DESAIN
KUAT GESER BALOK BETON BERTULANG
#4
#4
REVIEW GAYA DALAM PADA BALOK
• Momen Lentur, Gaya geser dan momen torsi
adalah gaya yang sangat mempengaruhi perilaku balok dalam memikul beban
• Gaya tersebut biasa disebut gaya dalam yaitu gaya yang timbul atau reaksi dari suatu struktur akibat bekerjanya gaya-gaya luar
• Adanya momen lentur balok membutuhkan tulangan utama/lentur/longitudinal sepanjang balok
• Gaya geser balok membutuhkan tulangan transfersal/Sengkang dengan jarak tertentu
• Gaya geser / lintang balok adalah gaya yang
bekerja tegak lurus terhadap arah panjang batang (terhadap potongan melintang) yang
menyebabkan suatu penampang akan bergeser bergerak keatas atau kebawah satu sama lain
• Ada beberapa kondisi balok terpuntir, sehingga
balok membutuhkan tulangan torsi
#4
MEKANISME TAHANAN GESER PADA BALOK
Mekanisme distribusi tegangan geser balok yang tidak memiliki tulangan geser melibatkan beberapa parameter sbb :
1. Tahanan geser pada beton yang tidak
mengalami retak (uncracked concrete) didaerah tegangan tekan (simbol Vcz)
2. Gaya geser pada permukaan beton (Agregate interlock) simbol Va, yang dipengaruhi oleh kondisi permukaan yang mengalami retak
3. Tahanan yang disumbang dari tulangan lentur (dowel action) simbol Vd. Ini merupakan
tahanan terhadap gaya geser yang berasal dari tulangan longitudinal balok
4. Arch action, tahanan geser yang didapat pada balok tinggi
4 Parameter diatas, menentukan tingkat kerusakan yang diakibatkan gaya geser pada balok.
Gambar 1. Komponen tahanan geser setelah terjadi retak miring (inclined crack) pada balok
Berdasarkan penelitian ACI dan ACSE bahwa : - Prosentase distribusi balok tanpa tulangan
Dowel action = 15-25%
- Beton pada daerah tekan yang tidak retak
= 20-40%
- Agregate Interlock dari permukaan beton
yang retak = 30-50%
#4
TIPE
TULANGAN GESER BALOK SNI 2847-2019
TIPE TULANGAN GESER YANG UMUM DIGUNAKAN PADA BETON NON PRATEGANG SESUAI SNI 2847 -2019
1. Tulangan Geser Vertikal
2. Tulangan geser welded wire fabric
3. Tulanagn geser spiral (umumnya pada kolom)
Jenis tulangan geser yang paling umum adalah tipe closed stirrup 135°
Berdasarkan SNI 2847-2019 Pasal 22.5.1.1 Hal. 482. Perhitungan kuat geser nominal (Vn) adalah penjumlahan kuat geser
beton (Vc) dengan kuat geser tulangan (Vs)
Jadi Vn = Vc + Vs
Syarat ØVn > Vu (Gaya geser yang terjadi)
PASTIKAN DIMENSI TULANGAN GESER
SESUAI RENCANA HITUNG NILAI
LUASAN TULANGAN GESER TENTUKAN JARAK
TULANGAN GESER (S)
HITUNG Vs RENCANA BERDASARKAN
KATEGORI
#4
PROSEDUR DESAIN TULANGAN GESER BALOK SNI 2847-2019
HITUNG NILAI KUAT GESER BETON
Vc TENTUKAN NILAI
GESER ULTIMATE
(Vu) KLASIFIKASI
NILAI Vu (Katagori 1 s/d 5) Analisa geser balok dibagi 2
daerah, 1. Daerah Tumpuan dan 2. Daerah Lapangan Nilai Vu diperoleh dari Analisa
struktur (lihat keterangan 1)
CEK SYARAT KEMAMPUAN
PENAMPANG
❶ ❷
❽
❸ ❹
❺ ❻ ❼
CEK
SYARAT KEKUATAN HITUNG KEMBALI Vs
TULANGAN AKTUAL
❾ ❿
Kuat Geser yang terjadi pada balok beton
Diambil nilai Vu terbesar
Terdapat 5 kategori untuk menentukan desain tulangan
geser (Lihat Keterang 2)
Analisa daerah tumpuan dan Lapangan
Umumnya Jarak Tulangan geser lapangan lebih
besar disbanding tumpuan
Analisa daerah tumpuan dan Lapangan
Diusahakan dimensi tulangan geser sama di
daerah tumpuan dan lapangan
Analisa daerah tumpuan dan Lapangan
Geser Nominal harus lebih
besar dari geser yang
terjadi. ØVn > Vu
KETERANGAN 1. BESARAN NILAI Vu
Berdasarkan SNI 2847-2019, Pasal 9.4.3.2 Hal. 182
Bahwa nilai Vu diambil sejarak d dari muka kolom
Nilai d adalah Tinggi efektif balok
Biasanya nilai Vu yang diperoleh langsung dari program merupakan nilai Vu pada As Kolom
Jadi perlu diinterpolasi linier atau
langsung dicari sejarak d pada program struktur
Daerah Tumpuan adalah ¼ L dan
Lapangan ½ L . L adalah jarak bersih balok
1/4 L 1/2 L 1/4 L
KETERANGAN 2. SYARAT DAN KATEGORI SESUAI BESARAN Vu, NILAI Ø = 0,75
KATEGORI – 1 KATEGORI – 2 KATEGORI – 3
Bila Vu : Vu < Ø Vc
Kategori ini secara teoritis balok tidak memerlukan tulangan geser.
Disarankan untuk balok H>600 menggunakan tulangan geser minimum Av,min
Bila Vu :
0,5 ØVc < Vu < Ø Vc
Kondisi ini sesuai SNI 2847 2019 Psl 9.6.3.3 Hal 192 dan psl 9.7.6.2.2 Hal.
202,
Bila Vu :
ØVc < Vu < Ø (Vc+Vsmin) Berlaku Vs, min dan As,min
* lihat di contoh perhitungan Berlaku :
Spasi Maksimum Tul. Geser : S < d / 2 < 600 mm
* lihat di contoh perhitungan
Berlaku :
Spasi Maksimum Tul. Geser : S < d / 2 < 600 mm
* lihat di contoh perhitungan
Lanjutan …
KETERANGAN 2. SYARAT DAN KATEGORI SESUAI BESARAN Vu, NILAI Ø = 0,75
KATEGORI – 4 KATEGORI – 5
Bila Vu :
Ø(Vc+Vsmin < Vu < Ø (Vc+1/3 akar Fc.bw.d)
Kondisi ini sesuai SNI 2847 2019 Psl 22.5.10.1 Hal 492 dan Psl 9.7.6.2.2 Hal. 202,
Bila Vu :
ØVc+1/3 akar Fc.bw.d) < Vu < Ø (Vc+2/3 akar Fc.bw.d)
Berlaku :
Spasi Maksimum Tul. Geser :
S < d / 2 < 600 mm
* lihat di contoh perhitungan
Berlaku :
Spasi Maksimum Tul. Geser :
S < d / 4 < 300 mm
* lihat di contoh perhitungan
PERENCANAAN TULANGAN GESER BALOK BETON BERTULANG
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 : bw = mm
h = mm
Tinggi efektif Balok d = mm
Tebal selimut beton (ts) : mm
Gaya geser Ultimate (Vu)
- Daerah Tumpuan (Vut) : N.mm
- Daerah Lapangan (Vul) : N.mm
PERTANYAAN :
Rencanakan tulangan geser balok tersebut PENYELESAIAN :
Langkah 1. Tentukan Nilai Vu
Vu Tumpuan → Vut = Nmm
Vu Lapangan Vul = Nmm
bisa didapat dari program struktur /statika Langkah 2. Hitung Kuat Geser Beton Vc
→ Vc = N
**Nilai λ = 1.00
Langkah 3. Cek Syarat Kemampuan Penampang
→ Vu = mm
= mm
**Nilai Vu Diambil nilai yang terbesar yaitu di daerah tumpuan
**Nilai Ø adalah faktor reduksi = 0.75 Memenuhi syarat
Hal ini berarti ukuran penampang balok sudah memenuhi persyaratan
Bila tidak maka penampang diperbesar 300
30 400 240 19 12
600 40
308,160
LANGKAH -LANGKAH PENYELESAIAN
308,160
550,305 202,500
202,500 538
150,284
308,160
Langkah 4. Klasifikasi nilai Vu - Analisa Daerah Tumpuan 1. Cek Kategori 1
Vu < 0.5 Ø Vc → Vut = N
0.5 Ø Vc = N
Vu < 0.5 Ø Vc
>
(Tidak memenuhi syarat) 2. Cek Kategori 2
0.5 Ø Vc < Vu < Ø Vc → Vut = N
0.5 Ø Vc = N
Ø Vc = N
0.5 Ø Vc < < Ø Vc
< >
(Tidak memenuhi syarat) 3. Cek Kategori 3
→ Ø Vc = N
Ø Vc < Vu < Ø (Vc + Vs min) Vut = N
Vs min = N
Ø (Vc + Vs min) = N
**Vs min = 0.062 akar fc. Bw.d Ø Vc < < Ø (Vc + Vsmin)
< >
(Tidak memenuhi syarat) 4. Cek Kategori 4
Ø (Vc + Vs min) = N
Ø (Vc + Vs min) < Vu < Ø (Vc + 1/3 akar fc. bw.d → Vut = N
Ø (Vc + 1/3 akar fc. bw.d = N
**Vs min = 0.062 akar fc. Bw.d Ø (Vc + Vs min) < < Ø (Vc + 1/3 akar fc. bw.d
< <
(memenuhi syarat)
Sehingga, untuk daerah tumpuan analisa geser masuk kategori 4
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan) Langkah 5. Hitung Vs rencana
- Analisa Daerah Tumpuan Pada kategori 4, nilai gaya geser dari tulangan :
Ø Vs = Vu - Ø Vc
Vs = Vu - Ø Vc / Ø → Vs = N
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan) 308,160
308,160
56,357
56,357
56,357
Vu 308,160
56,357
308,160 112,713
153,820 308,160
153,820
112,713
54,810
112,713
Vu 112,713
308,160
Vu 308,160
333,719 308,160
333,719
153,820
260,596 153,820
Langkah 6. Tentukan jarak tulangan geser - Analisa Daerah Tumpuan
s = d/2 < 600 mm → s = mm < 600 mm OK
Digunakan
Misal = mm
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan) Langkah 7. Hitung Nilai Luasan Tul. Geser
- Analisa Daerah Tumpuan Av = Vs . s
Fys . d → Av = mm2
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan) Langkah 8. Menentukan dimensi tulangan
- Analisa Daerah Tumpuan
Tulangan geser yang digunakan = 12 mm
Luas Tulangan 1/4*Π*D² → A = mm2
Menentukan jumlah kaki tulangan geser
n = A teoritis = Av As = = bh
A Aktual A Sehingga luasan aktual dapat dihitung
Av = x n
= mm2
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan) Langkah 9. Hitung kembali Vs aktual
- Analisa Daerah Tumpuan
Vs = Av.fys.d / s → Vs = N
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan)
Langkah 10. Cek Syarat Kekuatan - Analisa Daerah Tumpuan
Ø x Vn > Vu Dimana nilai :
Ø =
Vn = Vc + Vs → Vn = Nmm
Vc = Nmm maka :
Vc = Nmm >
Vu = Nmm > OK
(Tugas untuk hitung yang daerah lapangan) Jadi dapat disimpulkan
bahwa tulangan geser yang digunakan Daerah Tumpuan = 2 Ø 12 - 100
0.75
Ø x Vn Vu
331,649
308,160 442,199
113.04
1.785 2 113.04
269
201.825 100
150,284
291,914
308,160
226.08
291,914
