analisis dan perancangan balok_3

7/21/2019 Analisis Dan Perancangan Balok_3

1/9

1

1.

Analisis dan Perancangan Balok

a.

Balok Persegi

Gambar 4.3 Balok persegi tulangan tunggal

Blok tekan beton :

Cc= 0,85.fc.a.bw.............................................................. (4.9)

Tegangan baja tulangan :

Ts=As.fs ........................................................................... (4.10)

Momen yang berasal dari gaya-gaya luar (Mu) akan diimbangi oleh momen

dalam (Mn) yang berasal dari momen kopel antara blok tekan beton (Cc) dan

tegangan baja tulangan (Ts), sebagai berikut (Gambar 4.3.c) :

nu MM

= ......................................................................... (4.11a)

( )adCM

c

u = 21

......................................................... (4.11b)

( )adbafM

wc

u = 21850 ',

........................................ (4.11c)

dengan d adalah jarak titik berat tulangan tarik ke serat tekan terluar dari

beton dan faktor reduksi kekuatan () untuk lentur = 0,80.

Nilai tinggi blok tekan beton ekuivalen (a) bisa didapatkan secara trial,

kemudian dihitung nilai tinggi blok tekan beton total (c) :

1

ac= ............................................................................. (4.11d)

Setelah itu dilakukan pemeriksaan pada regangan baja tulangan yang

digunakan pada asumsi awal (Gambar 4.3.b) :

c

h

bw

As

(a) Penampang

beton tarik

diabaikan

s

cu

(b) Diagram Regangan

d

Ts

Cc

0,85.fc

agaris

netral

(c) Diagram Tegangan


2/9

2

cd

c

s

cu

= ..................................................................... (4.12a)

cus c

c-d = ................................................................... (4.12b)

fs=Es.s ........................................................................... (4.12c)

di mana pada kondisi leleh makafsfy, dan dalam perhitungan dipergunakan

fs=fy, denganfyadalah tegangan leleh baja tulangan.

Luas tulangan yang dibutuhkan (As) kemudian dapat dihitung :

Cc= Ts ............................................................................ (4.13a)

0,85.fc.a.bw=As.fs ........................................................... (4.13b)

s

wc

sf

bafA

.'..,850= ........................................................... (4.13c)

Adapun jumlah tulangan yang digunakan harus menjamin bahwa keruntuhan

under-reinforced (Dipohusodo, I., 1996) yang dapat memberikan tanda-

tanda keruntuhan awal dapat terjadi (beton runtuh lebih dahulu daripada baja

tulangan) maka jumlah tulangan dibatasi sebagai berikut :

dbff

'.f.,,A w

yy

cmakss

+=

600

600850750 1 ................... (4.14)

dengan :

1 = faktor tinggi blok tegangan ekuivalen, ditentukan sbb. :

= 0,85 (untukfc30 MPa)

= )( MPa30untuk6507

30050850 'f,

'f,, c

c >

sedangkan untuk menjamin agar balok tidak hancur secara tiba-tiba karena

tulangan yang kurang maka kebutuhan tulangan minimum diatur seperti

pada Persamaan 3.15adan Persamaan 3.15b .

Jika didapatkan keadaan di mana tulangan yang dibutuhkan melebihi

tulangan maksimum yang ditentukan (As>As maks), maka digunakan tulangan

rangkap dengan tulangan sisa (As - As maks) diperhitungkan sebagai kopel

dengan tulangan tekan (As).


3/9

3

Gambar 4.4 Balok persegi tulangan rangkap

Pada kondisi (I) :

Ts1= Cc ............................................................................ (4.15a)

As1.fy= 0,85.fc.a.bw ......................................................... (4.15b)

wc

ys

'.b.f,

fAa

850

1= .................................................................. (4.15c)

Mn1= Ts.(d .a) ............................................................ (4.15d)

=

wc

ys

ysn'.b.f,

fAdfAM

850

1

21

11 ................................. (4.15e)

Pada kondisi (II) :

Selisih momen :Mn2=MnMn1 ..................................... (4.16a)

Mn2= Ts2.(d d) ............................................................. (4.16b)

Mn2=As2.fs2.(d d) ......................................................... (4.16c)

( )d'd..fM

A'As

n

ss== 2

2

2 .................................................... (4.16d)

sehingga diperoleh :

tulangan tarik :As=As1+As2

tulangan tekan :As

(a) Penampangasli (b) Penampangtransformasi (c) DiagramRegangan

c

h

bw

As s

cu

d

Ts1

Cc

0,85.fc

a

As

=

As1 =As maks

s

d

As2

+

Asd

( I )

( II )

(d) DiagramTegangan

s

Ts2

Cs


4/9

4

yang selanjutnya dilakukan pemeriksaan pada tegangan baja tulangan (fs2)

terhadap tegangan leleh (fy) seperti sebelumnya pada Persamaan 4.12a

sampai Persamaan 4.12c .

b. Balok T

Pada balok jenis ini bisa dijumpai dua kondisi seperti berikut :

1) Garis netral ada pada bagian sayap penampang balok

2)

Garis netral ada pada bagian badan penampang balok

Gambar 4.5 Beberapa kondisi balok T

Balok T pada kondisi a) disebut sebagai balok T persegi, di mana

perancangannya dapat dianalogikan seperti perancangan balok persegi biasa

dengan lebar balok (b) sama dengan lebar efektif pelat sayap (beff).

Sedangkan balok T pada kondisi b) merupakan balok T murni dan

direncanakan benar-benar sebagai balok T.

Gambar 4.6 Balok T tulangan rangkap

(1) Garis netral pada bagian sayap (2) Garis netral pada bagian badan

beff

t

bw

As

As

=

As2

As1 As3

As

+ +

Ts1

Cc1t

d

Ts2

Cc2a

Ts3

Cs d

(a) Penampang

(b) Diagram Tegangan

(I) (II) (III)


5/9

5

Kondisi (I) :

Mn1= 0,85.fc.t.(beff bw).(d .t) .................................. (4.17a)

y

weffc

sf

bbt.'.f,A

=

8501

................................................. (4.17b)

Kondisi (II) :

Mn2=MnMn1 ................................................................ (4.18a)

Mn2= 0,85.fc.a.bw.(d .a) ............................................ (4.18b)

nilai a bisa didapatkan dengan cara iterasi (trial), yang selanjutnya

dicek lokasi garis netral :

1

ac= ............................................................................... (4.11d)

y

wcs

fa.b'.f,A = 8502 ......................................................... (4.19)

Persyaratan penampang daktail untuk kondisi (I) dan (II) :

( )

++=

y

weffcbc

ssmakssf

bb'.t..f,.b.a.f',,AAA

85085075021 ..... (4.20a)

dengan :

+=

y

bf

.da600

6001 ................................................................ (4.20b)

Jika persyaratan Persamaan 4.20atidak terpenuhi maka akan terjadi kondisi

(III) :

As2=As maks As1 ............................................................ (4.21a)

wc

ys

'.b.f,

fAa

850

2= .................................................................. (4.21b)

Mn2 =.As.fy.(d .a) ....................................................... (4.21c)

Mn3=Mn2Mn2............................................................... (4.21d)

( )d'd.fM

'AAy

n

ss

== 33 ...................................................... (4.21e)


6/9

6

Adapun batasan tulangan minimum untuk balok T adalah sama seperti pada

balok persegi biasa, sedangkan lebar efektif (beff) diambil sebagai nilai

terkecil dari :

1) x bentang balok

2)

bw+ 2(8 x tebal pelat)

3) bw+ 2( x jarak bersih antar balok yang bersebelahan)

c.

Penulangan geser balok

Gaya geser yang terjadi pada elemen struktur akan ditahan terutama oleh

beton, dan jika gaya geser luar yang bekerja melebihi kemampuan geser

beton maka sisa gaya geser yang terjadi akan dilimpahkan (ditahan) oleh

tulangan geser. Adapun perhitungan untuk penulangan geser meliputi

penentuan diameter tulangan yang dipakai serta jarak pemasangannya (spasi

tulangan geser).

Gaya geser luar maksimum yang terjadi :

Vu= .Vn ......................................................................... (4.22a)

Tahanan geser total yang dikembangkan elemen struktur :

Vn= Vc+ Vs ..................................................................... (4.22b)

Kemampuan beton menahan geser :

dbfV wcc ..'.61= ........................................................... (4.22c)

Jika terjadi keadaan di mana Vu ..Vc, maka harus dipasang tulangan

geser minimum sebagai berikut :

y

wminv

f

sbA

.=

3

1 ............................................................... (4.23a)

y

wcminv

f

sbfA

..'

= 120075 ................................................. (4.23b)

Tulangan geser minimum tersebut harus dipasang, kecualiuntuk :

1)

pelat dan fondasi telapak

2)

konstruksi pelat rusuk


7/9


8/9

8

2)

Untuk komponen struktur yang dicor secara monolit dengan pelat, lebar

bagian sayap penampang yang digunakan dalam menghitung Acpdanpcp

harus sesuai dengan persyaratan lebar efektif.

3) Pada struktur statis tak tentu di mana dapat terjadi pengurangan momen

puntir pada komponen strukturnya yang disebabkan oleh redistribusi

gaya-gaya dalam akibat adanya keretakan, momen puntir maksimum

dapat dikurangi menjadi :

a. Komponen struktur non-prategang

cp

cpc

up

AfT

2

3

'..................................................... (4.27)

b.

Komponen struktur non-prategang yang dibebani tarik/tekan aksial

'.

.'

cg

u

cp

cpc

ufA

P

p

AfT

31

3

2

+

.................................. (4.28)

4) Dimensi penampang melintang (solid) untuk kuat lentur puntir harus

memenuhi ketentuan berikut :

+

+

3

2

71

2

2

2'

..,

.

.

c

w

c

oh

hu

w

u f

db

V

A

pT

db

V .............. (4.29)

5) Kuat leleh rencana untuk tulangan puntir non-prategang tidak boleh

melebihi 400 MPa.

6) Tulangan untuk menahan puntir harus disediakan sebagai tambahan

terhadap tulangan yang diperlukan untuk menahan gaya-gaya geser,

lentur, dan aksial yang bekerja kombinasi dengan gaya puntir. Dalam hal

ini, persyaratan yang lebih ketat untuk spasi dan penempatan tulangan

harus dipenuhi.

7)

Tulangan puntir harus terdiri atas batang tulangan longitudinal dan salah

satu atau lebih dari hal-hal berikut :

a.

Sengkang tertutup atau sengkang ikat tertutup yang dipasang tegak

lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur, atau

b. Tulangan spiral pada balok non-prategang

8)

Tulangan sengkang puntir harus diangkur menggunakan kait standar

135odan dipasang di sekeliling tulangan longitudinal.


9/9

9

9)

Tulangan puntir longitudinal harus mempunyai panjang penyaluran yang

cukup di kedua ujungnya.

10)

Luas minimum tulangan puntir harus disediakan pada daerah di mana

momen puntir terfaktor melebihi nilai yang disyaratkan.

a.

Luas minimum tulangan sengkang tertutup harus dihitung dengan :

yv

wc

tvf

sbfAA

.

..'

1200

752 =+ ........................................... (4.30)

denganAv+2Attidak boleh kurang daripadayv

w

f

sb

3

1.

b. Luas minimum tulangan puntir longitudinal dihitung sesuai :

yl

yv

h

t

yl

cpc

minl, f

fp

s

A

f

AfA

=

.

'

12

5 ............................... (4.31)

dengans

At tidak boleh kurang daripadayv

w

f

b

.6.

analisis dan perancangan balok_3

Documents