Distribusi beban lantai ke balok: Auto,Trapezoidal,Equivalen

Dalam pendistribusian beban lantai untuk jenis struktur beton yang dicor bersamaan/monolit maka kebanyakan distribusi beban yang bekerja adalah pada dua arah (two-ways). Setiap program analisa struktur mempunyai berbagai pilihan untuk memperhitungkan beban yg bekerja pada balok, pada SAP2000 versi 10 keatas sudah tersedianya kemampuan pemberian input beban secara auto aksi satu arah (one-way) atau dua-arah(two-ways) tergantung penentuan oleh pengguna. Beban merata yang bekerja (force/square length) akan didistribusaikan ke balok yang bertemu menjadikan beban (force/length) trapesium dan segitiga. Ditinjau balok penumpu beban lantai tanpa adanya balok rib atau balok anak/sekunder, dengan data perhitungan :

Beban merata

W = 10.00 kN/m2

Berat sendiri balok tidak ditinjau terlebih dahulu untuk kejelasan penyampaian.

Bentang

Lx = 4.00m  (Shortest spans)

Ly = 6.00m  (Longest spans)

Perbandingan Ly/Lx = 6.00/4.00 = 1.5 < 2.5 maka distribusi beban dua arah.



Adapun pemodelan yang ditinjau adalah

Model 1, beban di-inputkan sebagai beban merata (W arah -Z) ditentukan two-ways.

Model 2, beban dikerjakan langsung pada balok. Pada nilai terbesar (peak values)

qTrap = qSgt = (1/2)* W * Lx = 0.5*10.00*4.00 = 20.00 kN/m'

Model 3, beban trapesium dan segitiga dijadikan merata sepanjang balok dengan equivalensi didasarkan kondisi tumpuan sederhana.

qEqvTrap = 0.5 * W * Lx *((Ly^2-(4/3)*(Lx/2)^2)/Ly^2) = 17.04 kN/m'

qEqvSgt = (W * Lx)/3 = 13.33 kN/m'



Pertama ditinjau tumpuan sederhana hinged, kemudian ditinjau ulang pada keadaan tumpuan lain/kombinasi: rolled, free, fixed dan kolom bawah jepit (b=h=30cm;Lkol=3.0m).



Tinjauan tumpuan fixed-free @shortest(selisih 22.84%)



Tinjauan tumpuan fixed-hinged-free (selisih 21.34%)



Tinjauan tumpuan fixed-free (selisih 25.16%)



Tinjauan tumpuan kolom @ satu bentang (selisih 3.76%)





Tinjauan tumpuan kolom @ dua bentang (selisih 4.40%)



Tinjauan tumpuan kolom @ dua bentang + kantilever (selisih 19.44%)

 

Distribusi beban aksi dua arah yg auto pada SAP2000 terlihat stabil, namun bagaimana dgn aksi satu-arah hubungannya dgn penentuan sisi yg menjadi tumpuan (shortest by default?) jika berupa lembaran papan kayu/beton yg panjang atau keadaan lain bondeck dipasang sejajar arah memanjang (fungsi ruang sebelah,cost,bentang selisih sedikit) bagaimana? default's not always be the best, i think :)

Pada tinjauan balok dgn tumpuan diatas, selisih mencapai ~25% sedangkan pada portal tidak bertingkat kondisi umum sperti diatas selisih kurang dari 5% (dapat diterima). Selisih akan besar pada portal yg terdapat kantilever. Kelanjutan tinjau terhadap adanya dinding beton dan portal bertingkat.