BAB V DESAIN TULANGAN STRUKTUR

Transcript

1 BAB V DESAIN TULANGAN STRUKTUR 5.1 Output Penulangan Kolom Dari Program Etabs ( gedung A ) Setelah syarat syarat dalam pemodelan struktur sudah memenuhi syarat yang di tentukan dalam peraturan SNI, maka langkah selanjutnya menampilkan hasil penulangan, dibawah ini adalah salah satu contah hasil penulangan yang di hasilkan dari program etabs. Gambar 5.1 Penulangan kolom As-2 ( gedung A ) V - 1

2 5.1.1 Type kolom lantai 1 sampai lantai 11 ( Gedung A ) Gambar 5.2 Denah kolom lantai 1 lantai 11 ( gedung A ) V - 2

3 5.1.2 Penulangan Kolom Output dari Program Etabs (Gedung A) Tulangan pokok yang digunakan adalah diameter (D) 28 Tulangan geser yang digunakan adalah diameter (φ)12 Lantai 1 ~ lantai 5 TYPE KOLOM HASIL DARI ETABS TUL. YG DIGUNAKAN K.1 Jumlah tulangan D 28 Sengkang atas/bawah φ X 800 sengkang tengah φ TYPE KOLOM HASIL DARI ETABS TUL. YG DIGUNAKAN K.2 Jumlah tulangan D 28 Sengkang atas/bawah φ X 800 sengkang tengah φ Lantai 6 ~ lantai 8 TYPE KOLOM HASIL DARI ETABS TUL. YG DIGUNAKAN K.1 Jumlah tulangan D 28 Sengkang atas/bawah φ X 700 sengkang tengah φ TYPE KOLOM HASIL DARI ETABS TUL. YG DIGUNAKAN K.2 Jumlah tulangan D 28 Sengkang atas/bawah φ X 700 sengkang tengah φ V - 3

4 Lantai 9 ~ lantai 11 TYPE KOLOM HASIL DARI ETABS TUL. YG DIGUNAKAN K.1 Jumlah tulangan D 28 Sengkang atas/bawah φ X 600 sengkang tengah φ TYPE KOLOM HASIL DARI ETABS TUL. YG DIGUNAKAN K.2 Jumlah tulangan D 28 Sengkang atas/bawah φ X 600 sengkang tengah φ Cek Kolom Dengan hitungan Manual ( gedung A ) 1. data data kolom K1 ( lantai 1 ) a. Penampang beton Lebar ( b ) Tinggi ( h ) 70 cm 90 cm b. Momen terfaktor P ud M ud kg kg-cm c. Penulangan φ 28 Nst φs Selimut beton Fc Fy 10 buah 12 mm 7mm 300 kg/cm kg/cm2 Faktor reduksi 0.7 Es kg/cm2 V - 4

5 2. Perhitungan Gaya gaya nominal yang harus dipikul penampang P nd M nd P ud / faktor reduksi / ,86 kg M ud / faktor reduksi / kg-cm Luas tulangan total Ast ((3.14*28^2)/4)*10 61,58 cm 0.98 Ab Kondisi penampang mengalami tekan murni Po 0,85. Fc.( b. h Ast ) + Ast. Fy 0, ( ,58 ) + 61, kg 1. Gaya aksial maksimum yang boleh dipikul oleh penampang persegi Pmax 0,8. Po 0,8 x kg ( penampang kolom memenuhi ) Tinggi efektif penampang d h-selimut beton-fs/10-0,5*f/10 80,4 cm s selimut beton+fs/10-0,5*f/10 9,8 cm Luas tulangan tekan dan tulangan tarik As 0,5.Ast 30,79cm As Ast/2 30,79 cm Tinggi garis netral pada kondisi berimbang Xb 0,003*d/(fy/ ,003) V - 5

6 49,18cm β1 0,85 untuk fc 30mpa/300 kg/cm2 ab Xb. β1 41,80 cm Regangan dan tegangan baja tulangan tekan εs (Xb-s)/Xb*0,003 0,00241 εy fy/es 0,00190 Fs 4000 kg/cm2 Gaya gaya nominal pada kondisi berimbang Cc 0,85. Fc.ab. b kg Cs fs. As kg Ts fy. As kg Pnb Cc + Cs - Ts Mnb Cc ( h/2-ab/2)+ Cs ( h/2-s ) + Ts ( h/2 s ) kg-cm Pn < Pnb : zona kontrol tarik Coba coba X 20.00cm < Xb 49,18 cm A x. β1 17,00 cm 2. Regangan dan tegangan baja tulangan εs (x-s)/x*0,003 0,00156 εy fy/es V - 6

7 0,00190 Fs 3276 kg/cm2 εs (d-x)/x*0,003 0,00906 Fs 4000 kg/cm2 3. Gaya gaya nominal penampang Cc 0,85. Fc.b. a kg Cs fs. As kg Ts fy. As kg 4. Regangan dan tegangan baja tulangan P nk Cc + Cs - Ts kg >P nd ,86 kg...ok. M nk Cc ( h/2-ab/2)+ Cs ( h/2-s ) + Ts ( h/2 s ) kg-cm > M nd kg-cm...ok P uk P nk x 0,7/1000 > P nd x 0,7/ ,8 ton > P nd 184,60 ton M uk M nk x 0,7/ > M nd x 0,7/ ton-m > M nd 77,97 ton -m 7. Diagram interaksi V - 7

8 5.2 Output Penulangan Balok Dari Program Etabs ( gedung A ) Setelah syarat syarat dalam pemodelan struktur sudah memenuhi syarat yang di tentukan dalam peraturan SNI, maka langkah selanjutnya menampilkan hasil penulangan, dibawah ini adalah salah satu contah hasil penulangan balok yang di hasilkan dari program etabs. Gambar 5.3 Penulangan balok lt.2 V - 8

9 5.2.1 Penamaan Type Pembalokan ( gedung A ) Gambar 5.4 denah Type balok V - 9

10 5.2.2 Penulangan Balok Output Dari Program Etabs( Gedung A ) TYPE BALOK G1 TUMPUAN HASIL DARI ETABS TUL. YG DI GUNAKAN Tul. Atas D 16 Tul. Bawah D 16 Torsi φ 12 Sengkang extra LAPANGAN HASIL DARI ETABS TUL. YG DI GUNAKAN Tul. Atas D 16 Tul. Bawah D 16 Torsi φ 12 Sengkang X 600 extra TYPE BALOK G2 TUMPUAN HASIL DARI ETABS TUL. YG DI GUNAKAN Tul. Atas D 16 Tul. Bawah D 16 Torsi - - Sengkang extra - - LAPANGAN HASIL DARI ETABS TUL. YG DI GUNAKAN Tul. Atas D 16 Tul. Bawah D 16 Torsi - - Sengkang X 400 extra - - V - 10

11 TYPE BALOK B1 TUMPUAN HASIL DARI ETABS TUL. YG DI GUNAKAN Tul. Atas D 16 Tul. Bawah D 16 Torsi - - Sengkang extra - - LAPANGAN HASIL DARI ETABS TUL. YG DI GUNAKAN Tul. Atas D 16 Tul. Bawah D 16 Torsi - - Sengkang X 350 extra Perancangan Dan Penulangan Balok Terhadap Beban Lentur Untuk mendapatkan hasil yang optimal dalam perancangan penulangan pembalokan, penulis juga membuat perbandingan antara yang dihasilkan dengan program etabs dengan pengecekan dengan hitungan manual. Di bawah ini salah satu contoh balok G1-lantai 2 dengan dimensi 300/ Tumpuan kiri a. penulangan tumpuan kiri negatif M - ki knm d / mm Mu b. d ,30.0, kn/m 2 Dari tabel beton bertulang CUR 4 untuk fy 400 MPa, fc 30 MPa), didapat V - 11

12 ρ 0,0064 Menurut SNI pasal , ρ min harus memenuhi 2 syarat : Syarat 1 ρ min fc' 4. fy 30 0, , 4 Syarat 2 ρ min fy 1, ,0035 Ρ maks Harus memenuhi syarat : Syarat 1 ρ maks 0,025 0,85xfc' xβ1 600 Syarat 2 ρ mak 0,75. x fy fy ρ mak 0, ρ maks 0, maka digunakan ρ 0,0064 (ρ maks > ρ > ρ min ) A s ρ. b. d 0,0064 x 300 x mm 2 digunakan tulangan 6D16 (1206 mm 2 ) b. penulangan tumpuan kiri positif As ½. As ½ mm 2 digunakan tulangan 3D16 (603 mm 2 ) 2. Tumpuan kanan a. penulangan tumpuan kanan negatif M - ka 214,133 knm d / mm Mu b. d ,30.0, kn/m 2 V - 12

13 Dari tabel beton bertulang CUR 4 untuk fy 400 MPa, fc 30 MPa), didapat ρ 0,0064 Menurut SNI pasal , ρ min harus memenuhi 2 syarat : Syarat 1 ρ min fc' 4. fy 30 0, , 4 Syarat 2 ρ min fy 1, ,0035 Ρ maks Harus memenuhi syarat : Syarat 1 ρ maks 0,025 0,85xfc' xβ1 600 Syarat 2 ρ mak 0,75. x fy fy ρ mak 0, ρ maks 0, maka digunakan ρ 0,0064 (ρ maks > ρ > ρ min ) A s ρ. b. d 0,0064 x 300 x mm 2 digunakan tulangan 6D16 (1206 mm 2 ) c. penulangan tumpuan kiri positif As ½. As ½ mm 2 digunakan tulangan 3D16 (603 mm 2 ) V - 13

14 3. Penulangan lapangan M rencana lapangan 142,360 knm d / mm Mu b. d ,35.0, kn/m 2 Dari tabel beton bertulang CUR 4 untuk fy 400 MPa, fc 30 MPa), didapat ρ 0,0036 Menurut SNI pasal , ρ min harus memenuhi 2 syarat: Syarat 1 ρ min fc' 4. fy 30 0, , 4 Syarat 2 ρ min fy 1, ,0035 Ρ maks Harus memenuhi syarat : Syarat 1 ρ maks 0,025 0,85xfc' xβ1 600 Syarat 2 ρ mak 0,75. x fy fy ρ mak 0, ρ maks 0, digunakan ρ 0,0036 (ρ maks > ρ > ρ min ) A s ρ. b. d 0,0036 x 300 x mm 2 digunakan tulangan 3D16 (603 mm 2 ) A s ½.A s ½ mm 2 digunakan tulangan 2D16 (402 mm 2 ) V - 14

15 5.2.4 Perhitungan Momen Nominal Balok Sebagai contoh perhitungan momen nominal aktual balok adalah balok G1 lantai 2 dengan dimensi 300/ Momen nominal aktual negatif A s 6D mm 2 A s 3D16 603mm 2 d mm d mm diasumsikan tulangan desak belum luluh, Cc + Cs Ts 0,85. f ' c. a. b + As'. fs' As. fy 58.0,85 0, a , a a a a a c β , c d' fs '.0, c , < fy(400mpa) M nak a 0,85. fc'. a. b. d + As'. fs'. d 2 ( d ') M nak 0, , V - 15

16 ( ) M nak knm 2. Momen nominal aktual positif A s 6D mm 2 A s 3D16 603mm 2 d mm d mm diasumsikan tulangan desak belum luluh, Cc + Cs Ts 0,85. f ' c. a. b + As'. fs' As. fy 58.0,85 0, a , a a a a a c β ,85 c d' fs '.0, c , < fy(400mpa) M nak a 0,85. fc'. a. b. d + As'. fs'. d 2 ( d ') M nak 0, ( ) ,839. V - 16

17 M nak knm Perancangan Dan Penulangan Balok Terhadap Geser Selain perancangan balok terhadap lentur, balok juga harus diperhitungkan terhadap gaya geser akibat lentur. Dalam perhitungan diambil contoh balok G1 lantai 2 Spasi maksimum sepanjang daerah sendi plastis balok tidak boleh lebih besar dari SNI pasal 23.(10(4)) hal 231 : a. d mm 4 4 b. 8. d tulangan longitudinal mm c. 24. d tulangan sengkang mm d. 300 mm Pada daerah di luar sendi plastis, spasi maksimum tulangan tidak boleh melebihi nilai dibawah ini. a. d/ / mm b. 600 mm Pada sendi plastis M nak M nak kNm knm Vu,ki 145,577 kn Vu,ka 149,057 Kn V - 17

18 Gaya gempa arah kiri g 1,2.D 1.0L q g 1,2.D + 1.0L M + n, ki M n, ka n, ka l n V e M + n, kiri + M l n n, kanan V e M + n, kiri + M l n n, kanan +0,5.q g. l n Gambar 5.5 Gaya geser akibat kombinasi beban gravitasi dan gempa dari kiri V e V e 64, ,723, ki 29,832kN 7,2 64, ,723, ka + 173, ,884 kn 7,2 Gaya gempa arah kanan q g 1,2.D + 1.0L M n, ki M + n, ka l n + M n, kiri + M n, kanan V e + 0,5qg. l l n n V e M n, kiri + M l n + n, kanan Gambar 5.6 Gaya geser akibat kombinasi beban gravitasi dan gempa dari kanan V e 150, ,070, ki + 173, ,884 kn 7,2 V - 18

19 V u , ka 29,832 kn 7,2 Dipakai Vu 202,884 kn Gaya geser nominal (Vn) : Vu Vn φ 202,88 270,51kN 0,75 Sesuai SNI pasal 23.3(4(2)) hal 210 tulangan transversal sepanjang daerah yang ditentukan pada 23.3(3(1)) harus dirancang untuk memikul geser dengan menganggap Vc 0 V n V c + V s Sehingga nilai kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan dapat dicari dengan meninjau rumus diatas. V s V n - V c 270, ,51 kn 2 dipakai tulangan geser 2 kaki Ф 10 A s π mm 2 4 dengan memakai tulangan geser 2 kaki Ф 10mm diperoleh spasi sebesar : s A. f. d v V s ys mm D P D Gambar 5.7 Detail penulangan geser di sendi plastis V - 19

20 di luar sendi plastis Syarat Aman : Vu φ Vn Vu φ ( Vc+Vs) Vu Vs. - Vc φ Dipakai Vu 148,878 kn Gaya geser nominal (Vn) Vu Vn φ 148, ,504 kn 0,75 1 Vc f ' c. bw. d N 148,432 kn Vn > Vc sehingga dibutuhkan tulangan geser Menurut SNI pasal 13.1(1) hal 87, kuat geser nominal V n adalah kuat geser nominal yang dihitung dari : V n V c + V s sehingga nilai kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan dapat dicari dengan meninjau rumus diatas V s V n - V c ,432 50,072 kn Kontrol kuat geser V s tidak boleh lebih dari V s maksimum SNI pasal 13.5(6(9)) hal 95 : 2 '. 3 f c. bw. d ,731 kn > 50,072 kn SNI pasal 13.5(4(3)) hal 93 : 1 '. 3 f c. bw. d ,865 kn > 50,072 kn V - 20

21 dengan memakai tulangan geser 2 kaki Ф 10 mm diperoleh spasi sebesar : s A. f. d v V s ys , mm spasi maksimum sepanjang balok tidak boleh lebih besar dari SNI pasal 23.3(3(4)) hal 209 : S d max mm Sesuai pasal 23.3(3(1)), tulangan geser 2P dipakai di luar sendi plastis (di luar 2h 1100 mm) dari muka tumpuan balok. 2D P D Gambar 5.8 Detail penulangan geser di luar sendi plastis V - 21

22 5.3 Penulangan Pelat Lantai 1. Pelat lantai a. Beban mati a. pelat lantai (12 cm) 0.12*24 2,88 kn/m 2 b. langit-langit dan penggantung 18 0,18 kn/m 2 c. mekanikal dan elektrikal 15 0,15 kn/m 2 d. spesi (4 cm) 0.04*21 0,84 kn/m 2 e. tegel keramik 24 0,24 kn/m 2 + qdl 4,29 kn/m 2 b. Beban hidup (qll) 250 2,5 kn/m 2 c. Beban ultimate ( wu/qu) Wu (1,2 x DL) + (1,6 x LL ) (1,2 x 4,29) + (1,6 x 2,5 ) 5, kn/m 2 2. Analisis struktur Penulangan di asumsikan dua arah Ly Lx 4.8 m 3.6 m Ly/ Lx 4.8/ Interpolasi antara 1.2 dengan 1.4 Dari tabel CUR 4 diperoleh V - 22

23 Mlx * Wu * Lx^2 * X dimana X didapat dari tabel 1.2 diperoleh X diperoleh X 42 Interpolasi untuk ( / ) x (0.5 x 8) X 38 Mlx * 9.15 * 3.6^2 * kn/m Mly * Wu * Lx^2 * X dimana X didapat dari tabel 1.2 diperoleh X diperoleh X 18 Interpolasi untuk ( / ) x x (-4) X 20 Mly * 9.15 * 3.6^2 * kn/m Mtx * Wu * Lx^2 * X dimana X didapat dari tabel 1.2 diperoleh X diperoleh X 72 Interpolasi untuk ( / ) x x 9 V - 23

24 X 67.5 Mtx * 9.15* 3.6^2 * kn/m Mty * Wu * Lx^2 * X dimana X didapat dari tabel 1.2 diperoleh X diperoleh X 55 Interpolasi untuk ( / ) x x 1 X 54.5 Mty * 9.15 * 3.6^2 * kn/m tabel Perhitungan tulangan Tebal pelat lantai Tebal selimut ( cover ) 120 mm 25 mm Diameter tulangan arah (x) Dx 10 mm V - 24

25 Diameter tulangan arah (y) Dy 10 mm Tinggi efektif arah x (Dx) Dx tebal pelat cover 1/2 Dx (½*10) 90 mm 0.90m Tinggi efektif arah x (Dy) Dy tebal pelat cover Dx - 1/2 Dx (½*10) 80 mm 0.80m Momen lapangan arah x Mlx 4.51 kn/m Mu/bd^2 Mlx/(1*(Dx)^2) 4.51 /(1*(0.120)^2) 313 kn/m 2 Dari tabel CUR (fc 30Mpa dan fy 240 Mpa ) φ 1 diperoleh ρ. Interpolasi antara 300 dengan 400 Dari tabel CUR 4 diperoleh 300 diperoleh ρ V - 25

26 400 diperoleh ρ Interpolasi untuk ( / ) x x Jadi ρ , ρmin , ρmaks dari tabel ρ < ρmin yang di pakai adalah ρ AS lx ρ * 1 * Dx * 10^ * 1 * * * 216 mm Momen lapangan arah y Mly 2.37 kn/m Mu/bd^2 Mly/(1*(Dy)^2) 2.37 /(1*(0.110)^2) 196 kn/m 2 Dari tabel CUR (fc 30Mpa dan fy 240 Mpa ) φ 1 diperoleh ρ. Interpolasi antara 100 dengan 200 Dari tabel CUR 4 diperoleh 100 diperoleh ρ diperoleh ρ Interpolasi untuk ( / ) x x V - 26

27 Jadi ρ , ρmin , ρmaks dari tabel ρ < ρmin yang di pakai adalah ρmin AS ly ρmin * 1 * Dy * 10^ * 1 * * mm Momen tumpuan arah x Mtx 8.00 kn/m Mu/bd^2 Mtx/(1*(Dx)^2) 8.00 /(1*(0.120)^2) 556 kn/m 2 Dari tabel CUR (fc 30Mpa dan fy 240 Mpa ) φ 1 diperoleh ρ Jadi ρ , ρmin , ρmaks dari tabel ρ > ρmin yang di pakai adalah ρ AS lx ρ * 1 * Dx * 10^ * 1 * * mm Momen tumpuan arah y Mty 6.46 kn/m Mu/bd^2 Mty/(1*(Dy)^2) 6.46 /(1*(0.110)^2) 534 kn/m 2 V - 27

28 Dari tabel CUR (fc 30Mpa dan fy 240 Mpa ) φ 1 diperoleh ρ. Interpolasi antara 500 dengan 600 Dari tabel CUR 4 diperoleh 500 diperoleh ρ diperoleh ρ Interpolasi untuk ( / ) x x Jadi ρ , ρmin , ρmaks dari tabel ρ > ρmin yang di pakai adalah ρ AS ly ρ * 1 * Dy * 10^ * 1 * * mm 2 Tabel 5.2 Penulangan pelat momen Lapangan x (mlx) Lapangan y (mly) Tumpuan x (mtx) Tumpuan y (mty) Tulangan yang di Tulangan terpasang (mm) butuhkan (mm) atas bawah atas bawah V - 28