BAB V PERHITUNGAN EFEK PENGEKANGAN SENGKANG KOLOM

Transkripsi

1 Bab V Perhitungan Pengekangan Sengkang Kolom BAB V PERHITUNGAN EFEK PENGEKANGAN SENGKANG KOLOM 5.1 Perhitungan Efek Pengekangan Sengkang Kolom Gambar 5.1. Penampang Kolom Didalam menghitung pengekangan sengkang kolom dibutuhkan beberapa notasi dan dimensi yang dibutuhkan sebgai kebutuhan untuk mendapatkan hasil dari pengekangan sengkang kolom tersebut. Notasi yang dibutuhkan untuk menghitung yaitu: a) Nx/Ny = Jumlah tulangan longitudinal arah x ataupun arah y b) Ab = As tulangan longitudinal c) Sh = Jarak Sengkang d) X = Dimensi arah x e) Y = Dimensi arah y f) Flx = Kekangan arah x g) Fly = Kekangan arah y h) Fyh = Tegangan leleh sengkang i) Ke = Nilai Kekangan efektif, untuk kolom persegi Ke = 0,75 V-1

2 A. Menghitung Tulangan Arah x dan y ῥx = ῥy = = = = = B. Menghitung Tegangan Kekuatan Efektif (fl) Flx = Ke * ῥx * Fyh = (0,75 * 0,033 * 240) = 5.89 Fly = Ke * ῥy * Fyh = (0,75 * 0,029 * 240) = 5.22 Untuk mendapatkan hasil nilai koefisien efektif agar mendapatkan kenaikan fcc maka hasil dari diatas yaitu Flx / Fc = 5.89 / 30 = Fly / Fc = 5.22 / 30 = Untuk mendapatkan nilai koefisien berapa faktor pengali Fc. Maka dimasukkan hasil nilai Flx/Fc dan Fly/Fc kedalam sebuah grafik yang terdapat pada dari tabel 3.6 di dalam buku Seismic Design Of Reinforced Concrete And Masonry Building (T.Paulay dam M.J.N.Priestley), untuk mendapatkan koefisien efektif pengekangan. Gambar 5.2. Grafik Pengekangan Sengkang Kolom V-2

3 Dimasukkan hasil nilai sumbu x= 0,197 dan juga nilai y = 0,174, maka di dapat dari penarikan garis didalam grafik yaitu: 1,76. Nilai koefisien yang didapat pada grafik adalah nilai koefisien yang digunakan sebagai faktor pengali yang digunakan untuk mencari nilai f cc. Maka, F cc = F c * Koefisien Grafik F cc = 30 * 1.76 = 52.8 Mpa Didapatkan hasil kenaikan mutu beton dari yang dilakukan menggunakan perhitungan confinement yaitu, fc = 30 Mpa menjadi fcc = 52.8 Mpa. Pada setiap lantai di tinjau untuk mengetahui berapa kekakuan dari fc menjadi fcc pada kolomkolom yang ditinjau. Berikut ini adalah tabel yang telah dianalisis kenaikan dari fc menjadi fcc. Tabel 5.1. Perhitungan Confinement Kolom Tengah No Story Tipe Diameter Jumlah Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Arah X Arah Y Jarak Sengkang F'c Awal 1 LT. 2 K1A-70/ LT. 3 K1A-70/ LT. 4 K1B-60/ LT. 5 K1B-60/ LT. 6 K1C-50/ LT. 7 K1C-50/ LT. 8 K1C-50/ LT. 9 K1D-40/ LT. 10 K1D-40/ LT. 11 K1E-30/ ATAP K1E-30/ ῥx ῥy Flx Fly Flx / F'c Fly / F'c Hasil Grafik F'cc V-3

4 Tabel 5.2. Hasil Perhitungan Confinement Kolom Tepi No Story Tipe Diameter Jumlah Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Arah X Arah Y Jarak Sengkang F'c Awal 1 LT. 2 K2A-60/ LT. 3 K2A-60/ LT. 4 K2B-50/ LT. 5 K2B-50/ LT. 6 K2C-40/ LT. 7 K2C-40/ LT. 8 K2C-40/ LT. 9 K2D-30/ LT. 10 K2D-30/ LT. 11 K2E-30/ ATAP K2E-30/ ῥx ῥy Flx Fly Flx / F'c Fly / F'c Hasil Grafik F'cc Tabel 5.3. Hasil Perhitungan Confinement Kolom Sudut No Story Tipe Diameter Jumlah Tulangan Tulangan Tulangan Tulangan Arah X Arah Y Jarak Sengkang F'c Awal 1 LT. 2 K3A-40/ LT. 3 K3A-40/ LT. 4 K3A-40/ LT. 5 K3A-40/ LT. 6 K3B-30/ LT. 7 K3B-30/ LT. 8 K3B-30/ LT. 9 K3B-30/ LT. 10 K3B-30/ LT. 11 K3B-30/ ATAP K3B-30/ ῥx ῥy Flx Fly Flx / F'c Fly / F'c Hasil Grafik F'cc V-4

5 Untuk pengerjaan confinement juga dilakukan pengecekan untuk gempa (kekakuan dan kekuatan). Didalam pengecekan hasil f cc dilakukan penggantian f c menjadi f cc di dalam software Etabs V9.74 dan di running kembali untuk mendapatkan berapa hasil kekakuan dan kekuatan yang terjadi setelah adanya penggunaan f cc. Lalu hasil tabel diatas diinput ke dalam Etabs V9.74 a. Hasil Displacement dari F cc yang di dapat setelah di running Tabel 5.. Displacement Fcc Arah X (Model 1 dengan fcc ) Story Point Load UX UY UZ RX RY RZ ATAP 55 GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX ARAH X Model 1 (fcc') Δa (IJIN) Gambar 5.3. Grafik Displacement Arah X (Model 1 dengan fcc ) V-5

6 Tabel 5.5. Displacement Fcc Arah Y (Model 1 dengan fcc ) Story Point Load UX UY UZ RX RY RZ ATAP 12 GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY ARAH Y Model 1 (fcc') Δa ijin Gambar 5.4. Grafik Displacement Arah Y (Model 1 dengan fcc ) V-6

7 b. Perbandingan Displacement Model 1 memakai Fc dan Model 1 dengan Fcc ARAH X ARAH X (F'cc) ARAH X (F'c) Δa (Ijin) Gambar 5.5. Perbandingan Displacement Model 1 memakai Fc dan dengan Fcc (Arah X) ARAH Y ARAH Y (F'CC) ARAH Y (F'C) Δa (Ijin) Gambar 5.6. Perbandingan Displacement Model 1 memakai Fc dan dengan Fcc (Arah Y) V-7

8 5.2 Desain Efisiensi Kolom Dengan Efek Kekangan Sengkang Kolom (Fcc ) Didalam perbandingan yang dilihat dari segi perpindahan gedung atau displacement lebih besar dihasilkan dari metode f c bila dibandingkan dengan perpindahan gedung yang menggunakan metode f cc, maka dilihat dari segi kekakuan lebih baik dengan menggunakan f cc. Didalam penggunaan f cc yaitu untuk menaikkan mutu beton dengan penguatan sengkang kolom, dengan meningkatnya mutu beton maka desain ukuran penampang kolom berdasarkan desain pendahuluan dapat dibuat dengan ukuran penampang yang lebih kecil. Pada tahap ini akan dilakukan modeling ulang dengan desain kolom yang lebih keci (Model 2)l. Akan tetapi pengecilan kolom yang mengakibatkan berkurangnya nilai-nilai parameter gempa statik ekivalen seperti berat lantai (W), gaya geser dasar seismik (V) maupun gaya gempa tiap tingkat (F) tidak dihitung ulang karena pengaruhnya kecil terhadap desain ukuran penampang yang baru. Dengan kata lain pada running Model 2 masih memakai data-data input yang telah dihitung sebelumnya. Ukuran desain penampang kolom yang diperkecil akibat memperhitungkan efek kekangan sengkang dapat dilihat pada table 5.6. Tabel 5.6. Resume Desain Ukuran Penampang Kolom (dengan Fcc ) Story Kolom Tengah Kolom Tepi Kolom Sudut b (cm) h (cm) b (cm) h (cm) b (cm) h (cm) Atap V-8

9 a. Hasil Displacement dari efisiensi kolom (dengan f cc ) Setelah dilakukan modeling ulang dengan ukuran penampang kolom diatas, didapatkan hasil output displacement (perpindahan gedung) dari hasil running Etabs, dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Tabel 5.7. Displacement Fcc Arah X (Model 2) Story Point Load UX UY UZ RX RY RZ ATAP 55 GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX LT GEMPAX ARAH X Model 2 (Arah X) Δa (IJIN) Gambar 5.7. Grafik Displacement Arah X (Model 2) V-9

10 Tabel 5.8. Displacement Fcc Arah Y (Model 2) Story Point Load UX UY UZ RX RY RZ ATAP 12 GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY LT GEMPAY ARAH Y Model 2 (Arah Y) Δa ijin Gambar 5.8. Grafik Displacement Arah Y (Model 2). Seperti yang terlihat pada grafik simpangan di atas, baik simpangan arah X maupun arah Y menunjukkan bahwa dengan desain kolom yang diperkecil simpangan struktur yang terjadi tidak melewati batas simpangan ijin. V-10

11 b. Perbandingan Hasil Displacement dari ke 2 model struktur ARAH X Model 1 (fc') Model 1 (fcc') Model 2 (fcc') Δa (Ijin) Gambar 5.9. Grafik Perbandingan Displacement dari ke 3 model struktur (Arah X) ARAH Y Model 1 (fc') Model 1 (fcc') Model 2 (fcc') Δa (Ijin) Gambar Grafik Perbandingan Displacement dari ke 2 model struktur (Arah Y) V-11

12 5.3 Desain Tulangan Kolom (dengan fcc ) Desain tulangan kolom fcc dilakukan dengan cara yang sama pada bab IV, yaitu dengan bantuan program SPColumn berdasarkan output yang didapat dari hasil running program Etabs (Model 2). Untuk hasil output desain tulangan kolom fcc yang telah didapat dari program SPColumn dapat dilihat pada lampiran. Berikut resume hasil desain tulangan kolom yang didesain dengan program SPColumn. Tabel 5.9. Hasil Desain Tulangan Kolom Tengah (Model 2) Story Tipe f'cc Dimensi Kolom fy b (mm) h (mm) Tulangan Utama LT. 2 K1A-60/ D28 LT. 3 K1A-60/ D28 LT. 4 K1B-50/ D25 LT. 5 K1B-50/ D25 LT. 6 K1C-40/ D25 LT. 7 K1C-40/ D25 LT. 8 K1C-40/ D25 LT. 9 K1D-30/ D25 LT. 10 K1D-30/ D25 LT. 11 K1E-30/ D16 ATAP K1E-30/ D16 Tabel Hasil Desain Tulangan Kolom Tepi (Model 2) Story Tipe f'cc Dimensi Kolom fy b (mm) h (mm) Tulangan Utama LT. 2 K2A-50/ D20 LT. 3 K2A-50/ D20 LT. 4 K2B-40/ D20 LT. 5 K2B-40/ D20 LT. 6 K2C-30/ D25 LT. 7 K2C-30/ D25 LT. 8 K2C-30/ D25 LT. 9 K2D-30/ D16 LT. 10 K2D-30/ D16 LT. 11 K2E-30/ D16 ATAP K2E-30/ D16 V-12

13 Tabel Hasil Desain Tulangan Kolom Sudut (Model 2) Story Tipe f'cc Dimensi Kolom fy b (mm) h (mm) Tulangan Utama LT. 2 K3A-30/ D16 LT. 3 K3A-30/ D16 LT. 4 K3A-30/ D16 LT. 5 K3A-30/ D16 LT. 6 K3B-30/ D16 LT. 7 K3B-30/ D16 LT. 8 K3B-30/ D16 LT. 9 K3B-30/ D16 LT. 10 K3B-30/ D16 LT. 11 K3B-30/ D16 ATAP K3B-30/ D Perbandingan Hasil Desain Penampang Kolom Fc dengan Kolom Fcc Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan didapatkan hasil desain penampang kolom dengan menggunakan fc maupun fcc dapat dilihat pada tabel di halaman selanjutnya. Untuk perbandingan hasil desain ukuran penampang kolom dapat dilihat pada tabel 5.11 sampai dengan tabel 5.13, sedangkan untuk perbandingan hasil desain pembesian tulangan utama kolom dapat dilihat pada tabel 5.14 sampai dengan tabel V-13

14 Tabel 5.12 Persentase Penyusutan Dimensi Penampang Kolom Tengah Story Tipe fy f'c fc' Dimensi Kolom b (mm) h (mm) A (mm) f'cc fcc' Dimensi Kolom b (mm) h (mm) A (mm) Persentase Penyusutan Luas Penampang (%) LT. 2 K1A LT. 3 K1A LT. 4 K1B LT. 5 K1B LT. 6 K1C LT. 7 K1C LT. 8 K1C LT. 9 K1D LT. 10 K1D LT. 11 K1E ATAP K1E Berdasarkan perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata penyusutan volume dari luas penampang kolom tengah sebesar 36,39%. V-14

15 Tabel 5.13 Persentase Penyusutan Dimensi Penampang Kolom Tepi Story Tipe fy f'c fc' Dimensi Kolom b (mm) h (mm) A (mm) f'cc fcc' Dimensi Kolom b (mm) h (mm) A (mm) Persentase Penyusutan Luas Penampang (%) LT. 2 K2A LT. 3 K2A LT. 4 K2B LT. 5 K2B LT. 6 K2C LT. 7 K2C LT. 8 K2C LT. 9 K2D LT. 10 K2D LT. 11 K2E ATAP K2E Berdasarkan perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata penyusutan volume dari luas penampang kolom tepi sebesar %. V-15

16 Tabel 5.14 Persentase Penyusutan Dimensi Penampang Kolom Sudut Story Tipe fy f'c fc' Dimensi Kolom b (mm) h (mm) A (mm) f'cc fcc' Dimensi Kolom b (mm) h (mm) A (mm) Persentase Penyusutan Luas Penampang (%) LT. 2 K3A LT. 3 K3A LT. 4 K3A LT. 5 K3A LT. 6 K3B LT. 7 K3B LT. 8 K3B LT. 9 K3B LT. 10 K3B LT. 11 K3B ATAP K3B Berdasarkan perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata penyusutan volume dari luas penampang kolom sudut sebesar 25.00%. V-16

17 Tabel 5.15 Persentase Penyusutan Volume Material Tulangan Utama Pada Kolom Tengah Story Tipe fy f'c Jumlah fc' Tulangan Utama Diameter (mm) total luas tulangan (mm^2) f'cc Jumlah Diameter (mm) total luas tulangan (mm^2) LT. 2 K1A D D LT. 3 K1A D D LT. 4 K1B D D LT. 5 K1B D D LT. 6 K1C D D LT. 7 K1C D D LT. 8 K1C D D LT. 9 K1D D D LT. 10 K1D D D LT. 11 K1E D D ATAP K1E D D fcc' Tulangan Utama Persentase Penyusutan Tulangan Utama (%) Berdasarkan perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata penyusutan volume tulangan kolom tengah sebesar %. V-17

18 Tabel 5.16 Persentase Penyusutan Volume Material Tulangan Utama Pada Kolom Tepi Story Tipe fy f'c Jumlah fc' Tulangan Utama Diameter (mm) total luas tulangan (mm^2) f'cc Jumlah Diameter (mm) total luas tulangan (mm^2) LT. 2 K2A D D LT. 3 K2A D D LT. 4 K2B D D LT. 5 K2B D D LT. 6 K2C D D LT. 7 K2C D D LT. 8 K2C D D LT. 9 K2D D D LT. 10 K2D D D LT. 11 K2E D D ATAP K2E D D fcc' Tulangan Utama Persentase Penyusutan Tulangan Utama (%) Berdasarkan perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata penyusutan volume tulangan kolom tepi sebesar %. V-18

19 Tabel 5.17 Persentase Penyusutan Volume Material Tulangan Utama Pada Kolom Sudut Story Tipe fy fc' Tulangan Utama f'c total luas f'cc Diameter Jumlah tulangan Jumlah Diameter total luas tulangan (mm) (mm) (mm^2) (mm^2) LT. 2 K3A D D LT. 3 K3A D D LT. 4 K3A D D LT. 5 K3A D D LT. 6 K3B D D LT. 7 K3B D D LT. 8 K3B D D LT. 9 K3B D D LT. 10 K3B D D LT. 11 K3B D D ATAP K3B D D fcc' Tulangan Utama Persentase Penyusutan Tulangan Utama (%) Berdasarkan perhitungan diatas didapatkan hasil rata-rata penyusutan volume tulangan kolom sudut sebesar %. V-19

20 5.5 Penggambaran Hasil Desain Penampang Kolom Fc dengan Kolom Fcc Untuk gambar perbandingan dari masing-masing konfigurasi model kolom dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Gambar 5.11 Gambar Perbandingan Desain Penampang Kolom Tengah V-20

21 Gambar 5.12 Gambar Perbandingan Desain Penampang Kolom Tepi V-21

22 Gambar 5.13 Gambar Perbandingan Desain Penampang Kolom Sudut V-22