kuliah_2

Konstruksi Beton I 1

II. Kriteria Disain & Pembebanan, Faktor Beban

a. Kriteria Disain :Analisis maupun disain yang dilakukan harus sesuai dengan ketentuan-ketentuan yang ada dalam peraturan beton yang berlaku (SNI-2002).

Secara garis besar struktur bangunan harus memenuhi kriteria berikut :1. Kuat (aman)

2. Kaku 3. Stabil

4. Ekonomis


Dalam perencanaan struktur beton bertulang harus dipenuhi syarat syarat berikut: 1. Analisis struktur harus dilakukan dengan cara-cara

mekanika teknik yang baku. 2. Analisis dengan komputer, harus disertai dengan

penjelasan mengenai prinsip cara kerja program, data masukan serta penjelasan mengenai data keluaran.

3. Percobaan model diperbolehkan bila diperlukan untuk menunjang analisis teoritis. 4. Analisis struktur harus dilakukan dengan model-model

matematis yang mensimulasikan keadaan struktur

yang sesungguhnya dilihat dari segi sifat bahan dan kekakuan unsur unsurnya.

b. Perencanaan struktur


c. Keamanan Struktur :Struktur harus aman (kuat) terhadap beban atauefek beban yang bekerja selama masa layan (penggunaan) bangunan, seperti :

1. beban mati2. beban hidup3. beban gempa4. beban angin, dll.


Bila intensitas dan efek beban yang bekerja pada struktur diketahui dengan pasti, maka struktur dapat di-disain aman dengan cara memberikan kapasitas kekuatan yang sedikit lebih besar daripada efek beban. Tetapi intensitas beban yang bekerja tsb sangat sulit ditentukan dengan pasti (adanya ketidakpastian), spt : menetapkan besarnya beban hidup atau beban gempa yang bekerja.

Ketidakpastian juga terjadi dalam hal menentukan kekuatan elemen dari struktur yang menahan beban tsb, yang dapat disebabkan oleh berbagai hal spt :

- mutu material beton yang tidak seragam, - pelaksanaan yang kurang baik, - variasi dari elemen-elemen struktur.


Untuk mengantisipasi adanya ketidakpastian diatas digunakanlah faktor keamanan atau angka keamanan (safety factor), dengan kekuatan struktur dibuat sama atau lebih besar dari perkalian antara angka keamanan dengan beban kerja. Angka keamanan ini digunakan untuk menjamin bahwa kapasitas struktur selalu lebih besar daripada efek dan kombinasi beban yang bekerja.

Angka keamanan dalam SNI-2002 terbagi dalam 2 (dua) bagian yaitu :

1. faktor keamanan untuk beban (faktor beban) yang bekerja 2. faktor reduksi kekuatan dari elemen struktur


d. Pembebanan pada STRUKTUR

Beban yang bekerja pada struktur dapat dibagi dalam 3 (tiga) bagian :

1. beban mati (D = dead load)2. beban hidup (L = live load)3. beban akibat pengaruh alam :

a. beban angin (W)b. beban gempa (E)c. beban tekanan tanah (H)d. beban akibat perbedaan suhu (T)


1. Beban mati (D) :

merupakan beban yang intensitasnya tetap dan posisinya tidak berubah selama usia bangunan.

berupa berat sendiri dari suatu bangunan, spt : berat dinding, lantai, balok-balok, plafond, dlsb.

Beban mati dari bangunan ini dapat dihitung secara akurat berdasarkan ukuran, bentuk dan berat jenis materialnya.


2. Beban hidup (L) :merupakan beban yang dapat berpindah tempat, dapat bekerja penuh atau tidak ada sama sekali, spt : beban hunian, furniture, lalu lintas orang, lalu lintas kendaraan (pada jembatan).

Besarnya beban hidup minimum yang bekerja pada struktur dapat diambil pada peraturan yang ada

(SNI 03-1727-1989-F, Tata cara perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung, atau penggantinya.)


Contoh :

lantai dan tangga rumah tinggal : 200 kg/m2 lantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, restoran, hotel dan asrama : 250 kg/m2 lantai ruang olahraga : 400 kg/m2 lantai ruang dansa : 500 kg/m2 tangga, bordes tangga : 300 kg/m2


Berupa : beban angin, beban gempa, beban tekanan tanah atau air, serta beban akibat perbedaan suhu.

Besarnya beban-beban ini tergantung dari lokasi dari bangunan, spt : daerah rawan gempa (tergantung daerah gempa), daerah pantai dlsb.

3. Beban Akibat Pengaruh Alam


Besarnya kecepatan angin minimum adalah 25 kg/m2 (kondisi umum) dan untuk daerah pantai adalah 40 kg/m2, kecuali bila terjadi kecepatan angin yang menimbulkan tekanan lebih besar lagi.

Tekanan tiup angin dapat dihitung sbb :

16/2VP

dimana : V = kecepatan angin, [ m/detik]

a. Beban Angin (W = wind load)

[ kg/m2]


Grafik Kecepatan Angin

Waktu

Kec

epat

an

Ang

in

Ter

uku

r


b. Beban Gempa (E = Earthquake)

Beban gempa disebabkan oleh terjadinya gempa bumi (tektonik atau vulkanik). Akibat gempa bumi akan terjadi percepatan tanah (ground acceleration), yang menimbulkan gaya inersia internal dengan arah horizontal. Besarnya gaya inersia horizontal ini tergantung dari : massa bangunan, tinggi bangunan, intensitas gerakan tanah, interaksi struktur thd tanah, dll.

Ada 3 (tiga) metoda yang dapat digunakan untuk analisa struktur akibat beban gempa :

1. Metoda Statik Ekivalen2. Metoda Spektrum Respons3. Metoda Riwayat Waktu

(lihat : Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Gedung,1983).


e. Faktor Beban : Suatu struktur dapat dikatakan aman (kuat), apabila kapasitas

kekuatan (kuat rencana) lebih besar daripada berbagai kombinasi efek beban yang bekerja.

Kuat rencana (design strength) : merupakan besarnya kuat nominal dikalikan dengan faktor reduksi kekuatan () yang lebih kecil dari 1.

Kuat nominal : merupakan kekuatan maksimum teoritis bahan.

Kuat perlu : merupakan kekuatan suatu komponen struktur yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor dengan berbagai kombinasi efek beban.

Apabila kuat rencana ≥ kuat perlu …… struktur kuat (aman)


Prosedur dan asumsi dalam perencanaan serta besarnya

beban rencana mengikuti ketentuan berikut ini:1. Ketentuan mengenai perencanaan dalam SK-SNI-2002 didasarkan pada

asumsi bahwa struktur direncanakan untuk memikul semua beban kerjanya.

2. Beban kerja diambil berdasarkan SNI 03-1727-1989-F, Tata cara perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung, atau penggantinya.

3. Dalam perencanaan terhadap beban angin dan gempa, seluruh

bagian struktur yang membentuk kesatuan harus direncanakan berdasarkan SK-SNI-2002 dan juga harus memenuhi SNI 03-1726-1989, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung atau penggantinya.

4. Harus pula diperhatikan pengaruh dari gaya prategang, beban kran, vibrasi, kejut, susut, perubahan suhu, rangkak, perbedaan penurunan fondasi, dan beban khusus lainnya yang mungkin bekerja.


f. Ketentuan mengenai kekuatan dan kemampuan layan (SK-SNI-2002)

1) Struktur dan komponen struktur harus direncanakan hingga semua penampang mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu, yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor yang sesuai dengan ketentuan SK-SNI-2002

2) Komponen struktur juga harus memenuhi ketentuan lain yang tercantum dalam SK-SNI-2002 untuk menjamin tercapainya perilaku struktur yang cukup baik pada tingkat beban kerja.


g. Kuat perlu (SK-SNI 2002, Pasal 11.2) 1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan : U = 1,4 D (1) Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan juga beban atap A atau beban hujan R, paling tidak harus sama dengan :

U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R) (2)

2. Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus ditinjau untuk menentukan nilai U yang terbesar, yaitu:

U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 (A atau R) (3)


Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L yang penuhdan kosong

untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya, yaitu:

U = 0,9 D ± 1,6 W (4)

Perlu dicatat bahwa untuk setiap kombinasi beban D, L, dan W, kuat perlu U tidak boleh kurang dari pers. 2.

3. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai: U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E (5)


atau U = 0,9 D ± 1,0 E

(6)

dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03-1726-1989-F, Tata cara

perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung, atau penggantinya.

4. Bila ketahanan terhadap tekanan tanah H diperhitungkan dalam perencanaan, maka pada persamaan 3, 4 dan 6 ditambahkan 1,6H, kecuali bahwa pada keadaan dimana aksi struktur akibat H mengurangi pengaruh W atau E, maka beban H

tidak perlu ditambahkan pada persamaan 4 dan 6.


5. Bila ketahanan terhadap pembebanan akibat berat dan tekanan fluida, F, yang berat jenisnya dapat ditentukan dengan baik, dan ketinggian maksimumnya terkontrol, diperhitungkan dalam perencanaan, maka beban tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,4, dan ditambahkan pada persamaan 1, yaitu:

U = 1,4 (D + F) (7)

Untuk kombinasi beban lainnya, beban F tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,2 dan ditambahkan pada persamaan 2.


6. Bila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan maka pengaruh tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup L.

7. Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau perubahan suhu sangat menentukan dalam perencanaan, maka kuat perlu U minimum harus sama dengan:

U = 1,2(D +T ) + 1,6L + 0,5(A atau R) (8)


h. Kuat rencana (SK-SNI 2002, Pasal 11.3)

Kuat rencana suatu komponen struktur, sambungannya dengan komponen struktur lain, dan penampangnya, sehubungan dengan perilaku lentur, beban normal, geser, dan torsi, harus diambil sebagai hasil kali kuat nominal, yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi dari tata cara ini, dengan suatu

faktor reduksi kekuatan .


Faktor reduksi kekuatan ditentukan sebagai berikut:

(1) Lentur, tanpa beban aksial ...................... ………….0,80

(2) Beban aksial, dan beban aksial dengan lentur. (a) Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur ..........0,80 (b) Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur : Komponen struktur dengan tulangan spiral

………..0,70 Komponen struktur lainnya............................0,65

(3) Geser dan torsi ...............................................0,75 (4) Tumpuan pada beton

…………………………………………………..0,65 (5) Beton polos struktural

………………………………………………….0,55


Disain Komponen struktur thd Lentur

MR = . Mn Mu

dimana :MR = Momen Rencana penampang lenturMn = Momen Nominal penampang lenturMu = Momen ultimate akibat beban terfaktor = faktor reduksi kekuatan


Disain Komponen Struktur thd Geser

VR = . Vn Vu

dimana :VR = Geser Rencana penampang Vn = Geser Nominal penampang Vu = Geser ultimate akibat beban terfaktor = faktor reduksi kekuatan


Disain Komponen Struktur thd Aksial

PR = . Pn Pu

dimana :PR = Gaya aksial Rencana penampang Pn = Gaya aksial Nominal penampang Pu = Gaya aksial ultimate akibat beban terfaktor = faktor reduksi kekuatan

kuliah_2

Documents

Transcript of kuliah_2