Beton Bertulang

1

Nama : Imam RifaiNBI : 441301837Fakultas/Jurusan : Teknik/ ArsitekturKelas : S

BETON BERTULANG* Perencanaan Beton Bertulang

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dan perlu menjadi pertimbangan dalam mendisain balok beton bertulang.

• Lokasi tulangan.• Tinggi minimum balok.• Selimut beton (concrete cover ) dan jarak tulangan.

a. Lokasi TulanganTulangan dipasang di bagian struktur yang membutuhkan, yakni pada lokasi

dimana beton tidak sanggup melakukan perlawanan akibat beban, yakni di daerah tarik (ingat beton lemah menerima tarik).Sehingga untuk balok sederhana di atas dua tumpuan seperti Gambar III.1, maka dibutuhkan tulangan di bagian bawah struktur, atau pada serat yang tertarik.

Gambar 1. Balok di Atas dua Tumpuan

2

Sedangkan untuk balok kantilever pada gambar III.2 dibutuhkan tulangan pada bagian atas, karena serat yang tertarik ada di bagain atas.

Gambar 2. Balok Kantilever

Untuk balok menerus di atas beberapa tumpuan seperti pada Gambar III.3, maka di daerah lapangan dibutuhkan tulangan di bagian bawah, sedangkan di daerah tumpuan dibutuhkan tulangan utama di bagain atas balok.

Gambar 3. Balok Menerus

3

b. Tinggi Balok

Tabel 8, SNI beton 2002 menyajikan tinggi minimum balok sbb,

• Balok di atas dua tumpuan : hmin = L/16.• Balok dengan satu ujung menerus : hmin = L/18, 5.• Balok dengan kedua ujung menerus : hmin = L/21.• Balok kantilever : hmin = L/8.

L = panjang panjang bentang dari tumpuan ke tumpuan.Jika nilai tinggi minimum ini dipenuhi pengecekan lendutan tidak perlu dilakukan.

c. Selimut Beton dan Jarak TulanganSelimut beton adalah bagian beton terkecil yang melindungi tulangan. Selimut beton ini

diperlukan untuk :• Memberikan daya lekat tulangan ke beton.• Melindungi tulangan dari korosi.• Melindungi tulangan dari panas tinggi jika terjadi kebakaran. (Panas tinggi dapat menyebabkan menurun/hilangnya kekuatan baja tulangan).

fy

4fy

c

4

Gambar .4. Selimut Beton (Cover )Tebal minimum selimut beton untuk balok adalah : 40 mm (SNI beton 2002 pasal

9.7). Sedangkan jarak antara tulangan di tetapkan seperti Gambar III.7.

Gambar 5. Jarak Antar Tulangan

d. Batasan TulanganMenurut SNI beton pasal 12.5.1)., tulangan minimum balok empat persegi (komponen

struktur lentur) diambil nilai terbesar dari dua rumus berikut :

√f 0

1. Asmin = c bw d

2. Asmin = 1.4 bw d

dimana bw merupakan lebar badan balok.Diharapkan keruntuhan yang terjadi pada elemen lentur adalah keruntuhan tarik (un-

derreinforced ), karena ada tanda-tanda berupa defleksi yang besar sebelum terjadi keruntuhan jenis ini.

Pada jenis keruntuhan ini rasio tulangan ρ < ρb.Agar dapat dijamin bahwa jenis keruntuhan balok betul-betul pada keruntuhan tarik,

maka SNI beton 2002 membatasi rasio tulangan maksimum balok : ρmax = 0, 75ρb, dimana

ρb =0 , 85 β 1 f 0

600

fy 600 + fy

5

* Desain Balok

a. Ketentuan Kekuatan

Seperti telah disinggung pada modul sesi 1 bahwa pada perencanaan dengan menggunakan kekuatan batas, ada 2 kekuatan yang harus diperhatikan,

• Kuat Perlu• Kuat Rencana

dimana

Kuat perlu ≤ Kuat rencana

Kuat perlu : kekuatan yang harus mampu dipikul balok akibat beban-beban yang sudah dikalikan faktor keamanan (kombinasi beban).

Secara umum, ada 6 macam beban (jika ada) yang perlu diperhitungkan pada per- ancangan struktur beton bertulang :

1. Beban mati (D) : yaitu beban yang selalu ada pada struktur.

2. Beban hidup (L) : yaitu beban yang sifatnya berpindah-pindah.

3. Beban atap (A) : beban yang tidak tetap di atap (beban orang bekerja atau/dan beban peralatan).

4. Beban hujan (R) : genangan air hujan di atap.

5. Beban Angin (W)

6. Beban gempa (E) : beban ekivalen yang bekerja pada struktur akibat pergerakan tanah pada peristiwa gempa.

Menurut SNI beton 2002 pasal 11.2, secara umum ada 6 macam kombinasi beban yang harus dipertimbangkan,

1. U = 1,4 D (pada tahap pelaksanaan bangunan)

2. U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5(A atau R)

6

3. U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,6 W + 0,5(A atau R)

4. U = 0,9 D ± 1,6 W

5. U = 1,2 D + 1,0 L ± 1,0 E

6. U = 0,9 D + ± 1,0 E

Kuat Rencana : adalah kekuatan yang harus ada pada elemen beton bertulang, yakni berupa kekuatan nominal x faktor reduksi kekuatan φ.

b. Faktor reduksiMenurut SNI beton 2002 pasal 11.3.2, faktor reduksi kekuatan φ adalah :

1. Lentur tanpa beban aksial 0,8

2. Beban aksial dab beban aksial dengan lentur

a. aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur. . . . 0,8

b. aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur

i. Komponen struktur dengan tulangan spiral 0,7

ii. Komponen struktur lainnya 0,65

3. Geser dan torsi 0,75

4. Tumpuan pada beton 0,65

5. Beton polos struktural 0,55

Jika Mu merupakan momen perlu yang harus dipikul balok akibat kombinasi beban, dan Mn momen nominal yang sanggup dipikul penampang balok, maka

Mu ≤ φMn atau

φMn ≥ Mu

c. Disain Tulangan TunggalKarena pada perencanaan elemen lentur, keruntuhan yang terjadi harus keruntuhan

tarik, maka berlaku hubungan momen nominal balok seperti yang telah dibahas pada

c

f 0

c

c

c

c

c

16

7

modul 2 sbb,

Mn = f 0 bd2ω (1 − 0, 59ω)

dimana ω = ρ fy .c

Sehingga momen rencana balok adalah

φMn = φf 0 bd2ω (1 − 0, 59ω)

Dengan demikian

Mu ≤ φf 0 bd2ω (1 − 0, 59ω)

atau

atau

bd2 ≥

Mu

Mu

φf 0 ω (1 − 0, 59ω) (III.1)

bd2 ≤ φf 0 ω (1 − 0, 59ω) (III.2)

d. Contoh

Contoh 1 : Balok dengan ukuran penampang yg belum diketahui. Diketahui :Balok dengan bentang 10 m, direncanakan untuk dapat memikul beban mati 14,5 kN/m dan beban hidup 25,5 kN/m.Mutu beton f 0 = 25 N/mm2 dan

tegangan leleh baja fy = 400 N/mm2.Ditanya : Desain omptimum balok. (dimensi balok & tulangannya)

Jawab :

1. Perkiraan beban mati balok.

Untuk balok di atas dua tumpuan : hmin ≈

`= 0.625 m →

ambil h = 800 mm dan b ≈ 0, 5h = 400 mm, sehingga berat sendiri balok = 0,8 x 0,4 x 24 = 7,68 kN/m

2. Menghitung momen terfaktor Mu

8

beban terfaktor : qu = 1,2x(7,68+14,5) + 1,6 x 25,5 = 67,4 kN/m

Mu = qu `

6

2

9

Gambar III.6. Contoh Kasus 1

8 = 842,5 kNm = 842,5 x 106Nmm

3. Menghitung b dan d yang diperlukan

bd2 ≥ Mu

φfc0 ω (1 − 0, 59ω)

asumsi ρ = 0,01 (nilai rasio tulangan yang ekonomis), sehingga

ω = ρ fy

fc0

400= 0, 01

25 = 0, 16

sehingga

bd2 = 842, 5x10

= 290, 5x106 mm3

0, 8 [25x0, 16 (1 − 0, 59x0, 16)]

jika b = 450 mm → d = 803 mm jika b = 400 mm → d = 852 mmSeandainya tulangan yang dipasang 1 lapis, maka h ≈ d + 65 mm

Sehingga,

untuk b = 450 mm → h = 868 mm > hmin untuk b = 400 mm → h = 917 mm > hmin Kedua ukuran di atas memenuhi syarat.Ambil ukuran balok b = 400 mm dan h = 900 mm

4. Hitung ulang Mu dengan berat sendiri balok menggunakan ukuran yang baru :

berat sendiri balok = 0,9 x 0,4 x 24 = 8,64 kN/m beban terfaktor baru :qu(b) = 1,2x(8,64+14,5) + 1,6 x 25,5 = 68,57 kN/m

c

c bd2

fc

ρ = c =

c

10

68, 57x102

6Mu(b) = = 857kN m = 857x10 N mm

8

5. Hitung luas tulangan yang dibutuhkan.

Asumsi tulangan yang dipasang 2 lapis, sehingga

d ≈ h − 90 = 900 - 90 = 810 mm

Mu

857x106 = = 3.2655

bd2 400x8102

sedangkan

Mu

bd2 ≤ φf 0 ω (1 − 0, 59ω)

atau

φf 0 ω (1 − 0, 59ω) ≥ Mu = 3.2655

sehingga

0, 8x25ω (1 − 0, 59ω) − 3.2655 ≥ 0

atau

11, 8ω2 − 20ω + 3.2655 ≤ 0

diperoleh ω1 = 1.512 dan ω2 = 0.183

diambil ω = 0.183 → ρ fy = 0.183 , sehingga

0 .183xf 0

fy

0.183x25400 = 0.01144

ρmaks = 0, 75ρb = 0, 75x0 , 85 β 1 f 0

600

= 0.02032

Jadi ρ < ρmaks → ok

fy 600 + fy

As = ρbd = 0.01144x400x810 = 3660 mm2

4fy b

4x400

fy b 400

11

√f 0

• Asmin = c

w

√

d = 25 x400x810 = 1012.5 mm2

• Asmin = 1.4 wd = 1.4 x400x810 = 1134 mm2

→ ambil yang terbesar : Asmin = 1134 mm2

Terlihat As yang diperoleh > Asmin → ok

Gunakan tulangan 6D28 → As = 3695 mm2

Gambar III.7. Penempatan Tulangan pada Balok

6. Hitung nilai d sebenarnya

ds =2x616x117 + 4x616x64

= 81.67 mm2x616 + 4x616

d = h − ds = 900 - 81.67 = 818 mm (tidak berbeda jauh dari asumsi)

7. Hitung a dan cek apakah dengan tulangan yang digunakan penampang masih bersifat

underreinforced →a

<

ab

d d

12

a = As fy =

3695x400 = 174 mm

a

174

0, 85fc

0 b0, 85x25x400

d = 818 = 0,213

ab = β

600

600

= 0, 85x = 0, 51d 1 600 + fy

600 + 400

diperoleh a = 0, 213 < ab = 0, 51 → ok → penampang masih bersifat

underreinforcedd d

8. cek φMn

φMn = φAs fy

d −a

= 0, 8x3695x4002

818 −174

2

Konstruksi Bangunan – Beton Bertulang – Imam Rifai

= 864334400N mm = 864, 3 kN m > Mu = 857 kN m −→ ok

Teknik Arsitektur Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya







Documents

Beton Bertulang