struk beton ii corbel
Post on 11-Aug-2015
465 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 1
KONSOL PENDEK (Corbel )Contoh bentuk corbel :
Dasar-Dasar PerancanganCorbel
ACI 318-02 (11.9)(Di adopsi ke dlmSK SNI T-15-1991 pasal 3.4.9)Memberikan aturan khususuntuk corbel sbb:1. Rasio bentang geser dengan
kedalaman efektif corbel a/d < 12. Besar gaya tarik horizontal Nuc
tidak lebih besar dari gayageser Vu
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 2
3. Tebal sisi luar daerahtumpuan > 0,5d
4. Faktor reduksi kekuatan φdigunakan sebesar 0.75,
5. Tulangan An untuk menahangaya tarik Nuc ditentukandari:
Nuc < φAnfy, Gaya tarik Nuc diambil tidakkurang dari 0,2 Vu kecualiada kondisi khusus dimanagaya tarik tersebut dapatdiabaikan
6. Suatu sengkang tertutupharus dipasang sejajardengan tulangan utama Asdengan luas tulangansengkang:
Ah > 0.5(As-An)dan disebarkan secara
merata sejauh 2/3 dsejajar As
7. Ratio tulangan:ρ =As/bd > 0.04(fc’/fy)
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 3
Desain Corbel Menggunakan
STM Strut and Tie Model
Menururt ACI 318-02 App. A:Strut-and tie modeladalah sebuah model struktur rangka
dari suatu elemen struktural atau dari sebuah D-Region dalam elemen tersebut, yang terdiri dari batang-batang desak dan batang-batang tarik yang terhubung pada titik-titik nodal, dan yang mampu meneruskan beban-beban terfaktor ke titik-titik tumpuan atau ke B-Region di dekatnya.
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 4
Prinsip St. Venant
Daerah B
Distribusi regangan linier sesuai asas Bernoulli
Daerah D
Distribusi regangan tidaklinier
h
h
Daerah B: daerah yang memenuhi asas Bernoulli daerah ini dapat dirancang dengan ‘hitungan standar‘yang ditetapkan dalam peraturan/ standar struktur beton.
Daerah D: daerah yang tidak memenuhi asas Bernoulli distribusiregangan tidak linier ‘hitungan standar‘ yang ditetapkan dalam peraturan/ standar struktur betontidak dapat diterapkan
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 5
Daerah D:(1)Daerah D Geometrik:
Daerah D yang terjadi akibat perubahan bentuk struktur yang tiba-tiba, seperti pada konsol pendek (corbel), deep end beam, dll
(2)Daerah D Statik:Daerah D yang terjadi akibat gaya terpusat (beban titik, reaksi tumpuan, pengangkeran gaya prategang ,dll)
(3)Daerah D Geometrik & Statik:Daerah D gabungan dari (1) dan (2)
Dasar-Dasar TeoriStrut and Tie Model
Strut and Tie Model (STM) merupakansebuah rangka kerja konseptual dimanadistribusi tegangan dalam sebuah strukturdiidealisasikan sebagai sebuah sistem :
BetonTitik hubungNodal
TulanganKomponen tarikTie atauStirrup
BetonKomponen TekanStrut
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 6
Kriteria yang harus dipenuhi dalam STM :a) sederhana dan stabilb) lintasan gaya terpendek (dari titik beban
s/d tumpuan)c) batang tarik sesedikit mungkind) Batang tarik dapat berpotongan dengan
batang desak. Batang-batang desak tidak boleh saling berpotongan kecuali pada nodal.
e) Sudut antara sumbu dari batang-batangtekan dan tarik yang masuk dalam satu nodal > 25 derajat
STM dapat ditentukan berdasarkan:
1. trayektori tegangan dari analisis linier elastik
2. load path method
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 7
3. pemilihan dari bentuk-bentuk standar yang sudah ada
Strut (Batang Tekan)Bentuk-bentuk batang desak (strut):1. Prismatic Strut2. Fan Strut3. Bottle-shaped Strut
Kuat Desak Nominal Strut :
a. Tanpa perkuatan tulangan memanjang
Fns = fcu . Ac pada kedua ujung strutsAc = luas penampang lintang pada salah satu ujung strutfcu = nilai terkecil dari kuat desak efektif pada strut
atau pada nodal
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 8
Kuat desak efektif pada batang desak:
fcu = 0,85. βs . fc`dengan:
βs = 1,0 untuk strut dg luas penampang konstant (prismatik)βs = 0,75 untuk bottle-shape strut dengan tulangan melintang thd
sumbu memanjangnya menurut ACI 318-2002 App.A. 3.3βs = 0,60l untuk bottle-shape strut tanpa tulangan melintang thd
sumbu memanjangnya menurut ACI 318-2002 App.A. 3.3 adalah faktor untuk memperhatikan penggunaan betonringan
βs = 0,40 untuk strut di dalam batang/daerah sayap tarik.βs = 0,60 untuk kasus lainnya
Kuat desak efektif pada nodal:fcu = 0,85. βn . fc`
dengan: βn = 1,0 untuk titik nodal yg dikelilingi strut dan
bearing areaβn = 0,8 untuk titik nodal yang mempunyai satu
batang tarikβn = 0,6 untuk titik nodal yang mempunyai dua atau
lebih batang tarik
b.Dengan perkuatan tulangan memanjang
Fns = fcu . Ac +As‘fs‘As‘ = luas penampang tulangan desakfcu = kuat tekan baja tulangan
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 9
Bentuk-bentuk Titik Nodal:(1) CCC-Node:
C1
C3
C2
(2) CCT-Node:
T
C1
C2
Nodal
(3) CTT-Node:
CT2
T1
(4) T T T-Node:
T1
T2
T3
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 10
Kuat desak nominal daerah titik nodal:Fnn = An . fcu
dengan:fcu adalah kuat desak efektif beton di daerah titik
nodalAn adalah luas penampang pada titik nodal, tempat
gaya Fu bekerja, diambil tegak lurus pada garis kerja Fu.
Kuat desak efektif beton:
fcu = 0,85. βn . fc`dengan: βn = 1,0 untuk titik nodal CCC
βn = 0,8 untuk titik nodal CCTβn = 0,6 untuk titik nodal CTT,TTT
Ties (Batang Tarik)Kuat tarik nominal batang tarik (tie):
Fnt = Ast . fy + Aps . (fse + Dfp)dengan:Ast adalah luas penampang baja tulanganAps adalah luas penampang baja prategang (jika ada)
(fse + Dfp) harus melampaui nilai fpy
Sumbu memanjang baja-baja tulangan harus dipasang tepat pada sumbu memanjang batang tarik. Ujung-ujung batang tarik ini harus dijangkar:- dengan panjang penjangkaran yang cukup, atau dengan- angker mekanik khusus atau angker posttensioning,
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 11
Alur Desain dengan STMTentukan beban dan reaksi
Perkirakan dimensi dan ukuranelemen
Definisikan daerah B dan daerah D
Desain daerah B dengan metoda standar
Mengembangkan STM untuk daerah D
Dimensielemen
Gaya dantegangan
pada nodal
Gaya dantegangan
pada struts
Detail penulangandan cek
penjangkaran
CONTOH DESAINKONSOL PENDEK:
350 mmKolom350 x 350
100 mm
Vu = 250 kNHu = 50 kN
225 mm
225 mm
225 mm
450 mm
A single corbel projecting from a 350 mm x 350 mm column is tobe designed to support precast beam reaction forces at 100 mmfrom the face of the column. The factored vertical load to be carried is 250 kN and horizontal load is 50 kN
The concrete strength is 35 MPa (normal density), and the yield strength of reinforcement is taken as 420 MPa.
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 12
Tahapan penyelesaian:1. Menentukan dimensi bearing plate2. Memilih dan menetapkan strut-and-tie-model (STM)3. Menghitung gaya-gaya batang pada STM4. Kontrol tegangan pada titik2 nodal dan batang2 desak5. Hitungan kebutuhan baja tulangan6. Cek persyaratan tulangan minimum7. Gambar penulangan
1. Menentukan dimensi bearing plateTitik nodal di bawah bearing plate adalah jenis CCT βn = 0,8.Kuat desak efektif yang diijinkan adalah: φ fcu = 0,75.(0,85 . βn . fc‘ )
= 0,75.(0,85 . 0,80 . 35)= 17,8 MPa
Dipilih bearing plate ukuran 300 mm x 150 x 13 mm, luas plat Abp = 45000 mm2
Tegangan yg terjadi di bawah bearing plate: fc = 250000/(45000)
= 5, 56 MPa < φ fcuJadi dimensi bearing plate cukup dan dapat digunakan.
2. Memilih dan menetapkan STMDipilih STM seperti pada gambar berikut ini.
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 13
Untuk memperhitungkan eksentrisitas tak terduga dan toleransi pelaksanaan, posisi Vu digeser 25 mm ke arah luar, sehingga jarak dari muka kolom menjadi 125 mm.Batang tarik CB diasumsikan terdiri 1 lapis tulangan dengan lindungan beton setebal 30 mm, & ditetapkan terletak 50 mm dr sisi atas konsol pendek.
A
B C
D
50 mm
d = 400 mm
D‘
Batang tarik AD diletakkan tepat pd garis horisontal melalui titik akhir kemiringan sisi bawah konsol.Posisi batang desak DD‘ditentukan dengan menghitung lebarnya (ws), dengan cara menghitung momen dg titik putar pada titik nodal A
10 mm
Grs kerja resultan50 125300
50 300
Momen thd ttk A = 250000(300+125+10) + 50000 (400) = 128750000 NmmNilai ini sama dengan (Fu,DD‘ . (350 – 50 – ws/2)), jadi: Fu,DD‘ . (300 – ws/2) = 128750000(φ . fcu . b . ws) . (300 – ws/2) = 128750000
Titik nodal D adalah tipe CCT βn = 0,8Jadi:(0,75 . (0,85 . 0,8 . 35) . 350 . ws) . (300 –ws/2) = 128750000
Didapat ws = 79 mmws = 79 mm
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 14
3. Menghitung gaya-gaya batang pada STMGaya-gaya batang pada STM tersebut dapat dihitung dg metoda yang lazim, misalnya dg cara keseimbangan gaya pada titik nodal atau metoda potongan.Diperoleh hasil sbb.:Batang CD CB BD BA DA DD‘Gaya (kN) -273 +159 -292 +245 +50 -495cv
4. Kontrol tegangan pada titik2 nodal Titik Nodal C (Type CCT):Batang tarik CB dianker pada titik nodal tsb, shg harus dipenuhi syarat:Fu,CB = φ . fcu . b . wt = φ . (0,85 . βn . f‘c ). b . wt159000 = 0,75 . 0,85 . 0,8 . 35 . 350 . wt wt = 25 mm < 100 mm.
Titik Nodal D (CCT):Lebar batang DD‘ (dg gaya desak terbesar) di hitung berdasarkan tegangan desak effektif pada titik nodal D. Jadi titik nodal D sudah terbukti mampu mendukung tegangan desak yg terjadi.
Batang Desak CD dan BD:Batas tegangan pada batang2 desak tsb.:φ fcu = φ . (0,85 . βs. fc‘) = 0,75 . (0,85 . 0,75 . 35) = 16,7 MPaLebar batang CD = Fu,CD /(φ fcu b) = 273000 / (16,7.350) = 47 mmLebar batang BD = Fu,CD /(φ fcu b) = 292000 / (16,7.350) = 50 mmDitetapkan lebar kedua batang desak 50 mm.
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 15
Dengan lebar batang2 desak yg ditetapkan, tampak pada gambar disamping, bahwa lebar batang2 desak tsb masih dapat diakomodasi di dalam ukuran konsol yang ada.
5. Hitungan kebutuhan baja tulangan:
Batang tarik CB:As,CB = Fu,CB / (φ fy) = 159000 / (0,75 . 420) = 505 mm2
Amin = 0,04 fc‘ / fy . b . d = 0,04 . 35/420 . 350 . 400 = 467 505 mm2 OK!Digunakan tulangan: 4 dia. 13mm = 4 x 129 = 516 mm2
Batang tarik BA:As,BA = Fu,BA / (φ fy) = 245000 / (0,75 . 420) = 778 mm2
4 dia 13 mm tsb di tekuk ke bawah dan dijangkar dg cukup,ditambahkan tulangan 2 tulangan dia 13. Total 6 dia 13 = 774 mm2
Batang tarik DA:As,DA = Fu,DA / (φ fy) = 50000 / (0,75 . 420) = 159 mm2.Dipasang 2 dia 10mm
Materi Kuliah Struktur Beton II
by: Azis Susanto,ST., MT. 16
6. Cek persyaratan tulangan minimum :According Appendix A, the minimum reinforcement provided must satisfy Σρvi sin γi ≥ 0,003 to be able to take βs as 0.75 for thediagonal struts, and the minimum spacing for the vertical reinforcement is the smallest of 300 mm or d/2.In addition, the code requires closed stirrups or ties parallel to the reinforcement required for tie CB to be uniformly distributed with 2/3 of the effective depth adjacent to tie CB, i.e. 2/3 (400) = 267 mm; use275 mm. The area of these ties must exceed 0,5(As – An) , where Anis the area of reinforcement resisting the tensile force Nuc. Hence,the mini-mum area required is
Try 3 No. 10 mm closed stirrups with average spacing of 275/3 = 92 mm.
Since this amount of reinforcement satisfies both requirements, provide 3 No. 10 closed stirrups distributed over a depth of 275 mm from tie CBwith a concrete cover of 25 mm.
7. Gambar Penulangan :
top related