3.7.4 Nodes dan Nodal Zones Klasifikasi Nodes dan Nodal Zone
Perlu diperhatikan perbedaan antara node dan nodal zone. Node adalah titik dimana gaya aksial di struts dan ties berpotongan, dan nodal zone adalah wilayah di
sekitar titik pertemuan tempat bagian anggota tersambung. Untuk keseimbangan vertikal dan horizontal pada sebuah node, harus ada minimal tiga gaya yang bekerja
pada node dalam struktur planar seperti balok tinggi. Node diklasifikasikan berdasarkan jenis yang bertemu di node. Dengan demikian, C-
C-C node menjangkarkan tiga struts, sebuah C-C-T node menjangkarkan dua struts
dan satu tie, sebuah C-T-T node menjangkarkan satu strut dan dua tie. Lampiran A
mengasumsikan permukaan nodal zone yang telah diberi pembebanan memiliki lebar yang sama dengan ujung struts.
Jenis Nodal Zone dan Penggunaannya dalam Model Strut-and-Tie
Literatur tentang nodes dalam model strut-and-tie didasarkan pada dua konsep yang cukup berbeda.
Nodal zone hidrostatik.
Awalnya, wialyah nodal dianggap memiliki tekanan yang sama pada semua sisinya. Karena lingkaran Mohr untuk bagian yang berada dalam tekanan yang
bekerja seperti plot nodal zone sebagai titik, bagian node ini disebut sebagai nodal zone hidrostatik. Jika tegangan yang sama pada semua sisi dari nodal zone, rasio dari
Universitas Sumatera Utara
panjang sisi-sisi dari sebuah nodal zone hidrostatik w
n1
; w
n2
; w
n3
berada dalam proporsi yang sama sebagai tekanan, C
1
; C
2
; C
3
Zona nodal hidrostatik telah diperpanjang sampai node C-C-T atau C-T-T dengan mengasumsikan bagian ties diperpanjang melalui nodal zones akan dijangkarkan di
sisi yang jauh dengan kait pada penguatan penulangan tie diluar nodal zone. Konsep ini direpresentasikan menggunakan hipotesis pelat jangkar di belakang titik
pertemuan joint. Area plat jangkar hipotetis dipilih sehingga tekanan bantalan pada pelat itu sama dengan tekanan yang bekerja pada sisi lain dari nodal zone. Daerah
efektif bagian tie adalah kekuatan tegangan tie dibagi dengan tekanan bantalan yang diijinkan untuk pertemuan struts pada sebuah node. Persyaratan untuk tekanan
yang sama pada seluruh permukaan zona nodal hidrostatik cenderung mempersulit penggunaan zona nodal nodal zone tersebut.
bekerja pada sisi-sisi.
Extended nodal zones
Ini adalah zona nodal yang dibatasi oleh garis-garis besar zona dikompresi di persimpangan:
a struts, b reaksi, dan
c diasumsikan bahwa lebar ties termasuk sebuah prisma beton konsentris dengan ties.
Ini diilustrasikan pada Gambar 3.11a di mana area yang diarsir lebih gelap adalah zona nodal hidrostatik dan zona teduh total adalah zona nodal diperpanjang. Zona
nodal diperpanjang termasuk dalam wilayah tersebut yang diberi tekanan dalam
Universitas Sumatera Utara
kompresi karena reaksi dan struts. kompresi ini menekankan membantu dalam transfer kekuatan dari strut ke strut, atau strut ke arah tie. Secara umum, Lampiran A
menggunakan zona nodal yang diperpanjang di tempat zona nodal hidrostatik.
Hubungan antara dimensi zona nodal
Persamaan dapat diturunkan berkaitan lebar dari struts, ties, dan daerah bantalan jika diasumsikan bahwa ketiga tekanan adalah sama pada ketiga anggota
untuk sebuah C-C-T Nodal Zone.
w
s
= w
t
cos θ + l
b
dimana w
sin θ 3.13
s
adalah lebar strut, w
t
adalah lebar efektif dari tie, l
b
adalah panjang pelat bantalan, dan θ adalah sudut antara sumbu strut dan sumbu horisontal dari anggota.
Hubungan ini berguna untuk menyesuaikan ukuran zona nodal dalam model strut- and-tie. Lebar strut bisa disesuaikan dengan mengubah w
t
atau l
b
Resolusi gaya yang bekerja pada zona nodal nodal zone
, sesuai dengan waktu. Setelah ini dilakukan, perlu untuk memeriksa tekanan pada seluruh
permukaan dari zona nodal. Keakuratan Persamaan 3.13 berkurang dengan adanya tekanan pada sisi yang menjadi lebih dan lebih merata. Persamaan 15 terdapat dalam
Gambar 3.11 ACI Gambar RA.1.6., tetapi tidak dalam kode itu sendiri. Komite kode selanjutnya harus mempertimbangkan penambahan beberapa persamaan dalam
komentar.
Jika lebih dari tiga gaya bekerja pada sebuah zona nodal dalam struktur dua- dimensi, sering perlu untuk menyelesaikan beberapa gaya yang diselesaikan dengan
tiga gaya yang berpotongan. Atau, nodes dalam model strut-and-tie bertindak oleh
Universitas Sumatera Utara
lebih dari tiga gaya dapat dianalisis dengan asumsi bahwa semua gaya strut dan tie bekerja di sepanjang node, dengan gaya pada satu sisi dari zona nodal sudah
diselesaikan menjadi resultan tunggal strut selama desain zona nodal. Konsep ini diilustrasikan pada ACI Commentary Gambar RA.2.3
a. Baja satu lapis
b. Baja yang terdistribusi
Gambar 3.11 Sebuah zona nodal yang diperpanjang
Universitas Sumatera Utara
Kekuatan tekan Efektif Zona Nodal - Kuat tekan efektif zone nodal melalui tes
Beberapa percobaan kekuatan zona nodal tersedia. Pengujian dari sepuluh zona nodal yang berbentuk C-C-T dan sembilan C-T-T dilaporkan oleh Jirsa et al.
1991 menunjukkan bahwa f
cu
= 0.80 f’
c
dapat dikembangkan di daerah zona nodal jika benar dirinci. Untuk zona nodal yang bersifat C-C-T uji rata-rata kekuatan
yang dihitung adalah sebesar 1.17 dengan standar deviasi 0.14. Untuk zona
nodal C- T-T hasil uji kekuatan rata-
rata yang dihitung sebesar 1.02. Dengan asumsi Φ = 1.0 sebagai perbandingan dengan kekuatan benda uji dan
α
1
= 0,85, ini sesuai dengan β
n
- Kuat tekan efektif zona nodal dari kode lainnya
= 0,94.
Rekomendasi FIP
Desain praktis struktur beton Rekomendasi FIP membatasi nilai f
cu
- Untuk wilayah node yang menahan satu atau lebih ikatan ties: 0.85 f pada zona nodal dengan nilai-nilai
berikut:
1cd
dimana f
1cd
Untuk α
diberikan oleh Persamaan 8.
1
= 0,85 dan Φ
STM
= 0.85 ini sesuai dengan β
n
- Untuk pembebanan biaxial atau triaxially zona nodal C-C-C hanya menahan struts saja:
= 0.65-0.71.
tekanan biaksial: hingga 1.20 f
1cd
β
n
tekanan triaksial: hingga 3.88 f = 0.91
1cd
β
n
= 2.9
Universitas Sumatera Utara
Kode Kanada dan Spesifikasi AASHTO LRFD
Kode Kanada 1994 mendefinisikan kekuatan tekan efektif nodal, Φ f
cu
- Untuk zona nodal dimuat oleh struts tekan dan daerah bantalan: 0.85 Φ
sebagai berikut:
c
f’
c
- Untuk nodal yang menahan hanya satu tie: 0.75
Φ
c
f’ - Untuk nodal yang menahan lebih dari satu tie:
0.65 Φ
c c
f’ dimana
Φ
c c
Nilai β
= 0.60 dalam Kode Kanada
n
dimaksudkan untuk mencerminkan pengaruh melemahnya diskontinuitas tegangan yang diperkenalkan ketika bagian ties yang diberi tekanan dalam
ketegangan yang ditahan dalam sebuah node yang ditekankan dalam kompresi. Nilai-nilai dari Kode Kanada setara dengan
β
n
Spesifikasi AASHTO LRFD menggunakan nilai-nilai yang serupa pada Φ f
sebesar 0.80, 0.70, dan 0.61 di ACI.
cu
- Pemilihan kekuatan kompresi efektif wilayah nodal, f
.
Nilai f
cu
cu
untuk wilayah nodal dari kode lain akan diringkas berikutnya. Untuk Kode Tahun 1999, pengurangan faktor kekuatan wilayah nodal diambil sebesar
Φ
STM
= 0.85. Kekuatan tekan efektif, f
cu
, akan didasarkan pada AASHTO dan nilai- nilai CSA, dimodifikasi untuk sesuai dengan faktor beban ACI, faktor
α
1
, dan Φ
STM
Nilai berikut dipilih untuk dimasukkan dalam tahun Kode ACI 2002: = 0.85 menggunakan Persamaan 3.12.
Universitas Sumatera Utara
→ untuk wilayah nodal C-C-C yang dibatasi oleh struts tekan dan daerah
bantalan, β
n
→ untuk wilayah nodal C-C-T yang ditahan oleh hanya satu tie
, β = 1.0
n
→ untuk wilayah nodal C-T-T atau T-T-T yang ditahan oleh lebih dari satu tie,
β = 0.80
n
= 0.60
3.7.5 Pengikat Ties Ties dalam Model Strut-and-Tie
Kategori