1

METODA STRUT AND TIE

Metode Strut and Tie, yang dikembangkan darimetode analogi model truss untuk balok, merupakan salah satu metode pendekatan untukmenganalisis struktur beton pada daerah-D. Metode Strut dan Tie adalah sebuah metode yang didasarkan pada sistem keseimbangan gaya-gayayang bekerja pada sebuah struktur ketika dibebani. Komponen utama dari metoda strut dan tie initerdiri atas daerah tekan (compressive struts), daerah tarik (tension ties), dan daerah nodal (nodal zone) sebagai daerah pertemuan.

PENDAHULUAN

2

a). Struktur yang dibebani gaya luar

b). Beban dan reaksi sesuai dengan hipotesis Bernoulli

c). Pengaruh gangguan ujung

d). Struktur dengan daerah–B dan daerah-D

D-Region and B-Region

3

Geometric Discontinuities

Loading and Geometric Discontinuities

4

BatasanBalok Tinggi

Analisis daerah-D dapat dilakukan secara duadimensi dan tiga dimensi. Untuk struktur yang memiliki ketebalan yang sama, seperti balok; konsol dan bukaan pada pelat, kondisi yang terjadi merupakan kondisi tegangan bidang, sehingga analisis dapat disederhanakanmenjadi dua dimensi. Sedangkan untukstruktur dimana kondisi tegangannya bersifattiga dimensi seperti efek punching akibatbeban terpusat pada pile cap maka analisisharus dilakukan secara tiga dimensi.

Analisis Daerah D

5

Pemodelan Strut-and-Tie Merupakan suatu prosedur iterasi yang

mencakup:• Pemilihan model strut-and-tie “trial”.• Pendimensian dan pendetailan struts, ties,

dan nodes.• Check dimension struts, nodes, dan tie

untuk menjamin pilihan STM adalahbenar.

• Lakukan iterasi model strut-and-tie biladiperlukan.

Pendekatan yang dapat dipakai untukmemudahkan pemilihan STMmodel adalah;

1.Metode Trayektori Tegangan Tekan

(Compressive Stress Trajektories).

2. Metode Lintasan Beban

Pemilihan Model Strut-and-Tie

6

Trajectori Teg pd Balok Tinggi

Gambaran Strut and Tie

7

Strut and Tie Model pada BalokTinggi Menerus

Penetapan STM pada Daerah D berdasarkan Lintasan Beban

• Identifikasi dan isolasi daerah D• Hitung teg internal pada perbatasan daerah D pada

level kekuatan dengan menggunakan pendekatankuat ultimit atau dengan asumsi perilaku elastik.

• Bagi daerah perbatasan menjadi sub-sub daerahdan tentukan resultan gaya di masing-masing sub daerah.

• Gambarkan rangka batang untuk mengalihkangaya-gaya dari satu daerah perbatasan kedaerahperbatasan yang lain. Untuk penggambaran rangka, sudut θ harus diasumsikan. Umumnya dapat diambilkemiringan 2:1.

8

Gaya pada Daerah Perbatasan

1. Arah sudut compression strut pada tiap bagian harus sesuai denganarah tegangan tekan utama pada daerah tersebut. Umumnya arahstrut adalah ± 15° dari arah tegangan tekan utama yang bersesuaian.

2. Model yang paling tepat adalah model yang membutuhkan tulanganyang paling sedikit. Beban akan berusaha mengikuti lintasan dengangaya dan deformasi yang paling sedikit. Dan karena tie lebih mudahterdeformasi daripada strut (regangan pada baja biasanya jauh lebihbesar daripada regangan beton), maka model yang terbaik adlh yang paling sedikit mengandung ties. Kriteria ini dinyatakan sebagai;

Iii lT ε∑ = minimum

dimana;= Gaya pada elemen ties= Panjang ties= Regangan rata-rata tie

iTil

Iε

Optimasi STM

9

1. Tentukan Model Strut-Tie yang akan digunakan, yaitu mulai daripenggambaran aliran gaya, pemilihan model dan optimasimodel. Tentukan letak dari nodal, strut dan tie

2. Tentukan dimensi dari masing-masing elemen sesuai batasangeometrik struktur seperti tinggi pengangkuran, luas daerahperletakan dan daerah pembebanan. Kemudian hitung semuagaya luar yang terjadi pada struktur.

3. Tentukan geometrik model strut-tie. Strut digambarkan dengangaris lurus pada sumbu strut. Tie digambarkan sebagai garislurus yang berimpit dengan sentroid tulangan. Nodal adalahdaerah tempat perpotongan strut, tie dan garis kerja beban. Dimensi nodal dibatasi oleh keadaan geometrik struktur sepertiluas daerah perletakan, tinggi pengangkuran dan luas pelattumpu (bearing plate).

Prosedur Umum

4. Tentukan gaya-gaya dalam pada setiap elemen strut-tie. Untukmodel strut-tie statis tak tentu, dilakukan estimasi terhadapkekakuan relatief struktur untuk menentukan gaya-gayanya.

5. Periksa apakah tegangan pada tiap strut dan nodal memenuhisyarat kapasitas tegangan efektif.

6. Tentukan luas tulangan yang dibutuhkan berdasarkan besarnyagaya pada tie dan luas daerah pengangkurannya.

10

Strut and Tie Model pada BalokTinggi

Klasifikasi Nodal

11

Nodal Hidrostatis

Extended Nodal Zone

12

Pembagian Nodal Zone

Nodal Truss

13

Jenis Strut

Strut yang Diangkur oleh Tulangan

14

Strut yang diangkur olehBearing dan Tulangan

Strut yang diangkur olehBearing dan Strut

Jenis Pengangkuran Strut Lainnya

Bottled Shape Strut

15

Penampang Kritis untuk DaerahNodal dan Strut Tekan

Interface antara Zona Lokal danStrut Tekan

16

Contoh

Contoh

17

Model yang Salah

Contoh Corbel

18

Alternatif Model Truss

Aspek Desain

• Sudut θ antara sumbu-sumbu strut dan tie yang bertemu di titik nodal tidak bolehkurang dari 25 derajat.

• Desain struts, ties, dan daerah nodal harus didasarkan pada

φFn ≥ Fu

dimana φ ditentukan berdasarkan faktorreduksi geser, yaitu = 0,75

19

Kuat Tekan Nominal Strut

• Kuat tekan nominal strut tanpa tulanganlongitudinal dapat diambil sebagai nilai Fnsterkecil dikedua ujung strut, yaitu:

Fns = fceAcs

fce merupakan nilai kuat tekan terkecilantara strut dan daerah nodal.

fce untuk Strutfce = 0.85βsfc′

• Untuk strut dengan penampang seragamdisepanjang strut tsb ............. βs = 1.0

• Untuk strut dengan penampang tengah lebihbesar drpd penampang ujung (bottle-shaped struts):- dgn tulangan ..... βs = 0.75- tanpa tulangan ..................... βs = 0.60λ

• Untuk strut pada elemen tarik βs = 0.40• Untuk kasus lain .................. βs = 0.60λ

20

Pengaruh Tulangan Tekan padaStrut

Tulangan tekan dapat diperhitungkan ikut berkontribusidalam meningkatkan kuat tekan strut bilamana tulangantersebut:- Terangkur dengan baik- Paralel dengan sumbu strut- Berada dalam strut yang ditinjau- Terikat oleh tulangan sengkang ikat atau spiral

Jika hal tsb terpenuhi, kuat nominal strut yang memilikitulangan pada arah longitudinalnya adalah:

Fns = fce Acs + As fs

Kuat Tarik Tie

• Kuat tarik nominal suatu tie, Fnt, dihitungsebagai:

Fnt = Atsfy

• Sumbu tulangan dalam suatu tie harussama dengan sumbu tie pada model STM

• Tulangan tie harus diangkur denganmechanical devices, kait standar ataupanjang penyaluran tulangan lurus.

21

Kuat Tekan Nominal Nodal Zone

• Kuat tekan nominal nodal zone dapat diambil sebagai:Fnn = fceAnz

fce adalah kuat tekan efektif beton pada nodal zone. Anzmerupakan nilai terkecil dari:(a) Luas muka nodal zone padamana Fu bekerja (diambiltegaklurus thd garis kerja Fu)(b) Luas penampang yang memotong nodal zone (diambil tegaklurus thd garis kerja gaya resultan padapenampang).

fce untuk Daerah Nodalfce = 0.85βnfc′

• Untuk nodal zone yang dibatasi oleh strut ataubidang tumpu atau keduanya ............. βn = 1.0

• Untuk nodal zone yang menjadi tempat angkursatu tie ..... …………………βn = 0.80

• Untuk nodal zone yang menjadi tempat angkurdua tie atau lebih ………………. βn = 0.60