perencanaan balok
Post on 16-Mar-2018
277 Views
Preview:
TRANSCRIPT
KELOMPOK 3 ACHMAD RIZCO
IQBAL ANUGRAH P
M RYANZA MUBA
YUSRINA LUTHFIANA
• Bagaimana distribusi tegangan blok beton
untuk balok dalam menerima beban!
Apakah yang dimaksud dengan wilayah
tarik dan tekan pada balok! Apa
pengaruhnya terhadap perencanaan
balok!
• Berikan gambaran model struktur dan
model beban yang akan anda analisis
untuk balok pada lantai 2 dan 3 serta ring
balk (fokus pada ring balk bagian tepi
bangunan)!
• Apakah fungsi tulangan tarik, tulangan tekan,
dan tulangan geser pada perencanaan balok?
Adakah pertimbangan tertentu yang dapat
dilakukan untuk menghilangkan salah satu
tulangan dalam perencanaan balok! Jelaskan
syarat-syaratnya!
• Apakah hasil perencanaan yang diberikan oleh
tim dinas PU merupakan hasil terbaik untuk
memenuhi syarat keamanan dan ekonomis
perencanaan? Berikan saran dan masukan
anda terkait model struktur yang telah anda
pelajari setelah penelaah anda terhadap denah
yang ada
OBJECTIVE
DISTRIBUSI TEGANGAN BALOK
DIAGRAM TEGANGAN BALOK
TARIK
TEKAN
Dari diagram kesetimbangan tegangan-regangan diatas bisa dilihat bahwasanya leleh atau
tidaknya tulangan (As) bisa dicek atau diketahui dari besarnya nilai (regangan) εs. Jika nilai εs
< εy maka tulangan belum leleh, tapi jika εs > εy maka tulangan sudah leleh.
Wilayah tarik pada balok adalah suatu
wilayah untuk menahan gaya – gaya
tarik pada serat balok bagian bawah / di
bawah garis netral penampang balok
Wilayah tekan pada balok adalah suatu
wilayah untuk menahan gaya – gaya
tekan pada serat balok bagian atas / di
atas garis netral penampang balok
Daerah Tarik
Daerah
Tekan
Tulangan tarik & tekan
PENAMPANG BALOK
BERTULANGAN SEIMBANG
KURANG LEBIH
b
c
d
c=0,003
y
As
Garis
netral
g.n penulangan kurang
g.n penulangan lebih
c<0,003
s< y
• Suatu penampang dikatakan bertulangan
seimbang (balance) apabila jumlah tulangan baja
tarik sedemikian sehingga letak garis netral pada
posisi di mana akan terjadi secara bersamaan
regangan luluh pada baja tarik dan regangan
tekan beton maksimum 0,003
• Bila penampang balok mengandung jumlah tulangan tarik lebihbanyak dari yang diperlukan untuk mencapai keseimbanganregangan, penampang balok dikatakan bertulangan lebih(overreinforced). Berlebihnya tulangan mengakibatkan garis netral bergeser ke bawah, beton
mencapai regangan maksimum 0,003 sebelum baja tarik mencapai luluh
Bila dibebani lebih besar lagi struktur akan mengalami kehancuran tiba-tiba(hancur getas)
• Bila suatu penampang mengandung jumlah tulangan tarik kurangdari yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan regangan, penampang disebut bertulangan kurang (underreinforced) Letak garis netral naik sedikit dibandingkan kondisi seimbang, baja tarik
mencapai regangan luluh sebelum beton mencapai regangan 0,003
Bertambahnya beban mengakibatkan tulangan memanjang. Keruntuhanstruktur terjadi secara perlahan yang didahului oleh terjadinya lendukanyang meningkat tajam (hancur daktail)
MODEL BEBAN DAN MODEL
STRUKTURBALOK LANTAI 2 DAN 3 SERTA RING BALK
MODEL BEBAN DAN MODEL STRUKTUR BALOK LANTAI
DEAD LOAD
Plat = 12 kN/𝑚3
Spesi = 0,63 kN/𝑚3
Instalasi + plafon = 0,43 kN/𝑚3
Lantai keramik = 0,2 kN/𝑚3 +
4,42 kN/𝑚3
LIVE LOAD
3,59 kN/𝑚3
qu plat 1 = 15,44 kN/m
qu plat 2 = 16,28 kN/m
q balok = 5,88 kN/m
q total =37,6 kN/m
M max = 95,175 kN.m
Beban atap = 15 kN
Beban balok = BJ beton x h balok
= 24 kN/𝑚2 x 0,3 m
= 7,2 kN/𝑚2
Kombinasi beban balok = 1,4D
= 1,4 (7,2)
= 10,08 kN/𝑚2 x 0,15 m
= 1,512 kN/m
Shear force diagramBending momen diagram
𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑀𝑈 = 29,304 + 7,655 = 37,6 𝑘𝑁.𝑚
MODEL BEBAN DAN MODEL STRUKTUR RING BALK (ANALISA)
Beban atap = 15 kN
Beban balok = BJ beton x h balok
= 24 kN/𝑚2 x 0,3 m
= 7,2 kN/𝑚2
Kombinasi beban balok = 1,4D
= 1,4 (7,2)
= 10,08 kN/𝑚2 x 0,15 m
= 1,512 kN/m
Shear force diagram
Bending momen diagram
𝑀𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑀𝑈 = 22,5 + 3,827 = 26,237 𝑘𝑁.𝑚
MODEL BEBAN DAN MODEL STRUKTUR RING BALK (PERENCANAAN ULANG)
FUNGSI TULANGAN DAN SYARAT
PERENCANAAN BALOK
FUNGSI TULANGAN
TULANGAN TARIK• Untuk menahan gaya – gaya tekan yang diterima oleh balok beton
TULANGAN TARIK• Untuk mencegah retak beton agar tidak melebar
• Untuk menahan gaya – gaya tarik yang diterima oleh balok beton
TULANGAN GESER• Untuk mencegah bertambahnya retak miring
• Untuk menahan gaya geser yang diterima oleh balok beton
• Untuk mengikat tulangan lentur (tarik & tekan) agar bisa saling mengikat
SYARAT PERENCANAAN BALOK
Dalam perencanaan balok, perlu diperhatikan beberapa hal
• Dimensi balok (SNI 2847:2013 pasal 9.5.2.2)
• Penulangan (SNI 2847:2013 pasal 7.1.1; 7.1.2; 7.1.3; 7.6; 7.7.1; 12.5.1)
• Pembebanan (SNI 2847:2013 pasal 9.2.1)
• Kekuatan desain (faktor reduksi) (SNI 2847:2013 pasal 9.3.2.1; 9.3.2.3)
• Kekuatan desain tulangan (SNI 2847:2013 pasal 9.4)
• Asumsi desain (SNI 2847:2013 pasal 10.2)
• Geser dan torsi (SNI 2847:2013 pasal 11.1.1; 11.1.3.1; 11.2.1.1; 11.4.5.1;
11.4.6.1)
• Dan beberapa peraturan yang ada di ACI dan telah dikonversikan ke MPa,
mm, dsb.
ANALISA PERENCANAAN BALOKLANTAI 2 DAN 3 SERTA RING BALK
ANALISIS PERENCANAAN BALOK LANTAI 2 DAN 3
• Data
h balok = 500 mm
b balok = 350 mm
h plat = 130 mm
𝑓𝑦 = 300 𝑀𝑃𝑎
𝑓𝑐′ = 25 𝑀𝑃𝑎
𝑞𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 = 37,6 𝑘𝑁/𝑚
𝑀𝑢 = 95,175 𝑘𝑁.𝑚
Tulangan tarik = 4D10 (𝐴𝑠= 314 𝑚𝑚2)
Tulangan tekan = 2D8 (𝐴𝑠′ = 101 𝑚𝑚2)
𝑑 = ℎ − 𝑃 − 𝐷𝑠 −1
2𝐷𝑡 = 447 𝑚𝑚
𝑑′ = 𝑝 + 𝐷𝑠 +1
2𝐷𝑡 = 53 𝑚𝑚
𝑎 =𝐴𝑠 . 𝑓𝑦
0,85 .𝑓𝑐′.𝑏
= 12,67 𝑚𝑚 (balok persegi karena a < h plat)
• Perhitungan
∅𝑀𝑛 = ∅ 𝐴𝑠 . 𝑓𝑦 𝑑 −𝑎
2+ 𝐴𝑠
′ . 𝑓𝑦 𝑑 − 𝑑′ = 48,131 𝑘𝑁.𝑚
𝑀𝑢 > ∅𝑀𝑛95,175 𝑘𝑁.𝑚 > 48,131 𝑘𝑁.𝑚 …𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘 𝑜𝑘
ANALISIS PERENCANAAN RING BALK• Data
h = 300 mm
b = 300 mm
𝑓𝑦 = 300 𝑀𝑃𝑎
𝑓𝑐′ = 25 𝑀𝑃𝑎
𝑞𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 = 3,024 𝑘𝑁/𝑚
Patap = 15 kN/m
𝑀𝑢 = 37,6 𝑘𝑁.𝑚
Tulangan tarik = 2D8 (𝐴𝑠= 101 𝑚𝑚2)
Tulangan tekan = 2D8 (𝐴𝑠′ = 101 𝑚𝑚2)
𝑑 = ℎ − 𝑃 − 𝐷𝑠 −1
2𝐷𝑡 = 248 𝑚𝑚
𝑑′ = 𝑝 + 𝐷𝑠 +1
2𝐷𝑡 = 52 𝑚𝑚
𝑎 =𝐴𝑠 . 𝑓𝑦
0,85 .𝑓𝑐′.𝑏
= 4,75 𝑚𝑚
• Perhitungan
∅𝑀𝑛 = ∅ 𝐴𝑠 . 𝑓𝑦 𝑑 −𝑎
2+ 𝐴𝑠
′ . 𝑓𝑦 𝑑 − 𝑑′ = 12,043 𝑘𝑁.𝑚
𝑀𝑢 > ∅𝑀𝑛95,175 𝑘𝑁.𝑚 > 12,043 𝑘𝑁.𝑚 …𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘 𝑜𝑘
PERENCANAAN ULANG BALOKLANTAI 2 DAN 3 SERTA RING BALK
REDESIGN BALOK LANTAI
Data:
• 𝑓𝑐′ = 25 𝑀𝑃𝑎
• 𝑓𝑦 = 300 𝑀𝑃𝑎
• ∅𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 = 0,9
• ∅𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 = 0,75
• L = 4500 mm
• P = 40 mm
• h balok = 400 mm
• b balok = 260 mm
• h plat = 130 mm
ℎ𝑚𝑖𝑛 =𝐿
160,4 +
𝑓𝑦
700
= 233,04 𝑚𝑚
𝑎 =𝜌 .𝑓𝑦 .𝑑
0,85 .𝑓𝑐′= 32,64 𝑚𝑚 digunakan balok persegi sebagai
perencanaan karena a < hplat
• Perhitungan tulangan tarik
2/3Mu = 63,45 kN.m
𝑑𝑒𝑓𝑒𝑘𝑡𝑖𝑓 = ℎ − 𝑝 − 𝐷𝑠 −1
2𝐷𝑡𝑢 = 342 mm
𝑅𝑛 =𝑀𝑢
∅𝑏𝑑2= 2,31
𝜌 =0,85𝑓𝑐′
𝑓𝑦1 − 1 −
2𝑅𝑛0,85𝑓𝑐′
= 0,0081
𝜌𝑚𝑖𝑛 =1,4
𝑓𝑦= 0,0046
𝜌𝑚𝑎𝑥 = 0,750,85.𝑓𝑐′.𝛽1
𝑓𝑦
600
600+𝑓𝑦= 0,034
𝜌𝑚𝑖𝑛 < 𝜌 < 𝜌𝑚𝑎𝑥
𝐴𝑠 = 𝜌 . 𝑏 . 𝑑 = 720,252 𝑚𝑚2
Tulangan tarik = 2D19 dan 1D14 (567 + 154) 721 𝑚𝑚2
𝑑𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 = ℎ − 𝑝 − 𝐷𝑠 −1
2𝐷𝑡𝑢 = 342,5 mm
Jarak antar tulangan=𝑏−2𝑃−2𝐷𝑠−3𝐷𝑡𝑢
𝑛= 112 𝑚𝑚
𝑎 =𝐴𝑠 . 𝑓𝑦
0,85 .𝑓𝑐′.𝑏
= 32,64 𝑚𝑚
∅𝑀𝑛1 = ∅𝐴𝑠 . 𝑓𝑦 𝑑 −𝑎
2= 63,497.𝑚
∅𝑀𝑛1 < 𝑀𝑢
Butuh tulangan tekan
• Perhitungan tulangan tekan
Mn tekan = 31,725 kNm
def’ = 53
d = 342,5
Mn = As . Fy (d – d’)
As = 371,704 𝑚𝑚2
Pilih tulangan
2D13 + 1D12 (265 + 113,1) = 378,5 𝑚𝑚2
Jarak antar tulangan =𝑏−2𝑃−2𝐷𝑠
𝑛= 126 𝑚𝑚
n = 2 (spasi)
X/n = 65 mm
d’ aktual = p + dseng + ½ D13 = 54,5
d’aktual < d’ef
Mn = As . Fy (d-d’)
Mn = 32,65
Mn aktual > Mn rencana
32,65 + 63,497 > 95,175
96,147 > 95,175
h = 400mm
b = 260mm
d = h-p
= 400-40
= 360mm
Smax = d/2 = 180 mm diambil S = 150 mm
Avmin = 0,062√𝑓𝑐′𝑏𝑤 . 𝑠
𝑓𝑦𝑡
= 40,3 m𝑚2
Asumsi D8
Av = 50,3 m𝑚2
2Av = 100,6 m𝑚2
Steoritis = 𝐴𝑣 .𝑓𝑦𝑡 .𝑑
𝑉𝑠
= 208,82 mm
S = 3𝐴𝑣 .𝑓𝑦𝑡
𝑏𝑤
= 348,23 mm
X = 360 mm
Vx = Va – qx
= 84,6 – 37,6 (0,36)
= 71,064 kN
Vx = Vu
∅𝑉𝑐 = 64,084
∅𝑣𝑐
2= 32,042
32,042 = 84,6 – 37,6 x
X = 1,398
Vu = ∅𝑉𝑐 + ∅𝑉𝑠Vs = 52, 0293 kN
S = 150mm (s< d/2)
Vs < 1/3 𝑓𝑐′. 𝑏𝑤 . 𝑑
52,0293 < 170 , 89 kN
360
X1 = 0 – 1,398
D10 – 150
As = 524 m𝑚2
X2 = 1,398 – 3,102
D10 – 200
As = 393 m𝑚2
X3 = 3,102 – 4,5
D10 – 150
As = 52 m𝑚2
• Pembengkokan tulangan tarik
Pembengkokan tulangan sebesar 180°,Panjang tulangan setelah pembengkokan = 4𝑑𝑏 =4 19 = 76 𝑚𝑚
• Pembengkokan tulangan tekan
Pembengkokan tulangan sebesar 180°,Panjang tulangan setelah pembengkokan = 4𝑑𝑏 =4 13 = 52 𝑚𝑚
Detail Penulangan 2D19
REDESIGN RING-BALK
Data:
• 𝑓𝑐′ = 25 𝑀𝑃𝑎
• 𝑓𝑦 = 300 𝑀𝑃𝑎
• ∅𝑏𝑎𝑙𝑜𝑘 = 0,9
• ∅𝑔𝑒𝑠𝑒𝑟 = 0,75
• L = 4500 mm
• P = 40 mm
• D tulangan utama = D16 (16mm)
• D sengkang = D8 (8mm)
• h balok = 300 mm
• b balok = 200 mm
• Beban atap = 15 kN
Cek h min. balok
ℎ𝑚𝑖𝑛 =𝐿
160,4 +
𝑓𝑦700
= 208,93 𝑚𝑚
Berarti, h balok dapat digunakan karena memenuhisyarat SNI.
Mu = 26,327 kN.m
𝑑𝑒𝑓𝑒𝑘𝑡𝑖𝑓 = ℎ − 𝑝 − 𝐷𝑠 −1
2𝐷𝑡𝑢 = 244 mm
𝑅𝑛 =𝑀𝑢
∅𝑏𝑑2= 2,46
𝜌 =0,85𝑓𝑐′
𝑓𝑦1 − 1 −
2𝑅𝑛0,85𝑓𝑐′
= 0,0087
𝜌𝑚𝑖𝑛 =1,4
𝑓𝑦= 0,0046
𝜌𝑚𝑎𝑥 = 0,750,85. 𝑓𝑐′. 𝛽1
𝑓𝑦
600
600 + 𝑓𝑦= 0,03
𝜌𝑚𝑖𝑛 < 𝜌 < 𝜌𝑚𝑎𝑥
𝐴𝑠 = 𝜌 . 𝑏 . 𝑑 = 424,56 𝑚𝑚2
Tulangan tarik = 3D14 (𝐴𝑠 = 462 𝑚𝑚2); 𝑛 = 2
𝑑𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 = ℎ − 𝑝 − 𝐷𝑠 −1
2𝐷𝑡𝑢 = 245 mm
Jarak antar tulangan=𝑏−2𝑃−2𝐷𝑠−3𝐷𝑡𝑢
𝑛= 31 𝑚𝑚
𝑎 =𝐴𝑠 . 𝑓𝑦
0,85 .𝑓𝑐′.𝑏
= 32,61 𝑚𝑚
∅𝑀𝑛1 = ∅𝐴𝑠 . 𝑓𝑦 𝑑 −𝑎
2= 28,527 𝑘𝑁.𝑚
∅𝑀𝑛1 > 𝑀𝑢
Karena ∅𝑀𝑛1 > 𝑀𝑢
Maka digunakan tulangan dengan diameter terkecil.
Tulangan tekan = 2D10 𝐴𝑠 = 157 𝑚𝑚2 ; 𝑛 = 1
𝑑′𝑎𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 = 𝑃 + 𝐷𝑠 +1
2𝐷𝑡𝑢 = 53 𝑚𝑚
Jarak antar tulangan=𝑏−2𝑃−2𝐷𝑠−3𝐷𝑡𝑢
𝑛= 84 𝑚𝑚
∅𝑀𝑛2 = ∅𝐴′𝑠 . 𝑓𝑦 𝑑 − 𝑑′ = 8,139 𝑘𝑁.𝑚
𝑀𝑛 = ∅𝑀𝑛1 + ∅𝑀𝑛2 = 36,67 𝑘𝑁.𝑚
• Pembengkokan tulangan tarik
Pembengkokan tulangan sebesar 180°,Panjang tulangan setelah pembengkokan = 4𝑑𝑏 =4 14 = 56 𝑚𝑚
• Pembengkokan tulangan tekan
Pembengkokan tulangan sebesar 180°,Panjang tulangan setelah pembengkokan = 4𝑑𝑏 =4 10 = 40 𝑚𝑚
𝑑 = ℎ − 𝑃 = 260 𝑚𝑚
𝑉𝑢𝑚𝑎𝑥 = 18,402 𝑘𝑁
𝑉𝑢𝑑 = 𝑉𝑢1,5 +1,5 − 𝑑
1,5𝑉𝑢𝑚𝑎𝑥 − 𝑉𝑢1,5 = 18,009 𝑘𝑁
∅𝑉𝑐 = ∅0,17 𝑓𝑐′. 𝑏𝑤 . 𝑑 = 33,150 𝑘𝑁
𝑽𝒖𝒅 >𝟏
𝟐∅𝑽𝒄 tetapi 𝑽𝒖𝒅 < ∅𝑽𝒄, maka tulangan yang diperlukan adalah
tulangan dengan diameter minimum dan jarak terjauh.
Tulangan geser= D8; Av = 2As = 0,01006 𝑚𝑚2
𝑠 =𝑑
2= 130 𝑚𝑚
Jadi, tulangan geser yang digunakan D8-130mm
Detail penulangan balok
245
53
top related