standar modul 07 struktur beton 1 umb

8/18/2019 Standar Modul 07 struktur beton 1 umb

1/10

‘13 1

Desi Putri, ST, M.Eng Pusat Bahan Ajar dan eLearninghttp://www.mercubuana.ac.id

MODUL PERKULIAHAN

Struktur

eton I

Modul Standar untukdigunakan dalam Perkuliahan

di Universitas Mercu BuanaFakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh

TEKNIKPERECANAANDAN DESAIN

Teknik Sipil7

MK Desi Putri, ST, M.Eng

Abstract Kompetensi

Materi Struktur Beton I berisikanperilaku dan disain elemen strukturdari beton bertulang, denganpenekanan pada perilaku elementerhadap gaya lentur dan gaya geser

Mahasiswa mampu mendesaintulangan tunggal balok T


2/10

‘13 2


Desain Balok T

Dalam perancangan balok T, langkah awal disarankan untuk menentukan apakah balok

tersebut berperilaku sebagai balok T persegi atau balok T murni. Apabila ditentukan sebagai

balok T persegi, maka prosedur perencanaan sama dengan yang dilakukan pada perencanaan

balok persegi bertulangan tarik dengan ukuran-ukuran penampang yang telah diketahui.

Sedangkan apabila sebagai balok T murni perencanaan dilakukan dengan cara perkiraan yang

kemudian diikuti dengan analisis. Berdasarkan pada bentuknya, umumnya flens menyediakan

daerah tekan lebih dari cukup sehingga blok tegangan tekan seluruhnya terletak di dalam

daerah flens. Sehingga hampir selalu dijumpai bahwa balok T umumnya dianalisa atau

direncanakan sebagai balok T persegi.

Perencanaan balok T adalah proses menentukan dimensi tebal dan lebar flens, lebar dan tinggi

efektif badan balok, dan luas tulangan baja tarik. Dalam perencanaan penampang balok T

yang mendukung momen lentur positif umumnya sebagian dari kelima perencanaan bilangan

sudah diketahui terlebih dahulu. Penentuan tebal flens biasanya tidak lepas dari perencanaan

pelat, sedangkan dimensi balok terkait dengan kebutuhan menahan gaya geser dan momen

lentur yang timbul pada dukungan dan ditengah-tengah bentang struktur balok menerus.

Sedangkan untuk lebar flens efektif (b), seperti sudah dikemukakan di sepan, SNI 2013

memberi batasan mengenai lebar tersebut. Keharusan untuk mempertimbangkan segi-segi

pelaksanaan ataupun hububungan dengan komponen struktur lainnya mungkin juga

mempengaruhi komponen struktur lainnya mungkin juga mempengaruhi penentuan lebar

badan balok, misalnya ukuran kolom ataupun sistem pelaksanaan pembuatan acuan (cetakan).

Desain / perancangan balok tampang T tidak seperti halnya perancangan balok persegi.

Ukuran balok umumnya sudah ditetapkan sehingga luasan tulangan saja yang masih harus

ditentukan. Namun demikian bila ukuran belum diketahui maka perkiraan ukuran balok

tampang T dapat didekati melalui perancangan tampang balok persegi. Kondisi seimbang

pada balok tampang-T tidak berbeda dari balok tampang persegi, karena posisi garis netral

seimbang (cb) hanya bergantung pada tinggi efektif (d) dan kualitas baja ( fy), cb =

600.d./(600 + fy).


3/10

‘13 3


Untuk mendapatkan kondisi seimbang beban yang dikerjakan umumnya sangat besar, pada

kondisi ini blok tekan beton selain dipikul oleh plat (sayap) juga dipikul oleh balok (badan).

Namun demikian pada umumnya balok tampang-T yang digunakan untuk rumah tinggal/

gedung perkantoran memiliki ciri letak blok beton tekan berada di dalam sayap.

Lebar sayap yang boleh diperhitungkan sebagai bagian dari balok tampang-T dibatasi dengan

ketentuan sebagai berikut (lihat gambar 7.1 dan 7.2) :

a. Plat sayap balok tampang-T terhubung dan terangkai dengan balok tampang-T ainnya

sehingga terdapat balok tampang-T sisi tengah (interior) dan sisi tepi (eksterior)

disebut balok tampang-T terhubung

b. Plat sayap balok tampang-T tidak terhubung dan terangkai dengan balok tampang-T

lainnya disebut balok tampang-T terisolasi

Balok tampang-T terhubung (a) :

Gambar 7.1 Balok tampang-T terhubung

Bagian Interior :

bf ≤ L/4 L = bentang balok tegak lurus gambar

bf ≤ 0,5 (L1 + L2) + bw

bf ≤ 16.t + bw

Bagian Exterior-1 :


bf ≤ L0 + 0,5 L1 + bw

bf ≤ 12.t + bw


4/10

‘13 4


Bagian Exterior-2 :


bf ≤ 0,5 L2 + bw

bf ≤ 6.t + bw

Balok tampang-T terisolasi (b) :

t ≥ 0,5. bw

bf ≤ 4 . bw

Gambar 7.2 Balok tampang-T terisolasi

Untuk mengetahui letak blok beton tekan dilakukan pembandingan antara momen nominal

yang dapat dipikul oleh sayap (Mf) dan momen nominal eksternal (Mn = Mu /Ø). Bila

momen nominal sayap lebih besar dari pada momen nominal eksternal maka blok beton tekan

seluruhnya berada dalam sayap, dan sebaliknya.

Cf = 0,85. fc’. bf .t Mf = Cf.z = Cf. (d – t/2)

Ts = As . fy

Gambar 7.3 Gaya internal

Untuk mengetahui letak blok beton tekan dilakukan pembandingan antara kapasitas momennominal yang dapat dipikul oleh sayap (Mf ) dan momen nominal eksternal (Mn = Mu/Ø). Bila

momen nominal sayap lebih besar dari pada momen nominal eksternal maka blok beton tekan

seluruhnya berada di sayap, dan sebaliknya (lihat Gambar 6.4 dan 6.5).

Bila letak blok beton (a) di dalam sayap (Gambar 6.4) maka selanjutnya perlu diketahui

secara pasti posisinya dengan cara membandingkan momen luar = MR dengan momen

internal Mn = Cc. (d – a/2) dengan Cc = 0,85. f c’.bf .a.


5/10

‘13 5


Gambar 7.4 Blok tekan beton di dalam sayap

Dari persamaan keseimbangan momen ini didapatkan tinggi blok tekan beton (a). Bila a <

0,75 ab, {dengan ab = 600.d/(600+fy)} maka penulangan akan liat (under reinforced) dan

tulangan tarik pasti leleh. Dengan demikian luas tulangan tarik dapat dihitung dengan

menyamakan gaya tekan Cc = 0,85. f c’. bf . a dan gaya tarik baja Ts = (As . f y) As = (0,85.

f c . bf . a)/ f y.

Gambar 7.5 Blok tekan beton di dalam badan

Langkah dalam perencanaan balok T adalah sebagai berikut :

1. Menghitung lebar efektif balok (bf) berdasarkan ketentuan yang ada (balok tampang- T

terhubung atau terisolasi).

2. Menghitung β1= 0,85 – 0,007.( f c’ – 30) bila f c’ > 30 MPa.

3. Membandingkan kemampuan momen nominal sayap (Mf ) dan momen rancang eksternal

(MR = Mu /Ø).

4. Bila Mf > MR maka letak blok tekan beton (a) di dalam sayap, bila tidak lanjutkan ke

butir 7.


6/10

‘13 6


5. Bila blok tekan beton di dalam sayap (lihat Gambar 6.4) maka dihitung letak blok beton

yang sebenarnya melalui persamaan keseimbangan momen MR = 0,85. f c’ . bf . a (d –

a/2) persamaan kuadrat dalam (a).

6. Memasukkan nilai a dalam persamaan As = 0,85. f c’. bf . a./ fy, dapat dihitung jumlah

tulangan yang diperlukan bila luas sebuah tulangan (Atul) diketahui n = As/Atul.

7. Bila Mf < MR maka letak blok beton berada di dalam badan (web).

8. Letak blok beton tekan dapat dihitung dengan cara :

Mw = MR – Mf = 0,85. f c’. bw. X.{d – t – 0,5.x}

Persamaa kuadrat dalam x a = t + x

9. Luasan tulangan yang diperlukan dapat dihitung dengan cara :

As = {0,85. f c’.(bf . t + bw. x )}/ f y.

Contoh 1 :

Balok interior memikul momen positif terfaktor oleh beban grvitasi sebesar 200 kNm. Berat

sendiri balok dan plat sudah termasuk didalam hitungan momen terfaktor itu. Bila kuat tekan

tekan beton karakteristik fc’ = 40 MPa dan tegangan leleh baja fy = 400 MPa, hit unglah

penulangan balok tampang-T?. Balok berukuran 200 x 450 mm, tebal sayap t = 120 mm,

jarak antar balok satu dan lainnya = 3 m bentangan balok L = 6 m.

Penyelesaian :

1. Menghitung bf

bf ≤ L/4 = 6000/4 = 1500 mm

bf ≤ 0,5 (L1 + L2) + bw = 0,5.(3000 + 3000) + 200 = 2000 mm

bf ≤ 16.t + bw = 16. 120 + 200 = 2120 mm

Dipilih nilai bf terkecil =1500 mm

2. Menghitung β1 = 0,85 – 0,007( f c’ – 30) = 0,78.

3. Bila Mf = 0,85. f c’. bf . t. (d – t/2) = 0,85. 40. 1500.120 (400 – 120/2)

= 2.080.800.000 Nmm = 2.080 kNm > MR = 200/0,8 = 250 kNm

Gambar 7.6. Blok tekan beton dlm badan


7/10

‘13 7


Maka letak blok tekan beton ada di dalam sayap.

4. MR = 0,85. f c’. bf. a. (d – a/2) ; 250.000.000 = 0,85. 40. 1500. a. (400 – a/2)

a = 12,44 mm < t ; c = a/β1 = 15,98 mm.

5. As = 0,85. f c’. bf . a./ f y = 0,85. 40.1500.12,44/400 = 1587,19 mm

2

, digunakan 4D25= 1962,5 > 1587,19 mm2

Gambar 7.7 Dimensi tampang hasil hitungan

Dibandingkan dengan contoh 1 di dalam Modul sebelumnya, yang memberikan luasan

tulangan tarik As = 2386,8 mm2, maka luasan yang didapat dari balok tampang-T jauh lebih

kecil yaitu sebesar 1587,19 mm2. Ini disebabkan oleh bertambahnya lengan momen karena

mengecilnya kedalam blok tekan beton (a). Jadi perancangan alok tampang-T jauh lebih

hemat, atau dengan kata lain perancangan dengan balok tampang persegi lebih konservatif.

Contoh 2 :

Balok interior memikul momen positif terfaktor oleh beban gravitasi. Bila berat sendiri balok

dan plat sudah termasuk di dalam hitungan momen terfaktor Mu = 1.169 kNm dan bila kuat

tekan beton karakteristik fc’ = 20 MPa dan tegangan leleh baja fy = 460 MPa, hitunglah

tulangan yang diperlukan untuk menahan momen tersebut !!. Balok berukuran 400 x 600mm,

tebal sayap 120 mm, jarak bersih antar balok-balok = 2m bentangan balok L = 6m.

Penyelesaian :

1. Menghitung bf. :

bf ≤ L/4 = 6000/4 = 1500 mm

bf ≤ 0,5 (L1 + L2) + bw = 0,5.(2000+2000) + 300 = 2300 mm

bf ≤ 16.t + bw = 16.120 + 300 = 2220 mm

Dipilih bf = 1500 mm


8/10

‘13 8


2. Karena fc’ = 20 Mpa < 30 MPa, maka β1 = 0,85.

Tinggi efektif d diambil = 600 – 100 = 500 mm.

3. Kemampuan sayap menahan momen Cf = 0,85. fc’ .bf. t

= 0,85.20.1500.120 = 3.060.000 N = 3.060 kN < Mf = Cf. (d-t/2)

= 3060000.(500-0,5.120) = 1346400000 Nmm = 1.346 kNm < MR = Mu /Ø

= 1.169/0,8 = 1.462 kNm

4. Karena Mf < Mr maka letak blok tekan beton (a) ada di dalam badan

5. ab = 600.d / (600 + fy ) = 600.500 / (600 + 460) = 283,02 mm

6. Mencari kedalaman blok tekan beton sesungguhnya : Mf + Mw = MR ; Mw = MR – Mf

= 1.462 – 1.346 kNm = 116 kNm

7. Cw = 0,85. fc’ . bw. x

Mw = Cw.(d-t-0,5.x)116.000.000 = 0,85.20.400.x.(500-120-0,5.x)

17058,8 = x.(380-0,5.x) x2 – 760.x + 34117,6 = 0 x = 47,9 mm

a = t + x = 167,9 mm < 0,75. ab = 0,75. 283,02 = 212,26 mm, under reinforced

8. As = { Cw + Cf }/fy = {0,85.20.400.47,9 + 3.060.000}/400 = 7360,26 mm2 . Bila

digunakan tulangan D25 = 490 maka diperlukan n = 15 buah, dibuat dalam 3 lapis @ 5

buah.

9. Jarak bebas antar tulangan s = (400-100)/(n-1) – 25 = 50 mm > syarat minimum 25 mm

10. a = 167,9 mm c = a/β1 = 197,5 mm, a > t = 120 mm dan a < 0,75. ab = 0,75 . 283,02

mm, tulangan daktail (under reinforced )

11. Kontrol terhadap anggapan bahwa semua tulangan tarik sudah leleh (dalam hal ini

tulangan tarik lapis paling dalam dengan d1 = 500-50 = 450 mm) :

εs = 0,003.(d1-c)/c εs = 0,003.(450-197,5)/197,5 = 0,0038 > εy = 460/200.000 =

0,0023 karena tul.tarik paling dalam sudah leleh maka semua tul.tarik yang ada di

bawahnya pasti leleh, jadi anggapan benar dan proses dapat dilanjutkan.


9/10

‘13 9


Karena tulangan tarik paling dalam sudah leleh maka semua tulangan tarik yang ada di

bawahnya pasti leleh, jadi anggapan benar dan proses penggambaran dapat dilanjutkan.


10/10

‘13 10


DAFTAR PUSTAKA

1. Dept. Kimpraswil, 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Bertulang Untuk

Bangunan Gedung , SNI 03-2847-2002 .

1. MacGregor, J. G., dan Wight, J., K., 2005, Reinforced Concrete Structure, Prentice-

Hall,Inc, New Jersey.

2. Vis, W. C., Kusuma, G., 1995, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang ( Berdasarkan

SKSNI T-15-1991-03), Seri Beton 1, Erlangga, Jakarta.

3 . Dipohusodo , I . , 1994 , S t ru k tu r Be to n Ber tu la n g (Berda sa rka n

SK SNI T-15-1991-03 ) , Gramed ia , Jak ar t a

4. Chu Kia Wang, “Statically Indeterminate Structures”, Mc Graw-Hill, Book

Company, Inc.

standar modul 07 struktur beton 1 umb

Documents