perhitungan hcs

7/23/2019 Perhitungan HCS

1/11

1. DATA STRUKTUR

Panjang bentang, L 8mTinggi kolom, H 3mDimensi kolom, Bk 40cm

Hk 40cmDimensi ba lok, Bb 30cm

Hb 75cm

2. MATERIAL PROPERTIES

Beton PC Hollow Core Slab Topping

- Mutu Beton,K K450 450kg

cm2

K225 225kg

cm2

- Kuat tekan beton, fc f'c1 K450 0.83 g f'c2 K225 0.83 g

=f'c1 36.628MPa =f'c2 18.314MPa

- Modulus elastisitas,Ec Ec1 4700 f'c1 MPa Ec2 4700 f'c2 MPa

=Ec1 28444.84MPa =Ec2 20113.539MPa

- Berat jenis beton,c c1 25kN

m3

c2 24kN

m3

- Faktor reduksi, n Ec2

Ec1=n 0.707

Reinforcement

- Diameter > 13mm U-39

Kuat leleh ba ja, fy fy 390MPa- Diameter < 13mm U-24

Kuat leleh baja, fys fys 240MPaModulus Elastisitas, Es Es 200000MPa

Prestress

Uncoated stress-relieved seven wire strand, Grade 270-ASTM A416-90a Low Relaxation

Diameter, dp dp 6mmLuas area strand, Ap Ap =0.25 dp

228.274mm

2

Modulus Elastisitas, Ep Ep 198000MPaUltimate Tensile Strength, fpu fpu 1625MPaUTS = fpu/Ap UTS =fpu Ap 45.946kNBanyaknya tendon, np (Dari Brosur) np 5

Tegangan Ijin Beton PC HCS

Pada saat transfer

Kekuatan beton transfer, fci fci =0.8 f'c1 29.302 MPa

Eci =4700 fci MPa 25441.839MPa

- Tegangan ijin tekan f'ct =0.6 fci 17.581 MPa


2/11

- Tegangan ijin tarik f'tt =0.8 fci MPa 4.331MPa

Pada saat beban layan

Kekuatan beton layan, f'ci f'ci =1.0 f'c1 36.628 MPa

E'ci =4700 f'ci MPa 28444.84 MPa

- Tegangan ijin tekan f'cs =0.4 f'ci 14.651MPa

- Tegangan ijin tarik f'ts =0.498 f'ci MPa 3.014 MPa

3. PERATURAN

1.

2.

3.

ACI 318-11 (Building Code Requirements for Structural Conc rete

PCI Design Handbook 6th Edition

SNI 2847-2013 (Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung

4. HCS SECTION PROPERTIES

Lebar penampang bHC 1200 mmTinggi penampang HCS h 200 mmPelat Hollow b1 190mmTebal flens atas t1 30mmTeba l flens bawah t2 30mmTebal badan t3 35mmTebal badan ke tepi t4 50mm

a =t3

b1h t1 t2 25.789mm


3/11

Ax =++t1 t2 a 85.789mm 'Per satuan panjang sb-YAcx =Ax bHC 102947.368 mm

2'Untuk lebar 1200 mm

Sx =++1

2t1

2

1

2a +h t1 t2 t2

h

1

2t2

8578.947 mm

2

zx =Sx

Ax100mm

Ix +++++

1

12 t13

t1

zx

1

2 t1

2

1

12 t23

t2

h zx

1

2 t2

2

1

12 a h t1 t2

2

a

zx

1

2 +h t1 t2

2

=Ix 480122.807 mm3

Icx =Ix bHC 5.761 104

m4

Ay =+t1 t2 60mm 'Per satuan panjang sb-XAcy =Ay L 480000mm

2'Untuk lebar 8000 mm

Sy =+1

2t1

2t2

h

1

2t2

6000mm

2

zy =Sy

Ay100 mm

Iy =+++1

12t1

3t1

zy

1

2t1

2

1

12t2

3t2

h zy

1

2t2

2

438000 mm3

Icy =Iy L 3.504 109

mm4

PENAMPANG HCS PER 1 METER LEBAR

Luas Penampang Ac Acx =Ac 1029.474cm2

Momen Inersia, Ic Icx =Ic 576147368.421 mm4

Garis serat bawah, Cbh

2

=Cb 100mm

Garis serat atas, Ct h Cb =Ct 100mm

Modulus penampang atas, StIc

Ct=St 5761473.684 mm

3

Modulus penampang bawah, Sb Ic

Cb=Sb 5761473.684 mm

3

5. COMPOSITE SECTION PROPERTIES

Panjang bentang HCS, Lsl Lsl =L 8mTinggi topping, htop htop 50mmTinggi pelat komposit, hsl hsl +htop h =hsl 250mmFaktor reduksi, n =n 0.707Lebar plat transformasi, be n bHC =be 848.528mmLuas penampang tranformasi,Ack Ack =+Ac htop be 145373.775 mm

2

Garis serat bawah, Cbk Cbk =

+be htop

+h

htop

2

Ac Cb

Ack136.48mm

Garis serat atas, Ctk Ctk =hsl Cbk 113.52mm

Momen Inersia, Ick +++Ic Ac Cbk Cb2

be htop3

12 be htop

Ctk

htop

2

2

=Ick 1.054 109

mm

4

=Stk 9288549.963 mm3

Modulus penampang atas, Stk Ick

Ctk


4/11

Modulus penampang bawah, Sbk Ick

Cbk=Sbk 7725883.071 mm

3

6. PEMBEBANAN DAN ANALISA GAYA DALAM

A. LOADING

- Beban sendiri HCS, qslb Ac c1 =qslb 2.574

kN

m

- Beban Topping, qtop htop bHC c2 =qtop 1.44kN

m

- Beban mati tambahan, qsdl 1.2kN

m2

bHC =qsdl 1.44kN

m

- Beban titik akibat penambahan dak baru, Rmax

(ETABS ANALYSIS)

Pdk 192.2374kN

- Beban Hidup, qL 4.903kN

m2

bHC=qL 5.884kN

m

A. ANALISA MOMEN DAN GESER

1. Berat Sendiri =qslb 2.574kN

m

Solution: x , 0 1 8 L 8

Fx 0; qslb L

2qslb x V 0 Vslb x

qslb

2L 2 x m

M 0; ++qslb L

2qslb x

x

2

M x 0 Mslb x

qslb

2L x x

2m

2

-8-6-4-2

02468

10

-12-10

12

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

0

8

x

Vslb x kN

Shear (kN)

J arak (m)


5/11

468

101214161820

02

22

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

x

Mslb x kN m

Momen (kNm)

J arak (m)

2. Topping

=qtop 1.44kN

m


Fx 0; qtop L

2qtop x V 0 Vtop x

qtop

2L 2 x m

M 0; ++qtop L

2qtop x

x

2

M x 0 Mtop x

qtop

2L x x

2m

2

-4-3-2-1

012345

-6-5

6

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

0

8

x

Vtop x kN

Shear (kN)

J arak (m)

23456789

1011

01

12

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

x

Mtop x kN m

Momen (kNm)

J arak (m)


6/11

3. Beban mati tambahan

qsdl 1.44kN

m


Fx 0; qsdl L

2qsdl x V 0 Vsdl x

qsdl

2L 2 x m

M 0; ++qsdl L

2qsdl x

x

2

M x 0 Msdl x

qsdl

2L x x

2m

2

-4-3-2-1

01234

5

-6-5

6

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

0

8

x

Vsdl x kN

Shear (kN)

J arak (m)

23456789

1011

01

12

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

x

Msdl x kN m

Momen (kNm)

J arak (m)


7/11

4. Beban titik penambahan dak baru

Pdk 19.226kN

a 4 L 8Solution:

Pdk L a Ay L 0 Ay =Pdk

1

a

L

9.613kN

x1 , 0 0.5 a aAy V1 x 0 V1 x Ay

M1 x Ay x 0 M1 x Ay x m

x2 , a 1.5 a LAy Pdk V2 x 0 V2 x Ay Pdk

+M2 x Ay x Pdk x a 0 M2 x Ay x Pdk x a m

-6-4-2

02468

-10-8

10

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

840

x1

x2

V1 x1 kN

V2 x2 kN

812162024283236

04

40

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

840

x1

x2

M1 x1 kN m

M2 x2 kN m


8/11

5. Beban Hidup

qL 5.884kN

m


Fx 0; qL L

2qL x V 0 VL x

qL

2L 2 x m

M 0; ++qL L

2qL x

x

2

M x 0 ML x

qL

2L x x

2m

2

-18-13.5

-9-4.5

04.5

913.5

1822.5

-27-22.5

27

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

0

8

x

VL x kN

Shear (kN)

J arak (m)

913.5

1822.5

2731.5

3640.5

45

04.5

49.5

1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.20 0.8 8

x

ML x kN m

Momen (kNm)

J arak (m)


9/11

6. CEK TEGANGAN

Summary :

fpu 1625 MPafpy 0.9 fpu =fpy 1462.5MPa

fpi 0.6fpu =fpi 975 MPafpeff 0.8 fpi =fpeff 780MPa

Diameter, dp dp 6mm

Banyaknya tendon, np (Dari Brosur) np 7Luas area strand, Ap Ap =0.25 dp

228.274mm

2

UTS = fpu/Ap UTS =fpu Ap 45.946kNJ acking Force, Jf %70 =Jf 0.7Tinggi penampang HCS h 200 mmEksentritas kabel, e 0.5 h 20 mm =e 80mm

1. Pemerikasaan Tegangan Pada Saat Transfe

=qslb 2.574kN

m

x 0 8 Ac 98842.105mm2

Cb 100mm

Mslb x qslb

2L x x

2m

2Ic 535328947.368 mm

4

J arak (m) Momen (kNm)

=x

0

1

2

3

45

6

7

8

=Mslb x

0

9.008

15.442

19.303

20.58919.303

15.442

9.008

0

kN m

P transfer, Po np UTS Jf

Mmax_transfer Mslb 4

=Po 225134.384 N

=Mmax_transfer 20.589 kN m

Syarat : ;top f'tt bot x f'ct

top =+Po

Ac

Po e Cb

Ic

Mmax_transfer Cb

Ic2.759MPa

bot =+Po

Ac

Po e Cb

Ic

Mmax_transfer Cb

Ic1.796MPa

CheckStress1

if

else

top f'tt bot f'ct

Pass

Fail

=CheckStress1 Pass


10/11

2. Pemerikasaan Tegangan Pada Saat Masa Konstruksi

Pada tahap ini gaya prategang telah mengalami kehilangan yang bersifat seketika, beban

yang bekerja adalah Beban Berat Sendiri dan Berat Konstruksi dan kekuatan beton telah

termobilisasi penuh.

=qslb 2.574kN

mqkons 1

kN

m=L 8 Mkons x

qkons

2L x x

2m

2

Mmax_kons +Mslb 4 Mkons 4

=x

01

2

3

4

5

6

7

8

=Mslb x

09.008

15.442

19.303

20.589

19.303

15.442

9.008

0

kN m =Mkons x

03.5

6

7.5

8

7.5

6

3.5

0

kN m =Mmax_kons 28.589 kN m

P transfer, Po np UTS Jf =Po 225134.384 NPada saat konstruksi loss of prestress yang terjadi 5% loss %5P konstruksi, Pi Po %100 loss =Pi 213877.664 NSyarat : ;top x f'ts bot x f'cs

top =+Pi

Ac

Pi e

StkMmax_kons

Stk3.4MPa

bot =+Pi

Ac

Pi e

StkMmax_kons

Stk0.928MPa

CheckStress2

if

else

top f'tt bot f'ct

Pass

Fail

=CheckStress2 Pass

2. Pemerikasaan Tegangan Pada Saat Masa Layan

Pada tahap ini beton telah mengalami seluruh komponen kehilangannya, beban yang

bekerja adalah beban mati, beban hidup dan beban tambahan, kekuatan beton telah

termobilisasi penuh, pada tahap ini terjadi loos sebesar 25%.

MD +++Mslb 4 Mtop 4 Msdl 4 M1 4

=MD 82.081 kN m

ML =ML 4 47.072 kN m

Mmax_layan +MD ML

=x

0

1

2

3

4

5

6

7

8

=Mslb x

0

9.008

15.442

19.303

20.589

19.303

15.442

9.008

0

kN m

=Mmax_layan 129.153 kN m

P transfer, Po np UTS Jf =Po 225134.384 NPada saat layanloss of prestress yang terjadi 25% loss %25P layan, Peff Po %100 loss =Pi 213877.664 NSyarat : ;top x f'ts bot x f'cs


11/11

top =+Peff

Ac

Peff e

StkMmax_layan

Stk14.159MPa

bot =+Pi

Ac

Peff e

StkMmax_layan

Stk10.286MPa

CheckStress3

if

else

top f'cs bot f'ts

Pass

Fail

=CheckStress3 Pass

SUMMARY

Penambahan struktur berupa kolom yang membebani plat Hollow Core Slab existing tidak

ada masalah.

perhitungan hcs

Documents