3. Sebagai alternatif, metode pendekatan berikut ini dapat digunakan untuk
menentukan momen lentur dan gaya geser dalam perencanaan balok menerus dan pelat satu arah, yaitu pelat beton bertulang dimana tulangannya hanya direncanakan
untuk memikul gaya-gaya dalam satu arah, selama: 1.
Jumlah minimum bentang yang ada haruslah minimum dua. Memiliki panjang-panjang bentang yang tidak terlalu berbeda, dengan rasio
panjang bentang terbesar terhadap panjang bentang terpendek dari dua bentang yang bersebelahan tidak lebih dari 1,2.
2. Beban yang bekerja merupakan beban terbagi rata.
3. Beban hidup per satuan panjang tidak melebihi tiga kali beban mati per satuan
panjang, dan 4.
Komponen strukturnya prismatis. 2.6.4 Perencanaan Tulangan Balok
Adapun langkah-langkah perencanaan balok dengan menggunakan metode kekuatan batas ultimate design adalah sebagai berikut:
A. Menentukan Jenis Tulangan
1. Kuat Perlu
Menurut SK SNI 2002 kombinasi itu adalah sebagai berikut: 1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati DL minimal harus sama dengan:
U : 1,4 DL
Universitas Sumatera Utara
Kuat perlu U untuk menahan kombinasi beban mati DL, beban hidup LL, dan juga beban hidup atap LLa atau beban hujan Hj, minimal harus sama dengan:
U : 1,2 DL + 1,6 LL + 0,5 LLa atau Hj
2. Apabila ketahanan struktur terhadap beban angin W diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban DL, LL dan W harus ditinjau untuk
menentukan nilai U yang terbesar, yaitu : U
: 1,2 DL + 1,0 LL ± 1,6 W + 0,5 LLa atau Hj Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup LL yang
penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya, yaitu : U
: 0,9 DL + 1,6 W 3. Apabila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam
perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai : U
: 1,2 DL + 1,0 LL ± 1,0 E Atau
U : 0,9 DL ± 1,0 E
Dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03-1726-1989-F, tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung, atau penggantinya.
3. Apabila ketahanan terhadap ketahanan tanah Tn diperhitungkan dalam
perencanaan, maka pada persamaan 2, 4, dan 6 ditambahkan 1,6 Tn, kecuali pada aksi struktur akibat tekanan tanah mengurangi pengaruh W atau E, maka beban Tn tidak
perlu ditambahkan pada persamaan 4 dan 6.
Universitas Sumatera Utara
4. Apabila ketahanan terhadap akibat berat dan tekanan fluida F, yang berat jenisnya
dapat ditentukan dengan baik, ketinggian maksimumnya terkontrol dan diperhitungkan dalam perencanaan, maka beban tersebut harus dikalikan faktor beban 1,4 dan
ditambahkan pada persamaan 1, yaitu: U
: 1,4 D + F Untuk kombinasi beban lainnya, beban F tersebut harus dikalikan dengan faktor beban
1,2 dan ditambahkan pada persamaan 2. 5.
Apabila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup LL.
6. Apabila pengaruh struktural dari perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut,
ekspansi beton atau perubahan suhu sangat menentukan dalam perencanaan Tt, maka U minimal harus sama dengan:
U : 1,2 DL + Tt + 1,6 LL + 0,5 A atau R
8. Untuk perencanaan daerah pengangkuran pasca tarik harus digunakan faktor beban 1,2 terhadap gaya penarikan tendon maksimum.
9. Apabila ada bangunan terjadi benturan yang besarnya P, maka pengaruh beban tersebut dikalikan dengan faktor 1,2.
Catatan : setiap kombinasi beban DL, LL, dan W, maka kuat perlu U tidak boleh kurang dari persamaan 2.
Faktor beban untuk W boleh dikurangi menjadi 1,3 apabila beban angin W belum direduksi oleh faktor arah.
Universitas Sumatera Utara
Faktor beban untuk LL boleh direduksi menjadi 0,5 kecuali untuk ruang garasi, pertemuan, dan ruangan dengan beban hidup LL lebih dari 500 kgm².
2. Luas Tulangan Tarik Perlu Setelah dipilih dimensi penampang balok b dan d, maka rasio ‘penulangan perlu’ dapat
dicari. Sehingga diperoleh hubungan antara momen lentur nominal dan tulangan tarik sebagai berikut:
Mn =As fy
−
. .
7 ,
1 .
b fc
fy As
d
Jika ρ = Asb,d maka persamaan diatas dapat diubah menjadi
−
= .
7 ,
1 .
1 .
. .
2
fc fy
fy d
b Mu
ρ ρ
Dengan mengelompokkan maka dapat dibuat persamaan kuadrat
. .
. 7
, 1
2 2
=
+
−
fy
d b
Mn fc
fy
ρ ρ
Sehingga nilai ρ dapat dicari
− −
=
2
. .
. 7
, 1
4 1
1 .
85 ,
d b
fc Mn
fy fc
ρ
atau
[ ]
Q fy
fc −
− =
2
85 ,
1 ρ
2
. .
7 ,
1 d
b Mu
fc Q
φ
=
Universitas Sumatera Utara
Persyaratan Tulangan Maksimum dan Minimum Kondisi di atas harus dicheck terlebih dahulu terhadap persyaratan daktilitis, jika
memenuhi persyaratan maka luas tulangan tarik yang diperlukan adalah:
As =
d b.
. ρ
Atau
[ ]
Q d
b fy
fc As
− −
=
2
85 ,
85 ,
.
3. Balok Bertulangan Tarik Rumus kekuatan balok beton bertulang penampang persegi bertulangan tarik, yaitu:
b fc
fy Ast
a .
85 ,
. =
Gaya-gaya internal yang seimbang akan menghasilkan momen lentur nominal yang akan mengimbangi momen lentur yang diakibatkan oleh beban luar.
−
= 2
. .
a d
fy As
Mn
maka dihasilkan,
Mn =As fy.
−
b fc
fy As
d .
. 59
,
Untuk menghitung kuat lentur penampang tulangan tungal. Salah satunya adalah merubah ruas tulangan tarik sebagai ratio terhadap luas beton efektif, yaitu:
d b
As .
=
ρ
Universitas Sumatera Utara
Sehinga,
−
= 59
, 1
. .
.
2 2
fc fy
fy d
b d
b
ρ ρ
Atau
−
= 59
, 1
. .
2
fc fy
fc fy
fc d
b Mn
ρ ρ
4. Perencanaan Balok Bertulang Rangkap Apabila penghematan menunjukkan bahwa penampang balok persegi bertulangan
tarik saja tidak kuat menahan beban tertentu ,dan ukurannya tidak memungkinkan untuk diperbesar dikarenakan alasan-alasan arsitektural maupun teknik pelaksanaannya.
Langkah-langkah perencanaan balok bertulangan rangkap adalah sebagai berikut: 1.
Anggap bahwa d = h – 100 mm 2.
Menghitung momen rencana total Mu. 3.
Dilakukan pemeriksaan apakah benar-benar perlu balok bertulang rangkap. MR maksimum = Mn
. φ
4. Apabila MRMu, rencanakan balok sebagai balok bertulangan rangkap, dan
apabila MRMu, balok direncanakan sebagai balok bertulangan tarik saja. Apabila harus direncanakan sebagai balok bertulangan rangkap:
5. Menentukan kapasitas momen dari pasangan kopel gaya beton tekan dan tulangan
baja tarik. Mn
M
R
. φ
= . Menghitung tulangan baja tarik yang diperlukan untuk
pasangan kopel gaya tekan beton dan gaya tarik baja As1 perlu = ρ . b . d.
Universitas Sumatera Utara
6. Menghitung selisih momen, atau momen yang harus ditahan oleh pasangan gaya
tulangan baja tekan dan baja tarik tambahan. MR2 = Mu – MR1
7. Dengan berdasarkan pada pasangan kopel gaya tulangan baja tekan dan tarik
tambahan, hitung gaya tekan pada tulangan yang diperlukan.
2 d
d M
ND
R
− =
φ
8. Dengan ND2 = As’. Fs’ sedemikian rupa sehingga As’ sehingga dapat ditentukan.
Hal tersebut dapat dilakukan dengan mempergunakan letek garis dan pasangan gaya beton tekan dan tulangan baja tarik kemudian memeriksa tulangan
εs’ pada tulangan tekan, sedangkan nilai εγ didapat dari tabel.
b fc
fy Ast
a .
85 ,
. =
c d
c
s
003 ,
− =
ε Apabila εs’ ≥ εγ, tulangan baja telah meluluh pada momen ultimit dan fs’ = fy, sedangkan
apabila εs’ ≤ εγ, hitunglah fs’ = εs’. Es dan digunakan tegangan tersebut untuk langkah berikutnya.
9. Karena ND2 = As’fs’
Maka As’ perlu = 2
fs ND
10. Menghitung As2 perlu
As2 perlu = fy
As fs
.
Universitas Sumatera Utara
11. Menghitung jumlah luas tulangan baja tarik total yang diperlukan, As = As1 + As2
12. Memilih batang tulangan baja tekan As’.
13. Memilih batang tulangan baja tarik As. periksa lebar balok dengan mengusahakan
agar tulangan dapat dipasang dalam satu lapis saja. 14.
Berikan sketsa rancangan. B. Perencanaan Tulangan Geser Balok
Adapun perencanaan tulangan geser yang mengacu pada SNI-2847-2002: 1.
Hitung gaya geser terfaktor Vu dititik geser kritis pada balok yang ditinjau, gunakan kombinasi beban, misal gravitasi Vu = 1.2 VDL + 1.6 VLL.
2. Hitung kuat geser penampang beton,
φ Vc, dimana φ = 0.75.
Jika hanya ada gaya geser maka Vc = .
6 1
fc bw. d
Jika pada saat bersamaan pada penampang yang ditinjau timbul momen terfaktor Mu yang terjadi secara simultan dengan Vu, maka:
7 .
. 120
d bw
Mu d
Vu fc
Vc
+
= ρω
≤ 0,3.
fc bw.d
Di mana
d bw
As w
. =
ρ
dan Mu
Vu ≤ 1,0
3. Selanjutnya hitung ½
φ Vc dan evaluasi penampang sebagai berikut:
a. Jika Vu
≤ ½ φ Vc maka tulangan sengkang tidak perlu.
b. Jika ½
φ Vc Vu ≤ ½φ Vc maka perlu sengkang minimum,
Universitas Sumatera Utara
Av min = fy
S bw
. 3
.
c. Jika Vu
φ Vc maka perlu tulangan sengkang Vs = Vc
Vu − φ
d. Jika Vs
φ .
3 2
fc bw d maka penampang harus diperbesar.
4. Proporsikan sengkang yang diperlukan untukmemikul kelebihan gaya geser yang
perlu tulangan. Untuk sengkang vertikal maka luas sengkang yang diperlukan adalah
d fy
S Vs
Av .
. =
≥
fy S
bw Av
. 3
. min
=
Jika Vs ≤
. 3
1 fc bw d maka s
≈ 0.5 d ≤ 600 mm,
Jika .
3 1
fc bw d Vs ≤
. 3
2 fc bw d maka s
≈ 0.25 d ≤ 300 mm.
2.6.5 PerencanaanTulangan Kolom A. Menentukan Jenis Penulangan
Langkah-langkah perencanaan tulangan kolom yang memikul lentur dan normal adalah sebagai berikut:
1. Ambil ukuran penampang sesuai dengan dimensi pada anlisis pembebanan.
2. Menghitung momen dan gaya aksial rencana sesuai dengan rumus:
U = 1,2 D + 1,6 L 3.
Rencanakan penulangan dengan mengambil nilai ρ = ρ’ antara 0,01 sampai dengan 0,08.
d b
As .
= =
ρ ρ
Universitas Sumatera Utara
As’ = As =
d b.
. ρ
4. Dengan cara coba-coba memilih tulangan yang sesuai dengan As atau As’,
dengan syarat As atau As’ yang dipilih paling tidak ≥ As atau As’ dari rumus.
Cari nilai ρ yang baru setelah As dan As’ yang baru, didapat.
5. Memeriksa Pu terhadap beban pada keadaan seimbang.
• d = ht – d
• Cb =
fy d
+ 600
. 600
• ab = β1 . Cb
jika : fc’ ≤ 30 Mpa → β1= 0,85 lihat tabel A-6 lampiran10
fc’ ≥ 30Mpa → β1 = 0,85 – 0,008 fc’ – 30
•
Cb d
c fs
s
. .
003 ,
− =
ε
Jika fs’ fy, maka dalam perhitungan selanjutnya digunakan fs’=fy. •
Hitung Pnb Pnb = 0,85. fc’. ab. b + As’. fy – As. Fy
• Hitung P
φ nb
Jika P φ nb Pu, berarti kolom akan mengalami hancur dengan diawali
luluhnya tulangan tekan.
Universitas Sumatera Utara
6. Memeriksa kekuatan penampang
• Hitung Pn
P
nmax
= 0.80P
o
= 0.80 [0.85 f
c
′ A
g
- A
st
+ f
y
A
st
] •
Hitung P φ n maks
Jiak Pn maks Pu memenuhi syarat. Jika
φ Pn maks Pu berarti penampang kolom memenuhi syarat.
B. Perencanaan Tulangan Geser Kolom Dengan memilih diameter tulangan sengkang yang diperlukan atau memakai
sengkang diameter minimum φ 10 mm, jarak spasi sengkang ditentukan dengan
mengambil nilai terkecil dari ketentuan berikut ini: 1.
8 kali diameter tulangan pokok. 2.
24 kali diameter tulangan sengkang. 3.
Setengah dimensi penampang terkecil kolom, dan 4.
300 mm.
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
