untuk menghitung portal, EI-nya berapa ?


Kelihatannya sudah lama saya tidak membahas bidang keilmuan teknik sipil. Baiklah saya mencoba menanggapi pertanyaan berikut.

Y.W. // Februari 4, 2009 pada 7:48 am

Selamat siang Pak.Wiryanto

Mau tanya nih pak, kalo mau mendesain suatu portal beton bertulang, pertama tama khan harus mencari momen, lintang dan normal dulu kan pak.

Nah, yang jadi pertanyaan saya adalah EI-nya berapa ya pak ?
Momen inersia retak atau momen inersia penampang utuh yang dipakai untuk mencari mektek-nya ?

Boleh nggak kalo saya bikin EI=1 untuk mencari mekteknya saja ?

Apakah ada perbedaan jika saya memakai EI=1, dibandingkan dengan pake inersia retak , atau inersia penampang utuh dalam mencari mektek-nya ?? yang nantinya digunakan untuk mendesain penampang beton bertulang….

Tanggapan yang saya dapat diberikan :

Suatu pertanyaan yang cukup menarik. Kenapa ? Karena meskipun pertanyaanya sederhana tetapi jawabannya tidak bisa sederhana karena menyangkut falsafah perencanaan yang cukup dalam. Bahkan saya yakin, tidak ada session khusus di mata kuliah Struktur Beton 1 atau Struktur Beton 2 untuk membahasnya. (ini catatan penting untuk mahasiswa teknik sipil UPH yang ikut mata kuliah tersebut).

Jika membahas retak pada beton, umumnya untuk menunjukkan bahwa pada perencanaan ultimate, dimana akibat momen lentur maka ada bagian penampang beton yang mengalami tarik. Pada bagian tersebut, pada bagian tarik kekuatan beton diabaikan dan digantikan oleh tulangan baja. Selanjutnya dengan konsep kompatibiltas dan keseimbangan, maka dapat dicari momen nominal (Mn) penampang beton tersebut.

Jadi sudah dipahami bahwa pada perencanaan ultimate, maka penampang beton mengalami crack. Bukan penampang utuh. Jadi dengan demikian inersia penampang pada kondisi ultimate berbeda dengan inersia pada penampang utuh. Ini suatu kondisi yang nyata ada dan perlu dipahami benar oleh engineer (calon engineer).

Proses di atas adalah proses DESIGN untuk mendapatkan momen nominal penampang (Mn).

Dalam sisi lain, pada perencanan kuat batas diperlukan juga momen ultimate, Mu, yang mengikuti peraturan kita adalah momen terfaktor dari berbagai kombinasi beban yang mungkin terjadi (lihat Code beton Indonesia), misalnya

– U = 1.4 DL
– U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)
– U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5 (A atau R)
– U = 0,9 D ± 1,6 W
– U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E

Selanjutnya suatu perencanaan kuat ultimate adalah baik jika dipenuhi kriteria

phi Mn > Mu

Besarnya nilai DL dan LL atau yang lain diperoleh dari analisas struktur dengan cara elastis. Ingat elastis. Jadi pada kondisi tersebut mestinya penampangnya adalah penampang utuh. Tahapan ini adalah tahapan ANALISIS struktur.

Hal itu jelas terlihat dari pernyataan yang termuat dari SNI Beton 2002 sbb:

10.3 Metode analisis
Analisis komponen struktur harus mengikuti ketentuan berikut:

  1. Semua komponen struktur rangka atau struktur menerus direncanakan terhadap pengaruh maksimum dari beban terfaktor yang dihitung sesuai dengan metode elastis, atau mengikuti pengaturan khusus menurut ketentuan 10.4. Perencanaan juga dapat dilakukan berdasarkan metode yang lebih sederhana menurut 10.6 hingga 10.9.
  2. Kecuali untuk beton prategang, metode pendekatan untuk analisis rangka portal boleh digunakan untuk bangunan dengan tipe konstruksi, bentang, dan tinggi tingkat yang umum.
  3. . . .

Jadi jelaskan khan tentang hal ini. Oleh karena itu maka biasanya pengajar beton 1 dan 2 pada umumnya tidak memberikan penjelasan mengenai reduksi-reduksi inersia tersebut. Nanti bisa bingung bagi pemula yang sedang belajar.

Ini sekarang advance.

Tetapi karena disadari bahwa kondisi ultimate boleh mengalami retak (crack) dan hal tersebut tidak mengurangi atau mempengaruhi kekuatan ultimate-nya maka tentunya perencana boleh memanfaatkannya.

Apa itu.

Adanya retak maka distribusi momen yang terjadi tentunya berubah. Lha disini pertanyaan saudara Y.W mulai masuk. Jadi pemilihan nilai EI mempengaruhi besarnya distribusi momen yang terjadi pada struktur rangka tersebut.

Lalu berapa retaknya ?

Wah kalau ini susah mas. Kenapa ? Karena tadi khan ngitungnya saja pakai cara elastis, yang tidak memperhitungkan retak. Maksudnya tahunya retak atau tidak retak itu ditentukan secara subyektif oleh yang memasukkan data (manusianya) bukan oleh metode elastisnya. Jadi nggak sinkron khan.

Lalu gimana ?

Disini engineering judgement mulai masuk. Anda mau menghitung retak untuk apa ?

Mau biar teliti pak !

Wah boleh-boleh aja. Tetapi kedua-duanya mau menghitung utuh (yang lebih mudah) atau menghitung retak (lebih pusing ngitungnya) semuanya diperbolehkan. Nggak percaya ini klasulnya.

10.6 Kekakuan

  1. Setiap asumsi yang dapat dipertanggungjawabkan boleh digunakan untuk menghitung kekakuan lentur dan torsi dari sistem kolom, dinding, lantai, dan atap. Asumsi tersebut harus digunakan secara konsisten dalam seluruh analisis.

Jadi karena mau gampang dan nggak pusing (kecuali ada kepentingan khusus) maka ngapain harus menghitung pakai retak. Apalagi kalau ongkosnya sama.

Jadi kalau begitu, nggak ada gunanya mempertimbangkan adanya retak pada perencanaan ya pak ?

Eh nanti dulu, tergantung !

Lho apalagi pak, khan nggak pusing-pusing ngitung retak !

Memperhitungkan retak itu ada gunanya lho, dan itu hanya ada pada struktur beton bertulang. Dengan adanya hal tersebut maka bending momen hasil analisis elastis di atas dapat kita manipulasi !

Benar ! Kita boleh juga lho manipulasi . Tidak hanya dibisnis ! Jadi jangan kaget kalau dapat perencanaan nilai momen yang ada boleh di adjust. He, he, ini termasuk engineering judgement. Nggak gampang di omongin di kelas, harus pakai studi kasus. Biasanya ini boleh dilakukan agar konfigurasi penulangan yang dihasilkan dapat lebih ‘mudah’.

Proses tersebut dalam code disebut redistribusi momen. Ini klasulnya :

10.4 Redistribusi momen negatif pada balok lentur non-prategang menerus

  1. Bila tidak digunakan nilai momen pendekatan maka momen negatif tumpuan yang didapat dari metode perhitungan elastis pada balok-balok lentur non-prategang menerus untuk semua konfigurasi pembebanan dapat direduksi atau diperbesar tidak lebih dari nilai berikut ini:
    . . . ada rumusnya . . .

Sudah pernah pakai klasul itu nggak. Itu sangat berguna untuk perencanaan portal beton bertulang yang bersifat statis tak tentu. Sedangkan kalau sistem strukturnya statis tertentu, maka pertimbangan crack dalam analisis tidak berguna sama sekali. Kalaupun perlu paling-paling untuk analisis lendutan (serviceability).

Kalau begitu kita nggak perlu memperhitungkan crack ya pak ?

He, he, bukan begitu. Kalau jawabannya ya, wah jadinya gampang suatu perencanaan beton bertulang.

Itu tadi diatas adalah sistem beton bertulang pada umumnya, bukan untuk struktur tahan gempa. Jadi kalau anda ingin perencanan struktur tahan gempa maka anda harus memenuhi code gempa kita, SNI 03 1726.

Di situ jelas-jelas dinyatakan bahwa pengaruh retak dalam analisis untuk gempa harus diperhitungkan, ini klasulnya :

5.5 Kekakuan struktur
5.5.1 Dalam perencanaan struktur bangunan gedung terhadap pengaruh Gempa Rencana, pengaruh peretakan beton pada unsur-unsur struktur dari beton bertulang, beton pratekan dan baja komposisi harus diperhitungkan terhadap kekakuannya. Untuk itu, momen inersia penampang unsur struktur dapat ditentukan sebesar momen inersia penampang utuh dikalikan dengan suatu prosentasi efektifitas yang diatur dalam Standar SNI 03-2847-2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung.

Kenapa itu diperlukan, karena pada saat gempa, maka retak itu pasti terjadi, dan biasanya retak pada balok dan kolom itu berbeda. Karena ngitungkan pakai elastis maka perbedaan tersebut tidak bisa dimasukkan secara otomatis tetapi harus dimasukkan secara manual, oleh karena itulah klasul tersebut ada. Juga nilainya adalah berdasarkan engineering judgement. Karena ngitung retaknya sendiri secara analitis nggak gampang.

Ok, sampai disini dulu, sebagai pengantar ke teknik perencanaan gedung tahan gempa.

Lho masih ada lanjutannya ya pak.

Woo. Ya masih ada, bidang structural engineering nggak habis-habis dibahas lho. Saya ini semakin tinggi sekolahnya jadi semakin tahu kurangnya gitu lho. Ok mari kita sama-sama belajar. Siapa yang masih berkutat di bidang perencanaan gedung tinggi boleh nambahin.

13 thoughts on “untuk menghitung portal, EI-nya berapa ?

  1. sebelumnya terima kasih atas balasannya pak Wiryanto…

    setelah membaca semua tulisan bapak diatas, bapak mengatakan bahwa dalam menganalisis portal beton bertulang boleh memakai inersia retak (susah itungnya)dan inersia utuh(gampang itungnya). gitu kan pak ?

    kalo menurut saya sih beda loh antara kedua nya..
    (1) kalo itung portal pake inersia retak, EI – nya kecil (atau pake saja EI=1), maka momen ujungnya tinggi tapi momen lapangannya kecil
    (2) tapi kalo itung portal pake inersia utuh, momen ujung nya kecil tapi momen lapangannya lebih besar dari kasus (1) .

    jadi kalo kita mau mendesain balok lapangan maka Momen maximum yang kita gunakan adalah Mmax(+) kasus (1) atau yang kasus (2)?????

    sedangkan kalo kita mau mendesain balok tumpuan maka Mmax (-)kasus (1) atau (2)???

    dan kalo menurut saya rasanya lebih ” AMAN ” dan ” GAMPANG ” kalo menganalisis portal beton bertulang dengan memakai EI=1 ( sehingga dimensi penampang portal kita kayak lidi gitu … Gimana kalo menurut Pak Wiryanto ??

    Wir’s responds: itulah engineering mas Y.W, memang ada perbedaan dengan science. Ada seninya, itulah yang membedakan engineer satu dengan yang lain, meskipun keduanya punya gelar Doktor yang sama. Untuk menjawab pertanyaan saudara perhatikan klasul SNI 10.6 di atas tentang “konsistensi”. Selanjutnya, bikin studi kasus, pelajari sendiri, disitulah ada jawabannya.

    Suka

  2. hehe… jawaban yang singkat…..
    baiklah pak Wiryanto, saya akan coba pelajari berdasarkan yang pak Wiryanto bilang.Moga moga saya menemukan jawaban atas kebingungan saya ini.

    thanks

    Suka

  3. terima kasih banyak pada Pak Wiryanto karena saya sungguh terbantu dengan adanya blog ini. kebetulan kmrn cari2 tentang SNI, eh ktm dgn blog ini. setelah saya baca,isinya woooow keren. civil bgt. pak Wir, punya link atau bahan seputar perancangan Double Sheetpile Cofferdam ndak? saya belajar dari buku2 pak Dosen jaman masih kul di UGM dl kok kayaknya msh kurang. hehe. kbtln saya baru terjun di dunia konstruksi,jd belum pny pengalaman. Mohon sharing knowledgenya. terima kasih.

    Suka

  4. PAK WIR….,SAYA MW NANYA…
    tuk perencanaan pembebanan jembatan jalan raya itu seperti ap ya?

    saya browsing2 lum ketemu2…..
    makasih

    didit
    sipil undip 06

    Suka

  5. oia pak wir…satu lagi….

    tuk urutan pelaksanaan sheet pile (flat) itu bagaimana….trus proses pembuatannya seperti apa….?

    makasih….

    Suka

  6. analisa portal dengan peninjuan kekakuan akibat retak pada portal, ditinjau Ib=0.35 dan Ic=0.7 pada balok perlu pemodelan dengan balok T kontribusi monolit slab, nilai inersia ini biasanya dua kali balok persegi biasa (2*0.35=0.7) sama juga artinya kekakuan kolom tidak dua kali lipatnya balok seperti tinjauan awal balok persegi biasa (Ib=0.7=Ic) ini kalo diambil kasar ditinjau sama sepanjang balok. Jadi artinya meaningless ?? iya kalo 1st order analisa yg digunakan distribusi internal force nya ngga berubah, namun bakalan beda kalo analisa 2nd order karena fungsi defleksi horisontal. lanjut lagi ke masalah gempa itu sendiri, building period T bakalan lebih besar menjadikan koefisien gempa (C) menjadi mengecil, yah logikanya gitu menurut sya.

    Suka

  7. sebelumnya makasih Pak Wiranto saya terbantu atas blog ini ,Pak Wiranto saya mau nanya ????

    Tuk perencanaan gedung tinggi itu yang perlu diprhitungkan secara detailnya itu apa??

    Makasih

    Sipil

    Suka

  8. pak , Wiryanto saya mau nanya mengenai pemakaian geotextil yang benar pada konstruksi jalan. dan jenis – jenis geotextilnya.
    terimakasih untuk jawabannya.

    Suka

  9. Selamat siang, Pak Wir

    saya mau tanya yg redistribusi momen itu,
    bagaimana cara ngitungnya itu?
    ada referensi buku ato website yg soal redistrbusi momen?
    terus apa setiap span kita bisa lakukan redistribsi momen?

    Terima kasih banyak Pak Wir..
    Suksess teruss pak, Jbu..

    Suka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s