![Desain Balok SRPMK Fix [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/desain-balok-srpmk-fix.jpg)
22 0 455 KB
Desain Balok SRPMK
DESAIN BALOK LENTUR SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS (SRPMK)
A. GENERAL INFORMATION Project
: OTHER
Engineer
: Puji Kurniawan,ST
balok
: B 30/60
Units
: Metric
Code
: SNI 2847-2013 / ACI 318-14 MATERIAL PROPERTIES Concrete
Mutu beton balok & pelat lantai,
K-
361
Regangan maksimum,
fc' = Ec. = ec =
30.0
MPa
25727.1
MPa
0.003
MPa
400
MPa
400
MPa
400
MPa
240
MPa
0.002
MPa
Steel
fyp = fys = fyt = fypl = es =
Mutu baja tulangan pokok balok, Mutu baja tulangan sengkang balok, Mutu baja tulangan longitudinal torsi, Mutu baja tulangan pelat lantai, Regangan maksimum,
SECTION PROPERTIES Lebar, tinggi, Diameter tulangan longitudinal, Diameter tulangan sengkang, Diameter tulangan torsi, Tebal bersih selimut beton, Panjang efektif balok, Lebar penampang kolom, Tebal pelat lantai Gross section area, Momen inersia,
b= h= D= Ds = Dt = sb = Ln = bc = hpl = hf = A= Ix = 1/12 * b * h3 =
B 300
mm
600
mm
19 13
mm mm
16
mm
40 6200
mm mm
500
mm
150
mm
180000 1.E+09
mm mm4
6200
mm
41.4
kN/m
2
B. DESAIN LOAD Panjang efektif balok,
Ln = Wu = ( Vg / Ln ) * 2 =
Gaya geser akibat beban gravitasi, (1,2DL + 1LL)
@Ksc.2017
Page 1 of 15
Desain Balok SRPMK
No.
1
Tumpuan MuMu+
Lapangan MuMu+
Pu
Vg
(kN)
(kN)
(kNm)
(kNm)
(kNm)
40.0
128.3
349
152
33.4
Tu
Vu
(kNm)
(kNm)
(kN)
138.0
10.0
175.0
C. DESAIN BALOK SRPMK 3.1. Persyaratan Dimensi Balok 300
mm
Tinggi penampang balok,
b= h=
600
mm
Panjang efektif balok,
Ln =
6200
mm
Lebar penampang balok,
Pu.Max = 40.00 kN 2 Ag = b * h = 180000.00 mm fc' = 29.96 MPa Ag * fc' / 10 = 539.33 kN
Gaya aksial ultimit balok, Luas tampang balok, Kuat tekan beton, - Gaya aksial tekan terfaktor tidak melebihi,
AMAN.! - Lebar penampang balok tidak kurang dari 250 mm, - Lebar penampang balok tidak kurang dari lebar kolom,
b=
300.00
mm
bc =
AMAN.! 500.00
mm
AMAN.! - Rasio dimensi penampang tidak kurang dari 0,3,
b/h=
0.50 AMAN.!
- Bentang Bersih harus > dari 4 kali tinggi efektifnya,
=
1974.00
mm
AMAN.!
D. PERHITUNGAN TULANGAN Untuk : fc' ≤ 30 MPa, Untuk : fc' > 30 MPa, Faktor bentuk distribusi tegangan beton,
b1 = b1 = 0.85 - 0.05 * ( fc' - 30) / 7 = b1 =
0.85 0.85
Rasio tulangan pada kondisi balance ,
rb = b1* 0.85 * fc’/ fy * 600 / ( 600 + fy ) =
0.0325
Faktor tahanan momen maksimum,
Rmax = 0.75 * rb * fy * [1 – ½ * 0.75 * rb * fy / ( 0.85 * fc’ ) ] = Faktor reduksi kekuatan lentur, f = Jarak tulangan terhadap sisi luar beton, ds = sb + Ds + D/2 = Jumlah tulangan dlm satu baris, ns = ( b - 2 * ds) / ( 25 + D/1,5 ) = Digunakan jumlah tulangan dalam satu baris, ns =
@Ksc.2017
7.8786 0.90 62.50
mm
4.65 4
bh
Page 2 of 15
Desain Balok SRPMK
Jarak horisontal pusat ke pusat antara tulangan,
x = [( b - 2 * ds ) - ( ns * D ) + D ] / ( ns - 1 ) = Jarak horisontal pusat ke pusat antara tulangan, Jarak vertikal pusat ke pusat antara tulangan,
s = ( b - 2 * ds ) / ns -1 = y = D + 25 =
39.33
mm
AMAN.! 58.33
mm
44.00
mm
175.0
kN
10.0
kNm
300
mm
600 29.96
mm MPa
400.00
MPa
400.00
MPa
400.00
MPa
4.1. PENULANGAN PUNTIR BALOK Pcp
Ph
Acp
Ach
h
h
b
Vu = Tu = b= h= fc' = fyl = fys = fyv = fyt =
b
Lebar penampang balok, Tinggi penampang balok, Kuat tekan beton, Mutu baja tulangan pokok balok, Mutu baja tulangan pokok balok, Mutu baja tulangan longitudinal torsi, Diameter tulangan longitudinal, Diameter tulangan sengkang,
D= Ds =
19 13
mm mm
Tebal bersih selimut beton,
sb =
40
mm
493.50 450
mm mm
135000 315000
mm mm2
2400
mm
4200 109632
mm mm2
1454
mm
1.380
MPa
135.1
kN
3.421
MPa
d = h - d' = Lf = MIN(( 2 * hb ) /2, ( 8 * hf ) / 2 = Posisi balok, & Luas, Balok T Interior Acf = Lf * hf * (1 atau 2) = Acp = ( b * h ) + Acf = Pcf = [ 2 * ( Lf + hf )] * ( 1 atau 2 ) = Pcp = [ 2 * ( b + h )] + Pcf = Aoh = [ b -2 * sb - 0,5 * Ds ] * [ h - 2 * sb - 0,5 * Ds ] = Ph = 2 * [( b - 2 * sb - 0,5 * Ds ) + ( h - 2 * sb - 0,5 * Ds )] = Tinggi efektif balok, Lebar sayap pelat lantai 1 sisi,
Periksa kecukupan dimensi penampang, "Ruas Kiri ≤ Ruas Kanan"
Syarat :
Ruas.L = √ (( Vu / ( b * d ))2 + (( Tu * Ph ) / ( 1,7 * Aoh2 ))2) = Vc = 1/6 * fc' * b * d = Ruas.R = f * (( Vc / ( b * d )) + (( 2 * fc' )) / 3 )) = Ruas.L < Ruas.R 1.380
Tu 2
Syarat :
32.3
>
kNm
32.3
kNm
10.0
Tu = 10.0 kNm f= 0.75 Tn = Tu / f = 13.3 kNm Tn = (( 2 * A0 * At * fyv ) / s ) * cot q 2 A0 = 0,85 * Aoh = 93187 mm mm2/mm At / s = Tn / (( 2 * A0 * fyv * cot q = 0.179
Maka, torsi yang diperhitungkan, disertai reduksi momen, Momen Puntir Nominal Tulangan Puntir untuk Geser
Tulangan Puntir untuk Lentur
Al = ( At / s ) * Ph * ( fyv / fyt ) * cot2 q = 260.0 Al-min = (( 5 * √( fc' ) * Acp ) / 12 * fyt ) - ( At / s ) * Ph * ( fyv / fyt ) = 1536.1 Al.pakai = 768.0 Al.a = ( Al / 4 ) = 192.0 2 nt = ( Al / 2 ) / ( p / 4 * D ) = 2.0 2 D 16 Al.b = ( Al / 4 ) = 192.0 2 Luas tulangan terpakai, Al.Tot = Sn * p / 4 * D = 786
mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2
AMAN (OK)
4.2. TULANGAN TARIK TUMPUAN ( As ) " Momen Negatif M- " es ds x x x ds ds y
Tul. momen negatif As
Tul. sengkang diameter = Ds
d' Mu-
h
h
d-a/2
a
Cc
ds b
Lebar penampang balok, Tinggi penampang balok, Kuat tekan beton, Mutu baja tulangan pokok balok, Diameter tulangan longitudinal, Diameter tulangan sengkang,
@Ksc.2017
d
c
Tul. momen positif As'
Momen ultimate,
Ts
0.003
b= h= fc' = fy = D= Ds = Mu- =
0.85f c' 300
mm
600 29.96
mm MPa
400.00
MPa
19 13
mm mm
349.00
kNm
Page 4 of 15
Desain Balok SRPMK
Mn = Mu- / f = 387.78 Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 106.5 Tinggi efektif balok, d = h - d' = 493.50 6 Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 10 / ( b * d2 ) = 5.3075 Rn < Rmax (OK) Momen positif nominal rencana,
kNm mm mm
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.01505 Rasio tulangan minimum, rmin = fc' / ( 4 * fy ) = 0.00342 Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0.00350 r= 0.01505 Rasio tulangan yang digunakan, mm2 Luas tulangan yang diperlukan, As = ( r* b * d ) + Al.a = 2420 Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 8.534 Digunakan tulangan, 9 D 19 2 mm2 Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D = 2552 Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 2.25 nb < 3 (OK) Baris ke
Jumlah
Jarak
Jml.Jarak Jarak tul.
ni
yi
ni * yi
(mm)
(mm)
1
4
62.50
250.00
39.33
0.00
2
4
106.50
426.00
39.33
84.50
4
3
1
150.50
150.50
22650
106.50
5
n=
9 Letak titik berat tulangan, 106.50
>
dt = h - ( sb + Ds + D/2) = a / dt = atcl / dt = a / dt 0.249
537.50
mm
0.249 0.319
Under Reinforced (OK)
Page 5 of 15
Desain Balok SRPMK
4.3. TULANGAN TEKAN TUMPUAN ( As' ) " Momen Positif M+ " ds x
x
0.003
x ds ds y
Tul. momen negatif As'
Tul. sengkang diameter = Ds
c d
h
0.85f c' Cc
a
d-a/2
h
Mu+ Tul. momen positif As
ds b
d'
Ts
es
b= 300 Tinggi penampang balok, h= 600 Kuat tekan beton, fc' = 29.96 Mutu baja tulangan pokok balok, fy = 400.00 Diameter tulangan longitudinal, D= 19 Diameter tulangan sengkang, Ds = 13 + + Momen ultimate, Mu = Max( Mu , fMn / 2, 1/4 * fMn.Max ) = 195.99 Momen positif nominal rencana, Mn = Mu+ / f = 217.77 Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 84.5 Tinggi efektif balok, d = h - d' = 515.50 6 Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 10 / ( b * d2 ) = 2.7316 Rn < Rmax (OK) Lebar penampang balok,
mm mm MPa MPa mm mm kNm kNm mm mm
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00724 Rasio tulangan minimum, rmin = fc' / ( 4 * fy ) = 0.00342 Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0.00350 r= 0.00724 Rasio tulangan yang digunakan, mm2 Luas tulangan yang diperlukan, As = ( r* b * d ) + Al.b = 1312 Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 4.627 Digunakan tulangan, 5 D 19 2 mm2 Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D = 1418 Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 1.25
@Ksc.2017
Page 6 of 15
Desain Balok SRPMK
nb
>
dt = h - ( sb + Ds + D/2) = a / dt = atcl / dt = a / dt 0.138
537.50
mm
0.138 0.319
Under Reinforced (OK)
Page 7 of 15
Desain Balok SRPMK
4.4. TULANGAN TARIK LAPANGAN ( As ) " Momen Positif M+ " ds x
x
0.003
x ds
0.85f c'
ds
Tul. momen negatif As'
c
Tul. sengkang diameter = Ds
d
h
Cc
a
d-a/2
h
Mu+
y ds
Tul. momen positif As
b
Ts
d'
es
b= 300 Tinggi penampang balok, h= 600 Kuat tekan beton, fc' = 29.96 Mutu baja tulangan pokok balok, fy = 400.00 Diameter tulangan longitudinal, D= 19 Diameter tulangan sengkang, Ds = 13 + + Momen ultimate, Mu = Max( Mu , 1/5 * Mn.max ) = 138.00 Momen positif nominal rencana, Mn = Mu+ / f = 153.33 Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 62.5 Tinggi efektif balok, d = h - d' = 537.50 6 Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 10 / ( b * d2 ) = 1.7691 Rn < Rmax (OK) Lebar penampang balok,
mm mm MPa MPa mm mm kNm kNm mm mm
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00459 Rasio tulangan minimum, rmin = fc' / ( 4 * fy ) = 0.00342 Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0.00350 r= 0.00459 Rasio tulangan yang digunakan, mm2 Luas tulangan yang diperlukan, As = ( r* b * d ) + Al.b = 932 Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 3.287 Digunakan tulangan, 4 D 19 2 mm2 Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D = 1134 Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 1.00
@Ksc.2017
Page 8 of 15
Desain Balok SRPMK
nb
>
dt = h - ( sb + Ds + D/2) = a / dt = atcl / dt = a / dt 0.110
537.50
mm
0.110 0.319
Under Reinforced (OK)
Page 9 of 15
Desain Balok SRPMK
4.5. TULANGAN TEKAN LAPANGAN ( As' ) " Momen Negatif M- " ds x
x
es
x ds ds
Tul. momen negatif As
Ts
MuTul. sengkang diameter = Ds
h y ds
Tul. momen positif As'
b
d
h
d-a/2
c
a 0.003
Cc
0.85f c'
b= 300 Tinggi penampang balok, h= 600 Kuat tekan beton, fc' = 29.96 Mutu baja tulangan pokok balok, fy = 400.00 Diameter tulangan longitudinal, D= 19 Diameter tulangan sengkang, Ds = 13 Momen ultimate, Mu = Max( Mu , 1/5 * fMn.max ) = 87.25 Momen positif nominal rencana, Mn = Mu / f = 96.94 Diperkirakan jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 62.5 Tinggi efektif balok, d = h - d' = 537.50 6 Faktor tahanan momen, Rn = Mn * 10 / ( b * d2 ) = 1.1185 Rn < Rmax (OK) Lebar penampang balok,
mm mm MPa MPa mm mm kNm kNm mm mm
Rasio tulangan yang diperlukan :
r = 0.85 * fc’ / fy * [ 1 - * [1 – 2 * Rn / ( 0.85 * fc’ ) ] = 0.00286 Rasio tulangan minimum, rmin = fc' / ( 4 * fy ) = 0.00342 Rasio tulangan minimum, rmin = 1.4 / fy = 0.00350 r= 0.00350 Rasio tulangan yang digunakan, mm2 Luas tulangan yang diperlukan, As = ( r* b * d ) + Al.a = 756 Jumlah tulangan yang diperlukan, n = As / ( p / 4 * D2 ) = 2.668 Digunakan tulangan, 3 D 19 2 mm2 Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D = 851 Jumlah baris tulangan, nb = n / ns = 0.75
@Ksc.2017
Page 10 of 15
Desain Balok SRPMK
nb
>
dt = h - ( sb + Ds + D/2) = a / dt = atcl / dt = a / dt
0.083
537.50
mm
0.083 0.319
Under Reinforced (OK)
4.6. PERHITUNGAN GAYA GESER PADA BALOK 4.6.1. Probable Momen Tumpuan Negatif Panjang efektif balok, Lebar penampang balok, Tinggi penampang balok, Kuat tekan beton, Mutu baja tulangan pokok balok, Diameter tulangan longitudinal, Diameter tulangan sengkang, Digunakan tulangan tumpuan negatif, Luas tulangan terpakai, Jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton,
@Ksc.2017
Ln = 6200 b= 300 h= 600 fc' = 29.96 fy = 400 D= 19 Ds = 13 9 D 19 2 As = n * p / 4 * D = 2552 d' = 106.5
mm mm mm MPa MPa mm mm mm
2
mm
Page 11 of 15
Desain Balok SRPMK
Tinggi efektif balok, Probable momen,
d = h - d' = apr = As * 1,25 * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = Mpr = As * 1,25 * fy * ( d - a / 2 ) * 10-6 =
493.50 166.99
mm mm
523.1
kNm
4.6.2. Probable Momen Tumpuan Positif b= 300 Tinggi penampang balok, h= 600 Kuat tekan beton, fc' = 29.96 Mutu baja tulangan pokok balok, fy = 400 Diameter tulangan sengkang, Ds = 13 Digunakan tulangan tumpuan negatif, 5 D 19 2 Luas tulangan terpakai, As = n * p / 4 * D = 1418 Jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, d' = 84.5 Tinggi efektif balok, d = h - d' = 515.50 apr = As * 1,25 * fy / ( 0.85 * fc' * b ) = 92.77 + -6 Probable momen, Mpr = As * 1,25 * fy * ( d - a / 2 ) * 10 = 332.5 Lebar penampang balok,
mm mm MPa MPa mm mm2 mm mm mm kNm
4.6.2. Gaya Geser Rencana Balok Gaya geser total pada muka tumpuan balok bergoyang ke kiri/kanan (pada muka kolom s.d. 2h) Vg = 128.30 kN
Vsway = (( Mpr+ + Mpr- ) / Ln ) = Ve, A = Vg + Vsway = Ve, B = Vg - Vsway = Ve, maks =
138.01
kN
266.31
kN
-9.71
kN
266.31
kN
6200
mm
300
mm
600 29.96
mm MPa
400
MPa
400
MPa
19 13
mm mm
106.5
mm
493.50
mm
4.7. PENULANGAN GESER TUMPUAN Panjang efektif balok, Lebar penampang balok, Tinggi penampang balok, Kuat tekan beton, Mutu baja tulangan pokok balok, Mutu baja tulangan sengkang balok, Diameter tulangan longitudinal, Diameter tulangan sengkang, Jarak pusat tulangan lentur ke sisi beton, Tinggi efektif balok,
Ln = b= h= fc' = fy = fys = D= Ds = d' = d = h - d' =
Syarat nilai Vc = 0, apabila
@Ksc.2017
Page 12 of 15
Desain Balok SRPMK
a). Vsway > 0,5 Ve.maks
Vsway 138.01
b). Pu < 0,2 * ( Ag * fc' ),
Pu 40.00
Kuat geser beton, Tahanan geser beton,
≥ < ≥
