Desain Kolom Dengan Beton Mutu Tinggi

Posted on Updated on

Tantangan insinyur struktur yang mendesainnya bangunan tinggi adalah cukup besar. Semakin tinggi bangunan, nilai gaya aksial akibat beban gravitasi pada kolom akan semakin tinggi. Selain itu pengaruh gaya lateral pada deformasi bangunan juga akan lebih bersifat bending mode dibandingkan shear mode, sehingga gaya lateral akan lebih di-transformasi menjadi gaya tarik – tekan ke parameter kolom yang akan semakin memperbesar gaya aksial yang terjadi.

Tingginya gaya aksial yang terjadi di kolom menuntut dimensi kolom yang besar pula. Karena batasan arsitektur yang ketat, insinyur struktur dapat mengurangi kebutuhan dimensi yang besar dengan meninggikan mutu kolom yang digunakan.

ACI telah mengeluarkan dokumen yang memfasilitasi desain untuk beton mutu tinggi. Hal itu tertuang pada publikasinya ACI ITG-4.3R-07 Report on Structural Design and Detailing for High-Strength Concrete in Moderate to High Seismic Applications. Report tersebut menjelaskan mengenai riset – riset terakhir mengenai performance struktur beton mutu tinggi sampai 120 mPa.

Untuk desain kapasitas interaksi aksial lentur kolom, ACI 318 mengatur perencanaan kekuatan struktur beton dengan menggunakan konsep simplified rectangular stress block :

1 Stress Block

Pada konsep ini, allowable aksial stress didekati dengan parameter α yang nilai-nya independen terhadap mutu beton. Lain halnya parameter β yaitu ekuivalen tinggi parabolic stress terhadap rectangular stress, dimana nilai ini dependent terhadap mutu beton.

Hasil dari beberapa riset terakhir menunjukkan bahwa pendekatan rectangular block ACI 318 ternyata tidak cukup konservatif untuk beton mutu tinggi. Hal ini dapat ditunjukkan oleh grafik interaksi berikut (Ibrahim and MacGregor, 1997):

2 Test Terhadap ACI 318

Gambar diatas menunjukkan bahwa interaksi dari ACI 318 tidak cukup konservatif jika dibandingkan hasil tes dimana hasil tes eksperimen menunjukkan kapasitas berhenti di dalam kurva interaksi ACI 318. Sementara itu hasil diagram interaksi dari Norwegian Code sangat konservatif. Ibrahim and MacGregor 1997, juga merekomendasikan equation untuk parameter α dan β untuk beton mutu tinggi. Perbandingan nilai αβ dari rekomendasi Ibrahim and MacGregor 1997 dengan ACI 318 ditunjukkan oleh grafik berikut :

3 Alpa Betha Macgregor

Berbeda dengan Ibrahim and MacGregor 1997, ACI ITG-4.3R-07 lebih memilih untuk hanya mengubah parameter α saja sementara nilai β dipertahankan tetap seperti ACI 318. Nilai rekomendasi parameter α adalah :

4 Alpha ACI ITG

Hasil perbandingan diagram interaksi dengan menggunakan rekomendasi nilai α tersebut terhadap tes eksperimen dan bebarapa rekomendasi penulis lainnya ditunjukkan oleh grafik – grafik berikut :

5 Test 1

6 Test 2

7 Test 3

8 Alpha ACI ITG vs Test

Dari hasil tersebut, terlihat bahwa diagram interaksi dari rekomendasi ACI ITG-4.3R-07 cukup baik jika dibandingkan tes eksperimen, hal ini terlihat dengan titik eksperimen pada grafik yang berada diluar diagram interaksi namun tidak terlalu jauh. Hal ini berbeda dengan rekomendasi ACI 318 yang terlihat bahwa hasil eksperimen berada didalam kurva interaksi yang menandakan bahwa rekomendasi ACI 318 tidak cukup konservatif (terutama untuk mutu 97 dan 126 MPa).

Sama hal-nya untuk kolom yang dibebani oleh gaya aksial konsentrik, ACI ITG-4.3R-07 merekomendasikan penambahan parameter χ untuk mempertimbangkan efek dari mutu tinggi.

9 Proposed Equation

Dimana rumus 4-20 untuk kolom dengan sengkang rectangular dan rumus 4-21 untuk kolom dengan sengkang spiral. Sementara itu nilai parameter χ adalah :

10 Consentric Load Equation ACI ITG

Rekomendasi Lainnya

Selain merekomendasikan rumus untuk kolom mutu tinggi terhadap beban konsentrik dan eksentrik, pengaruh mutu tinggi terhadap besarnya confinement yang dibutuhkan serta lap splice juga dibahas di ACI ITG-4.3R-07. Pembaca bisa langsung melihat report tersebut karena tidak dibahas di tulisan ini. Khusus untuk confinement, ACI 318 sebenarnya sudah mempertimbangkan pengaruh semakin besarnya nilai fc pada kebutuhan confinement kolom. Seperti diketahui pada tes eksperimen sebelumnya, bahwa semakin tinggi mutu beton maka potensi kegagalan getas akan semakin tinggi, sehingga kebutuhan confinement kolom juga akan semakin meningkat. Hal lain yang direkomendasikan ACI ITG-4.3R-07 adalah diperlukannya memasukkan pengaruh gaya aksial kolom terhadap besarnya kebutuhan confinement, hal ini memang belum dipertimbangkan di ACI 318 edisi 2011, namun untuk revisi terbaru ACI 318-14 pengaruh gaya aksial sudah dimasukkan (pembaca bisa melihat tulisan penulis : Update Penulangan Confinement Kolom di ACI 318-14).

Prakteknya di Indonesia

Untuk di Indonesia mutu tinggi untuk high-rise building seingat penulis baru sampai 70 Mpa, kalau dari rekomendasi ACI ITG-4.3R-07 nilai α menjadi 0.845 , jika dibandingkan dengan ACI 318 yang merekomendasikan nilai α = 0.85 , maka penurunannya cuma 1 % dan bisa diabaikan. Selain itu, untuk lap splice tipe hook 900 baru bertambah untuk mutu > 70 Mpa.

11 Ldh Proposed ACI ITG

Referensi :

ACI ITG-4.3R-07, “Report on Structural Design and Detailing for High-Strength Concrete in Moderate to High Seismic Applications,” 2007, pp. 66.

Ibrahim, H. H. H., and MacGregor, J. G., “Modification of the ACI Rectangular Stress Block for High-Strength Concrete,” ACI Structural Journal, V. 94, No. 5, Jan.-Feb. 1997, pp. 40-48.

Download Versi PDF :

https://www.academia.edu/12124356/Desain_Kolom_Dengan_Beton_Mutu_Tinggi

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s