Its - Studi Kolom Biaksial Berpenampang Bujur Sangkar Tanpa

download Its - Studi Kolom Biaksial Berpenampang Bujur Sangkar Tanpa

of 20

  • date post

    18-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    210
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Its - Studi Kolom Biaksial Berpenampang Bujur Sangkar Tanpa

A-37Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2010STUDI KOLOM BIAKSIAL BERPENAMPANG BUJUR SANGKAR TANPA PENGEKANGAN DENGAN PEMROGRAMANVISUAL BASIC 6.0Oleh1.Ir. Iman Wimbadi, M.S, 2.Tavio, S.T., M.T., Ph.D, 3. Riaditya Dwi Aryadi1Dosen /Staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi 10 Nopember (ITS) SurabayaE-mail:iman@ce.its.ac.id2Dosen /Staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi 10 Nopember (ITS) SurabayaE-mail:tavio@ce.its.ac.id3Alumni (S-1) Jurusan Teknik Sipil ITS SurabayaABSTRAKKolom bujur sangkar dalam studi ini yang mengalami gaya aksial dengan eksentrisitas terhadap sumbuxdansumbuyseringdijumpaidalamperencanaankolomterutamakolom-kolompojokdankolom-kolomyangmenahanbebandariduaarahyangtidaksamabesar.Kolom-kolomyangdemikiandisebut kolom yang menahan momen biaksial.Untuk menganalisis momen biaksial yangbekerja pada kolom dikembangkan programkomputer dengan bahasa Visual Basic6.0 berdasarkan analisa keseimbangan dan kompatibilitas tegangan-regangan. Dalamstudiinimasihdibatasiuntuk investigasi ,jugaakandihasilkantampilandiagraminteraksikolom beton bertulang biaksial secara tida dimensi.Studi ini juga membahas konsep Unified Design Provision yang sudah masuk dalam Pasal 9.3.2ACI318-2002.SebelumnyakonsepinimasihadadidalamAppendix/Usulan.Makadariitu,diperlukan sosialisasi mengingat nilai faktor reauksi () tiaak tergantung paaa harga Pu, tetapi tergantung paaa harga regangan tarik tulangan (t).Hasil dari studi ini akan akan bermanfaat untuk Investigasi dan Assesment terhadap kolom yang sudah ada. Studi ini menganalisabeberapa studi kasus dengan membandingkan program hasil studi dengan program bantu yang telah ada, dalam hal ini adalah PCA Col v4.0. Hasil yang didapatlebih besar sekitar (6-7) % lebih besar dibandingkan dengan PCA-Col, dengan demikian dapat diketahui validitas dari program bantu ini. Selanjutnya studi ini masih perlu dikembangkandalam halkeperluandesain, pembahasanyang lebihdetailuntukkolompersegipanjangdantampilanyanglebihbaik,sertadapatdilanjutkandengan menambahkan pengaruh lain, yaitukelangsingan kolom dan pengaruh pengekangan.KataKunci:ACI318-2002, bebanaksial,faktorreduksi,,momenbiaksial, SNI03-2847-2002,Unified Design Provisions, VisualBasic 6.01.PENDAHULUANPadakonstruksi beton bertulang,kolommerupakansalahsatu struktur terpenting.Kolommemikul bebanaksialdanmomenbaiksatuarahmaupunduaarahyangpadaakhirnyabeban-bebantersebut disalurkankepadapondasi.Umumnya dalamkonstruksibangunanyangbanyakdigunakanadalahkolom berpenampangbujursangkardikarenakanpelaksanaannyayangrelatifcepat,mudahdanekonomis(Nawy, 1985).Padaperencanaankolomselamainisebagianbesarmenggunakanperhitunganmomenuniaksial. Padahalperludiketahuibahwahampirsemuakolommemikulmomenbiaksial.Momenbiaksialadalah momenyangdiakibatkanolehadanyaeksentrisitasbebanaksialpadaduaarahsumbuutama,yaituarah sumbuxdansumbuy.Padaumumnyaperistiwaseperiiniterjadipadakolom-kolomyangterletakditepi atau di ujung bangunan, atau apabila terjadi gempa bumi seluruh struktur kolom yang ada pada bangunan itu dapatmengalamimomenbiaksial(MacGregor,1992).Selamainimateritentangkolomyangterbebanimomen biaksial sering kali tidak dibahas dalam perkuliahan atau hanya dibahas secara singkat saja.A-38ISBN : 978-979-18342-2-3Pada proses analisa tegangan kolom biaksial diperlukan perhitungan yang semakin rumitdan teliti. Hal ini disebabkan adanya proses coba-coba (trial and error) dalam menentukan letak garis netral dan sudut inklinasi terhadap bidang horizontal agar dapat memenuhi persamaan keseimbangan yang ada. Tentu saja hal tersebut akan membutuhkan waktu yang banyak apabila dilakukan secara manual dan pada akhirnya menjaditidak efektif dalam segi waktu (Mac Gregor, 1992).Penggunaansoftware dalammembantumendesainmaupunmengontrolsuatustrukturbangunan merupakanalternatifyangefektifdanefisien.Selainhasilyangdidapatakurat,waktupengerjaannyajuga relatifcepat.Program-programbantuyangsudahada(contohnyaPCACOL,SAP2000,ETABS)sebagian besartelahmenggunakankonsepbiaksialnamundalampenggunaanprogrambantuiniperludiperhatikan masalahkeasliannya.Padabeberapatahunyangakandatang,pemerintahakanmenertibkanmasalah lisensi dari produk-produk yang masuk ke Indonesia. Oleh karena itu, sejak dini perlu dipersiapkan program bantu yang dihasilkan sendiri, terjamin keasliannya, dan bisa digunakan untuk keperluan mendesain maupun mengontrol suatu penampang kolom akibat adanya momen biaksial ini.VisualBasic6.0adalahsuatubahasapemrogramanyangdapatmembantudalammerancang program bantu (software) disamping banyaknya bahasa-bahasa pemrograman. Visual Basic memiliki banyak keunggulan diantaranya banyak perintah, fungsi, dan fasilitas yang berhubungan langsung dengan Windows GUI (Graphicals User Interface), yaitu tampilan Windows yang berbasis visual (grafik). Karena bahasa pemrograman ini berbasis visual, maka sebagian besar kegiatan pemrograman dapat difokuskan pada penyelesaian problem utama dan bukan pada pembuatan tampilannya. KeunggulanlainmenggunakanVisualBasic6.0adalahkemampuannyadalammengintegrasikan aplikasi-aplikasi lain seperti Microsoft Office dan aplikasi lain yang berbasis Windows ( Recky, 2008) .1.2 Perumusan MasalahBagaimana cara mencari kapasitas darikolombiaksialdenganpenampangbujursangkartersebut?danbagaimanamenyusunperencanaankolom bujursangkar biaksial dalam bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 ?1.3 Batasan MasalahPenampangkolomyangdianalisaberbentukbujursangkar,memakaidesainpenampangkolom pendek.., desain tulangan empat sisi sama,menggunakanblok desak Whitney, a 1.c, mutu beton normaldan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.01.4 TujuanMencarikapasitasdarikolombujursangkar suatubangunanakibatadanyamomenbiaksial,membuat suatuprogramdenganVisualBasicyangdapatmembantumencarikapasitassuatukolombujursangkar biaksial.1.5 Manfaat Dengan adanya program bantu ini, proses analisasecara manualyang berulang-ulangtersebut dapat dihindarisehinggamenghematwaktudalamprosesperencanaan,mempunyaiprogrambantuhasilkaryasendiri dan dapat digunakan untuk keperluan desain dan kontrol struktur bangunan , tanpa perlu rasa khawatir karenaterjaminkeasliannya,dapatmenjadireferensiuntukpengembangansecaraterus-menerusprogram-programbantulainyanglebihkompleksdemiterciptanyakemajuandibidangstructural engineeringIndonesia yang lebih maju dan dapat menambah wawasanmengenai perilakukolomlingkaranyang terkena momen biaksial, serta pengetahuan tentang prosedur penguasaan untuk pembuatansuatu program bantu2.TINJAUAN PUSTAKA2.1 PendahuluanKolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktural yang memikul beban dari balokatau pelat lantai. Kolom meneruskan beban-beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawahhingga akhirnya sampaiketanahmelaluifundasi.Karenakolommerupakankomponentekan,makakeruntuhanpadasuatu kolom merupakan lokasi kritis yang dapat menyebabkan collapse (runtuh) lantai yang bersangkutan, dan juga runtuh batas total (ultimate total collapse) seluruh strukturnya.A-39Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2010Keruntuhan kolom strukural merupakan hal yang sangat berarti ditinjau dari segi ekonomis maupun segi manusiawi.Olehkarenaitu,dalammerencanakankolomperlulebihwaspada,yaitudenganmemberikan kekuatancadanganyanglebihtinggidaripadayangdilakukanpadabalokdanelemensrukturalhorizontallainnya, terlebih karena keruntuhan tekan tidak memberikan peringatan awal yang cukup jelas.Seperti yang akan terlihat, peraturan ACI mensyaratkan Iaktor reduksi kekuatan yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan faktor-faktor dalam desain lentur,gesermaupun torsi.Hal inimemberikan gambaran tambahan bahwa dalam mendesain batang tekan diperlukan kekuatan cadangan yang cukup besar.Banyaknya penulangan dalam hal balok telah dikontrol agar balok dapat berperilaku daktail. Dalam halkolom,bebanaksialbiasanyadominansehinggakeruntuhanyangberupakeruntuhantekanyangsulit dihindari.Apabilabebanpadakolombertambah,makaretakakanbanyakterjadidiseluruhtinggikolompada lokasi-lokasi tulangan sengkang. Dalam keadaan batas keruntuhan (limit state of failure) selimut beton di luar sengkang (pada kolom bersengkang) atau di luar spiral (pada kolom berspiral) akan lepas sehingga tulangan memanjangnyaakanmulaiterlihat.Apabilabebanyaterusbertambah,makaterjadikeruntuhandantekuk lokal (local buckling) tulanganmemanjang padabatangtaktertumpusengkang atauspiral.Dapatdikatakan bahwa dalam keadaan batas keruntuhan selimut beton lepas dahulu sebelum lekatan baja-beton hilang.Seperti halnya balok,kekuatan kolom dievaluasiberdasarkan prinsip-prinsipdasar:Distribusiregangan linier di seluruh tebal kolom.Tidak ada gelincir antara beton dengan tulangan baja (ini berarti regangan pada bajasamadenganreganganpadabetonyangmengelilinginya).Reganganbetonmaksimumyangdiizinkan padakeadaangagal(untukperhitungankekuatan)adalah0,003in/.in.Kekuatantarikbetondiabaikandan tidak digunakan dalam perhitungan.2.2 Jenis KolomKolomdapatdiklasifikasikanberdasarkanbentukdansusunantulangannya,posisibebanpada penampangnya, dan panjang kolom dalam hubungannnya dengan dimensi lateralnya.Bentuk dan susunan tulangan pada kolom dapat dibagi menjadi tiga kategori seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.1x Kolom segiempat atas bujur sangkar dengan tulangan memanjang dan sengkang (Gambar 2.1a)x Kolom bundar dengan tulangan memanjang dan tulangan lateral berupa sengkang atau spiral.x Kolom komposit yang terdiri atas beton dan profil baja struktural di dalamnya. Profil baja ini biasanya diletakan di dalam selubung tulangan biasa seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.1(c)Kolombersengkangmerupakanjenisyangpalingbanyakdigunakankarenamurahnyaharga pembuatannya.Sekalipundemikian,,kolomsegiempatmaupunbundardengantulanganberbentukspiral kadang-kadang digunakan juga, terutama apabila diperlukan daktalitas kolom yang cukup tinggi seperti pada daerahgempa.Kemampuankolomberspiraluntukmenahanbebanmaksimumpadadeformasibesar mencegah terjadinya collapse pada struktur secara keseluruhan sebelumterjadinya redistribusi totalmomen danteganganselesai.Gam