Prarencana Balok Kolom Modul3

8/18/2019 Prarencana Balok Kolom Modul3

http://slidepdf.com/reader/full/prarencana-balok-kolom-modul3 1/36



Daftar Materi Modul 3Prarencana Balok

Prarencana Kolom

Daftar Materi Modul 3

Prarencana BalokPenempatan BebanBeban BalokPerhitungan MomenBeban EqivalenContoh Penentuan Ukuran Penampang Balok

Prarencana Kolom

(modul 3)Prarencana Balok-Kolom Studio Perancangan




Prarencana Kolom

Penempatan BebanBeban BalokPerhitungan MomenBeban EqivalenContoh Penentuan Ukuran Penampang Balok

Prarencana Balok

Untuk mendapakan hasil rancangan yang optimal, maka ukuran balokperlu didisain seoptimum mungkin.

Ukuran balok yang kecil belum tentu menghasilkan nilai balok termurah,mengingat makin kecil ukuran balok, maka makin banyak tulangan yangdibutuhkan.

Pada ukuran dan tulangan tertentu akan diperoleh balok dengan hargatermurah.

Langkah-langkah berikut dapat digunakan untuk mencapai tujuantersebut :

1. Tentukan bentuk model struktur balok sedekat mungkin dengan

bentuk/kondisi sebenarnya. (modul 3)Prarencana Balok-Kolom Studio Perancangan




Prarencana Kolom


2. Taksir besaran dimensi balok awal yag memenuhi syarat.

Menurut SNI Beton pasal 11.5, persyaratan tinggi (h) minumumbalok berikut dapat digunakan tanpa perlu melakukan pegecekandefleksi.

Kemudian lebar balok (b) sebagai fungsi dari h.

b ≈ 0, 5 s/d 0, 65 h

Khusus untuk struktur yang terletak di wilayah gempa 5 dan 6, SNIbeton pasal 23.3(1) menetapkan :

2.1 Lebar balok : b w ≥ 250 mm.2.2 Tinggi efektif balok : d ≤ Ln/4, dimana Ln = bentang bersih

balok. (modul 3)Prarencana Balok-Kolom Studio Perancangan

P B b




Prarencana Kolom


3. Hitung beban-beban yang bekerja pada balok, termasuk beratsendiri balok berdasarkan ukuran yang diperoleh dari taksiran di

atas.

4. Hitung momen maksimum lapangan dan tumpuan denganmemperhatikan penempatan beban yang menghasilkan momenterbesar.

5. Disain ukuran balok yang paling ekonomis.


P t B b




Prarencana Kolom


Penempatan Beban untuk Pengecekan Momen Lapangan Balok Tepi


Penempatan Beban




Prarencana Kolom


Penempatan Beban untuk Pengecekan Momen Tumpuan Balok


Penempatan Beban




Prarencana Kolom


Beban Balok

Balok menerima beban dari pelat berdasarkan penyebaran beban pelat sbb :

q : beban merata per satuan luas yang bekerja pada lantai(kg /m2, kN /m2)


Penempatan Beban




Prarencana Kolom


Contoh Perhitungan Beban Pelat

Semua beban yang berada di atas pelat, terdiri dari :

Beban Mati

contoh : pelat dengan tebal 12 cm

berat sendiri pelat : 0,12 m x 24 kN /m3 = 2,88 kN /m2 ;(berat jenis beton = 24 kN /m3)

berat penutup lantai (misalnya keramik+aduk rata2 = 5 cm) :

0,05 m x 21 kN /m3 = 1,05 kN /m2

berat plafon + rangka : 0,11 + 0,07 = 0, 18 kN /m2

q d = 4, 11 kN /m2

Beban Hidup

contoh : (penggunaan gedung untuk kantor),q L = 2, 50 kN /m2

Beban yang diperhitungkan untuk mecari gaya-gaya dalam pada balok adalah

beban terfaktor, dimana (modul 3)Prarencana Balok-Kolom Studio Perancangan

Penempatan Beban




Prarencana Kolom


1. Akibat beban mati : q ud = 1.2 q d .

2. Akibat beban mati : q uL = 1.6 q L.


Penempatan Beban




Prarencana Kolom

pBeban BalokPerhitungan MomenBeban EqivalenContoh Penentuan Ukuran Penampang Balok


Penempatan Beban




Prarencana Kolom

pBeban BalokPerhitungan MomenBeban EqivalenContoh Penentuan Ukuran Penampang Balok


Penempatan Beban




Prarencana Kolom

Beban BalokPerhitungan MomenBeban EqivalenContoh Penentuan Ukuran Penampang Balok


f 3Penempatan Beban




Prarencana Kolom



D ft M t i M d l 3Penempatan BebanB b B l k




Prarencana Kolom



Daftar Materi Mod l 3Penempatan BebanBeban Balok




Prarencana Kolom


Koefisien Momen


Daftar Materi Modul 3Penempatan BebanBeban Balok




Prarencana Kolom







Prarencana Kolom


Perletakan






Prarencana Kolom


Syarat Penggunaan Koefisien Momen

1. Beban terbagi rata.

2. Perbedaan beban pada bentang berbeda tidak lebih dari 20 %

q u (min) ≥ 0, 8q u (maks )

3. Perbedaan bentang bersebelahan tidak lebih dari 20 %.

Panjang bentang terpendek ≥

0,8 Panjang bentang terpanjang






Prarencana Kolom


Beban Eqivalen

Pada balok di sisi pendek

q eq = 2

3x 0, 5q u l x =

1

3q u l x





Prarencana BalokPrarencana Kolom

Perhitungan MomenBeban EqivalenContoh Penentuan Ukuran Penampang Balok

Pada balok di sisi panjang

q eq =

3−

l x

l y

2

1

3x 0, q u l x =

3−

l x

l y

2

q u l x

6







contoh :

Diket : pelat seperti gambar, q d = 4, 11 kN /m2, q L = 2, 50 kN /m2

Ditanya : Beban eqivalen pelat yang diterima balok as B.







Jawab : q u = 1, 2q d + 1, 6q L = 1, 2x4, 1 1 + 1, 6x2, 5 = 8.93 kN /m2

Beban dari pelat ukuran 4 m x 5 m :l x 1 = 4 m ; l y 1 = 5 m

q eq 1 = 3−l x 1

l y 12

q u l x 1

6 = 3−

4

52

8.93x 4

6 = 14.05 kN /m

Beban dari pelat ukuran 5 m x 7 m :l x 2 = 5 m ; l y 2 = 7 m

q eq 2

= 1

3q u l x

2 =

1

3x 8.93x 5 = 14, 88 kN /m

Sehingga

q eq −tot = q eq 1 + q eq 2 = 14, 05 + 14, 88 = 28.93 kN /m


Daftar Materi Modul 3P B l k

Penempatan BebanBeban BalokP hi M





Contoh Penentuan Ukuran Balok Yang Optimum

.

Diketahui :

Balok as B pada contoh perhitungan beban ekivalen sebelumnya, dimanabentang L = 5 m.Beban yang harus dipikul balok : q eq −tot = 28.93 kN/m.Mutu beton f c = 25 N /mm2 dan tegangan leleh baja f y = 400 N /mm2.

Ditanya : disain omptimum balok. (dimensi balok)


Daftar Materi Modul 3P B l k

Penempatan BebanBeban BalokP hit M





Jawab :

1. Perkiraan beban mati balok.

Untuk balok di atas dua tumpuan : hmin ≈ 16

= 516

= 0.3125 m →

ambil h = 400 mm dan b ≈ 0, 6h = 240 mm, sehinggaberat sendiri balok = 0,24 x 0,4 x 24 = 2,3 kN/m

2. Menghitung momen terfaktor M u

beban terfaktor total : q u = 1,2 x berat sendiri balok + q eq −tot =1,2 x 2,3 + 28.93 = 31,69 ≈ 31,7 kN/m

M u = q u 2

8

= 31,7x 52

8

= 99,06 kNm = 99,06 x 106 Nmm(modul 3)

Prarencana Balok-Kolom Studio Perancangan


Penempatan BebanBeban BalokPerhitungan Momen





3. Menghitung b dan d yang diperlukan

bd 2 ≥M

u φf c ω (1− 0, 59ω)

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

ω = ρf y

f c = 0, 01

400

25 = 0, 16

sehingga

bd 2 = 99, 06x 106

0, 8[25x 0, 16(1− 0, 59x 0, 16)] = 34, 18x 106 mm3

jika b = 250 mm → d = 369,77 mm jika b = 300 mm → d = 337,56 mm

Seandainya tulangan yang dipasang 1 lapis, maka h ≈ d + 65 mm



Penempatan BebanBeban BalokPerhitungan Momen





Sehingga,untuk b = 250 mm → h = 369,77 + 65 = 434,77 mm > hmin

untuk b = 300 mm → h = 337,56 + 65 = 402,56 mm > hmin

Kedua ukuran di atas memenuhi syarat.

Ambil ukuran balok b = 250 mm dan h = 450 mm






Prarencana Kolom

Untuk perkiraan awal dimensi kolom dapat digukan rumus berikut : Luaspenampang kolom

Ag ≥P u

n (f c + f y ρt ) (1)

Ag = Luas penampang kolom yang diperlukan.

P u = gaya aksial konsentrik terfaktor pada kolom.

ρt = rasio tulangan memanjang kolom.

n = suatu konstanta yang nilainya dapat ditetapkan menurut tabelberikut.






Nilai n Optimum utk Gedung di Wil. Gempa 3 & Tinggi Tingkat = 4 m

Tanah Lunak

Kolom Tengah Kolom Tepi Kolom SudutTingkat n optimum Tingkat n optimum Tingat n optimum

1 0, 16 1 0, 15 1 0, 15

2 0, 15 2 0, 14 2 0, 13

3 0, 12 3 0, 13 3 0, 1

4 0, 08 4 0, 08 4 0, 08

Tanah Keras

Kolom Tengah Kolom Tepi Kolom Sudut

Tingkat n optimum Tingkat n optimum Tingat n optimum

1 0, 24 1 0, 23 1 0, 23

2 0, 2 2 0, 17 2 0, 2

3 0, 15 3 0, 13 3 0, 154 0, 08 4 0, 08 4 0, 08





Prarencana Kolom

Nilai n Optimum utk Gedung di Wil. Gempa 3 & Tinggi Tingkat = 3,5 m

Tanah LunakKolom Tengah Kolom Tepi Kolom Sudut


1 0, 16 1 0, 17 1 0, 18

2 0, 15 2 0, 16 2 0, 14

3 0, 12 3 0, 13 3 0, 14 0, 08 4 0, 08 4 0, 06

Tanah Keras



1 0, 24 1 0, 23 1 0, 23

2 0, 2 2 0, 17 2 0, 23 0, 12 3 0, 12 3 0, 15

4 0, 08 4 0, 08 4 0, 08





Prarencana Kolom

Nilai n Optimum utk Gedung di Wil. Gempa 5 & Tinggi Tingkat = 4 m



1 0, 16 1 0, 15 1 0, 14

2 0, 15 2 0, 14 2 0, 11

3 0, 12 3 0, 12 3 0, 074 0, 06 4 0, 06 4 0, 06

Tanah Keras



1 0, 23 1 0, 23 1 0, 23

2 0, 2 2 0, 17 2 0, 193 0, 15 3 0, 11 3 0, 11

4 0, 08 4 0, 08 4 0, 08





Prarencana Kolom

Nilai n Optimum utk Gedung di Wil. Gempa 5 & Tinggi Tingkat = 3,5 m



1 0, 16 1 0, 16 1 0, 18

2 0, 15 2 0, 15 2 0, 14

3 0, 12 3 0, 13 3 0, 084 0, 08 4 0, 08 4 0, 05

Tanah Keras



1 0, 21 1 0, 23 1 0, 23

2 0, 2 2 0, 2 2 0, 193 0, 12 3 0, 15 3 0, 13

4 0, 08 4 0, 08 4 0, 08



P K l



Prarencana Kolom

Khusus untuk bangunan yang berada di wilayah gempa 5 dan 6,SNI beton 2002 pasal 23.4(1) menetapkan :

1. Dimensi terkecil penampang kolom ≥ 300 mm.

2. Rasio dimensi terkecil penampang terhadap dimensi tegaklurusnya ≥ 0,4.



P K l



Prarencana Kolom

Menurut SNI-Beton pasal 15.6.9.(2), kolom di atas dan di bawah pelat

harus mampu memikul momen menurut pers. berikut :

M = 0, 07

(w d + 0, 5w ) 22n − w d

2 (n)2

(2)

dimana w d ,

2, dan n, merujuk pada bentang pendek.

w d : beban mati terfaktor per unit luas.w : beban hidup terfaktor per unit luas.n : panjang bentang bersih dalam arah momen yang ditinjau

(bentang yang panjang), diukur dari muka ke muka tumpuan, mm.2 : panjang bentang dalam arah transversal terhadap n, diukurdari sumbu ke sumbu tumpuan, mm.

Momen tersebut kemudian dibagi ke kolom diatas dan dibawah pelat,sesuai dengan perbandingan kekakuannya masing-masing.



Prarencana Kolom



Prarencana Kolom

Pers. (2) mengacu pada dua bentang yang menyatu, dengan satubentang lebih panjang dari yang lainnya, dan dengan beban mati penuh

plus setengah beban hidup diterapkan pada bentang yang lebih panjangdan hanya beban mati yang diterapkan pada bentang yang lebih pendek.



Prarencana Kolom



Prarencana Kolom

Rasio tulangan :

Untuk wilayah gempa 5 dan 6 :

0, 01 ≤ ρt ≤ 0, 06

Untuk wilayah gempa 3 dan 4 :

0, 01 ≤ ρt ≤ 0, 08

(modul 3)

Prarencana Balok-Kolom Studio Perancangan

Documents

Prarencana Balok Kolom Modul3