Pengujian Tahan Gempa Sistem Struktur Beton Pracetak Oleh : Yoga Megantara Balai Struktur dan Konstruksi Bangunan KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM DAN PERUMAHAN RAKYAT B A D A N P E N E L I T I A N D A N P E N G E M B A N G A N PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERMUKIMAN
Sistem Konvensional (dianggap bersifat monolit): waktu pelaksanaan konstruksi relatif lama Sistem pracetak (perilaku ditentukan oleh cara penyambungan antar komponen): waktu pelaksanaan konstruksi relatif cepat dibanding dengan waktu pelaksanan sistem konvensional, Biaya relatif lebih ekonomis. Kendala sistem pracetak: a) Sistem sambungan antar komponen struktur mempunyai kekhasan tersendiri antara sistem yang satu dengan lainnya b) Perlu uji validasi laboratorium, untuk mengetahui keandalan dari masing-masing sistem sambungannya c) Perlu investasi awal yang cukup besar
Sistem Rangka Struktur Komponen struktur berupa: kolom, balok dan pelat Titik berat pengujian pada Beam Column Joint Sistem Dinding Struktur Komponen berupa dinding struktur Sistem Kombinasi Kombinasi rangka dan dinding struktur
2 F1 Sendi plastis M V
Benda uji minimal terdiri dari : 1 buah benda uji beam column joint interior 1 buah benda uji beam column joint eksterior Skala minimal 1/3 ukuran sesungguhnya
Pengujian meliputi tahap : Set Up Benda Uji Pemasangan benda uji pada frame uji Pemasangan alat ukur Pengujian Pengujian dengan metode displacement control ACI 374.1-05, Acceptance criteria for moment frames based on structural testing. atau SNI 7834:2012, Metode uji dan kriteria penerimaan sistem struktur rangka pemikul momen beton bertulang pracetak untuk bangunan gedung.
Pengujian dilakukan dengan pembebanan sebagai berikut : Beban aksial mewakili beban akibat gravitasi Beban Statik Tetap Beban Lateral Mewakili beban gempa Beban Statik Siklik
Beban Lateral Siklis V (kn) Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK EKSTERIOR APBN 6.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-156. -130. -104. -78.3-52.2-26.1 0.0 26.1 52.2 78.3 104.4 130.5 156.6 6 5 4 Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (mm)
Beban Lateral Siklik V (kn) Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Puncak Kolom (Tr-2) 300 200 100 0-100 -200-300 -20 0-15 0-10 0-50 0 50 100 150 200 Def. Lateral pd Puncak Kolom (mm)
Load Cell Mendeteksi beban yang diberikan pada benda uji Kapasitas alat : 10t, 50t, 100t dan 200t Transducer Mendeteksi deformasi/lendutan pada benda uji Mendeteksi regangan beton Kapasitas alat : 5 mm, 10 mm, 15 mm, 25 mm, 50 mm, 100 mm, dan 200 mm Wire Gauge Mendeteksi deformasi lateral pada puncak benda uji Kapasitas 500 & 1000 mm Strain Gauge Mendeteksi regangan baja Mendeteksi regangan beton
Transducer mendeteksi deformasi Strain gauge mendeteksi regangan
tarik Drift dorong Pengujian dilakukan dengan pengontrolan terhadap perpindahan (displacement control) yang terjadi pada bagian atas benda uji Pola pembebanan berdasarkan siklus pembebanan SNI 7834:2012 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180-0.5-1 -1.5-2 -2.5-3 -3.5-4 0.20 0.25 0.35 0.50 0.75 1.0 Pola Pembebanan menurut SNI 7834:2012 Siklus 1.40 1.75 2.20 2.75 3.50
Aksial Tetap δ Siklik Aksial Tetap δ Siklik h column h column δ = drift ratio x hcolumn
Kestabilan 3 kriteria yang ditetapkan dalam SNI 7834:2012 Pola kerusakan (retakan) Strong column weak beam harus terpenuhi
Sampai akhir pengujian (story drift) 3,50 %, siklus ke-3 pada kedua arah pembebanan benda uji harus memenuhi kriteria berikut : Beban yang mampu dipikul harus lebih besar dari 75 % beban maksimum
nilai perbandingan antara luas yang dibentuk oleh hysteretic loop dengan luas jajaran genjang yang dibentuk dari perpotongan ujung hysteretic loop pada story drift 3,50 % siklus ke-3 dengan kekakuan saat story drift 0,200 % siklus ke-1 harus lebih besar dari 0,125 Kekakuan 0,20% Loop akhir perpotongan
Gradien loop Perbandingan nilai gradien hysteresis loop yang dibatasi limit -0,35% dan +0,35% harus lebih besar atau sama dengan 0,05 kali nilai gradien awal modul struktur pada siklus pembebanan pertama.
Beban Lateral Siklik V (kn) Beban Lateral Siklis V (kn) Beban Lateral Siklik V (kn) 60 40 20 0-20 -40 Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Puncak Kolom (Tr-2) -60-150 -100-50 0 50 100 150 Def. Lateral pd Puncak Kolom (mm) Hasil pencatatan transducer 300 250 200 150 100-50 -100-150 Kurva Hysteretic Hub. Beban Lateral V dan Regangan Baja Tulangan (SG-32) 50 0 Leleh Tulangan -200-250 -10000 0 10000 20000 Regangan Baja Tulangan (m) 30000 Hasil pencatatan strain gauge 350 300 250 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-250 -300 Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral Puncak Tiap Cycle pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK INTERIOR C-PLUS SYSTEM 3.571 % Vmax 3.571 % 0.75Vmax Vy δ y 0.75Vmax Vy 3.571 % Vmax 3.571 % -350-150 -125-100 -75-50 -25 0 25 50 75 100 125 150 δ y Defleksi Lateral Maks. tiap Cycle pd Puncak Kolom (mm) Kurva envelope beban lateral vs deformasi lateral
Beban Lateral Siklis V (kn) Beban Lateral Siklis V (kn) Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK INTERIOR APBN 6.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 350 300 250 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-250 -300-350 -156. -130. -104. -78.0-52.0-26.0 0.0 26.0 52.0 78.0 104.0 130.0 156.0 0 0 0 Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (mm) Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK EKSTERIOR APBN 6.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% Pola kerusakan (retakan) Strong column weak beam terpenuhi 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-156. 6-130. 5-104. 4-78.3-52.2-26.1 0.0 26.1 52.2 78.3 104.4 130.5 156.6 Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (mm)
Beban Lateral Siklis V (kn) Beban Lateral Siklis V (kn) Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK INTERIOR SYSTEM 6.00% 6.00 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% Kurva Hub. Beban Lateral V dan Defleksi Lateral pada Puncak Kolom (Tr-2), JBK EKSTERIOR SYSTEM 6.00% 6.00% 5.00% 4.00% 3.00% 2.00% 1.00% 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 300 250 200 150 100 50 0-50 -100-150 -200-250 -300-156.0-130.0-104.0-78.0-52.0-26.0 0.0 26.0 52.0 78.0 104.0 130.0 156.0 175 150 125 100 75 50 25 0-25 -50-75 -100-125 -150-175 -153.0-127.5-102.0-76.5-51.0-25.5 0.0 25.5 51.0 76.5 102.0 127.5 153.0 Defleksi Lateral pd Puncak Kolom (mm) Defleksi Lateral Maks. tiap Cycle pd Puncak Kolom (mm)
Jika benda uji memenuhi ketiga persyaratan diatas dan pola retak sesuai kaidah Strong column weak beam berarti memenuhi persyaratan Sistem Pemikul Rangka Momen Khusus (SPRMK) sesuai SNI 2847:2013 tentang Persyaratan Beton Struktural untuk Bangunan Gedung. Parameter keandalan (SNI 03-1726-2012):
Kestabilan 3 kriteria yang ditetapkan dalam NEHRP 2003 Pola kerusakan (retakan)
UnCoupled Wall Coupled Wall - Batasan Penerimaan akhir pengujian tergantung ukuran benda uji - Siklus pembebanan tidak ditentukan
Foto-foto Pengujian di Lab. Struktur
Uji Siklik Join Balok Kolom Uji Siklik Kolom