UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

20
UJIAN AKHIR SEMESTER SI-5114 PERILAKU STRUKTUR BETON Dosen : Prof. Ir. Iswandi Imran, MAS.c, Ph.D. Disusun oleh : Alexander Aditya Wibowo NIM : 25013022 PROGRAM MAGISTER REKAYASA STRUKTUR PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2013

description

UAS Perilaku Struktur Beton 2013

Transcript of UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

Page 1: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

UJIAN AKHIR SEMESTER

SI-5114 PERILAKU STRUKTUR BETON

Dosen : Prof. Ir. Iswandi Imran, MAS.c, Ph.D.

Disusun oleh : Alexander Aditya Wibowo

NIM : 25013022

PROGRAM MAGISTER REKAYASA STRUKTUR

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

Page 2: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 1

SOAL 1

Untuk dinding squat wall dibawah ini, estimasi kuat gesernya berdasarkan berbagai model yang

sudah dipelajari. Bandingkan hasil analisis dengan hasil eksperimental. Kaji hasil yang diperoleh

secara detil.

Jawaban :

Identifikasi kategori dinding geser dari perbandingan tinggi (hw) dan lebar dinding (lw). Pada tabel di

atas rasio tinggi dan lebar dinding geser dinyatakan dengan aspect ratio yaitu,

���� =

ℎ��� = 1.08

Dimana,

M : Gaya dalam momen pada dasar dinding

V : Gaya geser di dasar dinding

Dari ketentuan di atas maka dapat dihitung tinggi dinding geser adalah sebagai berikut,

Page 3: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 2

ℎ� = ���� ∗ �� = 1.08 ∗ 75 ∗ 10 = 810��

Spesi

men

fc'

(psi)

fc'

(MPa) ρbe

ρv

(%)

ρh

(%)

fybe

(ksi)

fybe

(MPa)

fyv

(ksi)

fyv

(MPa)

fyh

(ksi)

fyh

(MPa)

SW-7 6240 43.056 8.27 0.86 0.27 65 448.5 65 448.5 60 414

SW-8 6160 42.504 0 2.89 0.27 0 0 65 448.5 67.5 465.75

SW-9 6240 43.056 0 2.89 1 0 0 65 448.5 60 414

SW-13 6300 43.47 0 2.89 1 0 0 65 448.5 66 455.4 Tabel 1. Data material dan rasio tulangan spesimen

Estimasi kuat geser dinding geser dilakukan berdasarkan mekanisme-mekanisme keruntuhan yang

mungkin terjadi sebagai berikut:

1. Keruntuhan lentur murni (flexural)

Dimana keruntuhan dibatasi oleh kapasitas momen maksimum (Mp) dari dinding geser, yang

kemudian gaya geser dari dinding geser dihitung dengan membagi Mp dengan tinggi dinding

geser sesuai dengan persamaan berikut,

�� =��ℎ�

Keruntuhan lentur murni ini bersifat daktil dan diharapkan untuk terjadi yang menjadi tujuan

dalam desain dinding geser.

Kapasitas momen maksimum dari dinding geser didapatkan melalui analisis momen-

kurvatur, dimana pada tugas ini dikerjakan dengan bantuan Response2000.

Berikut adalah grafik momen-kurvatur untuk masing-masing spesimen,

Gambar 1. Diagram momen-kurvatur spesimen SW-7

Mom

ent

(kN

m)

Curvature (rad/km)

Moment-Curvature

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

0.0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0

Page 4: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 3

Gambar 2. Diagram momen-kurvatur spesimen SW-8

Gambar 3. Diagram momen-kurvatur spesimen SW-9

Mom

ent

(kN

m)

Curvature (rad/km)

Moment-Curvature

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0.0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0

Mom

ent

(kN

m)

Curvature (rad/km)

Moment-Curvature

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0.0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0

Page 5: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 4

Gambar 4. Diagram momen-kurvatur spesimen SW-13

Kemudian dari kapasitas momen dinding dapat ditentukan tegangan geser yang terjadi

seperti tercantum pada tabel berikut,

Output Response 2000

Spesimen Mp (kNm) V (kN) V (kips) v (MPa) v (psi)

SW-7 139.3 229.30 51.5 10.19 1476.98

SW-8 115.7 190.45 42.8 8.46 1226.75

SW-9 116.4 191.60 43.1 8.52 1234.17

SW-13 112.1 184.53 41.5 8.20 1188.58 Tabel 2. Tegangan geser pada dinding akibat momen lentur

Nilai Vn pada tabel di atas ditentukan berdasarkan persamaan berikut,

�� =��

�=

��

0.75 =

��

0.75 ∗ ℎ�

Dari nilai Vn (gaya) kemudian dibagi dengan luas penampang vertikal beton sehingga didapat

tegangan geser yang terjadi pada dinding.

2. Keruntuhan geser (shear),

a. Keruntuhan geser pada badan (Shear design provision)

Keruntuhan geser pada badan ditentukan dari kapasitas geser dari penampang

dinding yang ditentukan dengan persamaan berikut,

�� = �����′ + ����

dimana,

�� = 0.25 ; jika ��

�< 1.5

Mom

ent (

kNm

)

Curvature (rad/km)

Moment-Curvature

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

0.0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0

Page 6: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 5

�� = min(��, �'); minimum dari rasio volumetrik tulangan horisontal dan tulangan

vertikal

Dari perhitungan shear design provision didapatkan hasil sesuai dengan tabel di bawah

ini,

Shear Design Provision

Spesimen ac ρn Vn (kN) Vn (kips) vn (Mpa) vn (psi)

SW-7 0.25 0.27 62.1 14.0 2.76 399.74

SW-8 0.25 0.27 65.0 14.6 2.89 418.46

SW-9 0.25 1 130.1 29.2 5.78 837.74

SW-13 0.25 1 139.6 31.4 6.20 898.88

Tabel 3. Tegangan geser pada dinding dari perhitungan Shear Design Provision

b. Keruntuhan geser pada perletakan dinding (Shear friction model)

Keruntuhan geser pada perletakan dipengaruhi kekasaran dan kontinuitas pada

dasar dinding geser. Hal ini sangat ditentukan oleh pelaksanaan konstruksi dinding

geser. Kekuatan geser dinding geser untuk mekanisme ini ditentukan melalui persamaan

berikut,

�� =) ∗ *+' ∗ ��

*�'

�� = ) ∗ *+' ∗ ��

dimana,

), adalah koefisien gesek permukaan yang ditentukan sebagai berikut

) = 1.0 ; untuk permukaan yang dikasarkan khusus

) = 0.6 ; untuk permukaan yang tidak dikasarkan khusus

) = 1.4 ; untuk permukaan yang monolit (dicor bersamaan dengan dinding)

*+'; Luas tulangan vertikal

Sliding Shear

Spesimen Asv (mm2) μ Vn (kN) vn (Mpa) vn (psi)

SW-7 526.95 1 236.34 10.50387 1522.3

SW-8 650.25 1 291.64 12.96165 1878.5

SW-9 650.25 1 291.64 12.96165 1878.5

SW-13 650.25 1 291.64 12.96165 1878.5 Tabel 4. Tegangan geser pada dinding untuk keruntuhan sliding shear

Page 7: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 6

c. Keruntuhan tarik pada diagonal dinding (Diagonal tension model)

Keruntuhan tarik pada dinding ditentukan oleh kekuatan tarik dinding pada bidang

vertikalnya. Ini berarti tulangan horisontal bekerja dalam menahan tarik. Dari dasar

tersebut kapasitas gaya geser ditentukan sebagai berikut,

�� = *+� ∗ ��

Diagonal Tension

Spesimen Ash (mm

2) fyh (MPa) Vn (kN) vn (MPa) vn (psi)

SW-7 65.61 414 27.16 1.207224 174.96

SW-8 65.61 465.75 30.56 1.358127 196.83

SW-9 243 414 100.60 4.4712 648

SW-13 243 455.4 110.66 4.91832 712.8 Tabel 5. Tegangan geser pada dinding dengan batasan mekanisme keruntuhan Diagonal tension

d. Keruntuhan geser murni, MCFT (Modified Compression Field Theory) /Softened Truss

Model

Kekuatan geser murni ditentukan oleh prosedur analisis panel yang diajukan oleh

Vecchio dan Collins (1986) yang pada tugas ini dilakukan dengan bantuan perangkat

lunak Membrane2000 untuk mendapatkan tegangan geser murni maksimum pada

dinding/panel (τxy)

Kemudian nilai kapasitas gaya geser yang terjadi ditentukan dengan persamaan

berikut,

�� = ./� ∗ *�'

Hasil dari analisis menggunakan Membrane2000 dapat dilihat pada tabel di bawah ini,

Geser Murni dengan Gaya Aksial

Spesimen P (Mpa) γxy , vn (Mpa) vn (psi)

SW-7 8.61 4.487 650.3

SW-8 8.50 4.698 680.9

SW-9 8.61 8.562 1240.9

SW-13 8.69 9.043 1310.6 Tabel 6. Tegangan geser murni maksimum pada dinding dari analisis dengan Membrane2000

Page 8: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 7

Analisis

Dari hasil perhitungan kapasitas geser masing-masing spesimen dapat diketahui

kapasitas geser paling rendah adalah kapasitas geser mekanisme keruntuhan diagonal

tension. Seperti terangkum pada tabel 7.

vn (psi)

Lentur

Murni

Shear

Design

Provision

Sliding Shear Diagonal

Tension

Geser

Murni/MCFT

Eksperimen

vmax (psi)

SW-7 1476.98 399.74 1522.3 174.96 650.29 518.7

SW-8 1226.75 418.46 1878.5 196.83 680.87 569.3

SW-9 1234.17 837.74 1878.5 648 1240.87 678.7

SW-13 1188.58 898.88 1878.5 712.8 1310.58 631.6

minimum Tabel 7. Perbandingan nilai gaya geser dari masing-masing mekanisme keruntuha pada dinding, gaya geser diagonal

tension paling kecil di antara yang lainnya.

Spesimen fc' (psi) fc' (MPa) ρbe ρv (%) ρh (%) Eksperimen vmax (psi)

SW-7 6240 43.056 8.27 0.86 0.27 518.7

SW-8 6160 42.504 0 2.89 0.27 569.3

SW-9 6240 43.056 0 2.89 1 678.7

SW-13 6300 43.47 0 2.89 1 631.6 Tabel 8. Perbandingan vmax hasil eksperimen dengan rasio tulangan pada spesimen

Untuk spesimen SW-7 dan SW8 hasil perhitungan memberikan mekanisme

keruntuhan diagonal tension dengan gaya geser paling rendah karena rasio tulangan

horisontal pada dinding yang sangat kecil yaitu 0.27%.

Jika dibandingkan dengan hasil eksperimen pada spesimen SW-7 dan SW-8 gaya

geser maksimum dari eksperimen berbeda cukup jauh dengan prediksi perhitungan

mekanisme diagonal tension, tetapi nilai gaya geser eksperimen mendekati dengan hasil

perhitungan dari mekanisme keruntuhan geser pada badan (shear design provision).

Prediksi keruntuhan diagonal tension ini tidak terjadi pada spesimen SW-7 dan SW-8 karena

tulangan vertikal dan beton masih memiliki tahanan geser sehingga gaya geser yang bekerja

pada dinding masih dapat meningkat sampai melewati kapasitas geser dari shear design

provision dan kemudian baru runtuh.

Page 9: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 8

Sedangkan untuk spesimen SW-9 dan SW-13 memiliki nilai gaya geser yang

mendekati dengan gaya geser keruntuhan diagonal tension. Sehingga keruntuhan yang

terjadi pada spesimen SW-9 dan SW-13 adalah keruntuhan akibat diagonal tension.

Dari tabel 8 dapat diperhatikan bahwa adanya boundary element tidak berpengaruh

signifikan terhadap vmax pada spesimen SW-7 dan SW-8 karena kapasitas dinding geser tidak

dibatasi oleh mekanisme keruntuhan lentur.

Page 10: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 9

SOAL 2

Pelajari makalah berjudul ”Reinforced Concrete Coupling Beam - Part I: Testing" oleh David

Naish, Andy Fry, Ron Klemencic, dan John Wallace.

a. Bandingkan hasil tes untuk semua benda uji dengan prediksi kekuatan berdasarkan SNI atau ACI!

b. Analisis coupling beam tersebut (tanpa tulangan diagonal) dengan perangkat lunak

Response2000 atau Membrane2000!

c. Bandingkan seismic performance yang pakai tulangan diagonal dan tanpa tulangan diagonal.

Coupling beam tanpa tulangan diagonal agar dianalisis dengan Membrane2000!

Jawaban:

Makalah yang dimaksud membahas tentang perlu tidaknya tulangan diagonal pada coupling

beam dengan rasio panjang dengan tinggi balok diantara 2 sampai 4. Dimana pada ACI 318-11 balok

dengan rasio tersebut disarankan untuk menggunakan tulangan diagonal tetapi diizinkan hanya

memakai tulangan longitudinal saja. Hal ini tertuang pada butir 21.9.7.3.

Pada makalah tersebut di atas dilakukan eksperimen pada 8 spesimen coupling beam.

Perbedaan masing-masing spesimen ada pada penulangan transversal tulangan diagonal, adanya

pelat pada balok, adanya tegangan pascatarik pada pelat, rasio panjang-tinggi, dan adanya tulangan

diagonal. Untuk dimensi masing-masing spesimen sesuai dengan tabel 9.

No. Spesimen Kode ln/h α (o)

b h ln

in mm in mm in mm

1 CB24F 2.4 15.7 12 305 15 381 36 914

2 CB24D 2.4 15.7 12 305 15 381 36 914

3 CB24F-RC 2.4 15.7 12 305 15 381 36 914

4 CB24F-PT 2.4 15.7 12 305 15 381 36 914

5 CB24F-1/2-PT 2.4 15.7 12 305 15 381 36 914

6 CB33F 3.33 12.3 12 305 18 457 60 1522

7 CB33D 3.33 12.3 12 305 18 457 60 1522

8 FB33 3.33 0 12 305 18 457 60 1522

Tabel 9. Dimensi spesimen

Page 11: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 10

Tabel 10. Deskripsi masing-masing spesimen

Untuk spesimen dengan tulangan diagonal CB24F, CB24D, CB24F-RC, CB24F-1/2-PT, CB33F,

dan CB33D dipasang tulangan diagonal dengan dua bundel tulangan yang terdiri dari 6 buah

tulangan no.7 (diameter 22.2 mm) seperti pada gambar 5 sampai gambar 8.

Gambar 5. Konfigurasi tulangan spesimen CB24F, CB24F-RC, CB24F-PT dan CB24F-1/2-PT

Page 12: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 11

Gambar 6. Konfigurasi tulangan spesimen CB24D

Gambar 7. Konfigurasi tulangan spesimen CB33F

Page 13: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 12

Gambar 8. Konfigurasi tulangan spesimen CB33D

Khusus untuk spesimen FB33 tidak dipasang tulangan diagonal seperti pada gambar 9.

Gambar 9. Konfigurasi tulangan spesimen FB33

Page 14: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 13

No. Spesimen Kode fc' fy fu

psi Mpa psi Mpa psi Mpa

1 CB24F 6850 47.3 70000 483 90000 621

2 CB24D 6850 47.3 70000 483 90000 621

3 CB24F-RC 7305 50.4 70000 483 90000 621

4 CB24F-PT 7242 50.0 70000 483 90000 621

5 CB24F-1/2-PT 6990 48.2 70000 483 90000 621

6 CB33F 6850 47.3 70000 483 90000 621

7 CB33D 6850 47.3 70000 483 90000 621

8 FB33 6000 41.4 70000 483 90000 621 Tabel 11. Data material spesimen

a. Prediksi kekuatan berdasarkan ACI dilakukan dengan menghitung kapasitas geser pada balok

perangkai dengan tulangan diagonal menggunakan persamaan berikut,

Untuk kuat tekan beton dengan satuan MPa, persamaan ruas kanan dikonversi menjadi,

0.83���′*��

Dimana,

fy : Tegangan leleh baja tulangan diagonal

sinα : nilai sinus dari kemiringan tulangan diagonal

Acw : luas penampang beton pada bagian web

Avd : luas satu bundel tulangan diagonal, lihat gambar 6.

Gambar 10. Keterangan parameter Avd dan α

Page 15: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 14

Berikut adalah perhitungan untuk spesimen dengan rasio panjang-tinggi balok 2.4,

Persamaan ruas kiri,

�� = 2 ∗ 6 ∗14

∗ 22.22 ∗ 483 ∗ sin 15.7 ∗ 1045 = 607.167

Persamaan ruas kanan (spesimen 1 dan 2),

�� = 0.83√47.3 ∗ 305 ∗ 381 ∗ 1045 = 662.767

Sehingga di dapat ruas kanan < ruas kiri,

607.167 < 662.767

Kekuatan geser untuk spesimen 1 dan 2 adalah 607.1 kN.

No. Spesimen Kode Vn (kN) Vn (kN) Vn (kN) Vn (kips)

2 Avd fy sinα 0.83(√fc')Acw Pakai Pakai

1 CB24F 607.1 662.7 607.1 136.5

2 CB24D 607.1 662.7 607.1 136.5

3 CB24F-RC 607.1 684.3 607.1 136.5

4 CB24F-PT 607.1 681.4 607.1 136.5

5 CB24F-1/2-PT 607.1 669.4 607.1 136.5

6 CB33F 477.9 795.2 477.9 107.4

7 CB33D 477.9 795.2 477.9 107.4

8 FB33 - - - - Tabel 12. Kekuatan geser balok perangkai dengan tulangan diagonal berdasarkan ACI 318-11

Untuk spesimen 8 (FB33) dimana tidak ada tulangan diagonal maka kekuata geser dihitung

dengan perhitungan kekuatan geser pada balok biasa menggunakan persamaan berikut,

�� =*' ∗ �� ∗ 9

:

dimana,

Av : Luas tulangan transversal

d : tinggi efektif

9 = 457 − <0.7 ∗ 25.4 + 9.5 + 19.12 >

9 = 420��

s : jarak tulangan transversal

Sehingga nilai kapasitas geser dapat dihitung sebagai berikut,

�� =2 ∗ 14 ∗ 9.52 ∗ 483 ∗ 420

3 ∗ 25.4 ∗ 105

Page 16: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 15

�� = 377.467

Sehingga hasil kapasitas untuk spesimen 8 sesuai dengan tabel berikut,

No. Spesimen Kode Vn (kN) Vn (kips)

8 FB33 377.4 84.8

Tabel 13. Kapasitas geser spesimen 8

Jika dibandingkan dengan hasil eksperimen untuk spesimen 1 sampai 7 hasil perhitungan

kapasitas berdasarkan ACI menghasilkan nilai yang konservatif dimana kapasitas geser dari

perhitungan lebih kecil daripada kapasitas geser dari hasil eksperimen, sedangkan pada spesimen 8

hasil perhitungan lebih besar daripada hasil eksperimen. Hal ini menyebabkan hasil perhitungan

pada spesimen 8 memiliki hasil yang tidak konservatif.

No. Spesimen Kode

Vn

(kips)

Vmax (kips)

Pakai Eksperimen

1 CB24F 136.5 171

2 CB24D 136.5 159.2

3 CB24F-RC 136.5 190.8

4 CB24F-PT 136.5 211.8

5 CB24F-1/2-PT 136.5 189.6

6 CB33F 107.4 124

7 CB33D 107.4 120.6

8 FB33 84.8 58.1

Tabel 14. Perbandingan kekuatan geser berdasarkan ACI dan Eksperimen

Kapasitas hasil perhitungan pada spesimen 1 sampai 7 lebih kecil daripada hasil eksperimen

disebabkan oleh adanya overstrength yang ada dari tingkat material dan penampang. Untuk

spesimen 8 perhitungan kuat geser lebih besar daripada hasil eksperimen disebabkan oleh

keruntuhan yang terjadi pada spesimen 8 adalah keruntuhan lentur sehingga sebelum gaya geser

mencapai gaya geser kapasitasnya balok telah mengalami kegagalan lentur, hal ini akan dibahas

selanjutnya ada jawaban poin b. dengan hasil analisis kapasitas momen maksimum dengan

Response2000.

b. Analisis coupling beam tanpa tulangan longitudinal,

Hasil analisis dengan Response2000 memberikan diagram momen kurvatur sebagai berikut,

Page 17: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 16

Gambar 11. Momen-kurvatur analisis coupling beam dengan Response2000 untuk rasio beam 2.4

Gambar 12 Momen-kurvatur analisis coupling beam dengan Response2000 untuk rasio beam 3.3

Rangkuman nilai kapasitas momen maksimum (Mp) dari analisis Response2000 sesuai dengan

tabel berikut,

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 50 100 150 200 250

M (kNm)

φ (mm/m)

Momen-Kurvatur (Response2000)

CB24D

CB24F

CB24-RC

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 50 100 150 200

M (kNm)

φ (mm/m)

Momen-Kurvatur (Response2000)

CD33D

CD33F

FB33

Page 18: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 17

No. Spesimen Kode Mpr Vu Vu

Vn (kips) Vmax

(eksperimen)

kNm in-kip kN kips

(dengan tul.

longitudinal) kips

1 CB24F 320.7 2838.6 421.33 94.72 136.5 171

2 CB24D 320.9 2839.9 421.52 94.76 136.5 159.2

3 CB24F-RC 460.4 4075.0 604.85 135.97 136.5 190.8

6 CB33F 382.4 3384.0 502.28 112.91 107.4 124

7 CB33D 415.2 3675.1 545.49 122.63 107.4 120.6

8 FB33 231.8 2051.4 304.49 68.45 84.8 58.1

Tabel 15. Hasil analisis coupling beam tanpa tulangan diagonal

Dari analisis coupling beam tanpa tulangan longitudinal didapat nilai gaya geser dasar pada

saat balok mencapai kapasitas momen maksimumnya (Vu) lebih rendah daripada hasil

eksperimen untuk spesimen nomor 1,2,3,6, dan 7. Sedangkan untuk spesimen nomor 8 didapat

gaya geser dasar lebih tinggi daripada hasil eksperimen. Analisis ini memberikan informasi

tentang pengaruh tulangan longitudinal pada masing-masing spesimen. Untuk spesimen 1 dan 2

absennya tulangan longitudinal mengurangi geser maksimum pada balok saat mencapai momen

maksimum. Sedangkan untuk spesimen 3 tulangan longitudinal tidak berpengaruh terhadap

kebutuhan geser yang mendukung terjadinya keruntuhan lentur.

Untuk spesimen 6 dan 7 hilangnya tulangan longitudinal justru menambah kebutuhan geser

maksimum untuk mencapai Mp. Hasil analisis tanpa tulangan longitudinal memberikan nilai gaya

geser yang mendekati dengan hasil eksperimen.

Spesimen 8 hanya memiliki tulangan longitudinal saja dan setelah di analisis kebutuhan gaya

geser untuk mencapai momen maksimum masih di bawah kapasitas geser maksimum, sehingga

keruntuhan yang terjadi adalah keruntuhan lentur.

Page 19: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 18

c. Perbandingan kinerja seismik dari balok perangkai dengan tulangan diagonal dan tanpa tulangan

diagonal dapat dilihat pada kurva histeretis yang tercantum pada gambar 12 dan gambar 13.

Gambar 13. Kurva gaya - deformasi pada spesimen dengan tulangan diagonal, CB33F dan CB33D

Gambar 14. Kurva gaya-deformasi akibat beban siklik pada spesimen tanpa tulangan diagonal, FB33

Pada gambar 12 dapat dilihat bahwa balok perangkai dengan tulangan diagonal memiliki

kurva histeretis yang gemuk, disipasi energi beban sikilik (gempa) yang diberikan terjadi dengan

baik. Sedangkan balok perangkai tanpa tulangan diagonal, spesimen FB33, memiliki kurva

histeretis yang 'kurus' atau terjadi pinching pada kurva histeretisnya, hal ini menandakan

Page 20: UAS Perilaku Beton_Alexander Aditya Wibowo_25013022

SI-5114 Alexander Aditya Wibowo

PERILAKU STRUKTUR BETON 25013022

UAS-13 Desember 2013 19

walaupun elemen balok berdeformasi cukup besar (daktilitas tinggi) akibat beban sikilik tetapi

disipasi yang terjadi akibat deformasi ini tidaklah signifikan dan lebih kecil jika dibandingkan

dengan spesimen CB33F dan CB33D. Akan tetapi ACI 318-11 mengizinkan untuk tidak

memasang tulangan diagonal pada balok perangkai dengan rasio panjang-tinggi lebih besar dari

2 tetapi lebih kecil dari 4. Balok tanpa tulangan diagonal ini kemudian dianalisis seperti balok

sekring seperti pada sistem struktur pemikul momen khusus untuk kapasitas momen dan

kapasitas gesernya. Seperti tertera pada butir 21.9.7.3. seperti di bawah ini,

Balok perangkai yang didesain seperti balok SRPMK bertujuan untuk menjamin mekanisme

keruntuhan yang terjadi pada balok perangkai adalah keruntuhan lentur yang bersifat daktil.