Analisis geser balok penampang-T berlubang memanjang menggunakan metode elemen hingga nonlinear

NUR, Kasmat Saleh, Dr. Ir. H. Muslikh, M.Sc.,M.Phil

2010 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Sampai dengan sekarang ini perencanaan geser masih bersifat empiris. Akan tetapi permasalahan tersebut dapat didekati lewat pemecahan numerik atau eksperimen. ATENA adalah salah satu software yang dibuat untuk memodelkan struktur beton bertulang dengan menggunakan prosedur elemen hingga. Dalam perkembangan struktur beton diupayakan untuk mengurangi beratnya, salah satunya adalah mengurangi volume dengan tetap mempertahankan dimensi sesungguhnya, yaitu dengan cara membuat penampang berlubang. Perubahan luas penampang tersebut akan berpengaruh pada kapasitas geser struktur. Dalam penelitian ini balok berlubang dibuat model numerik yang kemudian dianalisis dengan menggunakan ATENA V.2.1.10. Lekatan antara tulangan dengan beton dianggap perfect bonded dan baja tulangan dimodelkan diskrit. Hasil analisis ATENA dibandingkan dengan model eksperimental balok Krasna (2010). Selanjutnya dilakukan studi paremeter kuat tekan beton, rasio lubang dan panjang balok. Hasil penelitian menunjukan bahwa : model numerik lebih kaku dari model eksperimen, beban ultimitnya lebih kecil 11,36% sedangkan lendutannya lebih besar 22,48%. Pada daerah tumpuan tepi bawah terjadi dua keadaan tegangan yakni tegangan tekan dan tegangan tarik sedangkan pada tepi atas hanya terjadi tegangan tarik. Pada daerah lainnya (beban dan tengah bentang) hanya terjadi satu keadaan tegangan yakni tegangan tekan atau tegangan tarik. Tegangan geser terjadi pada semua titik dari balok beton berlubang (tegangan geser pada tepi atas, tepi bawah dan di tengah bentang adalah tidak nol) dan tegangan geser maksimum pada daerah perletakan sendi terjadi pada  5 cm dari tepi bawah, pada daerah beban terjadi pada tepi atas sedangkan pada tengah bentang berbeda-beda pada setiap perubahan parameter. Pola retak model numerik menyerupai pola retak model eksperimen balok Krasna. Daktilitas meningkat bila kuat tekan beton meningkat dan daktilitas menurun bila rasio lubang meningkat.

Until recently, shear design problem was solved still base on empirically method. On other hand, the problem can be carried out through numerical or experiment approaches. ATENA is one of computer program developed for creating reinforced concrete model by utilizing finite element method. In the development of concrete structures, many efforts aim to reduce the self weight of concrete. One of the method is reducing the volume by maintaining its real dimension, in this case by making the hollow section concrete. Changes in cross-sectional area in reinforced concrete element will affect the shear capacity of the structure. In this study, hollow core beam made numerical model is then analyzed using ATENA V.2.1.10. The bonding of steel reinforcement and concrete assumed in perfect bonded then the steel was modelled in discrete. The result of ATENA analysis was compared by the experimental model Krasna’s beam (2010). Base on its comparison, parametric study were done also in this project which interest in compressive strength concrete, hole ratio and the length of beam. The result shows that numerical model more stiff then experiment model, the ultimate load numerical value shows 11,36% smaller than experiment values in contrary the deflection show 22,48% larger than experiment value. There are two stresses occur at the bottom of support area such as compressive stress and tension stress while at the top side there is tension stress occur only. At the other area (load and mid span) there is only one stress was occurred, compressive stress or tension stress only. Shear stress occur at any point of reinforcement concrete beam (shear stress at up side, bottom side and the mid span are not zero) and maximum shear stress at pinned supported occurred  5 cm of the bottom side, at the load area, shear stress occur at the top side but at the mid span the values depends on parametric exchange. Numerical model for crack pattern similar into crack pattern that show in Krasna experiment. An increase in the concrete strength increases the ductility and increase in the hole ratio decreases the ductility.

Kata Kunci : Beton bertulang,Balok berlubang memanjang,Geser,Daktilitas,Model retak