Jumat, 22 Mei 2009

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

Senin, 18 Mei 2009

pengingat itu perlu

waktu jaman kul dulu sya mempunyai keinginan suatu saat dapat membuat program implementasi desain struktur beton, baja, pondasi dll. Program tersebut diharapkan dapat menampilkan detail langkah perhitungan, sudah beberapa modul desain telah jadi dengan OpenOffice.org CALC terlihat bagus namun rumit, terutama pada pencabangan dan iterasi. Ada juga yang lebih mendekati sempurna seperti gabungan Maxima (computing) dan Emacs (TEX formated), namun hanya bisa berjalan di Linux.  Sekarang sya rebuild module desain agar dapat menampilkan hasil perhitungan sesuai yg sya inginkan dulu, tujuan dari itu adalah "... untuk mengingat"  karena lupa tak dapat dihindari menjadikan setidaknya ada kontrol standar laporan perhitungan desain dan yang terpenting adalah kreativitas dan enjoy permainan logika pikiran.

2009-05-18_173328

Program sya menggunakan Python(TM) yang sudah di compile menjadi exe, dapat berjalan di semua sistem operasi Win32, Linux, Mac, Solaris,BSD,  bahkan PDA atau Handphone,  jadi agak nyesel kenapa sya dulu belajarnya F77 ribet ngga produktif (my opinion).  Pada windows dapat dijalankan melalui DOS bawaannya, pilih menu Start --> Programs --> Acessories --> Comand Prompt mungkin pengguna yang dulu sudah pernah memakai SAP90 atau Microfeap sudah familiar dgn command prompt.

2009-05-18_174659

diatas adalah modul desain balok beton bertulang mengacu SKSNI-T15-1991-03 merujuk pada buku catatan2 kuliah sya dulu. Data yang diperlukan adalah dimensi penampang balok, material dan gaya terfaktor.

2009-05-18_174736

keluaran, scroll down untuk melihat hasil laporan keseluruhan. Dapat dilakukan fasilitas copy / paste pada word processor untuk dilakukan editing jenis huruf dan page layout. Jenis font yang baik ditampilkan adalah Courier New 9pt.

2009-05-18_174745

..

2009-05-18_174801

Hasil keluaran yang telah dilakukan sedikit editing dan dibuat dalam format PDF, dapat dilihat dibawah atau download disini.

[scribd id=20839046 key=key-loutvfcenw561tlfvjg]




Sedangkan programnya sendiri dapat didownload dari 4shared simpenan sya. Masih perlu banyak perbaikan diantaranya dalam penentuan tinggi effektif d, sketsa balok dan penulangannya. Pengembangan lainnya desain beton : Pelat, Balok-T, Kolom( penulangan, diagram interaksi, check biaksial), desain gempa, pelat pondasi, pilecap. Desain struktur baja : batang tekan, tarik, balok, kolom, dll, tancepin ke program analisa sruktur portal/rangka batang biar manage gaya internal lebih mudah, dll namanya juga ngembangin keinginannya banyak :) cuman perlu side-by-side, it's not an easy tasks but possible.

Program yang saya buat tersebut masil dalam alpha version, diberi calon  nama glassboxDI masih ada kemungkinan ganti namanya mungkin lebih endo jadi kotakacaID, maksudnya hasil program desain outputnya itu transparan ngga in>>out aja, ngga tau tuh program running apa aja. Rencananya sedang dalam proses juga tapi masih permulaan untuk dibuat GUI fronted biar lebih mudah, pake yg cross platform juga.

funny computing again :)

* updates v0.2 (alpha realese) - 19 May 2009











Jumat, 15 Mei 2009

Tekuk lateral pada rangka batang yg menerus

Tinjau truss gantung yang dominan akibat beban tetap. Batang bawah dgn panjang = 1.5*4 = 6.0m dapat dibuat batang menerus. Batang atas juga dapat dibuat menerus tanpa masalah karena batang tarik dan ada sokongan gording, berbeda perilakunya pada batang bawah karena mengalami tekan dan akan menekuk jika tidak diberikan sokongan samping.

2009-05-15_175117

Beban terpusat tetap

2009-05-15_175128

Gaya aksial batang - beban tetap
Pmaks=3776

Pmaks = 3776.00

N1=4231

N1 = 4231.00

N2=587.5

N2 = 587.50

Lbt=1.5

Lbt = 1.50

Lky=4*Lbt*(0.75+0.25*(N2/N1))

Lky = 4.71

A2L45=4.3*2

A2L45 = 8.60

iy2L45=1.874

iy2L45 = 1.87

' faktor tekuk

Lmbd_y=(Lky*100)/iy2L45

Lmbd_y = 251.24

' > 200 .. Not Okey

E_s = 2100000

E_s = 2100000.00

F_y=2400

F_y = 2400.00

Lmbd_g=Pi*Sqrt(E_s/(0.7*F_y))

Lmbd_g = 111.07

Lmbd_sy = Lmbd_y/Lmbd_g

Lmbd_sy = 2.26

' untuk  Lmbd_sy > 1

omega_y = 2.381*Lmbd_sy^2

omega_y = 12.18

' Tegangan Normal Kritis

F_crit = omega_y * ( Pmaks / A2L45)

F_crit = 5348.96

' > F_ijin = 1600 kg/cm^2 ... Not Okey

A2L70=9.4*2

A2L70 = 18.80

iy2L70=2.91

iy2L70 = 2.91

' faktor tekuk

Lmbd_y=(Lky*100)/iy2L70

Lmbd_y = 161.80

' < 200 .. Okey

Lmbd_g=Pi*Sqrt(E_s/(0.7*F_y))

Lmbd_g = 111.07

Lmbd_sy = Lmbd_y/Lmbd_g

Lmbd_sy = 1.46

' untuk  Lmbd_sy > 1

omega_y = 2.381*Lmbd_sy^2

omega_y = 5.05

' Tegangan Normal Kritis

F_crit = omega_y * ( Pmaks / A2L70)

F_crit = 1014.76

' < F_ijin = 1600 kg/cm^2 ... Okey

Pmaks = 3776 Kgf

N1 = 4231 Kgf (from reff.)

N2=587.5 Kgf (from reff.)

L = 1.5 m

Lky = 4*Lbt*(0.75+0.25*(N2/N1)) = 4.71 m

A2L45 = 4.3*2 = 8.60 cm^2

iy2L45 = 1.874 cm

Faktor tekuk

Lmbd_y = (Lky*100)/iy2L45  = 251.24  > 200 .. Not Okey

E_s = 2100000 kg/cm^2

F_y=2400 kg/cm^2

Lmbd_g = Pi * Sqrt (E_s/(0.7*F_y))  = 111.07

Lmbd_sy = Lmbd_y Lmbd_g  = 2.26

untuk  Lmbd_sy > 1

omega_y = 2.381*Lmbd_sy^2  = 12.18

 Tegangan Normal Kritis

F_crit = omega_y * ( Pmaks / A2L45)  = 5348.96 kg/cm^2  > F_ijin (1600 kg/cm^2)  ...  Not Okey

2009-05-15_172723

Mode pertama tekuk lateral, Faktor = 195.5, diterapkan kembali menjadi beban titik dan menghasilkan gaya batang berikut.

2009-05-15_175429

Menghasilkan Pmaks = 1955 Kgf, yaitu hanya sekitar ~1/2*Pmaks yg terjadi akibat beban tetap.

A2L70 = 9.4*2 = 18.80 cm^2

iy2L70 = 2.91 cm

Faktor tekuk

Lmbd_y = (Lky*100)/iy2L70  = 161.80  < 200 .. Okey

Lmbd_sy = Lmbd_y/Lmbd_g  = 1.46

untuk  Lmbd_sy > 1

omega_y = 2.381*Lmbd_sy^2  = 5.05

 Tegangan Normal Kritis

F_crit = omega_y * ( Pmaks / A2L70  = 1014.76  kg/cm^2  < F_ijin (1600 kg/cm^2)  ...  Okey

Batang bawah diganti dengan 2L70.70.7

2009-05-15_180028

Mode pertama tekuk lateral, Faktor = 1021.8, diterapkan kembali menjadi beban titik dan menghasilkan gaya batang berikut.

2009-05-15_180422

Menghasilkan Pmaks = 10218 Kgf, yaitu 2.7*Pmaks yg terjadi akibat beban tetap. Agak berbeda faktor tersebut dibandingkan tinjauan perhitungan tangan diatas yang besarnya hanya  ~1.6