Bab 7. Perencanaan Balok Induk - Melintang

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. BAB VII PERENCANAAN BALOK INDUK PORTAL MELINTANG. 7. Perencanaan Balok Induk Portal Melintang Perencanaan balok induk meliputi perhitungan tulangan utama, tulangan geser/ sengkang, tulangan badan, dan torsi. 7.1. Denah Balok yang Ditinjau Elemen balok yang ditinjau adalah balok B1 (400x700) pada lantai 3 As F 2-3 sesuai Gambar 7.1 berikut.. Gambar 7.1. Elemen Balok Melintang yang Ditinjau pada Lantai 3 AsF-23 7.2. Menentukan Gaya Dalam Analisis struktur dilakukan dengan program ETABS v9.7.2 untuk mengetahui berbagai gaya dalam yang terjadi sepeti : gaya normal (Pu), geser (Vu), dan momen (Mu). Gaya dalam yang bekerja pada balok dapat ditunjukkan pada program ETABS dengan cara Run – Display – Show Member Forces/ Stress Diagram – Frame/ Pier/ Spandrel Forces. Pilih Momen 33. : untuk menampilkan momen.. Pilih Shear 22. : untuk menampilkan gaya geser.. Gaya dalam momen (Mu) dan gaya geser (Vu) pada struktur balok akibat berbagai kombinasi pembebanan yang bekerja ditunjukkan pada Tabel 7.1 berikut. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 102.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Tabel 7.1. Diagram Momen Lentur (BMD) yang Bekerja pada Balok yang Ditinjau Besarnya Momen (kNm) Nama Kombinasi. Diagram Momen Analisis ETABS. Mu Kiri. Mu Tengah. Mu Kanan. - 113,08. + 55,08. - 109,45. - 141,95. + 70,12. - 135,35. - 36,98. + 54,82. - 181,3. - 176,61. + 54,78. - 41,62. - 138,21. + 18,02. - 356,49. - 351,8. + 54,78. + 133,57. Kombinasi 1 1,4 D Kombinasi 2 1,2 D + 1,6 L Kombinasi 3 1,2 D + 0,5 L + 1 EQX Kombinasi 4 1,2 D + 0,5 L - 1 EQX Kombinasi 5 1,2 D + 0,5 L + 1 EQY. Kombinasi 6 1,2 D + 0,5 L - 1 EQY Kombinasi 7. - 190,40. - 187,46 + 61,68. 1,2 D + 0,5 L + RSPX. 20,96. Kombinasi 8. - 190,40. +23,87 - 187,46 + 61,68. 1,2 D + 0,5 L - RSPX. 20,96. Kombinasi 9. - 369,53. +23,87 - 366,59 + 73,93. 1,2 D + 0,5 L + RSPY Kombinasi 10 1,2 D + 0,5 L - RSPY. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 200,09. +203,01. - 369,53. - 366,59 + 73,93. 200,09. +203,01. 103.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Tabel 7.2. Diagram Gaya Geser (SFD) yang Bekerja pada Balok yang Ditinjau Nama Kombinasi. Diagram Momen Analisis ETABS. Besarnya Gaya Geser (kN) Vu Kiri. Vu Kanan. 77,33. 78,2. 92,97. 94,30. 54,14. 96,05. 95,11. 55,04. 2,65. 147,54. 146,59. 3,56. 105,48. 106,42. 105,48. 106,42. 162,50. 163,44. 162,50. 163,44. Kombinasi 1 1,4 D Kombinasi 2 1,2 D + 1,6 L Kombinasi 3 1,2 D + 0,5 L + 1 EQX + 0,3 EQy Kombinasi 4 1,2 D + 0,5 L - 1 EQX - 0,3 EQy Kombinasi 5 1,2 D + 0,5 L + 1 EQY + 0,3 EQx. Kombinasi 6 1,2 D + 0,5 L - 1 EQY - 0,3 EQx Kombinasi 7 1,2 D + 0,5 L + RSPX Kombinasi 8 1,2 D + 0,5 L - RSPX Kombinasi 9 1,2 D + 0,5 L + RSPY Kombinasi 10 1,2 D + 0,5 L - RSPY. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 104.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Tabel 7.3. Momen Desain Balok Induk B1 (400x700) Posisi. Mu (kNm). Kombinasi Pembebanan. Tumpuan A (Mu-). 369,53. Mu = 1,2 D + 0,5 L – 1 RSPY. Tumpuan B (Mu-). 366,59. Mu = 1,2 D + 0,5 L – 1 RSPY. Tumpuan A (Mu+). 200,09. Mu = 1,2 D + 0,5 L – 1 RSPY. Tumpuan B (Mu+). 203,01. Mu = 1,2 D + 0,5 L - 1 RSPY. Lapangan Mu+. 73,93. Mu = 1,2 D + 0,5 L – 1 RSPY. Diagram momen amplop yang bekerja pada balok induk ditunjukkan pada Gambar 7.2 berikut.. A. B. Gambar 7.2. Diagram Bidang Momen pada Balok yang Ditinjau (B1) 7.3. Menentukan Persyaratan Komponen Struktur Balok untuk SRPMK Prinsip perencanaan balok induk berdasarkan SRPMK (Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus) SNI 03-2847-02 Pasal 23.3.1 adalah sebagai berikut. a. Gaya Tekan Terfaktor Gaya aksial tekan terfaktor komponen struktur tidak melebihi 0,1Ag f ' c . Cek : Besarnya gaya aksial yang bekerja pada struktur balok yang ditinjau pada lantai 3 dapat diketahui dengan Run – Display – Show Member Forces/ Stresses Diagram – Frame/ Pier/ Spandrel Forces sesuai pada Gambar 7.3.. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 105.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Gambar 7.3. Pilihan untuk Menampilkan Gaya Aksial. Ag  b  h  400  700  280000mm 2 0,1 Ag  f ' c  0,1 280000 30  840000 N  840 kN Pu = 6,13 kN < 0,1 x Ag x f 'c = 840 kN (Terpenuhi). b. Bentang Bersih Balok Bentang bersih komponen struktur tidak boleh kurang dari 4 kali tinggi efektif elemen struktur. Cek : Tinggi efektif, d. = h – ts – ds – ½ dtul. = 700- 40- 10- (1/2 x 22) = 639 mm.. Bentang bersih, Ln. = 7200 – 700. = 6500 mm = 6,5 m. 4d = 4 x 639. = 2556 mm. = 2,56 m. Karena Ln = 6,4 m > 4d = 2,56 m (Terpenuhi) c. Rasio Perbandingan Lebar dengan Tinggi Perbandingan lebar terhadap tinggi balok (b/h) tidak boleh kurang dari 0,3. b 400   0,571  0,3 (Terpenuhi) h 700. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 106.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. 7.4. Perhitungan Tulangan Utama secara Manual Data perencanaan untuk perhitungan tulangan utama balok induk (B1) yang ditinjau adalah sebagai berikut : h. = 700 mm. D = 22 mm. fy = 400 MPa. b. = 400 mm. ts = 40 mm. fys = 240 MPa. f’c = 30 MPa. Ø = 10 mm. Tahapan perhitungan tulangan balok induk adalah sebagai berikut : Tinggi efektif balok, d. = h – d’ = h – ts – ds – ½ dtul) = 700 – 40 – 10 – ½ 22 = 639 mm.. Luas tulangan tarik tidak boleh kurang dari : As min . f' c 30 bwd   400  639  874,98 cm 2 4f y 4  400. Dan tidak boleh lebih kecil dari : As min . 1,4 1,4 bwd   40 0  639  894 ,6 cm 2 fy 400. Rasio tulangan harus memenuhi ρ min < ρ < ρmaks , dimana : ρ balance . 0,85  β  f' c  600  0,85  0,85  30  600   600  f    600  400   0,033 fy 400 y  . ρ maks  0,75ρ balance  0,75  0,032  0,024 ρ min . 1,4 1,4   0,0035 fy 400. f. m=. y 400 = = 15,69. 0,85.f ' 0,85.30 c. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 107.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. 7.4.1. Penulangan Balok Daerah Tumpuan Mu = 369,53 kNm. Mn =. Mu 369530000 = = 461912500 Nmm. 0,8 0,8. Diagram regangan- tegangan pada balok yang ditinjau ditunjukkan pada Gambar 7.4 berikut. s. As h. As' b. s'. a. c'=0,003. Cc' Cs' 0,85 . f'c. Gambar 7.4. Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan Asumsi : Luas tulangan tekan diambil sebesar As’ = 0,5As Tulangan Tekan Belum Leleh : ε s' ε  cu ' cd c ε s' . c  d' c  61  ε cu   0,003 c c '. Cs  A s  ε s'  Es  0,5ρ  b  d  ε s'  Es  0,5ρ  400  639 . c  61 c.  0,003  200000.  c  61  N  c . Cs  76680000ρ. Gaya Tekan pada Beton : a  0,85c. C c  0,85  f' c  a  b  0,85  30  0,85c  400  8670 c N Tulangan Tarik Sudah Leleh : Ts  As  fy Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 108.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Ts  ρ  b  d  f y  ρ  400  639  400  102240000ρ N Kesetimbangan Gaya Dalam : Tekan. = Tarik. C c  C s  Ts  c  61    102240000ρ  c . 8670c  76680000ρ ρ. 8670c2 102240000c 76680000(c  61). (1). Kesetimbangan Momen Terhadap T : Mn. . Mn. .  .  Cc d . a.   C s d  d'. 2.  .  0,85f' c  a  b d . a.   A s ' f s d  d'. 2. a c d  0,85f ' c  βc  b  (d  )  0,5ρ  b  d     ε cu  E c  d  d'  2  c . Mn. (2). Substitusi persamaan (1) ke dalam persamaan (2) diperoleh : Mn. . a    0,85f' c  βc  b  (d  )   2  .     c  d   8670c 2    ε  E  d  d'  0, 5   b  d       c  cu c  102240000c  76680000 (c  61)       . Nilai c diperoleh dengan cara trial end error menggunakan program Excel, sehingga memenuhi persamaan di atas. Hasil dari perhitungan di atas ditunjukkan pada Tabel 7.4 berikut. Tabel 7.4. Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Tumpuan c (mm). ρ. Mn (Nmm). Ø. ØMn (Nmm). 88,61. 0,0098. 477916597,9. 0,8. 382333278,35. Cek asumsi : ρmin. <. ρ. < ρmax. 0,0035 < 0,0098 < 0,024 Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 109.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. ε s'  ε s' . c  61 c.  0,003  0,00093  ε s . 639  c c. AZZA REKA STRUKTUR.  0,003  0,019  ε s . fy Es. fy Es.  . 400 200000 400. 200000.  0,002. (OK).  0,002. (OK). Asumsi tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi. Maka. Ø Mn. ≥ Mu-. 382333278,35 Nmm ≥ 366590000 Nmm. (OK). Luas Tulangan Tarik (As) As = ρ x b x d = 0,0098 x 400 x 639 = 2506,33 mm2 Dipakai tulangan D22 As = ¼ π d2 = ¼ π 222 = 379,94 mm2 Maka, jumlah tulangan yang dibutuhkan adalah = 2506,33 /379,94 = 6,6 ≈ 7 buah tulangan D22 = 7D22 As terpasang 7D22 = 7 x 379,94 = 2660,92 mm2 > As-perlu = 2506,33 mm2. (OK). Luas Tulangan Tekan (As’) : As’= 0,5As = 0,5 x 2660,92 = 1330,46 mm2 Dipakai tulangan D22 As = ¼ π d2 = ¼ π 222 = 379,94 mm2 Maka, jumlah tulangan tekan yang dibutuhkan adalah = 1330,46 / 379,94 = 3,5≈ 4 buah tulangan D22 = 4D22 As’terpasang 4D22 = 4 x 379,94 = 1519,76 mm2 > As-min = 894,6 mm2. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. (OK). 110.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Kontrol Kekuatan a. Kondisi Lentur Negatif Tulangan tarik. : 7D22 (As = 2660,92 mm2). Tulangan tekan. : 4D22 (As’ = 1519,76 mm2). Asumsi : Tulangan Tekan Belum Leleh : εs' ε  cu ' cd c ε s' . c  d' c  61  ε cu   0,003 c c  c  61   c  61    0,003  200000  911856   N c    c . '. Cs '  A s  ε s'  Es  1519,76 . Gaya Tekan pada Beton :. a  0,85c C c  0,85f' c  a  b  0,85  30  0,85c  400  8670 c N Tulangan Tarik sudah Leleh :. Ts  A st  f y. Ts  2660 ,92  400  1064369 ,6 N Kesetimbangan Gaya Dalam : Tekan. = Tarik. C c  Cs  Ts  c  61    1064369,6  c . 8670c  911856  . Dari hasil coba - coba didapat : c = 89,37 mm. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 111.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Maka :. Cc  8670 c  8670 x89 ,37  774837 ,9 N  c  61   89,37  61    911856     289463,52 N  c   89,37 . Cs  912312  . Cc + Cs = Ts 774837,9 + 289463,52= 1064369,6 N Diagram regangan- tegangan lentur negatif ditunjukkan pada Gambar 7.5 berikut.. Gambar 7.5. Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan Lentur Negatif Cek Asumsi : ε s' . c  61. fy. . 400.  0,002 Es 200000 fy 639  c 400 ε   0,003  0,018  ε s    0,002 s c Es 200000 c.  0,003  0,00095  ε s . (Ok) (Ok). Asumsi benar, tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi.. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 112.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Kapasitas Momen terhadap T :  . M n  Cc  d . a.   Cs d  d'. 2. 0,85  89,37     289463,52  639  61  633001245,4 Nmm 2   M n  0,80  633001245,4  506400996,3 Nmm M n  774837,9   639 . Cek Momen Nominal : ØMn = 506,4 kNm ≥ Mu = 369,53 kNm. (Ok). b. Kondisi Lentur Positif Tulangan tarik. : 4D22 (As’ = 1519,76 mm2). Tulangan tekan. : 7D22 (As = 2660,92 mm2). Asumsi : Tulangan Tekan belum Leleh : ε s' ε  cu ' c cd c  d' c  61  ε cu   0,003 c c '  c  61   c  61  Cs  A s  ε s'  Es  2660,92     0,003  200000  1596552   N  c   c  ε s' . Gaya Tekan pada Beton : a  0,85c. C c  0,85f' c  a  b  0,85  30  0,85c  400  8670 c N Tulangan Tarik sudah Leleh :. Ts  A st  f y Ts  1519 ,76  400  607904 N. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 113.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. Kesetimbangan Gaya Dalam : Tekan = Tarik. C c  C s  Ts  c  61    607904  c . 8670c  1596552  . Dari hasil coba – coba didapat : c = 63,33 mm Maka :. C c  8670 c  8670 x 63,33  549071 ,1 N.  63,33  61   c  61    58739,49N   1596552    c   63,33 . Cs  1824633  . Ts = Cc + Cs 549071,1+ 58739,49 = 607904 N Diagram regangan- tegangan lentur positif ditunjukkan pada Gambar 7.6 berikut.. Gambar 7.6. Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan Lentur Positif. Cek Asumsi : Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 114.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. ε s'  ε s' . c  61 c.  0,003  0,0001  ε s . 639  c c. AZZA REKA STRUKTUR. fy Es.  0,003  0,027  ε s . . fy Es. 400 200000 .  0,002. 400 200000.  0,002. (OK) (OK). Asumsi tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi. Kapasitas Momen terhadap T : a  M n  C c  d    C s d  d'  2 .  . 0,85  63,33 .   58739,49  639  61  370029470,8 Nmm 2  M n  0,80  370029470,8  296023576,7 Nmm M n  549071,1   639 . Cek Momen Nominal : ØMn = 296,02 kNm ≥ Mu = 203,01 kNm (OK) Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 23.3.2(2), untuk Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus (SRPMK) kuat lentur positif komponen struktur lentur pada muka kolom tidak boleh lebih kecil dari setengah kuat lentur negatifnya pada muka tersebut. Periksa Kuat Lentur : Mn+. ≥ 0,5 x Mn-. 296,02 kNm > 0,5 x 369,53 kNm 296,02 kNm > 184,76 kNm. (Terpenuhi). Periksa Batasan Rasio Tulangan : ρ. As 2660,92   0,01041 ρ min  0,0035  ρ  ρ maks  0,025 b  d 400  639. (OK). ρ' . As ' 1519,76   0,0059  ρ min  0,0035  ρ  ρ maks  0,025 b  d 400  639. (OK). Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 115.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. 7.4.2. Penulangan Balok Daerah Lapangan Tahap perhitungan tulangan longitudinal pada daerah lapangan sama dengan perhitungan tulangan longitudinal pada daerah tumpuan. Hasil dari perhitungan ditunjukkan pada Tabel 7.5. Tabel 7.5. Posisi Garis Netral dan Nilai Momen Nominal Lapangan c (mm). ρ. Mn (Nmm). Ø. ØMn (Nmm). 61,1. 0,0052. 260097843,09. 0,8. 208078274,47. Cek Asumsi : ρmin  ρ  ρmax 0,0035  0,0052  0,024. εs'  ε  s. c  61 c. (Ok).  0,003  0,000005  εs . 639  c c.  0,003  0,028  εs . fy Es. fy Es. . . 400 200000 400. 200000.  0,002.  0,002. (OK). (OK). Asumsi tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi. Maka ØMn. ≥ Mu. 208078274,47 Nmm ≥ 73930000 Nmm. (Ok). Luas Tulangan Tarik (As) : As = ρ x b x d = 0,0052 x 400 x 639= 1325,97 mm2 Dipakai tulangan D22 As = ¼ π d2 = ¼ π 222 = 379,94 mm2 Maka, jumlah tulangan yang dibutuhkan adalah = 1325,97 /379,94. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 116.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. = 3,49 ≈ 4 buah tulangan D22 Dipakai Tulangan Tarik 4D22 As = 379,94 x 4 = 1519,76 mm2 > As-min = 894,6 mm2. (Ok). Luas Tulangan Tekan (As’) As’= 0,5As = 0,5 x 1519,76 = 759,88 mm2 Dipakai Tulangan Tekan D22 As terpasang = ¼ π d2 = ¼ π 222 = 379,94 mm2 Dipakai Tulangan Tekan 3D22 As = 3 x 379,94 = 1139,82 mm2 > As-min = 894,6 mm2 (Ok) Kontrol Kekuatan Tulangan tarik. : 4D22 (As = 1519,76 mm2). Tulangan tekan. : 3D22 (As = 1139,82 mm2). Asumsi : Tulangan Tekan belum Leleh : ε s' ε  cu ' c cd c  d' c  61  ε cu   0,003 c c '  c  61   c  61  Cs  A s  ε s'  Es  1139,82     0,003  200000  683892   N  c   c  ε s' . Gaya Tekan pada Beton:. a  0,85c C c  0,85f' c  a  b  0,85  30  0,85c  400  8670 c N Tulangan Tarik sudah Leleh :. Ts  A st  f y Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 117.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. Ts  1519 ,76  400  607904 N. AZZA REKA STRUKTUR. 5. Kesetimbangan Gaya Dalam : Tekan. = Tarik. C c  C s  Ts  c  61    607904  c . 8670c  683892  . Dari hasil coba – coba didapat : c = 65,12 mm Maka :. Cc  8670 c  8670  65,12  564590 ,4 N.  c  61   65,12  61    683892     43268,35 N  c   65,12 . Cs  683892  . C c  C s  Ts 564590,4 + 43268,35 = 607904 N Diagram regangan- tegangan pada penampang balok yang ditinjau ditunjukkan pada Gambar 7.7 sebagai berikut.. Gambar 7.7. Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan Lapangan. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 118.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Cek Asumsi: ε s'  ε  s. c  61 c. 639  c c. fy.  0,003  0,0002  ε s . Es fy.  0,003  0,0264  ε s . Es.  . 400 200000 400 200000.  0,002. (OK).  0,002. (OK). Asumsi tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi, maka : Kapasitas Momen terhadap T : a  M n  C c  d    C s d  d'  2 .  . M n  564590,4   639 . 0,85  65,12  2.   43268,35  639  61  370156768,8 Nmm . Mn  0,80  370156768,8  296125415 Nmm Cek Momen Nominal : ØMn = 296,12 kNm ≥ Mu = 73,93 kNm (Ok) Penulangan balok induk ditunjukkan pada Tabel 7.6 berikut. Tabel 7.6. Kebutuhan Tulangan Utama pada Balok Induk B1 Tulangan Daerah. Tumpuan Lapangan. As Total. Posisi Jumlah. Diameter (mm). Luas (mm2). Atas. 7. 22. 379,94. 2660,92. Bawah. 4. 22. 379,94. 1519,76. Atas. 3. 22. 379,94. 1139,82. Bawah. 4. 22. 379,94. 1519,76. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. (mm²). 119.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. 7.5. Perencanaan Tulangan Geser Tahap perencanaan sengkang atau tulangan geser adalah sebagai berikut. 7.5.1. Menentukan Kapasitas Momen Positif dan Negatif Kapasitas momen positif dan negatif minimum pada sembarang penampang disepanjang bentang balok tidak boleh kurang dari 1/4 kali kapasitas momen maksimum yang disediakan pada kedua muka kolom-balok tersebut (SNI 03-2847-02 Pasal 23.3.2.2), maka didapat nilai : Momen positif-negatif terbesar pada bentang. = 369,53 kNm. 1/4 momen negatif terbesar = ¼ x 203,01. = 92,38 kNm. Kapasitas momen terkecil. = 73,93 kNm. Dari perhitungan di atas didapatkan : 73,93 kNm < 1/4 momen negatif terbesar = 93,38 kNm. (Terpenuhi). 7.5.2. Kapasitas Momen Probabilitas Geser seismik pada beam dihitung dengan mengasumsikan sendi plastis terbentuk di ujungujung balok dengan tegangan tulangan lentur mencapai hingga 1,25 x fy dan Ø = 1. a. Kondisi 1 Tulangan tarik. : 7D22 (As = 2660,92 mm2). Tulangan tekan. : 4D22 (As’ = 1519,76 mm2). Asumsi : Tulangan Tekan belum Leleh : ε s' ε  cu ' c cd c  d' c  61  ε cu   0,003 c c '  c  61   c  61  Cs '  As  ε s'  Es  1519,76    0,003  200000  911856   N  c   c  ε s' . Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 120.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. Gaya Tekan pada Beton :. a  0,85c C c  0,85f' c  a  b  0,85  30  0,85c  400  8670 c N Tulangan Tarik sudah Leleh :. Ts  1,25Ast  f y. Ts  1,25  2660 ,92  400  1330462 N Kesetimbangan Gaya Dalam : Tekan = Tarik. C c  C s  Ts  c  61   1330462   c . 8670c  911856  . Dari hasil coba – coba didapat : c = 107,79 mm Maka :. C c  8670 c  8670 107 ,79  934539 ,3N  c  61   911856   107,79  61   395822,82 N     c   107,79 . Cs  911856  . Ts = Cc + Cc = 934539,3 + 395822,82 = 1330362,12 N Diagram regangan- tegangan balok yang ditinjau ditunjukkan pada Gambar 7.8 berikut.. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 121.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Gambar 7.8. Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan Kondisi 1 Cek Asumsi : ε s'  ε  s. c  61 c.  0,003  0,0013  ε s . 639  c c.  0,003  0,015  ε s . fy. . Es fy Es. . 400 200000. 400 200000.  0,0020. (Ok).  0,0020. (Ok). Asumsi tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi. Kapasitas Momen terhadap T : a  M n  C c  d    C s d  d'  2 .  . M n  934539,3   639 . 0,85 107,79  2.   395822,82  639  61  783144259 Nmm . M pr1  M n  1x783,14  783,14 kNm. b. Kondisi 2 Tulangan tarik. : 4D22 (As’ = 1519,76 mm2). Tulangan tekan : 7D22 (As = 2660,92 mm2) Asumsi : Tulangan tekan belum leleh :. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 122.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. ε s' ε  cu ' c cd c  d' c  61  ε cu   0,003 c c '  c  61   c  61  Cs  A s  ε s'  Es  2660,92     0,003  200000  1596552   N  c   c  ε s' . Gaya Tekan pada Beton : a  0,85c. Cc  0,85f' c  a  b  0,85  30  0,85c  400  8670 c N. Tulangan Tarik sudah Leleh :. Ts  1,25Ast  f y. Ts  1,25  1519 ,76  400  759880 N Kesetimbangan Gaya Dalam : Tekan = Tarik. Cc  Cs '  Ts  c  61    759880  c . 8670c  1596552  . Dari hasil coba – coba didapat : c = 68,20 mm Maka :. Cc  8670c  8670  68,2  591294 N  68,2  61   c  61    168551,2 N   1596552   c   68,2 . Cs  1596552 . Ts = Cc + Cs = 591294 + 168551,2 = 759845,2 N Diagram regangan- tegangan balok yang ditinjau ditunjukkan pada Gambar 7.9 berikut.. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 123.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Gambar 7.9. Penampang Balok dan Diagram Regangan-Tegangan Kondisi 2 Cek Asumsi : ε s' . ε  s. c  61 c.  0,003  0,00032  ε s . 639  c c.  0,003  0,0251  ε s . fy Es. fy Es. . . 400 200000. 400 200000.  0,0020.  0,0020. (Ok) (Ok). Asumsi tulangan tekan belum mengalami leleh dan tulangan tarik sudah mengalami leleh sudah terpenuhi. Kapasitas Momen terhadap T : a  M n  C c  d    C s d  d'  2 .  . M n  591294   639 . 0,85  68,2  2.   168551,2  639  61  458120801,7 Nmm . M pr2  M n  1  458,12  458,12 kNm 7.5.3. Perhitungan Gaya Geser Besarnya gaya geser ultimate dihitung sebagai berikut : Vu. = 1,2 VD + 1,6 VL = 1,2 x 15,65 + 1,6 x 4,578 = 26,10 kN/m. Vgravitasi . Vu  Ln 26,10  6,5   84,84kN 2 2. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 124.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Besarnya gaya geser yang terjadi akibat pengaruh gempa dihitung sebagai berikut. a. Rangka Bergoyang ke Kanan Arah gaya dalam yang bekerja akibat beban gempa ke arah kanan ditunjukkan pada Gambar 7.10 sebagai berikut. 1,6LL. Gambar 7.10. Rangka Bergoyang ke Akibat Gempa Arah Kanan Vsway . M pr1  M pr 2. Vswaytotal . ln. . M pr1  M pr 2 ln. 783,14  458,12  190,96kN 6,5 . Vu  Ln 2. Total reaksi geser diujung kiri balok. = 190,96 + 84,84 = 275,8 kN.. Total reaksi geser diujung kanan balok. = 190,96 – 84,84 = 106,12 kN.. b. Rangka Bergoyang ke Kiri Arah gaya dalam yang bekerja akibat beban gempa ke arah kanan ditunjukkan pada Gambar 7.11 sebagai berikut. 1,6L. Gambar 7.11. Rangka Bergoyang ke Akibat Gempa Arah Kiri. Vsway . M pr 2  M pr1 Vu  Ln  ln 2. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 125.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. Vsway . M pr 2  M pr1 ln. . AZZA REKA STRUKTUR. 458,12  783,14  190,96kN 6,5. Total reaksi geser diujung kiri balok. = 190,96 – 84,84 = 106,12 kN. Total reaksi geser diujung kanan balok = 190,96 + 84,84 = 275,8 kN Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.4.2 nilai V c dapat diambil = 0, jika : a. Gaya geser Vsway akibat sendi plastis di ujung-ujung balok melebihi 1/2 atau lebih kuat geser perlu maksimum b. Gaya tekan aksial terfaktor, termasuk akibat pembebanan seismik kurang dari Ag  f 'c 20. Maka : 1) Vsway. =. 190,96. kN > 0,5Vu = 0,5 x 26,10 = 13,05 kN. =. 190,96. kN > 13,05 kN. 2) Pu = 6,13 kN. <. 280000 30 20. (terpenuhi). = 420 kN. (terpenuhi). Sehingga :. Vc  0 Geser maksimum Vu = 275,8 kN. Karena Vc < Vu maka dibutuhkan tulangan geser. Vs . Vu. . Vsmaks . 257,8  0  343,733kN 0,75 2 f ' c  bw  d  30  400  639  933,32 kN 3.  Vc . 2 3. Vs = 343,73 kN< Vs. maks. = 933,32 kN (syarat Vs maksimum. terpenuhi).. Direncanakan tulangan geser tumpuan 4ø10 (As = 314 mm2). Jarak tulangan geser tumpuan :. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 126.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. s. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. As  fy  d 314  240  639   130mm Vs 343,73. Jadi dipasang tulangan geser tumpuan : 4ø10 – 130 mm.. Tulangan Geser Lapangan : Perhitungan gaya geser yang terjadi di daerah lapangan ditunjukkan pada Gambar 7.12 berikut.. Gambar 7.12. Gaya Geser yang Bekerja pada Balok pada Setiap Bentang. 275,8 VuL 275,8 1,8   VuL   137,9kN 3,6 1,8 3,6 Vs . VuL. . Vsmaks . 2 3.  Vc . 137,9  0  183,87kN 0,75. f' c  b w  d . 2 3. 30  400  639  933,32kN. Vs = 183,87 kN <Vs maks = 933,32 kN (syarat Vs maksimum terpenuhi). Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 127.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. Direncanakan tulangan geser lapangan 2ø10 (As = 157 mm2). Jarak tulangan geser : s. A v  fy  d Vs. . 157  240  639  261,8mm ~ 250mm 183,87. Jadi dipasang tulangan geser lapangan : 2ø10 – 250 mm. Syarat spasi maksimum tulangan geser (SNI 03-2847-2002 Pasal 23.3.3.2) : S = 130 mm < d/4 = 159,75 mm. (Terpenuhi). S = 130mm < 8 db longitudinal terkecil = 8 x 22 = 176 mm. (Terpenuhi). S = 130 mm < 24 db tulangan geser = 24 x 10 = 240 mm. (Terpenuhi). S = 130 mm < 300 mm. (Terpenuhi). Maksimum spasi yang dipasang pada balok SRPMK : Smax =. = 319,5 mm.. 7.6. Perencanaan Tulangan Torsi Besarnya torsi yang bekerja pada struktur dapat diketahui dengan cara Run – Show Member Forces/ Stresses Duagram – Frame/ Piers/ Spandrel Forces sesuai pada Gambar 7.13.. Gambar 7.13. Pilihan untuk Menampilkan Torsi. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 128.

RSGROUP. BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. AZZA REKA STRUKTUR. Berdasarkan SNI Beton 03-2847-2002 Pasal 13.6.1 disebutkan bahwa torsi/ puntir dapat diabaikan jika besarnya momen puntir terfaktor (Tu) kurang dari. √. .. Cek : Tu. <. √. √. 3,58 < 3,58 <. 43,5 → Besarnya torsi dapat diabaikan.. 7.7. Perencanaan Tulangan Badan Dimensi balok yang relatif tinggi (lebih dari 400 mm) membuat resiko retak pada bagian badan semakin besar. Maka harus diberi tulangan pinggang dengan jarak antar tulangan maksimal 400 mm. Maka diambil jarak tulangan 350 mm, sehingga dengan tinggi balok 700 mm digunakan 2 buah tulangan badan pada masing- masing sisi dengan diameter tulangan ø 12. 7.8. Perencanaan Panjang Penyaluran (Ld) Perhitungan panjang penyaluran adalah sebagai berikut : a. Panjang Penyaluran Tulangan Momen Positif Berdasarkan SNI Beton 03-2847-2002 Pasal 14.10. 3 disebutkan bahwa tulangan harus diteruskan melampaui titik dimana tulangan tersebut sudah tidak diperlukan lagi untuk menahan lentur sebesar tinggi efektif dan tidak kurang dari 12 D. Panjang ld = 12 D = 12 x 22 = 264 mm, tapi tidak boleh kurang dari tinggi efektif, d = 639 mm. ld  ld . +d + 639 = 641,56 mm.. Maka diambil panjang penyaluran, ld = 640 mm. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 129.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. b. Tulangan Momen Negatif Berdasarkan SNI Beton 03-2847-2002 Pasal 14.12.3, tulangan momen negatif harus diperpanjang tidak kurang dari d, 12 D, atau 1/16 ln. d. = 639 mm.. 12 D. = 12 x 22. ln.. =. = 264 mm.. x 6500 = 406,25 mm. Maka diambil panjang penyaluran, ld = 639 mm ≈ 640 mm. Detail panjang penyaluran tulangan pada balok ditunjukkan pada Gambar 7.14.. Gambar 7.14. Panjang Penyaluran Tulangan pada Balok (satuan : mm). 7.9. Gambar Detail Penulangan Balok Detail penulangan balok berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar 7.15 sebagai berikut.. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 130.

BAB VII. Perhitungan Balok Induk Portal Melintang. RSGROUP. AZZA REKA STRUKTUR. Gambar 7.15. Detail Penulangan Balok Induk. Copyright © 2014 www.PerencanaanStruktur.com. 131.