272,0400872.68,06

nM

kN 855.210

69,0400872.675,023

nV


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

'6

5sin2 ccpyvdn fAfAV

kN 848.61045000.225.16

5 3

'6

5ccp fA


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Diagonal Reinforcement

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

180 mm

75 mm

38 mm

37 mmSpasi bersih antar tulangan

dalam 1 layer

99 mm

Lebar core

175 mm

Tinggi core

501 mm

Tulangan utama pemikul

momen shearwall di lokasi KBK

3 D29

Tulangan horizontal shearwall

D16 @ 300 mm


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,

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

1

'3,0

ch

g

yh

ccsh

A

A

f

fshA

yh

ccsh

f

fshA

'09,0



Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Pengekang searah tinggi core:

hc = lebar penampang inti beton (lihat Gambar)

= 175 – 2 × (13/2) = 162 mm.



= 175 mm × 501 mm = 87.675 mm2.

Ag = (142 + 40) × (501 + 40) = 116.315 mm2.

(asumsi selimut bersih beton = 20 mm)

Sehingga


D Diameter (mm)

Luas/bar (mm2)

buah (mm2)

13 13 132,7 2 265



dan

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

./mm2

mm 9,15

30'

1

400

41750,31

87.675

116.315

ch

g

yh

ccsh

A

A

f

fh

s

A,

/mm.2

mm 78,15175'

400

40,090,09

yh

ccsh

f

fh

s

A

Ambil 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.



= 175 mm × 501 mm = 87.675 mm2.

Ag = (142 + 40) × (501 + 40) = 116.315 mm2.

Sehingga Saturday, July 31, 2010 187 Shortcourse HAKI 2010


dan

SNI Pasal 23.4.4.2:

Spasi Ash = sx adalah yang terkecil antara:

a. ¼ lebar core = ¼ × (175 + 40) = 54 mm,

b. 6db = 6 × 25 mm = 150 mm,

atau

(hx = 175 – 2(13/2) = 162 mm.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

./mm2

mm 4,55

30'

1

400

44880,31

87.675

116.315

ch

g

yh

ccsh

A

A

f

fh

s

A,

/mm.2

mm 9,45488'

400

40,090,09

yh

ccsh

f

fh

s

A

Ambil nilai yang terbesar = 5,4

mm2/mm.

mm 163 3

162350100 c.

xs

Ambil saja spasi = 100 mm. Saturday, July 31, 2010 188 Shortcourse HAKI 2010


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.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n


Diagonal Confinement

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

hoop

D13 @ 100 mm

crossties

D13 @ 100 mm


Gambar 2.12


6. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.7(4d) mengharuskan

penyaluran tulangan diagonal sebagai tulangan tarik ke

dalam dinding struktural

untuk baja ulir dengan diameter > 19 mm (SNI Pasal

14.2.2),

Ok, untuk itu, setiap tulangan diagonal D25 pada inti harus

disalurkan ke dalam shearwall sedalam 46 × 25 mm = 1.150

mm, atau ambil 1,2 m.

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

'5

3

c

y

b

d

f

f

d

l

bbd ddl 46455

113,14003


Tulangan Minimum 7. Tulangan Horizontal & Transversal minimum

7. SNI 03-2847-2002 Pasal 23.6.7(4f) mengharuskan balok

perangkai setidak-tidak nya diberi tulangan vertikal menurut

ketentuan

dengan spasi tidak melebihi:

d/3 = 3.193 / 3 = 1.064 mm

500 mm.

Ambil spasi 500 mm, maka:

Ok, 2 kaki D13 (Av = 265 mm2) dengan spasi 50 cm sudah

cukup untuk memenuhi kebutuhan tulangan vertikal

minimum .

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

sbA wv 0015,0

2mm 5,2625003500015,0 vA


Tulangan Minimum 7. Tulangan Horizontal & Transversal minimum

Batas minimum tulangan horizontal adalah:

Gunakan spasi 300 mm, sehingga

Ok, 2 kaki D13 dengan spasi 30 cm sudah cukup untuk

memenuhi kebutuhan tulangan horizontal minimum .

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

sbA wvh 0025,0

2mm 2633003500025,0 vhA



Baja tulangan horizontal minimum juga harus disalurkan ke

dalam dinding. Untuk baja ulir dengan diameter < 19 mm

(SNI Pasal 14.2.2),

Ok, untuk itu, setiap tulangan horizontal D13 pada balok

kopel harus disalurkan ke dalam shearwall minimal sedalam

38 × 13 mm = 494 mm, atau ambil 50 cm. Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

'25

12

c

y

b

d

f

f

d

l

bbd ddl 384525

113,140012


Penulangan Silang

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

Section A-A (diperbesar 2x)


Gambar 2.13

A

A

Penyaluran Tulangan

Eart

hq

uak

e R

esis

tan

ce D

esig

n

d’

Tulangan

horizontal

D13@300

Tulangan

vertikal

D13@500

ld= 48d untuk

D25

ld= 38d untuk

D13

Sengkang

D13@100


Gambar 2.14

Sekian, & ManyThanxz

Iswandi Imran

Apet Tonday

tulangan balok dan kolom kondisi gempa

Documents