3 Kolom Beton

KONSTRUKSI BETON (SIL312)

KOLOM

BETON

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Fakultas Teknolog Pertanian Institut Pertanian Bogor

1

KOLOM

(1) Kolom adalah Komponen Struktur yang digunakan untuk menahan beban aksial dan momen (2) Rasio tinggi dan dimensi terlebar harus lebih besar atau sama dengan 3 (3) Jika rasio tinggi dan dimensi terlebar kurang 3 disebut PEDESTAL (4) Secara Teoritis PEDESTAL tidak memerlukan penulangan Konstruksi Beton

2

TIPE KOLOM BERDASARKAN TULANGAN LATERAL (1). Berdasarkan tulangan lateral : Kolom dengan sengkang ikat dan kolom dengan sengkang spiral (2). Sengkang ikat untuk yang berbentuk segi empat (3) Sengkang spiral untuk yang berbentuk lingkaran Konstruksi Beton

3

TIPE KOLOM BERDASARKAN TULANGAN LATERAL

Konstruksi Beton

4

Untuk kolom pada bangunan sederhan bentuk kolom ada dua jenis yaitu kolom utama dan kolom praktis.  Kolom Utama Yang dimaksud dengan kolom utama adalah kolom yang fungsi utamanya menyanggah beban utama yang berada diatasnya. Untuk rumah tinggal disarankan jarak kolom utama adalah 3.5 m, agar dimensi balok untuk menompang lantai tidak tidak begitu besar, dan apabila jarak antara kolom dibuat lebih dari 3.5 meter, maka struktur bangunan harus dihitung. Sedangkan dimensi kolom utama untuk bangunan rumah tinggal lantai 2 biasanya dipakai ukuran 20/20, dengan tulangan pokok 8d12mm, dan begel d 8-10cm ( 8 d 12 maksudnya jumlah besi beton diameterKonstruksi 12mm Beton 8 buah, 8 – 10 cm maksudnya begel diameter 8 dengan jarak 10 cm).

5

Kolom Praktis Adalah kolom yang berfungsi membantu kolom utama dan juga sebagai pengikat dinding agar dinding stabil, jarak kolom maksimum 3,5 meter, atau pada pertemuan pasangan bata, (sudut-sudut). Dimensi kolom praktis 15/15 dengan tulangan beton 4 d 10 begel d 8-20.

Konstruksi Beton

6

Dasar- dasar Perhitungan Menurut SNI-03-2847-2002 ada empat ketentuen terkait perhitungan kolom: 1. Kolom harus direncanakan untuk memikul beban aksial terfaktor yang bekerja pada semua lantai atau atap dan momen maksimum yang berasal dari beban terfaktor pada satu bentang terdekat dari lantai atau atap yang ditinjau. Kombinasi pembebanan yang menghasilkan rasio maksimum dari momen terhadap beban aksial juga harus diperhitungkan. 2. Pada konstruksi rangka atau struktur menerus pengaruh dari adanya beban tak seimbang pada lantai atau atap terhadap kolom luar atau dalam harus diperhitungkan. Demilkian pula pengaruh dari beban eksentris karena sebab lainnya juga harus diperhitungkan. 3. Dalam menghitung momen akibat beban gravitasi yang bekerja pada kolom, ujung-ujung terjauh kolom dapat dianggap jepit, selama ujungujung tersebut menyatu (monolit) dengan komponen struktur lainnya. 4. Momen-momen yang bekerja pada setiap level lantai atau atap harus didistribusikan pada kolom di atas dan di bawah lantai tersebut Konstruksi Beton dengan juga memperhatikan 7 berdasarkan kekakuan relative kolom kondisi kekekangan pada ujung kolom.

Jenis-jenis Keruntuhan Kolom

Konstruksi Beton

8

1.3.5 Jenis-jenis Keruntuhan Kolom Berdasarkan besarnya regangan pada baja tulangan tarik,keruntuhan penampang kolom dapat dibedakan atas : 1. Keruntuhan Tarik : Keruntuhan kolom diawali dengan lelehnya baja tulangan tarik. 2. Keruntuhan seimbang (Balanced) : Pada keruntuhan ini, lelehnya baja tulangan tarik bersamaan dengan runtuhnya beton bagian tekan. :

3. Keruntuhan Tekan : Pada waktu runtuhnya kolom, beton pada bagian tekan runtuh terlebih dahulu, sedangkan baja tulangan tarik belum leleh.

Konstruksi Beton

9

Jika Pn adalah beban aksial nominal suatu kolom, dan Pnb adalah beban aksial nominal pada kondisi seimbang (balanced), maka :

Pn < Pnb : Tipe keruntuhan Tarik Pn = Pnb : Tipe keruntuhan Seimbang Pn > Pnb : Tipe keruntuhan Tekan Dalam segala hal, keserasian regangan (strain compatibility) harus tetap terpenuhi. Untuk disain tulangan kolom, tipe keruntuhan yang dianjurkan adalah tipe keruntuhan tekan.

Konstruksi Beton

10

a. Tipe Keruntuhan Seimbang (Balanced) Kondisi keruntuhan seimbang (balanced) tercapai apabila baja tulangan tarik mengalami regangan leleh (es= ey), dan pada saat itu pula beton mengalami regangan batasnya, ecu = 0,003. Dari segitiga regangan yang sebangun, dapat diperoleh persamaan tinggi garis netral pada kondisi seimbang (balanced), cb yaitu :

cb  d

0,003 0,003 

...( 1.14 )

fy

0,003

Es d

cb

dengan nilai Es = 200.000 MPa, diperoleh :

0,85.fc’

ab=b 1.c

Pnb

As’.fy eb 0,85.fc’.ab.b

As.fy es= ey

Konstruksi Beton

11

CONTOH 1 : Hitunglah beban pada kondisi balanced (seimbang) (Pnb dan Mnb) dari suatu penampang kolom yang mengalami beban aksial dan lentur pada gambar berikut : fc’ = 25 MPa dan fy = 390 MPa

50 3D22 500 3D22 50 300

0,85.fc’

0,003

Pnb As’.fy

cb

3D22 d

ab=b 1.c

eb

0,85.fc’.ab.b

3D22 As.fy

Jawab : Luas tulangan tarik : As = 3D22 = 1140,40 mm2 Luas tulangan tekan : As’ = 3D22 = 1140,40 mm2

es= ey

Konstruksi Beton

12

Garis netral pada kondisi seimbang :

600 600 cb  .d  . 450  272,73 mm 600  f y 600  390

ab  0,85. 272,73  231,82 mm Tegangan pada tulangan tekan :

f s'  E s .e s'

c d ' .  f y  600.  c   

'   c  d ' '  .  f y f s  Es .e s  600.   c   272,73  50   600.   490 MPa ; f s'  f y  390 MPa  272,73 

Konstruksi Beton

13

Kapasitas Penampang pada kondisi seimbang :

Pnb  0,85. f c' .ab .b  As' . f s'  As' . f y  0,85.25.231,82.300 1.477.852 N  1.477,85 kN

  a   M nb  Pnb .eb  0,85. f c' .ab .b. y  b   As' . f s' . y  d '  As . f y .d  y  2    198.165.242  88.951.200  88951.200  376067842 N





 376,07 kNm Eksentrisitas pada kondisi seimbang :

eb 

M nb 376,07 kNm   0,2545 m  254,5 mm Pnb 1.477,85 kN Konstruksi Beton

14

b. Tipe Keruntuhan Tarik Keruntuhan tarik terjadi dengan lelehnya baja tulangan tarik. Eksentritas yang terjadi adalah : e > eb atau Pn < Pnb Apabila tulangan tekan, As’ belum leleh, maka :

f s'  E s .e s'

c d ' .  f y  600.  c   

...( 1.19 )

dan apabila baja tulangan tekan sudah leleh, dan As’ = As, maka :



Pn  0,85. f .a.b  A . f  As . f y ' c

Pn  0,85. f .a.b ' c

Konstruksi Beton

' s

' y



...( 1.20 ) ...( 1.21 )

15

  a   ' M n  0,85. f c .a .b. y    As' . f y' . y  d '  As . f y .d  y  2  ...( 1.22 )     h a ' M n  0,85. f c .a .b.    As . f y . d  d ' ...( 1.23 ) 2 2  







Oleh karena :

Pn a 0,85. f c' .b

, maka : M n



 h  a P.  A .f n

2

s

d  d  '

y

...( 1.24 )

maka :

  Pn ' Pn . e  Pn .h  / 2  A . f d  d s y '   0,85. f c .b 



Konstruksi Beton



...( 1.25 )

16





Pn '  P .( 0 , 5 h  e )  A . f d  d 0 n s y ' 1,7. f c .b

...( 1.26 )

 2 '  2 . A . f . d  d h h     s y Pn  0,85 f c' b.d   e     e   ' 2 2 0 , 85 . f      c .b  





1 2

 

   

...( 1.27 )

 2 '  2 . A . f . d  d  h  2.e  h  2.e  s y ' Pn  0,85 f c b.d      ' 2 2 0 , 85 . f    c .b  



  

1 2

   

...( 1.28 ) Konstruksi Beton

17

Jika :



As

dan   '

b.d

As'

b.d

, maka :

1   2 ' 2  d   h  2.e     h  2.e  '   Pn  0,85 f c b.d     2 .  . m . 1    d   2.d 2 . d         

...( 1.29)

dimana :

m

fy

...( 1.30 )

0,85. f c'

Konstruksi Beton

18

CONTOH 2 : Hitunglah beban aksial nominal Pn untuk penampang pada Contoh 1, apabila beban yang bekerja dengan eksentrisitas e = 270 mm. Jawab : Dari contoh 1 diperoleh eb = 254,5 mm < e = 270 mm :  Keruntuhan yang terjadi diawali dengan lelehnya tulangan tarik 1   2 ' 2  d    h  2.e  h  2.e  ' Pn  0,85 f c b.d      2. .m.1   2.d  2.d   d     fy dimana : m  0,85. f c'

Konstruksi Beton

19

c. Tipe Keruntuhan Tekan Tipe keruntuhan tekan terjadi diawali dengan hancurnya beton sedangkan baja tulangan tarik belum leleh. Eksentrisitas e lebih kecil daripada eksentrisitas pada kondisi seimbang (balanced), e