Eksperimen Balok Beton dengan Bukaan -...
Transcript of Eksperimen Balok Beton dengan Bukaan -...
11/7/2013
1
ISEMS, 7-8 November 2013
Antoni HalimAntoni HalimAntoni HalimAntoni Halim, , , , structure engineer, DS&P
EKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAANEKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAANEKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAANEKSPERIMEN BALOK BETON DENGAN BUKAAN
ISEMS, 7-8 November 2013
Letak Utilitas
Mengurangi tinggi bersih Lantai
ISEMS, 7-8 November 2013
Bukaan Pada Balok
Perilaku dan Perencanaan Balok dengan bukaan
ISEMS, 7-8 November 2013
Metode Perencanaan
Model rangka batang
aliran gaya (load path) akibat beban P
Strut and Tie Model Daerah D (Disturb)
• Strut and Tie Model
Truss - analogy – model
distorsi tegangan
Distribusi teg. geser
11/7/2013
2
ISEMS, 7-8 November 2013
Metode Perencanaan
• Modifikasi ACI (ACI Structural Journal)
(Kiang-Hwee Tan dan Mohammad A. Mansur)
Konsentrasi tegangan pada daerah opening
Kombinasi Tulangan Geser dan diagonal
Tulangan Geser Tulangan Diagonal
25 % gaya geser desain 75% Gaya geser desain
ISEMS, 7-8 November 2013
Penelitian yang direncanakan
Benda uji 1
Benda uji 2
Benda ui 3
ISEMS, 7-8 November 2013
Penampang tipikal benda uji
f’c = 40 Mpa
fy longitudinal = 400 Mpa
fy geser = 240 MPa
ISEMS, 7-8 November 2013
Model SAP Truss Analogy
benda uji 1
Sudut mendekati 45o
Tidak memotong lubang
P = 150 kN
Batang tarik
Batang tekan
11/7/2013
3
ISEMS, 7-8 November 2013
Model Truss Analogy
benda uji 2
P = 150 kN
ISEMS, 7-8 November 2013
Model Truss Analogy
benda uji 3
P = 150 kN
ISEMS, 7-8 November 2013
Perhitungan dan Pemasangan Tulangan (STM)
Benda 1
Benda 2
Benda 3
Luasan Tulangan As = T/fyT = gaya tarik batang
fy = kuat leleh baja
POTONGAN - A
Gaya Aksial Rangka Batang Penulangan Balok
ISEMS, 7-8 November 2013
Pembuatan Benda UJi
Pembuatan Formwork
Perakitan Tulangan
11/7/2013
4
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemasangan Strain Gauge
Strain Gauge
dengan coating
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemasangan Strain Gauge
Strain Gauge
Strain Gauge
Strain Gauge
ISEMS, 7-8 November 2013
Pengecoran Benda Uji
• Lokasi Puslitbangkim
PengecoranISEMS, 7-8 November 2013
Pemasangan LVDT(Linear Variable Displacement Transducers)
11/7/2013
5
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemasangan LVDT(Linear Variable Displacement Transducers)
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemasangan LVDT(Linear Variable Displacement Transducers)
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemasangan dial gauge
( pengukuran Lendutan)
ISEMS, 7-8 November 2013
Persiapan penggambaran pola retak
11/7/2013
6
ISEMS, 7-8 November 2013
Rencana Pembebanan
2 Siklus Pengujian
ISEMS, 7-8 November 2013
Alat Uji dan pembaca data
Kapasitas Alat = 2000 ton
ISEMS, 7-8 November 2013
Pelaksanaan Pengujian
ISEMS, 7-8 November 2013
Hasil Pengujian Balok A
• Retak pertama 8 ton
Retak lentur di tengah bentang
• Retak diagonal 45˚
11/7/2013
7
ISEMS, 7-8 November 2013
Hasil Pengujian Balok A• Beban ultimit = 340 kN
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000
Loa
d (
kN
)
Deflection (mm)
Deflection Vs Load (Beam A)
TR-9
TR-10
TR-9 TR-10
ISEMS, 7-8 November 2013
Distribusi regangan pada tulangan
geser balok A
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Str
ain
(1
0-3
)
No Strain Gauge
Distribution Strain of Shear Reinforcement
Load 370 kN
Load 160 kN
ISEMS, 7-8 November 2013
Analisa Data
Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok A
24,2% Vu
12,4% Vu
18,8% Vu
13,5% Vu
22,1% Vu
ISEMS, 7-8 November 2013
Hasil Pengujian Balok BRetak pertama 10 ton
Diikuti Retak geser
Beban ultimit 340 kN
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
Loa
d (
kN
)
Deflection (mm)
Deflection Vs Load (Beam B)
TR-9
TR-10
11/7/2013
8
ISEMS, 7-8 November 2013
Distribusi regangan pada tulangan geser
balok B
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
Str
ain
(1
0-3
)
No Strain gauge
Distribution Strain of Shear Reinforcement
Load 38 ton
Load 16 ton
ISEMS, 7-8 November 2013
Analisa Data
Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok B
20,65% Vu
15,5% Vu
9,4% Vu
0,43% Vu 1% Vu
tulangan diagonal
40,6% Vu
ISEMS, 7-8 November 2013
Hasil Pengujian Balok C
Tidak terjadi kegagalan geser
Kegagalan pengangkuran
0
50
100
150
200
250
300
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
Loa
d (
kN
)
Deflection (mm)
Deflection Vs Load
TR-9TR-10
240 kN
ISEMS, 7-8 November 2013
Distribusi regangan pada tulangan geser
balok C
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62S
tra
in (
10
-3)
No Strain Gauge
Distribution Strain of Shear Reinforcement
Load 220 kN
Load 160 kN
11/7/2013
9
ISEMS, 7-8 November 2013
Analisa Data
Konsentrasi gaya di sekitar lubang untuk Balok C
11,1% Vu
18,3% Vu
16,2% Vu
14,5% Vu
ISEMS, 7-8 November 2013
Data Hasil Pengujian
Perbandingan Gaya Geser Ultimit Hasil Pengujian
dengan STM dan Modifikasi ACI
Metode Strut and Tie Model dan Modifikasi ACI konservatif
Beam
Gaya Geser (Vu) kN
Mode of failure (2)/(1) (3)/(1)eksperimen
(1)
STM
(2)mod.ACI
(3)
A 170 150 150 Shear 0,88 0,88
B 170 150 150 Shear 0,88 0,88
C 120 150 150 Anchourage 1,25 1,25
ISEMS, 7-8 November 2013
Analisa Lendutan maksimum
(service load)Lendutan hasil penelitian
Balok A
Balok B
Balok C
Beban 160 kN
4,34 mm
3,14 mm
7,43 mm
Perhitungan ACI
Momen inersia
efektif (Ie)
Finite element
Balok A = 5,54mm
Balok B = 5,54 mm
Balok C = 17,58 mm
Balok A = 7,73 mm
Balok B = 7,75 mm
Balok C = 15,10 mm
Perhitungan lendutan dengan cara ACI dan Pemodelan konservatifISEMS, 7-8 November 2013
Pemodelan
Balok A
11/7/2013
10
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemodelan
Balok B
ISEMS, 7-8 November 2013
Pemodelan
Balok C
ISEMS, 7-8 November 2013
Kegagalan Pengangkuran pada Balok C
Regangan pada beton = 2,746.10-3
Regangan pada baja = 0,76.10-3< 1,9.10-3
Baja belum leleh
Terjadi Slip tulangan baja terhadap lekatan beton
ISEMS, 7-8 November 2013
Kesimpulan
•Perilaku Tulangan dengan Strut and Tie Model
Pada Eksperimen ini Tulangan geser sekitar bukaan menahan :
• Balok A : 13,5% - 24,2% Vu
• Balok B : 15,5% - 20,65% Vu
• Balok C :11,12% - 18,3% Vu
• Perilaku Tulangan dengan Modifikasi ACI
Tulangan Vertikal menahan 18,8%
Tulangan Diagonal menahan 40,6%
• Berdasarkan lendutan maksimum, momen inersia
untuk keseluruhan penampang 15 – 32 % Ig
11/7/2013
11
ISEMS, 7-8 November 2013
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan balok lentur
dengan bukaan :
1. Metode Strut and Tie Model dan Modifikasi ACI dapat digunakan
2. Tulangan vertikal dekat bukaan dibuat sedekat mungkin
dengan bukaan karena terjadi konsentrasi gaya aksial yang besar
3. Tulangan diagonal sangat dianjurkan untuk meminimalkan retak
4. Pergunakan penampang inersia efektif untuk perhitungan
lendutan
ISEMS, 7-8 November 2013
http://www.davysukamta.com
TERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIHTERIMA KASIH
News / Articles