Desain Balok Beton Bertulang (3)
Bagian ketiga kali ini akan membahas tentang balok T/L. Dalam pelaksanaannya di lapangan, balok hampir selalu dicor monolit (bersamaan atau menyatu) dengan pelat lantai (slab). Karena dicor monolit, maka mau tidak mau, kudu nggak kudu perilaku balok juga dipengaruhi oleh pelat yang ada di sekitarnya.
Sewaktu menahan momen positif, serat atas akan mengalami tekan. Jika pada balok persegi, bagian yang memikul tegangan tekan hanya sebesar lebar balok, maka pada balok T, bagian yang memikul tekan lebih lebar lagi. Kan dicor monolit. Kalau nggak dicor monolit, misalnya ada construction joint, maka nggak boleh dilakukan analisis balok T.
Tapi,… bagian pelat yang ikut menahan tekan itu ada batasannya. Itu yang dinamakan lebar efektif. Di dalam pembahasan kali ini kita gunakan simbol $latex b_e &s=-1 $ untuk menyatakan lebar efektif balok T.
Di dalam SNI-Beton-2002, batas lebar efektif ini sudah diberikan dengan jelas. Ada perbedaan besar lebar efektif antara balok T dan balok L.
- Untuk balok T,
$latex b_e \quad \le \quad \text{min} \bigg \{ {\begin{array}{l} b+16t_p \\ W \\ L/4 \end{array}} &fg=000000&s=-1 $
- Untuk balok L,
$latex b_e \quad \le \quad \text{min} \bigg \{ {\begin{array}{l} b+6t_p \\ W \\ b+L/12 \end{array}} &fg=000000&s=-1 $
Perhitungan balok T pada dasarnya sama dengan balok persegi, yaitu :
- Tentukan momen ultimit $latex M_u &fg=990000&s=-1 $.
- Tentukan dimensi balok $latex b &fg=990000&s=-1 $ dan $latex h &fg=990000&s=-1 $, dan juga tebal selimut.
- Hitung luas tulangan perlu
$latex A_{s_{perlu}} \quad = \dfrac{M_u}{\phi f_y \cdot 0.875d} &fg=000000&s=-1 $
- Tentukan diameter tulangan dan jumlahnya, hitung luasnya ($latex A_s &fg=000000&s=-1 $)
- Hitung tinggi blok tekan $latex a &fg=990000&s=-1 $.
$latex a \quad = \dfrac{A_s \cdot f_y}{0.85f’_c \cdot b_e } &fg=000099&s=-1 $
Naaah… di sini bedanya. Persamaan di atas kan diturunkan dari rumus kesetimbangan antara gaya tarik dari tulangan yang dianggap leleh (kondisi balance atau under-reinforced) dengan resultan gaya tekan dari segiempat ekivalen blok tekan beton.
$latex \begin{array}{rl} T &= C \\ A_s \cdot f_y &= 0.85f’_c \cdot a \cdot b_e \end{array} &fg=000000&s=-1 $
Nilai $latex a &s=-1&fg=000000 $ ini harus dicek, apakah masih berada di area tebal pelat atau tidak.
Jika $latex a \le t_p &s=-1&fg=000000 $
Maka, penyelesaiannya sama dengan balok persegi, yaitu :
- Hitung $latex j_d \quad = d – (a/2) &fg=000000&s=-1 $
- Hitung $latex \rho \quad = A_s/b_wd &fg=000000&s=-1 $, dan $latex \rho_b &fg=003300&s=-1 $. Pastikan kondisinya under-reinforced atau balanced, agar asumsi tulangan sudah leleh adalah benar.
Kenapa harus under-reinforced? Karena SNI-Beton mensyaratkat bahwa $latex \rho &fg=000000&s=-1 $ tidak boleh melampaui $latex 0.75 \rho_b &fg=000000&s=-1 $. Sementara kondisi under-reinforced adalah dimana $latex \rho \le \rho_b &fg=000000&s=-1 $
- Hitung $latex \phi M_n \quad = \phi \cdot A_s \cdot f_y \cdot j_d &fg=000000&s=-1 $
Jika $latex a > t_p &s=-1 $
Maka yang terjadi adalah sebagai berikut:
- Seluruh bagian sayap akan mengalami tegangan tekan yang resultannya adalah
$latex C_f = 0.85f’_c \cdot (b_e-b_w) \cdot t_p &fg=0000cc&s=-1 $
- Gaya tekan $latex C_f &fg=000000&s=-1 $ akan diimbangi oleh gaya tarik yang diambil dari “sebagian” dari tulangan yang ada, sehingga luas tulangan yang mengimbangi gaya tekan ini adalah sebesar :
$latex A_{s_f} = C_f/f_y &s=-1&fg=0000cc $
- Kuat lentur dari pasangan gaya ini adalah
$latex M_{nf} = A_{s_f} \cdot f_y \cdot (d-0.5t_p) &s=-1&fg=006060 $
- Gaya tekan $latex C_f &fg=000000&s=-1 $ akan diimbangi oleh gaya tarik yang diambil dari “sebagian” dari tulangan yang ada, sehingga luas tulangan yang mengimbangi gaya tekan ini adalah sebesar :
- Luas tulangan selebihnya digunakan untuk menahan gaya tekan pada bagian badan (web) yang tinggi blok tekannya ($latex a &s=-1&fg=cc0000 $) lebih besar dari tebal pelat $latex t_p &s=-1&fg=000000 $.
- $latex A_{s_w} = A_s – A_{s_f} &s=-1&fg=000000 $
- $latex a = \dfrac{A_{s_w} \cdot f_y}{0.85f’_c \cdot b_w} \qquad \ge t_p &s=-1&fg=000000 $
- Kuat lenturnya adalah
$latex M_{nw} = A_{s_w} \cdot f_y \cdot (d- 0.5a) &s=-1&fg=006060 $
- Kuat lentur totalnya
$latex \phi M_n = \phi (M_{nf} + M_{nw}) \\ \phi M_n \ge M_u &s=-1&fg=006060 $
Catatan penting
- Pada perhitungan di atas, tulangan dianggap leleh ($latex f_s = f_y &s=-1&fg=000000 $). Kondisi ini harus dibuktikan dengan membandingkan $latex \dfrac{a}{d} &s=-1&fg=000000 $ dengan $latex \dfrac{a_b}{d} &s=-1&fg=000000 $.
Jika $latex \dfrac{a}{d} < \dfrac{a_b}{d} &s=-1&fg=cc0000 $, maka $latex f_s = f_y &s=-1&fg=000000 $, dimana $latex \dfrac{a_b}{d} = 0.85 \big ( \dfrac{600}{600+f_y} \big ) &s=-1&fg=000000 $.
- $latex \rho_{max} &s=-1&fg=006600 $ dan $latex \rho_{min} &s=-1&fg=006600 $ masih berlaku, sama seperti balok persegi.
Berikutnya : tulangan atas (tulangan tekan)
nadhila ame
says:bermanfaat bgt, terimakasih min >..<
Tandayu Febrian
says:Mo nanya juga mas
Apa keuntungan dari penggunaan balok T / L tersebut yah? terimakasih
admin
says:Keuntungannya, dalam perhitungan bisa menambah kapasitas balok, juga meningkatkan kekakuan balok. Dan memang idealnya balok yang dicor monolit (bareng) dengan plat (slab) lantai, harus dihitung sebagai balok T/L.
Tapi untuk memudahkan – dan juga sebagai basic – kita lebih banyak menganalisis sebagai balok persegi. Dan… jika balok persegi saja sudah cukup kuat, seharusnya kalo dihitung sebagai balok T/L juga mesti lebih kuat lagi.
Armando
says:Terbaik atas usahanya
terima kasih
vanny
says:maaf mas, klo bole tau, sumber perhiungan baloknya dr buku apa??
apa dr bukunya Charles G. Salmon??
kalo bole tau judulnya apa ya??
makasih mas..
admin
says:@vanny, referensi perhitungan baloknya disimpulkan dari berbagai referensi dan tetap mengacu ke ketentuan (code/standard) yang berlaku. Charles G. Salmon adalah salah satu referensi yang bagus untuk dipelajari.
Buku-buku lokal juga ada beberapa yang bisa dijadikan literatur, banyak tersedia di toko-toko buku (online maupun offline)
fari_civil'06
says:salam kenal..mo ikutan forum ah buat nambah2 ilmu..kbetulan saya sedang TA tentang balok T, mohon referensinya tentang balok T klo ada, link ato buku gitu..thx ya..
wahyu
says:sorry saya kurang mengerti tolong jelaskan lebih detail dong tentang balok t
admin
says:@doddy herman:
Mudah-mudahan ilustrasi berikut bisa memberi pencerahan.
(kalo kurang jelas, klik saja gambar di bawah)
doddy herman
says:Saya sedang mencari2 beberapa istilah teknik sipil yang belum paham betul maksudnya.. Semoga juragan bersedia memberi penjelasan bg kami yg sedang belajar dan bingung..he.he.. Antara lain : a.Tulangan Tekan b. Tulangan tarik c. Tulangan Tumpu d. Tulangan lapangan e. Tulangan ekstra.
noorman
says:halo mas,
mo nanya ni, klo perhitungan balok V, untuk mendapatkan lebar efektifnya gimana ya?
matur suwun
admin
says:mas noorman,
Kalau balok V yang dimaksud adalah balok yang lebar atasnya lebih besar daripada lebar bawahnya (bentuk trapesium solid), maka lebar efektifnya diambil sama dengan lebar efektif balok T biasa yang lebarnya sama dengan LEBAR terbesar dari balok V tersebut.
Tapi, kalao balok V-nya berongga di tengah, harus ada sedikit engineering judgement. Apakah lebar efektifnya dihitung terhadap keseluruhan lebar balok bagian atas. Atau, lebar efektifnya dihitung untuk masing-masing lebar “kaki” huruf V tersebut.
(cmiiw), terus terang saya belum pengalaman untuk balok V berongga
Y.W
says:Pengalaman saya dilapangan mengatakan bahwa dalam perencanaan, biasanya orang lebih suka mendesain sebagai balok persegi, karna perhitungan balok persegi lebih gampang, lagian lebih aman pun…
jika mendesain dengan balok persegi saja udah daktail, padahal kenyataan yang terjadi adalah balok T, malahan akan menambah daktilitas balok tersebut karena luas daerah tekan semakin besar, dan tinggi blok desak ( a ) semakin kecil, bahkan lebih kecil dari ” a ” yang dihitung dari balok persegi. Otomatis lebih daktail kan…
satu hal lagi, program canggih seperti SAP juga mendesain balok sebagai balok persegi.
hendri
says:Mo nanya mas….
Bagaimana caranya kita mengetahui suatu “balok” itu persegi atau Berupa “Balok T”? apakah syarat-syaratnya suatu balok itu Disebut “Balok T”?. Thanks….
juragan
says:Thx sebelumnya.. 🙂
Balok T banyak membantu di momen positif (serat atas tekan, serat bawah tarik). Lebar serat atas sama dengan lebar efektif $latex b_e &s=-1 $. Jadi tinggi blok tekannya ($latex a &s=-1 $) bisa berkurang, lengan momennya lebih besar, kapasitas momen lenturnya lebih besar.
Waktu momen negatif, balok T tidak bekerja, karena serat bawah mengalami tekan, sementara lebar serat bawah cuma selebar daun kelor.. eh selebar balok itu sendiri. Jadi tinggi blok tekannya menjadi besar. Lengan momennya kecil. Kapasitas momennya juga kecil.
nb : lengan momen yang kami maksud adalah $latex j_d = d – 0.5a &s=-1 $
Semoga membantu.