• Tidak ada hasil yang ditemukan

p. 1

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "p. 1"

Copied!
8
0
0

Teks penuh

(1)

+---+ | | | Desain Balok Beton Bertulang Pesegi | | S K S N I - T 1 5 - 1 9 9 1 - 0 3 | | [email protected] (2001) | | | +---+ *tekan <Enter> untuk nilai default (last sessions) Dimensi dan Mutu bahan

<-- 200 Lebar balok (mm), b : <-- 400 Tinggi balok (mm), h : <-- 25 Selimut beton (mm), c_v : <-- 20 Mutu beton (MPa), f_c :

<-- 400 Kuat leleh baja tul. pokok (MPa), f_y :

<-- 240 tul. begel (MPa),f_ys :

<-- 16.0 Diameter tul. pokok (mm), D_tul :

<-- 8 Diameter tul. begel(mm), d_tul :

Gaya dalam terfaktor

<-- 100 Momen (kN.m), M_u : <-- 50 Geser (kN), V_u : <-- 25 Aksial (kN), P_u :

(2)

Faktor reduksi kekuatan

<-- Yes

digunakan default SKSNI-T15-1991-03(Y/N) :

======================================================================= D e s a i n B a l o k B e t o n B e r t u l a n g S K S N I - T 1 5 - 1 9 9 1 - 0 3 Oleh : Suyono Nt., 2001 ======================================================================= Data-data Dimensi balok : Lebar, b = 200.00 mm Tinggi, h = 400.00 mm Selimut beton, c_v = 25.00 mm Material :

Mutu beton silinder, f_c = 20.00 MPa

kubus, K = (f_c / 0.83) * 9.81 = 236.39 Kgf/cm^2 Kuat leleh baja tul. pokok, f_y = 400.00 MPa

tul. begel, f_ys = 240.00 MPa Diameter tul. pokok, D_tul = 16.00 mm

begel, d_tul = 8.00 mm Gaya dalam terfaktor :

Momen, M_u = 100.00 kN.m Geser, V_u = 50.00 kN Aksial, P_u = 25.00 kN

Faktor reduksi kekuatan, tinjauan :

- lentur, phi_b = 0.80 (sesuai SKSNI-T15-1991-03) - geser, phi_v = 0.60 (sesuai SKSNI-T15-1991-03) - aksial /+ lentur, phi_a = 0.65 (sesuai SKSNI-T15-1991-03) Faktor beta_1 yang tergantung mutu beton :

f_c = 20.00 MPa. Untuk f_c <= 30 MPa, nilai beta_1 = 0.85 Luas satu tul. D16.00 mm, A_sd = (1/4)*pi*D_tul^2

= (1/4)*3.14*16.00^2 = 201.06 mm^2

Perkiraan kebutuhan tulangan

Luas tul., A_sp = (M_u * 10^6 / (240 * h))) * (400/f_y)

= (100.00 * 10^6 / (240 * 400.00))) * (400/400.00) = 1041.67 mm^2

Jumlah, N_tulp = A_sp / A_sd = 1041.67 / 201.06 = 5.18 ~ 6 btg.

(3)

Jumlah tulangan maksimum dalam satu baris (s >= 25 mm)

N_maks1 = ((b - 2 * (c_v + d_tul + (D_tul/2))) / (25.0 + D_tul)) + 1 = ((200.00 - 2 * (25.00 + 8.00 + (16.00/2))) / (25.0 + 16.00) + 1 = 3.88 ~ 3 btg.

Jumlah lapis tulangan : N_lapis = N_tulp / N_maks = 6.00 / 3.00 = 2.00 ~ 2 lapis

N_tulp > N_maks, diperkirakan 2 (dua) baris/lapis tulangan (s >= 25 mm) Titik berat tulangan tarik (asumsi 2 lapis tul.)

d_s = ((N_maks*(30+d_tul+(D_tul/2)))+((N_tulp-N_maks) *(c_v+d_tul+D_tul+30+(D_tul/2))))/N_tulp

= ((3*(30+8.00+(16.00/2)))+((6-3) *(25.00+8.00+16.00+30+(16.00/2))))/6 = 66.50 mm

Tingi effektif balok, d = h - d_s

= 400.00 - 66.50 = 333.50 mm Titik berat tulangan tekan,

d_s1 = c_v + d_tul + (D_tul/2) = 25.00 + 8.00 + (16.00/2) = 41.00 mm

Faktor momen pikul:

K_t = M_u * 10^6 / (phi_b * b * d^2) = 100.00 * 10^6 / (0.80 * 200.00 * 333.50^2) = 5.62 MPa K_maks = (382.5*beta_1*f_c*(600+f_y-225*beta_1))/(600+f_y)^2 = (382.5*0.85*20.00*(600+400.00-225*0.85))/(600+400.00)^2 = 5.26 MPa Kontrol : K_t > K_maks

5.62 MPa > 5.26 MPa, Analisa balok dgn tul. GANDA Diambil K_1 = 0.8 * K_maks

= 0.8 * 5.26 = 4.21 MPa

Tinggi blok tegangan tekan beton, a_t = (1 - sqrt(1-(2*K_1/0.85*f_c))) * d

= (1 - sqrt(1-(2*4.21/0.85*20.00))) * 333.50 = 96.49 mm

A_1 = (0.85 * f_c * a_1 * b) / f_y

= (0.85 * 20.00 * 96.49 * 200.00) / 400.00 = 820.19 mm^2

A_2 = ((K_t - K_1)*b*d^2)/((d-d_s1)*f_y)

= ((5.62 - 4.21)*200.00*333.50^2)/((333.50-41.00)*400.00) = 268.50 mm^2

Tulangan tarik, A_su = A_1 + A_2

(4)

digunakan, A_st = 6 D 16 mm

= 6 * (1/4) * pi * D_tul^2

= 1206.37 mm^2 > A_su (1088.70 mm^2) ... Okey Tulangan tekan, A_su1 = A_2

= 268.50 mm^2 digunakan, A_st = 2 D 16 mm

= 2 * (1/4) * pi * D_tul^2

= 402.12 mm^2 > A_su (268.50 mm^2) ... Okey Menghitung momen tersedia, Mt

A_st = 6 D 16 = 1206.37 mm^2 A_st1 = 2 D 16 = 402.12 mm^2 Rasio tulangan

rho = (A_st - A_st1) / (b * d)

= (1206.37 - 402.12) / (200.00 * 333.50) = 1.21 %

rho_maks = 0.75 * rho_b = (382.5 * beta_1 * f_c) / ((600 + f_y) * f_y) = (382.5 * 0.85 * 20.00) / ((600 + 400.00) * 400.00) = 1.63 %

Kontrol :

rho < rho_maks

1.21 % < 1.63 % ... Okey

Rasio batas tul. leleh, nu_l = (600 * beta_1)/(600 - f_y) = (600 * 0.85)/(600 - 400.00) = 2.55

Tinggi blok tekan beton, a = ((A_st - A_st1)*f_y)/(0.85 * f_c * b)

= ((1206.37 - 402.12)*400.00)/(0.85 * 20.00 * 200.00) = 94.62 mm

a_leleh = nu_l * d_s1 = 2.55 * 41.00 = 104.55 mm a < a_leleh, tulangan tekan belum leleh Dihitung nilai a dan f_s1 sebagai berikut : p = (600 * A_st1 - A_st * f_y) / (1.7 * f_c * b)

= (600 * 402.12 - 1206.37 * 400.00) / (1.7 * 20.00 * 200.00) = -35.48

q = (600 * beta_1 *d_s1 * A_st1 ) / (0.85 * f_c * b)

= (600 * 0.85 *41.00 * 402.12 ) / (0.85 * 20.00 * 200.00) = 2473.06

Tinggi blok tekan beton, a = sqrt (p^2 + q) - ( p )

= sqrt (-35.48 + 2473.06) - ( -35.48 ) = 96.57 mm

Tegangan baja tul., f_s1 = ((a - beta_1 * d_s1) / a) * 600

= ((96.57 - 0.85 * 41.00) / 96.57) * 600 = 383.48 MPa

Momen nominal dari beton, M_nc = 0.85 * f_c * a * b * (d - 0.5*a)

= 0.85 * 20.00 * 96.57 * 200.00 * (333.50 - 0.5*96.57) = 93648221.79 N.mm = 93.65 kN.m

(5)

dari baja, M_ns = A_st1 * f_s1 * (d - d_s1) = 402.12 * 383.48 * (333.50 - 41.00) = 45105005.92 N.mm = 45.11 kN.m dijumlahkan, M_n = M_nc + M_ns = 93.65 + 45.11 = 138.75 kN.m

Momen tersedia positif, M_t(+) = phi_b * M_n = 0.80 * 138.75

= 111.00 kN.m > M_u (100.00 kN.m) ... Okey Momen tersedia negatif :

Tulangan tarik (atas), A_st = 2 D 16.00 mm = 402.12 mm^2 Tulangan tekan (bawah), A_st1 = 6 D 16.00 mm = 1206.37 mm^2 A_st1 > A_st, maka tul. tekan belum leleh

Dihitung nilai a dan f_s1 sebagai berikut : p = (600 * A_st1 - A_st * f_y) / (1.7 * f_c * b)

= (600 * 1206.37 - 402.12 * 400.00) / (1.7 * 20.00 * 200.00) = 82.79

q = (600 * beta_1 *d_s1 * A_st1 ) / (0.85 * f_c * b)

= (600 * 0.85 *41.00 * 1206.37 ) / (0.85 * 20.00 * 200.00) = 7419.19

Tinggi blok tekan beton, a = sqrt (p^2 + q) - ( p )

= sqrt (82.79 + 7419.19) - ( 82.79 ) = 36.68 mm

Tegangan baja tul., f_s1 = ((a - beta_1 * d_s1) / a) * 600

= ((36.68 - 0.85 * 41.00) / 36.68) * 600 = 29.95 MPa

Momen nominal dari beton, M_nc = 0.85 * f_c * a * b * (d - 0.5*a)

= 0.85 * 20.00 * 36.68 * 200.00 * (333.50 - 0.5*36.68) = 39305388.09 N.mm = 39.31 kN.m

dari baja, M_ns = A_st1 * f_s1 * (d - d_s1)

= 1206.37 * 29.95 * (333.50 - 41.00) = 10569094.20 N.mm = 10.57 kN.m dijumlahkan, M_n = M_nc + M_ns

= 39.31 + 10.57 = 49.87 kN.m

Momen tersedia negatif, M_t(-) = phi_b * M_n = 0.80 * 49.87 = 39.90 kN.m

Panjang penyaluran tul. deform tarik D_tul <= 36 mm

16.00 mm < 36 mm, perhitungan sebagai berikut : l_db = 0.02 * A_b * f_y / sqrt(f_c) = 0.02 * (1/4) * pi * D_tul^2 * f_y / sqrt(f_c) = 0.02 * (1/4) * 3.14 * 16.00^2 * 400.00 / sqrt(20.00) = 359.67 mm l_db > 0.06 * D_tul * f_y > 0.06 * 16.00 * 400.00 > 384.00 mm dipakai, l_db = 384.00 mm

(6)

Faktor pengali :

Jarak tul. ke tepi beton s = c_v = 25.00 mm s < 300 mm K_1 = 1.00 K_2 = 2 - 400/f_y = 2 - 400/400.00 = 1.00

s_tul < 150 and s_tepi < 70 K_3 = 1.00

K_4 = A_su / A_st = 1088.70 / 1206.37 = 0.90

Digunakan panjang penyaluran tulangan : l_d = l_db * K_1 * K_2 * K_3 * K_4 = 384.00 * 1.00 * 1.00 * 1.00 * 0.90 = 346.54 mm

Perhitungan tul. begel untuk Gaya geser

Gaya geser yg ditahan beton, V_c = sqrt(f_c)/6 * b * d

= sqrt(20.00)/6 * 200.00 * 333.50 = 49715.24 N

phi_v * V_c = 0.60 * 49715.24 = 29829.15 N nilai V_u >= phi_v * V_c 50000.00 > 29829.15

Gaya geser yang ditahan begel : V_s = (V_u - phi_v * V_c) / phi_v

= (50000.00 - 0.60 * 49715.24) / 0.60 = 33618.09 N

V_smaks = (2/3) * sqrt(f_c) * b * d

= (2/3) * sqrt(20.00) * 200.00 * 333.50 = 198860.98 N

V_s <= V_smaks, ukuran balok telah cukup (dapat dipakai) Luas begel perlu A_vu untuk 1 m. (S = 1000 mm)

A_v = (V_s * S) / (f_ys * d) = (33618.09 * 1000.00) / (240.00 * 333.50) = 420.02 mm^2 A_vmin = (b * S)/(3 * f_ys) = (200.00 * 1000.00)/(3 * 240.00) = 277.78 mm^2

dipilih A_vu = max(A_v,A_vmin) = max(420.02,277.78) = 420.02 mm^2

(7)

Dipilih begel 2 kaki, d_tul = 8.00 Perhitungan jarak begel

Luas begel 2 kaki, A_vs = n * (1/4) * pi * d_tul^2 = 2 * (1/4) * 3.14 * 8.00^2 = 100.53 mm^2

Jarak begel, s = (A_vs * 1000) / A_vu = (100.53 * 1000) / 420.02 = 239.35 mm

Persyaratan jarak begel V_s < sqrt(f_c) / 3 * b * d V_s < sqrt(20.00) / 3 * 200.00 * 333.50 33618.09 N < 99430.49 N, maka s = d / 2 = 333.50 / 2 = 166.75 mm s harus <= 600 mm

dipilih jarak s = min (239.35,166.75,600.00)

= 166.75 mm ~ 150.00 mm (dibulatkan)

Jadi digunakan begel 2 kaki d_tul = 8.00 mm jarak 150.00 mm

Tinjau gaya aksial terfaktor maksimum yg bekerja pada balok Batasan gaya aksial balok, P_maks = 0.1 * f_c * A_g

= 0.1 * 20.00 * 200.00 * 400.00 = 160000.00 N = 160.00 kN Kontrol :

P_u < P_maks

25.00 kN < 160.00 kN, pengaruh gaya aksial dapat diabaikan Tinjau batasan perhitungan lanjut lendutan balok

rho_def = 0.5 * rho_maks = 0.5 * 1.63 % = 0.81 % Tinjauan (1) rho > rho_def

1.21 % > 0.81 %, tinjauan lanjut perhitungan lendutan balok (mungkin) diperlukan Tinjauan (2)

K_t > K_maks

Kategori Balok Tul. GANDA, tinjauan lanjut perhitungan lendutan balok (mungkin) diperlukan

Sketsa balok beton bertulang :

Catatan : * Kategori Balok Tul. GANDA, M_t(+) = 111.00 kN.m M_t(-) = 39.90 kN.m

(8)

+---+ | O O | ---- 2 D 16 | | | || h (400 mm) | || | +--- Begel 2 d8 - 150 mm | || | | | O O O | | O O O | ---- 6 D 16 +---+ b (200 mm) c_v = 25.00 mm rho_tot = 2.01 % Daftar Pustaka :

* Ali Asroni, 1997 "Hitungan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03 dengan Prinsip Daktilitas Tingkat I", Penerbit Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

* Park, R. and Paulay, T., 1974 "Reinforced Concrete Structures", Department of Civil Engineering University of Canterbury New Zealand, John Wiley & Sons, New York.

* Vis, W.C dan Kusuma, G.H., 1993 "Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03", Seri Beton I, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Referensi

Dokumen terkait

Perhitungan struktur mencakup perhitungan struktur atap (kuda-kuda baja) dan struktur beton bertulang (pelat lantai, pelat tangga, perhitungan balok, kolom dan

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kapasitas lendutan, daktalitas dan kekakuan dari struktur balok beton bertulang yang diperkuat GFRP dengan perendaman air

Perhitungan Tulangan Balok Beton Bertulang Serat Nilon Berdasarkan Hasil Pengujian .... vii

Kekakuan yang diperoleh berdasarkan hubungan antara beban (P) dan lendutan (∆) yang terjadi pada saat balok beton bertulang mengalami retakan pertama atau dalam

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan maka dapat disimpulkan bahwa adanya kecenderungan untuk terjadi peningkatan kapasitas beban dan lendutan pada balok beton

Dari hasil pengujian didapat balok beton bertulang dengan pemakaian fiber baja mengurangi lendutan sebesar 25,7% dan pengurangan panjang retak total sebesar

Sloof adalah balok beton bertulang yang dipasang secara horizontal tepat di atas pondasi. Jenis konstruksi beton bertulang pada sloof sengaja didesain khusus

Seberapa besar pengaruh perubahan komposisi campuran beton pada daerah tarik terhadap kuat lentur balok beton bertulang, apakah hasil pengujian kuat lentur balok beton bertulang