Balok Bertulangan Rangkap: Struktur Beton Bertulang 1

STRUKTUR BETON BERTULANG 1 RSI164110

BAB 4 BALOK BERTULANGAN RANGKAP

PURNAMA DEWI, ST.MT POLITEKNIK NEGERI MALANG

BALOK BERTULANGAN RANGKAP KONSEP DASAR •

• •

Design Penampang Balok dgn Tulangan Rangkap memiliki pengertian bahwa Gaya dalam lentur yang terjadi TIDAK sepenuhnya dipikul oleh Tulangan Tarik akan tetapi Tulangan Tekan juga ikut memikul gaya dalam lentur yang terjadi. Sebagian Besar Gaya lentur ditahan oleh Tulangan Tarik dan hanya bagian kecil yang ditahan oleh Tulangan Tekan. Balok Bertulangan Rangkap merupakan Balok dengan Tulangan yang terpasang pada Daerah Tarik dan Daerah Tekan

As’

= Luas tulangan tekan

As

= Luas tulangan tarik

Perbedaan Tulangan Tunggal dan Rangkap

BALOK BERTULANGAN RANGKAP Diagram Tegangan Regangan pada Penampang Balok Tulangan Rangkap

BALOK BERTULANGAN RANGKAP Notasi – notasi yang di gunakan : As = luas tulangan tarik As’ = luas tulangan tekan f’c = Kuat tekan beton c = regangan beton s = regangan tulangan tarik s’ = regangan tulangan tekan Cc = resultan gaya tekan beton = 0,85 . f’c . a . b

Cs = resultan gaya tekan baja tulangan = As’ .fs’ Ts = resultan gaya tarik baja tulangan = As . fs d1’ = jarak dari serat paling bawah beton ke pusat berat tulangan tarik d2’ = jarak dari serat paling atas beton ke pusat berat tulangan tekan

BALOK BERTULANGAN RANGKAP Keseimbangan Gaya GAYA TARIK = GAYA TEKAN • •

•

Gaya Tarik (Tension = T) diberikan oleh Baja Tulangan Tarik. Gaya Tekan (Compression = C) diberikan oleh Beton di daerah Tekan (Compression Concrete = Cc) dan Baja Tulangan Tekan (Comprssion Stel = Cs). Syarat pada Teori Kekuata Batas (Utimate) : 1. Baja Tulangan Tarik pada Kondisi mencapai Tegangan Leleh (fs = fy) 2. Beton Tekan pada kondisi mencapai Regangan Maksimum sebesar ’c = 0.003. 3. Baja Tulangan Tekan diperbolehkan pada Kondisi Sudah Leleh atau Belum Leleh.

Kondisi yang sering terjadi adalah a. Tulangan Tekan Dan Tulangan Tarik Sama-sama Sudah Leleh b. Tulangan Tarik Sudah Leleh Sedangkan Tulangan Tekan Belum Leleh

ANALISA BALOK BERTULANGAN RANGKAP

Dari Diagram Tegangan Regangan pd Penampang Balok Tulangan Rangkap :  Gaya Tarik Tulangan (T) = As. fs  Gaya Tekan Beton (Cc) = (0.85). f’c .b .a  Gaya Tekan Tulangan (Cs) = As’ . f’s

ANALISA BALOK BERTULANGAN RANGKAP Pada KONDISI SEIMBANG : C = T Cc + C s = Ts (0,85 . fc’ . a . b) + (As’ . fy) = (As . fy) Letak Garis Netral,

c

a

( As  As' ) . fy  0,85 . fc' . b

a

1

Momen Nominal yang bisa ditahan: Mn = Cc . (d – a/2) + Cs (d – d2’) = 0,85 . fc’ . a . b . (d – a/2) + As’.fy . (d – d2’)

ANALISA BALOK BERTULANGAN RANGKAP Kontrol Regangan Berdasarkan diagram regangan: Tulangan Tarik

 d c  s  0,003.   c 

f s   s .Es Apabila

fs  fy , tulangan tarik sudah leleh fs < fy , tulangan tarik belum leleh

Jika sudah sesuai dengan asumsi awal, maka bisa dilanjutkan untuk menghitung Mn atau Mu. Jika belum sesuai, maka perlu diganti

T  A .f

KONTROL REGANGAN Berdasarkan diagram regangan: Tulangan Tekan

c  d2 '  s '  0,003. c

f s '   s '.Es Apabila fs’  fy , tulangan tekan sudah leleh fs’ < fy , tulangan tekan belum leleh Jika sudah sesuai dengan asumsi awal, maka bisa dilanjutkan untuk menghitung Mn atau Mu.

Jika belum sesuai, maka perlu diganti

Cs  As '. f s '

CONTOH SOAL (1) Sebuah balok beton dengan dimensi lebar 300 mm dan tinggi 500 mm, dibuat dengan menggunakan beton mutu f’c = 22,5 MPa dan baja tulangan fy = 300 MPa. Jika jumlah tulangan tarik dalam balok ini adalah 3 D-22 dan tulangan tekan 2 D-10, hitung :

a). Momen nominal b). Momen maksimum yang dapat dipakai dalam desain

PENYELESAIAN SOAL (1)

PENYELESAIAN SOAL (1)

PENYELESAIAN SOAL (1)

PENYELESAIAN SOAL (1)

PENYELESAIAN SOAL (1)

PENYELESAIAN SOAL (1)

PENYELESAIAN SOAL (1)

DESAIN BALOK BERTULANGAN RANGKAP Langkah-langkah dalam perencanaan balok bertulangan rangkap adalah sebagi berikut:

1. Menentukan dimensi balok (b dan d) sesuai dengan langkahlangkah perencanaan balok bertulangan tunggal. 2. Menghitung (As – As’) dengan menggunakan syarat perencanaan:

 - ’  0,5 bal dengan:

As  b.d

As' ' b.d

DESAIN BALOK BERTULANGAN RANGKAP 3. Menentukan nilai a dengan persamaan:

( As  As' ) . fy  a 0,85 . fc' . b 4. Menghitung As’ dengan persamaan: Mn = Cc . (d – a/2) + Cs (d – d2’)

5. Menentukan As pakai dan As’pakai

DESAIN BALOK BERTULANGAN RANGKAP 6. Kontrol tulangan yang terpasang dengan syarat:

 min     max dengan:

 min

d' f '  0,85.1 . . c d fy

 600 .  600  f y 

 max  0,75. bal   '

   '  

PERENCANAAN GESER PADA BALOK Tulangan Geser / Sengkang Menahan gaya geser Menahan dan mengikat tulangan utama agar posisi tetap lurus Digunakan Diagram Bidang Lintang (D) untuk merencanakan sengkang Pemasanga Sengkang:  Pada daerah tumpuan LEBIH RAPAT dari pada daerah lapangan, karena gaya lintang maximum terletak pada tumpuan.  Dapat dibuat persegmen sesuai keinginan perencana.

PERENCANAAN GESER PADA BALOK Perencanaan

penampang akibat geser harus didasarkan pada

rumus:

Vu  fVn Dengan: f

= 0,75 (SNI 03-2847-2002)

Vu = Gaya geser berfaktor akibat beban luar Vn = Gaya geser nominal

PERENCANAAN GESER PADA BALOK

Vn = Vc + Vs 1 Vc  . fc'.bw .d 6 Vs 

Av . f y .d s

syarat

2 Vs  . fc'.bw .d 3

Dengan: Vc = Gaya geser yang dipikul oleh beton Vs = Gaya geser yang dipikul oleh baja tulangan bw = Lebar balok

s = Spasi / jarak antar sengkang Av = Luas sengkang d

= Lebar efektif balok

PERENCANAAN GESER PADA BALOK Kontrol: Vu  f Vc

Tidak perlu tulangan geser, dipakai tulangan

geser

praktis

(diameter

6,

jarak

antar

sengkang maximum = 20 cm)

Vu > f Vc

Perlu tulangan geser (sesuai perhitungan) Perlu tulangan geser minimum, dengan:

Vu > 0,5 . f Vc

Av 

bw .s 3. f y

s

d atau60cm 2

Diambil yang terkecil

PERENCANAAN GESER PADA BALOK Besar Spasi / Jarak antar Sengkang

1 Vs  . f c '.bw .d 3

d s  atau60cm 2

1 Vs  . f c '.bw .d 3

s

d atau30cm 4

Diambil yang terkecil

Diambil yang terkecil

CONTOH SOAL (2)

PENYELESAIAN SOAL (2)

PENYELESAIAN SOAL (2)

PENYELESAIAN SOAL (2)