Analisis Kolom Pendek

KOLOM

Pada halaman ini berisi masalah yang terkait dengan struktur kolom seperti jenis-jenios kolom, analisis kolom pada kondisi beban sentris, beban seimbang, dan beban eksentrisitas, menggambar grafik kekuatan kolom, merencana kolom pada kondisi tekan menentukan, dan pada kondisi tarik menentukan. Diharapkan setelah mempelajari bab ini, mahasiswa dapat mengetahui jenis-jenis kolom dan batasannya, memahamai cara menganalisis kolom, dapat menggambarkan  diagram interaksi kekuatan aksial-momen kolom, dapat merencana tulangan kolom pada kondisi tekan dan tarik menentukan.  

 JENIS-JENIS KOLOM

Kolom adalah bagian struktur yang mendukung beban aksial. Dalam kenyataannya beban itu tidak mungkin bekerja persis pada sumbu memanjang kolom. Hal itu dikarenakan adanya ketidakseragaman bahan, kekangan ujung kolom,  eksentrisitas akibat ketidaktepatannya letak dan ukuran kolom, atau beban yang tidak simetris akibat perbedaan pelat di sekitar kolom tersebut sehingga timbul kombinasi beban aksial dan momen lentur.

Secara garis besar ada tiga jenis kolom bertulang, seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 :

1. Kolom menggunakan pengikat sengkang lateral. Kolom ini merupakan  kolom beton yang ditulangi 

    dengan batang tulangan pokok memanjang, yang pada jarak spasi tertentu diikat dengan pengikat 

    sengkang ke arah lateral sedemikian rupa sehingga penulangan keseluruhan membentuk kerangka seperti 

    tampak pada Gambar 2.1.a.

2. Kolom dengan menggunakan pengikat spiral. Bentuknya sama dengan yang pertama hanya saja sebagai 

    pengikat tulangan pokok memanjang adalah tulangan spiral yang dilililtkan keliling membentuk heliks 

    menerus di sepanjang kolom seperti pada Gambar 2.1.b.

3. Struktur kolom komposit seperti tampak pada Gambar 2.1.c. Merupakan komponen struktur tekan yang 
    diperkuat pada arah memanjang dengan gelagar baja profil atau pipa, dengan atau tanpa diberi batang 
    tulangan pokok memanjang.

 

Seperti halnya balok, kekuatan kolom dihitung berdasarkan anggapan sebagai berikut : 

1.     Distribusi regangan linier di seluruh tebal beton.

2.     Tidak ada selip antara beton dan tulangan baja yang berarti regangan pada baja sama dengan regangan pada beton yang mengelilinginya.

    3.  Regangan beton maksimum yang diijinkan pada keadaan runtuh adalah 0,003.
 

         DISTRIBUSI TEGANGAN

Menurut SK SNI T-15-1991-03 ayat 3.3.2 butir 6 bahwa antara distribusi tegangan tekan yang berbentuk trapesium, parabola, atau bentuk lainnya merupakan pendekatan perhitungan yang cukup baik bila dibandingkan dengan hasil pengujian yang menyeluruh.

Whitney dalam Salmon dan Wang, (1986) mengusulkan tegangan tersebut berbentuk  persegi dengan besar rata-rata 0,85.f’_c yang terdistribusi merata pada daerah tekan ekivalen. Nilai tersebut dibatasi oleh tepi  tampang balok dan garis lurus yang sejajar dengan garis netral sejarak a = b₁ . c dari serat tekan terluar. Harga  b₁ dapat dihitung sebagai berikut :

 Untuk f’_c £ 30 Mpa             b₁ = 0,85  

Untuk 30 < f’_c <  55 MPa    b₁ = 0,85 – 0,008 (f’_c – 30)

            Untuk f’_c ³ 55 MPa             b₁ = 0,65.
 

         KERUNTUHAN KOLOM

    Keruntuhan kolom dapat terjadi bila tulangan baja lelehnya karena tarik, atau terjadi kehancuran pada 

beton yang tertekan, ada 3 kondisi keruntuhan : 

1.      Keruntuhan bahan dengan suatu lendutan kesamping yang tidak berarti, yang biasanya terjadi pada  

      kolom-kolom pendek tetapi dapat pula terjadi pada suatu kolom dengan suatu rasio kelangsingan   

      sedang apabila terdapat momen ujung yang besar

2.    Keruntuhan diperhebat oleh lendutan kesamping dan momen tambahan,type keruntuhan biasanya 

     terjadi pada kolom-kolom sedang

     3.  Keruntuhan goyang yang terjadi pada kolom-kolom langsing dan mungkin didahului oleh lendutan yang 
          berlebihan.

ANALISIS KOLOM

         Analisis Kekuatan Aksial-Lentur Kolom Pendek

Menurut Nawi (1990), apabila kolom runtuh dengan kegagalan materialnya (yaitu lelehnya baja atau hancurnya beton) maka kolom digolongkan sebagai kolom pendek. Untuk kolom pendek kekuatan dicapai apabila regangan dari serat beton terluar mencapai 0,003. Tergantung dari perbandingan M_n dan P_n yang bekerja, diagram regangan akan menunjukkan dua keadaaan yaitu tekan pada hampir semua penampang sehingga regangan tekan beton mencapai 0,003 sebelum tulangan tarik meleleh, yang disebut sebagai daerah tekan menentukan, atau tarik pada hampir semua penampang, sehingga regangan dalam tulangan tarik melampaui regangan lelehnya ketika tekan beton mencapai 0,003, yang disebut sebagai daerah tarik menentukan.

Pada saat P_n dan M_n bekerja bersamaan dalam suatu penampang, terdapat kombinasi kekuatan yang terletak pada suatu kurva yang dinamakan diagram interaksi kekuatan, kondisi regangan seimbang dalam kombinasi lentur dan beban aksial diberikan oleh titik dengan P_n = P_b dan M_n = M_b seperti terlihat pada gambar 2.3.

 Garis radial dari titik awal (P_n = 0, M_n = O) menunjukkan perbandingan yang tetap antara M_n terhadap P_n, yang menunjukkan eksentrisitas (e) dari beban P_n terhadap sumbu kolom. Eksentrisitas e sama dengan M/P dapat dilihat pada Gambar 2.3. Untuk kolom yang mendapat beban eksentrisitas ekuivalen dengan kolom yang mendapat beban aksial dan momen lentur, sumbu vertikal dalam Gambar 2.3. mewakili   e = 0 dan sumbu horisontal mewakili e = 8.
 Kolom dengan Beban  P Sentris

Di dalam SK SNI T-15-1991-03, kolom yang dibebani secara sentris (dimana tidak tedapat eksentrisitas), kekuatan nominal P_n dapat dihitung sebagai berikut

A bruto = Ag = b.h                           

As total = Ast = As+As’                   

A netto  = An  = Ag –Ast                   

                                                                (displaced concrete diperhitungkan )

Untuk kolom dengan tulangan spiral :

P_n = 0,85 [0,85 . f’_c . (A_g – A_st) + f_y . A_st]                                 (2.1)

Untuk kolom dengan tulangan sengkang.

P_n = 0,80  [0,85 . f’_c . (A_g – A_st) + f_y . A_st]                                                (2.2)

Pr = f.Pn                                                                                                      (2.3)

              = 0,65 . 0,80. Po                                                                                    (2.4)
Dalam keadaan regangan seimbang ,tulangan tarik yang terjauh dari garis netral mencapai regangan

dimana :



dan serat terluar beton tekan   ec’= 0,003,  dan Es = 200 000 , sehingga :  

 Gaya yang bekerja:

a)      Gaya tekan beton (Ccb )

Ccb = ab.b.0,85.fc’                                                                               

b)      Gaya tarik tulangan tarik (Tsb )

Tsb = As.fy                                                                                              

c)      Gaya tekan tulangan tekan (Csb )

Csb = As’.fs-As’.0,85.fc’                                                                        

           (displaced concrete diperhitungkan)

Csb = As’ .fs                                                                                            

                (displaced concrete diabaikan )
dengan 







jika fs’> fy diambil fs’ =fy
Pn,b = ccb – Tsb + Csb                              (2.5)
                                             Pr,b  = 0,65 Pn,b                                        (2.6)

 Momen, Mn,b  dan  Mr,b:

        Mn,b = ccb (h/2-ab/2 ) + Tsb ( h/2- ds) + Csb ( h/2-ds’ )                           (2.7)
        Mr,b  = 0,65 Mn,b                                                                                    (2. 8) 
     Eksentrisitas gaya, eb: 

                                                                                            (2.9)

Kolom dengan Kondisi P = 0

Kondisi ini (P=0) menunjukkan tidak ada beban aksial dan yang bekerja hanya momen lentur. Dengan demikian analisisinya sama dengan balok lentur.total Dianalisis seperti balok tulangan rangkap.

As.fy = As’.fs’ – 0,85fc’.As’ + 0,85 fc’(0,85 .c ) .b

                               (2.10)

c dapat dicari dengan pers. Kuadrat  Ac² + Bc  + C = 0

Gaya yang bekerja :       Ts  = As.fy                                                                           

                        Cs = As’.fs’ – 0,85fc’ As”                                                     

                        Cc = 0,85 fc” .0,85 .c .b                                                     

                        Ts  = Cs + Cc                           

Momen Mn dan Mr:       Mn = Ts .x₁+ Cs .x₂ + Cc.x₃

Mn = Ts ( h/₂-ds) + cs ( h/₂-ds’ ) + Cc ( h/₂-a/₂)                       (2.11)

                         Mr = f Mn = 0,65 Mn                                                              (2.12)

Download Materi Kuliah :
Analisis Kolom Pendek
Analisis Kolom Panjang
Perancangan Kolom
Contoh Perancangan Kolom
Contoh Diagram Interaksi Kolom
Software Sederhana Perancangan Kolom (MS. Excel)