2.5.1 Perencanaan
Perencanaan komponen struktur beton bertulang harus memenuhi ketentuan sebagai berikut:
1. Semua komponen struktur harus diproposikan untuk mendapatkan kekuatan yang cukup sesuai dengan ketentuan yang ada, dengan menggunakan faktor beban dan faktor reduksi kekuatan ø yang ditentukan dalam pasal 3.2.
2. Khusus untuk komponen struktur beton bertulang non-prategang, komponen struktur boleh direncanakan dengan menggunakan beban kerja dan tegangan izin
2.5.2 Pembebanan
Prosedur dan asumsi dalam perencanaan serta besarnya beban rencana harus mengikuti ketentuan berikut:
1. Ketentuan mengenai perencanaan dalam tata cara ini didasarkan pada asumsi bahwa struktur yang ditinjau harus direncanakan untuk menahan semua beban yang mungkin bekerja padanya.
2. Beban kerja harus diperhitungkan berdasarkan SNI 1727-1989 F tentang Tata Cara Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung.
3. Dalam perencanaan terhadap beban angin dan gempa, seluruh bagian struktur yang membentuk kesatuan harus direncanakan untuk menahan beban lateral total.
4. Perhatian dan pertimbangan harus diberikan terhadap pengaruh dari gaya akibat pratekan, beban keran, vibrasi, kejut, susut, perubahan suhu, rangkak, perbedaan penurunan dari bagian tumpuan bangunan, dan beban khusus lainnya yang mungkin bekerja.
2.5.3 Cara Analisis
Analisis komponen struktur harus mengikuti ketentua berikut:
1. Semua komponen struktur dari rangka atau konstruksi menerus harus direncanakan terhadap pengaruh maksimum dari beban terfaktor yang dihitung sesuai dengan analisis teori elastis, kecuali bagian yang telah dimodifikasi menurut ketentuan Ayat 3.1.4 Asumsi penyederhanaan yang tercantum dalam Ayat 3.1.6 hingga 3.1.9 boleh digunakan dalam perencanaan.
2. Kecuali untuk beton pratekan, metoda analisis pendekatan untuk kerangka boleh digunakan untuk bangunan dengan tipe struktur, bentang, dan tinggi tingkat yang umum.
3. Bila pada proses analisis kerangka tidak digunakan metoda yang lebih akurat, cara pendekatan untuk momen dan geser berikut boleh digunakan untuk merencana balok menerus dan pelat satu arah (penukangan pelat hanya direncanakan untuk menahan tegangan lentur dalam satu arah), asalkan ketentuan berikut dipenuhi:
1. minimum harus ada dua bentang.
2. Panjang bentang lebih kurang sama, dengan ketentuan bahwa bentang yang lebih besar dari dua bentang yang bersebelahan perbedaannya tidak melebihi 20 persen dari bentang yang pendek.
3. Beban yang bekerja merupakan beban terbagi rata.
4. Beban hidup per unit tidak melebihi tiga kali beban mati per unit, dan
5. Komponen strukturnya prismatis.
2.5.4 Perencanaan Tulangan Balok
Adapun langkah-langkah perencanaan balok dengan menggunakan metode kekuatan batas (ultimate design) adalah sebagai berikut:
A. Menentukan Jenis Penulangan
1. Kuat Rencana
U = 1.2 D + 1.6 L
2. Jika ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus dipelajari untuk menentukan nilai U yang terbesar:
U = 0.75 (1.2 D + 1.6 DL + 1.6 W),
Atau kondisi beban hidup yang penuh dan kosong sebagai berikut:
U = 0.9 D + 1.3 W
3. Jika ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan maka nilai U diambil:
U = 1.05 + (D + LR ± E) atau,
U = 0.9 (D ± E)
Lr adalah beban hidup dengan reduksi.
2. Balok Bertulangan Tarik
Rumus kekuatan balok beton bertulang penampang persegi bertulangan tarik, yaitu:
MR = ND. Z = Ø . NT . Z
ND = resultante gaya tekan dalam
ND = resultante gaya tarik dalam
Keterangan: A = b fc fy As ) ' . 85 , 0 .
Dengan menggunakan rumus tersebut dapat dilakukan usaha penyederhanaan dengan cara mengembangkan besaran tertentu sedemikian rupa sehingga dapat disusun dalam sebagai berikut: ρ = d b As . a = b fc fy d b ) ' . 85 , 0 ( . . . ρ a = ) ' . 85 , 0 ( . . fc fy d ρ
Kemudian ditetapkan nilai:
ω = ' . fc fy ρ
Masukkan dalam ungkapan MR:
MR = Ø.(0,85.fc’)(b). 0ω,85.d − ) 85 , 0 ( 2 .d d ω MR = Ø.b.d2.fc’.ω(1-0,95ω)
Dari persamaan diatas didapat bilangan k sebagai berikut: K = fc’ . ω(1-0,95 ω)
a. Ubahlah momen atau yang bekerja menjadi beban atau momen rencana (Wu atau Mu), termasuk beban sendiri.
b. Berdasarkan h yang diketahui, perkirakan d dengan menggunakan hubungan d = h – 80 mm, dan kemudian hitunglah k yang diperlukan memakai persamaan:
K = 2 . . db
Mu
φ
Dari tabel A-8 sampai A-37 (Struktur Beton Bertulang : Istimawan Dipohusodo), didapat rasio penulangan:
c. Hitung As yang diperlukan( As = ρ.b.d).
d. Tentukan jumlah batang tulang yang akan dipasang, dipilih dari tabel A-4 Apendiks halaman 458 (lihat buku Struktur Beton Bertulang karangan Istimawan Dipohusodo) dengan memperhitungkan apakah tulangan dapat dipasang satu lapis didalam balok. Periksa ulang tinggi efektif aktual balok dan bandingkan dengan efektif yang dipakai untuk perhitungan. Apabila tinggi efektif aktual lebih tinggi dari tinggi dari efektif yang diperhitungkan berarti hasil rancangan agak konservatif (berada dalam keadaan aman).
e. Buatlah sketsa hasil rancangan.
3. Perencanaan Balok Bertulang Rangkap
Apabila penghematan menunjukkan bahwa penampang balok persegi bertulangan tarik saja tidak kuat menahan beban tertentu ,dan ukurannya tidak memungkinkan untuk diperbesar dikarenakan alasan-alasan arsitektural maupun teknik pelaksanaannya.
Langkah-langkah perencanaan balok bertulangan rangkap adalah sebagai berikut:
Ukuran penampang balok sudah ditentukan.
a. Anggapan bahwa d = h – 100 mm.
b. Menghitung momen rencana total Mu.
c. Dilakukan pemeriksaan apakah benar-benar perlu balok bertulang rangkap. Dari tabel A indeks, diperoleh k maksimum untuk digunakan menghitung MR balok bertulangan baja tarik. MR maksimum = φ. b . d² . k
Apabila MR ≤ dari Mu rencanakan balok bertulangan rangkap dan apabila MR ≥ dari Mu maka balok direncanakan sebagai balok bertulngan tarik saja.
Apabila harus direncanakan sebagai balok bertulangan rangkap, maka langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
a. Menghitung ratio penulangan pasangan kopel gaya tekan dan tulangan baja tarik. ) . 75 , 0 ( 90 , 0 ) ( 90 , 0 ρ maks ρb ρ= =
Nilai ρ tersebut digunakan untuk mencari k dalam tabel.
b. Menentukan kapasitas momen dari pasangan kopel gaya beton tekan dan tulangan baja tarik. 2
. . db
MR =φ . Menghitung tulangan baja tarik yang diperlukan untuk pasangan kopel gaya tekan beton dan gaya tarik baja As1 perlu = ρ . b . d.
MR2 = Mu – MR1
d. Dengan berdasarkan pada pasangan kopel gaya tulangan baja tekan dan tarik tambahan, hitung gaya tekan pada tulangan yang diperlukan.
) ' ( 2 d d M ND R − = φ
e. Dengan ND2 = As’. Fs’ sedemikian rupa sehingga As’ sehingga dapat ditentukan. Hal tersebut dapat dilakukan dengan mempergunakan letek garis dan pasangan gaya beton tekan dan tulangan baja tarik kemudian memeriksa tulangan εs’ pada tulangan tekan, sedangkan nilai εγ didapat dari tabel.
b fc fy Ast a ) ' . 85 , 0 ( . = c d c s ) 003 , 0 ( − = ε
Apabila εs’ ≥ εγ, tulangan baja telah meluluh pada momen ultimit dan fs’ = fy, sedangkan apabila εs’ ≤ εγ, hitunglah fs’ = εs’. Es dan digunakan tegangan tersebut untuk langkah berikutnya.
f. Karena ND2 = As’fs’ Maka As’ perlu =
' 2 fs ND
g. Menghitung As2 perlu As2 perlu =
fy As fs'. '
h. Menghitung jumlah luas tulangan baja tarik total yang diperlukan, As = As1 + As2
i. Memilih batang tulangan baja tekan As’.
j. Memilih batang tulangan baja tarik (As). periksa lebar balok dengan mengusahakan agar tulangan dapat dipasang dalam satu lapis saja.
k. Berikan sketsa rancangan.
B. Perencanaan Tulangan Geser Balok
Adapun langkah-langkah perencanaan tulangan geser adalah sebagai berikut:
a. Hitung nilai geser berdasarkan diagram geser Vu untuk bentang bersih.
b. Tentukan apakah dibutuhkan tulangan sengkang atau tidak, SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.4.5 ayat 5 menetapkan apabila nilai Vu > ½φ Vc diperlukan pemasangan
sengkang apabila diperlukan sengkang hitung Vs=Vu −Vc
φ
c. Tentukan bagian dari bentangan yang memerlukan tulangan sengkang.
d. Pilih ikuran diameter batang tulangan sengkang.
e. Tentukan jarak spasi sengkang maksimum sesuai dengan syarat SK SNI T-15-1991-03, yaitu:
1. Jarak spasi dari pusat kepusat antar sengkang tidak boleh lebih dari ½ d atau 600 mm, diambil yang lebih kecil (SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.4.5ayat 4.1).
2. Apabila Vs melebihi nilai (1/3 fc') bw. d, jarak spasi sengkang tidak boleh melebihi ¼ d atau 300 mm, mana yang lebih kecil (pasal 3.4.5 ayat 4.3).
3. Jarak spasi antar sengkang sama untuk suatu kelompok jarak dan peningkatan jarak antar satu kelompok dengan kelompok yang lainnya tidak lebih dari 20 mm.
4. Sengkang yang paling tepi dipasang pada jarak ± ½ s dari tumpuan, diman s adalah spasi sengkang yang diperlukan didaerah tersebut dengan maksud mempertimbangkan keserasian pemasangan keseluruhan bentang.
5. Pada umumnya jarak spasi sengkang diambil tidak kurang dari 100 mm.
6. Luas geser beton pada daerah sendi plastis = 0 dan kuat geser beton diluar sendi plastis, Vc = 1/6 ( fc .'.bd ) (SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.14.7 ayat 2.1).
7. Pada lokasi yang berpotensial sendi plastis, pasi maksimum tulangan geser tidak lebih dari nilai dibawah ini (SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.14.3 ayat 3.2).
i. d/4
ii. 8 diameter tulangan
iii. 24 diameter tulangan
f. Hitung kebutuhan jarak sasi sengkang berdasarkan kekuatan yang mampu disumbangkan oleh penulangan.
Vs d fy Av
S= . .
g. Tentukan pola dan tata letak sengkang secara keseluruhan dan buatlah sketsa penulangan.
2.5.5 PerencanaanTulangan Kolom
A. Menentukan Jenis Penulangan
Langkah-langkah perencanaan tulangan kolom yang memikul lentur dan normal adalah sebagai berikut:
1. Ambil ukuran penampang sesuai dengan dimensi pada anlisis pembebanan.
2. Menghitung momen dan gaya aksial rencana sesuai dengan rumus:
U = 1,2 D + 1,6 L
3. Rencanakan penulangan dengan mengambil nilai ρ = ρ’ antara 0,01 sampai dengan 0,08. d b As . '= =ρ ρ As’ = As = ρ.b.d
4. Dengan cara coba-coba memilih tulangan yang sesuai dengan As atau As’, dengan syarat As atau As’ yang dipilih paling tidak ≥ As atau As’ dari rumus. Cari nilai ρ yang baru setelah As dan As’ yang baru, didapat.
5. Memeriksa Pu terhadap beban pada keadaan seimbang. • d = ht – d • Cb = fy d + 600 . 600 • ab = β1 . Cb
jika : fc’ ≤ 30 Mpa → β1 = 0,85 (lihat tabel A-6 lampiran10;Istimawan Dipohusodo;Struktur Bton Bertulang)
fc’ ≥ 30Mpa → β1 = 0,85 – 0,008 (fc’ – 30) • cb d c fs 0,003. s.( ') ' − = ε
Jika fs’ > fy, maka dalam perhitungan selanjutnya digunakan fs’=fy. • Hitung Pnb
Pnb = 0,85. fc’. ab. b + As’. fy – As. fy
• Hitung Pφ nb:
Jika Pφ nb > Pu, berarti kolom akan mengalami hancur dengan diawali luluhnya tulangan tekan.
6. Memeriksa kekuatan penampang • Hitung Pn
Pn(max) = 0.80Po = 0.80 [0.85 fc′ (Ag - Ast) + fyAst]
• Hitung Pnφ. Jiak Pn > Pu memenuhi syarat.
B. Perencanaan Tulangan Geser Kolom
Dengan memilih diameter tulangan sengkang yang diperlukan atau memakai sengakang diameter minimum φ 10 mm, jarak spasi sengkang ditentukan dengan mengambil nilai terkecil dari ketentuan berikut ini:
a. 16 kali diameter tulangan pokok.
b. 48 kali diameter tulangan sengkang.
c. Dimensi terkecil kolom.