BAB IVPERENCANAAN BALOK ANAK

4.1 DATA PERENCANAAN4.1.1 Peraturan – peraturan yang di pakai

- Standart tata cara perhitungan struktur untuk bangunan gedung (SK SNI 03 – 2847 – 2002)

- Peraturan pembebanan Indonesia untuk gedung (PPIUG 1983)

Data Pembebanan

Data Pembebanan ( PPIUG 1983 )

1. BebanMati

- Berat sendiri beton bertulang = 2400 kg/m3

- Berat spesi = 2100 kg/m3

- Berat keramik = 2200 kg/m3

- Tembok ½ bata = 250 kg/m2

- Air hujan = 100 kg/m2

2. Beban Hidup

- Beban pekerja = 100 kg/m2

- Beban lantai gedung asrama = 250 kg/m2

Data Material

1. Mutu beton

Mutu beton (fc’) = 25 MPa

2. Mutu Baja

BJTD ( tulangan ulir) , tegangan leleh (fy) = 400 MPa

BJTP ( tulangan polos) , tegangan leleh (fy ) =240 MPa

99

Gambar 4.1 skema pembebanan balok anak

DATA PERENCANAAN BALOK ANAK

Perencanaan Dimensi Balok

h = 1/12 . Ly

= 1/12 x 5250

= 437,5 mm di bulatkan 450 mm

b = 2/3 . h

= 2/3 x 450

= 291,667 mm di bulatkan 300 mm (h dipakai = 450 mm, b = 300 mm )

Dimensi balok : 30/45 cm

100

L : 525

Fc : 25 MPa

Fy : 240MPa

Fy sengkang : 240 MPa

beton : 2400 kg/m3

spesi : 2100 kg/m3

tegel : 2400 kg/m3

dinding : 250 kg/m2

plafon + penggantung : 11 kg/m3

Tebal pelat lantai : 12 cm

Tebal selimut beton : 2,5 cm

4.2 Perencanaan Balok Anak Jalur A’

4.2.1 Perhitungan Beban Ekivalen

Trapesium 1

101

Gambar 4.3 Tinggi Ekivalen Pembebanan Amplop Bentang 5 m

Q1 = 0,435 x 2,063

= 0,897

Q2 = 0,5 x 2,063 x 2,063

= 2,128

Ra = Rb = Q1+Q2

= 0,897 + 2,128

= 3,025

M1 = (Rb x 5/2) – ( Q2x ((1/3x2,063)+0,435) – ( Q1x (0,435/2))

= 5,370

M1 = M2

5,370 = 1/8.heq.L2

102

5,370 = 1/8.heq.(5.252)

5,370 = 3,120 heq

Heq = 1,721

Trapesium 2

Gambar 4.4 Tinggi Ekivalen Pembebanan Amplop Bentang 5,25 m

Q1 = 0,563 x 2,063

= 1,161

Q2 = 0,5 x 2,063x 2,063

= 2,128

103

Ra = Rb = Q1 + Q2

= 1,161 + 2,128

= 3,289

M1 = (Rb x 5,25/2) – ( Q2x ((1/3x2,063)+( 0,563)) – ( Q1x (0,563 /2))

= 6,300

M1 = M2

6,300 = 1/8.heq.L2

6,300 = 1/8.heq.(5,252)

6,300 = 3,445 heq

Heq = 1,829

Segitiga

104

P = 0.5 x L x h

= 0.5 x 2 x 2

= 2 m2

M1 = (P x 2/3 L)

= (2 x 2/3 x 2)

=2,667

M1 = M2

2,667 = 1/8.heq.L2

2,667 = 1/8.heq.(2,002)

2,667 = 2 heq

Heq = 1,334

105

4.2.2 Perhitungan Pembabanan Balok Anak

a. BebanMati (DL)

Trapesium 1

Beban Pelat = t . beton .2 .heq

= 0,12 . 2400 . 2 . 1,721 = 991,296 kg/m2

Beban Tegel = t .tegel. 2 heq

= 0,01 . 2200 . 2. 1,721 = 75,724 kg/m2

Beban Spesi = t . spesi 2 . heq

= 0,03 . 2100 . 2. 1,721 = 216,846 kg/m2

Beban Plafon = plafond .2heq

= 11 x 2 x 1,721 = 37,862 kg/m 2

DL = 1321,728 kg/m2

Trapesium 2

Beban Pelat = t . beton .2 .heq

= 0,12 . 2400 . 2 . 1,829 = 1053,504 kg/m2

Beban Tegel = t .tegel.2 .heq

= 0,01 . 2200 . 2. 1,829 = 80,476 kg/m2

Beban Spesi = t . spesi.2 .heq

= 0,03 . 2100 . 2. 1,829 = 230,454 kg/m2

Beban Plafon = plafon.2heq

= 11 x 2 x 1,294 = 28,468 kg/m 2

DL = 1421,37 kg/m2

106

Segitiga

Beban Air hujan = t . hujan.

= 0,12 . 1000. 1 = 120 kg/m2

Beban Pelat = t . beton .2 .heq

= 0,12 . 2400 . 2 . 1,334 = 768,384 kg/m 2

DL = 888,384 kg/m2

Listplank

P = S x t x h’ x γc

= 4 x 0,08 x 0,8 x 2400 = 614,4 kg

b. Beban Hidup (LL)

Trapesium 1

WU1 = 250 kg/m2 x 2 x 1,721 = 860,519 kg/m’

Trapesium 2

WU2 = 250 kg/m2 x 2 x 1,829 = 914,5 kg/m’

Segitiga

WU3 = 250 kg/m2 x 2 x 1,334 = 667 kg/m’

Listplank

Beban pekerja = 100 kg/m, x 1 = 100 kg

c. Beban Kombinasi (Wu)

Trapesium 1

Wu1 = 1,2 WDL + 1,6 WLL

= 1,2 x 1321,728+ 1,6 x 860,519

= 2962,904 kg/m’

107

Trapesium 2

Wu2 = 1,2 WDL + 1,6 WLL

= 1,2 x 1421,37+ 1,6 x 914,5

= 3168,861 kg/m’

Segitiga

Wu3 = 1,2 WDL + 1,6 WLL

= 1,2 x 888,384+ 1,6 x 667

= 2133,261 kg/m’

Listplank

P = 1,2 WDL + 1,6 WLL

= 1,2 x 614,4 + 1,6 x 100

= 897,28 kg/m’

4.2.3 Perhitungan Statika

Analisa statika struktur menggunakan bantuan program Autodesk Robot Structural

dengan Beban Kombinasi U = 1,2DL + 1,6LL , berikut pembebanan dan hasilnya

(bidang D, M, N):

DUSTRIBUSI GAYA (menggunakan STADPRO)

108

Gambar 4.7 Distribusi Beban kombinasi

Gambar 4.8 Distribusi Bidang D

Gambar 4.10 Distribusi Bidang M ( momen)

109

Gambar 4.10 Distribusi Bidang Normal

4.2.4 Perhitungan Tulangan Balok Anak Jalur A’

Dimensi balok anak = 30/45 cm

b = 30 cm

h = 45 cm

L = 525 cm

P = 2.5 cm

Fc = 25 MPa

Fy = 240 MPa

Fy sengkang = 240 Mpa

Momen lapangan = 3840 kg.m

Momen tumpuan = 7420 kg.m

hf = 120 mm

d’ = h – p – ½ Dt – Ds

= 450 – 25 – ½ .12 – 10

= 409

4.2.4.1 Perhitungan Tulangan Balok T

Tinjauan Balok T

Analisa koefisien tulangan tarik (asumsi penampang persegi)

110

Beff = ¼ . L

= ¼ . 525

= 131,25 cm = 1312,5 mm

Beff = bw + 1,6 hf

= 30 + (1,6.12)

= 49,2 cm = 492 mm

Beff = bk (panjang bersih balok)

= 525 cm = 5250 mm

Maka digunakan Beff yang terkecil = 492 mm

Menentukan Balok T Murni atau T Persegi

Mu = 7420 kg.m = 74200 N.mm = 74200000 N.mm (hasil stadpro)

MR = 9 . (0,85 . fc’) . Beff . hf . (d-hf/2)

= 9 . ( 0,85 x 25 ) . 492 . 120 .( 409-120 / 2 )

= 3940698600 Nmm > 74200000 N.mm

Maka balok berperilaku sebagai balok T murni dengan lebar Beff = 492 mm

Tulangan Lentur Daerah Lapangan

= 0.05375744

p max = 0.75 x ρb

= 0.75 x 0.05375744

= 0.04031808

p min = 1,4/fy

= 1,4/240

111

= 0.005833333

Penulangan Lapangan

Mu = 3840 kg.m = 3840000 kg.mm

Μn=Μuϕ

=38400000,8

=4800000 kg . mm

Rn=Mn

BeFF . d2=4800000

492. 4092=0 , 058

m=fy0,85fc'

=2400 , 85 . 25

=11,294

ρperlu=1

11 ,294 [1−√1−2 .11 ,294 . 0 , 059240 ]

= 0,00024

ρmin=1,4fy

=1,4240

=0 .0058

ρmax=0,75[0,85 . 0,85.25240 (600

600+240 )] = 0,04

Karena ρmin > ρperlu

0,0058 > 0,00024

Maka memakai tulangan ;

As perlu = ρmin . b . d

= 0,0058. 300 . 409

= 715,75 mm2

As paka = 7 x (1/4 . π . 122)

112

7 Ø 12 ( As = 791,681 mm2)

Penulangan Tumpuan

Mu = 7420 kg.m = 7420000 kg.mm

Μn=Μuϕ

= 7420000 0,8

=9275000 kg . mm

Rn=Mn

BeFF d2=9275000

492 .4092=0 , 113

m=fy0,85fc'

=2400 , 85 x25

=11,294

ρmin=1,4fy

=1,42 40

=0,0058

ρmax=0,75[0,85 . 0,85.25240 (600

600+240 )] = 0,040318

ρp erlu=1

11,294 [1−√1−2 .11,294 . 0 ,113240 ]

= 0,00047

Karena ρmin > ρperlu

0,0058 > 0,00047

113

Maka memakai tulangan ;

As perlu = ρmin . b . d

= 0,0058. 300 . 409

= 715,75 mm2

As pakai = 7 x (1/4 . π . 122)

7 Ø 12 ( As = 791,681 mm2)

Tulangan Geser

Besar gaya geser max

Vu = 8490 kg

= 84900 N

f’c = 25 Mpa

fy = 240 Mpa

b = 300 mm

d = 409 mm

Gaya geser nominal

Vn = Vu / ϕ = 84900 / 0,6 = 141500 N

Gaya geser yang dipikul beton:

Vc=1

6√ fc ' .

b. d

Vc=1

6√25 .300 . 409

= 102250 N

ϕ . Vc = 0,6 x 102250 N = 61350 N

0,5 . ϕ . Vc = 0,5 x 61350 = 30675 N

Vu = 84900 > ϕ . Vc = 61350 N

> 0,5 . ϕ . Vc = 30675 N

114

Maka diperlukan tulangan geser.

Vs = Vn - Vc

= 141500 - 102250

= 39250 N

Misal dicoba tulangan diameter 12 mm

A = 2 . 1/4 . π.d2

= 226,195 mm2

Jarak sengkang atau spasi yang diperlukan

Sperlu=Av . fy . d

Vs

Sperlu=226,19 . 240 .40939416,67

= 563,297 mm

Kontrol :

13√ fc ' .bw . d

=

13√25 .300 . 409

= 204500 N

karena :

Ø Vs <

13√ fc ' .bw . d

23650 < 204500

Maka jarak sengkang yang dipakai :

Smax = d / 2

= 409 / 2

= 204,5 mm dipakai 200 mm

Jadi digunakan ϕ 12 -200 mm

115

116