BetonNah, karena judulnya adalah grafik cepat, maka jenis balok yang didesain juga bukan balok yang aneh-aneh, melainkan jenis balok yang paling sederhana, yaitu balok persegi (bukan balok T) Cara paling cepat desain balok beton adalah dengan menggunakan dan sedikit analisa grafik..Grafik hubunganversussebenarnya sudah banyak terdapat di buku-buku yang membahas desain balok beton bertulang. Di sini kami coba membuat grafik yang sama. Tapi, kami coba tidak sekedar memberi grafik, tapi juga membuat grafik, bagaimana menurunkan persamaan grafik tersebut.

Kita mulai dengan diagram yang sudah umum digunakan untuk analisa balok.

Persamaan kesetimbangan gaya antara gaya tekan beton dan gaya tarik tulangan. Bisa dituliskan sbb:

Sehingga,

Selanjutnya, momen tahanan nominal dari balok tersebut adalah:

Dimana,(ini kan udah dibahas, om?)Yaaa.. nggak ada salahnya, semakin sering dibahas, semakin membekas di ingatan bukan?Lanjutkan..!Kita akan bermain-main sedikin dengan persamaan momen di atas,

Subtitusi nilai a,

Keluarkan d dari kurungan,

Perhatikan bahwa,,sehingga,

Kalo, maka,.. hehe..anak SMP juga tau.Sehingga,

Dimodifikasi lagi,

Itu dia yang akan kita buat grafiknya!Biar lebih enak dilihat, kita bisa tuliskan seperti ini:

A dan B adalah konstanta dengan parameter f'c dan fy, Y dan adalah variabel.Pembatasan Tulangan MaksimumMenurut SNI, rasio tulangan tidak boleh lebih dari.Sementara,

Untuk tulangan minimum, menurut SNI,

Tinggal digambar grafiknya di MS Excel, dengan menggunakan persamaan di atas, untuk berbagai nilai f'c dan fy.Hasilnya kurang lebih seperti gambar di bawah:(klik untuk melihat gambar lebih jelas)

Desain EkonomisUntuk desain yang ekonomis, biasanya (kali ini saya pake kata biasanya, soalnya memang ini berdasarkan pengalaman), rasio tulangan diambil paling banyak sekitar 0.45 dari rasio maksimum. Jadi, grafik di atas bisa kita modifikasi sedikit agar bisa difokuskan ke area yang lebih ekonomis.

Ternyata desain yang ekonomis bisa men-supporthingga mencapai angka 4.4.Apa artinya itu? Lebih baik kita langsung lihat contohnya.Contoh kasus:Balok sederhana (dua tumpuan), penampang persegi ukuran bxh:Panjang bentang, L = 5 m.Beban ultimate, q = 18 kN/m. (termasuk berat sendiri)fy = 400 MPa (tulangan ulir)f'c = 20 MPaBerapa ukuran penampang, dan tulangan yang dibutuhkan?

1. Hitung momen ultimate

2. Asumsikan tinggi balokSesuai SNI (bisa dilihat ditabel ini), tinggi minimum balok sederhana panjang bentang 5 m, adalah L/16 = 312.5 mm. Kita asumsikan saja tinggi balok = 350 mm.3. Asumsikan lebar balok dan tebal selimut.Lebar balok kita tentukan = 250 mm. Sedangkan tebal selimut beton = 50 mm, sehingga d = 300 mm.4. Hitung Y

5. Baca Grafik.Mulai dari sumbu Y -> cari angka 2.5 -> tarik ke kanan -> berpotongan dengan grafik untuk f'c 20 MPa -> kemudian tarik ke bawah memotong sumbu di titik kurang lebih 0.87%.

6. Hitung As

7. Tentukan jumlah tulanganGunakan tulangan 3D19,.8. Kalau perlu hitung ulang tahanan momen lenturnya.

Baca grafik, sehingga diperoleh Y = 3.13.

Tentu harus lebih besar daripada momen ultimate.Silahkan berkesperimen melalui contoh di atas dengan menggunakan dimensi penampang yang berbeda-beda, misalnya dengan ukuran balok 200x400, tulangan yang bisa dipasang adalah 2D19, dll.