STRUKTUR BETON BERTULANG

(1)

STRUKTUR BETON

BERTULANG

SIPL31404 | 4 SKS | Semester IV | Minggu 2 – 2

“PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL (LANJUTAN) ”

Prof. Dr. Ir. AM. Ade Lisantono, M.Eng.

Henda Febrian Egatama, S.T., M.Eng.

(2)

OUTLINE

Pertemuan 2 - 2

1. REVIEW METODE PERENCANAAN KEKUATAN

2. PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

“PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL-2” | Minggu 2-2

(3)

(REVIEW)

• Kekuatan Desain > Kekuatan Perlu

• (Mis. ɸ Mn > Mu )

Loads: DL, LL, WL, E, …

Internal Forces, Mis. M_DL, M_LL, M_WL, M_E

Kekuatan Perlu

Mis. M_U = 1,2M_D + 1,6 M_L Analisis Struktur

Dimensi Penampang &

Mutu Material; f_c’, f_y

Kekuatan Nominal Mis. M_n

Kekuatan Desain

Mis. M_d = 0,9 M_n

Faktor reduksi, ɸ

Perhitungan kekuatan penampang

>

Faktor pembebanan

(4)

PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL Langkah-langkah perancangan balok

bertulangan tunggal:

1. Menetapkan asumsi awal dimensi balok; b, h, d

• Perkiraan tinggi balok (h) berdasarkan

bentang yang dibutuhkan dapat dilihat pada gambar (pembulatan ke kelipatan 50 mm di atasnya)

• Perkiraan lebar balok (b): 0,5h < b < 0,75h (pembulatan ke kelipatan 50 mm di atasnya)

“ANALISIS BALOK BERTULANGAN TUNGGAL” | Minggu 1-2

“PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL” | Minggu 1-2

L

h > L/12

h > L/15

h > L/(6  7)

(5)

PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

Langkah-langkah perancangan balok bertulangan tunggal:

2. Melakukan analisis pembebanan hingga mendapatkan nilai M

u

• Melakukan analisis struktur (menghitung reaksi-reaksi dan gaya-gaya dalam) balok dengan input beban terfaktor (qu) yang tergantung pada jenis pembebanan.

Misal: qu= 1,2qDL + 1,6 qLL

• Dengan cara perhitungan di atas, maka gaya-gaya dalam yang dihasilkan sudah merupakan gaya/beban terfaktor (misal. Mu

artinya momen lentur terfaktor)

L2 L1

q_u = 1,2 q_DL + 1,6 q_LL

(tergantung jenis faktor pembebanan) A

B D C

BMD (kNm) M_u^(-)

M_u⁽⁺⁾

Sisi tertarik

Deformasi

q_DL

B D C

q_LL A

(6)

PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

Langkah-langkah perancangan balok bertulangan tunggal:

3. Menyamakan nilai M

n

dengan M

d

= M

u

/ɸ dengan mengasumsikan ɸ = 0,9 (tulangan terkendali tarik) dan tulangan telah leleh.

Kekuatan Perlu

Mis. M_U = 1,2M_D + 1,6 M_L

Kekuatan Desain

Mis. M_d = 0,9 M_n

>

(7)

4. Menghitung nilai a dan c dengan persamaan momen nominal.

PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

�_�=0,85 � _�^′ � �(^�⁻ ^�2 )

�_�=0,85 � _�^′ � � �− 0,85 � _�^′ �²� 2

(

^0,852^� ^�^′ ^�

)

^�²⁻⁽^0,85 ^� ^′^�^{� �}⁾ ^�+^�_�⁼⁰

Nilai dapat dihitung dengan penyelesaian persamaan kuadrat.

�= �

�₁ ; dengan β₁ ditentukan berdasarkan f_c’ yang digunakan

(8)

5. Mengecek regangan tulangan; kelelehan, syarat regangan minimum, dan asumsi faktor reduksi (

Jika asumsi sudah benar, hitung .

6. Menghitung kebutuhan tulangan ()dari persamaan kesetimbangan gaya

• PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

�_�=0,003(�−�)

�

�_�=�_�

0,85 � _�^′ ��=�_�_.�� _�

�_�_._��= 0,85 � _�^′ � �

� _�

(9)

7. Menghitung tulangan yang akan dipasang, A_s.use

dengan menetapkan diameter tulangan (misal. Dtul = 19 mm), diperoleh nilai n (jumlah tulangan).

8. Kontrol kebutuhan luas tulangan (cek As.max > As.use > As.min)

PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

�_�_._��₁=0,25

√

^�^�^′

� _� � �

�_�_._��2=1,4

� _� � �

�_�_._��=��(^��.��1; �_�_.��₂)

…..?

�_�_._��=� �(^���)²

4 ≥ �_�_.��

�_�_._��≤ �_�_._��= 0,36 �₁ � ^′_�� �

� _�

Jika As.use > As.max maka balok harus dirancang dengan tulangan rangkap

(10)

Sebuah balok dalam suatu gedung memikul momen akibat beban mati 50 kNm dan beban hidup 10 kNm. Ditetapkan asumsi awal dimensi balok 200/450. Mutu beton yang digunakan adalah f_c’ = 30 MPa dan baja tulangan fy=390 MPa (kelas BjTS 40). Hitunglah penulangan balok jika tersedia tulangan dengan diameter 13 dan 19 mm!

Jawab:

1. Penetapan asumsi awal dimensi balok

Nilai b dan d sudah ditetapkan, sehingga tinggal mencari nilai d.

Selimut beton (cc) = 40 mm dan asumsi jarak dari selimut beton atas ke tulangan adalah 20 mm.

CONTOH SOAL PERANCANGAN BALOK BERTULANGAN TUNGGAL

�=h −�_�−20=450−40−20=390��

200

450 390

(11)

2. Analisis pembebanan

3. Menghitung momen nominal (kapasitas) yang dibutuhkan untuk menahan M_u

�_�₁=1,4 �_�=1,4×50=70��

�_�₂=1, 2�_�+1,6 �_�=1,2×50+1,6×10=76��

�_�=����

��= �_�

∅ = 76

0,9=84.44��=8,44×10⁷ ��

(12)

4. Menghitung nilai a dan c dengan persamaan momen nominal.

�_�=0,85 � _�^′ � �(^�⁻ ^�2 )

�_�=0,85 � _�^′ � � �− 0,85 � _�^′ �²� 2

(

^0,852^� ^�^′ ^�

)

^�²⁻⁽^0,85 ^� ^′^�^{� �}⁾ ^�+^�_�⁼⁰

(

^0,85^×³⁰2 ^×²⁰⁰

)

^�²⁻⁽^0,85^×³⁰^×²⁰⁰^×³⁹⁰⁾ ^�+^8,44^×¹⁰⁷⁼⁰

2550�²−1,99×10⁶�+8,44×10⁷=0

(13)

4. Menghitung nilai a dan c dengan persamaan momen nominal.

…. (lanjutan)

dengan penyelesaian persamaan kuadrat diperoleh .

•

�= �

�₁= 45.01

0,84 =53,58��

�₁=0,85 − 0,05(30−28)

7 =0,84

(14)

5. Mengecek regangan tulangan

6. Menghitung A_sdari persamaan gaya tekan dan tarik

�_�=0,003(�−�)

� =0,003 (390−53,58)

53,58 =0,019   penampang terkendali tarik (

�_�=�_�

0,85 � _�^′ ��=�_�_.�� _�

�_�_._��= 0,85 � _�^′ � �

� _�= 0,85 × 30× 45.01× 200

390 =588,59 ��²

 regangan minimum terpenuhi

 Tulangan leleh ()

(15)

7. Menghitung tulangan yang akan dipasang, A_s.use

ditetapkan untuk menggunakan tulangan D_tul = 19 mm.

Digunakan 3D19 

�_�_._��=� � (^���)²

4 ≥ �_�_.��

� � (19 )²

4 ≥ 588,59

� ≥ 2,08 ≈ 3

�_�_._��=� � (^���)²

4 =3 �(19)²

4 =��,��²

(16)

8. Kontrol kebutuhan luas tulangan (cek A_s.max> A_s > A_s.min)

�_�_._��₁=0,25

√

^� ^�^′

� _� � �=0,25√³⁰

390 ×200×390=273,86 ��²

�_�_._��₂=1,4

� _� � �= 1,4

390 ×200×390=280��²

�_�_._��=850,59 ��²≤ �_� _.��=1814,4 ��²

�_�_._��=850,59 ��²≥ �_� _.��=280��²

�_�_._��=0,36 �₁ � _�^′ � �

� _� = 0,36×0,84×30×200×390

390 =1814,4��²

(17)

9. Gambar sketsa rencana balok dan pendetailan tulangan Cek spasi minimum tulangan

Jika tulangan dirangkai dalam 1 lapis maka

Spasi minimum tulangan tidak terpenuhi, Dicoba dengan susunan 2 lapis tulangan menggunakan tulangan D13.

•

200 450 390

3D19

(18)

9. Gambar sketsa rencana balok dan pendetailan tulangan Cek spasi minimum tulangan

Diperoleh penulangan 5D13 (2 di atas, 3 di bawah) maka

Cek spasi maksimum tulangan

Karena

•

d₂

d*

(19)

10. Menghitung kapasitas lentur (momen nominal) balok Cek tulangan terdalam apakah sudah leleh

 Tulangan sudah leleh dan penampang terkendali tarik (

Titik berat tulangan yang baru

•

d₂

d*

(20)

10. Mengecek kapasitas lentur (momen nominal) balok

Balok mampu menahan momen ultimit.

•

d₂

d*

(21)

Sebuah balok dalam suatu gedung memikul beban mati (q_DL) yang terdiri dari berat sendiri balok (silakan dihitung) dan beban pelat + finishing sebesar 10,xx kN/m. Beban hidup (q_LL) sebesar 7,xx kN/m. Mutu beton yang digunakan adalah f_c’ = 25 MPa dan baja tulangan f_y=390 MPa (kelas BjTS 40). Hitunglah dimensi dan penulangan balok jika tersedia tulangan dengan diameter 19 mm untuk tulangan longitudinal dan diameter 8 mm untuk tulangan sengkang.

NB: xx adalah 2 digit terakhir dari NPM saudara.

Kerjakan dg tulis tangan pd kertas HVS Polos ukuran A4, dg diberi Nama, NPM, Kelas, TUGAS # 1. Kmdn buat dlm PDF dg nama file: NAMA-NPM-KELAS-TUGAS # 1. Slth itu diunggah di Situs Kuliah paling lambat Jumat, 4 Maret 2022 pk 18:00 WIB.

TUGAS # 1 (Untuk mendukung CPMK 1)

5 m 2 m

q_{DL &}q_LL

(22)