07. Analisis Dan Desain Kolom Aaaaa

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

1. INFORMASI UMUM PERENCANAAN KOLOM Pada perencanaan kolom beton bertulang pada proyek Kandang Kambing ini digunakan spesifikasi sebagai berikut : - Mutu beton

: fc’ = 30 MPa

- Mutu baja tulangan : fy = 400 MPa (BJTD-40), simbol D 2. CONTOH PERHITUNGAN Berikut ini akan disajikan contoh perhitungan tulangan lentur dan geser kolom berdasarkan SNI 2847-2013. Sebagai contoh, diambil kolom C76 antara lantai 1 dan lantai 2. Dimensi kolom adalah 700mm x 400mm dengan tinggi antar lantai adalah 4.6 m. Lokasi kolom C76 tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.1. sebagai berikut:

Gambar 7.1. Lokasi Kolom C11 pada Lantai 9-10 Dari perhitungan ETABS, didapatkan output gaya-gaya momen kolom sebagai berikut untuk menghitung Koefisien Distribusi Momen Balok.

Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Akibat Respon arah X: -

MEX kolom lantai 2 irisan bawah

= 294,96 kNm

-

MEX kolom lantai 1 irisan atas

= 199,03 kNm

-

MEX kolom lantai 1 irisan bawah

= 302,56 kNm

Akibat Respon arah Y: -

MEY kolom lantai 2 irisan bawah

= 152,72 kNm

-

MEY kolom lantai 1 irisan atas

= 92,60 kNm

-

MEY kolom lantai 1 irisan bawah

= 160,17 kNm

Perhitungan koefisien distribusi momen balok ke kolom C76 (): Untuk arah X:  ax 

199,03  0,403 199,03  294,96

 bx 

302,56  0,597 302,56  203,74

Untuk arah Y:  ay 

92,60  0,377 92,60  152,72

 by 

160,17  0,646 160,17  87,58

Untuk perhitungan momen nominal rencana kolom diperlukan besar Mg (momen nominal balok) dari balok-balok yang merangka pada kolom tersebut. Kolom C76 ini dirangkai oleh empat buah balok yaitu balok G465-1, balok G465-3, dan dua balok G345-1. Adapun layout balok-kolom tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.2. sebagai berikut:

Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.2. Layout Balok yang Merangkai Kolom C76 2.1.

Perhitungan Tulangan Lentur Kolom Data-data luas tulangan tumpuan terpasang untuk Balok G465-1, balok G465-3, dan balok G345-1 dapat dilihat pada Tabel 7.1. sebagai berikut: Tabel 7.1. Luas Tulangan Tumpuan Terpasang Tipe Balok

Dimensi

G465-1 G465-3 G345-1

400 x 650 400 x 650 300 x 450

As Tul Atas 2

mm 3041 1521 804.25

As Tul Bawah mm2 1521 1521 603.19

Untuk Mg tumpuan kiri tulangan atas: ∑H = 0 C

=T

0.85 × fc’ × a × b

= As × fy

0.85 × 30 × a × 400 = 3041 × 400 a

= 119.25 mm

Mg- = C (d – ½ a) = 0.85 × fc’ × a × b × (d – ½ a) = 0.85 × 30 × 119.25 × 400 × (585 – ½ × 119.25) = 639.04 kNm Dengan cara yang sama, nilai Mg untuk semua balok yang merangkai kolom C11 adalah sebagai berikut: Balok G455-1  Mg+ = 352,49 kNm  Mg- = 632,40 kNm Balok G455-2  Mg+ = 352,49 kNm  Mg- = 429,27 kNm Balok G345-1  Mg+ = 168,42 kNm  Mg- = 262,57 kNm Selanjutnya dilakukan perhitungan Momen Kapasitas (Mc) dengan cara sebagai berikut: Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

M c x  atas 

Analisis dan Desain Kolom

6   ax   M g kix  M g kax   476,29 kNm 5

Dengan cara yang sama didapatkan:

M c x bawah = 705,57 kNm M cy  atas

M cy bawah

= 118,79 kNm = 203,54 kNm

Nilai-nilai Mc untuk kolom perlu dibandingkan dengan nilai Momen Ultimit (Mu) yang paling menentukan dari hasil kombinasi pembebanan (Tabel 7.2.) Tabel 7.2. Kombinasi Momen Ultimit (Mu,k) Kolom C11 Lantai 9-10 (kNm) Tipe Kombinasi Kombinasi 1 Kombinasi 2 Kombinasi 3 Kombinasi 4 Kombinasi 5 Kombinasi 6 Kombinasi 7 Kombinasi 8 Kombinasi 9 Kombinasi 10

Mux (kNm) Bottom Top -7.91 4.81 -9.49 5.80 298.25 205.85 291.62 201.53 -306.88 -192.23 -313.51 -196.54 300.79 204.29 294.16 199.97 -304.34 -193.78 -310.96 -198.10

Muy (kNm) Bottom Top 34.83 -10.31 42.40 -13.48 206.04 92.60 -114.30 -92.60 181.85 72.01 -138.50 -113.18 194.66 96.26 -125.68 -88.93 170.46 75.68 -149.88 -109.52

Tabel 7.3. Kombinasi Gaya Normal Ultimit (Nu,k) Kolom C11 Lantai 9-10 (kN) Tipe Kombinasi Kombinasi 1 Kombinasi 2 Kombinasi 3 Kombinasi 4 Kombinasi 5 Kombinasi 6 Kombinasi 7 Kombinasi 8 Kandang Kambing

Pu (kN) Bottom -6094.35 -6917.56 -5569.87 -5793.72 -5712.39 -5936.24 -5358.59 -6104.75

Top -6058 -6886.39 -5538.7 -5762.55 -5681.22 -5905.07 -5327.43 -6073.59

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Kombinasi 9 Kombinasi 10 Tipe Kombinasi Kombinasi 11 Kombinasi 12 Kombinasi 13 Kombinasi 14 Kombinasi 15 Kombinasi 16 Kombinasi 17 Kombinasi 18

-5401.35 -5370.19 -6147.51 -6116.35 Pu (kN) Bottom Top -3734.62 -3711.24 -3958.46 -3935.09 -3877.14 -3853.76 -4100.98 -4077.61 -3523.34 -3499.97 -4269.5 -4246.13 -3566.1 -3542.72 -4312.26 -4288.88

Selanjutnya Pu yang terjadi serta momen yang lebih besar antara kapasitas momen balok (Mg) dan momen ultimit di-plot-kan di kurva kapasitas (Pn-Mn), sehingga diperoleh suatu konfigurasi tulangan. Berikut ini merupakan kurva Pn-Mn kolom C11 lantai 9-10 untuk arah X dan Y. (Grafik 7.1 dan Grafik 7.2)

Grafik 7.1. Kurva Pn-Mn kolom C11 lantai 9-10 Untuk Arah X

Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Grafik 7.1. Kurva Pn-Mn kolom C11 lantai 9-10 Untuk Arah Y Dengan bantuan spread sheet tersebut, diperoleh tulangan lentur untuk kolom C11 adalah 24D25 (As = 11780mm2) Kemudian diperiksa terhadap syarat tulangan minimum dan maksimum kolom: As min

= 0,01 x 450 mm x 1000 mm = 4500 mm2

As maks

= 0,06 x 450 mm x 1000 mm = 27000 mm2

As min < As < As maks  Tulangan kolom memenuhi syarat (OK) 2.2.

Perhitungan Tulangan Geser Kolom Perhitungan Mbalance kolom didapatkan dari kesetimbangan gaya-gaya yang terjadi saat kondisi balance. Dengan bantuan spreadsheet diperoleh Mbal. Mbal = Cc x (h-1/2cbal) + Pbal x 1/2h +∑(Tn x Xn)

Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

= 1386,04 kNm Diperoleh nilai Mpr3 dan Mpr4 kolom: Mpr3 = Mpr4 = 1386,04 kNm Maka Ve,k = 565,73 kN Perhitungan gaya geser dari balok yang merangka pada kolom (Ve,b): Ve,b = (Mpr1+Mpr2)/hn = 239,68 kN Adapun kombinasi Gaya Geser Perhitungan gaya geser hasil analisis ETABS (Vu,k): Tabel 7.5. Kombinasi Gaya Geser Ultimit (Vu) Arah X Kolom C11 Lantai 9-10 Tipe Kombinasi Kombinasi 1 Kombinasi 2 Kombinasi 3 Kombinasi 4 Kombinasi 5 Kombinasi 6 Kombinasi 7 Kombinasi 8 Kombinasi 9 Kombinasi 10

Vu (kN) Top Bottom -5.19 -5.19 -6.24 -6.24 63.80 63.80 48.92 48.92 -58.94 -58.94 -73.82 -73.82 65.47 65.47 50.59 50.59 -57.27 -57.27 -72.15 -72.15

Vu,k maks = 73,82 kN Antara Ve,k dan Ve,b dipilih yang minimum, kemudian dibandingkan dengan Vu,k dan diambil nilai maksimumnya sebagai Ve. Dengan demikian nilai Ve diperoleh sebesar 239,68 kN (dari Ve,b). Untuk perhitungan tulangan geser, karena Ve berasal dari Ve,b, maka nilai Nu diambil dari kombinasi pembebanan yang menghasilkan nilai Nu paling kecil (3499,97 kN). Untuk daerah yang mengalami sendi plastis: Kontribusi beton dalam memikul geser (Vc) dianggap nol bila: Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

1. Nu (tekan) < Ag x fc’ /20 3499,97 x 103 N < 450 x 1000 x 35 /20 3499970N < 787500 N ( NOT OK ) 2. (Mpr3+Mpr4)/hn < 0,5 Vu kombinasi 565,73kN < 36,91 kN ( NOT OK ) Jadi Vc ≠ 0, dimana besar Vc adalah:  Nu   Vcx  1  14 Ag  

fc '    bw  d  

6

= 621,18 kN Vs = Ve/0,75 – Vc = -301,6 kN  sengkang D10-100 + 2 Kait D10-100 Kemudian s yang diperoleh diperiksa terhadap smaks dimana besarnya smaks diambil yang terkecil dari: 1. Smaks = min (b atau h) /4 = 112,5 mm 2. Smaks = 6db = 150 mm 3. Sx = 100+(350-hx)/3 ≈ 100 mm Dimana sx tidak perlu dipasang kurang dari 100 mm ataupun lebih dari 175 mm. 4. Smaks = 100 mm Jadi dipasang sengkang D10-100 + 2 kait D10-100 (karena syarat SNI 2847-2013 untuk perencanaan SRPMK, x harus kurang dari atau sama dengan 350 mm (Gambar 7.3.).

Gambar 7.3. Persyaratan Penulangan Sengkang Sesuai SNI 2847-2013 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Sehingga untuk daerah sendi plastis dipasang D10-100 + 2 kait D10-100 Dengan demikian, penulangan kolom C11 pada lantai 9-10 pada lokasi sesuai Gambar 7.1. dapat dilihat pada Gambar 7.4.

Gambar 7.4. Penulangan Kolom C11 Pada Lantai 9-10 Berikut akan disajikan diagram interaksi Pn-Mn (kurva kapasitas) untuk semua jenis kolom. Gaya-gaya yang digunakan dalam perencanaan lentur kolom di-plot kan di dalamya:

Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

\

Gambar 7.5. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah X Basement – Lantai 7

Gambar 7.6. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah Y Basement – Lantai 7 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.7. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah X Lantai 7 – Lantai 16

Gambar 7.8. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah Y Lantai 7 – Lantai 16 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.9. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah X Lantai 16 – Lantai 25

Gambar 7.10. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah Y Lantai 16 – Lantai 25 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.11. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah X Lantai 25 – Lantai Atap

Gambar 7.12. Kurva Kapasitas Kolom K1 (400/600) Arah Y Lantai 25 – Lantai Atap Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.13. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1300) Arah X Basement – Lantai 7

Gambar 7.14. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1300) Arah Y Basement – Lantai 7 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.15. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1000) Arah X Lantai 7 – Lantai 16

Gambar 7.15. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1000) Arah Y Lantai 7 – Lantai 16 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.16. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1000) Arah X Lantai 16 – Lantai 25

Gambar 7.17. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1000) Arah Y Lantai 16 – Lantai 25 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.18. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1000) Arah X Lantai 25 – Lantai Atap

Gambar 7.19. Kurva Kapasitas Kolom K2 (450/1000) Arah Y Lantai 25 – Lantai Atap Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.20. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1300) Arah X Basement – Lantai 7

Gambar 7.21. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1300) Arah Y Basement – Lantai 7 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.22. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1000) Arah X Lantai 7 – Lantai 16

Gambar 7.23. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1000) Arah Y Lantai 7 – Lantai 16 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.24. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1000) Arah X Lantai 16 – Lantai 25

Gambar 7.25. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1000) Arah Y Lantai 16 – Lantai 25 Kandang Kambing

Benjamin Gideon & Associates

Analisis dan Desain Kolom

Gambar 7.26. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1000) Arah X Lantai 25 – Lantai Atap

Gambar 7.26. Kurva Kapasitas Kolom K3 (400/1000) Arah Y Lantai 25 – Lantai Atap Kandang Kambing