bab 3 perhitungan balok analisis sap wisnawan fix.doc
Post on 05-Jan-2016
64 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
BAB III
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
3.1. Data Perencanaan
Kuat tekan beton (fc') : 25 MPa
Kuat leleh baja tulangan longitudinal (fyl') : 400 Mpa
Kuat leleh baja sengkang (fyv') : 240 Mpa
3.2. Perhitungan Balok Atap Arah y
Balok A-A Balok induk atap
Dimensi balok induk = 20/40
26
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
3.2.1. Beban-beban Yang Bekerja Pada Balok 5 - 5
3.2.2. Data Beban
Analisis menggunakan Program SAP 2000, untuk input beban merata permeter
panjang dengan pembebanan trapesium dan segitiga dengan asumsi semua
perletakan adalah sendi, sebagai berikut:
27
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Tepesium 1
Distance : 0 (1.50/5.00) (5.00 1.50)/5.00 1
Load : 0 h’ h’ 0
Untuk
- pelat : h’ = tebal plat x γbeton x tinggi trapesium
- beban tambahan : h’ = beban/m2 x tinggi trapesium
- beban hidup : h’ = beban/m2 x tinggi trapesium
- beban hujan : h’ = beban/m2 x tinggi trapesium
NB : satuan saat input data beban disesuaikan.
a. Beban mati
28
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Pelat 1
2h’ =2 x (0.1 × 2400 x 1.50) = 720 kg/m’
Beban tambahan
Berat spesi (0.03 × 2100) x 1.50 = 94,50 kg/m’
Berat plafond (11 x 1.50) = 16,50 kg/m’
Berat penggantung (7 x 1.50 ) = 10,50 kg/m ’
Total beban tambahan 2h’ = 243 kg/m’
2h’ total =
Berat sendiri balok dihitung berdasarkan dimensi yang di input di
Program.
b. Beban hidup
Beban hidup untuk atap = 100 kg/m2
2h’ =2 x (100 x 1.50) = 300 kg/m’
c. Beban air hujan
Beban air hujan untuk atap = 20 kg/m2
2h’ = (20 x 1.50) = 60 kg/m’
29
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Beban – beban yang bekerja pada balok 5 arah Y
Beban mati :
Beban Hidup :
30
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Beban air hujan
31
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
3.2.3. Hasil Analisis Dengan Analisis SAP2000
a) Akibat beban mati
Bidang Momen
Bidang Gaya Lintang
32
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
b) Akibat beban hidup
Bidang Momen
Bidang Gaya Lintang
33
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
c) Akibat beban air hujan
Bidang Momen
Bidang Gaya Lintang
34
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Beban – beban yang bekerja pada balok 5 arah Y
Beban mati :
Beban Hidup :
35
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Beban air hujan :
a) Akibat beban mati
Bidang Momen
36
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Bidang Gaya Lintang
b) Akibat beban hidup
Bidang Momen
Bidang Gaya Lintang
37
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
c) Akibat beban air hujan
Bidang Momen
Bidang Gaya Lintang
38
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Beban – beban yang bekerja pada balok 5 arah Y
Beban mati :
39
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Beban Hidup :
Beban air hujan :
40
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
a) Akibat beban mati
Bidang Momen
Bidang Gaya Lintang
b) Akibat beban hidup
Bidang Momen
41
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Bidang Gaya Lintang
c) Akibat beban air hujan
Bidang Momen
42
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Bidang Gaya Lintang
Untuk memastikan perhitungan pada SAP2000 tidak terjadi kekeliruan, maka dikontrol dengan perhitungan manual dengan metode
Slope Deflesi sebagai berikut.
43
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Dari hasil control diperoleh momen jepit ujung pada perhitungan dengan SAP2000 besarnya
sama dengan momen pada tumpuan maksimum adalah 2644,01 kgm, sehingga perhitungan
analisis dapat digunakan.
3.2.4. Gaya-gaya dalam Ultimit
a) Momen Maksimum Pada Tumpuan
Akibat beban mati (MD) = 2644,01 Kg m
Akibat beban hidup (ML) = 666,59 Kg m
Akibat beban air hujan (R) =133,32 Kg m
MU =
=
= 4306,016 Kg m
b) Momen Maksimum Pada Lapangan
Akibat beban mati (MD) = 2046,9 Kg m
Akibat beban hidup (ML) = 520,86 kg m
Akibat beban air hujan (R) = 104,17 kg m
MU =
=
= 3341,741 Kg m
c) Gaya Lintang Maksimum
Akibat beban mati (VD) = 2694,62 Kg
Akibat beban hidup (VL) = 658,32 Kg
Akibat beban air hujan (R) = 131,66 Kg
VU =
=
= 4.352,686 Kg
3.3. Perencanaan Penulangan Balok
44
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Direncanakan :
Dimensi Balok : 20/40
Tebal penutup beton : 40 mm
Diameter tulangan utama : D16 mm
Diameter tulangan transversal : ϕ 8 mm
Tinggi efektif
d' = = 40 + 8 + = 56 mm
d = h – d' = 400 – 56 = 344 mm
Rasio tulangan minimum :
Digunakan ρmin terbesar yaitu ρmin = 0.0035
ρb =
= = 0.0271
ρmax = = = 0.02
jadi besarnya ρ adalah
Jika ρ lebih besar dari ρmaxmaka yang digunakan adalah ρmax
3.3.1. Penulangan Lentur
Perhitungan penulangan tumpuan
45
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
MU = = 4306,016 Kg m = 43.060.160 Nmm
Mn = = = 53.825.200 Nmm
Rn = = = 2,2742 N/mm2
m = = = 18,823
ρ =
=
= 0.00602
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 × = 0.00602 × = 0.00803 > ρmin
Jadi yang digunakan adalah ρ = 0.00803
As = = 0.00803 × 200× 344 = 552,52 mm2
n =
=
= 2,749 3 buah
Maka dipasang tulangan longitudinal 3D16 dengan luas tulangan Ast =
602,88 mm2.
Kapasitas Terpasang :
a = = = 56,74 mm
46
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Mnt =
=
= 76.114.607 Nmm
Mnt = 76.114.607 Nmm > Mn = = 43.060.160 Nmm.........OK!
Jadi banyak tulangan longitudinal yang digunakan 3D16
Kontrol Jarak Tulangan
Selimut beton = 2 × 40 = 80 mm
Sengkang = 2 × ϕ8 = 16 mm
Tulangan lentur = 3 × D16 = 48 mm +
= 144 mm
Sesuai dengan ketentuan SNI 2002, pasal 9.6.1 bila jarak bersih antar
tulangan sejajar dalam lapis yang sama tidak boleh kurang dari db ataupun
25 mm.
Sehingga :
Jarak Tulangan =
=
= 28 mm > 25 mm....................................OK!
Perhitungan Penulangan Lapangan
MU = = 3341,741 Kg m = 33417410 Nmm
47
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Mn = = = 41771762,5 Nmm
Rn = = = 1,7649N/mm2
m = = = 18,823
ρ =
=
= 0.0046
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 × = 0.0046 × = 0.0061 > ρmin
Jadi yang digunakan adalah ρperlu = 0.0061
As = = 0.0061 × 200 × 344 = 423,01 mm2
n =
=
= 2,1049 2 buah
Maka dipasang tulangan longitudinal 2D16 dengan luas tulangan Ast =
401,92 mm2.
Kapasitas Terpasang :
a = = = 37,827 mm
48
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Mnt =
=
= 52.263.444,96 Nmm
Mnt = 52.263.444,96 Nmm > Mn = 33417410 Nmm..........OK!
Jadi banyak tulangan longitudinal yang digunakan 2D16
Kontrol Jarak Tulangan
Selimut beton = 2 × 40 = 80 mm
Sengkang = 2 × ϕ8 = 16 mm
Tulangan lentur = 2 × D16 = 32 mm +
= 128 mm
Sesuai dengan ketentuan SNI 2002, pasal 9.6.1 bila jarak bersih antar
tulangan sejajar dalam lapis yang sama tidak boleh kurang dari db ataupun
25 mm.
Sehingga :
Jarak Tulangan =
=
= 72 mm > 25 mm....................................OK!
3.3.2. Penulangan Geser
Data :
Tulangan sengkang = ϕ 8 mm
49
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Gaya geser maksimum = 4.352,686 Kg
Dimensi Balok = 20/40
d = 344 mm
Sehingga :
VU = 4.352,686 Kg = 43,52686 KN
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 13.3.1.1 untuk komponen struktur yang
hanya
VC =
=
= 57.333,33 N
= 57,33333 KN
Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 11.3.2. (3) dijelaskan bahwa faktor
reduksi (ϕ) untuk geser diambil sebesar 0.75
ϕ VC = 0.75 × 57,333333 KN
= 43 KN
= 21,5 KN
Berdasarkan peraturan SNI 03-2847-2002 13.5 mengenai kuat geser yang
disumbangkan oleh tulangan geser, disebutkan :
Untuk kondisi VU < , tidak diperlukan tulangan geser. Akan tetapi,
untuk faktor keamanan, tetap dipasang tulangan geser minimum.
Untuk kondisi < VU < ϕ VC, dipasang tulangan geser minimum
sesuai pasal 13.5.5 persamaan 56 dengan jarak S = .
Untuk kondisi VU ≥ ϕ VC, harus dipasang tulangan geser. VS = ,
dengan jarak S = yang mengacu pasal 13.5.4.1 SNI 03-2847-
2002.
50
PERANCANGAN STRUKTUR BETON BERTULANG
PERHITUNGAN BALOK MEMANJANG
Jarak tulangan geser berdasarkan pasal 13.5.4.1 SNI 03-2847-2002 yang
dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur tidak boleh
melebihi jika Vs < .
Jika nilai Vs > maka sesuai pasal 13.5.4.3 SNI 03-2847-2002
spasi maksimum yang diberikan dalam pasal 13.5.4.1 SNI 03-2847-2002
harus dikurangi setengahnya.
Dari hasil perhitungan didapat kondisi VU < sehingga tidak diperlukan
tulangan geser. Akan tetapi, untuk faktor keamanan, tetap dipasang tulangan
geser minimum, sehingga :
Smin =
Av = 2 × × π × d2
= 2 × × π × 82
= 100.57 mm2
Smin =
= 386,188 mm ≈ 350 mm
Jadi digunakan ϕ8 – 350 sebagai tulangan Transversal.
Catatan:
Perhitungan balok memanjang lainnya akan dilakukan dengan bantuan program
Microsoft Excel yang dapat dilihat pada Lampiran.
51
top related