Perencanaan Teknis Perhitungan Balok

February 20, 2017
Struktur harus mampu memikul beban rancang secara aman tanpa kelebihan tegangan pada material dan mempunyai deformasi yang masih dalam daerah yang di izinkan. Struktur bangunan gedung terdiri dari elemen-elemen struktur yang menyatu menjadi satu kesatuan struktur bangunan Gedung yang utuh. Pada dasarnya, elemen-elemen struktur pada bangunan gedung yaitu pelat, tangga, balok, kolom, dan pondasi.

Balok Beton Bertulang
Perencanaan Teknis Perhitungan Balok/pekerjaan balok gedung
Pekerjaan Pembesian Balok
Balok adalah bagian struktur yang berfungsi untuk mentransfer beban vertikal secara horizontal. Sistem post and beam dimana elemen struktur horizontal diletakan sederhana di atas dua elemen struktur vertikal merupakan konstruksi dasar yang pernah digunakan oleh arsitek sejak dulu. Pada sistem tersebut secara sederhana balok digunakan sebagai elemen penting dalam konstruksi.  Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa.
Balok merupakan bagian struktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk memikul beban transversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. Oleh karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat penting untuk suatu struktur bangunan terutama struktur bertingkat tinggi atau struktur berskala besar.
Secara umum, ukuran balok cukup diperkirakan dengan hsampai Nilai global ini berlaku untuk balok yang kedua tepinya ditumpu bebas dan besarnya. Sedangkan untuk balok yang kedua ujungnya menerus pada tumpuan berlaku Pemilihan lebar balok sangat tergantung dari besarnya gaya lintang.
Desain Balok
Langkah - Langkah Perencanan
1)  Menghitung gaya–gaya dalam yang terjadi pada balok.                      
2)  Menentukan penulangan
3)  Menghitung nilai ratio tulangan (ρ)
4)  Memeriksa kekuatan penampang
5)  Merencanakan sengkang
Tahapan Analisis dan Desain Struktur
Tahapan yang umum digunakan ketika melakukan analisis dan desain struktur dengan program ETABS alur nya seperti berikut:
START → MODELING DEFINING ASSIGNING ANALYZING DESIGNING CHECK STRUKTUR (jika “TIDAK” kembali ke REDESIGN, jika “YA” FINISH).
Data Perhitungan
1)  Data Material
Beton K 300
fc’     = 25 Mpa
Tulangan Baja
D ≤ 13 mm, fy BJTP    = 240 Mpa      
D ≥ 13 mm, fy BJTD    = 390 Mpa
2)  Data Dimensi
Ketika membuat perencanaan dalam bentuk laporan tiap lantai harus di tampilkan, semua tipe balok termasuk dimensinya, dimensi adalah lebar dan tinggi balok tersebut, b = lebar, h = tinggi.
Untuk tulisan ini saya hanya menampilkan satu lantai. Berikut adalah tabel balok tersebut.
Tabel Balok Lantai Satu

Type Balok Dimensi Satuan
B h
B1 300 700 mm
B2 300 650 mm
B3 250 650 mm
B4 250 600 mm
B5 250 550 mm
B6 250 500 mm
B7 200 450 mm
B8 200 400 mm
B9 200 350 mm
B10 150 300 mm
B-BR 120 200 mm

3)  Data Pembebanan
Saat merencanakan struktur gedung terutama salah satu elemen dari struktur gedung tersebut harus diperhitungkan pembebanan yang terjadi tiap lantai, mulai dari lantai paling tinggi sampai lantai dasar.
Saudara juga harus mempunyai Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung untuk melihat beberapa intesitas beban mati dan beban hidup untuk bangunan gedung.
Salah satu contoh, genangan air hujan 2 cm, maka 2 cm dikalikan dengan intesitas beban mati air hujan yang terdapat pada tabel PPPURG, begitu juga untuk berat lagit – langit, berat adukan spesi dan yang lainya.
Untuk pembebanan Lantai Atap yaitu:
Beban hidup
Beban hidup pada lantai atap = 100 kg/m2
Berat air hujan (2 cm) : (0,02 x 1000) kg/m2  = 20 kg/m2 +
Total = 130 kg/m2
Beban hidup terpusat pada kolom K4B1 = 7,33 m2 x 130 kg/m2 = 952,9 kg
Beban hidup terpusat pada kolom K3B1 = 9,355 m2 x 130 kg/m2 = 1216,15 kg
Beban hidup terpusat pada kolom K3B2 = 7,33 m2 x 130 kg/m2 = 952,9 kg
Beban hidup terpusat pada kolom K2B1 = 2,27 m2 x 130 kg/m2 = 295,1 kg
Beban hidup terpusat pada kolom K2B2 = 2,27 m2 x 130 kg/m2 = 295,1 kg
Beban hidup terpusat pada kolom K2B3 = 9,355 m2 x 130 kg/m2 = 1216,15 kg
Beban Mati
Pada lantai atap
Berat pasangan kanopi = 150 kg/m2
Berat langit – langit dan penggantung: (11 + 7) kg/m2 = 27 kg/m2
Total = 177 kg/m2
Beban mati terpusat pada kolom K4 B1 = 7,33 m2 x 177 kg/m2 = 1297,41 kg
Beban mati terpusat pada kolom K3B1 = 9,355 m2 x 177 kg/m2 = 1655,835 kg
Beban mati terpusat pada kolom K3B2 = 7,33 m2 x 177 kg/m2 = 1297,41 kg
Beban mati terpusat pada kolom K2B1 = 2,27 m2 x 177 kg/m2 = 401,79 kg
Beban mati terpusat pada kolom K2B2 = 2,27 m2 x 177 kg/m2 = 401,79 kg
Beban mati terpusat pada kolom K2B3 = 9,355 m2 x 177 kg/m2 = 1655,835 kg
Lantai Dua
Untuk lantai dua juga sama seperti lantai yang lainya, pembebanan yang ada pada lantai dua dikalikan intesitas dan di totalkan.
Beban hidup   
Beban hidup untuk restoran = 250 kg/m2
Beban Mati Tambahan
Pada lantai
Berat penutup lantai = 24 kg/m2
Berat adukan spesi (2 cm) : (2 x 21) kg/m2  = 42 kg/m2
Berat langit – langit dan penggantung: (11 + 7) kg/m2 = 27 kg/m2
Total = 93 kg/m2
Pada balok
Berat kaca (3 mm) : (3 x 10)   = 30 kg/m
Lantai Satu
Beban hidup    
Beban hidup untuk restoran  = 250 kg/m2
Beban Mati Tambahan
Pada lantai
Berat penutup lantai    = 24 kg/m2
Berat adukan spesi (2 cm)    : (2 x 21) kg/m2 = 42 kg/m2
Berat langit – langit dan penggantung: (11 + 7) kg/m2 = 27 kg/m2
Total = 93 kg/m2
Pada balok
Berat kaca (3 mm) : (30 x 10) = 30 kg/m
Perhitungan Beban Gempa
Untuk Perhitungan beban gempa ekivalen pembaca bisa mengacu pada SNI – 1726 – 2002 atau yang terbaru tahun 2013, ini adalah rujukan untuk perencanaan gempa untuk bangunan gedung.
Tabel dibawah menunjukan berat stuktur yang dianalisi, berat tiap lantai dikalikan tinggi antar lantai (Wi) adlah berat dan (hi) tinggi antar lantai/tinggi tiap elevasi, berat tiap lantai diperoleh dari sap2000 dengan cara di ungroup karena pengerjaan menggunakan software tersebut lebih cepat.
Tabel perhitungan beban gempa ekivalen mengacu pada SNI – 1726 – 2002


Lantai Wi (kg) hi (kg) Wi . hi
Lantai Atap (W3) 14396,32 3 43188,96
Lantai 2 (W2) 31389,435 3 94168,305
Lantai 1 (W1) 31389,435 3 94168,305
∑ W 77175,19 ∑ W.h 231525,57

Perhitungan gempa ekivalen dilakukan tiap lantai, saya sarankan untuk perhitungan dengan SAP2000 lebih cepat dan hemat waktu. Setelah selesai untuk perhitungan beban gempa ekivalen untuk tiap lantai kemudian menghitung beban gempa tiap joint. Teknisnya kalau perencanaan teknis balok dirangkum alurnya sebagai berikut:
1)  Data Perhitungan
Berupa data material, seperti mutu beton yang digunakan, tulangan baja yang digunakan baja tulangan diameter (BJTD) dan baja tulangan polos (BJTP).
2)  Data Dimensi
Yang dimaksud data dimensi adalah dimensi balok yang digunakan tiap lantai, penyajian laporanya dibuatkan tabel tiap lantai yang berisi tipe balok dan dimensinya.
3)  Data Pembebanan
Data pembebanan berupa beban yang terjadi pada bangunan gedung tersebut, mulai dari lantai paling atas sampai lantai dasar, beban mati, beban hidup dimasukan untuk dijumlahkan.
4)  Perhitungan Beban Gempa
Perhitungan beban gempa ekivalen untuk tiap lantai
a)  Beban gempa tiap joint
b)  Menghitung Gaya Dalam Pada Portal
c)   Perhitungan Balok Portal.
Dihitung untuk balok yang akan ditinjau, seperti balok terpanjang dan memiliki dimensi paling besar/balok induk, untuk menentukan kebutuhan tulangan adalah sebagai berikut:
Diketahui:
Penampang balok 200 x 400
Selimut beton (d’) = 50 mm
Momen (+) lapangan = 3012,758 kgm = 30127580 Nmm
Momen (-) tumpuan = 6025,515 kgm = 60255150 Nmm
fy = 390 Mpa
fc’ = 25 Mpa
Setelah diketahui kebutuhan tulangan dan diameter tulangan untuk selanjutnya menghitung control tegangan dan kekuatan balok.
Ketika merencanakan struktur gedung, baik itu keseluruhan atau hanya beberapa item, misalnya balok, menganalisis menggunakan sap2000 atau etabs tentu lebih hemat waktu, hanya membuat pemodelan sesuai dengan gambar perencanaan kemudian tinggal memasukan beban termasuk gempa.

0 komentar