DESAIN
KUAT LENTUR BALOK BETON BERTULANG
#3
MENGAPA HARUS BALOK BETON BERTULANG ?
Balok Beton polos tidak efesien untuk berfungsi sebagai komponen struktur lentur karena kuat
tariknya yang jauh lebih kecil daripada kuat tekannya. Sehingga balok tanpa tulangan akan mengalami kegagalan Tarik pada tingkat beban yang rendah jauh sebelum beton mencapai kuat tekannya
“
MENGAPA STRUKTUR HARUS DAKTAIL? Kemampuan struktur mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup.
Sehingga struktur tetap berdiri walau dalam kondisi keruntuhan
Balok akan lebih daktail bila penampang balok terkontrol tarik (tention controlled) Pada kondisi daktail balok akan
menunjukkan deformasi yang relative besar sebelum runtuh (memberi
peringatan visual)
Sehingga penghuni bangunan memiliki
waktu untuk mengevakuasi diri.
HITUNG NILAI TINGGI GARIS
NETRAL HITUNG TINGGI
BLOK TEGANGAN HITUNG NILAI
LUASAN TULANGAN YG DIBUTUHKAN HITUNG NILAI
LUASAN TULANGAN YANG DIBUTUHKAN
#3
PROSEDUR DESAIN BALOK LENTUR
TULANGAN TUNGGAL SNI 2847-2019
HITUNG RASIO MINIMUM TULANGAN HITUNG
NILAI MOMEN
NOMINAL (Mn) HITUNG NILAI
RASIO TULANGAN BALOK
Nilai Mn didapat dari membagi Mu dengan factor
reduksi = 0.90 SNI 2847 2019 – Hal. 471
HITUNG PARAMETER Rn
dan M
❶ ❷
❽
❸ ❹
❺ ❻ ❼
CEK KAPASITAS PENAMPANG CEK
KATEGORI PENAMPANG
❾ ❿
Nilai ini sebagai batas bawah dari rasio tulangan perlu SNI 2847 2019 – Hal. 189
Untuk mendapatkan rasio tulangan balok
membutuhkan parameter ini
Rasio tulangan ini harus lebih besar dari Rasio
Minimum
As teoritis berdasarkan nilai rasio step 4
Tahap ini pastikan tulangan dipasang berapa lapis dan
jarak antar tulangan
Tinggi blok tulangan menggunakan tulangan
aktual Tinggi garis netral
berdasarkan tulangan actual (terpasang)
Dalam tahap ini balok dipastikan tergolong
tension controlled
Momen Nominal harus lebih besar Momen yang
terjadi. ØMn > Mu
1. Desain struktur mengikuti desain arsitektur
2. Dimensi Elemen struktur menjadi perhatian khusus dalam superimpose dengan arsitek, khususnya dimensi kolom
3. Lebar dimensi balok / kolom yang biasa dipakai maks 15 cm atau 12 cm untuk beberapa kasus (menyesuaikan tebal dinding). Misal 15/20, 15/30, 15/40
4. Untuk tinggi balok menyesuaikan bentang dan kemudahan dalam pengerjaan 5. Dalam perletakan kolom, perlu diperhatikan area bukaan jendela / pintu
6. Mutu Beton diharapkan K225 atau maksimal K250 7. Mutu Baja tulangan diharapkan 240 Mpa
8. Diameter Tulangan yang sering dipakai yaitu Ø12 dan D13 untuk tulangan utama dan Ø8 dan Ø10 untuk tulangan geser
9. Pondasi yang paling umum dipakai adalah pondasi dangkal yaitu pondasi batu belah dan pondasi telapak
10.Untuk bangunan yang berada di tanah urugan biasa dipakai pondasi dalam / pondasi strous dengan diameter berkisar Ø25 sampai Ø30
BATASAN PERENCANAAN
PADA BANGUNAN PERUMAHAN
10
PERENCANAAN BALOK LENTUR TULANGAN TUNGGAL
CONTOH SOAL :
Mutu Beton (fc') : MPa
Mutu Tul. Utama (fy) : MPa
Mutu Tul. Geser (fys) : MPa
Diameter Tul. Utama (Dt) : mm
Diameter Sengkang (Øs) : mm
Dimensi Balok : b = mm
h = mm
Tebal selimut beton (ts) : mm
Momen Ultimate (Mu) : N.mm
PERTANYAAN :
Rencanakan tulangan balok lentur tersebut PENYELESAIAN :
Langkah 1. Hitung Nilai Mn
Mn = Mu / Ø → Mn = Nmm
Dimana nilai : Ø =
Nilai faktor reduksi digunakan 0.9
diharapkan balok tergolong tension controlled sesuai SNI 2847 2019 Hal 471
Catatan :
Bila Penamapang tergolong tension controlled maka balok cenderung bersifat daktail
Sedangkan bila tergolong compression controlled
balok cenderung getas (brittle) Variasi nilai faktor reduksi sesuai kategori kontrol penampang
Langkah 2. Hitung Rasio Minimum
Ambil nilai terbesar persamaan berikut :
❶ ρ min = (0.25 akar fc) / fy → ρ min =
atau
❷ ρ min = 1.4 / fy → ρ min =
ρ min diambil :
**Berdasarkan SNI 2847 2019, Pasal 9.6.1.2 Hal 189
0.0035 0.0034
600 40
200,000,000
LANGKAH -LANGKAH PENYELESAIAN
222,222,222
0.9
0.0035 400
30 400 240 19 12
Langkah 3. Hitung Nilai Rn dan m - Tinggi efektif balok (d)
d = h - ts - Øs - 1/2 Dt → d = mm
Catatan :
* untuk tulangan satu lapis d = dt
** untuk tulangan dua lapis d ≠ dt
- Nilai Coefficient of resistence (Rn)
Rn = Mn / (bd²) → Rn =
- Nilai parameter m
m = fy / (0.85 * fc) → m =
Langkah 4. Hitung Nilai rasio tulangan
→ ρ =
Nilai ρ harus lebih besar nilai ρ min Syarat : ρ > ρ min
ρ > ρ min → OK = >
Langkah 5. Hitung Nilai luas tulangan tarik
As = ρ b d → As = mm2
Langkah 6. Hitung Nilai luasan aktual - Hitung jumlah tulangan
n = As Teoritis / (1/4*Π*D²) → A's = buah tulangan
Dipasang = buah tulangan - Cek pemasangan tulangan 1 lapis
Smin = b-(2*ts)-(2*Øs)-(n*D1) / (n-1) → Smin = mm > 40 mm OK Tulangan dipasang 1 lapis
4 D - Hitung nilai luasan tulangan aktual
As = n (1/4*Π*D²) → As = mm2
538.5
1.916
73
1,134 19 15.686
1074 0.0050
0.0050 0.0035
3.8
4.0
Langkah 7. Hitung Nilai ꭤ tulangan aktual Nilai tinggi blok tegangan tekan (ꭤ)
- Nilai ꭤ = As x fy / 0.85 x fc x b → ꭤ = mm
Langkah 8. Hitung Tinggi Garis Netral (c) - Nilai c = ꭤ/ꞵ1
Nilai ꞵ1 dengan ketentuan sbb : Mutu beton = 30 Mpa
Bila 17 Mpa ≤ Fc' ≥ 28 Mpa = 0.85 Maka :
Bila 28 Mpa < Fc' < 55 Mpa = 0.85-0.05 (Fc'-28)/7 → Nilai ꞵ1 = Bila Fc' > 55 Mpa = 0.65
Sehingga tinggi garis netral adalah → Nilai c = mm
Langkah 9. Cek Kategori Penampang
Diharapkan balok terkontrol tarik - Parameter 1
dengan nilai c/dt < 0.375 → Nilai c/dt
Nilai dt = d ( untuk tulangan 1 lapis)
c/dt = mm
Maka c/dt < 0.375
< OK
- Parameter 2
Ɛt = (dt-c / c) 0.003 > 0.005 → Nilai Ɛt
Ɛt = mm
Maka (dt-c / c) 0.003 > 0.005
> OK
0.099 0.375
0.027 0.0005
0.027 44.45
0.836
53.19
0.099
Langkah 10. Hitung dan Periksa Kapasitas Penampang
Mn = As * fy * (d - ꭤ/2) → Mn = Nmm
Cek Kapasitas Balok
Diharapkan penampang balok
Ø x Mn > Mu → Ø x Mn = Nmm
Dimana nilai :
Ø = >
Mu = Nmm > OK
Kontrol Regangan tekan beton Ec < 0.003
Ɛy = Fy / Es → Ɛy = Nmm
Es = Modulus elastisitas baja 200000 MPa
Ɛc = (ꭤ/(ꞵ1 x d x ꭤ)) x Ɛy → Ec = Nmm < OK
0.0020
0.000004 0.003 234,086,768
0.9
200,000,000
210,678,091 200,000,000
Ø x Mn Mu
210,678,091
