Perencanaan balok

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


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


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


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


𝑛= 31 𝑚𝑚


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


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 tekan


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

Perencanaan balok

Engineering

Transcript of Perencanaan balok