Update Ketentuan Perencanaan Special Structural Wall Pada ACI 318-14 Dan Penjelasannya

of 8

Update Ketentuan Perencanaan Special Structural Wall Pada ACI 318-14 dan Penjelasannya

By : Ryan Rakhmat Setiadi, ST

(ryanrakhmats.wordpress.com)

ACI committee 318 mempublikasikan update terbaru untuk perencanaan struktur beton bertulang. Pada

publikasi tersebut, penulis melihat ada perubahan yang cukup mendasar untuk perencanaan dinding

geser daktail penuh (special structural wall). Perubahan perubahan tersebut akan penulis coba

jelaskan pada tulisan ini :

A. Ketentuan mengenai syarat dibolehkannya memasang tulangan 1 lapis :

Penjelasan :

Ketentuan ACI 318-11 sebelumnya dengan pembatasan gaya geser hanya cocok untuk tipe squat

walls (hw/lw < 1.5). Penggunaan tulangan 1 layer untuk shearwall dengan aspek rasio hw/lw

2.0 dihindarkan karena tipe shearwall ini akan dominan gaya bending saat gempa terjadi.

Tegangan tarik dan tekan pada bagian ujung shearwall akan membuat concrete cover pecah dan

tulangan 1 layer akan segera mengalami bukling sebelum tulangan di sisi tarik mencapai

tegangan lelehnya.

ACI 318-14 ACI 318-11

of 8

B. Ketentuan mengenai kebutuhan special boundary elements :

Penjelasan :

Persamaan 18.10.6.2 pada ACI 318-14 dan 21.9.6.2 pada ACI 318-11 didasarkan pada metode

displacement-based dimana pelelehan terjadi pada lp dari dasar wall (lp=lw/2). Prosedur ini

hanya valid untuk shearwall yang dominan lentur (hw/lw 2). Untuk wall dengan hw/lw 2

maka ketentuan 18.10.6.3 ACI 318-14 yang digunakan.

Penambahan koefisien 1.5 pada persamaan 18.10.6.2 ACI 318-14 didasarkan pada kebutuhan

deformasi (u) yang lebih tinggi di ASCE 7-10, yaitu 90 % probabilitas tidak collapse untuk MCE

level. Sementara itu ACI confinement didasarkan pada target 50 % probabilitas beton tidak

hancur pada DBE level. Nilai 1.5 digunakan untuk menkonversi dari MCE ke DBE level. Wallace et

al. (2012) merekomendasikan nilai 2.0 untuk mempertimbangkan MCE level dan nilai damping

yang lebih rendah untuk bangunan tinggi.

ACI 318-14 ACI 318-11

of 8

Gambar 1. Displacement-based Model untuk Penentuan Boundary Elements

Berdasarkan observasi dari kegagalan shearwall di Chile 2008, salah satu penyebab kegagalan

bukling pada boundary wall adalah tingginya nilai rasio Pu/Po. Pada peraturan sebelumnya, UBC

1997 membatasi nilai Pu sampai 0.35 Po, namun ACI dan ASCE tidak memberikan batasan

tersebut. Oleh karenanya, pendekatan dilakukan terhadap pembatasan gaya tekan yaitu dengan

memberikan ketentuan yang lebih ketat untuk boundary yang tidak kontrol tarik, dimana jika

regangan tarik boundary (t) kurang dari 0.005 (tension-controlled pada ketentuan 21.2.2 ACI

318-14) maka boundary wall dibutuhkan. Oleh karenanya syarat u/hw diperketat menjadi

0.005 sebagai representasi regangan tarik (u/hw = p y).

Ketentuan 18.10.6.4 juga menjelaskan mengenai panjang kebutuhan boundary.

of 8

C. Ketentuan mengenai detail special boundary elements jika dibutuhkan :

ACI 318-14 ACI 318-11

of 8

Penjelasan :

Ketentuan b) dan c) pada 18.10.6.4 ACI 318-14 ditambahkan untuk menghindari boundary yang

terlalu slender. Ketentuan b) didasarkan bahwa tebal efektif boundary adalah minimal hu/16

dimana hu adalah tinggi efektif wall pada bagian yang terkena serat tarik, nilai hu/16 diambil

dari ketentuan UBC 1997. Moehle et al. 2011 merekomendasikan nilai yang lebih ketat yaitu

hu/10 dimana nilai ini lebih dianjurkan untuk tipe shearwall berbetuk T dan L (Wallace et al.

2012). Sementara itu ketentuan c) didasarkan jika nilai cu/lw 3/8 maka boundary akan

terkontrol tekan. Penggunaan tebal yang terlalu slender sangat dihindari untuk shearwall yang

terkontrol tekan sehingga persyaratan tebal minimum (bmin) untuk boundary diperketat untuk

menghindari kegagalan bukling pada boundary wall. Nilai 12 inch (300 mm) adalah nilai

minimum agar pecahnya concrete cover saat serat boundary terkena beban berulang tarik-

tekan tidak signifikan mengurangi tebal efektif wall.

Ketentuan e) ditambahkan karena dirasakan ACI 318-11 belum mempertimbangkan pengaruh

tebal efektif boundary jika wall terlalu slender. Nilai hx minimum sebesar 14 inch (350 mm)

dirasakan sangat lebar jika dibandingkan jarak vertikal antar hoop maksimal 1/3 tebal boundary.

Sebagai contoh, jika tebal wall 250 mm maka jarak vertikal antar hoop maksimal 83 mm,

sementara nilai hx bisa diambil 350 mm. Karenanya diperlukan ketentuan yang lebih ketat

dengan mempertimbangkan lebar boundary, yaitu diambil jarak hx maksimal 2/3 kali tebal wall

boundary.

Pada ketentuan f) ditambahkan kembali rumus confinement berdasarkan efektif core area

(persamaan (a) table 18.10.6.4(f) ACI 318-14). ACI 318 sebelumnya tidak memasukkan

ketentuan ini dikarenakan persamaan ini jarang kontrol dalam design di US karena tidak umum

untuk menggunakan wall yang terlalu slender. Persamaan ini kembali dimasukkan setelah

observasi di gempa Chile 2008 dimana wall yang terlalu slender akan memiliki rasio efektif core

area (Ag/Acv) yang tinggi. Tebal concrete cover pada wall yang slender cukup besar jika

dibandingkan dengan tebal total wall (bisa antara 25 % sampai 30 %), sehingga jika concrete

cover hancur maka efektif area yang ada untuk menahan beban berulang tarik-tekan akan

berkurang secara signifikan.

Ketentuan g) ditambahkan untuk menjamin daktalitas yang lebih tinggi pada lokasi potensial

sendi plastis. Detail sebelumnya di ACI 318 dimana digunakan splice menunjukkan pengurangan

kapasitas deformasi pada wall. Hasil eksperimen uji wall lainnya menunjukkan performance

yang baik untuk wall yang menggunakan coupler di base (Wallace 2014).

of 8

D. Ketentuan jika special boundary elements tidak diperlukan :

Penjelasan :

Observasi di gempa Chile 2008 memperlihatkan bahwa lokasi sendi plastis di wall (Lp) bisa jauh

berbeda dari yang diasumsikan di ACI 318-11. Nilai Lp yang lebih rendah dapat menyebabkan

kapasitas drift untuk mempertahankan kekuatan wall menjadi lebih rendah (Wallace 2014).

Ketentuan tambahan di ACI 318-14 diperketat untuk jarak longitudinal tulangan sengkang

boundary untuk mempertimbangkan lokasi pontensial terjadi sendi plastis di Wall.

ACI 318-14 ACI 318-11

of 8

Penjelasan Mengenai Kebutuhan Boundary Elements pada Special Wall (Moehle et al. 2011)

of 8

References :

ACI 318-11 (2011) American Concrete Institute, Building code requirements for structural

concrete and commentary (ACI 318R-11). American Concrete Institute, Farmington Hills

ACI 318-14 (2014) American Concrete Institute, Building code requirements for structural

concrete and commentary (ACI 318R-14). American Concrete Institute, Farmington Hills

Wallace, J. W., 2014. Reassessing ACI 318 Shear Wall Provisions Based on Recent Earthquake and

Test Observations, Performance-Based Seismic Engineering: Vision for an Earthquake

Resilient Society, Bled, Slovenia.

Wallace, J. W., Massone, L. M., Bonelli, P., Dragovich, J. Lagos, R., Luders, C., Moehle, J.P., 2012.

Damage and Implications for Seismic Design of RC Structural Wall Buildings, Earthquake

Spectra 28, 281299

Wallace, J. W., Moehle, J.P., 2012. Behavior And Design of Strucutral Walls Lessons from

Recent Laboratory Tests & Earthquakes, Proceedings of the International Symposium on

Engineering Lessons Learned from the 2011 Great East Japan Earthquake, Tokyo, Japan.

Moehle, J.P., T. Ghodsi, J.D. Hooper, D.C. Fields, and R. Gedhada (2011). Seismic Design of Cast-

in-Place Concrete Special Structural Walls and Coupling Beams: A guide for practicing

engineers, NEHRP Seismic Design Technical Brief No. 6, National Institute of Standards and

Technology, Gaithersburg, MD.

Update Ketentuan Perencanaan Special Structural Wall Pada ACI 318-14 Dan Penjelasannya

Documents

Transcript of Update Ketentuan Perencanaan Special Structural Wall Pada ACI 318-14 Dan Penjelasannya