4.6 Perhitungan Tie Beam4.6.1 Dimensionering Penampang Tie Beam (Type TB 1)Tinggi penampang balok diambil antara 1/10 sampai 1/15 L. Pada balok induk ini diambil balok terpanjang , yaitu bentang 6000 1/12 x 6000 = 500 mm, sedangkan lebar balok diambil 1/2 . 500 = 250 mm. Maka, diambil ukuran balok induk adalah 25 cm x 50 cm.Perencanaan balok ini mengacu pada tata cara perhitungan struktur beton bertulang untuk Bangunan gedung SKSNI 03-2847-2002, dengan material yang digunakan sebagai berikut : Mutu beton K-250 dengan fc = 25 Mpa Mutu Baja < 13 mm: BJTP 24 (fy = 240 Mpa)D > 13 mm: BJTD 40 (fy = 400 Mpa)

4.6.2 Pembebanan Tie Beam (Type TB 1)Kasus balok no. 2 Hasil Print Out SAP 2000 pada Portal AS C diambil nilai terbesar, Yaitu sebagai berikut :

Gambar 4.148 Diagram momen pada balok no.2 As C

Mtum(-)= 57,23 kNmMlap(+)= 28,61 kNmBentang = 6,00 m

4.6.3 Perhitungan Tulangan Tie Beam (Type TB 1)

Gambar momen tumpuan balok anak TB 1

a. Tulangan Tumpuan Data-dataMu(-) = - 57,23 kNm.tul seng = 10 mmb = 250 mmDtul ut= 16 mm h= 500 mmRatio () = 0,5 = 40 mm = 0,8 1= 0,85

Analisisd= h p tul seng tul ut= 500 40 10 - . 16= 442 mmd= h d = 500 442 = 58 mmMomen retak :Mr= 0,37.bw.d2. 0,3.Mr= [0,37.250.4422. 0,3. ].Mr= 27106755 NmmMr= 27,11 KNm

Tulangan Minimum :

Amin =

Amin = Amin = 155,375 mm2

Jarak garis netral kondisi seimbang

Cb =

Cb = = 265,2 mmRegangan dan tegangan tulangan tekan As

s = = = 0,0023

y = = 0,002Menentukan fsJika s y, maka fs = fyJika s y, maka fs = Es. sKarena ( s = 0,0023 y = 0,002) maka fs = fy atau fs = 400 MPa Tulangan maksimum

Amax =

Amax =Amax = 4490,79 mm2

Momen Maksimum

Mmax =

Mmax = Mmax = 665,95 KNm

Desain tulanganMud = 57,23 KN-m

Mnd = == 71,54 KN-mKontrol :Jika Mnd > Mmax maka penampang perlu dimodifikasiJika Mnd < Mmak maka penampang memenuhi syarat untuk dianalisa sebagai tulangan rangkapKarena Mnd = 71,54 KN-m < Mmak = 665,95 KN-m , maka penampang memenuhi syarat untuk dianalisa sebagai tulangan rangkap.

Menentukan Tulangan (Proses coba-coba)Untuk mendapatkan nilai As, ditetakan secara ujicoba terlebih dahulu nilai a. Harga a berkisar antara d a (ab = 0,75. 1. Cb)Dicoba :a = 85 mm

c = c = = 100 mm

s = = = 0,00126

y = = 0,002

Menentukan fsJika s y, maka fs = fyJika s y, maka fs = Es. sKarena ( s = 0,00126 y = 0,002) maka, fs = Es. s fs = 2.105 . 0,00126 = 252 MPaRencana tulangan tarik As

As rencana = = = 1648,04 mm2Momen nominal rencana Mnd = 71,54 KN-mMomen nominal kapasitas

Mnk =

Mnk = Mnk = 260,14 KN-m

Kontrol :Mnk = 260,14 KN-m > Mnd = 71,54 KN-m ...............OkMenentukan tulanganAs rencana = 1648,04 mm2Maka diambil :Untuk tulangan tarik 8 D 16 (As = 1608,50 mm2)Untuk tulangan tekan (As= . As = 0,5 . 1608,5 mm2 = 804,25 mm2 )Maka tulangan tekan diambil 4 D 16 (As = 804,25 mm2)

Kontrol rasio penulangan

8 D 16 = 1608,50 mm2 = == 0,0146

4 D 16 = 804,25 mm2 = == 0,0073Rasio penulangan pada kondisi seimbang

b =

b = b = 0,0313

SNI 03-2847-2002 menetapkan rasio tulangan perlu dengan pemasangan tulangan tekan tidak boleh melampaui nilai maks.

maks =

maks =

maks = maks = 0,0249

min= kontrol :kontrol : (min = 0,0035) < ( perlu = 0,0146 ) < ( maks = 0,0249)....... Ok

Kontrol Jarak tulangan : - Selimut beton = 2 x 40 = 80 mm- Sengkang = 2 x 10 = 20 mm- Tulangan = 8 x 16= 96 mm + = 196 mm

Spasi = = 7,71 > 25 mm (Tulangan dipasang satu lapis ok)Maka di coba Tulangan dipasang dua lapis- Selimut beton = 2 x 40 = 80 mm- Sengkang = 2 x 10 = 20 mm- Tulangan = 4 x 16= 64 mm + = 164 mm

Spasi = = 28,66 mm > 25 mm (ok)Karena tulangan dipasang 2 lapis maka :d aktual = h p tul seng tul ut jarak lapis 1 dan 2= 500 40 -10 16 ( .25)= 421,5 mmaktual = = = 0,01539

min= kontrol : ( aktual = 0,0153) > (min = 0,0035)....... Ok

Momen kapasitas penampang Mnk

Gambar 4.149 Detail Penulangan Tie Beam TB1 pada Tumpuan

Gambar 4.150 Diagram regangan, tegangan, gaya-gaya dalam penampang Tie Beam TB1 pada TumpuanZc = d a/2 = 421,5 85/2 = 379 mmZs = d d = 421,5 78,5 = 343 mm

Mnk =

Mnk = Mnk = 240,66 KNmKontrol Mnk > Mu Mnk = 0,8 x 240,66 KNm = 192,53 KNm > Mu = 57,23 KNm . . . . . . . Ok

b. Tulangan Lapangan

Gambar tulangan lapangan balok anak TB 1Data-dataMu(+) = 28,61 kNm.tul seng = 10 mmb = 250 mmDtul ut= 16 mm h= 500 mmRatio () = 0,5 = 40 mm = 0,8 1= 0,85panjang L = 6000 mm

Analisisd= h p tul seng tul ut= 500 40 10 - . 16= 442 mmd= h d = 500 442 = 58 mmMomen retak :Mr= 0,37.bw.d2. 0,3.Mr= [0,37.250.4422. 0,3. ].Mr= 27106755 NmmMr= 27,11 KNm

Tulangan Minimum :

Amin =

Amin = Amin = 155,375 mm2

Jarak garis netral kondisi seimbang

Cb =

Cb = = 265,2 mmRegangan dan tegangan tulangan tekan As

s = = = 0,0023

y = = 0,002Menentukan fsJika s y, maka fs = fyJika s y, maka fs = Es. sKarena ( s = 0,0023 y = 0,002) maka fs = fy atau fs = 400 MPa Tulangan maksimum

Amax =

Amax =Amax = 4490,79 mm2

Momen Maksimum

Mmax =

Mmax = Mmax = 665,95 KNm

Desain tulanganMud = 28,61 KN-m

Mnd = == 35,76 KN-mKontrol :Jika Mnd > Mmax maka penampang perlu dimodifikasiJika Mnd < Mmak maka penampang memenuhi syarat untuk dianalisa sebagai tulangan rangkapKarena Mnd = 35,76 KN-m < Mmak = 665,95 KN-m , maka penampang memenuhi syarat untuk dianalisa sebagai tulangan rangkap.

Menentukan Tulangan (Proses coba-coba)Untuk mendapatkan nilai As, ditetakan secara ujicoba terlebih dahulu nilai a. Harga a berkisar antara d a (ab = 0,75. 1. Cb)Dicoba :a = 85 mm

c = c = = 100 mm

s = = = 0,00126

y = = 0,002

Menentukan fsJika s y, maka fs = fyJika s y, maka fs = Es. sKarena ( s = 0,00126 y = 0,002) maka, fs = Es. s fs = 2.105 . 0,00126 = 252 MPaRencana tulangan tarik As

As rencana = = = 1648,04 mm2Momen nominal rencana Mnd = 35,76 KN-mMomen nominal kapasitas

Mnk =

Mnk = Mnk = 260,14 KN-m

Kontrol :Mnk = 260,14 KN-m > Mnd = 35,76 KN-m ...............OkMenentukan tulanganAs rencana = 1648,04 mm2Maka diambil :Untuk tulangan tarik 8 D 16 (As = 1608,50 mm2)Untuk tulangan tekan (As= . As = 0,5 . 1608,5 mm2 = 804,25 mm2 )Maka tulangan tekan diambil 4 D 16 (As = 804,25 mm2)

Kontrol rasio penulangan

8 D 16 = 1608,50 mm2 = == 0,0146

4 D 16 = 804,25 mm2 = == 0,0073Rasio penulangan pada kondisi seimbang

b =

b = b = 0,0313

SNI 03-2847-2002 menetapkan rasio tulangan perlu dengan pemasangan tulangan tekan tidak boleh melampaui nilai maks.

maks =

maks =

maks = maks = 0,0249

min= kontrol :kontrol : (min = 0,0035) < ( perlu = 0,0146 ) < ( maks = 0,0249)....... Ok

Kontrol Jarak tulangan : - Selimut beton = 2 x 40 = 80 mm- Sengkang = 2 x 10 = 20 mm- Tulangan = 8 x 16= 96 mm + = 196 mm

Spasi = = 7,71 > 25 mm (Tulangan dipasang satu lapis ok)Maka di coba Tulangan dipasang dua lapis- Selimut beton = 2 x 40 = 80 mm- Sengkang = 2 x 10 = 20 mm- Tulangan = 4 x 16= 64 mm + = 164 mm

Spasi = = 28,66 mm > 25 mm (ok)Karena tulangan dipasang 2 lapis maka :d aktual = h p tul seng tul ut jarak lapis 1 dan 2= 500 40 -10 16 ( .25)= 421,5 mmaktual = = = 0,01539

min= kontrol : ( aktual = 0,0153) > (min = 0,0035)....... Ok

Momen kapasitas penampang Mnk

Gambar 4.151 Detail Penulangan Tie Beam TB 1 pada Lapangan

Gambar 4.152 Diagram regangan, tegangan, gaya-gaya dalam Tie Beam TB1 pada Lapangan

Zc = d a/2 = 421,5 85/2 = 379 mmZs = d d = 421,5 78,5 = 343 mm

Mnk =

Mnk = Mnk = 240,66 KNmKontrol Mnk > Mu Mnk = 0,8 x 240,66 KNm = 192,53 KNm > Mu = 28,61 KNm . . . . . . . Ok

c. Tulangan Sengkangfy = 240 MPap = 40 mm = 0,75fc = 25 Mpa sengkang = 10D utama = 16h = 500 mmb = 250 mmd= h p tul seng tul ut - jarak lapis 1 dan 2= 500 40 10 16 - .25= 421,5 mmd= h d = 500 421,5 = 78,5 mm

luas ganda sengkang Av :

Av === 157 mm2jarak spasi maksimum dari persamaan smak :

smaks === 452,39 mmkuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton Vc :

Vc = = = 65,86 KN

Sengkang Tumpuan (dimana daerah Sendi Plastis berada)Untuk sengkang tumpuan terdapat pada bentang ln dimana berada sendi plastis (sendi plastis berada pada jarak d dari tumpuan).VuTump maks = 57,23 KNUntuk menentukan jarak maksimum sengkang tumpuan diambil nilai terkecil dari nilai berikut :Smaks = 452,39 mmd/4 = 421,5/4 = 105,4 mmjarak maksimum sengkang tumpuan = 105,4 mmMenentukan jarak sengkang (shitung) :Vu = Vc + Vs

Vu = Vc + Av . fy .

Vu - Vc = Av . fy . s. (Vu - Vc) = Av . fy . d

= -1381,05 m, maka tidak diperlukan sengkangAgar lebih aman dipakai sengkang dengan jarak yang tidak melebihi smaksdiambil jarak sengkang, srencana = 100 mmmaka 10 100

Kontrol tulangan minimum :

= 34,72 mm2 < Av = 157 mm2Kontrol kapasitas geser :Vc + Vs Vu

+ Av . fy . Vu

+ 0,75. 157. 240.421,5/100 57,23 KN65,86 KN + 119,18 KN 57,23 KN185,04 KN 57,23 KN .......... Ok

Sengkang lapanganUntuk sengkang lapangan terdapat pada jarak ln dari tumpuan VuLap Maks = 28,61 KNUntuk menentukan jarak maksimum sengkang lapangan diambil nilai terkecil dari nilai berikut :Smaks = 452,39 mmd/2= 421,5/2 = 210,8 mm jarak maksimum sengkang tumpuan = 210,8 mmMenentukan jarak sengkang (shitung) :

Vu = Vc + Vs

Vu = Vc + Av . fy .

Vu - Vc = Av . fy . s. (Vu - Vc) = Av . fy . d

= -319,94 mm, maka tidak diperlukan sengkang.Agar lebih aman dipakai sengkang dengan jarak yang tidak melebihi smaksdiambil jarak sengkang, srencana = 200 mmmaka 10 200

Kontrol tulangan minimum

= 69,44 mm2 < Av = 157 mm2Kontrol kapasitas geser : Vc + Vs Vu

+ Av . fy . Vu

+ 0,75. 157. 240.421,5/200 28,61 KN65,86 KN + 59,59 KN 28,61 KN125,45 KN 28,61 KN ..........Ok

Gambar 4.153 Detail penulangan sengkang pada Tea Beam TB 1

Gambar 4.147 Detail Penulangan balok TB 1295