I.Pengantar Beton Bertulang

1
PERTEMUAN 6
Disain Kolom Langsing
2
1.8. Disain Kolom Langsing
Apabila angka kelangsingan kolom melebihi batas
kolom pendek, maka kolom tersebut akan mengalami
tekuk sebelum mencapai keadaan limit kegagalan
material. Regangan pada muka yang tertekan pada
beton untuk beban tekuk akan lebih kecil dari
0,003.
Kolom yang demikian disebut dengan kolom langsing
yang mengalami kombinasi beban aksial dan momen
lentur, berdeformasi melintang dan mengalami
momen tambahan akibat efek Pn-D, dimana Pn adalah
gaya aksial dan D adalah defleksi kolom tertekuk
pada penampang yang ditinjau.
3
Karena adanya efek tekuk pada kolom langsing,
maka akan ada momen tambahan Pn. D, yang
memperkecil kapasitas gaya aksial yang bekerja,
dari titik C menjadi titik B pada diagram
interaksi (Gambar 1.10.)
Gambar 1.10. Diagram interaksi perbesaran Gaya P
M
4
Momen total (Mc ) Pn.D M2 dinyatakan dengan
titik B pada diagram tersebut (Gambar 1.10),
dengan M2 adalah momen terfaktor akibat beban
luar.
Kolom tersebut dapat di-disain dengan momen Mc
seperti cara disain kolom tidak langsing (kolom
pendek). Angka perbandingan Mc/M2 disebut dengan
faktor pembesar (magnification factor, d ).
Apabila klu/r adalah angka kelangsingan, maka
batas bawah angka kelangsingan yang apabila lebih
kecil dari batas ini analisis stabilitas boleh
diabaikan, berdasarkan SK-SNI-2002, adalah
5
Pengaruh kelangsingan pada komponen struktur
tekan harus diperhitungkan apabila dipenuhi
Rangka portal tak bergoyang (Braced Framed)
Rangka portal bergoyang (Unbraced Framed)
dimana
k , adalah faktor panjang kolom (tergantung dari
kondisi ujung kolom lu , panjang kolom
M1 dan M2 adalah momen ujung kolom terfaktor,
dengan M2gtM1. M1/M2 bernilai positif bila kolom
melentur dengan kelengkungan tunggal dan
bernilai negatif bila kolom melentur dengan
kelengkungan ganda.
6
r, adalah jari-jari girasi, dengan r ? (
Ig/Ag), dapat diambil r 0,3.h untuk penampang
segi-empat, dimana h adalah dimensi kolom tegak
lurus terhadap sumbu lentur. Untuk penampang
lingkaran r dapat diambil sebesar 0,25.h.
Faktor panjang efektif, k , untuk komponen
struktur tekan dari rangka tak bergoyang, harus
diambil sama dengan dengan 1,0 kecuali
ditunjukkan lain oleh analisis. Perhitungan k
harus berdasarkan pada nilai-nilai E dan I pada
dengan menggunakan Gambar 1.11. berikut
7
Gambar 1.11. Faktor panjang efektif k untuk
rangka (a) struktur tak bergoyang, (b) struktur
bergoyang.
8
Apabila nilai klu/r lebih besar daripada yang
diperoleh dari pers. (1-32) dan pers. (1-33),
maka dapat disarankan untuk menggunakan dua
metode analisis stabilitas berikut

• 1. Metoda Pembesaran Momen
• (Moment Magnification Factor)
• dimana disain kolom tersebut didasarkan atas
  momen
• yang diperbesar.
• Analisis orde kedua yang memperhitungkan efek
• defleksi. Analisis ini harus digunakan
  apabila klu/r gt 100.

9
1.8.1. Metode Pembesaran Momen.
a. Rangka portal tak bergoyang (Braced Framed)
(1-34) (1-35) (1-36)
10
Bila tidak menggunakan perhitungan yang lebih
akurat, EI dalam pers. (1-36) boleh diambil
sebesar
(1-37) (1-38)
11
dimana
dns faktor pembesar momen untuk rangka yang
ditahan terhadap goyangan ke samping,
untuk menggambarkan pengaruh
kelengkungan komponen struktur diantara
ujung-ujung komponen struktur tekan.
Cm suatu faktor yang menghubungkan diagram
momen aktual dengan suatu diagram momen
merata ekuivalen
Ig momen inersia penampang bruto beton
terhadap sumbu pusat penampang, dengan
mengabaikan tulangan, mm4
Ise momen inersia tulangan terhadap sumbu pusat
penampang komponen struktur, mm4
ßd rasio dari beban tetap aksial terfaktor
maksimum terhadap beban aksial terfaktor
maksimum dari kombinasi beban yang sama
12
Untuk komponen struktur tanpa beban transversal
di antara tumpuannya, Cm dalam pers. (1-35) harus
diambil sebesar
.(1-39)
dengan M1/M2 bernilai positif bila kolom melentur
dengan kelengkungan tunggal. Untuk komponen
struktur dengan beban transversal di antara
tumpuannya, Cm harus diambil sama dengan 1,0.
Momen terfaktor M2 dalam pers. (1-34) tidak boleh
diambil lebih kecil dari
.(1- 40)
13
Untuk komponen struktur dengan M2,min gt M2, maka
nilai Cm dalam pers. (1-39) harus ditentukan a)
sama dengan 1,0, atau b) berdasarkan pada rasio
antara M1 dan M2 yang dihitung.
b. Rangka portal bergoyang (Unbraced Framed)
Momen M1 dan M2 pada ujung-ujung komponen
struktur tekan harus diambil sebesar
(1- 41) (1- 42)
14
Sebagai alternatif , ds.Ms boleh dihitung sebagai
berikut
(1- 43)
dengan SPu adalah jumlah seluruh beban vertikal
terfaktor yang bekerja pada suatu tingkat, dan
SPc adalah jumlah seluruh kapasitas tekan
kolom-kolom bergoyang pada suatu tingkat. Pc
dihitung dengan pers. (1-36).
15
dimana
M1s nilai yang lebih kecil dari momen-momen
ujung terfaktor pada komponen struktur
tekan akibat beban yang menimbulkan
goyangan ke samping yang berarti, dihitung
dengan analisis rangka elastis konvensional
(order pertama),bernilai positif bila
komponen struktur melentur dalam
kelengkungan tunggal, negatif bila melentur dalam
kelengkungan ganda, N-mm
M1ns nilai yang lebih kecil dari momen-momen
ujung terfaktor pada komponen
sruktur tekan akibat beban yang tidak
menimbulkan goyangan ke samping yang berarti,
dihitung dengan analisis rangka
elastis konvensional (order
pertama), bernilai positif bila komponen struktur
melentur dalam kelengkungan tunggal,
negatif bila melentur dalam
kelengkungan ganda, N-mm
16
M2s nilai yang lebih besar dari momen-momen
ujung terfaktor pada komponen struktur
tekan akibat beban yang menimbulkan
goyangan ke samping yang berarti, dihitung
dengan analisis rangka elastis konvensional,
N-mm
M2ns nilai yang lebih besar dari momen-momen
ujung terfaktor pada komponen
struktur tekan akibat beban yang tidak
menimbulkan goyangan ke samping yang berarti,
dihitung dengan analisis rangka
elastis konvensional, N-mm
17
1.9. Tulangan Lateral Kolom
a. Tulangan Sengkang
Tulangan lateral diperlukan untuk mencegah
terlepasnya selimut beton atau tekuk lokal
tulangan memanjang. Tulangan lateral dapat berupa
sengkang yang di-distribusi-kan merata diseluruh
tinggi kolom dengan jarak tertentu. Tulangan
sengkang yang digunakan harus memenuhi
persyaratan berikut

• Sengkang pengikat lateral harus dipasang
  sepenuhnya menerus
• di sekeliling inti baja struktural.
• 2. Sengkang pengikat harus mempunyai diameter
  tidak kurang dari 1/50 kali dimensi sisi terbesar
  dari komponen struktur komposit. Namun, diameter
  sengkang pengikat tersebut tidak boleh lebih
  kecil dari D-10 dan tidak perlu lebih besar dari
  D-16. Jaring kawat las yang mempunyai luas
  ekuivalen boleh juga digunakan sebagai sengkang
  pengikat.

18
3. Spasi vertikal antara sengkang pengikat
lateral tidak boleh melebihi 16 diameter
batang tulangan longitudinal, 48 diameter
batang sengkang pengikat, atau 1/2 kali dimensi
sisi terkecil dari komponen struktur
komposit.
b. Tulangan Spiral
Tulangan spiral khususnya digunakan untuk
meningkatkan daktilitas kolom, sehingga sering
digunakan untuk daerah dengan risiko gempa tinggi.
Tulangan spiral yang mempunyai jarak cukup dekat
dapat menambah kapasitas beban batas pada kolom.
Angka penulangan spiral minimum rs , adalah
sebesar
19
. (1- 44)
dimana
h diameter kolom
Dc diameter inti beton dari tepi ke tepi spiral
fc kuat tekan beton karakteristik
fsy kekuatan leleh tulangan spiral
20
Untuk menentukan jarak (pitch) s dari spiral,
tentukan rs minimum, kemudian pilih diameter
tulangan spiral db, dan hitung as. Jarak s dari
spiral dapat ditentukan sebagai berikut
Angka penulangan spiral pada pers. (1-44), dapat
dituliskan sebagai
.(1- 45)
atau
.(1- 46)
.(1- 47)
diperoleh
21
as luas penampang melintang spiral
db diameter nominal tulangan spiral
dimana
Jarak atau pitch spiral, s, dibatasi antara 25
mm sampai 80 mm, dan diameter yang digunakan
tidak boleh lebih kecil daripada 10 mm. Apabila
tidak digunakan las, spiral harus mempunyai
sambungan lewatan paling sedikit 1,5 kali putaran
spiral.