bab 3. balok portal beton

PERHITUNGAN BALOK INDUK

PERHITUNGAN BALOK INDUK

Pembebanan Balok Induk Lantai 8 (Atap)

Beban Mati Berat sendiri plat = (2,5 m x 2) x 0,10 m x 2400kg/m3= 1200 kg/m Asphalt sheet = (2,5 m x 2) x 0,02 x14 kg/m2= 1,4 kg/mBeban air hujan = (2,5 m x 2) x 0,02 m x1000 kg/m3= 100 kg/mEternit & Penggantung =(2,5 m x 2) (()+11) = 125 kg/m

Berat instalasi listrik = (2,5 m x 2) x 15 kg/m3 = 75 kg/m

Berat instalasi air = (2,5 m x 2) x 25 kg/m3

= 125 kg/m = 1626,4 kg/m

= 1,114 kip/ftBerat balok anak = =

= 0,0525 kip/ft +

qD = 1,1665 kip/ftBeban Hidup

Beban hidup (qL) = (2,5 m x 2) . 250 kg/m2 = 1250 kg/m

= 0,8561 kip/ft Beban Terfaktor (qU) qU = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2. 1,114 + 1,6 . 0,8561

= 2,7066 kip/ft

Lantai 1 - 7 Berat pelat = (2,5 m x 2) x 0,12 m x 2400 kg/m3 = 1440 kg/m

Spesi

= (2,5 m x 2) x 0,02 m x 2100 kg/m3 = 210 kg/m

Berat keramik

= (2,5 m x 2) x 0,01 m x 1700 kg/m3 = 85 kg/m

Berat pasir

= (2,5 m x 2) x 0,02 m x 1600 kg/m3 = 160 kg/m

Berat Plafond & penggantung=(2,5 m x 2) x 25 kg/m2 = 125 kg/m

Berat instalasi listrik = (2,5 m x 2) x 15 kg/m3 = 75 kg/m

Berat instalasi air = (2,5 m x 2) x 25 kg/m3

= 125 kg/m

Berat partisi = (2,5 m x 2) x 101,938 kg/m2 = 509,69 kg/m +

qd = 2729,69 kg/m

= 1,8696 kip/fitBerat balok anak = =

= 0,0525 kip/ft +

qd= 1,9221 kip/ftBeban Hidup (ql )Beban hidup= (2,5 m x 2) . 250 kg/m2 = 1250 kg/m

= 0,8561 kip/ftBeban Terfaktor(qU)

qU = 1,2 qD + 1,6 qL

= 1,2. 1,9221 + 1,6 . 0,8561 = 3,6761 kip/ft

Pembebanan akibat beban anginh= 28 m

= 91,84 ft

y= (h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6 + h7 + h8)

= (4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4)

= 14 m

= 45,92 ft

Kecepatan angin= 60 km/jam = 16,667 m/dt

P=

=

= 17,36 kg/m2 < 25 kg/m2Diambil beban minimum = 25 kg/m2 = 5,22128 x 10-3 kip/ft2Koefisien angin tekan = 0,9

Jarak portal = 10 m = 32,8 ft

qw= Jarak portal x P

= 32,8 x 5,22128.10-3

= 0,1713 kip/ft

Mw1 = qw . y. h2 Mw2 = W1.h1 + W2.h2 + W3.h3 + W4.h4 + W5.h5 + W6.h6 + W7.h7 + W8.h8Mw1 = Mw2qw . y. h = W1.h1 + W2.h2 + W3.h3 + W4.h4 + W5.h5 + W6.h6 + W7.h7 + W8.h8Wi=

Mw1 = qw . h2=. 1/2. 0,1713.91,842 = 722,422 kip fth2= h12 + h22 + h32 + h42 +h52 + h62 + h72 + h82

= 13,122 + 26,242 + 39,362 + 52,482 + 65,62 + 78,722 + 91,842 + 104,962

= 35115,418 ftDidapat

W1= 0,2699 kip

W2= 0,5398 kip

W3= 0,8097 kip

W4= 1,0796 kip

W5= 1,3496 kip

W6= 1,6194kip

W7= 1,8894 kip

W8= 2,1593 kip

PRA DESIGN BALOK 25-26 ( BALOK INDUK ATAP)Dimensi untuk semua balok atap dianggap sama, tumpuan dianggap sebagai jepit-jepit.qu = 2,7066 kip/ft

Karena ada beban aksial berupa beban angin sebesar W8 = 2,1593 kip dan beban lateral sebesar qu= 2,7696 kip/ft maka balok dianggap sebagai balok-kolom.

W8Sebagai balokM tumpuan = 1/12 . qu . L2

= 1/12 . 2,7066. 32,82

= 242,656 kip.ft

M lapangan= 1/24 . qu . L2

= 1/24. 2,7066. 32,82

= 121,328 kip.ft

Mu= 242,656 kip.ft

Lb= 32,8 ft

Dari nilai Mu max yang diperoleh, dan Lb dapat dilihat dalam grafik LRFD 4-135 Profil yang memenuhi adalah W 14 x 74 dengan Ag = 21,8 in2Sebagai kolomAg = P/ Fy = 2,1593 / 36 = 0,0599 in2Diperoleh porofil W 6x 9 dengan Ag = 2,68 in2

Ag total = Ag W 14 x 74 + Ag W 6 x 9

= 21,8 + 2,68

= 24,48 in2Diperoleh porofil W 14x 109 dengan Ag = 32 in2

PRA DESIGN BALOK 22-23 ( BALOK INDUK LANTAI)Dimensi untuk semua balok lantai dianggap sama, tumpuan dianggap sebagai jepit-jepit.qu = 3,6761 kip/ft

Karena ada beban aksial berupa beban angin sebesar W7 =1,8894 kip dan beban lateral sebesar qu=3,6761 kip/ft maka balok dianggap sebagai balok-kolom

Sebagai balokM tumpuan = 1/12 . qu . L2

= 1/12 . 3,6761 . 32,82

= 329,575 kip.ft

M lapangann= 1/24 . qu . L2

= 1/24. 3,6761 . 32,82

= 164,787 kip.ft

Mu= 329,575 kip.ft

Lb= 32,8 ft

Dari nilai Mu max yang diperoleh, dan Lb dapat dilihat dalam grafik LRFD 4-129 Profil yang memenuhi adalah W 14 x 82 dengan Ag = 24,1 in2

Sebagai kolom

Ag = P/ Fy = 1,8894 / 36 = 0,0525 in2Diperoleh porofil W 6x 9 dengan Ag = 2,68 inAg total = Ag W 14 x 82 + Ag W 6 x 9

= 24,1 + 2,68

= 26,78 in2Diperoleh porofil W 14 x 120 dengan Ag = 35,3 inPRA DESIGN UNTUK KOLOM)

Daerah pembebanan kolom

1. Kolom ( K8 = K7 )

Pd = {(1 atap+1plat lantai) x 5m x10m}+3x{(B.anak x 5m)+(B.induk x10m)}+1{(5 + 10)m x dinding}= [(x 5 x10)]+(2x3x(B.anak x 5m))+(B.induk x10m)}+1{(5 + 10)m

x dinding}

=[(0,5967) x16,404 x 32,81] +[2x3x(0,035x16,4)] +[(0,068x32,8)+(0,076x32,8)]+ [1x(16,4+32,8)} x 0,699]

= 363,711 kip

Pl= ( 1 plat atap + 1 plat lantai) x ( 5m ) x ( 10m )

= x 5 x 10

= ( 0,3425 ) x 16,4 x 32.8

= 184,238 kip

Pu= 1.2 Pd + 1.6 Pl

= (1.2) (363,711) + (1.6) (184,238)

= 731,234 kip

Mu= M.balok + M. angin = M. balok + ( W8 x h7 )

= 242,656 + (2,1593x 13,12)

= 370,697 kip.ft

= 3248,364 kip.ina. Akibat beban aksial

Ag= = = 20,31 in2

profil W12x72

Ag= 21,1 in2

Zx= 108 in3b. Akibat momen

Zx= = = 90,232 in3

profil W12x72

Ag= 21,1 in2

Zx= 108 in3Ag total= 40,2 in2

dipakai profil W14x145Zx total= 204,8 in3

Ag = 42,7 in2

Zx = 260 in3

Wt = 145 lb/ft2. Kolom (K6=K5=K4)

Pd= {(1 atap+ 4 plat lantai) x 5m x10m}+5x{(B.anak x 5m)+(B.induk x10m)}+4{(5 + 10)m x dinding}= [(x 5 x10)]+[5x3x(B.anak x 5m)]+(B.induk x10m)+[4(5 +10)m x dinding]

=[(1,718) x16,4 x 32,8] +[5x3x(0,035x16,4) ]+[(0,068x32,8)+4x(0,076x32,8)]+ [4x(16,4+32,8) x 0,699]= 1082,521 kip


= x 5 x 10

= ( 0,8563 ) x 16,4 x 32.8

= 460,621 kip

Pu= 1,2 Pd + 1,6 Pl

= (1.2) (1082,521) + (1.6) (460,621 )

= 2036,019 kip


= 242,656 + (1,6194 x 13,12)

= 263,903 kip.ft


Ag= = = 56,556 in2

profil W12x210

Ag= 61,8 in2


Zx= = = 87,968 in3

profil W12x65

Ag= 19,1 in2

Zx= 96,8 in3Ag total= 80,9 in2

dipakai profil W14x283Zx total= 444,8 in3

Ag = 83,3 in2

Zx = 542 in3

Wt = 283 lb/ft

3. Kolom (K3=K2=K1)

Pd= {(1 atap+ 7 plat lantai) x 5m x10m}+8x3x{(B.anak x 5m)+(B.induk x10m)}+7{(5 + 10)m x dinding}= [(x 5 x10)]+[8x3x(B.anak x 5m)]+(B.induk x10m)+7(5 + 10)m x dinding

= [(2,8402) x16,4 x32,8] +[8x3x(0,035x16,4)] +[(0,068x32,8)+7x(0,076x32,8)] +[7x(16,4+32,8)x0,699]= 1801,99 kip


= x 5 x 10

= 1,37 x 16,40 x 32,8

= 736,95 kip

Pu= 1.2 Pd + 1.6 Pl

= (1.2) (1801,99) + (1.6) (736,95 )

= 3341,508 kip


= 242,656 + (0,8097 x 13,12)

= 353,279 kip.ft


Ag= = = 92,819 in2

profil W14x342

Ag= 101 in2


Zx= = = 84,43 in3

profil W12x72

Ag= 21,1 in2

Zx= 108 in3Ag total= 122,1 in2

dipakai profil W14x426Zx total= 780 in3

Ag = 125 in2

Zx = 869 in3

Wt = 426 lb/ftBEBAN GEMPA

Berat Lantai 8 (Atap)

Beban Mati :

WDa=x Luas bangunan

= x 20 x 50 =325280 kg

Beban Hidup

WLa=x Luas bangunan

= x 20 x 50 =250000 kg Wtot= WD + WL

= 325280+ 250000

= 575280 kg

Berat masing masing Lantai 1-7

Beban Mati :

WDi=x Luas bangunan

= x 20 x 50 = 444000 kg

Beban Hidup

WLi=x Luas bangunan

= x 20 x 50 = 250000 kg Wtot= WD + WL

= 444000+ 250000

= 694000 kg

Berat Total Bangunan

Wtot= W1 + W2 + W3 + W4 + W5 + W6 + W7 + W8

=694000+694000+694000+694000+694000+694000+694000+575280

= 5433280 kg Faktor Reduksi Gempa

Nilai faktor reduksi gempa (R) sebesar 8,5 (daktail penuh)

( tabel 2 hal 10 SNI 03-1726-2002 )

Waktu Getar AlamiRumus empiris memakai metode A dari UBC section 1630.2.2

Tawal= 0,085 x H0,75

= 0,085 x (36)0,75

= 1,24924 detikKontrol pembatasan T sesuai pasal 5.6 SNI 03-1726-2002 hlm. 27

Kontrol, T1 < . n

T1 < 0,17 x 8

T1 < 1,36 detik, maka T1 diambil 1,24924 detik

V 0,8 V1

( wilayah gempa 3, jenis tanah keras )

Dari grafik respon spektrum gempa rencana dengan waktu getar alami T1 = 1,24924 detik diperoleh Ci = 0,184 (letak bangunan pada wilayah gempa 3 dan jenis tanah keras)

Beban Geser Dinamik Ekuivalen (V)

= 11761,453 kg = 11,761 ton

V 0,8 V1

0,8 x 11,761

.......

Beban Gempa Dinamik Ekuivalen (Fi)

Tabel. Beban Gempa Nominal Statik Ekuivalen (Fi)

TingkatZi(m)Wi(ton)Wi x Zi(ton.m)Fix (100%)

(ton)Fiy (70%)

(ton)

832575,28018408,960,68510,4796

7281269,28035539,841,32260,9258

6241963,28047118,721,75351,2275

5202657,28053145,61,97781,3845

4163351,28053620,481,99551,3969

3124045,28048543,361,80661,2646

284739,28037914,241,41090,9876

145433,28021733,120,80880,5662

316024,32

Kontrol Waktu Getar Alami Fundamental

Dengan menggunakan SAP didapat :

d1= 0,0015 md2= 0,0040 m

d3= 0,0073 m

d4= 0,01 m

d5= 0,015 m

d6= 0,018 m

d7= 0,02 m

d8= 0,019 mTabel. Waktu getar alami fundamental dalam arah x

TingkatWi

(ton)di

(m)di2

(m)Wi x di2(tm2)FixFi x di

857,59930,0190,000360,02081,483417700,0282

7154,02270,020,000400,06163,470875520,0694

6250,44610,0180,000320,08114,837509040,0871

5346,86950,0150,000230,07805,583318260,0837

4443,29290,0010,000000,00045,70830320,0057

3539,71630,00730,000050,02885,212463840,0381

2636,13970,00400,000020,01024,095800180,0164

1732,56310,00150,0000020,00162,358312240,0035

683,2910,28260,3321

= 6,3

= 1,8564 detik

Kontrol waktu getar alami fundamental

Tawal < 1,2 T1 Rayleigh

1,24924 detik < 1,2 x 1,85641,24924 detik < 2,2277OK!

Kontrol Struktur Gedung

di

= simpangan tingkat

m

= simpangan antar tingkat

m x = simpangan antar tingkat maksimum

Kinerja Batas Layan Struktur Gedungm <

m <

m < 0,01588 m

Tabel. Simpangan antar tingkat (m) dan kontrol kinerja batas layan strukturTingkatTinggi tingkat

(m)di

(m)m

(m)Kontrol

8360,06390,0033Aman

731,50,06060,0051Aman

6270,05550,0073Aman

522,50,04820,009Aman

4180,03920,0102Aman

313,50,02900,0111Aman

290,01790,0109Aman

14,50,00700,0070

000--

Kinerja Batas Ultimit m x < 0,02 H

m x 0,7 R < 0,02 H

m x 0,7 x 8,5 < 0,02 x 4,5

5,95 m < 0,09 mTabel. Simpangan antar tingkat maksimum (m x ) dan kontrol kinerja batas ultimit gedung

Tingkatdi

(m)m

(m)5,95 m

(m)Kontrol

80,06390,00330,01964Aman

70,06060,00510,03035Aman

60,05550,00730,04344Aman

50,04820,0090,05355Aman

40,03920,01020,06069Aman

30,02900,01110,06605Aman

20,01790,01090,06486Aman

10,00700,00700,04165Aman

00---

EMBED AutoCAD.Drawing.16


qu = 2,7066 kip/ft

32,8 ft

2,1593 kip

242,656 kip.ft

242,656 kip.ft

121,328 kip.ft

qu = 3,6761 kip/ft

32,8 ft

1,8894 kip

329,575 kip.ft

329,575 kip.ft

164,787 kip.ft

1,8894 kip.ft

1,8894 kip.ft


_1318991640.unknown

_1319607723.unknown

_1322467295.unknown

_1322467799.unknown

_1322468825.unknown

_1322469572.unknown

_1322478486.unknown

_1322478494.unknown

_1322478389.unknown

_1322469226.unknown

_1322468522.unknown

_1322468603.unknown

_1322468088.unknown

_1322467618.unknown

_1319865485.unknown

_1319865587.unknown

_1319428548.unknown

_1319430413.unknown

_1319607357.unknown

_1319607373.unknown

_1319607497.unknown

_1319607102.unknown

_1319429334.unknown

_1319285672.dwg

_1319285703.dwg

_1319284877.dwg

_1318669301.unknown

_1318692542.dwg

_1318991113.unknown

_1318691990.dwg

_1318692206.dwg

_1318670311.unknown

_1286079703.unknown

_1288161044.unknown

_1318616539.dwg

_1291058805.unknown

_1286195118.dwg

_1286196376.dwg

_1286198055.dwg

_1286079788.unknown

_1277378237.unknown

_1277455620.unknown

_1277455646.unknown

_1277454059.unknown

_1277378198.unknown

_1267622265.unknown

bab 3. balok portal beton

Documents