Bab Vi.pdf

BAB VI DESAIN TULANGAN

6.1

Perencanaan Tulangan Balok Balok yang dijadikan contoh perhitungan adalah balok induk 8 meter (B95)

pada lantai 1. Pada perhitungan tulanga lentur pada balok, menggunakan momen yang diambil dari analisis ETABS. Dibawah ini adalah momen balok induk 8 meter (B95). Tabel 6.1 Momen Balok Induk 8 meter (B95) Momen ( M u )

Lokasi

Negatif Positif Negatif Positif

Tumpuan Lapangan

-671,815 162,82 -158,391 330,844

Diketahui : 1.

Beton Mutu beton ( f c' )

1

= 30 MPa  f c'  28  .0,05   0,65 = f > 28Mpa, 1  0,85    7  ' c

 30  28   0,85   .0,05   0,65  7 

 0,84  0,65 = 0,84

85

86

2.

Baja Tulangan Mutu tulangan defrom ( f y ) = 400 MPa Diameter tulangan pokok

= 25 mm

Mutu tulangan polos ( f ys )

= 240 MPa

Diameter tulangan polos

= 12 mm

1 1 Luas tulangan D25 ( As )  . .d 2  . .25 2  490,874 mm 4 2 1 1 Luas tulangan D12 ( As )  . .d 2  . .12 2  113,097 mm 4 2

3.

Konfigurasi balok yang ditinjau Lebar balok (b)

= 500 mm

Tinggi balok (h)

= 700 mm

Bentang total (l)

= 8000 mm

Dimensi kolom

= 700 x 700 mm

Bentang bersih (ln)

= bentang total – 2 x 0,5 lebar kolom = 8000 – (2x0,5x700) = 7300 mm

Selimut beton d’

= 40 mm

= selimut beton + diameter sengkang + 0,5 diameter tulangan longitudinal = 40 + 12 + ( 0,5 x 25) = 64,5 mm

d

= h – d’ = 700 – 64,5 = 635,5 mm

87

6.1.1

Tulangan Longitudinal

a.

Penulangan Tumpuan Negatif Mu-maks = -671,815 kNm

Rn. perlu =

=

Mu  .bw .d 2 671,815 .10 6 0,9.500 .635,5 2

= 3,697 MPa

 perlu =

=

0,85 f 'c fy

 1  1  2 Rn  0,85 f 'c 

0,85.30  2.3,697  1  1   = 0,0100 400  0,85.30 



1,4 1,4   0,0035 f y 400

 min



0,25. f

max

= 0,025

 min

   

fy

'

c



0,25. 30  0,0034 400

Berdasarkan pasal 21.5.2.1 SNI 2847:2013 rasio tulangan (  ) tidak boleh melebihi 0,025. Maka digunakan  perlu = 0,0100

As. perlu  .bw .d = 0,0100 x 500 x 635,5 = 3177,5 mm

2

88

= As / Luas 1 tulangan

Jumlah tulangan

= 3177,5 / 490,874 = 6,473 ≈ 7 buah

As = 7 x 490,874 = 3436,117 mm2 > As. perlu = 3177,5 mm2 Maka digunakan tulangan 7D25 Periksa nilai regangan tulangan tarik terluar  t dan  a

=

=

As . f y 0,85. f c' .b 3436,117 .400 0,85.30.500

= 107,799 mm c

=

=

a

I 107 ,799 0,84

= 128,333 mm

t

=

d c .0,003 c

=

(700  (40  12  25  25)  128,333 .0,003 128,333

= 0,011 Karena  t > 0,005, maka penampang terkendali tarik dengan   0,9

M n = . As . f y .(d  0,5.a) = 0,9. 3436,117.400.(603 - 0,5. 107,799)

89

= 679,238 kNm

M n ≥ M u 679,238 kNm ≥ 671,815 kNm (memenuhi syarat)

b.

Penulangan Tumpuan Positif Mu+maks

= 162,82 kNm

Moment ultimate hasil analisis ETABS tidak boleh kurang dari setengah momen negatif tulangan atas tumpuan, maka : Mu+maks = 162,82 kNm < 0,5.671,815 = 335,408 kNm Maka digunakan Mu+ = 335,408 kNm

Rn. perlu =

Mu  .bw .d 2

335,408 .10 6 = 0,9.500 .635,5 2

= 1,846 MPa

 perlu =

=

0,85 f 'c fy

 1  1  2 Rn  0,85 f 'c 

0,85.30  2.1,846  1  1   = 0,0048 400  0,85.30 



1,4 1,4   0,0035 f y 400

 min



0,25. f

max

= 0,025

 min

   

fy

'

c



0,25. 30  0,0034 400

90

Berdasarkan pasal 21.5.2.1 SNI 2847:2013 rasio tulangan (  ) tidak boleh melebihi 0,025. Maka digunakan  perlu = 0,0048

As. perlu  .bw .d = 0,0048 x 500 x 635,5 = 1525,2 mm

2

= As / Luas 1 tulangan

Jumlah tulangan

= 1525,2 / 490,874 = 3,107 ≈ 4 buah

As = 4 x 490,874 = 1963,496 mm2 > As. perlu = 1525,2 mm2 Maka digunakan tulangan 4D25 Periksa nilai regangan tulangan tarik terluar  t dan  a

=

=

As . f y 0,85. f c' .b 1963,495.4 00 0,85.30.500

= 61,599 mm c

=

=

a

I 61,599 0,84

= 73,332 mm

91

t

=

d c .0,003 c

=

635,5  73,332 .0,003 73,332

= 0,0230 Karena  t > 0,005, maka penampang terkendali tarik dengan   0,9

M n = . As . f y .(d  0,5.a) = 0,9. 1963,495.400.(635,5 - 0,5. 61,599) = 427,438 kNm

M n ≥ M u 427,438 kNm ≥ 335,408 kNm (memenuhi syarat)

c.

Penulangan Lapangan Positif Mu+maks

= 330,844 kNm

Kekuatan momen negatif atau positif minimal pada sembarang penampang panjang komponen struktur tidak boleh kurang dari 1/4 kekuatan momen maksimum, maka : Mu+maks = 330,844 kNm > 0,25.671,875 = 167,969 kNm Maka digunakan Mu+ = 330,844 kNm

Rn. perlu =

=

Mu  .bw .d 2 330,844 .10 6 0,9.500 .635,5 2

= 1,820 MPa

92

 perlu =

=

0,85 f 'c fy

 1  1  2 Rn  0,85 f 'c 

0,85.30  2.1,821  1  1   = 0,0047 400  0,85.30 



1,4 1,4   0,0035 f y 400

 min



0,25. f

max

= 0,025

 min

   

fy

'

c



0,25. 30  0,0034 400

Berdasarkan pasal 21.5.2.1 SNI 2847:2013 rasio tulangan (  ) tidak boleh melebihi 0,025. Maka digunakan  perlu = 0,0047

As. perlu  .bw .d = 0,0047 x 500 x 635,5 = 1493,425 mm Jumlah tulangan

2

= As / Luas 1 tulangan = 1493,425 / 490,874 = 3,042 ≈ 4 buah

As = 4 x 490,874 = 1963,496 mm2 > As. perlu = 1493,425 mm2 Maka digunakan tulangan 4D25

93

Periksa nilai regangan tulangan tarik terluar  t dan  a

=

=

As . f y 0,85. f c' .b 1963,495.4 00 0,85.30.500

= 61,599 mm c

=

=

a

I 61,599 0,84

= 73,332 mm

t

=

d c .0,003 c

=

635,5  73,332 .0,003 73,332

= 0,0230 Karena  t > 0,005, maka penampang terkendali tarik dengan   0,9

M n

= . As . f y .(d  0,5.a) = 0,9. 1963,495.400.(635,5 - 0,5. 61,599) = 427,438 kNm

M n ≥ M u 427,438 kNm ≥ 330,844 kNm (memenuhi syarat)

94

d.

Penulangan Lapangan Negatif Mu+maks

= 158,391 kNm

Kekuatan momen negatif atau positif minimal pada sembarang penampang panjang komponen struktur tidak boleh kurang dari 1/4 kekuatan momen maksimum, maka : Mu+maks = 158,391 kNm < 0,25.671,815 = 167,954 kNm Maka digunakan Mu+ = 167,954 kNm

Rn. perlu =

Mu  .bw .d 2

167 ,954 .10 6 = 0,9.500 .635,5 2

= 0,924 MPa

 perlu =

=

0,85 f 'c fy

 1  1  2 Rn  0,85 f 'c 

   

0,85.30  2.0,924  1  1   = 0,0024 400  0,85.30 

 min



1,4 1,4   0,0035 f y 400

 min



0,25. f

max

= 0,025

fy

'

c



0,25. 30  0,0034 400

Berdasarkan pasal 21.5.2.1 SNI 2847:2013 rasio tulangan (  ) tidak boleh melebihi 0,025. Maka digunakan  perlu = 0,0035

95

As. perlu  .bw .d = 0,0035 x 500 x 635,5 = 1112,125 mm

2

= As / Luas 1 tulangan

Jumlah tulangan

= 1112,125 / 490,874 = 2,267 ≈ 3 buah

As = 3 x 490,874 = 1472,622 mm2 > As. perlu = 1112,125 mm2 Maka digunakan tulangan 3D25 Periksa nilai regangan tulangan tarik terluar  t dan  a

=

=

As . f y 0,85. f c' .b 1472,622.4 00 0,85.30.500

= 46,199 mm c

=

=

a

I 46,199 0,84

= 54,999 mm

t

=

d c .0,003 c

=

635,5  54,999 .0,003 54,999

= 0,032

96

Karena  t > 0,005, maka penampang terkendali tarik dengan   0,9

M n

= . As . f y .(d  0,5.a) = 0,9. 1472,622.400.(635,5 - 0,5. 46,199) = 324,660 kNm

M n ≥ M u 324,660 kNm ≥ 167,954 kNm (memenuhi syarat)

6.1.2

Tulangan Transversal Momen-momen ujung M pr berdasarkan pada tegangan baja tarik sebesar

1,25 fy dan faktor reduksi = 1,0. 1.

Perhitungan probable moment ( M pr )  Momen Kapasitas Negatif M pr  ditinjau dari tumpuan yang mengalami tarik dengan tulangan 7D25



M pr   1,25. As . f y  d 



 a pr 



a pr    2 

1,25. As . f y 0,85. f 'c .bw

1,25.3436 ,117 .400 0,85.30.500

= 134,750 mm a pr     M pr   1,25. As . f y  d  2  

97

134,750    1,25.3436 ,117 .400 603   2   = 920,235 kNm  Momen Kapasitas positif M pr  ditinjau dari tumpuan yang mengalami tekan dengan tulangan 4D25



M pr  1,25. As . f y  d 



a pr  



a pr    2 

1,25. As . f y 0,85. f 'c .bw

1,25.1963,496 .400 0,85.30.500

= 76,999 mm



M pr  1,25. As . f y  d 



a pr   2 

76,999    1,25.1963,496.400 635,5   2   = 586,104 kNm

2.

Perhitungan gaya geser akibat gravitasi Gaya geser yang digunakan untuk merencanakan tulangan gaya geser balok

induk, dihitung berdasarkan beban mati dan beban hidup dengan kombinasi : Beban terfaktor balok anak

 1,2D  1,0L

98

Gambar 6.1 Distribusi Beban pada Balok Induk

Beban mati (D) Berat sendiri pelat lantai

= 24 . 0,13

= 3,12 kN/m2

Berat pasir tebal 30 mm

= 18 . 0,03

= 0.54 kN/m2

Berat spesi tebal 20 mm

= 21 . 0,02

= 0,42 kN/m2

Berat penutup lantai tebal 10 mm

= 24 . 0,01

= 0,24 kN/m2

Berat plafond dan penggantung

= 0,18 kN/m2

Mekanikal Elektrikal

= 0,15 kN/m2 + D = 4,65 kN/m2

Berat tembok

= 2,5 . 4

= 10 kN/m

Berat balok (300x500)

= 7.0,3.(0,5-0,13).24 = 18,648 kN/m

99

Berat balok (500x700)

= 8.0,5.(0,7-0,13).24 = 54,72 kN/m

Beban Hidup (L) = 1,92 kN/m2

Beban hidup 

Perhitungan Luas Bangun Trapesium B

=

1 1  .a.t   .7  3.2  / 2 2 2 

 5 m2 2 sisi = 2.5 = 10 m2 Trapesium C

=

1 1  .a.t   .7  3.2  / 2 2 2 

 5 m2 2 sisi = 2.5 = 10 m2 Segitiga 

1 1  .a.t  .4.2  4 m2 2 2

Berat Luasan Trapesium B

QDL  10.4,65 

18,648  55,824 kN 2

Q LL  10 .1,92  19,2 kN

Trapesium C

QDL  10.4,65 

18,648  55,824 kN 2

Q LL  10 .1,92  19,2 kN

Pu  1,2.(PDL )  1,0( PLL ) PDL  QDL.B  QDL.C

100

 55,824  55,824  111,648 kN

PLL  QLL.B  QLL.C  19,2  19,2  38,4 kN

Pu  1,2.(111,648)  1,0(38,4)  172,378 kN

Segitiga (kanan) QDL  10.4,65 .2 

18,648  55,824 kN 2

Q LL  4.1,92 .2  15,36 kN

Segitiga (kiri)

QDL  10.4,65 .2 

18,648  55,824 kN 2

Q LL  4.1,92 .2  15,36 kN

QD.total  55,824  55,824  74,56  74,56  260,768 kN

QL.total  19,2  19,2  15,36  15,36  69,12 kN

Qtotal  1,2(QD.total )  1,0(QL.total )  1,2.(260,768)  1,0.(69,12)  382,042 kN

Vg 

Qtotal 2

101



3.

382,042  191,021 kN 2

Perhitungan gaya geser akibat gempa 

Ve1 



M pr  M pr



 Vg

ln

920,235  586,104  191,021  397 ,369 kN 7,3 

Ve1 



M pr  M pr ln



 Vg

920,235  586,104  191,021  15,327 kN 7,3

Gambar 6.2 Diagram Gaya Geser Bentang 8 m

102

Untuk perhitungan tulangan geser lanpangan, maka dihitung tulangan geser 2h dari muka kolom = 2.0,70 = 1,4 m

V e tumpuan = 397,369 kN

V e lapangan = 371,721 kN 4.

Sengkang daerah tumpuan Untuk menghindari terjadi keretakan beton pada tumpuan maka beton

diasumsikan tidak berpengaruh menahan gaya geser, Vc = 0 Vs 

Ve



 Vc 

397 ,369  0  529,825 kN 0,75

Syarat :

Vs.maks  0,66. f c' .bw .d  0,66. 30.500.603.10 3 = 1089,913 kN

Vs  529,825 kN < Vs.maks  1089 ,913 kN (memenuhi syarat) Dicoba menggunakan tulang geser 4 kaki diameter 12 mm

s

Av . f y .d Vs



452,389 .240 .603  123,638 mm 529,825

Sengkang tertutup pertama ditempatkan ≤ 50 mm dari muka komponen struktur penumpu dan Spasi sengkang tidak boleh melebihi yang terkecil dari : a.

d / 4 = 603 / 4 = 150,75 mm

b.

6 . diameter lentur = 6 . 25 = 150 mm

c.

150 mm

Jadi digunakan tulangan geser 4P12-100 mm

103

5.

Sengkang daerah lapangan Untuk perhitungan sengkang pada daerah lapangan, kontribusi beton

dalam menahan gaya geser lapangan harus diperhitungkan.

Vc  0,17. f c' .bw .d = 0,17. 30.500.635,5  295,866 kN Vs 

Ve



 Vc 

371,721  295,866  199,762 kN 0,75

Syarat : Vs  199,762 kN < Vs.maks  1148,656 kN (memenuhi syarat)

Dicoba menggunakan tulang geser 2 kaki diameter 12 mm

s

Av . f y .d Vs



226,195 .240 .635,5  172,701 mm 199,762

Sengkang dengan kait gempa pada kedua ujung harus dispasikan dengan jarak maksimum :  d / 2 = 635,5 / 2 = 317,75 mm Jadi digunakan tulangan geser 2P12-150 mm

Gambar 6.3 Detail tulangan balok induk 8 m

Gambar 6.4 Penulangan balok induk 8 meter

104

105

Tabel 6.2 Rekap Penulangan Balok Induk dan Anak

B1 (400X700) B2 (400X600) B3 (450X600) B4 (600X750) B5 (500X700) BA1 (200X400) BA2 (300X500)

6.2

Balok Tumpuan Kiri Tulangan Atas 5D25 Tulangan Bawah 3D25 Sengkang 3P12-100 Tulangan Atas 4D25 Tulangan Bawah 3D25 Sengkang 3P12-100 Tulangan Atas 5D25 Tulangan Bawah 3D25 Sengkang 3P12-100 Tulangan Atas 10D25 Tulangan Bawah 10D25 Sengkang 5P12-100 Tulangan Atas 7D25 Tulangan Bawah 4D25 Sengkang 4P12-100 Tulangan Atas 3D19 Tulangan Bawah 2D19 Sengkang 2P12-150 Tulangan Atas 4D25 Tulangan Bawah 3D25 Sengkang 3P12-100

Lapangan Tumpuan Kanan 2D25 5D25 2D25 3D25 2P12-150 3P12-100 2D25 4D25 2D25 3D25 2P12-150 3P12-100 2D25 5D25 2D25 3D25 2P12-150 3P12-100 4D25 10D25 4D25 10D25 4P12-150 5P12-100 3D25 7D25 4D25 4D25 2P12-150 4P12-100 2D19 3D19 2D19 2D19 2P12-100 2P12-150 2D25 4D25 2D25 3D25 2P12-150 3P12-100

Perencanaan Tulangan Kolom Kolom yang ditinjau adalah kolom C3 Lantai 1 dengan dimensi kolom

700/700 mm. Berdasarkan hasil analisis ETABS didapatkan nilai : Diketahui : b

= 700 mm

h

= 700 mm

f 'c

= 35 MPa

f 'y

= 400 Mpa

106

Lindungan beton

= 40 mm

Diameter tulangan

= 25 mm ( As  490,625 mm 2 )

Diamteter sengkang

= 13 mm ( As  132,665 mm 2 ) Tabel 6.3 Momen Kolom Lantai 1

Lokasi (m) M2 maks (kNm) M2 min (kNm) M3 maks (kNm) M3 min (kNm)

0 398,868 -457,546 276,52 -246,914

1,65 94,419 -104,378 75,13 -65,805

3,3 248,79 -210,03 115,304 -126,25

Tabel 6.4 Gaya Geser Kolom Lantai 1

Lokasi V maks (kN) V min (kN)

Pu

Arah x Arah y Sepanjang Kolom 122,05 184,51 -109,76 -214,04

= 5988,34 kN

Persyaratan yang harus dipenuhi oleh kolom pada struktur rangka momen khusus sesuai SNI 2847-2013 pasal 21.6.1 sebagai berikut : a.

Gaya tekan aksial terfaktor akibat sembarang kombinasi beban tidak kurang dari persamaan sebagai berikut:

Ag . f ' c 10

≤ Pu

700 .700 .35 x10 3 ≤ 5988,34 kN 10 1715 < 5988,34 OK!

107

b.

Berdasarkan SNI 2847-2013 pasal 21.6.1.2 rasio dimensi penampang terpendek terhadap dimensi tegak lurus tidak boleh kurang dari 0,4. b  0,4 h 700  0,4 700

1 > 0,4

6.2.1

OK!

Pemeriksaan Kelangsingan Kolom Menurut SNI 2847-2013 pasal 10.10.4.1, ditentukan momen inersia (I)

balok dan kolom, yaitu : Inersia kolom (Ik)

= 0,70 Ig

Inersia balok (Ib)

= 0,35 Ig

Modulus Elastisitas Beton (Ec) E  4700 . f ' c

 4700 . 35 = 27805,575 MPa. 1.

Faktor panjang efektif kolom 

Mencari Kekakuan Ujung Atas dan Bawah Kolom C3 Lantai 2 : b

= 700 mm

h

= 700 mm

lk = 4000 mm

108

Ikx

= 0,70.

1 .700 .700 3 = 1,401 x 1010 mm4 12

Iky

= 0,70.

1 .700 .700 3 = 1,401 x 1010 mm4 12

E.Ikx

= 27805,575. 1,401 x 1010 = 3,89 x 1014 mm4

E.Iky

= 27085,575. 1,401 x 1010 = 3,89 x 1014 mm4

panjang bersih kolom lu

= panjang kolom – tinggi penampang balok = 4000 – 700 = 3300 mm

Kolom C3 Lantai 1 : b

= 700 mm

h

= 700 mm

lk = 4000 mm Ikx

= 0,70.

1 .700 .700 3 = 1,401 x 1010 mm4 12

Iky

= 0,70.

1 .700 .700 3 = 1,401 x 1010 mm4 12

E.Ikx

= 27805,575. 1,401 x 1010 = 3,89 x 1014 mm4

E.Iky

= 27805,575. 1,401 x 1010 = 3,89 x 1014 mm4

panjang bersih kolom lu

= panjang kolom – tinggi penampang balok = 4000 – 700 = 3300 mm

Kolom C3 Ground Floor : b

= 700 mm

h

= 700 mm

109

lk = 3000 mm Ikx

= 0,70.

1 .700 .700 3 = 1,401 x 1010 mm4 12

Iky

= 0,70.

1 .700 .700 3 = 1,401 x 1010 mm4 12

E.Ikx

= 27805,575. 1,401 x 1010 = 3,89 x 1014 mm4

E.Iky

= 27805,575. 1,401 x 1010 = 3,89 x 1014 mm4

panjang bersih kolom lu

= panjang kolom – tinggi penampang balok = 3000 – 700 = 2300 mm

Faktor Panjang Efektif Arah x b

= 500 mm

h

= 700 mm

Panjang balok = 8000 mm 1 .500 .700 3  5,002 x 109 mm4 12

Ib

= 0,35.

E.Ib

= 27805,575. 5,002 x 109 = 1,39 x 1014 mm4

Faktor Panjang Efektif Arah y b

= 450 mm

h

= 600 mm

Panjang balok = 7000 mm 1 .450 .600 3  2,835 x 109 mm4 12

Ib

= 0,35.

E.Ib

= 27805,575. 2,835 x 109 = 7,88 x 1013 mm4

110

2.

Menghitung faktor kekangan ujung kolom (ψ) 

Arah x Kekangan ujung atas kolom :  E .I k   E .I k   3,89.10 14   3,89.10 14             I k  lantai2  I k  lantai1  4000   4000  A    5,597  E .I b   E .I b   1,39.10 14   1,39.10 14            8000 8000 I I      b  kiri  b  kanan

Kekangan ujung bawah kolom ;

B 

 E .I k   Ik

  E.I k     lantai1  I k

 E .I b   Ib

  E .I b     kiri  I b

   gfloor

   kanan

 3,89.10 14   3,89.10 14        4000   3000    10,079  7,88.10 13   7,88.10 13        7000   7000 

 A dan  B dilihat dari struktur rangka tak bergoyang berdasarkan SNI 2847-2013 grafik halaman 83 didapatkan : k

= 0,82

radius girasi (r)

= 0,3.h = 0,3.700 = 210 mm

lu  M1  M2

= panjang bersih kolom = 3300 mm   

= 0,34

k .lu  34  12M 1 / M 2   40 r 0,82.3300  34  120,34   40 210

111

Cek kelangsingan 12,886 ≤ 29,92 ≤ 40 Maka, pengaruh kelangsingan pada kolom boleh diabaikan.

6.2.2 Tulangan Longitudinal Dalam merencanakan penulangan kolom nilai Pu dan M u yang digunakan adalah nilai yang paling besar dari semua kombinasi beban luar. Berikut ini dari data output dari ETABS : M 2  M x  457,546 kNm

M 3  M y  276,52 kNm

P u  5988,34 kN Perencanaan kolom menggunakan faktor reduksi 0,65.

M ux  M 2  457,546 kN M nx 

457 ,546  703,917 kNm 0,65

M uy  M 3  276,52 kN M ny 

276,52  425,415 kNm 0,65

P u  5988,34 kN Pn 

Pu





5988,34  9212 ,831 kN 0,65

112

Gaya aksial dan momen lentur kolom merupakan gaya-gaya biaksial, sehingga momen biaksial tersebut terlebih dahulu harus dikonversi menjadi momen unaksial sebagai berikut :   0,65

M ny M nx



425,415 b  0,604   1 , maka : 703,917 h

b 1     M nx M nox  M ny . . h     1  0,65  M nox  425,415.1.   703,917  0,65 

M nox  932,987 kNm Kolom dirancang dengan menggunakan kolom uniaksial dengan nilai M u = 932,987 kNm dan Pu = 9212,831 kN

km 

Mu 932,987 .10 6   0,072 f ' c .b.h 2 35.700 .700 2

kp 

Pu 9212 ,831 .10 3   0,527 35.700 .700 f ' c .b.h

Dari diagram interaksi kolom Arfiadi (2016), untuk f’c = 35 MPa dan fy = 400 MPa didapat rasio tulangan (s) = 2,4 % Ast

=  s .b.h = 2,4%.700.700 = 11760 mm2

Jumlah tulangan yang dibutuhkan =

11760  23,957 24 1 2 . .25 4

113

Tulangan yang digunakan 24D25 dengan 7D25 pada setiap sisi Syarat luas tulangan memanjang (Ast) tidak boleh kurang dari 1% Ag atau lebih dari 6% Ag.

Ast

1 24. . .25 2 4 =  2,40 % 700 .700

Berdasarkan perhitungan actual didapat Ast = 2,40 %, maka syarat memanjang terpenuhi yaitu 1% < 2,40% < 6%.

6.2.3 Pemeriksaan Kemampuan Layan Kolom Agar kolom dapat memenuhi syarat “Strong Column Weak Beams”, diperlukan pemeriksaan kekuatan kolom dan kekuatan balok-balok yang merangkai pada titik pertemuan yang ditinjau. Kuat kolom yang akan ditinjau terdapat pada pertemuan kolom C3 story 2 dan C3 Ground Floor.

M 1.

 (1,2) M nb

nc

Menghitung

M

nc

Kolom C3 pada Story 1 yang ditinjau Dari diagram interaksi pada aplikasi PCA COL didapat nilai

M n  2129 kNm

114

P ( kN) 20000 (Pmax)

(Pmax)

1

-2500

2500 Mx ( k N m)

(Pmin)

(Pmin) -6000

Gambar 6.5 Diagram interaksi C3 story 1 2.

Menghitung

M

nc

Kolom C3 pada Story 2 Dari diagram interaksi pada aplikasi PCA COL didapat nilai

M n  2104 kNm P ( kN) 20000 (Pmax)

(Pmax)

1

-2500

2500 Mx ( k N m)

(Pmin)

(Pmin) -6000

Gambar 6.6 Diagram interaksi C3 story 2

115

3.

Menghitung

M

nc

Kolom C3 pada Ground Floor Dari diagram interaksi pada aplikasi PCA COL didapat nilai

M n  2113 kNm P ( kN) 20000 (Pmax)

(Pmax)

1

-2500

2500 Mx ( k N m)

(Pmin)

(Pmin) -6000

Gambar 6.7 Diagram interaksi C3 Ground Floor

M

nc1

 2129 + 2104 = 4233 kNm

M

nc 2

 2104 + 2113 = 4217 kNm

4. Mencari  M nb

M

= 754,709 + 427,474,931

nb

= 1230,08 kNm

M

 (1,2) M nb

nc

116

4233 kNm > 1,2.1230,08 = 1476,096 kNm (memenuhi syarat) 4217 kNm > 1,2.1230,08 = 1476,096 kNm (memenuhi syarat)

6.2.4 Penulangan Geser Kolom Tulangan Pengekangan Kolom 1.

Panjang lo Dalam menentukan panjang lo tidak boleh kurang dari yang terbesar anatara syarat-syarat dibawah ini : a. h kolom = 700 b. 1/6 bentang bersih komponen = 1/6 . 3300 = 550 mm c. 450 mm Maka digunakan nilai yang terbesar lo = 700 mm

2.

Spasi tulangan transversal sepanjang lo Jarak antar tulangan atau spasi maksimum diambil nilai terkecil : a. ¼ b kolom = ¼. 700 = 175 mm b. 6 diameter tulangan = 6. 25 = 150 mm

 350  h x   c. S o  100   3  

hx  700  2.40  12  0,5.25  / 2  285,5 mm  350  285,5  So  100     121,5 mm 3  

117

Nilai S o tidak boleh lebih dari 150 mm dan tidak perlu diambil kurang dari 100 mm. Maka, diambil spasi tulangan 100 mm sepanjang lo. 3.

Spasi tulangan diluar sepanjang lo Spasi maksimun diambil nilai terkecil dari : a. 6 . diameter tulangan = 6 . 25 = 150 mm. b. 150 mm. Maka, diambil spasi tulangan 100 mm untuk daerah diluar lo.

-

Tulangan Transversal untuk Beban Geser

1.

Penentuan gaya geser akibat gempa Faktor distribusi momen untuk kolom adalah : Ec

= 4700 f ' c = 4700 35 = 27805,575 mm2

DFatas

=

E c .I kolom.bawah E c .I kolo.m atas  E c .I kolom.bawah

27805 ,575 .

= 27805 ,575 .

1 .700 .700 3 12

1 1 .700 .700 3  27805 ,575 . .700 .700 3 12 12

= 0,50

DFbawah

=

E c .I kolom.bawah E c .I kolo.m atas  E c .I kolom.bawah

27805 ,575 .

= 27805 ,575 .

1 .700 .700 3 12

1 1 .700 .700 3  27805 ,575 . .700 .700 3 12 12

118

= 0,50

Vu 

M pratas .DFujungatas  M prbawah.DFujungbawah lu =

(920,235  586,104 ).0,5  (920,235  586,104 ).0,5 3,3

= 456,567 kN Gaya geser yang dihitung di atas tidak boleh lebih kecil dari gaya geser terfaktor yang didapat di ETABS, gaya geser dari analisis ETABS adalah 214,04 kN. 456,567 kN >214,04 kN Pemeriksaan kebutuhan tulangan geser untuk menahan gaya geser yang bekerja.

Vc

f 'c

=

=

6

bw d

30 700.(700  97) 6

= 385,322 N = 385,322 kN Vc 2

= 203,046 kN

Vn

=

=

Vu

 456,567 0,75

= 608,756 kN

119

Vu

Karena

2.



>

Vc , maka kolom membutuhkan tulangan geser. 2

Perhitungan tulangan geser pada lo Diketahui : Spasi

= 100 mm

Lindungan beton

= 40 mm

Diameter sengkang

= 13 mm

bc

= dimensi penampang inti komponen struktur yang diukur ke tepi luar tulangan transversal.

bc

= 700- (2.40) = 620

Ag

= 700 . 700 = 490000 mm2

Ach

= luas penampang sisi luar ke sisi luar tulangan transversal

Ach

= (700 – 2.40) . (700 – 2.40) = 384400 mm2

Sehingga didapat nilai : Ash1

 Ag  1   Ach 

= 0,3

sbc . f 'c fy

= 0,3

100.x620 x35  490000   384400 1 400  

= 447,097 mm2 Ash2

=

0,09 sbc . f ' c fy

120

=

0,09.100.620.35 400

= 488,25 mm2 Maka, digunkan nilai terbesar Ash = 488,25 mm2 Dicoba sengkang 4D13-100 disepanjang lo Ash

= 4.1/4..132 = 530,929 mm2 > 488,25 mm2 (memenuhi syarat)

3.

Perhitungan tulangan geser di luar lo Data – data yang digunakan dalam perhitungan tulangan geser di luar daerah lo : Dari analisis ETABS, diperoleh nilai N u = 2622,71 kN

 1 Vc

 Nu = 0,17.1   14. Ag

 .. f ' c .b.d  

 2622 ,71.10 3  .1. 35 .700 .635,5.10 3 = 0,17.1  14.49000   = 2157,899 kN Vc > V n maka tulangan geser yang telah terpasang 4D13 cukup

untuk menahan geser. Panjang kolom diluar lo diberi tulangan gese 4D13-150.

121

Gambar 6.8 Penulangan Kolom C3 Story 1

122

6.3

Hubungan Balok Kolom

Gambar 6.9 Hubungan Balok Kolom Gaya Tarik yang bekerja pada balok bagian kanan ( 7D25) T1 = 1,25. f y . As

7. .25 2 .10 3 = 1,25.400 . 4 = 1718,058 kN Gaya tekan yang bekerja pada balok bagian kanan C1 = T1 = 1718,058 kN Gaya Tarik yang bekerja pada balok kiri (3D25) T2 = 1,25. f y . As = 1,25.400 .

4. .25 2 .10 3 4

= 981,748 kN Gaya tekan yang bekerja pada balok bagian kiri

123

C2 = T2 = 981,748 kN Balok induk yang terdapat disisi kolom memilki dimensi 500 x 700 dengan bentang 8 m dengan tulangan 7D25 dan 4D25 memiliki nilai Mpr sebagai berikut: 976,072  586,104 Mpr+

= 586,104 kNm

Mpr-

= 920,235 kNm 

Mu

=

M pr  M pr



2

=

586 ,104  920,235 = 753,170 kNm 2

Vh gaya geser di kolom dihitung dari Mpr kedua ujung balok yang

menyatu pada hubungan balok kolom. Gaya geser horizontal : hin = 4,0 – 0,7 = 3,3 m Vh =

753,170 Mu = = 456,467 kN 3,3 hin 2 2

Gaya geser kolom pada potongan x-x Vx-x

= T1 + T2 - Vh = 1718,058 + 981,748 – 456,467 = 2243,339 kN

Untuk HBK yang terkekang pada keempat sisinya berlaku kuat geser nominal Vn

= 1,7. A j . f ' c

Vn

= 0,75.1,7. A j

f 'c

= 0,75.1,7.(700.700). 35

124

= 3696070,84 N = 3696 kN Vn

= 2514,04 kN > Vx-x = 2243,339 kN (memenuhi syarat)

Sengkang 4D13-100 mm dapat digunakan

Gambar 6.10 Detail Tulangan Hubungan Balok Kolom