PROSEDUR PERENCANAAN BALOK TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN TARIK (TUNGGAL). – PART1

Introduction

Dalam merencanakan struktur sebuah konstruksi bangunan (semisal : rumah tinggal dengan 2-3 lantai / kategori rumah mewah), kadangkala karena beberapa pertimbangan tertentu dari segi arsitektural, dimensi balok struktur telah ditentukan sedemikian rupa dan tidak boleh untuk diperbesar, padahal mungkin saja balok tersebut mempunyai bentang cukup besar atau mungkin mengalami kondisi seperti gambar dibawah ini

New Picture (18) 

Keadaan seperti ini bisa saja terjadi, karena kalau kita berbicara mengenai 'konstruksi rumah tinggal’, mengharap kolom bisa sentris/lurus dari lantai bawah ke lantai atas jelas tidak mungkin sekali, karena posisi kolom didesain mengikuti pola tata ruang dari rumah tersebut

Seperti kita ketahui bersama bahwasanya balok dengan kondisi tubuh “ramping” sangat riskan terhadap bahaya lentur dan memiliki resiko lendutan yang besar, sehingga dikhawatirkan balok tidak dapat memberikan kemampuan layan yang memadai untuk menahan beban-beban diatasnya.

Sebenarnya ada beberapa cara untuk mengatasi masalah diatas, diantaranya adalah dengan memberikan kolom tambahan pada bentang balok tersebut yang berfungsi sebagai penyangga sekaligus untuk memperkecil bentang balok tersebut sehingga otomatis dapat mengurangi lendutan yang terjadi. Cara berikutnya adalah dengan memperbanyak jumlah tulangan balok yang merupakan konsekuensi dari pembatasan ukuran dimensi balok tersebut. lihat ilustrasi dibawah ini.

Cara I ( dengan menambahkan kolom untuk menyangga balok) 

New Picture (19)

Cara diatas adalah cara yang paling ideal, namun jika cara tersebut tidak memungkinkan untuk diterapkan semisal dikarenakan alasan kebutuhan ruang, maka mau tidak mau kita harus memperbesar dimensi balok dan atau memperbanyak jumlah tulangan

Cara II (memperbesar dimensi balok dan memperbanyak jumlah tulangan)

New Picture (21)

 

Dari dua cara yang telah diungkapkan diatas, secara pribadi saya lebih suka dengan cara yang pertama, karena apa?,

1. Berbicara tentang struktur rumah tinggal (rumah mewah) maka mengharapkan posisi kolom sentris/lurus dari bawah sampai atas sangat tidak mungkin sekali, malah kenyataan yang kita jumpai adalah ada kolom yang bertengger dibalok (lihat gb diatas). hal ini mengakibatkan transfer pembebananya tidak efektif atau dengan kata lain beban yang seharusnya berakhir pada kolom untuk segera diteruskan ke pondasi masih harus puter-puter dulu ke balok – ke kolom – ke balok lagi, sehingga praktis hal ini harus dihindari. Selain itu kolom yang bertengger/menumpu pada balok sangat tidak ideal karena bisa menimbulkan beban titik/ terpusat yang cukup besar serta momen lentur dan puntir yang besar pula, sehingga dengan penambahan kolom dan dengan penempatan posisi yang tepat (dalam kaitannya menyangga balok) diharapkan dapat mengekonomiskan hasil desain struktur dari balok tersebut.

2. Balok dengan tulangan banyak dengan kondisi badan ramping (dimensi balok dibatasi), space ruang tempat masuk material menjadi berkurang/terbatas (sempit), sehingga dikhawatirkan pada waktu pengecoran, material pembentuk beton tidak bisa masuk secara sempurna, sehingga mengakibatkan betonnya kurang padat. Selain itu, proses pengikatan dan perakitan tulangan tentu saja juga jadi merepotkan, belum lagi pembengkokan, pengangangkutan material dan lain sebagainya.

Ulasan yang saya utarakan diatas adalah sebuah introduksi sebelum pembahasan secara teknis mengenai prosedur perencanaan balok terhadap lentur dengan tulangan tunggal, dan tentu saja untuk posting kali ini saya batasi untuk tulangan tarik saja, sedangkan untuk prosedur perencanaan balok dengan penulangan rangkap akan saya bahas pada posting berikutnya. 

Secara garis besar diposting kali ini akan saya jelaskan bagaimana cara mendesain tulangan tarik dari balok jika dimensinya belum diketahui (tidak ditentukan/dibatasi secara arsitektural) dan bagaimana cara mendimensi balok yang dimensinya sudah ditetapkan berdasarkan pertimbangan secara arsitektural.

Baik! mari kita lanjutkan, sekarang perhatikan gambar berikut :

            (1)                              (2)                         (3)

New Picture (23)

indeks T menyatakan tension, sedangkan C menyatakan Compression

Keterangan :

Gb (1)   :   Gambar Balok, yang berwarna biru adalah bagian balok yang mengalami tegangan tekan, sedangkan warna putih dibawahnya adalah bagian serat tarik dari balok.

Gb (2)   :   Gambar diagram tegangan tekan aktual

Gb (3)   :   Gambar diagram tegangan tekan efektif

Penurunan perumusan untuk perencanaan balok dengan tulangan tunggal adalah sebagai berikut

analisa penampang balok

Ok! sekarang kita akan menginjak pada contoh kasus.

Kasus (1)

Dimensi (b, h) pada balok sudah diketahui atau ditentukan

(misal : karena adanya persyaratan arsitektural) maka prosedur perencanaannya adalah sebagai berikut :

1. Hitung besarnya momen ultimate (Mu) akibat beban berfaktor

2. Hitung besarnya momen nominal yang dibutuhkan (Mn)

    ØMn Mu

      Mn = Mu/Ø

3. Hitung m,       m = fy/(0.85 . fc’)

4. Hitung Rn,      Rn = Mn/ (b.d2)

5. Hitung rasio tulangan yang diperlukan (ρ)

Balok 1

Jika ρ> 0,75 ρb maka harus memakai tulangan tekan (karena dimensi sudah ditetapkan / tidak boleh diperbesar). Bila dimensi boleh diperbesar, maka sebaiknya dimensi diperbesar karena akan lebih ekonomis bila dibandingkan memakai tulangan tekan.

6. Hitung luas tulangan yang diperlukan (As)

    As = ρ .b.d

2. Bila diperlukan, kontrol agar dipenuhi syarat :

   ØMn Mu,    Ø = 0.80

Contoh Soal

pembebanan balok

Balok menahan Beban mati gD = 10,6 Kn/m (sudah termasuk berat sendiri) dan beban hidup gL = 22 Kn/m = 2,2 t/m, mutu beton (fc’) = 20 Mpa, mutu baja tulangan (fy) = 400 Mpa. Karena pertimbangan arsitektural, maka dimensi balok telah ditentukan sebesar (25x65)cm2

Pertanyaan : hitung penulangan balok tersebut !

(Catatan : Besi tulangan yang tersedia dilapangan D19,D25, dan D29)

Jawab :

1. Hitung besarnya momen ultimate (Mu) akibat beban berfaktor

    Md = 1/8 (qd) L2 = 1/8 (10.6) (7)2 =  65 KNm

    Ml  = 1/8 (ql) L2  = 1/8 (22) (7)2    =  135 KNm

    Mu = 1.2 (Md) + 1.6 (Ml) = 1.2 (65) + 1.6 (135)

         = 78 + 216 = 294 KNm = 294.106 Nmm

2. Hitung momen nominal yang dibutuhkan (Mn)

    Mn = Mu / Ø = 294.106 / 0.8 = 367,5 . 106 Nmm

3. Hitung m,  dimana m = fy / (0.85 fc’)

    m = 400 / (0.85 x 20)  = 23.53

4. Hitung Rn, dimana Rn = Mn / (b.d2)

    balok

    - tebal selimut beton direncanakan = 30 mm

    - diameter sengkang direncanakan = 12 mm

    - tulangan utama direncanakan      = 25 mm (D25)

decking

a = tebal selimut beton

b = diameter sengkang/begel

c = setengah diameter tulangan utama

d = h – a – b – c

    = 650 – 30 – 12 – 1/2(25)

    = 595.5 mm  diambil =  595 mm

    Rn = 367,5 . 106 / (250 x 5952) = 4.15

5. Hitung rasio penulangan yang diperlukan

rasio penulangan

rasio penulangan 2

    ρ min = 1.4 / fy  =  1.4 / (400) = 0.0035 = 0.35%

   ρ max = 0.75  ρb = 0.75 ( 0.85 fc’ β1 600)/(fy (600 + fy))

                                = 0.75 (0.85x20x0,85x600 )/(400(600+400))

                                = 0.0613  = 1.63 %

     ρ min < ρ < ρ max

     0.0035 < 0.0121 < 0.0163

6. Hitung luas tulangan yang diperlukan

    As = ρ . b. d  =  0.0121 x 250 x 595 = 1800 mm2

    besi tulangan yang ada : D19, D25 dan D29

    Luas penampang D19 = 1/4(3.14)(192) =  283.385 mm2

    Luas penampang D25 = 1/4(3.14)(252) =  490.625 mm2

    Luas penampang D29 = 1/4(3.14)(292) =  660.185 mm2

    Jadi :

    1. Kalau memakai D19 butuh = 7 buah = 7D19 = 7(283.385)

        = 1983.695 mm2 > 1800 mm2 ( memenuhi)

    2. Kalau memakai D25 butuh = 4 buah = 4D25 = 4(490.625)

        = 1962.5 mm2    > 1800 mm2 ( memenuhi)

    3. Kalau memakai D29 butuh = 3 buah = 3D29 = 7(660.185)

        = 1980.55 mm2  > 1800 mm2 ( memenuhi)

    nah… dari beberapa pilihan tersebut terserah anda mau pilih yang mana. tapi kalau saya pribadi lebih suka memilih yang no.3 yaitu besi dengan ukuran 29 berjumlah 3 buah tulangan atau 3D29, karena biar gak ribet dalam pembengkokan dan perakitan tulangan (biar ngirit kawat bendratnya he..he..he), selain itu biar space ruangnya jadi  lebar sehingga lebih mudah pada waktu pengecoran dan pemadatan beton.

Ok, sekarang saya pilih 3D29.

- Cek lebar perlu : 2(30) + 2(12) + 3(29) + 2(29) = 229 < 250…...(OK!)

- Cek d sebenarnya : 650 – 30 – 12 – (29/2) = 593 ≈ 595……(OK!)

Selesai.

Contoh yang saya lampirkan diatas adalah suatu cara atau prosedur perhitungan menghitung tulangan balok jika dimensinya sudah ditentukan sebelumnya, Nah sekarang bagaimana cara perhitungan tulangan dari sebuah balok jika dimensinya belum diketahui atau belum ditentukan ?….

hal ini akan saya sambung di posting saya berikutnya di :

“PROSEDUR PERENCANAAN BALOK TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN TARIK (TUNGGAL). PART 2”

Share:

21 comments:

  1. tahnks atas hitungannya mas, bermanfaat banget

    ReplyDelete
  2. Malem, untuk instalasi di laut, saya punya ide untuk memasang blok2 beton pemecah gelombang pada sebuah frame. Berat beton @ 2 ton berjumlah 6 rows dan 2 lajur, jadi total 12 buah (~ 24 ton). Frame yg saya maksud seperti sebuah tangga (jw:ondho), jadi blok-blok ditempatkan pada square antar anak tangga. Luas tapak 1mx1m, rencana tebal frame 14cm dan lebar antar blok 20cm (10cm kanan dan kiri menahan beban masing2 1/2 blok). Rencana nanti frame berikut ke 12 blok diangkat oleh crane 50 ton. Untuk penulangan sebaiknya seperti apa? Terima kasih. - Adi

    ReplyDelete
  3. melem juga mas adi. maaf baru bisa balas sekarang.
    oh ya mas adi, bisa lebih di spesifikan lagi pertanyaannya, apakah maksud anda detail penulangannya?.
    Apakah bisa dijelaskan lagi gambaran yang lebih spesifik dari ide struktur anda?

    ReplyDelete
  4. Malem Mas Luthfi ,

    Part ke 2 nya kapan ya Lirisnya ni ;,di tunggu ya Mas Lutfhi ,ilmunya sangat berguna sekali ' ..
    terimakasih

    ReplyDelete
  5. mas luthfi aku mau tanya berapa dimensi balok untuk bentang 8m dan tulanganya? dan bgamn menyambung kolom lama yg tulanganya sdh berkarat? trims/ dr mulyono di klaten

    ReplyDelete
  6. @Vietra
    Insya Alloh secepatnya akan saya rilis...
    jadi ditunggu aja ya... :)

    @UPK
    1. Secara umum untuk menentukan dimensi awal dari sebuah balok, bisa diambil pendekatan sebagai berikut :
    tinggi balok (h) antara (1/12 - 1/10)L
    lebar balok (b) antara (2/3 - 1/2) h
    dimana b = lebar balok, h = tinggi balok, dam L = panjang bentang
    jadi apabila bentangnya adalah 8m (800 cm), maka tinggi balok (h) = 1/10 x 800 cm = 80cm, dan lebar balok (b) = 1/2 x 80 cm = 40 cm
    sehingga dimensi baloknya bisa diasumsi 40/80
    nah... dimensi inipun masih belum mutlak, artinya tergantung juga sama pembebanan pada balok tersebut. yang artinya bisa juga diperkecil atau bisa juga diperbesar
    2. Untuk mengetahui berapa banyak tulangan terpasang, maka balok tersebut harus dianalisa struktur terlebih dahulu, dan untuk melakukan analisa struktur harus dihitung dulu beban-beban yang bekerja pada balok tersebut (misal : beban pelat dan dinding), nah baru setelah itu bisa diketahu dengan pasti berapa jumlah besi tulangan yang harus dipasang.
    Nb : pertimbangkan juga dimensi kolom struktur yang akan menyangga balok tersebut, karena berpengaruh juga terhadap ekonomis dan tidaknya balok tersebut.
    3. untuk pertanyaan Bapak yang terakhir mengenai bagaimana cara menyambung tulangan dengan tulangan kolom yang sudah berkarat,..
    karena saya sendiri juga tidak tahu bagaimanakah kondisi kolom tersebut, jadi menurut saya tergantung teknisnya dilapangan, yang tentunya akan mempertimbangkan banyak aspek, layak dan tidaknya besi kolom tersebut untuk disambung kembali.

    ReplyDelete
  7. mas lutfi bisa minta contoh perhitungan struktur rumah dr struktur plg atas sampai pondasi baik untuk ukuran struktur mau penulangannya trims..

    ReplyDelete
  8. Anonim: Ada Pak/Bu...
    Saya punya beberarpa contoh perencanaan struktur rumah tinggal, baik yang pernah saya kerjakan dulu waktu dibangku kuliah, maupun dari pengerjaan di kantor saya. Tapi kalau mau di posting di blog kayaknya tidak mungkin sekali karena begitu banyak..(Uploadnya lama).
    kalau Bapak/Ibu berkenanan silahkan di Fotocopy saja

    ReplyDelete
    Replies
    1. D copy gimn maksud ny pak luthfi?
      Sy juga mau cnth perhitungan ny.
      Sy lokasi di dumai, riau

      Delete
  9. pagi mas...sy dah banyak baca artikelx n sangat bermanfaat bgt u sy bgikan dgn siswa sy ..., makasih banyak u semua sajianx yg praktis!!

    ReplyDelete
  10. [1] apakah sudah pernah posting tentang analisa struktur orde kedua dgn standar SNI Gempa 2010?
    [2] nilai staad mana yg dipakai untuk kontrol lendutan? apakah:
    -.node displacement,
    -.beam displacement, atau
    -.beam relative displacement?

    ReplyDelete
  11. Rumus dan contoh hitungannya sangat membantu sekali
    lebih praktis dan ringkas dari pada yg dulu pernah saya dapat.
    tolong sekalian untuk tulangan rangkap nya bagaimana Pak?

    ReplyDelete
  12. This comment has been removed by the author.

    ReplyDelete
  13. Assalamualaikum wr.wb, Mas Lufti saya mau bertanya mungkinkah balok bentang panjang 14 meter dan 13,5 untuk bangunan mushola tidak memakai kolom. balok ini berada ditengah2 bangunan dimana diatasnya nanti dicor dak dan ada lingkaran untuk kubah berdiameter 4 meter ? kalau bisa berapa kira2 idealnya dimensi balok tersebut serta pembesiannya, dan berapa dimensi kolomnya.
    Terimakasih sebelumnya,,,dri Agus di Palembang.

    ReplyDelete
  14. Mas Lutfi
    Saya mau bangun masjid ukuran 15x15 tanpa kolom tengah, rencana mau buat rafter dan jurai dari beton bertulang dean ukuran 60x25 kira kira aman tidak mas dengan asumsi atap memakai genten karang pilang dan kubah dengan berat kerang lebih 4 ton ( kubah allumunium)

    ReplyDelete
  15. mas mau tanya untuk menentukan berapa besar misal kolom,sloof yang akan kita pakai gmn cara hitungnya mas.mks

    ReplyDelete
  16. mas luffy kalo cara mengecek tulangan menggunakan momen itu bagaimana ya. dimensi dan tulangan ny sudah ada. mohon bantuan ny.

    ReplyDelete
  17. fandri fanggidae :
    kalau dimensi balok dan tulangannya sudah ketemu atau sudah ada maka momen kapasitas penampangnya sudah bisa dihitung, coba baca tutorial saya di :"Perencanaan Balok Part 2" do blog ini, prosedurnya secara step by step sudah ada di materi tersebut

    ReplyDelete
  18. Ok..artikelnya mbantu banget wat kontraktor pemula or yg pengalaman bro..
    Sekalian promo dagangan ya pren semua..hehehe
    Tp khusus jawa timur aja ya??
    Jual paving k300 aja..harga /m=45 ribu aja. Boleh pesan sebanyak banyaknya..ane layanin.pembuatan pakai mesin press modern.anti pecah.kuat banget nahan beban.anti lumut,gak licin.full abu batu..
    Hub: mbak dian ,lewat wa aja biar bisa kirim gambar/foto.
    0896-5550-3937
    Oke.lanjut artikel berbobot ya bos..thanks

    ReplyDelete
  19. Permisi,

    Bisa tanya mengenai materi dasar tidak. Jika saya punya kasus, saya ingin merancang frame sebagai tumpuan dari deck L=12m, B=9m, H=0.8m dengan beban maks ny 6 Tons. Bagaimana cara menentukan type dan ukuran dimensi profil yang aman digunakan pada tiap2 frame?

    Mhon dibantu penjelasannya senior2 dan jika punya referensi untuk perhitungan merancang ukuran profil mngkin bs dibntu dishare kn ke alamt email saya (ariefkrestianto@gmail.com).

    Tkz

    ReplyDelete
  20. Maaf gan Fc' itu kan 20 ya. dapet angka sekian dri mna ya gan. Mohon penjelasanya gan thanks..

    ReplyDelete

Merupakan sebuah kehormatan dan kebahagiaan bagi kami, jika anda berkenan untuk meluangkan waktu sejenak untuk memberikan kritik dan saran bagi blog kecil ini, melalui kotak komentar dibawah ini.

Cari Artikel

Follow by Email

Popular Posts

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Sobat Kampuz