Balok Terhadap Lentur Dengan Tulangan Tarik

8/2/2019 Balok Terhadap Lentur Dengan Tulangan Tarik

1/37

BALOK TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGANTARIK TUNGGAL

Juli 21, 2011duniasipil31Tinggalkan komentarGo to comments

Introduction

Dalam merencanakan struktur sebuah konstruksi bangunan (semisal : rumah tinggal dengan 2-3lantai / kategori rumah mewah), kadangkala karena beberapa pertimbangan tertentu dari segiarsitektural, dimensi balok struktur telah ditentukan sedemikian rupa dan tidak boleh untukdiperbesar, padahal mungkin saja balok tersebut mempunyai bentang cukup besar atau mungkinmengalami kondisi seperti gambar dibawah ini

Keadaan seperti ini bisa saja terjadi, karena kalau kita berbicara mengenai konstruksi rumahtinggal, mengharap kolom bisa sentris/lurus dari lantai bawah ke lantai atas jelas tidak mungkinsekali, karena posisi kolom didesain mengikuti pola tata ruang dari rumah tersebut

Seperti kita ketahui bersama bahwasanya balok dengan kondisi tubuh ramping sangat riskanterhadap bahaya lentur dan memiliki resiko lendutan yang besar, sehingga dikhawatirkan baloktidak dapat memberikan kemampuan layan yang memadai untuk menahan beban-bebandiatasnya.

Sebenarnya ada beberapa cara untuk mengatasi masalah diatas, diantaranya adalah denganmemberikan kolom tambahan pada bentang balok tersebut yang berfungsi sebagai penyanggasekaligus untuk memperkecil bentang balok tersebut sehingga otomatis dapat mengurangilendutan yang terjadi. Cara berikutnya adalah dengan memperbanyak jumlah tulangan balokyang merupakan konsekuensi dari pembatasan ukuran dimensi balok tersebut. lihat ilustrasidibawah ini.

Cara I ( dengan menambahkan kolom untuk menyangga balok)
http://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/http://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/http://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#commentshttp://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRJr75QwI/AAAAAAAAAHw/gvJJv3YHa0Y/s1600-h/NewPicture183.pnghttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/21/balok-terhadap-lentur-dengan-tulangan-tarik-tunggal/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/


2/37

Cara diatas adalah cara yang paling ideal, namun jika cara tersebut tidak memungkinkan untukditerapkan semisal dikarenakan alasan kebutuhan ruang, maka mau tidak mau kita harusmemperbesar dimensi balok dan atau memperbanyak jumlah tulangan

Cara II (memperbesar dimensi balok dan memperbanyak jumlah tulangan)

Dari dua cara yang telah diungkapkan diatas, secara pribadi saya lebih suka dengan cara yangpertama, karena apa?,

1. Berbicara tentang struktur rumah tinggal (rumah mewah) maka mengharapkan posisi kolomsentris/lurus dari bawah sampai atas sangat tidak mungkin sekali, malah kenyataan yang kitajumpai adalah ada kolom yang bertengger dibalok (lihat gb diatas). hal ini mengakibatkantransfer pembebananya tidak efektif atau dengan kata lain beban yang seharusnya berakhir padakolom untuk segera diteruskan ke pondasi masih harus puter-puter dulu ke balokke kolomke
http://lh3.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRNJ-a1dI/AAAAAAAAAH8/aX4qG8xKdUc/s1600-h/NewPicture214.pnghttp://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRJr75QwI/AAAAAAAAAHw/gvJJv3YHa0Y/s1600-h/NewPicture183.pnghttp://lh3.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRNJ-a1dI/AAAAAAAAAH8/aX4qG8xKdUc/s1600-h/NewPicture214.pnghttp://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRJr75QwI/AAAAAAAAAHw/gvJJv3YHa0Y/s1600-h/NewPicture183.png


3/37

balok lagi, sehingga praktis hal ini harus dihindari. Selain itu kolom yang bertengger/menumpupada balok sangat tidak ideal karena bisa menimbulkan beban titik/ terpusat yang cukup besarserta momen lentur dan puntir yang besar pula, sehingga dengan penambahan kolom dan denganpenempatan posisi yang tepat (dalam kaitannya menyangga balok) diharapkan dapatmengekonomiskan hasil desain struktur dari balok tersebut.

2. Balok dengan tulangan banyak dengan kondisi badan ramping (dimensi balok dibatasi), spaceruang tempat masuk material menjadi berkurang/terbatas (sempit), sehingga dikhawatirkan padawaktu pengecoran, material pembentuk beton tidak bisa masuk secara sempurna, sehinggamengakibatkan betonnya kurang padat. Selain itu, proses pengikatan dan perakitan tulangantentu saja juga jadi merepotkan, belum lagi pembengkokan, pengangangkutan material dan lainsebagainya.

Ulasan yang saya utarakan diatas adalah sebuah introduksi sebelum pembahasan secara teknismengenai prosedur perencanaan balok terhadap lentur dengan tulangan tunggal, dan tentu sajauntuk posting kali ini saya batasi untuk tulangan tarik saja, sedangkan untuk prosedur

perencanaan balok dengan penulangan rangkap akan saya bahas pada posting berikutnya.

Secara garis besar diposting kali ini akan saya jelaskan bagaimana cara mendesain tulangan tarikdari balok jika dimensinya belum diketahui (tidak ditentukan/dibatasi secara arsitektural) danbagaimana cara mendimensi balok yang dimensinya sudah ditetapkan berdasarkan pertimbangansecara arsitektural.

Baik! mari kita lanjutkan, sekarang perhatikan gambar berikut :

(1) (2) (3)

indeks T menyatakan tension, sedangkan C menyatakan Compression

Keterangan :

Gb (1) : Gambar Balok, yang berwarna biru adalah bagian balok yang mengalami tegangantekan, sedangkan warna putih dibawahnya adalah bagian serat tarik dari balok.

Gb (2) : Gambar diagram tegangan tekan aktual
http://lh6.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRP7P248I/AAAAAAAAAIE/kW3zAeKjfTk/s1600-h/NewPicture235.png


4/37

Gb (3) : Gambar diagram tegangan tekan efektif

Penurunan perumusan untuk perencanaan balok dengan tulangan tunggal adalah sebagai berikut

Ok! sekarang kita akan menginjak pada contoh kasus.

Kasus (1)

Dimensi (b, h) pada balok sudah diketahui atau ditentukan

(misal : karena adanya persyaratan arsitektural) maka prosedur perencanaannya adalah sebagaiberikut :

1. Hitung besarnya momen ultimate (Mu) akibat beban berfaktor

2. Hitung besarnya momen nominal yang dibutuhkan (Mn)

Mn Mu
http://lh6.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRSNF9ZzI/AAAAAAAAAIM/AsqGXXFF7yQ/s1600-h/analisapenampangbalok6.png


5/37

Mn = Mu/

3. Hitung m, m = fy/(0.85 . fc)

4. Hitung Rn, Rn = Mn/ (b.d2)

5. Hitung rasio tulangan yang diperlukan ()

Jika> 0,75b maka harus memakai tulangan tekan (karena dimensi sudah ditetapkan / tidakboleh diperbesar). Bila dimensi boleh diperbesar, maka sebaiknya dimensi diperbesar karenaakan lebih ekonomis bila dibandingkan memakai tulangan tekan.

6. Hitung luas tulangan yang diperlukan (As)

As = .b.d

2. Bila diperlukan, kontrol agar dipenuhi syarat :

Mn Mu, = 0.80

Contoh Soal

Balok menahan Beban mati gD = 10,6 Kn/m (sudah termasuk berat sendiri) dan beban hidup g L =22 Kn/m = 2,2 t/m, mutu beton (fc) = 20 Mpa, mutu baja tulangan (fy) = 400 Mpa. Karenapertimbangan arsitektural, maka dimensi balok telah ditentukan sebesar (2565)cm2

Pertanyaan : hitung penulangan balok tersebut !
http://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRW58Z-cI/AAAAAAAAAIc/A8haf5ORweQ/s1600-h/pembebananbalok5.pnghttp://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRUqzmWlI/AAAAAAAAAIU/yUAODmMRX_U/s1600-h/Balok13.pnghttp://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRW58Z-cI/AAAAAAAAAIc/A8haf5ORweQ/s1600-h/pembebananbalok5.pnghttp://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRUqzmWlI/AAAAAAAAAIU/yUAODmMRX_U/s1600-h/Balok13.png


6/37

(Catatan : Besi tulangan yang tersedia dilapangan D19,D25, dan D29)

Jawab :


Md = 1/8 (qd) L2 = 1/8 (10.6) (7)2 = 65 KNm

Ml = 1/8 (ql) L2 = 1/8 (22) (7)2 = 135 KNm

Mu = 1.2 (Md) + 1.6 (Ml) = 1.2 (65) + 1.6 (135)

= 78 + 216 = 294 KNm = 294.106 Nmm

2. Hitung momen nominal yang dibutuhkan (Mn)

Mn = Mu / = 294.10

6

/ 0.8 = 367,5 . 10

6

Nmm

3. Hitung m, dimana m = fy / (0.85 fc)

m = 400 / (0.85 x 20) = 23.53

4. Hitung Rn, dimana Rn = Mn / (b.d2)

tebal selimut beton direncanakan = 30 mm

diameter sengkang direncanakan = 12 mm

tulangan utama direncanakan = 25 mm (D25)

a = tebal selimut beton
http://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRcHUvrsI/AAAAAAAAAIs/BSNlzrbYP-8/s1600-h/New%20Picture%20(26)[2].pnghttp://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRY_vtUoI/AAAAAAAAAIk/p71P5Sjy_lk/s1600-h/balok[5].pnghttp://lh4.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRcHUvrsI/AAAAAAAAAIs/BSNlzrbYP-8/s1600-h/New%20Picture%20(26)[2].pnghttp://lh5.ggpht.com/_vtLdSlNBOvQ/S7gRY_vtUoI/AAAAAAAAAIk/p71P5Sjy_lk/s1600-h/balok[5].png


7/37

b = diameter sengkang/begel

c = setengah diameter tulangan utama

d = habc

= 65030121/2(25)

= 595.5 mm diambil = 595 mm

Rn = 367,5 . 106/ (250 x 5952) = 4.15

5. Hitung rasio penulangan yang diperlukan

min = 1.4 / fy = 1.4 / (400) = 0.0035 = 0.35%

max = 0.75 b = 0.75 ( 0.85 fc 1 600)/(fy (600 + fy))

= 0.75 (0.85x20x0,85600 )/(400(600+400))

= 0.0613 = 1.63 %

min


8/37

1. Kalau memakai D19 butuh = 7 buah = 7D19 = 7(283.385)

= 1983.695 mm2 > 1800 mm2 ( memenuhi)


= 1962.5 mm2 > 1800 mm2 ( memenuhi)


= 1980.55 mm2 > 1800 mm2 ( memenuhi)

nah dari beberapa pilihan tersebut terserah anda mau pilih yang mana. tapi kalau sayapribadi lebih suka memilih yang no.3 yaitu besi dengan ukuran 29 berjumlah 3 buah tulanganatau 3D29, karena biar gak ribet dalam pembengkokan dan perakitan tulangan (biar ngirit kawatbendratnya he..he..he), selain itu biar space ruangnya jadi lebar sehingga lebih mudah pada

waktu pengecoran dan pemadatan beton.

Ok, sekarang saya pilih 3D29.

- Cek lebar perlu : 2(30) + 2(12) + 3(29) + 2(29) = 229 < 250(OK!)

- Cek d sebenarnya : 6503012(29/2) = 593 595(OK!)

Selesai.

Contoh yang saya lampirkan diatas adalah suatu cara atau prosedur perhitungan menghitung

tulangan balok jika dimensinya sudah ditentukan sebelumnya, Nah sekarang bagaimana caraperhitungan tulangan dari sebuah balok jika dimensinya belum diketahui atau belum ditentukan?.


9/37

Perhitungan Balok T dan Balok L


Pelaksanaannya di lapangan, balok hampir selalu dicor monolit (bersamaan atau menyatu)dengan pelat lantai (slab). Karena dicor monolit, maka mau tidak mau, kudu nggak kudu perilakubalok juga dipengaruhi oleh pelat yang ada di sekitarnya.

Balok T dan BalokL

Sewaktu menahan momen positif, serat atas akan mengalami tekan. Jika pada balok persegi,

bagian yang memikul tegangan tekan hanya sebesar lebar balok, maka pada balok T, bagian yangmemikul tekan lebih lebar lagi. Kan dicor monolit. Kalau nggak dicor monolit, misalnya adaconstruction joint, maka nggak boleh dilakukan analisis balok T.

Tapi, bagian pelat yang ikut menahan tekan itu ada batasannya. Itu yang dinamakan lebarefektif. Di dalam pembahasan kali ini kita gunakan simbol untuk menyatakan lebar efektifbalok T.

Di dalam SNI-Beton-2002, batas lebar efektif ini sudah diberikan dengan jelas. Ada perbedaanbesar lebar efektif antara balok T dan balok L.

Untuk balok T,

Untuk balok L,Perhitungan balok T pada dasarnya sama dengan balok persegi, yaitu :
http://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/http://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/http://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/16/perhitungan-balok-t-dan-balok-l/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/


10/37

1. Tentukan momen ultimit .2. Tentukan dimensi balok dan , dan juga tebal selimut.3. Hitung luas tulangan perlu4. Tentukan diameter tulangan dan jumlahnya, hitung luasnya ( )5. Hitung tinggi blok tekan .

Naaah di sini bedanya. Persamaan di atas kan diturunkan dari rumus kesetimbangan antaragaya tarik dari tulangan yang dianggap leleh (kondisi balance atau under-reinforced) denganresultan gaya tekan dari segiempat ekivalen blok tekan beton.

daerah tekan padabalok T

Nilai ini harus dicek, apakah masih berada di area tebal pelat atau tidak.

Jika

Maka, penyelesaiannya sama dengan balok persegi, yaitu :

1. Hitung2.

Hitung , dan . Pastikan kondisinya under-reinforced atau balanced, agarasumsi tulangan sudah leleh adalah benar.Kenapa harus under-reinforced? Karena SNI-Beton mensyaratkat bahwa tidak boleh melampaui . Sementara kondisi under-reinforced adalah dimana

3. Hitung


11/37

Jika t_p src=http://s0.wp.com/latex.php?latex=a+%3E+t_p++&bg=ffffff&fg=545454&s= -1 alt=a> t_p />

Maka yang terjadi adalah sebagai berikut:

1. Seluruh bagian sayap akan mengalami tegangan tekan yang resultannya adalah

o Gaya tekan akan diimbangi oleh gaya tarik yang diambil dari sebagian daritulangan yang ada, sehingga luas tulangan yang mengimbangi gaya tekan ini

adalah sebesar :

o Kuat lentur dari pasangan gaya ini adalah2. Luas tulangan selebihnya digunakan untuk menahan gaya tekan pada bagian badan (web)yang tinggi blok tekannya ( ) lebih besar dari tebal pelat .

ooo Kuat lenturnya adalah


12/37

3. Kuat lentur totalnyaCatatan penting

Pada perhitungan di atas, tulangan dianggap leleh ( ). Kondisi ini harus dibuktikandengan membandingkan dengan .Jika


13/37

Balok-Perhitungan Beton Bertulang


Tentu saja dalam hal ini momen lenturnya adalah momen positif di mana serat bawah mengalami

tarik, serat atas mengalami tekan. Kenyataannya, balok itu hampir mustahil tidak punya tulanganatas. Penggunaan tulangan atas atau tulangan tekan itu ada alasannya. Beberapa di antaranyaadalah:

Meningkatkan daktilitas penampang. Mengurangi defleksi jangka panjang. Insya Allah dibahas di bagian ke-5 Mempermudah pelaksanaan di lapangan. Coba bayangkan jika tidak ada tulangan tekan.

Bagaimana mau masang sengkangnya?!

Lantas, bagaimana hitung-hitungannya?

Kita akan menghitung kapasitas momen lentur sebuah penampang balok denganmemperhitungkan tulangan atas (tekan).

Prosedur

1. Diketahui : dimensi balok , tebal selimut , luas tulangan bawah , dan luastulangan atas .Dimana

Indeks t pada variabel luas tulangan menyatakan tension dan c menyatakan compression.

2.

Hitung3. Tentukan4. Bagi menjadi dua bagian.

untuk mengimbangi tulangan tekan , dan untuk mengimbani gaya tekan padabeton
http://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/http://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/http://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#commentshttp://duniasipil31.wordpress.com/2011/07/15/balok-perhitungan-beton-bertulang/#respondhttp://duniasipil31.wordpress.com/author/duniasipil31/


14/37

tulangan tarikyang mengimbangi tulangan tekan

tulangantarik yang mengimbangi tekan pada beton

5. Asumsikan semua tulangan (atas dan bawah) mengalami leleh. Nanti kondisi ini harusdicek.

6. Hitung kapasitas momen dari pasangan dan :7. Hitung tinggi blok tekan

8. Hitung kapasitas momennya:9. Kapasitas momen totalnya adalah


15/37

Apakah Tulangan Tekan Benar-Benar Leleh?

Dari diagram regangan di atas, dapat dihitung berapa besar regangan pada tulangan bawah dantulangan atas.

1. Tentukan posisi sumbu netralNilai bisa dilihat di artikel bagian pertama.

2. Dengan prinsip segitiga sebangun, dapat dihitung :

3. Jika , maka tulangan tarik mengalami leleh.4. Sementara untuk tulangan atas (tekan)

5. Jika , maka tulangan atas mengalami leleh.Bagaimana jika tulangan tekan ternyata belum leleh?

Ada beberapa metode yang bisa dilakukan. Yang jelas konsep yang digunakan adalahkompatibilitas regangan dan kesetimbangan gaya tarik dan gaya tekan. Salah satu metodaalternatif yang akan kami berikan adalah metoda iterasi, yaitu melanjutkan prosedur di atas.

1. Setelah mengetahui ternyata tulangan tekan tidak leleh, maka ulangi prosedur no #4 diatas.


16/37

2. Hitung3. Hitung tinggi blok tekan4. Hitung5. Hitung lagi6.7. Ulangi langkah no.1 dengan menggunakan nilai yang baru.8. Lakukan iterasi hingga diperoleh yang konstan.

Sementara jika kita mau menggunakan metode lain, kita bisa menurunkan persamaan-persamaankeseimbangan gaya-gaya pada penampang, yaitu

,

sehingga akhirnya diperoleh persamaan kuadratik

Dari sini nilai bisa dihitung dong.

Dan akhirnya hitung kapasitas momen lenturnya,

Catatan penting

Di hitung-hitungan di atas tidak sedikit pun disinggung tentang SNI-Beton-2002.

Ya.. memang SNI-Beton-2002 tidak banyak mengatur tentang tulangan atas/tekan. Pada butir10.3(4), SNI bilang gini:


17/37

Perencanaan Struktur Beton (Pelat Lantai part.2) part.3

Untuk melanjutkan tulisan saya tentang Perencanaan Struktur Betonyang awal sudah menjelaskan

tentang proses dalam merencanakan tulangan padapelat lantai tipe satu arahbeserta satucontoh soal

dan penyelesaian perencanaan pelat satu arahkini akan saya jelaskan lagi tentang permasalahan pelat

lantai yang tipe dua arah.

Apabila Lx >= 0,4 Ly seperti gambar dibawah , pelat dianggap sebagai menumpu pada balok

B1,B2,B3,B4 yang lazimnya disebut sebagai pelat yang menumpu keempat sisinya disebut sebagai pelat

yang menumpu keempat sisinya. Dengan demikian pelat tersebut dipandang sebagai pelat dua arah (arah

x dan arah y), tulangan pelat dipasang pada kedua arah yang besarnya sebanding dengan momen-momen

setiap arah yang timbul.

Apabila Lx < 0,4 Ly Seperti pada gambar di atas pelat tersebut dapat dianggap sebagai pelat menumpu

balok B1 dan B3, sedangkan balok B2 dan B4 hanya kecil didalam memikul beban pelat. Dengan
http://newkidjoy.blogspot.com/2011/01/perencanaan-struktur-beton-part1.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/01/perencanaan-struktur-beton-part1.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/03/perencanaan-struktur-beton-pelat-lantai.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/03/perencanaan-struktur-beton-pelat-lantai.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/03/perencanaan-struktur-beton-pelat-lantai.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/05/contoh-perencanaan-pelat-satu-arah.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/05/contoh-perencanaan-pelat-satu-arah.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/05/contoh-perencanaan-pelat-satu-arah.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/05/contoh-perencanaan-pelat-satu-arah.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/05/contoh-perencanaan-pelat-satu-arah.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/05/contoh-perencanaan-pelat-satu-arah.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/03/perencanaan-struktur-beton-pelat-lantai.htmlhttp://newkidjoy.blogspot.com/2011/01/perencanaan-struktur-beton-part1.html


18/37

demikian pelat dapat dipandang sebagaipelat satu arah (arah x), tulangan utama dipasang pada arah x

dan pada arah y hanya sebagai tulangan pembagi.

Pengertian balok tulangan rangkap

Yang dimaksud dengan balok tulangan rangkap ialah balok beton yang diberi tulangan padapenampang beton daerah tarik dan daerah tekan. Dengan dipasangnya tulangan pada daerah tarikdan tekan, maka balok lebih kuat dalam hal menerima beban yang berupa momen lentur.

Pada praktik di lapangan, (hampir) semua balok selalu dipasang tulangan rangkap. Jadi balokdengan tulangan tunggal secara praktis tidak ada (jarang sekali dijumpai). Meskipun penampangbeton pada balok dapat dihitung dengan tulangan tunggal (yang memberikan hasil tulanganlongitudinal saja), tetapi pada kenyatannya selalu ditambahkan tulangan tekan minimal 2 batang,dan dipasang pada bagian sudut penampang balok beton yang menahan tekan.

Tambahan tulangan longitudinal tekan ini selain menambah kekuatan balok dalam hal menerimabeban lentur, juga berfungsi untuk memperkuat kedudukan begel balok (antara tulanganlongitudinal dan begel diikat dengan kawat lunak yang disebut binddraad), serta sebagaitulangan pembentuk balok agar mudah dalam pelaksanaan pekerjaan beton.


19/37

PERENCANAAN BALOK TULANGAN RANGKAP

1.Pemasangan tulangan balok

Tulangan longitudinal tarik maupun tekan pada balok dipasang dengan arah sejajar sumbu balok.Biasanya tulangan tarik dipasang lebih banyak daripada tulangan tekan, kecuali pada balok yang

menahan momen lentur kecil. Untuk balok yang menahan momen lentur kecil (misalnya balokpraktis, cukup memasang tulangan tarik dan tulangan tekan masing-masing 2 batang (sehinggaberjumlah 4 batang), dan diletakkan pada 4 sudut penampang balok.

Untuk balok yang menahan momen lentur besar, tulangan tarik dipasang lebih banyak daripadatulangan tekan. Keadaan ini disebabkan oleh kekuatan beton pada daerah tarik yang diabaikan,sehingga praktis semua beban tarik ditahan oleh tulangan longitudinal tarik (jadi jumlahnyabanyak). Sedangkan pada daerah beton tekan, beban tekan tersebut sebagian besar ditahan olehbeton, dan sisa beban tekan yang masih ada ditahan oleh tulangan, sehingga jumlah tulangantekan hanya sedikit.

Pada portal bangunan gedung, biasanya balok yang menahan momen lentur besar terjadi didaerah lapangan (bentang tengah) dan ujung balok (tumpuan jepit balok), seperti dilukiskan

(a) Bidang momen (BMD) akibat kombinasi beban pada balok.
http://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/begel-2.pnghttp://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/begel-2.png


20/37

Keterangan Gambar =

BMD oleh kombinasi beban:

(1) : D, L dan E(+)/ke kanan.

(2) : D,L.

(3) : D,L dan E(+)/ke kiri

(b) Pemasangan tulangan longitudinal balok
http://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/bmd1.png


21/37

Tampak pada gambar(a) bahwa di lapangan (bentang tengah balok) terjadi momen positif(M(+)), berarti penampang beton daerah tarik berada di bagian bawah, sedangkan di ujung (dekatkolom) terjadi sebaliknya, yaitu terjadi momen negatif (M(-)),berarti penampang beton daerahtarik berada dibagian atas. Oleh karena itu pada gambar (b) di daerah lapangan dipasangtulangan bawah 8D22 yang lebih banyak daripada tulangan atas 4D22, sedangkan di ujungterjadi sebaliknya yaitu dipasang tulangan atas 6D22 yang lebih banyak daripada tulangan bawah4D22.

Distribusi regangan dan tegangan

Regangan dan tegangan yang terjadi pada balok dengan penampang beton bertulang rangkapdilukiskan seperti gambar (1), (2), dan (3). Pada gambar ini dilengkapi dengan notasi yang akandipakai pada perhitungan selanjutnya.
http://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/penampang-balok.pnghttp://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/pemasangan-tulangan-long.png


22/37


23/37
http://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/penampang-balok.png


24/37

Design balok beton bertulangPosted on17 Oktober 2011byoerlee syafroe

Rate This
http://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/penampang-balok.pnghttp://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/penampang-balok.pnghttp://oerleebook.wordpress.com/2011/10/17/design-balok-beton-bertulang/http://oerleebook.wordpress.com/2011/10/17/design-balok-beton-bertulang/http://oerleebook.wordpress.com/2011/10/17/design-balok-beton-bertulang/http://oerleebook.wordpress.com/author/oerleebook/http://oerleebook.wordpress.com/author/oerleebook/http://oerleebook.wordpress.com/author/oerleebook/http://oerleebook.wordpress.com/author/oerleebook/http://oerleebook.wordpress.com/2011/10/17/design-balok-beton-bertulang/


25/37

b = lebar balok (cm)

h = tinggi balok (cm)

d = tinggi efektif balok (dari atas sampai titik berat tulangan bawah)

notasi d atau tinggi efektif umumnya adalah 0,9 h

As = luas tulangan tarik (cm2)

T = gaya tarik tulangan = As . fy

Cc = Gaya tekan beton = 0,85 . fc . b.d

a = tinggi blok tegangan beton

Rumus perhitungannya ada dibawah,

ADVERTISEMENT
http://oerleebook.wordpress.com/?attachment_id=4683http://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/08/keterangan-notasi.pnghttp://oerleebook.wordpress.com/?attachment_id=4683


26/37

kalo yang baru lihat pertama rumus di atas pasti membingungkan, tapi yang sudah pernah lihatdan mendesign pasti sudah nggak asing lagi, memang saya tidak sepandai dosen saya dalam

menyampaikan, mungkin kita bisa langsung dalam contoh soalnya saja ya . .


27/37

Pertama-tama Cari Momen maksimal dulu la ditengah bentangnya ., q = 1000 kgcm dikalikanbentang 40 cm. = 40000 kgcm . jadi Q = 40000 kg.

Reaksi A dan B adalah 20000 kg atau 20 ton. jadi Mmax = 20000.20 20000.10 = 20000 kgcm.

atau bila langsung dengan rumus, 1/8*q*L^2 = 200000 kgcm

ini adalah luas tampang besi dari bermacam2 diameter, dari rumus 1/4*3,14*D^2 , yang sudah

dihitung dengan menggunakan excel.,
http://oerleebook.wordpress.com/?attachment_id=4707


28/37

lalu perhitungan dengan menggunakan rumus diatas saya gunakan excel hingga bertemu dengan jumlah tulangan yang diperlukan, pada bagian terakhir luas tulangan tarik (As) dibagi denganluas tampang besi yang akan digunakan, sehingga kebutuhan untuk besi tulangan 8,10,12 dan 16

akan berbeda2., silahkan mencoba


29/37


30/37

PROSEDUR PERENCANAAN BALOK TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN TARIK

(TUNGGAL). PART1

Introduction

Dalam merencanakan struktur sebuah konstruksi bangunan (semisal : rumah tinggal dengan 2-3lantai / kategori rumah mewah), kadangkala karena beberapa pertimbangan tertentu dari segiarsitektural, dimensi balok struktur telah ditentukan sedemikian rupa dan tidak boleh untukdiperbesar, padahal mungkin saja balok tersebut mempunyai bentang cukup besar atau mungkinmengalami kondisi seperti gambar dibawah ini

Keadaan seperti ini bisa saja terjadi, karena kalau kita berbicara mengenai 'konstruksi rumahtinggal, mengharap kolom bisa sentris/lurus dari lantai bawah ke lantai atas jelas tidak mungkinsekali, karena posisi kolom didesain mengikuti pola tata ruang dari rumah tersebut

Seperti kita ketahui bersama bahwasanya balok dengan kondisi tubuh ramping sangat riskanterhadap bahaya lentur dan memiliki resiko lendutan yang besar, sehingga dikhawatirkan baloktidak dapat memberikan kemampuan layan yang memadai untuk menahan beban-bebandiatasnya.

Sebenarnya ada beberapa cara untuk mengatasi masalah diatas, diantaranya adalah denganmemberikan kolom tambahan pada bentang balok tersebut yang berfungsi sebagai penyangga

sekaligus untuk memperkecil bentang balok tersebut sehingga otomatis dapat mengurangilendutan yang terjadi. Cara berikutnya adalah dengan memperbanyak jumlah tulangan balokyang merupakan konsekuensi dari pembatasan ukuran dimensi balok tersebut. lihat ilustrasidibawah ini.

Cara I ( dengan menambahkan kolom untuk menyangga balok)
http://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.htmlhttp://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.htmlhttp://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.htmlhttp://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.htmlhttp://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.htmlhttp://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.htmlhttp://kampustekniksipil.blogspot.com/2010/04/prosedur-perencanaan-balok-terhadap.html


31/37

Cara diatas adalah cara yang paling ideal, namun jika cara tersebut tidak memungkinkan untukditerapkan semisal dikarenakan alasan kebutuhan ruang, maka mau tidak mau kita harusmemperbesar dimensi balok dan atau memperbanyak jumlah tulangan

Cara II (memperbesar dimensi balok dan memperbanyak jumlah tulangan)

Dari dua cara yang telah diungkapkan diatas, secara pribadi saya lebih suka dengan cara yangpertama, karena apa?,

1. Berbicara tentang struktur rumah tinggal (rumah mewah) maka mengharapkan posisi kolomsentris/lurus dari bawah sampai atas sangat tidak mungkin sekali, malah kenyataan yang kitajumpai adalah ada kolom yang bertengger dibalok (lihat gb diatas). hal ini mengakibatkantransfer pembebananya tidak efektif atau dengan kata lain beban yang seharusnya berakhir padakolom untuk segera diteruskan ke pondasi masih harus puter-puter dulu ke balokke kolomke


32/37

balok lagi, sehingga praktis hal ini harus dihindari. Selain itu kolom yang bertengger/menumpupada balok sangat tidak ideal karena bisa menimbulkan beban titik/ terpusat yang cukup besarserta momen lentur dan puntir yang besar pula, sehingga dengan penambahan kolom dan denganpenempatan posisi yang tepat (dalam kaitannya menyangga balok) diharapkan dapatmengekonomiskan hasil desain struktur dari balok tersebut.

2. Balok dengan tulangan banyak dengan kondisi badan ramping (dimensi balok dibatasi), spaceruang tempat masuk material menjadi berkurang/terbatas (sempit), sehingga dikhawatirkan padawaktu pengecoran, material pembentuk beton tidak bisa masuk secara sempurna, sehinggamengakibatkan betonnya kurang padat. Selain itu, proses pengikatan dan perakitan tulangantentu saja juga jadi merepotkan, belum lagi pembengkokan, pengangangkutan material dan lainsebagainya.

Ulasan yang saya utarakan diatas adalah sebuah introduksi sebelum pembahasan secara teknismengenai prosedur perencanaan balok terhadap lentur dengan tulangan tunggal, dan tentu sajauntuk posting kali ini saya batasi untuk tulangan tarik saja, sedangkan untuk prosedur

perencanaan balok dengan penulangan rangkap akan saya bahas pada posting berikutnya.

Secara garis besar diposting kali ini akan saya jelaskan bagaimana cara mendesain tulangan tarikdari balok jika dimensinya belum diketahui (tidak ditentukan/dibatasi secara arsitektural) danbagaimana cara mendimensi balok yang dimensinya sudah ditetapkan berdasarkan pertimbangansecara arsitektural.

Baik! mari kita lanjutkan, sekarang perhatikan gambar berikut :

(1) (2) (3)

indeks T menyatakan tension, sedangkan C menyatakan Compression

Keterangan :

Gb (1) : Gambar Balok, yang berwarna biru adalah bagian balok yang mengalami tegangantekan, sedangkan warna putih dibawahnya adalah bagian serat tarik dari balok.

Gb (2) : Gambar diagram tegangan tekan aktual


33/37

Gb (3) : Gambar diagram tegangan tekan efektif

Penurunan perumusan untuk perencanaan balok dengan tulangan tunggal adalah sebagai berikut

Ok! sekarang kita akan menginjak pada contoh kasus.

Kasus (1)

Dimensi (b, h) pada balok sudah diketahui atau ditentukan

(misal : karena adanya persyaratan arsitektural) maka prosedur perencanaannya adalah sebagaiberikut :


2. Hitung besarnya momen nominal yang dibutuhkan (Mn)


34/37

Mn Mu

Mn = Mu/

3. Hitung m, m = fy/(0.85 . fc)

4. Hitung Rn, Rn = Mn/ (b.d2)

5. Hitung rasio tulangan yang diperlukan ()

Jika> 0,75b maka harus memakai tulangan tekan (karena dimensi sudah ditetapkan / tidakboleh diperbesar). Bila dimensi boleh diperbesar, maka sebaiknya dimensi diperbesar karenaakan lebih ekonomis bila dibandingkan memakai tulangan tekan.

6. Hitung luas tulangan yang diperlukan (As)

As = .b.d

2. Bila diperlukan, kontrol agar dipenuhi syarat :

Mn Mu, = 0.80

Contoh Soal

Balok menahan Beban mati gD = 10,6 Kn/m (sudah termasuk berat sendiri) dan beban hidup g L =22 Kn/m = 2,2 t/m, mutu beton (fc) = 20 Mpa, mutu baja tulangan (fy) = 400 Mpa. Karenapertimbangan arsitektural, maka dimensi balok telah ditentukan sebesar (25x65)cm2


35/37

Pertanyaan : hitung penulangan balok tersebut !

(Catatan : Besi tulangan yang tersedia dilapangan D19,D25, dan D29)

Jawab :


Md = 1/8 (qd) L2 = 1/8 (10.6) (7)2 = 65 KNm

Ml = 1/8 (ql) L2 = 1/8 (22) (7)2 = 135 KNm

Mu = 1.2 (Md) + 1.6 (Ml) = 1.2 (65) + 1.6 (135)

= 78 + 216 = 294 KNm = 294.106 Nmm

2. Hitung momen nominal yang dibutuhkan (Mn)

Mn = Mu / = 294.106/ 0.8 = 367,5 . 106 Nmm

3. Hitung m, dimana m = fy / (0.85 fc)

m = 400 / (0.85 x 20) = 23.53

4. Hitung Rn, dimana Rn = Mn / (b.d2)

- tebal selimut beton direncanakan = 30 mm


36/37

- diameter sengkang direncanakan = 12 mm

- tulangan utama direncanakan = 25 mm (D25)

a = tebal selimut beton

b = diameter sengkang/begel

c = setengah diameter tulangan utama

d = habc

= 65030121/2(25)

= 595.5 mm diambil = 595 mm

Rn = 367,5 . 10

6

/ (250 x 595

2

) = 4.15

5. Hitung rasio penulangan yang diperlukan

min = 1.4 / fy = 1.4 / (400) = 0.0035 = 0.35%

max = 0.75 b = 0.75 ( 0.85 fc 1 600)/(fy (600 + fy))

= 0.75 (0.85x20x0,85x600 )/(400(600+400))


37/37

= 0.0613 = 1.63 %

min 1800 mm2 ( memenuhi)


= 1962.5 mm2 > 1800 mm2 ( memenuhi)


= 1980.55 mm2 > 1800 mm2 ( memenuhi)

nah dari beberapa pilihan tersebut terserah anda mau pilih yang mana. tapi kalau sayapribadi lebih suka memilih yang no.3 yaitu besi dengan ukuran 29 berjumlah 3 buah tulanganatau 3D29, karena biar gak ribet dalam pembengkokan dan perakitan tulangan (biar ngirit kawatbendratnya he..he..he), selain itu biar space ruangnya jadi lebar sehingga lebih mudah padawaktu pengecoran dan pemadatan beton.

Ok, sekarang saya pilih 3D29.

- Cek lebar perlu : 2(30) + 2(12) + 3(29) + 2(29) = 229 < 250...(OK!)

- Cek d sebenarnya : 6503012(29/2) = 593 595(OK!)

Selesai.

Balok Terhadap Lentur Dengan Tulangan Tarik

Documents

Transcript of Balok Terhadap Lentur Dengan Tulangan Tarik