Permodelan Dinding Geser
Pemodelan Dinding Geser
Pemodelan dinding geser pada dasarnya bisa sangat menantang. Hal pertama yang harus dipikirkan adalah seberapa jauh kita melangkah dan berapa banyak biaya, tenaga dan waktu yang ingin kita keluarkan ketika ingin memodelkan struktur dinding. Pemodelan struktur dinding dapat sesederhana elemen balok dan kolom, ataupun bisa serumit model elemen hingga 3D nonlinier. Pemodelan dinding geser yang terjadi bisa akan sangat menantang sehingga penerapan material beton serta tulangan baja harus dimodelkan dengan benar. Kekurangan tertentu seperti panjang sambungan lap yang tidak memadai dapat memicu kegagalan getas dini pada dinding. Lokasi sambungan pangkuan dapat mengubah respons dinding. Akibatnya, mengidentifikasi mode kegagalan penting akan menjadi langkah pertama dalam mengembangkan model perilaku.
- Pemodelan Dinding Geser Existing (Flexural)
Respon umum dari dinding lentur diatur
oleh lentur, ini akan terjadi jika tidak ada mode kegagalan lain yang terjadi
sebelumnya. Kekurangan umum dalam konstruksi yang lebih tua sering mencegah
dinding mencapai kapasitas desainnya, bahkan ketika bagian memiliki cukup untuk
mencapai titik leleh, kurangnya pengekangan di sekitar palang sudut (atau
elemen batas jika kita dapat menyebutnya) akan secara signifikan mengurangi
respons plastis dari dinding ini. Hal ini pada akhirnya akan membatasi
keefektifan dinding geser.
- Properti Bahan
Sebagian besar model perilaku bergantung pada sifat mekanik
bahan. Misalnya, kita perlu mengetahui perkiraan kuat tekan beton, regangan
hancur, kekuatan luluh baja, dll. Semakin banyak informasi yang kita miliki
tentang material, semakin baik kita dapat memprediksi perilaku mereka dalam
skenario yang kompleks. Misalnya, informasi ini dapat digunakan untuk memodelkan
respons material beton di bawah pembebanan siklik terbalik.
- Respons global : Lentur atau Geser
Model yang sesuai untuk dinding geser yang ada harus memperhitungkan respons global dinding, serta mode kegagalan lokal yang potensial. Untuk dinding dengan rasio h/l tinggi, responsnya diatur oleh lentur. Respon dari dinding geser jongkok diatur oleh geser dalam banyak kasus, dan untuk sebagian besar dinding seperti yang dapat kita harapkan ada campuran respons lentur dan geser.
Mengapa hal ini penting ?
Sebagai contoh kita akan mengambil kasus dinding lentur. Misalnya, respons dinding seperti yang kita harapkan harus
diatur oleh kelenturan. Untuk memodelkan respons ini dengan benar, kita harus
memiliki perkiraan yang baik tentang potensi lokasi sendi plastis dan
panjangnya, karena kedua parameter ini pada akhirnya akan mempengaruhi
simpangan maksimum. Model perilaku yang baik harus memperhitungkan deformasi
geser juga. Dalam hal ini, interaksi lentur dan geser harus diperhitungkan.
- Sambungan putaran
Jika kita memiliki sambungan putaran, kita harus
memperhitungkan efeknya. Sambungan pangkuan, jika terletak di lokasi sendi
plastis, dapat secara signifikan membatasi respons lentur. Mereka bahkan dapat
menyebabkan kegagalan prematur karena panjangnya tidak memadai (yang merupakan
kasus untuk sebagian besar konstruksi yang lebih tua.
- Slip bar
Pengaruh slip batang pada dasar dinding harus
diperhitungkan. Ini dapat memiliki efek signifikan pada respons keseluruhan
dinding.
- Skenario pemodelan
Elemen balok-kolom berbasis perpindahan dengan penampang
serat dapat digunakan untuk memodelkan komponen dinding geser. Elemen
balok-kolom berbasis perpindahan serat diusulkan oleh Taucer et al. (1991). Didasarkan pada formulasi perpindahan yang memungkinkan untuk pemodelan
plastisitas terdistribusi yang akan memungkinkan terjadinya leleh di setiap
lokasi sepanjang elemen. Oleh karena itu, respons nonlinier elemen diturunkan
dari hubungan tegangan-regangan nonlinier untuk setiap serat individu (beton
dan baja). Dalam pendekatan berbasis perpindahan, deformasi bagian
diinterpolasi dari perkiraan bidang perpindahan.
Perlu dicatat bahwa karena perumusan elemen balok-kolom berbasis perpindahan serat didasarkan pada analisis penampang, ia tidak memodelkan efek slip ikatan dan mengabaikan efek deformasi geser. Oleh karena itu, fitur perilaku tambahan harus dimasukkan dalam model untuk memodelkan fenomena ini dengan tepat. Elemen kolom balok berbasis perpindahan serat dapat digunakan bersama dengan pegas geser translasi untuk memperhitungkan deformasi geser. Namun, ini tidak memodelkan interaksi lentur dan geser. Pegas rotasi di dasar dinding dapat digunakan untuk memodelkan slip ikatan dinding.
Referensi;
Major Techniques for Modeling Shear Walls - FPrimeC Solutions Inc.
Clough, R. W.; Benuska, K. L; and Wilson, E. L. (1965). “Inelastic Earthquake Response of Tall Buildings” Proc. 3rd World Conference on Earthquake Engineering, New Zealand.
Giberson, M. (1967). The response of nonlinear multi-story structures subjected to earthquake excitation. Tech. report, Earthquake Engineering Research Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California.
Kabayesawa, T. H., Shiohara, S., Otani, S. and Aoyama, H. (1982). Analysis of the Full-Scale 7-Story R.C. Test Structure. Proceedings, 3rd Joint Technical Coordinating Committee, U.S. Japan Cooperative Earthquake Research Program, Building Research Institute, Tsukuba.
Vulcano, A., Bertero, V. V. and Colotti, V. (1988). Analytical Modeling of RC Structural Walls. Proceedings, 9th World Conference on Earthquake Engineering, V. 6, Tokyo-Kyoto, Japan, 41-46.
Orakcal, K., Wallace, J. W. (2006). “Flexural Modeling of Reinforced Concrete Walls-Experimental Verification”. ACI Strcutural Journal , 103 (2), 196-206.
Orakcal, K., Wallace, J. W., Conte, J. P. (2004). “Flexural Modeling of Reinforced Concrete Walls – Model Attributes”. ACI Structural Journal, 101 (5), 688-698.
Vecchio, F. J., (1999) “Toward Cyclic Load Modeling of Reinforced Concrete”, ACI Structural Journal, 96(2), 193-202
Belmouden, Y. and Lestuzzi, P. (2007). Analytical model for predicting nonlinear reversed cyclic behaviour of reinforced concrete structural walls. Journal of Engineering Structures 29:7, 1263-1276.
NIST, 2010, Evaluation of the FEMA P-695 Methodology for Quantification of Building Seismic Performance Factors, GCR 10-917-8, prepared by the NEHRP Consultants Joint Venture for the National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD.
Cho, J.-Y., Pincheira, J. A., 2006. “Inelastic analysis of reinforced concrete columns with short lap splices subject to reversed cyclic loads”, ACI Struct. J. 103, 280–290.Belmouden and Lestuzzi, 2006; Massone et al., 2009
ASCE/SEI 41 (2007). “Seismic Rehabilitation of Existing Buildings”, American Society of Civil Engineers, Reston, VA.
Massone, L.; Orakcal, K. and M., Wallace, J. W. (2009). “Modeling of Squat Structural Walls Controlled by Shear”. ACI Structural Journal, 106 (5), 646-655.
Zhao, J., and S. Sritharan. (2007). “Modeling of strain penetration effects in fiber-based analysis of reinforced concrete structures.”, ACI Structural Journal, 104(2), pp. 133-141.
