7. Bab V Perhitungan Balok Anak.docx

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai BAB V PERENCANAAN BALOK ANAK

Gambar 5.1 Denah Rencana Balok Anak

5.1 Data Perencanaan Lx

=

3.00

m

(Bentang pendek balok)

Ly

=

6.00

m

(Bentang panjang balok)

Mutu Baja

=

BJTD 40

fy

=

400

MPa

fu

=

520

Mpa

fr

=

70

Mpa

E Baja

=

2.100.000 Kg/cm2

υ Baja

=

0,3

ϕb

=

0,9

(SNI 1729-2015 Hal. 28 Kekuatan Tarik)

ϕf

=

0,75

(SNI 1729-2015 Hal. 28 Kekuatan Tarik)

Perencanaan Balok Anak

(LRFD BAJA SNI 1729-2002 Hal. 27)

36

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai 5.2 Perencanaan Profil Baja WF Balok Direncanakan menggunakan profil sebagai berikut : WF

=

250 x 125 x 6 x 9

Ht

=

250

mm

b

=

125

mm

tw

=

6

mm

tf

=

9

mm

r

=

12

mm

A

=

37,66 cm2

Q

=

29,56 kg/m

Ix

=

4.050

cm4

Iy

=

294

cm4

ix

=

10,37 cm

iy

=

2,79

cm

Zx

=

352

cm3

Zy

=

72

cm3

(LRFD BAJA SNI 1729-2002 Hal. 27)

5.3 Pembebanan Balok Beban Mati (DL)

(PPIUG 1983 Tabel 2.1 hal. 11-12)

Berat Beton Bertulang

=

2400

Kg/m3

Spesi Tebal 1 cm

=

21

Kg/m2/cm

Tegel Tebal 1 cm

=

24

Kg/m2/cm

Plafond + Penggantung =

18

Kg/m2

Instalasi ME

=

10

Kg/m2

Floordeck

=

10.1

Kg/m2

Dinding ½ Batu Bata

=

250

Kg/m2

Beban Hidup (LL)

(SNI 1727 – 2013 Tabel 4-1 hal. 27)

Perkantoran

=

479

Kg/m2

Beban Yang Dipikul Balok Tinggi segitiga

=

1.5

m

Tinggi dinding

=

4,35

m

Perencanaan Balok Anak

37

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai

Beban Merata Segitiga Berat Beton Bertulang

2400

Kg/m3 x 0.12 m

=

288

Kg/m2

Spesi Tebal 3 cm

21

Kg/m2/cm x 3 cm

=

63

Kg/m2

Tegel Tebal 1 cm

24

Kg/m2/cm x 1 cm

=

24

Kg/m2

Plafond + Penggantung 18

Kg/m2

=

18

Kg/m2

Instalasi ME

10

Kg/m2

=

10

Kg/m2

Floordeck

10.1

Kg/m2

=

10,1

Kg/m2

Profil (q)

29.56 Kg/m2

=

29,56 Kg/m2 +

=

442,66 Kg/m2

Total Beban Merata Dinding Dinding

=

250 x 4,35

=

1087,5

Kg/m

Perkantoran

=

479

Beban Terfaktor =

1,2 DL + 1,6 LL

Wu

=

1,2 DL + 1,6 LL

=

1,2 ( 442,66 Kg/m2 + 1087,5 Kg/m2) + 1,6 ( 479 Kg/m2 )

=

2385,092 Kg/m

Beban Hidup (LL) Kg/m2 (SNI 1727 – 2013 hal.27 tabel 4-1)

5.4 Momen dan Gaya Geser Mu

=

1/8 ql2

=

1/8 x 2.385,092 Kg/m x 3 m x 3 m

=

2.683,23 Kg.m

Ra = Vu =

1/2 ql

=

1/2 x 2.385,092 Kg/m x 3 m

=

3.577,64 Kg

5.5 Bagian Penampang G

=

E / (2 x (1 + υ))

=

2.100.000 Kg/cm2 / (2 x (1 + 0.3))

=

807.692

Kg/m2

=

80.769

Mpa

Perencanaan Balok Anak

38

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai h1

h2

h

Iw

J

X1

=

tf + r

=

9 mm + 12 mm

=

21 mm

=

ht – (2 x h1)

=

250 mm – ( 2 x 21 mm )

=

208 mm

=

ht – tf

=

250 mm – 9 mm

=

241 mm

=

Iy x ( h2 / 4)

=

2.940.000 x ( 241 mm )2 / 4

=

4,269 x 1010 mm6

=

Ʃ( b x t3 / 3)

=

2 x ( 1/3 x 125 x 93 ) + ( 1/3 x (250-2 x 9 ) x 63 )

=

77.454 mm4

= (π / Sx) x √(E x G x J x A / 2) = ( 3,14 / 352.000 )x √(2.100.000 Kg/cm2 x 80.769 MPa x 77.454 mm4 x 37,66 cm2 / 2)

= 14.037 Mpa

X2

= 4 x (Sx / (G x J)2 x Iw / Iy = 4 x ( 352.000 / ( 80.769 MPa x 77.454 mm4 ) 2 x ( 4,269 x 1010 mm6 / 2.940.000 ) = 0,000184 mm2/N2

Zx

= (tw x ht2 / 4) + (bf - tw) x (ht - tf) x tf = (6 x 2502 / 4) + (125 – 6) x (250 – 9) x 9 = 351.861 mm3

Zy =

(tf x bf2 / 2) + (ht - 2 x tf) x (tw2 / 4) = (9 x 1252 / 2) + (250 – 2 x 9) x (62 / 2) = 72.401 mm3

Perencanaan Balok Anak

39

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai 5.6 Kontrol Lendutan F (ijin)

F

F

=

L / 360

=

300 cm / 360

=

0,83 cm

=

5/384 x

qL4 / E x Ix

=

5/48

(( 1/8 qL2 ) x L2 ) / 2.100.000 Kg/cm2 x 4.050 cm4

=

5/48x(( 1/8x2683,23x32 ) x 32 ) / 2.100.000 Kg/cm2 x 4.050 cm4

=

5/48

=

0,1042 x

=

0,30 cm

x

x

( 2,4 x 1010 / 8,5 x 109 ) 2,8394 cm <

ymax =

0,83 cm ............ (OK)

5.7 Momen Nominal Pengaruh / Local Buckling Kelangsingan Sayap Kontrol Batas Penampang Kompak bf / 2 tf

<

172 / √ fy

125 / 18 <

172 / √ 400 Mpa

6,944

8,6

<

.............. ( Kompak )

Kontrol Batas Penampang Non Kompak bf / tf

<

625 / √ fy

125 / 9

<

625 / √ 400 Mpa

13,89

<

31,25

.............. ( Kompak )

Jadi Momen Nominal = Momen Plastis Mn

= Mp

=

fy x Zx

=

400 MPa x 351.861 mm3

=

140.744.400 Nmm

=

14.074,44 Kg.m

5.8 Kelangsingan Badan Kontrol Batas Penampang Kompak h / tw

<

1680 / √ fy

250 / 6

<

1680 / √ 400 Mpa

42

<

84

Perencanaan Balok Anak

.............. ( Kompak )

40

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai Kontrol Batas Penampang Non Kompak h / tw

<

2550 / √ fy

250 / 6

<

2550 / √ 400 Mpa

42

<

127,50

.............. ( Kompak )

Jadi Momen Nominal = Momen Plastis Mn

= Mp

=

fy x Zx

=

400 MPa x 351.861 mm3

=

140.744.400 Nmm

=

14.074,44 Kg.m

5.9 Momen Nominal Pengaruh Lateral Buckling Jarak geser connector Lb

= 19

cm

Lp

= 1,76 x iy x 10 x √( E / 100 / fy ) = 1,76 x 27,9 cm x √( 2.100.000 Kg/cm2 / 100 / 400 Mpa ) = 355,79 mm = 35,58 cm

>

Lb

=

19

cm

Jadi Momen Nominal = Momen Plastis Mp

= Mn

=

8.444,66 Kg.m

Φb

x Mn

=

0.9

=

12.667 Kg.m > Mu

x

14.074,44 Kg.m =

2.683,23 Kg.m ...... (OK)

5.10 Kontrol Rencana Kuat Geser h / tw

<

1.110 / √ fy

250 / 6

<

1.110 / √ 400 Mpa

42

<

55

Vn

=

0,6 x fy x 10 x (tw / 10)

=

0,6 x 400 MPa x 10 x ( 6 mm / 10 )

=

36.000 Kg

Perencanaan Balok Anak

.............. ( Plastis )

41

Perancangan Struktur Baja Gedung Perkantoran 4 Lantai ϕf x Vn

Vu

=

0,75 x 36.000 Kg

=

27.000 Kg

=

3.577,64 Kg

< ϕf x Vn

= 27.000 Kg ...... (OK)

5.11 Interaksi Geser Dan Lentur Mu

=

2.683,23 Kg.m

Vu

=

3.577,64 Kg

Φb

x Mn

=

12.667 Kg.m

ϕf

x Vn

=

27.000 Kg

Mu / (Φb x Mn) Vu / ϕf x Vn

=

2683,23 Kg.m / 12.667 Kg.m

=

0,21

=

3.577,638 Kg / 27.000 Kg

=

0,13

<

1,00

........

(OK)

Syarat : [Mu / (ϕb x Mn)] + [0,625 x Vu / (ϕf x Vn)] = 0,212 + (0,625 x 0,133) = 0,295 < 1,375 ..... (OK)

Perencanaan Balok Anak

42