Tulangan Transversal - DESAIN BALOK INDUK

BAB VII DESAIN BALOK INDUK

7.2 Tulangan Transversal

Gunakan Vu = 97.9963 kN

Pada pasal 18.6.5.2 SNI 2847:2019 nilai Vc harus diabaikan apabila 2 persyaratan berikut terpenuhi:

 Gaya geser yang ditimbulkan gempa mewakili setengah atau lebih dari kekuatan geser perlu maksimum dalam panjang tersebut.

 Gaya tekan aksial terfaktor ( PU ), termasuk pengaruh gempa < Ag . fc 20 Ve ≥ 0,5Vu

57.1169 kN ≥48.998 kN (memenuhi syarat) Maka Vc = 0

ϕgeser = 0,75 (SNI 2847:2013 Pasal 9.3.2.3)

Vs = Vu ϕ ⁼

97.9963

0,75

=130.662

Cek Vs-maks (SNI 2847:2013 Pasal 11.4.7.9) Vs-maks = 0,66 ×

√

^fc ^{× b}^w^{× d}

Vs-maks = 0,66 ×

√

²⁵ × 350 × 362 =418.11 kN

Dicoba menggunakan tulangan 3P10 Av = 3 × 0,25 × π × 10² = 235.5 mm²

S = Av × fy × d

V_s

;

(SNI 2847:2019 Pasal 22.5.10.5.3) S = 235.5×240×362

130.6617

=156

589.381 m = 156.589381 mm

SNI 2847:2019 Pasal 18.6.4.4 menyebutkan bahwa spasi sengkang tertutup tidak boleh melebihi 3 persyaratan berikut, diambil yang terkecil:

 d

4 ^{= 90,5 mm}

 6 × Dlongitudinal = 6 × 16 = 96 mm



150

Maka diambil sengkang tumpuan 2P10-80

Berdasarkan Pasal 18.4.2.5 SNI 2847:2019 diluar sendi plastis spasi tidak boleh melebihi:

2 ^{= 181mm}

Maka diambil sengkang lapangan 2P10-150

Keterangan Balok (350x400) (B27, B25) Lantai 2

Gambar Tumpuan Kiri/Kanan Lapangan

Tulangan Atas 4D16 2D16

Tulangan Pinggang

2P10 2P10

Tulangan Bawah

3D16 2D16

Sengkang 2P10-80 2P10-150

Gambar 7.1 Penulangan Balok 250 × 400 Lantai 2 (B27, B25)

8BAB VIII DESAIN KOLOM

Dalam penulisan laporan Tugas Besar Struktur Beton ini, mengingat perhitungan yang cukup panjang akan dipaparkan hasil perhitungan kolom sebanyak 1 buah yaitu kolom dengan kode (K1 400x400) (C32) di Lantai 2.

Untuk data hasil analisis struktur kolom (K1 400x400) (C23) digunakan data terbesar pada lantai yang di tinjau. Material yang akan digunakan pada perhitungan kolom adalah sebagai berikut:

Mutu Beton (fc`) =25 Mpa β=0.88−878

(

^fc⁻²⁸7

)

^❑ ⁼

Mutu tulangan Deform (fy) = 420 Mpa

Diameter Tulangan Deform =16 mm = 200,96 mm² Mutu Tulangan Ssengkang (fy) =240

Diamter Tulangan sengkang =13 mm = 132.665²

Beikut adalah konfigurasi Kolom (K1 400x 400) di Lantai 2 Bentang total (I) = 4 m

Bentang Bersih (In) = 3.6 m Lebar kolom (b) = 400 mm Tinggi Kolom (h) = 600 mm Selimut Beton = 40 mm

defektif = 400-(2 x 20)-(0.5 x 16)-13 =339 mm 8.1 Tulangan logitudinal

Tabel 8.1 Output ETABS Kolom K1 (400x400)(C24) dan(C15) Lantai 2 Pu-maks

Pu-min

Mu-maks

Mu-min

-80.3111 1345.3115 35.0426 -34.9555 16.4978

Berdasarkan analisis struktur Nod-min = P u−min

f^'c⋅b−h = 1345.3115x10³

25x400x600 = 0.224218583

M od-min = M u−min

f^'c⋅b−h = 34.9555x10⁶

25x400x360000 = 0.009709861

Diagram interaksi ρ1 = 0,01

Nod-max = P u−max

f^'c⋅b−h = −80.3111x10³

25x400x600=¿ - 0.013385183

Nod-max = M u−max

f^'c⋅b−h = 34.3613x16²

25x400x400=¿ 0.009734056 Diagram interaksi

ρ1 = 0,01

Gambar 8.1 Diagram ∅𝑀� − ∅𝑃n Gunakan : ρ1 = 0,01

Ast = ρx b x h = 0.01 x 400 x 600 = 2400 mm² Jumlah Tulangan ,n == A st

0,25x π x d² dimana d adalah diameter tulangan n= 1600

0,25x π x d²=¿ 2400

0,25x3.14x256 = 11.94267516 ≈ 12

Tulangan kolom harus kelipatan 4, sehingga digunakan tulangan D16 Sebanyak 12 buah. Sama seperti perhitungan balok, besar spasi antara tulangan yang sejajar harus dicek sesuai dengan SNI 2847:2019 Pasal 25.2.3.

x =

400−2x40−2x13−

(

¹²4 +1

)

^x¹^x¹⁶

(

¹²4

)

= 76.67 mm

x (76.67 mm ) > 40 mm (memenuhi syarat) ρaktual = n x0,25x π x d²

b x h = 12x0,25x3,14x256

400x600 =¿ 0.010048

Pasal 18.7.4.1 SNI 2847:2019 Menyatakan bahwa luas tulangan memanjang tidak boleh kurang dari 0,01 Ag atau lebih dari 0,06 Ag.

0,01 < 0.010048 < 0.06 (OK)

8.2 Kuat Kolom

Agar kolom dapat memenuhi syarat “Strong Column Weak Beams”, diperlukan pemeriksaan kekuatan kolom dan kekuatan balok yang merangkai pada titik pertemuan yang ditinjau. Kuat kolom yang ditinjau terdapat pada pertemuan kolom K1 dilaintai 2.

∑ 𝑀�� ≥ (1,2) ∑ 𝑀�b Mencari ∑ 𝑀�c

Kolom K1 (400×600) lantai 1 (Pu =-80.3111 kN)

Dari diagram interaksi pada aplikasi SPColumn didapat : ∅𝑀� = 398.89 𝑘�. � ; 𝑀� = 443.211 𝑘�.m

∑ 𝑀�c – 1 = 443.211 𝑘�.m

Gambar Diagram Interaksi KL Lantai 2

∑ 𝑀��−1 = 204.91 𝑘�. �

Dari perancangan Balok (250 x 400) dalam perhitungan sebelumnya di dapat :

∑ 𝑀�� = 138.53 𝑘�. � , sehingga

∑ 𝑀��′ ≥ (1,2) ∑ 𝑀��

443.211 kN. m ≥ (1.2) × 166.239 kNm

433.211 kNm ≥ 166.239 kNm (memenuhi syarat)

8.3 Penulangan Tranversal

Penulangan geser menurut SNI 2847:2019 Pasal 18.7.5.1, terdiri dari 2 bagian yaitu bagian di daerah 𝐼� dan diluar daerah 𝐼�, dimana 𝐼� dapat ditentukan dari persyaratan berikut, diambil yang paling besar :

• Tinggi elemen kolom = 600 m

• 1/6 tinggi bersih kolom ¿1

6 x 3600 = 600 mm

• 450 mm

Sesuai dengan persyaratan berlaku, maka daerah I0 diambil sebesar 400 mm dari ujung kolom. Penulangan geser daerah I0 : Mengenai spasi tulangan pada SNI 2847:2019 Pasal 18.7.5.3, dimana spasi tulangan geser maksimum diambil yang terkecil dari persyaratan berikut.

• ¼ dimensi terkecil komponen struktur = ¼ × 400 = 100 mm • 6 kali diameter tulangan longitudinal = 6 × 16 = 96 mm

• S0 dimana S0 tidak boleh lebih dari 150 mm dan tidak perlu kurang dari 100 mm Luas Tulangan Minimum : Sesuai SNI 2847:2019 Pasal 18.7.5.4, luas sengkang minimum daerah 𝐼� , harus dihitung dengan persamaan berikut dan diambil yang terbesar.

Ash-1 = 0, 3 x S . b . c . f^'c fy^❑ ⦋ A g

Ach−1⦌ Ash-2 = 0,09S . bc . f^'c

Dimana nilai �� ditentukan seperti pada gambar 8.2 berikut :

Gambar Contoh penulangan Geser Kolom

𝐴� = 400 × 600 = 24000 ��2

��−1 = 400 – 2 × 40 = 320 mm

��−2 = 600 – 2 × 40 = 520 mm 𝐴�ℎ = (320 x 520 = 166400 ��2

Ash-1 = 0, 3 x bc−1x f^'c fy ( A g

Ach−1) A sh−I

S pasi = 0, 3 x 320x25

420 (240000

166400−1) = 2.527472527 ��2 / ��

A sh−2

S pasi = 0,09x bc−1x f^'c fy

A sh−2

S pasi = 0,09x320x25

420 = 1.714285714 ��2 / ��

A sh−11

S pasi = 0, 3 x bc−2x f^'c fy ( A g

Ach−1) A sh−11

S pasi = 0, 3 x 520x25

420 (240000

166400−1) = 4.107142857 ��2 / ��

A sh−22

S pasi = 0, 9 x bc−2x f^'c fy A sh−22

S pasi = 0, 9 x 520x25

420 =2.78571428 ��2 / ��

Berdasarkan analisa struktur.

Ρaktual = 8× π x0,25x16²

400x600 = 8×3,14x0,25x256

240000 = 0.006698667 Diagram interaksi

𝑃𝑝� = 2075.9 kN 𝑀𝑝� = 671.87 kN

Gambar Diagram Mpr - Ppr

Gaya geser berhubungan dengan sendi plastis di kedua ujung kolom nilai 𝑀𝑝�

untuk kolom ditentukan dengan menganggap kuat tarik pada tulangan memanjang sebesar minimum 1,25 fy dan faktor reduksi ∅ = 1. Dari diagram interaksi yang dihitung dari SPColumn, didapat kN.m

Ve-kol= ¿∑ Mpr−kol

I = 2x571.87

4 = 335.935 kN Hasil Ve-kol = Tidak perlu melebihi Ve dari kapasitas balok : Perhitungan faktor distribusi momen join atas

 Arah x

Ik-tinjauan = 0,7 x b x h²

12 = 0,7 x 400x21600000

12 = 504000000 mm⁴ EIk-tinjauan = 47000 x

√

^{f ' y} ^{x I}^k-tinjauan

EIk-tinjauan = 47000 x

√

²⁵ x 5040000000 = 1.1844E+14 N.mm³

EIk-tinjauan = EIk-atas = EIk-bawah

DFatas = EI k−tinjauan

EI k−tinjauan+EI k−atas = 1.1844E+14

1.1844E+14+1.1844E+14 = 0.5

DFbawah = EI k−tinjauan

EI k−tinjauan+EI k−bawah = 1.1844E+14

1.1844E+14+1.1844E+14 = 0.5

 Arah y

Ik-tinjauan = 0,7 x b x h²

12 = 0,7 x 6400000x600^❑

12 = 2345624

EIk-tinjauan = 47000 x

√

^{f ' y} ^{x I}^k-tinjauan

EIk-tinjauan = 47000 x

√

²⁵ x 224000000 = 5.264E+13 N.mm^3

EIk-tinjauan = EIk-atas = EIk-bawah

DFatas = EI k−tinjauan

EI k−tinjauan+EI k−atas = 5.264E+13

5.264E+13+5.264E+13 = 0.5

DFbawah = EI k−tinjauan

EI k−tinjauan+EI k−bawah = 5.264E+13

5.264E+13+5.264E+13 = 0.5

Dari Perhitungan perancangan balok sebelumnya didapat :

Mpr-balok = 111.488 𝑘�.m

Sehingga, Ve = M pr−balok X DF atas+M pr−balok X DF bawah I

Ve = 111.488078X0.5X111.488078x0.5

4 = 27.87201951 kN

Ve Untuk arah x dan y sama

Dari hasil perhitungan, dapat dilihat bahwa nilai 𝑉� lebih kecil dari nilai gaya geser hasil analisis struktur 𝑉� = 16.4978, sehingga yang digunakan adalah 𝑉�

dalam perancangan tulangan transversal.

Menentukan Tulangan Geser

Dari perhitungan luasan minimum diambil yang terbesar : A sh−1

S pasi = 0, 3 x 320x25

420 (240000

166400−1) = 2.527472527 ��2 / ��

Penulangan daerah I0

Spasi = 100 m

Ash-1 = 100 x 2.527472527 = 252.7472527 mm^2

Digunakan D13 = 132.665 mm^2 Jumlah kaki :

n = A sh

Av = 252.7472527

132.665 = 1.90515398 ≈ 2 Sehingga di gunakan 2D13-100

Penulangan luar daerah Io

Dari perhitungan luasan minimun diambil yang terbesar : A sh−11

S pasi = 0, 3 x 520x25

420 ( 24000

166400−1) = 4.10714285 ��2 / ��

Penulangan daerah I0

Spasi = 100 m

Ash-1 = 100 x 4.10714285 = 410.7142857 ��2 / ��

Digunakan D13 = 132.665 mm^2 Jumlah kaki :

n = A sh

Av = 410.7142857

132.665 = 3.095875217 ≈ 3 Sehingga di gunakan :3D13-100

Pengecekan kemampuan layan kolom Cek kuat Geser minimum Ash

Untuk daerah Io : Ash = 252.7472527 mm^2 Vs = A sh fy . d

Vs = 252.7472527X420X339

100 = 359861.5385 = 359.8615385 kN

Nilai geser terbesar yang terjadi , yaitu Vu =16.4978 kN maka beban geser yang harus ditanggung kolom adalah :

Vu-terfaktor = Vu

∅geser = Vu

∅geser = 16.4978

0,65 = 25.38123077 kN

Vs-tumpu 359.862 kN ≥ Vs-terfaktor 25.381 kN(ok) Vs-lapangan 584.775 kN ≥ Vs-terfaktor 25.381 kN (ok)

Dari hasil perhitungan menunjukkan bahwa penulangan kolom menggunakan syarat minimum struktur tahan gempa SNI 2847:2019 Pasal 18.7.5.4 sudah mencukupi untuk menahan beban geser terfaktor.

Gamba Penulangan Kolom K1 400 x 400 Lantai 2 (C19)

9BAB IX

KONTROL HUBUNGAN BALOK – KOLOM

9.1 HUBUNGAN BALOK - KOLOM MELINTANG

Dalam perhitungan hubungan balok kolom ini digunakan join tepi sesuai dengan kolom dan balok yang dirancang Vu = 98734 kN.

Nilai Mpr-balok

Tulangan terpasang 4D16 (As =8987 mm²) α = A s x(1,34x fy)

0,85x f c^'x b = 3472482748247 0,85x f c^'x b = Mpr = As (1.25 x fy) x (d - a

2 ⁾

Mpr =1342 1.25 x 420 (3472482748247 0,85x f c^'x b ) = Mu = M pr

2 = 4231434

2 =

Balok atas menggunakan tulangan 4D16 sehingga di peroleh gaya tarik sebesar . Ti = As x 1,25 x fy =

Ti =Ci

Ti =C2 = 0 Vn = Ti + Ci – Vu =

Sesuai dengan SNI 2847:2019 pasal 18.8.4.1 kuat geser pada joint untuk balok yang terkekang pada 3 atau 2 memiliki nilai.

Vn = 1,2 x

√

^{f ' c} ^x^A^g⁼

ϕ Vn =

ϕ Vn >

720 kN >

9.2 Hubungan Balok- kolom Memanjang

Dalam perhitungan hubungan balok kolom ini digunakan joint tepi sesui dengan kolom dan baloik yang dirancang Vn = 123232 kN

Nilai Mpr- balok

Tulangan terpasang 3D16 (As= 602.88 ��2) α = A g x(1,34x fy)

0,85x f c^'x b = 3472482748247 0,85x f c^'x b = Mpr = As (1.25 x fy) x (d - a

2 ⁾

Mpr = 1342 (1.25 x 420) x

(

²⁴²⁻3472482748247

)

^=¿ ^{Nmm = kNm}

Mu = M pr

2 = 4231434 2

Bagian atas balok menggunakan tulangan 4D16 sehingga diperoleh gaya tarik sebesar.

Ti = As x 1,25 x fy = Ti =Ci

Ti =Ci

Ti =C2 = 0 Vn = Ti + Ci – Vu =

Sesuai dengan SNI 2847:2019 pasal 18.8.4.1 kuat geser pada joint untuk balok yang terkekang pada 3 atau 2 memiliki nilai.

Vn = 1,2 x

√

^{f ' c} ^x^A^g⁼

ϕ Vn =

ϕ Vn >

720 kN >

Gambar Detail Tulangan Hubungan Balok-Kolom B2 (B19) dan Kolom K1 (C19) Joint Tepi.

10X PENUTUP 10.1 KESIMPULAN

Pada perencanaan Gedung Apartemen 4 lantai di Makassar, Sulawesi Selatan. Komponen struktur atas yang ditinjau yaitu pelat, balok, kolom, dan hubungan anatar balok kolom. Dalam perencanaan ini dimensi yang digunakan ialah dimensi hasil trial dan eror. Setelah melakan perhitungan gempa, analisis struktur serta perhitungan elemen struktur didapati beberapa kesimpulan yaitu :

1. Pelat atap yang dirancang menggunakan pelat 2 arah. Tebal pelat 120 mm, dengan tulangan pokok arah x digunakan ∅12−250 dan tulangan pokok arah y digunakan ∅12−250.

2. Pelat lantai yang dirancang menggunakan pelat 2 arah. Tebal pelat 120 mm, dengan tulangan pokok arah x digunakan ∅12−250 dan tulangan pokok arah y digunakan ∅12−200.

3. Balok anak yang dirancang yaitu

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Dalam dokumen Laporan Tugas Besar Struktur Beton (Halaman 72-76)