Inersia effektif kolom tinjauan gempa

Tulisan ini melanjutkan postingan saya sebelumnya mengenai pengaruh retak terhadapt distribusi gaya pada portal akibat beban gempa.

Grafik dibawah adalah hasil perbandingan data eksperimen dengan rekomendasi nilai kekakuan kolom efektif untuk bentuk pesegi dan jenis beton normal (Elwood., K.J., et al 2006)

2009-05-22_153508

Rekomendasi nilai yg digunakan adalah :

  • Untuk nilai  P/(A_g*f’c) <= 0.2 maka faktor EI_eff/EI_g = 0.2
  • Untuk nilai  0.2 < P/(A_g*f’c) < 0.5 maka faktor EI_eff/EI_g = (5/3) – (P/(A_g*f’c)) – (4/30)
  • Untuk nilai  P/(A_g*f’c) > 0.5 maka faktor EI_eff/EI_g = 0.7

Agak berbeda dgn rekomendasi peraturan ACI/SNI yang menentukan nilai reduksi sebesar 0.7, jika dibandingkan dengan rekomendasi diatas maka besarnya berkisar P/(A_g*f’c) > 0.5 dan ini biasanya jarang ditemui kisaran nilai pada desain sesungguhnya, seharusnya tidak berlaku generalize dalam arti perlu penyesuaian.

Sedangkan FEMA-356 merekomendasikan nilai yg digunakan adalah :

  • Untuk kolom dengan beban aksial gravitasi P < 0.3*A_g*f’c maka kekakuan effektif adalah 0.5*EI_g
  • Untuk nilai P > 0.5*A_g*f’c maka kekakuan effektif adalah 0.7*EI_g

Dinding geser sebagai berikut :

  • Tanpa terlihat retak, maka kekakuan effektif adalah 0.8*EI_g
  • Terlihat retak, maka kekakuan effektif adalah 0.5*EI_g

Sedangkan peraturan beton New Zealand Standard (1995) merekomendasikan :

Untuk balok,

  • pesegi, nilai I_e = 0.4*I_g
  • balok T, L nilai I_e = 0.35*I_g

Untuk kolom,

  • Nilai I_e = 0.80*I_g  jika perbandingan  N / (fc * A_g) > 0.5
  • Nilai I_e = 0.60*I_g  jika perbandingan  N / (fc * A_g) = 0.2
  • Nilai I_e = 0.40*I_g  jika perbandingan  N / (fc * A_g) = −0.05

Untuk dinding geser,

  • Nilai I_e = 0.45* I_g   jika perbandingan   N / (fc *A_g )= 0.2
  • Nilai I_e = 0.25* I_g   jika perbandingan  N / (fc *A_g ) = 0
  • Nilai I_e = 0.50* I_g   jika perbandingan   N / (fc *A_g ) = −0.1

 

For Columns 0.80 Ig when N* / fc′ Ag > 0.5
0.60 Ig N* / fc′ Ag = 0.2
0.40 Ig N* / fc′ Ag = −0.05     

For Columns 0.80 Ig when N* / fc′ Ag > 0.5
0.60 Ig N* / fc′ Ag = 0.2
0.40 Ig N* / fc′ Ag = −0.05

5 thoughts on “Inersia effektif kolom tinjauan gempa

  1. Terima kasih atas penjelasannya,

    selanjutnya saya ingin bertannya kenapa bila saya memodelkan struktur High rise dengan ETABS (apartemen 20 lantai dengan sistim ganda concrete frame dan shearwall, dan flat plate), selanjutnya saya coba bandingkan antara model yang ditinjau Inersia effektif (reduksi di kekakuan member) dengan model yang tidak ditinjau Inersia effektif (kekakuan member dianggap penuh)

    hasilnya gaya-gaya dalam (Moment, Shear & torsi) pada struktur yang ditinjau I.eff nya mayoritas lebih kecil dari struktur yang menggunakan I.gross (penuh, tanpa reduksi).

    Logika saya, bila hasil gaya2 dalam lebih kecil maka desain tulangan dan dimensi bisa menjadi lebih kecil, maka sepertinya tidak logis bila saya menggunakan hasil analisa gaya2 dalam dari struktur yang Inersianya tereduksi karena mengakibatkan struktur yang lebih lemah.

    Mohon pencerahannya mas Suyono. (lewat email jg ga apa2) Terima kasih.

    Demy
    (Mhs T.SIPIL ISTA)

  2. sya jawab disini aja, keterangan mengenai model anda kurang jelas berapa reduksi yang digunakan? dan terlihat rancu ada concrete frame namun juga flat plate , berapa ya reduksi yg anda gunakan untuk beamless tsb. lagi pula reduksi khan untuk tinjauan beban gempa sedangkan flat plate ngga cocok buat gedung tahan gempa.

    Gaya dalam hasil model anda lebih kecil, untuk kolom ato balok? juga gak dijelasin. Ada baiknya anda bikin link printscreen output diagram m,v,p kedua model tersebut.

    Yah karena bertanya dgn membawa pertanyaan :) jadinya sya juga cuman bisa menjawab dgn pertanyaan balik. trims.

  3. Terima kasih atas jawaban sebelumnya (meskipun pertannyaan saya memang kurang jelas) :)

    beberapa hal ingin saya tambahkan:

    1. Inersia yang saya gunakan sesuai dengan SNI.Gempa / Beton yaitu; Balok 0.35Ig, Kolom 0.7Ig, Dinding 0.7Ig (dua peraturan ini koq beda ya memberikan nilai reduksinya? dan maksudnya dua koefisien retak dan tidak retak apa ya perbedaannya)

    2. Struktur yang saya modelkan menggunakan kombinasi antara kolom dan shearwall (untuk komponen vertikal dan pemikul gempa) dengan sistim lantai menggunakan flat plate (beamless) tetapi pada perimeternya diberikan balok. (kalau perlu saya kirimkan denahnya)

    3. Memang saya pernah dengar kontroversi sistim flat plate untuk daerah gempa, tetapi untuk model saya yang ini saya menggunakan referensi buku dari ‘S.K. Gosh & David A. Fanela’ -Seismic and Wind Design of Concrete Buildings-, yang didalamnya merencanakan juga struktur gedung dengan kombinasi sistim flat plate, kolom dan shearwall juga pada beberapa zona gempa.

    mohon penjelasan lebih lajut mas, bila kurang jelas saya bisa lampirkan model etabs beserta gambarnya.

    maksih banyak atas waktunya menjawab pertanyaan saya dan mohon maaf bila pertanyaan saya seperti ‘very less important’ alias ecek2 lah gitu :P

    Salam sipil,

    Demy

  4. okey sya coba pahami, asumsikan struktur flat plate dianalisa dgn metode portal ekivalen. Disitu ada balok imaginary dari plat selebar strip, masukan beban lateral masukkan reduksi inersianya gitu maksud anda???

    Memang bisa sih dgn perkuatan geser pelat sekitar kolom, walo sudah nerabas peraturan beton tahan gempa yg mensyaratkan lebar balok tidak boleh lebih dari dimensi kolom. kenapa peraturan itu ada mas, karena daerah balok ujung ketemu kolom gesernya gede selain itu untuk mencapai sifat daktail (lentur) bukan keruntuhan getas (geser). Perkuatan flat plate akibat beban lateral diperlukan buat cover gesernya, bisa dgn Hbeam baja plus shear connector itu menerus tembus ke kolom sya pernah liat2 sih.

    BTW boleh tuh sya liat2 bbrpa lbr tulisannya DA Fanela dri PCA dan lgi hasil desain BMD combo lateral dan hasil pembesian flat slab model gedung yg anda buat. trims :) salam

    nb: diambil dari Wight, J K. et al, 2005

    Flat slab structures are used extensively due to the economy of the structural system and the architectural versatility. The behavior and design of flat slab structures for gravity loads are well established. Their behavior under lateral displacements, however, is not well understood and lateral design methods are not well established. Transfer of lateral displacement-induced moments at slab-column connections is a complex three-dimensional behavior, consisting of flexure, torsion, and shear stresses in the slab around the periphery of column faces. Slab shear stresses caused by moment transfer are added to the gravity shear stresses at the connection. When the combined shear stresses become too large, a brittle punching failure will occur. If the connections are not properly detailed, punching failure may lead to progressive collapse.

    Currently, codes allow the use of flat slab structural systems to resist wind and seismic forces in low and moderate seismic zones. Due to its flexibility, the flat slab must be combined with a stiffer lateral force resisting system in high seismic regions. The flat slab system must be able to drift with the lateral moment resisting system, however, and thus still requires special attention for lateral loadings. For typical frame structures, the flat slab frame has significant lateral stiffness, and thus attracts some load due to lateral displacements. If the connections do not have enough strength to transfer these lateral loads, local failures could result. Thus, estimating the lateral stiffness and strength of the flat slab frame is important for the design of new structures and for economic seismic retrofit of older flat slab structures. Finite element analysis could be used for this estimation, but requires excessive computational time and computer resources even for relatively small problems. Also, the output from finite element analysis is not as compatible with reinforced concrete design as the output from frame analysis. Thus, attempts have been made to model the properties of slab-column behavior as a two dimensional frame. Two approaches have been used: torsional member methods and effective slab width methods.

  5. Salam kenal,

    Mas say mw tanya, apakah anda punya artikel atau soft copy buku yang terkait dengan flat plat? kalau ada apakah mas bisa tolong mengirimkan ke email saya? Terima kasih

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

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