Docstoc

Metode Analisis dan Perencanaan

Document Sample
Metode Analisis dan Perencanaan Powered By Docstoc
					     Metode Analisis dan Perencanaan
        Struktur Beton Bertulang
       Dengan perencanaan struktur beton bertulang
diharapkan dapat menghasilkan struktur yang dapat
berfungsi dengan baik pada kondisi beban kerja
dengan nilai ekonomi yang bersaing, meliputi daya
layan, kekuatan yang cukup, fungsi, estetika, dan
ekonomi.

Suatu bangunan dapat dikatakan berfungsi dengan
baik apabila mendatangkan kenyamanan bagi
penghuninya dalam beraktivitas. Oleh karena itu,
suatu bangunan harus direncanakan sesuai dengan
fungsinya. Selain itu, harus diperhatikan perubahan
penggunaan selama usia bangunan dan cara
mengadaptasi perubahan tersebut.
  Dasar-dasar Analisis dan Perencanaan



Analisis dan perencanaan struktur beton bertulang
diharapkan mampu menjamin bahwa:
(1) struktur aman akibat pembebanan kritis (terburuk)
(2) selama kondisi kerja normal, deformasi dari
    komponen-komponen struktur tidak mempengaruhi
    bentuk, keawetan, dan penampilan struktur.
Walau sulit memprediksi pembebanan yang tepat dan
kekuatan bahan atau material yang digunakan, namun
ketentuan di atas harus tetap dipenuhi.
        Metode Perencanaan
                    Dua metode perencanaan yang telah
         dikembangkan/ digunakan di Indonesia sebagai
    metode dasar pemakaian faktor keamanan guna
    mencapai struktur yang aman dan dapat dikerjakan,
    yaitu:

•   Metode tegangan kerja (woking-stess design),
    juga dikenal dengan metode elastis (lentur-n).

•   Metode ultimit disebut juga metode
    perencanaan beban terfaktor atau metode
    perencanaan kekuatan.
                                          Lanjutan:

              Metode analisis dan perencanaan yang
        digunakan dalam materi kuliah struktur beton
ini adalah metode ultimit atau metode perencanaan
kekuatan berdasarkan peraturan beton terbaru yang
berlaku di Indonesia, yaitu Standar Tata Cara
Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan
Gedung, SNI-03-2847-2002.

Peraturan beton ini merupakan penyempurnaan dari
SK SNI T-15-1991-03, yang dibuat dengan mengacu
kepada peraturan dan standar dari berbagai negara
terutama ACI 318-83, guna penyesuaian terhadap
penguasaan teknologi mutakhir dengan tidak
meninggalkan pertimbangan kondisi alam dan
teknologi di Indonesia.
                                        Lanjutan:

           Pedoman yang mengatur perencanaan dan
       pelaksanaan bangunan beton bertulang yang
diterbitkan oleh Departemen Permukiman dan
Prasarana Wilayah (Departemen Pekerjaan Umum)
telah beberapa kali mengalami perubahan sejak PBI
1955, PBI 1971, SK SNI-T-15-1991-03, dan yang
terakhir SNI-03-2847-2002. Perubahan ini tentunya
untuk memenuhi perkembangan dan tuntutan yang
semakin meningkat dalam bidang pekerjaan umum
khususnya beton atau struktur beton bertulang.

Standar Tata Cara Perhitungan    Struktur Beton
Untuk Bangunan Gedung SNI-03-2847-2002 ini
merupakan standar acuan terbaru yang berlaku di
Indonesia bagi para perencana dan pelaksana
struktur beton, sehingga memenuhi ketentuan
minimum guna mendapatkan hasil pekerjaan yang
aman dan ekonomis.
                                        Lanjutan:


          PBI 1955 merupakan terjemahan dari GBVI
(Gewapend Beton Voorschriften in Indonesia) 1935,
suatu peraturan produk pemerintah penjajahan
Belanda di Indonesia. PBI 1955 memberikan
ketentuan tata cara perencanaan menggunakan
metode elastis atau cara-n dengan menggunakan
nilai banding modulus elastisitas baja dan beton,
n yang dinilai tetap untuk segala keadaan bahan dan
pembebanan. Batasan mutu bahan di dalam
peraturan baik untuk beton maupun baja tulangan
masih rendah di samping peraturan dan tata cara
pelaksanaan yang sederhana sesuai taraf teknologi
yang dikuasai saat itu.
                                             Lanjutan:

                      PBI 1971 (NI-2) diterbitkan dengan
            memberikan beberapa pembaharuan terhadap
     PBI 1955, diantaranya:
• Di dalam perhitungan menggunakan metode elastis
  atau disebut juga sebagai cara n atau metode
  tegangan kerja, menggunakan nilai n yang variabelnya
  tergantung pada mutu beton dan waktu (kecepatan)
  pembebanan, serta keharusan untuk menggunakan
  tulangan rangkap bagi balok-balok yang ikut
  menentukan kekuatan struktur.
• Diperkenalkannya perhitungan metode kekuatan
  (ultimit) meskipun belum merupakan keharusan untuk
  memakai, namun diketengahkan sebagai metode
  alternatif.
• Diperkenalkannya dasar-dasar perhitungan bangunan
  tahan gempa.
                                            Lanjutan:

               Standar Tata Cara Perhitungan Beton
      Untuk Bangunan Gedung, SK SNIT-15-1991-03
   memberikan ketentuan-ketentuan baru, antara lain:

• Perhitungan perencanaan lebih diutamakan serta
  diarahkan untuk menggunakan metode kekuatan
  (ultimit), sedangkan metode elastis (cara n) masih
  tercantum sebagai alternatif dan diberikan di bagian
  belakang.

• Konsep hitungan keamanan dan beban yang lebih
  realistik dihubungkan dengan tingkat daktilitas
  struktur.

• Tata cara hitungan geser dan puntir pada keadaan
  ultimit (batas).
                                        Lanjutan:



• Menggunakan satuan SI dan notasi disesuaikan
  dengan yang dipakai di kalangan internasional.

• Ketentuan-ketentuan detail penulangan yang lebih
  rinci untuk beberapa komponen struktur.

• Mengetengahkan beberapa ketentuan yang belum
  tersedia pada peraturan sebelumnya , misalnya
  mengenai struktur bangunan tahan gempa, beton
  prategang, pracetak, komposit, cangkang, pelat
  lipat, dan lain-lain.
                                      Lanjutan:



      Standar Tata Cara Perhitungan Beton
Untuk Bangunan Gedung,        SNI-03-2847-2002
merupakan penyempurnaan dari SK SNI T-15-
1991-03 diantaranya mengetengahkan ketentuan-
ketentuan untuk komponen struktur non-pratekan
maupun pratekan; ketentuan mengenai kekuatan
dan kemampuan layan, seperti kuat perlu dan
faktor reduksi kekuatan; dan ketentuan detail
penulangan yang lebih rinci untuk semua
komponen struktur, baik untuk tulangan utama
maupun tulangan pengikat sengkang atau spiral.
 Metode Tegangan Kerja atau Working-Stress
              Design (WSD)
                Metode tegangan kerja (working-stress
    design) atau metode elastis ini telahdikembangkan
sejak tahun 1900-an, dimana suatu struktur beton
bertulang    mapun      struktur    baja   direncanakan
sedemikian hingga tegangan yang diakibatkan oleh
aksi dari beban kerja (beban mati dan beban hidup)
disebut beban layan (service load) yang dihitung
secara mekanika dari unsur-unsur yang elastis, tidak
boleh melampaui tegangan izin material yang
ditetapkan.
         Metode ini telah terbukti sebagai metode yang
sederhana dan bermanfaat, tetapi memiliki beberapa
ketidak sesuaian yang serius. Hal ini karena metode
tersebut didasarkan pada suatu distribusi tegangan
elastis, sehingga tidak dapat diterapkan mutlak pada
bahan semi plastis seperti beton, juga tidak sesuai bila
deformasi tidak sebanding dengan beban, seperti pada
kolom-kolom langsing.
Beberapa kelemahan metode tegangan kerja
atau metode elastis antara lain:

• Kurang memperhatikan faktor-faktor keamanan
  terhadap keruntuhan.

• Tidak ada pertimbangan sebelumnya mengenai
  fakta bahwa dibutuhkan faktor-faktor keamanan
  yang berbeda untuk beban mati dan beban
  hidup.

• Tidak memperhitungkan variasi-variasi dari
  ketahanan dan beban, atau kemungkinan
  bertambahnya beban dalam tingkat yang
  berbeda-beda.
                                         Lanjutan:

        Hingga saat ini metode tegangan kerja atau
     metode elastis masih banyak diaplikasikan
dalam perencanaan struktur di Indonesia. Hal ini
karena sudah mendarah daging dan sulit untuk
meninggalkannya, sehingga proses perubahan dan
pengembangannya terasa sangat lambat.

Namun, perlu disadari bahwa tiada satupun alasan
ilmiah yang masih mempertahankan metode
tegangan kerja atau metode elastis untuk analisis
dan perencanaan struktur beton bertulang, akan
tetapi hambatan utama datang dari aspek pendidikan
dan penyuluhan yang masih kurang optimal.
Metode Ultimit atau Metode Perencanaan Kekuatan


       Salah satu metode atau pendekatan yang lebih
   realistik dan banyak diterapkan dalam analisis dan
   perencanaan struktur beton bertulang adalah metode
   ultimit disebut juga metode perencanaan beban
   terfaktor atau metode perencanaan kekuatan.

   Metode ini mulai dikenal sejak tahun 1930-an dan
   diakui secara penuh penggunaannya oleh peraturan
   ACI (The American Concrete Institute) sejak tahun
   1971.
                                           Lanjutan:

             Metode ini memperhitungkan beban kerja
     (service loads) diperbesar yang dikalikan dengan
suatu faktor beban dengan maksud untuk
memperhitungkan terjadinya beban           pada saat
keruntuhan telah diambang pintu.

Dengan menggunakan beban kerja yang sudah
diperbesar (beban terfaktor) tersebut, struktur
direncanakan sedemikian sehingga diperoleh nilai
kuat saat runtuh yang besarnya kira-kira lebih kecil
sedikit dari kuat batas runtuh sesungguhnya.

Kekuatan saat runtuh tersebut dinamakan kuat ultimit
dan beban yang bekerja pada saat runtuh dinamakan
beban ultimit.
                                        Lanjutan:

                Kuat rencana komponen penampang
       struktur diperoleh melalui perkalian kuat
teoritis atau kuat nominal dengan faktor reduksi
kapasitas penampang, guna memperhitungkan
kemungkinan buruk yang berhubungan dengan
faktor-faktor bahan, tenaga kerja, dimensi, dan
pengendalian mutu pekerjaan.

Kuat teoritis atau kuat nominal diperoleh
berdasarkan pada keseimbangan statis dan
kesesuaian regangan-tegangan yang tidak linier di
dalam penampang komponen tertentu.
Beberapa keuntungan metode ultimit jika dibanding
dengan metode tegangan kerja atau metode elastis:


 ~ Penurunan persamaan-persamaan metode ultimit atau
 perencanaan kekuatan memperhitungkan bentuk non
 linier dari  diagram    tegangan-regangan.    Ketika
 persamaan ini diterapkan, perkiraan yang lebih baik
 terhadap kemampuan menahan beban akan diperoleh.

 ~ Dengan metode ultimit atau perencanaan kekuatan,
 teori yang lebih konsisten digunakan di semua
 perencanaan komponen struktur beton bertulang.
 Sebagai contoh, dengan metode elastis, metode luas-
 transformasi atau garis-lurus digunakan untuk
 merencanakan balok dan prosedur perencanaan
 kekuatan digunakan untuk kolom.
                                      Lanjutan:



~ Faktor keamanan yang lebih realistis digunakan
  dalam metode ultimit. Pada metode elastis,
  digunakan faktor keamanan yang sama untuk
  beban mati dan beban hidup, sedangkan metode
  ultimit tidak demikian. Perencana dapat
  memperkirakan besar beban mati yang harus
  diterima oleh struktur dengan lebih akurat
  ketimbang memperkirakan besar beban hidup.
  Untuk alasan ini, pada metode ultimit
  penggunaan faktor beban atau faktor keamanan
  yang berbeda untuk jenis beban yang berbeda
  jelas akan lebih baik.
                                      Lanjutan:



~ Suatu struktur yang direncanakan dengan
metode ultimit akan memiliki faktor keamanan
yang lebih seragam terhadap keruntuhan total.
Metode ini lebih menguntungkan untuk baja mutu
tinggi, sementara metode elastis hasilnya tidak
sebaik itu. Sebagai contoh, untuk metode elastis
tegangan lentur izin maksimum pada baja
tulangan dibatasi pada sebagian besar kasus),
padahal masih dapat digunakan nilai tegangan
yang jauh lebih tinggi pada metode ultimit
sehingga hasilnya menjadi lebih ekonomis.
                                           Lanjutan:

         ~ Metode ultimit mengizinkan perencanaan
    yang lebih fleksibel ketimbang metode elastis.
Sebagai contoh, persentase baja tulangan dapat
divariasikan sampai tingkat tertentu, sehingga
penampang yang besar mungkin digunakan
persentase tulangan yang kecil atau sebaliknya
penampang yang kecil mungkin digunakan
persentase tulangan yang besar.

Variasi seperti ini tidak dapat dilakukan dalam
metode elastis yang relatif sudah tidak dapat diubah-
ubah lagi. Dengan jumlah baja tulangan yang sama
pada suatu penampang akan diperoleh dimensi yang
lebih kecil pada metode ultimit dibanding metode
elastis. Begitu juga dengan dimensi penampang
yang sama akan diperoleh jumlah baja tulangan
yang lebih sedikit pada metode ultimit dibanding
metode elastis.
           Keamanan Struktur
      • Struktur beton bertulang harus direncanakan
        sedemikian sehinga aman terhadap beban atau
        efek beban yang bekerja selama masa
        penggunaan bangunan.

•Penerapan faktor keamanan dalam analisis dan
perencanaan struktur bertujuan untuk mengendalikan
kemungkinan terjadinya runtuh yang membahayakan bagi
penghuni bangunan.

•Struktur bangunan dan komponen-komponennya harus
direncanakan untuk mampu memikul beban lebih di atas
beban yang diharapkan bekerja.
                                                Lanjutan:




• Suatu struktur dapat dijamin keamanannya dengan cara
  memberikan kapasitas kekuatan atau kuat rencana yang
  lebih besar dari berbagai kombinasi efek beban yang
  bekerja. Kuat rencana dapat diperoleh dengan
  mengalikan kekuatan nominal dengan nilai reduksi
  kekuatan ø yang lebih kecil dari satu. Kekuatan nominal
  diperoleh dengan meninjau kekuatan teoritis bahan
  sepenuhnya.
                                               Lanjutan:




• Kekuatan suatu komponen struktur yang diperlukan
  untuk menahan beban terfaktor dengan berbagai efek
  beban disebut kuat perlu. Uraian di atas dapat
  dipertegas, bahwa suatu struktur dapat dijamin
  keamanannya apabila kuat rencana lebih besar dari kuat
  perlu. Kuat perlu diungkapkan sebagai beban rencana
  dalam bentuk momen lentur, gaya geser, gaya normal,
  dan gaya-gaya lain yang berhubungan dengan beban
  rencana. Beban rencana atau disebut juga beban
  terfaktor diperoleh dengan cara mengalikan beban kerja
  dengan faktor beban, diberi notasi U.
              Faktor Beban
          Penggunaan faktor beban merupakan suatu
    usaha untuk memperkirakan kemungkinan
terdapat beban kerja yang lebih besar dari yang
ditetapkan, perubahan penggunaan, atau urutan dan
metode pelaksanaan yang berbeda. Sebagaimana
diketahui, kenyataan di lapangan terdapat beban
hidup tertentu yang cenderung timbul lebih besar
dari perkiraan awal, begitu pula halnya beban mati
yang sebagian besar merupakan berat sendiri
komponen-komponen struktur mungkin memiliki
penyimpangan dari penetapan berat jenis material
dan jumlah kandungan baja tulangannya. Kuat
ultimit komponen struktur harus memperhitungkan
seluruh beban kerja yang masing-masing dikalikan
dengan faktor beban yang sesuai.
                                        Lanjutan:

        Menurut SNI-03-2847-2002, kuat perlu U dari
  suatu struktur harus dihitung dari suatu kombinasi
  beban yang mungkin bekerja pada strukur tersebut,
  sebagai berikut:

• Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling
  tidak harus sama dengan: U = 1,4 D

• Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban
  hidup L, dan juga beban atap A atau beban hujan R,
  paling tidak harus sama dengan:
  U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)
                                            Lanjutan:



•   Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W
    harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka
    pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut
    harus ditinjau untuk menentukan nilai U yang
    terbesar, yaitu:
    U = 1,2 D + 0,5 L + 1,3 W + 0,5 (A atau R)

    di mana kombinasi beban harus memperhitungkan
    kemungkinan beban hidup L yang penuh dan
    kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling
    berbahaya, dan U = 0,9 D + 1,3 W
                                          Lanjutan:



•   Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa
    (E) harus diperhitungkan dalam perencanaan,
    maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai:
    U = 1,2 D + 0,5 L  1,1 E atau U = 0,9 D  1,1 E

    dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan
    ketentuan SNI-03-1726-1989 F tentang Tata Cara
    Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah
    dan Gedung, atau penggantinya
      Faktor Reduksi Kekuatan (ø)

         Untuk memperkirakan kekuatan ultimit struktur
dengan akurat harus diperhitungkan ketidakpastian
dalam kekuatan bahan, ukuran, dan pengerjaan. Ini
dilakukan dengan cara mengalikan kekuatan ultimit
teoritis (kekuatan nominal) dari masing-masing
komponen struktur yang ditinjau dengan faktor reduksi
kekuatan (ø) yang nilainya lebih kecil dari satu.

Penggunaan      faktor    reduksi     bertujuan   untuk
memperhitungkan ketidakpastian kekuatan bahan,
aproksimasi dalam analisis, variasi ukuran yang mungkin
dari penampang beton dan penempatan baja tulangan,
dan berbagai masalah dalam pengerjaan.
                                              Lanjutan:

             Menurut SNI-03-2847-2002, Kuat rencana
     suatu komponen struktur, sambungannya dengan
komponen     struktur   lain,   dan   penampangnya,
sehubungan dengan perilaku lentur, beban normal,
geser, dan torsi, harus diambil sebagai hasil kali kuat
nominal, yang dihitung berdasarkan ketentuan dan
asumsi dari tata cara ini, dengan suatu faktor reduksi
kekuatan ø dalam, sebagai berikut:

Lentur tanpa beban aksial  0,80
Aksial tarik, dan aksial tarik dengan lentur  0,80
Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur untuk
komponen struktur dengan tulangan spiral  0,70 , dan
0,65 untuk komponen struktur lainnya.
Geser dan torsi  0,75
Tumpuan pada beton kecuali untuk daerah pengukuran
pasca tarik  0,65

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:319
posted:11/25/2011
language:Indonesian
pages:29