Perencanaan Pelat Struktur Beton Bertulang

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

BAB II

PERENCANAAN PELAT

2.1. Pembebanan Pelat Lantai

Beban-beban yang bekeja pada pelat berdasarkan pada Peraturan Pembebanan

Indonesia Untuk Gedung Tahun 1983.

Adapun ketentuan dari pelat lantai adalah :

Tebal pelat lantai, t = 12 cm =120 mm

Tebal spesi, t = 3 cm = 30 mm

Tebal tegel, t = 2 cm = 20 mm

Diameter tulangan utama ϕ d = 10 mm

Tebal selimut beton untuk beton yang tidak langsung berhubungan dengan tanah

sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 9.7 butir 1.c pelat dinding, pelat berusuk seperti

batang D-36 dan yang lebih kecil dipakai p = 20 mm

Gamma beton, γb = 2400 Kg/m3

Gamma spesi γs = 2100 Kg/m3

Beban mati (WD), ditinjau per meter lebar pias

o Berat sendiri pelat (0.12 × 2400 Kg/m3) = 288 Kg/m2

o Berat spesi (0.03 × 2100 Kg/m3) = 63 Kg/m2

o Berat tegel, t = 2 cm (0.02 × 2400 Kg/m3) = 48 Kg/m2

o Berat plafond = 11 Kg/m2

o Berat penggantung = 7 Kg/m 2

Total beban mati (WD) = 417 Kg/m2

Beban hidup (WL)

o Beban untuk lantai gedung ruko = 25 0 Kg/m 2

Total beban hidup (WL) = 250 Kg/m2

Beban ultimate (WU)

WU =

=

= 900.4 Kg/m2

17

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

= 9.004 KN/m2

Tinggi efektif (untuk arah sumbu-x dan sumbu-y)

o Tinggi efektif (d) dalam arah-x

dx =

=

= 95 mm

o TInggi efektif (d) dalam arah-y

dy =

=

= 85 mm

2.2. Pembebanan Pelat Atap

Beban-beban yang bekeja pada pelat berdasarkan pada Peraturan Pembebanan

Indonesia Untuk Gedung Tahun 1983.

Adapun ketentuan dari pelat lantai adalah :

Tebal pelat atap, t = 10 cm = 100 mm

Tebal spesi, t = 3 cm = 30 mm

Diameter tulangan utama Ø = 8 mm

Tebal selimut beton untuk beton yang langsung berhubungan dengan tanah atau

cuaca sesuai SNI 03-2847-2002 pasal 9.7 butir 1.b : batang D-16 , jaring kawat

polos Ø16 atau kawat ulir D16 dan yang lebih kecil dipakai p = 40 mm

Gamma beton, γb = 2400 Kg/m3

18

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Gamma air γa = 1000 Kg/m3

Beban mati (WD), ditinjau per meter lebar pias

o Berat sendiri pelat (0.10 × 2400 Kg/m3) = 240 Kg/m2

o Berat spesi (0.03 × 2100 Kg/m3) = 63 Kg/m2

o Berat plafond = 11 Kg/m2

o Berat penggantung = 7 Kg/m 2

Total beban mati (WD) = 321 Kg/m2

Beban hidup (WL)

o Untuk atap, beban hidupnya = 100 Kg/m2

o Berat air hujan (40 – 0.8 α), α = 0˚ = 20 Kg/m 2

Total beban hidup (WL) = 120 Kg/m2

Beban ultimate (WU)

Menurut SNI 03-2847-2002 pasal 11.2.1 ayat 5, beban yang bekerja pada atap :

WU =

=

= 577.2 Kg/m2

= 5.772 KN/m2

Tinggi efektif (untuk arah sumbu-x dan sumbu-y)

o Tinggi efektif (d) dalam arah-x

dx =

=

= 56 mm

o TInggi efektif (d) dalam arah-y

dy =

=

= 48 mm

19

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

2.3. Perhitungan Penulangan

Untuk menentukan dimensi penulangan, sebelumnya harus dihitung momen-momen

yang ditimbulkan akibat lentur yang bekerja selebar 1 meter lebar pias pada arah x dan

arah y sesuai dengan tipe penyaluran beban pada pelat berdasarkan metode amplop..

Untuk memudahkan analisa, maka digunakan tabel 4.2.b CUR Grafik dan Tabel

Perhitungan Beton Bertulang Seri 4 dan harus juga memenuhi syarat sesuai dengan

SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.1 ayat 20 dan 21.

Digunakan ρmin terbesar yaitu ρmin = 0.00583

ρb =

= = 0.043

ρmax = = = 0.0322

jadi besarnya ρ adalah

Jika ρ lebih kecil dari ρmin maka yang digunakan adalah ρmin. Momen-momen tersebut

dihitung menurut momen lapangan (ml) dan momen tumpuan (mt), masing-masing

pada arah x dan arah y. Momen jepit tak terduga (mjt) dianggap sama dengan setengah

momen lapangan.

2.4. Perhitungan Penulangan Pelat

Pelat Atap Tipe A(Pelat 1 arah)

20

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

= 5 m ; = 1.5 m = 3.333

Karena nilai > 2, maka pelat di atas termasuk pelat 1 arah. Penulangan yang

digunakan adalah dalam arah Lx sebagai arah yang lebih kecil, karena Lx memikul

beban yang lebih besar.

Beban ultimate (qu) pada lantai = 5.484 KN/m2

Digunakan tulangan Ø8

Tinggi efektif (d)

d = = = 56 mm

Momen Lapangan

MU = = = 1.623 KNm

Momen Tumpuan

MU = = = 0.541 KNm

21

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Penulangan Lapangan Arah-x

Mu = M lx = 1.623 KNm = 1623000 Nmm

Mn = = = 2028750 Nmm

Rn = = = 0.647 MPa

m = = = 14.11

ρ =

=

= 0.0027 < ρmin

Berdasarkan peraturan SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.3 sebagai alternatif, untuk

komponen struktur yang besar dan masif, luas tulangan yang diperlukan pada setiap

penampang, positif atau negatif, paling sedikit harus sepertiga lebih besar dari yang

diperlukan berdasarkan analisis, sehingga :

ρperlu = ρanalisis × = 0.0027 × = 0.0036 < ρmin

Jadi yang digunakan adalah ρmin = 0.00583

As =

=

= 326.667 mm2

Direncanakan menggunakan tulangan dengan ϕ 8mm

n = = = 6.502 buah ≈ 7 buah

S = = 142.857 mm

Jadi untuk tulangan lapangan dipasang ϕ 8 – 140 mm

22

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Penulangan Tumpuan Arah-x

Mu = M lx = 0.541 KNm = 541000 Nmm

Mn = = = 676250 Nmm

Rn = = = 0.216 MPa

m = = = 14.11

ρ =

=

= 0.0027 < ρmin

Berdasarkan peraturan SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.3 sebagai alternatif, untuk

komponen struktur yang besar dan masif, luas tulangan yang diperlukan pada setiap

penampang, positif atau negatif, paling sedikit harus sepertiga lebih besar dari yang

diperlukan berdasarkan analisis, sehingga :

ρperlu = ρanalisis × = 0.0027 × = 0.0036 < ρmin

Jadi yang digunakan adalah ρmin = 0.00583

As =

=

= 326.667 mm2

Direncanakan menggunakan tulangan dengan ϕ 8 mm

n = = = 6.502 buah ≈ 7 buah

S = = 142.857 mm

Jadi untuk tulangan lapangan dipasang ϕ 8 – 140 mm

23

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Pelat Lantai 2 Tipe A (Pelat 1 arah)

= 5 m ; = 1 m

= 5

Karena nilai > 2, maka pelat di atas termasuk pelat 1 arah. Penulangan yang

digunakan adalah dalam arah Lx sebagai arah yang lebih kecil, karena Lx memikul

beban yang lebih besar.

Beban ultimate (qu) pada lantai = 9.004 KN/m2

Digunakan tulangan Ø10

Tinggi efektif (d)

d = = = 95 mm

Momen Lapangan

MU = = = 1.1255 KNm

Momen Tumpuan

MU = = = 0.375 KNm

24

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Penulangan Lapangan Arah-x

Mu = M lx = 1.1255 KNm = 1.125.500 Nmm

Mn = = = 1406875 Nmm

Rn = = = 0.155 MPa

m = = = 14.11

ρ =

=

= 0.0006 < ρmin

Berdasarkan peraturan SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.3 sebagai alternatif, untuk

komponen struktur yang besar dan masif, luas tulangan yang diperlukan pada setiap

penampang, positif atau negatif, paling sedikit harus sepertiga lebih besar dari yang

diperlukan berdasarkan analisis, sehingga :

ρperlu = ρanalisis × = 0.0006 × = 0.00085 < ρmin

Jadi yang digunakan adalah ρmin = 0.00583

As =

=

= 553.85 mm2

Direncanakan menggunakan tulangan dengan ϕ 10 mm

n = = = 7.055 buah ≈ 8 buah

S = = 125 mm

Jadi untuk tulangan lapangan dipasang ϕ 10 – 120 mm

25

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Penulangan Tumpuan Arah-x

Mu = M lx = 0.375 KNm = 375000 Nmm

Mn = = = 468750 Nmm

Rn = = = 0.0519 MPa

m = = = 11.294

ρ =

=

= 0.0002 < ρmin

Berdasarkan peraturan SNI 03-2847-2002 pasal 12.5.3 sebagai alternatif, untuk

komponen struktur yang besar dan masif, luas tulangan yang diperlukan pada setiap

penampang, positif atau negatif, paling sedikit harus sepertiga lebih besar dari yang

diperlukan berdasarkan analisis, sehingga :

ρperlu = ρanalisis × = 0.0002 × = 0.0002 < ρmin

Jadi yang digunakan adalah ρmin = 0.00583

As =

=

= 553.85 mm2

Direncanakan menggunakan tulangan dengan ϕ 10 mm

n = = = 7.055 buah ≈ 8 buah

S = = 125 mm

Jadi untuk tulangan lapangan dipasang ϕ 10 – 120 mm

26

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Perhitungan Tulangan Bagi / Tulangan Susut untuk pelat 1 arah

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 Pasal 9.12.2.1 Tulangan susut harus paling sedikit

memiliki rasio luas tulangan 0.0018 terhadap luas bruto penampang beton dan tidak

kurang dari 0.0014 untuk pelat yang menggunakan batang tulangan ulir atau jarring

kawat las (polos atau ulir) mutu 400.

Asb = 0.0018 × b × h

= 0.0018 × 1000 × 120

= 216 mm2

Jumlah tulangan :

n = = = 2.75 buah ≈ 3 buah

S = = 333.3 mm ≈ 200 mm

Jadi untuk tulangan susut/ bagi dipasang ϕ 10 – 200 mm

Catatan:

Perhitungan untuk tipe pelat lainnya akan dilakukan dengan bantuan program

Microsoft Excel yang dapat dilihat pada Lampiran.

27

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

28

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

29

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

30

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

31

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

32

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

2.5. Perataan Beban Pelat

A. Beban Trapesium

Tipe I

F1 =

F2 =

F =

=

=

=

RA =

=

=

33

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Momen maksimum di titik O akibat beban trapezium:

Mo =

=

=

=

Momen maksimum akibat beban merata

Mmax =

Mmax = Mo

=

qek =

=

qek perataan =

Jadi qek perataan =

B. Beban Segitiga

Tipe I

34

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

RA = =

=

Momen maksimum

M yang terjadi =

=

=

Mmax =

Mmax = M yang terjadi

=

qek =

qek perataan =

Tipe II

35

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

RA = F =

=

Momen di titik C

M =

=

=

=

Mmax =

Sehingga :

Mmax = MC

=

qek =

qek perataan =

Tipe III

36

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

F1 = F2 = =

F = F1 + F2

=

=

RAV = RBV =

=

=

Momen maksimum yang terjadi akibat beban segitiga di titik O

MO =

=

=

=

Momen maksimum akibat beban merata adalah :

Mmax =

37

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

Sehingga :

Mmax = MO

=

qek =

Jadi beban perataannya adalah :

qek perataan =

Tipe IV

F =

=

RA = RB =

=

=

=

MO =

=

38

Tugas Struktur Beton Bertulang

JURUSAN TEKNIK SIPILFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS UDAYANA

=

=

Mmax =

Mmax = MO

=

qek =

39