76,6k,upperlimitonS = ForNs
=50 Psi;
* Vs
= 15,6kmin
~
=6,1 11
USE 55-# 4 Stirrups for Entire Beam Csengkang seluruh balok)
Contoh soal - 21 The beam in accompanying figure is to carry dead load of 1,4 kips/ft (incl. Beam weight) and live load of 1,6 kips/ft. Use f 1c = 3500 Psi, fy = 40000 1 1a
Seton Bertulang
Psi, and neglect any compression steel effect. Using the simplifi ed procedure, calcul ate and detail the # 3 single U - stirrups spacing for the beam. Repeat (a) using the more detailed procedure involving (p*V *d I M ). How many stinups could be eliminate as compared to the simplified method?
9 1 - 0 11
2 - #9
2-#8---2-#8
= ( I ,6 * I ,7 ) + ( 1,4 * I ,4 )
U
=2,72 + 1.96 =4.68 k/ft
43,7
Same stirrups for conservative and more exact methods
33.7~ rr-r-r-7'...
Vu
Kips
5''
More detail method
J
More Detail
~~~~:~~- --- ~*V~~~~~~~-~
~~ .
Since Vu= O,S •
cantilever
7@to•.l 5 1 - I 0 11
Bab 2_Tulangan Geser
1 19
Based on Simplified Method:
* Vc=
* bw * d
1 1 =085 -1000 , . *(2"-J~f JCc)* 12*215* '
=25,9k For Ns
=50 Psi;
Min * Vs
= 10,9k
Cantilever;
Vu
= 4,68
*8
= 37,4 Ri ght End - Main Span :
= 4 68 * lO + 4.68 *(8Y *-I , 2 20
Vu
= 54,3k At d From Right End;
= 1,791'•
d 1
At S
1
-
d+6
= 2,291
Vu
18 85 =54 ,3- (2,72 *2' 29* 20 • ) -(196 , *2' 29) = 43 ' 9k
0 From Right End;
Vu
17 5 = 543 = 32 ,6k ' - ( 272*5 , ,0* 20• )-(196*5) ,
At Mid Span:
Vu
1 20
= 54,3 - (2,72*1 0 *
~~) - (1,96*10) = 14,3k
Seton Bertulang
Location
Vn
Vu
Mu
V*d
--;;;:/
V*d p *M
More Detailed Ne
Kips)
43f
199
-
Left end d from S 1 - 0
33,3
152
R1 ,4 1k
0,7
0,0113
141
30,9k
from left Midspan
22,0
100
134,5
0,29
0,0045
124
27,2
3,7
17
135,0
0,05
0 ,0007
11 5
25,2
54,3
248
4 3,9
200
-44,2
143
31,4
32,6
149
1,0*
0,0122
From right
+37,7
128
28,1
14,3
65
1,0
0,0061
Midspan
Support d from
37,4
170
-
Suppott
26,8
122
76,4
0,63
0,0038
122
26,8
Right end d from Right end S
1
-
0
-
Cantilever at
* Computed Value exceeds 1,0; Use Left end;
p=
Right end; p
=
4
*
12 2 15 ,
I ,0
=0,0155
4*074 ' 12*21,5
= 0,0 122
*
=112,5
1,9
.J3500
s, from right end, p = 0,0061
Simplified Ne: 2*
ffc = 118,4 Psi
Cantilever Support;
Bab 2_Tulangan Geser
p = 0,0 122
12 1
Stirrups;
* Vs
* AN* fy * d
=
s
0,85 * 0,22 * 40 * 21 ,5
s
=
160,8
s
At Left End; Max (Vu - * Vc) = 33,3-25,9 = 7,4k < Min * Vs= 10,9k
At Critical Section : 160 8 Max S = • 10,9
Same Either Method
= 14,7 11 > :!_2
d Max S = - Contro ls = ·10,7 2
At Right End;
=43,9-25,9 = 18,0k; = 160,8 =8 911 < !!:._
M ax (Vu - * Vc) M ax S
18,0 Using Ne
max S
=
2
'
2[jl;
= 43 ,9 -
31,4 = 12,5 k;
= 160,8
= 12 9 > d
12,5
'
2
Using more detail ed Ne; Max S
d
=2
No Difference in Number of Stirrups Reauired by the Two Methods.
122
Beton Bertulang
Contoh Soal - 22 The beam of the accompanying figure is to carry 1,6 kips/ft live load and 0,9 kpis/ft dead load (incl. Beam weight). Using f 1c = 3000 Psi and fy = 40000 Psi, investigate the beam for sti rrups adequacy according to the simplified method using constant Vc.
Wo
=0,9 * 1,4 = 1,26 k/ft ;
WL
= 1,6 * 1,7 = 2,72 k/ft
Max Vu at support
3,98*22
=---
2 = 43 gk '
At d from face; Vu
= 43,8 -
2 2 72 21 * • * -(1,26*2) =36,1k 22 t "
~
At midspan;
Vu
2,72 *22
= - --
8
= 7 5k )
Bab 2_ Tulangan Geser
1 23
Reqd extent of stirrups ups Vu
K p
s
* Vs =
* An * fy * d S
=
0,85 * 0,22 * 40 * 18
S
134,6
=- S
ForS = 6 11 ; * Vs= 22,4k
At d from face; Max ( Vu- * Vc ) = 36, 1 -20,2 =15,9k < * Vs = 22,4k forS = 611
(
OK )
Answer: Stirrup Capacity is adequate, but more stirrup are requi:ed
Contoh Snal - 23 Completely design and detail the stirrups for the beam of prob ( Contoh Soal- 20 )( ignore the spacing given ), using the more detaild ( pVd I M ) method of ACI- I 1.3.2. 1. Using f 1c = 3000 Psi and fy = 40000 Psi 3c
124
Beton Bertulang
Vu Kips
At d from face; Mu
= 36,1 + 2,0 + ( 0,5 = 74,ik
* ( 2,52 ) * 2,0
At S1 - 0 from et Support; Mu
= 1;26 * 5 * 17 + 2,72 * 17 *8,5 * 5 = 143 1 lk 2
22
'
At midspan; Mu
= 1,26*222 +2,72*11*5*11 8
=
22
155 ,4 1k
Bab 2_Tulangan Geser
125
At d from face;
V*d = 36,1*1,5 = . 0725 M 747 ' ' , 2500 * p
*
V
*d
= 40 Psi
M
At S1 - 0 from
V*d 26,7*1,5 = - -M 143,1
= 0,28;
2500 * p * V *d M
= 15,5 Psi
At midspan; V *d
M
2500
=
7,5* 1,5 158,4
=0,07;
V*d M
= 4 Psi
* p * -~ 1
~
1,9*...;f c = 104 PsiNc = 1,9*...;1 c + 2500 * Ye
*p*
V*d M ;
= * Ne * bw * d 1 =0,85*Nc* 12* 18* - - =0,1836Nc#3 Stimtps 1000
* Vs * S
= 134,6 (from prob" Contoh Soal- 21 ")
Max ( Vu - * Vc )
126
<1> * Vs
S
9,7
13,9 > 0,5
11
* d = 911 max
Seton Bertulang
Contoh Soal - 24 The deep beam of the accompanying figure has been designed by using fy= 50000 Psi and f 1c = 3750 Psi. Determine if web reinforcement is required If so, detrmine the required for # 3 vertical U - stirrups.
55,3
Vu
= L.46 nf - --
Take GFiijcal Section q,t d from face of support
L=~=274
d
17,5
,
Factored Loads; WL = 3
* 1,7 = 5,1
WD
= 2 * 1,4
=2,8
PL
= 12 * 1,7 = 8 * 1,4
= 20,4
Pn
Bab 2_Tulangan Geser
= 11,2
127
· Shear at support; Vu
= 7,9 * ( 4,0- I ,0 ) + 31,6 = 55,3k
Mu
= 7,9(3,0)2 +(31,6*3,5) 2 1 = 146 k
~ = Mu 146 * 12 = I 81 > 1 ' d Vu*d 55,3*I7,5
Member Sho1ud probably be Considered a reguler beam Ve
=Ne* bw * d
et>* Ve
= 0,85 * Ne * 14 * I7 ,5 = 208,3 Ne = 10 4k.
Min * Vs based on Ns
' ' =50 Psi
(a) Stirrups using simp1ified Conservatif method Ne
= 2*ffc;
* Ve= 25 5k · '
'
et>* Ve= Vu- * Ve = 46,6-25,5 = 21,1 k > 10,4 k Max. Spacing for strength at d from face;
s
=
0,85 * 0,22 * 50*17.5 21,1
= 7,8 11 For Strength d 11 Max. S=- = 8,75 2
128
Seton Bertulang
(b) Stirrups using more exact procedure 2 Mu at d = 7 •9 *(l,54 ) +(31,6*2,04) 2
p
=
=76,41k
4*0,79 14*17,5
= 0,0129; Vu* d _ 55,3 * 1,46 _ U --- 1,06 > 1 , se 1,0 Mu
Ne
et>* Vc et>* Vs
76,4
= 1,9 * .J3750 + (2500 * 0,0129 * 1,0)
= 149 Psi; = 31,0k =Vu - ct>*Vc = 46,6-31,0 = 15,6k
S = 0,85*0,22*50*17,5 = 10511> d = 875 11 15 6 ' 2 ' '
For Strength
Contoh Soal - 25 The beam of the accompanying figure carries a live load of 2,7 kips/ft in addition to the weight of the slab and beam. Calculate and detail the vertical U- stirrups spacing for# 3 Stirrups. Use f 1c = 3000 Psi and fy = 40000 Psi. Use simplified procedure of ACI - 11.3.1.1. Use more detailed procedure of ACI - 11.3.2.1.
Bab 2_Tu langan Geser
129
_ _ _ Symmetrical about
d = 2211
H
~--- bE=6911 _ _~
~~
~
9 11 ~~----
I
I Il
I I I I I I I l
Vu Kip~
I I I
13,2k
5,5 11 7@ IJ II
30 Stirrups/beam
130
Seton Bertulang
62,5k
_9_11_ IJII
*Vs =25,6k
Vu Kips
5,5 11
26 Stirrups I beam
Weight of beam and slab=
WL= 2,7
45* 57 ' 144
+ 12*255] · ' * 0,15 = 0.586 klft 144
= 4,6 klft
* 1,7
Wo = 0,59
[
* 1,4
Vu ( Support ) =
= 0,83 k/ft 5 43 * 23 ' 2
=62,5k
4,6 * (20,67) Vu = ---'----~ 2 * 23,0 2
At d from face;
0,83
Bab 2_Tulangan Geser
=42,6
)
50,2k
* 9,17 =7,6
13 1
L At-·
4'
} 34,5'
Vu= 4,6*(17,25f =29,7 2*23,0 0,83 * 5,75
=4,8
At mid Span;
Vu
- 4,6 * (11,5) 2 *23,0
2
= 13,2 k (a) Simplified Method ACI- 11.3.1
~ * V c =
Max
=Vu max-
=49,2k based on Ns = 4*ffc
S max. for strength =
At Ns = 50 Psi:
132
A N
* fy * d * ~ = 0'22 * 40 * 22 * 0'85 =
ct>*Vs 25,6 20,6 18,3 16,5 15,0
164 6
•
$*~
s 6,4 8 9 10 11
max. 0,5
*d
Beton Bertulang
(b) More Detailed Method, ACI- 11.3.2.1 p(8#9)=
80 • =0,0303; 12*22
p ( 6 # 9 )=
60 = 0,0227 • 12 *22
At d from face: Mu
= ( 50,2 * 2,23 ) + 0,83 * (2,23 )2 2 =] l4,Jk
V * d 50,2 * 1,83 --= M 114,1 = 0,805; Ne
= 104 + ( 2500 * 0,0227 * 0,805)
=150 Psi et>* Vc = 0,85 * 0,150 * 12 * 22 = 33,7k
At 31 -911 from
Vu ( max )
Corresp Mu
4 6 19 25 = • * ( · ) + (0 83 * 7 75) 2*23 ' ' = 37,0 + 6,4 = 43,4k 0 83 = (370*375)+ •2 *375*1925 ' ' , ) = 139,0 + 30,0 = 169,01k
Bab 2_Tulangan Geser
133
4 1 83 V* d = 43 • * • = 0 47· Ne= 104 + 27 = 13 1 Psi ( p = 0,0227) M 169,0 ' ' Ne
= 104 + 36 = 140 Psi ( p = 0,0303 )
* Ve =29,4k
At 51 - 911 from
= ( 29 ' 7 * 5 ,75) +
0 83 1 •2 * 5 '75 * 17 ,25 = 2 J?- k
= 34,5 * 1,83 =O 3 . 212
' '
= 104 + 23 = * Vc = 28,5k
Ne
127 Psi
At 81 - 011 from
= 4,6*(15)2 +083*35 2 * 23 ' '
=22,5 + 2,9 = 25 4k '
Mu
= ( 22.5 * 8) +
0 83 • *8*1 5 2
= 180 +50 = 2301k V *d
M
Ne
25,4 * J,83 230 =0,20;
=
= 104 + 15 = 119 Psi
* Vc =26.7 k
134
Beton Bertulang
Bab3
J
KOLOM
3. 1
Kolom Pendek
Kekuatan Nominal (nominal stren gth), Pn: Pn
=Kc . rc . Ac + fy . Ast -+l····K~··:···F~y···:··A~pl ..... ... ............ (K- t ) l ...............................................,,;
Kete.rangan : Kc
= 0 ,85, Koefisien = f (uji silinder beton)
f'c
=kuat tekan bcton si linder umur 28 hari
Ac
= Juas penampang beton netto = Juas kasar penampang dengan kolom pengikat
Ast
Bab 3_Kolom
= luas inti (core) kolom dengan spiral. = luas tul angan pokok 1 3
s
Fy
= tegangan le1eh tu1angan pokok
Ks
= konstansta : 1,5 - 2,5, rata - rata= 1,95
fsy
= tegangan leleh tulangan spiral
Asp
= volume dari tulangan spiral persatuan panjang kolom
[.'.'.'.'.'.'.'.'!
= bila tidak ada spiral maka suku tersebut hilang dalam persamaan di atas.
Formula (K-1) tanpa tulangan spiral menj adi sebagai berikut: Sebut kekuatan nominal maksimum , Pn = Po Untuk kolom pendek berlaku: P0
=0,85f'cAn+fy.Ast ................ . ................ (K-la)
= 0,85 f'c (Ag - Ast) + fy . Ast keterangan: P0
= kapasitas penampang batas dengan eksensitas, c = 0
=[KN] An
= luas penampang beton netto ?
= Ag- Ast, [mm-] Ag
= Iuas penampang brute [mm2] = b . h 2
- Ast = luas penampang tulangan vertical [mm
]
f'c
= kuat tekan beton sekunder [MPa]
fy
= tegangan leleh tulangan (baja)[MPa]
- Ast
= luas penampang tulangan memanjang total
At
=At+A2 = luas penampang tulangan tarik
A2
= luas penampang tulangan tekan(=As')
Po dapat juga diformulakan sebagai berikut: Po
= Ag { 0,85f'c (1-p) + fy. pg}
= Ag [0,85 f'c + p(fy- 0,85fc)]
136
.................. . .... (K-2)
Beton Bertulang
kerja . an c2.
menurut PB '89 , Ps 10.3,5 kuat tekan rencana, <1> Pn maksimum adalah: komponen struktur: non prategang <1> Pn = 0,85 <1> [0,85 f'c (Ag- Ast)- fy. Ast] ......... (K-3a) tulangan sengkang <1> = 0,65 untuk kolom dengan pengikat (tulangan geser), PP' 89 . Ps . 9. 3. 2. 2
Contoh Soal - 1 Kolom pendek harus memikul beban - beban sebagai berikut: P beban mati total = I 000 KN P beban hidup = 800 KN Momen Lentur = 35 KN- m (akibat beban hidup) Mu tu bahan : f' c
fy
= 28 Mpa (=N/mm2) 2 = 400 Mpa (=N/mm )
Pertanyaan: Rencanakan kolom pendek di atas, dengan pengikat (sengkang).
Bab 3_Kolom
137
Solusi: p =P1 + P2
•
dicoba p1
=3% (Trial & Error)
Pu
= 1,2 DL+ 1,6LL= 1,2x 1000+ 1,6 x800 =2480KN
Mu
= 1,6 * 35 =56 KN -
m
Mu 56 = --= 0,02258 m Pu 2480
e=-
Eksentrisitas
= 0,85 f' c (Ag - Ast) + fy Ast
Po
= Ag [0,85 f'c ( 1-Pg) + fy. Pg] = Ag [0,85 * 28 (1-0,03) + 400 * 0,03] = untuk kolom dengan pengikat : Pn (maks) = 0,80 Po
= Pu
Pn
=
Pu fjJ
jadi Pu = 0,80 Ag [0,85
* 25 (1 -
0,03) + 400 * 0,03]
fjJ
= 0,65
Pu
= 0,65
* 0,80 Ag [0,85 * 25 (1 -
0,03) + 400 * 0,03]
2,480 = 18,2447 Ag, Ag
= [m2]
Ag
= 0 , 1359 m 2 '·
Ag
=b xh
Kolom bujur sangkar, b = h h2 ~ 0,1359 pilih h = 0,370 m (Ag1 = 0 ,1369 m2)
Pn (m aks)
Po
138
=
OK
= 0,8 Pu
Beton Bertulang
=
2480 0,65
III
=3815,4KN
I<
Po
>I
3700 mm
3815,4
= _ ____:___ 0,80 =4769,2 KN
P0
= 0,85 f' c (Ag - Ast) + fy . Ast = 0,85 f'c Ag + fy. Ast- 0,85 f'c. Ast
4,7692 = 0,85
* 28 * 0,1369 + (400- 0,85 * 28) Ast
4,7692 = 3,2582 + 376,2 Ast Ast
= 4016 mm
p ""'2,9 % OK""'
2
I 3% :::; p :::; 8%
Pakai tulangan D 25 mm , n1
=
4016 2
± n(25)
= 8 bh Pakai 8 D 25 mm Eksentrisitas e = 22,58 e/h
=
22,58 370
= 0,06 < 0, I (kriteria kolom konsentris PB'89) OK
Bab 3_Kolom
139
(Pn) Po
0,8 Po=Pn
..__.._-~•
maks
Kutva
~ " INTERACTION DIAGRAM"
Mo
0
Contoh Soal - 2 Penampang kolom seperti gambar di bawah in i:
300mm
I< I<
413 550mm
>I >I
Ref I Standard: 1. Code SK: SNI T-15-1991-03
2. SNI 1727 - 1984 F 140
Seton Bertulang
spec material: beton f' c
=2 1 Mpa.
Baja tulan gan,
fy = 400 Mpa Standar I codes: P B '89 I ACI Code 318 - 83 (dapat anda pilih sendiri )
Pertanyaan: Hitung bcsar beban tekan Ph dan hitung juga ekstensitas "balance" eb untuk suatu kondi si regangan " balance" llitung kuat tekan minimal Pn kolom diatas jika diberikan ckstensitas e = 1 meter.
Catatan: Perhitungan harus memakai metode statis - analitis dengan prinsip metode kekuatan (strenght method). Reganga batas beton , Ecu = 0,003 Modulus elastisita baja tul angan Es = 210000 M pa a = 0 ,80X, d imana X j arak gari s nctraJ dari serat tepi bcton yang tertekan dan a ad alah panj ang " stress block" a;;u msi dari dalam pcrhitungan dapat ditentukan sendiri.
olusi 1 Mcnghitung Besa r Beban Tekan Pb Step 1: Mcnentukan lctak sumbu netral, Xb As
= As'= 4
* 7t/4 (25) 2
= 1963 mm 2 Es'
Xb 0,003 = Xb+68,5
ES
= tSb = fy = 40000 Es 2,1XIOM
=0,000 19 Bab 3_Kolom
141
=
0,003 0,003 + 0.00019
Xb
=
0 003 * 48 1,5 = 452,8 mm • 0,0031 9
Ab
= 0,8
Xh
48 1,5
* 452,8
= 362,3 mm 68.5
68,5
300 mm
I<
:
71
550
' ~
;
~
i
~~ ~<~c,_·---'-- 71 _.. Pb =Pn
i _,. ah
i"
V~
~ ..........
1'--/
V
.,___ T
Cc
/ ......_
10.85 re
'I' Cs
ab= 0,80 Xb
1 42
Seton Bertulang
Step 2: Menghitung gaya Cc , Cs dan T Cc = 0,85 * 2100 * 0,30 * 0,3623 = 194 KN T
= I 963
* 10 - 6 * 40000
= 78,52 KN
t-s'
=
452 8 * 0,003 = 0,00026 > £y ' 452,8 + 68,5
= 0,00019 (OK) Cs
= 1963
* I0- 6 * 40000 -0,25 * 2100 * 1963 = 75 KN
Step 3: Menghitung Ph dan eh LH Pb
= 0 ; Pb + T - Cc - Cs = 0 = Cc +Cs -T= 194+75 - 78,52 = 190,48 KN
LM
= 0 di Sb penarnpang kolorn
Pb. eb =
Pb. eh = 78,5
* (275- 68,5) +
194 + (275 - 117,9) + 75(275 - 68,5)
eb
= 16210,25 + 30477,4 + 15487,5 = 62175 KN- MM
eb
= 326 mm , Mb
= 62 KN -
M
Solusi 2 Menghitung Pn jika e = 1000 mm Berarti penarnpang berada dalam kondisi "kontrol " tarik. (dalam keruntuhan larik). es > ey menghitung gaya - gaya dalam Cc, Cs dan T
T
= As. Fy = 1963
* 40000 * 10 - 6
= 78,5 KN
Bab 3_Kolom
1 43
Cs
=As' (fy - 0,85 f'c) =75KN
* 2100 * 0,30 *X= 535,5 ?'; X?
Cc
= 0,85 f'c. b. a= 0,85
:EH
= 0 (pada penampang kolom)
Pn + T - Cc - Cs = 0 *)Pn =Cc+Cs-T = 535,5X + 75 - 78,52 = 535X -3,52 (pengaruh tulangan pacta beton yang tertekan diperhitungkan) **):EM= 0; di sumbu tulangan tarik T Pn(l + 0,2065)- 535,5X(0,4815 - 0,4X) -75(0,4815- 0,0685)= 0 I ,2065Pn - 257 ,84X + 214,2 X2 - 30,975 = 0
1,2065(535,5X- 3,52)- 257,84X + 214,2X2 - 30,975 = 0 645,48X - 4,25 - 257,84X + 214,2X2 - 30,475 = 0 214,2X2 + 387,64 - 35,22 = 0
x,.2
1 = - -(- 387,64 ± ~(387,64 2 )+4* 214,2 *35,22) 428,4 I = - - (- 387,64±424,78) 428,4
= 0,087 meter Jadi Cc = 535,5 * 0,087 =46,54 KN Kuat rencana adalah:
144
Pn
= 535,5 * 0,087- 3,52 =43KN
Mn
-:: 1,2065 * 43 =51 ,88 KN - meter,
e
= 1000 mm Seton Bertulang
Contoh Soal - 3 .l ika e Pn
= 0;
= ? KN
Step 1 - Kolom struktur non pratekan dengan pengi kat (faktor tekan diabaikan) Po =0,8l(0,30 * 0,55-2 * 1963 * 10- 6 ) * 0,85 * 2100 * 10- 6 + 40000 Po
* 1963 * 2 *
I0 - 6]
= 355,6 KN =0,65 * 355,6
=23 1 KN (SK SNI T lS- J 991 - 63 , pasal 3.3)
Step 2 - Interaction diagram Pn = 0; Mo = ... (penampang dalam kondisi under reinfo rced) X
=
0,003 X dengan E s = :;:. 0 ,003 (dan. d"1agram ) 0,003+£'s X +68,5 I
Asumsikan c's > ey Cs
= f's . As'
Es
= 2, I * 10 - G kg/cm2 = 2,1
Cs
= T = f's. As'= f's. As= 78,52 KN (tulangan simetri)
* 10 8 KN/m2
Karcna tulangan simetri Cs= T sehingga yang memberikan momen pada pen am pang adalah komponen/gaya. :EM
= 0 (terhadap sumbu T) Cc
* (0,48 15 -
0,4X)
= Ml
Cc
=0,85 f'c. b. 0,8X 0,85
Bab 3_Kolom
* 2100 * 0,30 * 0,8X (0,4815 - 0,4X) = M 1 1 45
MI
=206,27X -
:EH
=0
171 ,36X2
.................. (1)
Cc - T= 0 (mulanya dianggap As'= 0) jadi As1 ? 0,85 * 2100
* 0,30 * 0,8X- fs, * 1963 * 10-6 =0
.. ....... .. ..... . (2)
= Es. Es 1 = 0,003 d - 0,0030 X
ES1
= 0,003 0,4
815
........ ...... ... (3)
- 0,0030
X
substitusi persamaan (3) ke persamaan (2) diperolch : 0,85 * 2100 * 0,30 * 0,8X - 2,1
X
I0 8 * [0,003 0,4
815
- 0,003] * 1963 = 0
X
428,4X - [
303345
630000]
* 1963 * 10 - 6 = 0
X
428,4 x
2
-
454,47 + 1236,693X = o
2
X + 2,89X - 1,39
=o
x,,2
= Y2 ( - 2,89 ± ~(-2,89) +4*1 ,39)
x1.2
= Y2 (- 2,89 ± 3,73)
X1
=0,42 m
2
Persamaan ( 1) :
MI
=206,27 (0,420 -
M1
=56,4 KN - M
171 ,36 (0,42)
2
Persamaan (3): Es l
=0,0030 *
815 0,4 - 0 0030 0,42 ,
=0,000440 >Ey (OK) Asumsi benar 146
Seto n Bertulang
(Ey
40000
= 2,1X iOR =0,0019)
Pn (KN) " balance line"
231
tarik 190,48 c= I m
43
62
Contoh Soal - 4 Di ketahui: kolom harus memikul beban mati dan beban hidup, climana bcban hiclup sama dcngan 2 kali beban mati yang bckerja. Mutu beban:
fy
= 400 Mpa
f"c
= 25 Mpa = 6D25 mm
Ast Bab 3_Kolom
14 7
Ko mpatibilitas Ecu = 0,003
Pertanyaan: Jika eksentisitas Pn = 500 mm , Hitunglah beban ke1ja aktual ko lom ini, dengan mengabaikan kehilangan beton akibat pcmasangan tulangan Catatan: se lesaikan dcn gan prinsip" statika" CL
(1)
(2)
I
38
~
----71
X
~0
I
I
(3)
0,003 (
es' es
~~~( 200, Pn
I (4)
T
I
I
I cc[ tcs a
148
11 t o.85f'c
)
Beton Bertulang
Solusi: c
= 50 mm
= 0,1 h
Ao
= 1,2 : AL
= 1,6 ;
<1>
= 0,65; ~~
=0,85
Statika dasar: Asumsikan baja tulangan tcrtekan
* 3 = 1472,6 mm2
As'
= As = lA 1t (25)2
Cs
= As' (fy - o,85f 'c) = 1472,6 (400 - 0,85
Cs
= 588,78 KN
Cc
= 0,85 f 'c . a. b = 0,85 * 21 *a* 500
* 2 1)
= 8,925 a KN = 7,586 K
Dari gambar (3) di atas,
cS
=
X -
400
.0,0030
X
T
=As. fs =As. Es. Es = 1472,6. x -
400
.0,0030 * 10s
X
T
=883,56
X -
400
(KN)
X
Menghitung Jctak garis netral " X" :EM a12 a
= 0 di garis ke1ja Pn : diperoleh: = 0,425 X ; = 0,85X : X= garis netral (terletak diluar pen)
Cc (200 - 0,425X) + Cs (200 - 50) - T (200 + 50) 7,586 X (200- 0,425X) + 588,78 (150) - 883,56
X-
400
* 250= 0
X
1517,2 X 2 - 3,224 x3 + 88317 x- 220890 x + 97 191600 = o 3,224 x3 - 1517,2 x2 +1 32573X + 97191600 = o Bab 3_ Kolom
149
(dihitung dengan bantuan komputer didapat): X
z
507 mm
£y =
400 2,1* 105
= 0,002
Cc
440 * 0,0030 = 0,0004 < 0,002 (= £y) 507 = 7,586 * 507 = 3846 KN
T
= 883 56 ,
Pn
=Cc + Cs + T = 3846 + 588,78 + 116,8
Pn
= 4552 KN
Jadi cs =
507
*
507 440 = 116 8 KN 507 ,
Menghitung beban kerj a aktual (service load):
=Pu = AI) . PI) + AL . PL
0,65
* 4552 =
1,2 Po + 1,6 . PL
ditentukan (Po :PL = 1 : 2 Po jad i 0,65
= 2 PL)
* 4552 = l ,2 * 2PL+ 1,6 PL= 4PL
PL
= 739,7 KN (maksimal beban hidup aktual nom·m al load)
P0
= Y2 Pt. = Y2 * 739,7 = 369,85 (maksimal bcban mati aktual noramal load)
Mcmcriksa/analis is pcnampang dengan tulangan rangkap
f'c
= 35 M pa
fy
= 400 Mpa
d'
= 65 mm
d
= 550 mm
b
= 350 mm
As
= 3280 mm2 = 775 m 2
As'
15 0
Beton Bertulang
3280 p =As/bd= 350* 550
p'
00170 , .
=As' I bd 775
= 350*550 = 0,0040 As - As' = 3280 - 775 = 2505 mm 2
p - p' = 0,0170-0,0040 = 0,013 meli hat tulangan leleh atau tidak
p-p' ;:::: 0,85/3 , I' c.d' ( 600 ) = 0,85 *0,8 * 35* 65 ( 600 ) fy.d 600 - fy 400 * 500 600-400 =0,021
p-p' = 0,013 < 0,021
f's < fy tulangan tidak leleh. 's
= 600 (I - 0,85/3 J ' cd')
(p- p')fyd
= 600 1--085*08*35*65] ·-·- -'- - ( 0,013 * 400 * 550 = 600
* 0,4591
= 275,45 K- N/mm 2
a
= Asfy - As' fs' _ 3280 * 400-775 * 375,45 0,85 f' cb 0,85 * 35 * 350 = 105,5 mm
Bab 3_Kolom
1
s
1
105 5 · 08
=
X
'
= 131' 87 mm
Dari perbandingan gambar. 0,003
0,85 f'c
a B.X
\
M) Es'
0,003
=
x - d'
=
X
131,87 -65 131,87
13 187 65 • 131,87
ts'
=
f's
= cs'
2/3
* 0,003 = 0,00152
* Es
=0,00152 * 200000 = 304 N/mm 2
pb
= fJ
0,85 * f' c * I
pb
fy
600 600+ fy
= 0,8 *0,85 * 35 * 600 = 0 0357 , 400 600 + 400
maka p maks = 0,75 p ~ 0 ,75
* 0,0357 = 0,0268
f'i' pb+p' _. fy
00 ,0268 + 0,0040
1 52
275 5 0 02955 - • ,4 400
=0' 02955 > p = 0'0170 Seton Bertulang
a
=
M.fy- As' fs 0,85f'cb
=
3280 * 400-775 * 304 0,85 * 35 * 350
= 103,375 mm Mn
=As. Fy - As'. fs' (d- a/2) +As' . fs' (d- d')
Mn
=(3280 * 400 - 775 * 304) (550 (775 * 304) (550- 65)
*
103,375 I 2) *
1 1000*1000
l + 1000* 1000
=650.659515 KNrn '
= 650,6 KN m Mn
=Mn
= 0,8 * 650,6 = 520,5 KN-m Contoh Soal - 5 Perencanaan Penampang Tul angan Rangkap Akibat Lentur
Mo . ML 660 mm
OKN - m OKN - m
f'c d'
fy d
=400MPa = 66'0 mm
As
300 rnm
Solusi: Mn
= I ,2 * 270 + 1,6 * 530 = 1172 KNm
Mu 1172 Mnperlu = - = - - = 1465 KNm f/J . 0,8
Bab 3_Kolom
1 53
Xb
£ cu
* d=
= - -c: cu
Xmax = 0,75
+£ y
0,003 *660 400 0003+ ' 200000
= 396 mm
* 396
= 297mm Cmax = 0,85 f'c b ~ 1 X
=o,ss * 34 * 350 * o,s * 297. w- 3 =2403,32 KN Asfy As
Mn
=C 2403,320 = --400 =6008,3 mm2 = Asfy(d - Y2 a)
=2403,32 (660- Y2 * o,8 * 297) * w- 3
= 1300,6R KNm b.M
= 1465 -
< Mn vol = 1465 KNm
1300,68
= 164,32 KNm Csperlu
= -6.M- = d - d'
164,32 * 1000 1,60 - 80
= 283,3 KN
Cek tulangan tekan pada X= 297, apakah sudah leleh?
Es'
= 297 -
80
297
*0 003 '
= 0,002192 > £y = 0,002 OK leleh
1 54
Cs
=As' (fy - 0,85 f'c)
As'
=
Es .fy - 0,85f'c
=
283300 = 763 4 mm 2 400 - 0,85*34 '
Beton Bertu lang
Tmax
=Ccmax + Cs =2403 ,32 + 243,3 = 2686,62 KN
Asperlu
= -T = -2686,62 - fy
400
=67 16,65 mm cs' ;::: cy T
= p. b. d. fy
Cc
= 0,85 f'c ~~
Cs
= (fy- 0,85 f'c) p' b d
T
=Cc+C
X
= o.s~~f'c[p-
cs'
= &cu(x -d')
*d
X
atau
X ;:::
;::: ey 600(x-d') ;::: fy
X
600d' 600- fy
600d' ;::: fyd 600 - .fy 0,85/3 1f' C
p
p'(I-o,s;·c )]
[p-p'(
1_0,85f' cJJ
fy
_,(t -
0,85f'cJ ;::: fyd ·[ _ '(l- 0,85f'cJJ fy 0,85/3 J'c p P fy
p
Contoh Soal - 6 Data- data: f'c
= 220 kg I cm2 (beton)
fy
=2800 kg I cm2 (baja)
Bab 3_Kolom
1
55
kondisi balance: £sb cCU
2800 =0,00133(ba·a) 2 1* 106 ~ ' =0,0030 (batang)
=
tulangan simetris 10 # 32 mm 4> 32 mm Aist
.
= -1l4 (32) "- =8,042 cm?
Pertanyaan: Tentukan gaya normal tekan balanced,
156
Seton Bertulang
Pn
= Pu
dengan Pb (eksensitas balanced)
f/J
Terjadi momen lentur di sumbu kolom dengan cara kesetimbangan (statika dasar) Dengan memperhitungkan pengaruh beton yang ditempuh tulangan tekan.
Cs,
= 4 (8,042) (2800- 0,85
* 220)
= 84055 kg
Cs2
= 2 (8,042) (1556 - 0,85
* 220)
= 22019 kg Cc
= 0,85 (220) (0,30) (37 ,41) (50) = 279827 kg
T
= 4 (8,042) (2800) = 90070
'LV
=0
Xb
=
0,0030 *54 0,0030 + 0,00133
= 37,4 1 cm ab
= 0,8 *37,4 1
= 29,93 cm f's2
= £S2. Es * 106
= 0,00074 1 * 2, l = 1556 kg/cm
2
= (37 ,4!- 30 ) * 0 003 =0,000741 30
Pn
'
=Pb = 295,83 ton
Bab 3_Kolom
1 57
Eksentrisitas balanced , eb, dilakukan :EM Eb
=
84,015(24) + 22,014(0) + 279,827(15,035) + 90,07 (24) 295,83
= 28,35 cm Sehi ngga Mb
=295,83 * (28,35 * 10 - 2 ) = 83,87 ton meter
3.2
Perencanaan Kolom
Pastikan kolom brace frame I unbrace frame LE/ - . -kolom ' L - • H 1tung fj/ = -L=:E1 - -balok L
Cara menghitung El fc' (MPa) Kolom:
Ec = 4700 ES
ff
=200.000
Mpa
Mpa
El = 0.2 Ec . Jg + Es . Is } Ambit yang besar
El = 0.4 Ec . Ig Bal,ok:
Icr Blk = 'h Ig Ig = 1/12 bh3
El blk = Ec . Icr From salmon ha! 69 Faktor panjang efektif
KS 1 (brace frame) K 1 (unbrace frame)
•
lu cara nilai K r
r = 0.3 h kolom sengkang
r =0.25 h kolom spiral
158
Seton Bertulang
termasuk kolom pendek bila: _ M 18 untuk brace frame K lu :::; 34 12 r M 28 untuk unbarce frame
IM 2b I > IMtb I emin
M 18
=Et>
kurva tunggal 0 kurva)?anda
M2B
= ( 15 + 0.03h) mm
perhitungan kolom pendek Pn
emin :::;
Pu
Mu
=-
eperlu
f/J
e :::; 0.1 h
=-
Pu
beban konsentris
Pn = 0.8 [0.85 fc' (Ag- Ast) + Ast. Fy] e
> emin
K= E H
=
f/JMn fc'.Ag.h Dengan y, fc', fy dari Mn diagram didapat p.
K
=
f/JPn fc'.Ag
Ast= p. Ag bila p > 8% ukuran kolom diperbesar.
KONTROL RET AK (BEAM~ SLAB) Dibatasi dengan nilai Z
Z
= fsVdc.A
Fs
=60% fy (ACI-10.6.4)
de
= jarak serat tarik beton ke pusat tulangan tarik paling bawah
A
=----
Bab 3_Kolom
Ae m
2ds.b m
159
Os m Z
= jarak serat tarik beton ke pusat kumpulan tulangan tarik = jumlah tulangan tarik
batas ~
Zhalas ~
30 MN I m (interior)
25 MNim (exterior)
Nb: Zbatas ZbaUlS
(interior) diperhitungkan untuk lebar retak 0.016 inci (041 mm) (exterior) 0.013 inci (0.3 1 mm)
CATATAN Concrete:
E
=2.1
v
= 0.2 (pbs '71)
* 105 kglcm 2
beton normal y = 2200 - 2500 kglm3
= 1 .10·5 I 0c beton ri ngan y~ '1900 kglm 3
=10° c between part
y
=2.4 Tlm 3 = 15° c environment
V
= 2.1 * 106 kg/cm2 =0.3 (pbbi)
y
= 7.85 Tlm 3
Steel: E
160
~T
Seton Bertulang
a
= 12 .10·6 I 0c
~T
= 15° c between part= 30° c environment
LEKATAN BETON DENGAN STEEL Oup
= 4<1> .Jabk'
<1> = Reduction factor= 0.65
= (ksi)
o bk
= compresive strength (ksi)
3. 3 Aneka
Ragam Soal diambil dari Buku Reinforced Concrete Design , CHU - KIA WANG dan CHARLES G SALMON
Contoh Soal - 1 Determine the compressive service load that the column may be ommitted to carry at an eccentricity cy = 0,1 * h = I ,8 in., according to strength design 1 procedures. Asume that load and live load are aqua!. Use f c = 3000 Psi and fy = 40000 Psi. Use basic principles of statics to abtain solution, considering the effect 'Jf compression concrete displaced by steel ; compare the result with that obtained by the Whitney formula, Eq. ( 13.14.8 ), and compare with the maximum Pn given by ACI - 10.3.5.
(a) Use Basic Statics. Assume Comp. Steel Yields Cs
1
=As * (fy - 0,85*f1c) = 3,0 * ( 40- 0,85 * 3 ) = 3,0 * ( 40 - 2,55 ) = 112,35k
Cc
* a = 0,85 * 3 * 18 * a = 45,9 * a OK ......... 0,85 * 45,9 * X 1
= 0,85 * ( f c ) * b
= 39,0 *X T
= As*0,003 *(X - 15)(29000)= 26 I *(X - 15)
X
Bab 3_Kolom
X
1 6 1
·:. l ·:. T t___. 1 : ' 6 - t9
.___•_-T-i'__
0,003
LM
A!30UT
1,811
Pn = 0
15 26 1 *(X ) * 7 8 -- 0 112 ,35 * 4 '2 + (( 39 '0 * X ) * ( 7 '2 - 0 ' 425 * X )) X ' 3 2 c47 1* x ) + c280,8 * X ) - c 16,575 * X ) - c2035,8 * x ) + c30,537 )= o X3 - 16.95
* X2 + 94.3 * X - 1843 - 0 -Neglects Displaced conrete At T, which is actually compression.
1- 16,75
+ 17,56 +0,61 X Cs
+ 94,3 + 10,7 + 105,0
= 17,5611 = 112,35 k
2 56 c:s = 0.003 * - · - < c:y 17,56
Cc
162
-1843 + 1843
~
0
Considering Dis~1 aced Concrete at T; X3 - c 16,94 * x- ) + c90,72 * x ) 1841,65 = 0 X =17 696 11 Pn = 834,86 k ( Computer Solution )
.
= 39,0 * 17,56 =685 k
Seton Bertulang
261 * 2,56 = -- 17,56
T
= 38,0 k = 112,35 + 685 + 38,0 = 835,4 k
Pn
0 ,7
* 835,4 = 1,4 * !_ + 1,7 * p 2
2
= 1,55 * p Pw
= 377 k
(b) Whitney Formula
Pn
=
b*h* f 1c
As 1 * .fy
e 1+ 0,5 d- d
+
3*h2*e+ 1,18 d
=
3*40
324*3 + 3* 8* 8 1,8+0,5 I I, +1,18 12 15 2
= 184,8 + 60,2 =787k (c) ACI - 318-77 Maximum ACI- 10.3.5.1. Pn max = 0,85*(0,85* f 1c*(Ag - Ast)+(jy*Ast))
=0,85 * Po = 0,85 * 1050 = 893 k
Bab 3_ Kolom
1 63
Ultimate Strength Interaction
__ ~ A~I - 318 - 77 ; Pn max
=893k
)11!5-r__;:_=~::!!.-:=.2..::::!......!~-- eb =8,2i P = 232,2 k ( X
1
=6, 1511 ) c = 9,0
11
10
•• 10 -# 11 •
0 00237 > ty
Cs2
164
Cc
Cs,
Beton Bertulang
Contoh Soal - 2 Determine the balanced condition Pb = U I in addition to eb with respect to bending about the strong axis for the column of the accompanying figure. Use the basic statics method with f c = 3000 Psi and fy =40000 Psi. a. Consider the effect of the compression concrete displaced by steel. b. Neglect the effect of the compression concrete displaced by steel. 1
Cs1
= ( 4* 1,56 ) * ( 40 ( 0,85 * 3 )) = 6 24 * ( 40 - 2 55 ) = 233 5k '
'
Cc
= 0,85 * 3 * 20 * 0,85 = 623 k
CsL
=2
T
= 6,24 * 40
'
* 14,38
* 1,56 * ( 14,5 -2,55) = 37,3 k
= 249,3 k 233,5 623,0 37,3 893,8 - 249,3
Pn
= Pb = 644.5 k -considering Effectof Displaced Concrete;
= 668 '7 1k eb = 623 * (12 - 6,11) + (233,5 * 9 )+ (249,3 * 9) = Mb
644,5
Bab 3_Kolom
3670 + 4350 = ,4511 12 644,5
165
Neglecting Effect of Displaced Concrete ; Cs, Cs2
=T; = 45,2 ph
= 623 + 45,2
=668~ =
3670 + 4480 668,2
= 12.20
11
Contoh Soal - 3 Using the basic statics method and taking account of the compression concrete displaced by steel, calculate and plot the Pn versus Mn interaction capacity diagram for the column of "Contoh Soal- 2". Take bending with respect to the strong axis (h = 24 in). Use f 1c = 3000 Psi and fy = 40000 Psi. To obtain points for the diagram, compute Pn for the following cases in addition to eh ( see "Contoh Soal- 2" ) e=O(Po)
(d)
e=0,7*h
=0,1 * h e =0,3 * h
(e)
e=h
e
(a) Find Po
166
(f)
e=0
Cs,
= 6,24 * ( 40 - 2,55) = 233,5
Cs2
= 3,12 * ( 40 - 2,55) = 116,75
C S3
= 6,24 * ( 40- 2,55 ) = 233,5
cc
= 0,85 * 3 * 24 * 20 - 1124,0 PO
- 1807.75k
e
-o
Beton Bertulang
(b) Find Pn At e
=0,1 * h;
e =2,4
11
Cs1 = 233,5k
C , = 3 12 * 0,003 *(X - 12,0) * 29000 s_ ' X =
c
2
~·5 (x -1 2,o)
= 6 24 * o,003*(X -2 t,o)*29000 = 543,o(x - 21 o) S3
Cc
:E M
Bab 3_Kolom
X
'
= 2,55 * 20 * 0,85 = 43,4 *X ABOUT
X
'
*X
Pn =0
167
233,5 *(9,0 -2,4) - (43,4 * X * (0,425* X -9,6)) -
2
~·5 *(X -
12,0) * 2,4
543 0 X • (x - 21,o) * 11,4 = o (1538 * X) - (18,43 *X3)+ (417 * X~)- (65 1 *X) + (7815) - (61 95 * X) + ( 130000) = 0 X3 - (22 ,65 * X 2) + (288 * X) - (7470) = 0;
Sehingga: X= 23,8
~ = 20,2'
11
;
1
1: M check
* 6,6 =
= 233,5k
+ 1540
=3, 12*( 40 -2,55)=116,75 k*2,4 = = 0,003 *
11 8 • 23,8
= 0,00149 > Ey
Cs3
= 6,24 * 10,23 Psi
Cc
= 43,4
* 23,8 Pn
Mu
= 63 8 k ' = 1033 k - 1447 k
*1 1,4 = + 728 * 0,5 = - 517 + 15 zO
=289,4 1k
(c) FindPn at e = 0,3
16 B
280
* h:
Cs ,
= 233,5
Cc
= 43,4 * X
e - 7,2
11
Seton Bertulang
Cs2
= 3,12 * 0·~03 * (x -12)* 29000 = ~
T
= 6,24 *
27
44
(X -12)
·~ * (21- X)* 29000 = 54~88 * (21 -
0 03
X)
23~5*(9-7,2) + 54288 *(21-X)*(9+ 7,2)-(4~4* X *(0,425* X - 4,8))X
27
~
44
*(X - 12)*7,2
=0
(420,3 * X) - ( 8794,66 * X) + (184687,78) - (18445 * X3) + (208,32 * X2 ) - (1954,37 *X)+ (23452,42) =0 (X3 )
Bab 3_ Kolom
- (
11,29 * X2) + (559,97 *X)- (11284,37) = 0 - 11,29
+ 559,97
+11284,37
+ 17,10 + 5,81
+ 99,35
+ 11274,37
+ 659,32
-10,0:::::0
169
Sehingga:
X
= 17, 111 ;
a
= 14,54 11 141 ' = 0 ,00247 > cy; = 0 ,003 * -171 ,
Cs1
= 233,5k
Cc
=43,4 * 17,1 =742,1 k =
27 144*~ , 17,1
= 80 96 k . , ,
T
39 = 542 88 * • = 123,8 k , 17,1
Pn
= 233,5 + ( 80,96 - 7,96) + 742,1 - 123,8 = 924,8 k;
Mn
= 554,9
Check L. M = 0
( 233,5
ABOUT·
lk
Cl
* 9) + ( 123,8 * 9) + ( 742,1 * ( 12 -
7,27 ))
=( 3215+3510)
= 6725 1k Pn
=
6725 7,2
= 934k::::: 925; Displaced Concrete at Cs2 was not Accounted for in X eqn
170
Beton Bertulang
11
(d) Find Pn at e =0,7 * h ; e = 16,8 > eb Cs =233,5k ( assumed) Cc
= 43,4 *X
T,
=249,3 k
T2
= 3,12 * 0·~03 *(12- X)*29000 = 27_i
LM
ABOUT·
44
* (12-
X)
=0
Pn
23~5*7,8+{43,4X *(0,425* X +4.8))- 27 l 44(12- X)* 16,8-(24Q3*2~8) = 0 X
< s2o * x ) + < 18,4 * x ) + c208 ( 54600 ) - ( 6435 * X ) = 0 3
cX 3 )
+ ( 11,3 ,~ X 2 )
-
* x2 ) + <4555 * x ) -
c 3,26 * x ) - 2967 = o
+ 11,3 + 11 ,48
3,3
- 2967
+ 261,5
+ 2965
+ 22,78
+ 258,2
sehingga:
X A
11
= 11 ' 48 ,• 11 = 9,77
es
8 8 = 0,003 * ,4 = 0,0022 > ey 11,48
Cs
= 2,335
Cc
= 43,4
T,
= 249,3
T2
= 27 1 44 *
OK
* 11,48 = 498,0 k
,
0 52 • 11,48
= 12,3 k
Bab 3_ Kolom
1 71
= 498,0 + 233,5 = 657 ' 9 1k
Pn
Mn
Check L M = 0
ARO UT
249,3 - 123 = 470k ;
( 233,5 + 249,3) * 9 = 4350 lk 498,0
Pn
* ( 12-4,89)
= 7895 = 470 16,8 =
tk
1
= 3545 k =7895 1k OK
=2,411 > eb
(e) Find Pn ate= h; e Cs
= 233,5k
Cc
=43,4 *X
(Assumed)
= 249,3k = 271,44 *(12 _ X) X I. M
ABOUT
Pn
=0
(23~5*1 5)+(43,4* X*(0,425+12))- 2 7l4 *(12-X)*24-(24Q3*33) =0 X
(3502,5 *X)+ (18,4 * X3) + (520,8 * X 2) + (65 14,6 * X)- (78,438)(8226,9 * X)
=0
x3 + c28,3 * X 2 ) + c97,3 * x ) - 4255 = o 1
1 72
+28 ,3
+ 97,3
- 4255
+ 9,42
+ 355
+4260
+ 37,72
+ 452,3
""'0
19,42 maka : X= 9,42
11
;
a= 8,00
11
Beton Bertulang
6 2 ,4 = 0,0020 > c_y 9,42
1
s
= 0,003 -
Cs
= 233,5 k
Cc
T,
= 43,4 * 9,42 = 408,8 = 249,3 k
T2
2 58 = 27144* • = 743k ' 9,42 ,
Pn
= 233,5 + 408,8 - 74,3
£
Check :EM= 0 9
k
* ( 233,5 + 249,3)
=4345
* ( 12 -4,00 )
= 3270
408,8
= 7615
=~; Mn
=637 lk
Pn
=
7618 24 =317,4 k
(f) Find Mn for Pn = 0
Cs Cc
= 233,5k = 43,4 ~' X
(Assumed)
=249,3k
= 271,44*(l 2 -X) X
:EF=O
( 233,5 ) + ( 43,4 * X) - ( 249,3)-
271 44 • * (12- X) == 0 X
( 233,5 *X)+ ( 43,4 * X2 ) - ( 249,3 *X)- ( 3257,28 ) + ( 27 1,44 * X ) = 0
Bab 3_ Kolom
173
+ ( 5,89 *X) + 6,2 + 12,09
-75,05
=0
~
:::.0;
Maka: X = 6,i1
+ 74,96 - 0,9
32 c 1s= 0,003*-'- =0,0155>cy 6,2 k
Revise T2= 3,12 * 40 = 124,8
:EF=O ( 542,8 *X)--'( 1628,64)- ( 15,91 *X)+ ( 43,4
a
* X 2 ) - ( 249,3 * X ) -
= 3,91
(124,8
* X) = 0
+ 3,52 *X
-37,53
+ 4,6
+ 37,35
+ 8,12
-0,18
=0 zO;
11
16 = 0003 * • ' 6,2 = 0,0104 > cy
OK
Cs1
= 6,24 * ( 30,26-2,55) = 172,9 k
Cc
= 43,4
Mn
=9
* 4,6 = 199,64 k
* ( 172,9 + 249,3) + ( 199,64 * ( 12 -
1,95 ))
= 3799,8 + 2006,4 = 5806,2 = 484lk 12
174
Beton Bertulang
Check L: F = 0
172,9 + 199,6 - 124,8 - 249,3
= 372,5-374,1
1--r
•
•
10 . #11
• •
I
11 • 20 •
•
,...
..,
_l
h= 3 11 f1c =3000 Psi fy =40000 Psi
100
200
300
400
500
600
700
Mn·:.
Bab 3_Kolom
17 5
P. 13.7 And P 13.8 Results Only
250
P = 686 k; e = 16,54°
200
400
600
1000
800
722 r~
=Mo
Mn ft- kips
Contoh Soal For the section of the accompanying figure, using ba. ic statics determine plot the interaction diagram of Pn - Mn for bending about the X - axis. Compute the balanced condition in addition to tho e point indicated for "Contoh soal- 2". Use f 1c = 3000 Psi and fy = 40000 Psi.
1 76
Beton Bertulang
1,5 0,375 0,635 2,51
(a) e
=0 PO
= ( 0,85
* f 1c * b *h)+
(As* ( fy- 0,85
* f 1c))
= ( 0,85*3 * 14 * 18 ) +(5 ,08*(40 -2,55)) = 642,6 + 190,2 (b) e =0 I
Cs
* h = L8 in = 2,54 * ( 40 -
=833 k
2,55 )
= 95, 1 k Cc
=0,85 * 3 * 14 * ( 0,85 *X) = 546, 1 k
0,003
Bab 3_Kolom
177
=
T
2,54*[ 0·~03 *(X - 15,49)*29000 - (0,85*3)] =24,3k
X 3 - 16,94 * X 2 + 103,3
(c) e
X
= 18,0 in
Pn
=665 k
* x - 2200 = o
=0.3 * h =5.4 in
Cc
Cs
~ 0,003
•I
I·X : \2,68 !
Cs
= 2,54
* ( 40 -
=95,1
k
2,55 )
= 30,34* X = 384,6 k
Cc
= 22l*(X -
T
X
L
15.49)
=_ 491 k '
Same as at 0, I *h but tension so there is no subtracted term X X
3
-
c84,7 * X 2 ) + ( 195,7 * x)- c3156) = o = 12,675 in
Pn=431 178
k
Seton Bertulang
(d) e =0,7
* h = 12,6 in
Cs
= 2,54 * ( 40 = 95,1
2,55 )
k
cc
=( 30,34* X) =208,4 k
T
= 2,54 * 40 = 101 ,6 k
x3 + c 84,7 * x)- 1o5,3 =o X
= 6,87 in
Pn
= 202 k
Bab 3_Kolom
1 7 9
(e)e=h=l8in
X= 4,43 11
Cs
= 2,54*[29000' 0,003* X
~2,51 -(0,85*3)]
= 89,2 k C
= 30,34* X= 134,3 k
T
= 2,54 * 40 = 101 ,6 k
X3 + (21,18
(f)
* X2 ) -
(
1,49 * X)-495,0=0
X Pn
= 4,43 in = 122 k
Cs
2 51 = 254*[87*(X - • ) , X
Mo
Cc T
255] =164k ' '
= 30,34 *X= 35,7 *a = 85,0 k
=2,54 * 40 = l01,6k
X2 + ( 3,72 * X) - 18,28 = 0 ; maka : X= 2,80 11 Mn
1 80
;
a= 2,38
11
1 = [85,0*(15,49 -1,19)+(16,4*12,98)]*- = 119 1k 12
Seton Bertulang
Po:::: 833 ~
Nomin,al Streng~_h
P;..
Mo = 119 1k
Nominal Strength, Mn
Contoh Soal- 5 For the section of "Contoh Seal - 4" detennine the nominal ultimate capacity Pn for an eccentricity of 5 in, with respect to the X axis. Use f 1c = 5000 Psi and fy = 60000 Psi.
Bab 3_Kolom
18 1
Cc
t:>..
Cs
~0,003
b~
Balanced Condition
xh
11
pb
= 9,17 = 426 k
Cb
= 9,95
11
Actual Condition T
= 29000 * 0,003 * lS,49 - X * 2,54 X
= 44 0 k '
182
Cs
= 2,54 * ( 60 = 141 ,6 k
Cc
= 14 * 0,85 = 614,8 k
( 0,85
* 5 ))
* S * 0,8 * X = 47,6 * X
Beton Bertulang
x3 - c w,o * X2 ) + c 122,3 * x ) - 2065,7 = o X
= 12,92
Pn
=~ =~
Mn
11
Contoh Soal - 6 Using basic principles, determine the nominal, ultimate capacity Pn for an 1 eccentricity of 30 in, on the column of the accompanying figure. Use f c = 3500 Psi and fy =40000 Psi.
Bab 3_Kolom
183
Assume Tension Controls Cc
= 0,85
Cs
=2
* 3,5 * 16 * * 0,85 * X ) = 40,5 * X
* 0,6 * ( 40 -
2,97 ) = 44,4
L =2
k
Assumes Yield
* 0,6 * 40 = 48,0 k
L
Assumes Yield
= 2 * 1,56 * 40 = 124 ' 8 k
L. M ABOUT Pn ((40,5 * X ) * ( 15 + 0,425 42) =0
* X )) + ( 44,4 * 17,3 1 ) -
( 48 * 30) -( 12,48
*
c607,5 * x) + c 11,2 * X2 ) +770 -1 440-5290= 0 2 2 X + c35,3 * x ) + c 17,65 ) = 346 + 311 ,5 X
= .J657,5 -1 7,65 = 8,01 in = 0,003 *5 70 8,0 1 , = 0,00214 > ey ......... OK
0,003 es At T2 -- - * 6 , 99 > ey ......... OK 8,01
Pn
1 B4
= ( 405 * 8,01) + 44,4-48- 124,8 = 196 k
Seton Bertulang
Contoh Soal - 7 Design a square tied column with symmetrical reinforcement of about 3,5% to carry a dead load of P = 200 kips and M= 75 ft-kips and live load of P = 1 175 kips and M = 65 ft-kips. Use 1- in, increments with f c 4000 Psi and fy =50000 Psi.
=
- (1,4*200)+(1,7*175) 0,70
Reqd: Pn
= 825 k Reqd: Mn
- (1,4*75)+(1 ,7*65) 0,70
=308 k e= (308*12) = 448 11 825 ,
(a) Determine size for balanced section
xb
= ( 3 + 31,73 ) * d =o,635 * d
ab
=0,85 * Xb =0,85 * 0,635 * d
Pb
= 0,540 * d =Cc+Cs -
T
Since Cs ""'T assuming Cs yields and neglecting displaced concrete Pb
=0,85 * f 1c * b * ~
=0,85 * 4 * b * ( 0,504 * d ) = 1,835 * b * d =825; b*d
825 1,835 = 450 sg.in
Bab 3_Kolom
185
Assuming d :::: 0,9 * h ; b *h =
450 = 500 sg.in balanced 0,9
Try column w ith Ag < 500 ; :. Compression controls
(b)Est "LO" Use Eq ( 13.14,19) to get trial section
4 48 !!... :::: • = 0224· Say 0,2 h 20 , d- d 1 =- h
15 = - Say 0,75 20 d = - = 0 875 h
Pn
= Ag *
'
f 1c 3
e
-J:' * -+ 118 '='- h ,
186
825
= Ag*
Ag
. = -825 = 259 sq.tn 3,18
P * !Y
K(e) + 1 - *-
+2
r
h
4 + i035* 50 =Ag*(2,04+1 ,1 4 ) '2 *0,2+ 1,18 -*0,2+ 1 0,75 ( 0,875) 3
Beton Bertulang
rl
I
1
Cs2
:4 I
c;::;:==='"" I I
. •.. .
~.
..___ X= 13,14
Try 17
11
11
0,003
0,00243
--j
col.:
4 8 e = ,4 = 0 264 · h 17 ' '
12
- = 071 'Y =17 ) ·,
~=
14 5 • = 0,854 17
825
ReqdAg = - -1,77 + 1,12
= 285 sq.in. Bab 3_Kolom
187
Could use 17 11 ; 18 is better dimension.
11
Try 18 11 column ;
As
= 0,0035 * 259 = 9,08
4 8 !!._ = ,4 = 0 249· h 18 ' '
'Y
= 13,02 = 0 725 . 18 , '
): ...,
= 15,51 = 0 863 18 '
Pn
= 324 *
[~+ 0,028*50]= 865 k 2,18
1,687
If only 6 bars are used in formu la; Pn
= 324 * ( 1,835 + 0,65 ) = 806 k < 825 k ; Reqd
Probably OK Check by Statics Cs 1 = 165,0k
= 3,54 * ( 50 - 3,4)
·~
0 03
* (x
- 9) * 29000 - 3,4
Cs2
= 48,1 k = 2,0* [
T
=- 55,5 = - 3,54 * [
c
=0,85*4*0,85*13, 14 *18
·~
0 03
J
* (15,51- X)* 29000]
= 683,7 k = 0,85 * f 1c * 0,85 * X
188
Beton Bertulang
X 3 - (10,64 X= l 3,14 11 Pn
* X 2 )+ (171 ,83 * x)- 2691 ,8 = o
= 683 ,7 + 165,0 + 48, 1-55,5 = 841,3 k > 825
k .......... OK
Use 18* 18sectionwith4-#10and4 As Shown above.
#9
Contoh soal - 8 Redesign the column of "Contoh Soal- 7" using a rectangular column not over 15 in wide instead of asquare column. Required : 3,5 % reinforcement; dead load P = 200 kips and M = 75 ft-kips; live load P = 175 kips and M = 65 ft-k ips; I- in, increments; f 1c = 4000 Psi; fy = 50000 Psi. - (1,4*200)+(1,7* 175) 0,70
Reqd:Pn
= 825
k
- (1,4*75)+(1,7* 65) 0,70
Reqd: Mn
= 308 k - (308*12) 825
e
= 4,475
11
Balanced Condition =
0,003 *d 0,003 + 0,001724
=0,635 * d Pb "'"Cc assuming Cs = T pb
:= 0,85 * f 1c * b * ( 0,85 * xb )= 0,85 * 4 * 0,85 * 0,635 * b * d =
1,835 Bab 3_Kolom
*b *d
189
For Pb
b
=825 k
* d ( balanced )
825 = -1,835
=450 sq.in = 450 = 3011.
d ( balanced )
15
h=
'
For section smaller than about 15
30
09 '
= 33 '4 11
* 33,4, compression will likely control.
Use Eq ( 13.14.9) to examine what size is needed for pg"" 3,5%
Compression Controls:
Pn
=Aa * "
e Est. h
=0,2; =
=
Pn
d-d 1 h
cl h
=0,8 ;
=0,854
= 825 =Ao * 0
4
3
-( )2 *0,2+ 1,18
0035*50
+ ;
0,9
825
19 0
*[
=A g
- *0,2 + 1 0,8
4,0 + 1,75] = 3 249 *A 1,921 1,50 ' g
Seton Bertu lang
825 11 = 254 • 3,249 '
Reqd: A = g
h = 254 = 16 911 15 '
For 15
* 18
4 475 = 0 249· Est. !!._ = • h 18 ' '
825 =A
"{ =
13 -=0 72. 18 ' '
~ = 15,5 = 0 86 ]8
'
1 75
40
• + • ]= 2,863 *A * [ 1,92 g 1 1,69 g
Reqd : 825
= 2,863 = 288 11 . '
h
= 19 '2 11
· As
= 0,035
* 288
=10,1 sq.in Since formula is conservative when well up in the compression controls region , Try 15
* 18 wi th
10-#9;
d1
11 =2437 , '•
d
= 15,563
11
Capacity by statics; Pn = 809 k < 825 k ...... ... reqd within 2% ........ 0K Use h = 18 11 :
b = 15 11 ; with 10 - # 9 in two faces
It is preferable to use some bars in opposite faces as Bab 3_Kolom
19 1
Acceptable Choices Section 1 b * h; 15 * 18 0
Bars 10- # 9
2,437 15,56 809k
Mn 301 6 '
lk
X= 14,23 in
x3 - c10,65 * X2 ) + ( 234,2 * x ) - 4056 = o 2. 15
* 19
"10- # 9
2,437 16,56 830,5k 309,7 lk
( 4 bars each face ; 2 bars mid - depth )
Contoh Soal - 9
Redesign the column of "Contoh Soal - 7" as a spirally reinforced circular column. Required : 3,5% reinforcement; dead load P = 200 kips and M= 75 ft-kips; live load P = 175 kips and M= 65 ft-kips; l- in, increments ; f 1c = 4000 Psi ; fy = 50000 Psi. Reqd: Pn
=
(1,4*200)+(1,7*175) 578 = -0,75 0,75
=772 k
Reqd: Mn
= (1,4*75)+(1,7*65) = 215,5 0,75 0,75 = 308 k
e
= 287 * 12 = 4 47 11 772 '
0,8. h
192
Beton Bertulang
Balanced Condition; Using Equiv. rectanguler Xb=
0,003 *d 0,003 + 0,001724
= 0,635
* d "" ( 0,635 * ( 0,45 * h)) = 0,29 * h
Pb "" Cc assuming Cs "" T
Pb = 0 85 '
* f 1c * (
A,~~ J* 0'85 * Xb
08* h '
L.. b = 0,8*h Ag = 0,85 * 4 *
A g
* 0,85 * ( 0,29 * h )
0,8 * h = 1,05
* Ag
11
Ds"" h- 4 ./ .4 1,5 ll Cover+ bar dia d "" (2/3) * ( h - 4 ) + 0, 1 * h X = 0,57 - ( 8/3 )
Say: 0,45
*h
2
tr* h If: Pn = Pb , then 735 11 = - 4
h = 30,6 11 for balanced
Desire Smaller Column; :.Compression Control ! Use Eq. ( 13.15.1)
For Preliminary size.
A *fl.
Pn
c
1:
=Aae *
9,6* el
--=---...,..-------'--/..:...: hh_...,..,..- + 118
(o,8 + (o,67 *
pg
ny,JY '
+ p 11 *p g *fy 3* el I h +1
D:ltz
= 0,035 ( Desire as per statement of prob)
!!_ = 4 ,4? =z025· Ds z08 h h ' ' h '
Lsay 20 11 or so
Bab 3_Kolom
193
*
Pn
-A g
Pn
= Ao * e
4,0
0,035 *50
9,6 * 0,25 + 1,18 (o,8Y *(t,67Y
3 * 0,25 + 1 o,8
------~-----+-------
1 75 0 fI 24 •52 + · ] = Ag * ( 1,585 + 0 ,90) J 937 ' ' '-
= 2,485 * Ag = 772 = 31011. 2,48 ' h
= 19,9
11
11 Try h = 20 ;As= 0,035
* 3 14 =
110
11 - # 9 9 - # 10 ( 11 ,42) 7 - # 1 ] ( ] 0,9)
11
With 7- # 11
p8
= 0,0347
Recheck By Eq (13 . 15.1)
!:. = h
4 47 • = 0 2235· 20 ' '
__ Ds _ 20 -3-0,75 - 1,41 =0,74
h
40 1 735 ] =314 = 314*[ • + • 2,45 1,905
Pn
20
* ( 1,63 +0,91)
= (314 * 2,54) = 799k > 772 k Use h = 20 11 Diameter with 7- # 11
Statics Using equivalent rectangle: 11
20 dia; 7- # 11, equiv. rect. h = 16 b
1 94
= 19' 6
11
11
;
•
'
Seton Bertulang
=3, 13 11,• = 12,87
11
x 3 - c8,31 * x 2 ) + c 180,4 * x) -
2376,2 = o;
11
X
= 11,18
Pn
= 816,3 k > 772 k ... .. .... .OK
20 11 dia; 8 - # I 0 Pn
= 797,9 k > 772 k ......... OK
Contoh Soal - 10 Design a square tied column with symmetrical reinforcement of about 4% to carry a dead load of P = 225 kips and M= 220 ft-kips and a live load of P 1 = 200 kips and M= 190 ft-kips . Use 1- in , increments with f c = 4000 Psi and fy = 40000 Psi.
=
Reqd: Pn
(1,4 * 225) + (1,7 * 200) 655 = -0,70 0,70
= 935
k
Reqd: Mn
=2 =902 kf
e
=---
902 * 12 935 = 11 ,57 u
For Balance:
= Cs
0,003 *d 0,003 + 0,00 138
=A's
* ( fy-(0,85 * f 1c))
= A Is
* ( 40 -
3,4 )
= 36,6 *A's Bab 3_ Kolom
19
s
* fy = 40,0 * As
T
= As
Cc
= 0,85 * f 1c * b
* ( 0,85) * 0,685 *d )
*b*d
= 1,977
=Cc+ Cs - T = (1 ,977 * b *d) - ( 3,4 * ( 0,02 * b * h) If : d b and 935
= 0,9 * h; =h; = 935
k
= ( I ,977 = 1,848
* 0,9 * h2 ) -
(
2
3,4 * (0,02) * h
* h2
= 935 = 506· 1,848 ' h
= 22,5
11
Try smaller section so that compression conytol.
Use Eg. ( 13, 14.9) to betler estimate size;
Pn
=A • g
Use 21
11
r
I
+ p' • fy
Ic
l;, ·~+ l,l8 ~·(~) + !
as basis for ratios;
= d - d I = .!i = 0 7 62 ' h 21 ' '
e h
196
=
1
~~
7
= 0,55;
~ = !._ = 18'5 = 0 88
..,
h
21
'
( May be high enough for tension controls)
Beton Bertulang
Pn
4
-A g*
3 2 (
0,88)
0,044*40 + 2 *0,55 + 1,18 --*0,55 + 1 0,762
=A8 * ( 1,205 + 0,657) =1,862 * Ag 935 =-1,862
Reqd.: Ag
= 502 sq.in;
=22 11 +
h
Appears that section with be nearly balanced when pg = 0,04 compression controls formula is not conservative in this range near the balanced condition. Try 23
11
* 23 11 ;
As = 0,04
* 502 = 20 ll+ sq.in
Try 14 - # 11 ; As =21 ,84 Statics Check; Cst
=5
* 1,56 * 36,6 = 285,5 k
= 3,12*87*(X -7,71) = (271,5* x) - 2090
X
X
= 116,8 k
= 3,12*87*(X-15,30)= (271,5*X) -4150 =- 354 k X
X
'
= 5 * I ,56 * 40 =312 k Cc
Bab 3_Kolom
=0,85 * 4 * 23 * ( 0,85 * X ) =66,4 * X =898 k
197
I 11 11
T,
Ill Ill Il lI
Tz
Cs1
Cc
:E M
ABOUT
Pn
=0
(285,5 *X *2,78)+(271,5 * X- 2090)*7,78+(27L5 *X -4150)* 15,37 - 3 12 * (20,37)* X + (66,4 * X 2 * (0,425 *X+ 0,07 )) = 0 3
X + co, 165 X= 13,52
* X2 ) + c2,57 * x ) - 2850 = o ;
11
Pn = 285,5 + 116,8 - 35,4 - 3 12 + 898 = 953 k > 935 k ... ..... reqd ... .. ..OK Use 23
* 23 with 14- #
lO
24 * 24 with 16 - # 10 ( 6 in outer faces, d1 = 2,51 11 2 at 6 from outer layers
198
11
);
Pn = l016,8k
Seton Bertulang
1
24 * 24 with 14- # 10 ( 5 in outer faces, d = 2,51
11
);
Pn = 937,5
k
2 at 6 11 from outer layers Good Alternative; 24*24with14-#10
Contoh Soal - 11 Redesign the column of "Contoh Soal - 10" as a spirally reinforced circular column. Required : 4% reinforcement ; dead load P = 225 kips and M = 220 ft-kips; live load P = 200 kips and M= 190 ft-kips; l- in, increments; f 1c = 4000 Psi ;
fy = 40000 Psi.
= (1,4*225)+(1,7 *200)= 655 0,75 0,75
Reqd: Pn
= 874 k Reqd: Mn
631 = (1,4*220)+(1,7*190) =- 0,75 0,75
=842 k e
=
842 *12 874
= 11 ,57 11
For Balance;
=
3 *d 3+ 1,38
= 0,685
Bab 3_Kolom
*d
199
Assume : Pb z Cc -- 0 , 85 * f 1c *A seg.
Reqd: A seg
874 0,85*4
= - --
= 257 = 0,582 * d
ao
Say: d
= 0,8 * h
ab
=0,582 * ( 0,8 ) * hb
Fig. 13.13.4;
= 0,465;
11 Find Coeff A
seg
= 0,36
= 0,36"' hb 2 ;
Req d · : hb-"
257
= 0 36 =7 15 ·' '
200
h
= 26 71! '
Seton Bertulang
Try 26 11 - Compression Probably Controls : Use Eq. ( 13.15. I ) 1
Ax * f c 96*h*e
Ast * fy +--....::....::...3*e ' ? + 1,18 - + 1,00 (0,8*h+0,67*Ds)Ds
Pn
=
Pn
f'c Pg * fy= A * ______;;_-:----+ ----"--,-
9 6* el
11
'
lh
(o,8 + 0,67 * D~y
3* el _ /_hh +1 00
+118
'
D~
'
For Design Use
Estimate:
e = 11,57 = 0 445 . 26
h
Ds
= 26 -
h
874
874
'
'
3 - 0,75-1,0 = 21,25 26 26
=Ag
=A
*
h
Bab 3_Kolom
=
'
40
0 04*40
'
+--'---
9,6*0,445 + 1,18 2 (0,8 + 0,67 * (0,818 ))
3*0,445 +1,00 0,818
6 *[~+_!_.· ]= 1'743 * Aa ~ 3 531 2 63 0
'
=
=0818
874 1,743
'
= 50011
~50~*4 = 25,311 201
As = 0,04 * 500
= 20,0 11
9 - # 14
As =20,2
13 - # 11
As = 20,3
16 - # 10
As = 20,35 11
M ax. Bars in 26 Dia.Col -
20- # 9
As = 20,2
Try 26 11 Dia.Co l W ith 16 - # 10 Statics on Equi v. Rectangle
Pn = 866,8 k < 874 k Reqd but within 1% . . .. OK Coumputer Solid X= 12 '06 11 ·, 11 Very Slight! · n Cqptrols Xb = 12,03
Use 26 11 Di a. Col. Wi th 16 - # 10 B ars
Contoh Soal - 12 Des ign a square tied column with about 4 % reinforcement to carry a dead load of P = 250 kips and M = 90 fl-kips, and a live load of P = 185 kips and M= 70 ft-kips. Use 1-in, increments with f 1c = 4000 Psi and fy = 60000 Psi.
Reqd:Pn
= (1 ,4 * 250)+(1,7* 185) = 0,70
Reqd : Mn
20 2
= (1,4* 90)+(1,7* 70) = 0,70
665 = 950 0,70
k
245 =350k 0,70
Seton Berlulang
e
350 * 12 = - -950 =442 11 '
Balance Condition: 0,003 *d 0,003 + 0,001 38
=
= 0,592 * d Assuming Cs
z
T;
Pn =Cc =Pb at balance pb
= 950 = 0,85
* f 1c * b * ( 0,85 * x
b)
* 4 * 0,85 * 0,592 * b * d =I ,705 * b * d = 0,85
b*d
=
950 = 557 sq.in· b 1,705 '
*h
=
557 = 620 0,9
11
Since Smaller Section is Desired, Compression Control ;
Estimate Size Using Eg ( 13.14.9) U se 20
11
f
. . . or estnnatmg ratios;
4 2 !!._ = ,4 = 0 22· h 20 ' ,
Pn
Bab 3_Kolom
= Ag *
):. =
"
!!... =17 '5 = 0 87 5. h
20
'
'
075 r =d -hd ' = _!2.= 20 '
'c _ ____.:I:___ + PK * !Y l_ * ~ + 1,18 ~2 h
~ * (!!._) + 1
r
h
203
4
-A g * - -- -- - -+
950
3
* 0,22 + 1,18
(o,875Y
0 04*60 ' 2 - - *0,22+ 1 o,7s
= A * ( 4,0 + 2,4) = 3,47 * A g 2,04 1,59 g 950 . 11 Reqd. Ag = - - = 274 sq.tn; h = 16,5 square 3,47 Try h = 1711 4 2 !!._ = ,4 h 17
=0 26· '
'
=Ag *(~ + 2•4 ) =316*A · 2,248 1,74 , g.
950
12 r = - = 0,705 17
= !!:._ = 14,5 = 0 855· s h 17 ' ' t
Reqd : A 2 =300 sq. in -
= 17,3 11
h
Either h = 17 11 or 18 11 may work As
= 0,04 * 300 = 12,0 sq.in
10-#10; As=l2,70
Acceptable Choices (pilihan yang dapat diterima) Size 17
* 17
Bars 10- # 10
2,51
d
Layers
14,49
2
Pn
Mn
357 lk
OK
360,5 lk
OK
11
X= l337 X3 - ( 9,6 * X2 ) + ( 248,5 * x ) - 3997,5 = o 18*18
10 -#9 X = 14,19 X3 -
204
(
2
978,7 k
* X2 ) + ( 188,6 * x) -
3361,6 = o
2,44
15,56
11
10,78
Beton Bertulang
17*17
8-#11 X= 13,13
X 18 * 18
3
2,705
14,295
2
950,1 k
350,8 lk
OK
360,5 lk
OK
11
c9,58 * X2 ) + c242,8 * x)- 3800,3 = o
-
10-#9
2,44
15,56
930,3 k
3
( 4 in faces, 2 at mid- depth )2, 17% Low X = 13,54 11 X 3 - c 10,78 * x 2 ) + c 184,3 * x)- 3002,3 = o
Use 18 * 18 with 10 - # 9 ( # 4 above )
Contoh Soal - 13
\
Design a square tied column with symmetrical reinforcement of about 2% to carry a dead load of P = 25 kips and M= 125ft- kips and live load of P = 10 kips and M = 50 ft-kips . Use 1-in, increment f 1c = 4000 Psi and fy = 60000 Psi. Reqd: Pn
= (1,4*25) +(1,7*10) = 52 -0,70
=74,4 Reqd: Mn
0,70
k
·= (1,4*125)+(1,7*50)= 260 0,70 0,70
=372 k e
372 * 12 = --74,4
= 60 11 Certainly for this large eccentricity, tension will control. Use Eq. ( 13.16.7 ) to estimate size.
Bab 3_Kolom
205
Estimate: p = 0,5 * pg= 0,01 e1
= distance from tension steel I
-e =
d _ hi +e
12
d
d
d1 - "" 0 15 · d ' ' 74 4 · = b*d 3,4
1
e ::::::45 : : : -+2 d '
m=
fy
0,85 * j
IC
=
60 0,85 * 4
= 17,65
*{0,99 - 4,5+~(- 3,5) 2 + 0,02*[(16,65*0,85)+4,5]}
21,85 = b * cl* {- 3,51 + .JI2,25 + 0,373 } 21,85 = b Reqd: b
* d * ( - 3,51 + 3,5529) = 0,0429 * b * d
*d =
21,85 0,0429
= 510 sq.i n Say 24
Try 21
* 24 ;
b
* d = 21,5 * 24 = 515
* 21 p
t__=
= 0,01; £=18,5 - 10,5 +60 =367· d 18,5 ' ' d
2,5 18,5
=0,135; m
206
= 17,65
Seton Bertulang
21,85 =b* d * [
~- 2,68+~(- 2,67)
2
+0,02* [(16,65*0,865)+3,67] ]
* d * ( - 2,68 + 2,74) = b * d * 0,06
=b
Reqd. b * d =
21,85 0,06
= 365; 21 * 21; b*d=389 .. .. .. .. .0K
Determine Reinforcement: 1 Pn::::: Cc= 0,85 * f c *a* b 74,4
= 0,85 * 4 * a* 21;
a
=1,04
11
74 4 '
* ( 60 '0- lO' 5 +
1 04 • ) 2
= As
* 60,0 * ( 18,5 -
2,5 )
Pn
* (e-~ +~)
= As* fy
* ( d- d 1 );
Approx . Eqn L. M about Cc
Try: 10- # 8;
As
= 7,90
8 - # 9;
As
= 8,00
6- # 10;
As
=7,62
Bab 3_Kolom
207
Statics Check: I. 21
* 21 section, 10 - # 8 ( 3layers); d 1 = 2,375
x 3 + c 116,5 * x 2 ) - c 190,0 * x ) -
2. 21
= 4,18
Pn
= 77,2 k > 74,4 k
section,
;
d = 18,625
11
;
d = 18,561
11
1313,2 = o
11
X
* 21
11
. ....... OK
8- # 9 ( 3layers);
1
d = 2,439
11
x 3 + c 116,5 * X2 ) - c249,2 * x)- 1276,9 = o
3. 21
X
=4,44 11
Pn
= 77,4 k > 74,4 k
* 21
........ OK
section, 6- # 10 ( 2layers); d 1 = 2,51
11
;
d = 18,49 11
x 3 + c 116,5 * x 2 ) - c39,7 * x)- 1677,6 = o X
=3,58 11
Pn
= 74,4 k > 74,4 k Reqd......... OK
Preferred Choice (pilihan utama):
Use 21 in square with 8- # 9 208
Beton Bertulang
Contoh Soal- 14
Design a square tied column with about 4% reinforcement uniformy distributed around its sides. The loads are: dead load: P 225 kips, Mx 236 ft-kips, and Mv = 108 ft-kips, live load: P = 200 kips, Mx = 204 ft-kips, and Mv = 64 ft-kips ; Select 1 size in whole inches that are multiples of two, using f c = 4000 Psi and fy = 4000 Psi.
=
=
(a) Loads Reqd: Pn
= (1,4 * 225)+ (1,7 * 200) = 936 k 0,70
Reqd: Mnx
= (1,4*236)+(1,7*204) =967k 0,70
Reqd: Mnv
= (1,4*108)+(1,7*64) = 371 k 0,70
Reqd: ey
=
Reqd :ex
=
M/IX
P,, MIIY
P,,
= =
967 *12 936 371*12 936
= 12,41 in = 4,76 in
(b) Equivalent Mox
Equiv. Mox
~M,x+ M,, •(::: )*('1)
Estimate ~ ::::: 0,65 ; for square column with symmetrical reinforcement , Mox = Mov
967 + { 371 * I *
(I ~,~;s)}
Equiv. Mox
z
Equiv. ey
= M ox = 1167 * 12 = 15 0 in P,, 936 '
Bab 3_Kolom
= 1167 "
209
(c) Balanced Condition
xb
= d
*( ececey ) = +
0,003*d = 0,685 0,003 + 0,001 38
*
d
* f1c * b * ~~ * Xb * 4 * b * 0,85 * ( 0,685 * d ) 1,986 * b * d
Pb == Cc = 0,85 = 0,85
= For
Pb = 936 kips ;
. Ba Ianc ed : b* d == -936 = 472 sq.m 1,98 For
b*h = Ag=22x 22; d::::: 19,5;
Balanced: Ag =
472 0,89
=530 sq.in .
d = 0 89
h
'
23 x 23 Section
!!... = _!2. for balanced section= 0,65
h 23 This eccentricity ratio is likely section to be in the tension controls zone.
Assume tension controls ! Est. 26 x 26 for ratio Use Eq ( 13.16.7 )
Pn ~o.85*f'c*b*d*{-p+1-: +(1-:)' +2i(m-{1-~)+ :]} Estimate p = 0,02 (one - half gross percentage) Equiv. e
+ _e' == 23,5 -13+15 = 1085 d
~::::: d
21 0
23,5
25 · = 0 11· 23 ,5 ' '
'
m=
fy = 11 76 ' 0,85* f'c
Beton Bertulang
Pn=0,85*4
*b*d~0,02+ 1-1,085+~(-0,08~2 + O,o4(1Q76*0,89)+ 1,08~}
= 3,4 * b * d * {- 0,105 + ~0,007 + 0,426} = 1,88 * b
*d
For : !!:_ = 0,905 h Reqd. Ag =
936 = 550 sq.in; 1,88 * 0,905
23,5
X
23,5
Try 24 x 24 in tension controls formula! 1
Est.
_e = 21,4 - 12 + 15 = 14 1 21,4 ' d 1
_d = 1,5+0,5+0,65 = 0 12 214 ' d '
Pn
=
3,4*b*d*{-0,16+~0,444}
= I ,725 * b * d Reqd. Ag
936 1,725 *0,88
= -- - = 616 sq.in;
24,8 x 24,8
For Ag to equal 576 ( 24 x 24 ), p = 0,045
(d) Investigate 26 x 26 section- 1/P; Method
Reqd. As
=0,04 * 61 6
=24,6 sq.in Try 16- # 11;
As
= 24,96 sq.in
d1
=1,5 + 0,5+0,71
=2,7 1 in Bab 3_Kolom
2 1 1
Use interaction relationship for uniaxial bending , Pn - Mn . Computer Program CE x Comp For:
1
P; 1000
ey
= 12,41 in
~
Px = 1168 kips
ex
= 4,76 in
~
Py = 2109 kips
e
=0
]
~
P0 = 3212 kips
1
=-+--Px Pr P0 1000 1168
1000 2109
1000 3212
--=--+-----
P;
= 0,856 + 0,474-0.311
= 1,019 Provided: Pn ""'Pi
1000 =- =950 k >936 k ...... OK 1,019
Use 26 x 26 column shown above.
212
Beton Bertulang
(e) Investigate 26 x 26 section- Parmesi B Method.
q
=
p 11
* fy = 24,96 *(40) = 0 369 j 1c (26Y 4 '
Pn = 936 :;: O 29 P0 3212 ' find
From Fig. 13.23.11 d ;
~::::
0,62
From Fig. 13.23.12 967 A=062· Mnx = =075 · ... , , M ox 1288 , ,
Find M"y =0,47 M OY
LFrom Below answer on next sheet Using SP - 7; Chart 44
Pu
= j I C * b *t =
K
* P,1 0,7 * 936 = j I C * b * h 4 * 26 * 26
= 0,243
Pt *m = pg *m = ( 0,0369
* 11,76)
= 0,434 Find : K *!!... = t
Mu
j 1c*b*h 2
= 0,154 M OX
= 0,154*4*26*(26)2 = 0,154*4*26*(26)2 = 1288 lk cl>*12
0,7*12
At
Moy = 1288 lk Because of simmetry;
Bab 3_Kolom
.
Pn=936k
213
1168 936
e=l2,41 11
1288 lk
. Mn
Contoh Soal- 15 For the column of the accompanying figure, determine the nominal strength Pn at an eccentricity of21 in. Use f 1c =4000 Psi and fy = 50000 Psi. Apply the basic principles of statics. (a) Use the Whi tney - Hognestad equ ivalent system for the reinforcement along with the circular concrete section. (b) Use more exact treatment of the reinforcement in its correct position in the cross section.
2 14
Seton Bertulang
2
1
9
3
4
5
6
7 8
(a) Use Whitney - Hognestad Equivalent Rectangle
= 28- 3,0- ( 2 * 0,625 ) -
Ds
=22,057 d- d
1
= 3. * Ds =3. * 22 057 3
= 14 ,7 1 Bab 3_ Kolom
1,693
11
3
'
11
215
= ~ * 1l' * (28 4
= 615
r
11
1
e s Assumed> ey
50
- -- - " - - - ey= 29000 =0,00172
es= 0,003 *(18,55-X)
X
!Pn
llll~llr~ Cc
216
e- 11 ,2 u =9,8 11
Cs
* 4 * 27,5 * ( 0,85 *X)= 79,5 *X
Cc
= 0,85
Cs
= 18,0 * ( 50 -
T
= 180 *
87
X
( 0,85
* 4 )) =838,8 k
* (18 55 - X)= '
29000
X
- 1566
Beton Bertulang
L.M about load= 0 79,5* X(9,8+0,425* X)+(838,8*(9,8+3,84))-
~ *(9,8+18,55)
29 00
+ (1566 * (9,8 + 18,55)) = 0 X 3 + ( 23,06
* X 2) + ( 1653- X)- 24382 = 0 ;
maka:X= 11.81
11
c1s
=
0 003 *(1 1,81-3,84) = 0,00203 > cy ........... OK • 11,81
cy
=
0 003 · * (18,55 - 11,81) = 0,0017 < 0,00172 ........ OK 11,81
Cc
= 79,5
Cs
= 838,8
T
= 29000 -1566 11,81
* 11,81 = 938,5 k
= 894,1 < ( As * fy ) =900
Pn
= 938,5- 55,3 = 883,2 k
(b) Use more exact Treatment of the reinforcement in its correct position in the cross - section Assume X is between bars 5 and 6, say between l 0 11 - 14 11 T I= 2,25
* 50
T2= 4,5 *50 87
= 112,5 k = 225,0 k
T3. = 4,5 * X * (21 ' 8- X)
Bab 3_ Kolom
;
X = 14,04 11
112,5 225,0 =
391 5 ' *(21,80- X) X
216,4
217
T4 = 4,5 * ~ * (18,22- X)
=
4,5*~ *(14,00-X)
=
T5 =
C6 = 4,5* ~*(X - 9,78) C1 =
=
39 5 ;· *(18,22 - X)
116,6
3
~'5 *(14,00 -X )
-1,1
3
~'5 *(X -9,78)
118,8
4,5* [~ *(X -6,2)-3,4] = 39;'5 *(X - 6,2X)-15,3
Cs C9
=4,5*(50 -3,4) =210k =2,25*(50 -3,4) =105k
Cc
= 0,85 * 4 * A seg
203,3
= 3,4 * A seg
:E M about Pn = 0 Momof = 112,5 * ( 25,03 + 7) =- 3603,4 = 225 * ( 24,2 + 7) = - 7020,0 =
218
3
~'5 *(21,8 + 7)*(21,8 - X) = - 1 1~75 ' 2 *(21,8 - X)
Beton Bertulang
8221 5 391 5 • * (14,00+ 7)* (14,00 - X)= • * (14,00- X)
=
Ts
~·5 *(18,22+7)*(18,22-X)= - 9 ~ 3 ·6 *(18,22- X)
3
=
X
3
=
X
~· 5 *(9,78+7)*(X -9,78)= - 6~9 ,4 *(X -
9,78)
- 15,3 * 16,78 =- 256,7 3
=
~· 5 *(6,20+7)*(X -6,20) = - 5 ~ •8 *(X -6,20) 7
- 15,3 * 13,20 = - 202,0
= 210 * ( 3,80 + 7 )
C8
= + 2268,0 C9
= 105 * ( 2,97 + 7) = + 1046,9
Cc
=3,4 * A seg * ( 21 -
33340" ,.) -
637086 5 *(21o - x)) =0 X • + (34*A ' .
Trial a= 0,85 *X
Mo
X)
A
seg
A~·..:
1 I ,9
081*h 3 032*h2 ' ' 1l =0,425
I 1,95
0 815 * h3 0 325* h2 7 02
Bab 3_ Kolom
I.
708
11
'
I. I .
11
Der a
Der X
X=Mo 3 4* A *(? 1 0- -X ) , seg - '
11873,6
14,09 11 11 ,98
12111 ,1
14,0211 11 ,9 1
I
I
219
11
= 0,427
Cc
= 3,4
* ( 0,322* h2 ) = 858,3
Say X- 14 04 11 =- 112,5-225,0-216,4-116,6 + 1,1
Pn
+ 118,8 + 203,3 +
210 + 105 +Cc =826 k Considerably Lower Than Obtained By Equiv. Rect. Section ( P = 898 k)
Contoh Soal 16 L
Kami level
h = 6m
d'"' IOcm p
Kolom
d ., 70 cm h, =80 ~m
A s = A 's = 32 c m 2
PBf71
~
Beton : K300 B c~a
tulangan : V 32
Be rat sendiri balok clan kolom diabaikan Pe nampang sama seluruh balok dan kolom Load factor = 1,5 (PBI:7 1)
220
Beton Bertulang
Pertanyaan 1. Buatlah Interaction diagram penampang 2. Berapa Vmax yang bias dipikul oleh kolom 3. Akibat P max, cek gescr di potongan A-A dan tulan gi
Solusi:
Ea;:
+
os
3.5%<>
"'
'l
r---- - - -----~:-----!------r-
10
32
l'.w =
- ~:.
. lto.>Uy
a,.
'
,....
------ - If
-;~---------:_::::::: ----------C,.•
60
-- '
32" 10
I~
Ts
(a)
Balanced
I. a. Keadaan seimbang 8 ,-"
=
2780 2.lx 10 6
= 1,3 %o
3,5
v,h = 1,3+3,5 x70cm =51 ,04 cm
. .
Cc.b = 0,8 x 51.04 x 0,5 x 300 x 40 kg
= 244,992 ton = 245 ton
Bab 3_Kolom
221
Tulangan simetris, -7 sama-sama Jeleh -7
I:H = 0-7 N ,,,b = Cc,b = 244,99 ton
=C(,.( 802 -
O,SxSl,04 )+32x2780x60 2
= 101,36 ton = 101 ,4 ton
b. Hanya normal tekan saja -7
Nu,o
= (40x80-64) x 0,5x300+64x2780
=648,32 ton
=648 c. Lentur Murai -7
----------;r -- --
-- ----
- ---- ---.........----'""--'
32
(a}
£se =
Yu -JO
(b)
x3.5 o/on
Yu
2 22
Set on Bertulang
Cs = Yu -lO x 0,0035x2,1x106x32 Yu = 235200 Yu - lO Yu Ts = 32x2780 = 88960 kg Cc = 0,8 yu x 0,5 x 300 x 40 = 4800 yu
r.f
:I:H = 0 ~ = cc+CS Subtitusi dan penyelesaiannya memberikan yu = 11,64 cm
c.f
1 64 = • x235200=33149kg 11,64
Cc
= 4800 x 11 ,64 = 55872 kg
Mu
= 33 149 x 60 + 55872 ( 70 -
~ 1•64 ) kg cm
O,Sx
= 37,07 ton cm
2. Dari konstmksi yang ada
M1-1.u = Pu.L
~
& coba dengan beberapa harga sekarang dan
plot pada diagram
Pu =50 ton~
Mu= 100 ton m
~
titik(a)
~
Mu= 50 ton m
~
titik (b)
Pu = 25 ton
Bab 3_Kolom
223
Pu = 10 ton
~Mu=
Titik a, b, dan c
~
20 ton m~ titik c
dihubungkan (karena linear)
Didapat Mu yang dicari Mu= 46 ton m
~
~
:. Nu = Pu = 23 ton
23 :. P = - ton= 15, 33 ton. 1,5 3. Mencari dan menulangi Shear (geser) di AA Seperti bias a. 224
~
Seton Bertulang
Bab4
j
BRAKET /KONSOL PENDEK (CORBEL)
Bab 4_ 8rakeVKonsol Pendek (Corbe~
225
d Syarat: h
~
1
Nu~Vu
Nu ~0.2 Vu d
~2dt
d 1 = tin ggi manfaat tepat pacta ujung luar perletakan Vn max = Vumax t/J
~ 0.2f' cbw.d~ (800psi) bw.d
5.52 bw. D
lcntur * Penulangan Vu = 1.4 VoL + 1.7 VLL Mu
= 1115 Vu = Vu * a + Nu (h- d)
m
=
Nu
fy
0.85.fc'
Mf,p Rn
=
p
=~
hd 2
(I_JI_2~n
)
pm in = 0.04 fc'
j)r
reinforcement: Due to bending •
Af = p . b. d
Due to HRZ force An=
Nu
- -- f/J = 0.9
As=
f/Jfy
Take the
2/3 A vf + An Large } value
•
226
Due to verl force
Avf =
Vu t/J .fy.Jl
1-1= 1.
A =As + A n
Beton Bertulang
*
Penulangan horizontal Ah perlu;;::: 1/3 Avf Ah
=n * 11<1 1td2 * 2
n =jurnlah lapis tulangan Tulangan horisontal harus berada di 2/3 d.
* Tegangan lekat antara baja dan beton For <1> ~ D 36
~ = 16.753 ffr' db
Mpd;
fc' (Mpd);
db (mm) Tegangan lekat batas dari tulangan tekan dalam semua ukuran
~ = 1.08
ffi
~5.6Mpa
~56 kg/cm 2
H = 0.4 (2400)
*
* '0i 1t . d2
Geser friksi Steel bar (fy) Betonl
Assumsi } Bidang retak Beton U
Vn
Di cor pada umur berbeda
=A vf * fy * Jl
Bab 4_BrakeVKonsol Pendek {Corbe~
227
Dimana:
1.1
= 1A
beton yang dikasarkan
= 0.6 A beton yang tak dikasarkan
*
=1
beton normal
A
=0.85
beton ringan berpasir
A
-= 0.75 beton ringan total
Panjang penyaluran dasar untuk tulangan tarik Untuk tulangan ~ # 1 I (# 35 M)
4Jb
=0.019 A~= 0.058 db. fy -vfc'
Untuk tulangan # 14 (# 45 M) Ldb
=
26.Jy
ffi
Untuk tulangan # 18 (# 45 M)
4lb
34 ..fy
= ffi
U ntuk kawat berprofi l (tapi bukan kawat anyaman)
L db
=
0.36.db.Jy
ffi
Panjang penyaluran tulangan tarik
41
= ~b * faktor -
faktor ;: -: 300 mm.
Panjang penyaluran dasar untuk tulangan tekan = 0.24 fy.db
ffi
Ambil yang terbesar
= 0.044 fy. db Panjang penyaluran tulangan tekan
22 8
Ld
= Ldb * faktor- faktor
;: -: 200 mm
Seton Bertulang
*
T ingkat Daktilitas 2 (D aktili tas terbatas) •
K mm= 2 D esain balok fortal Terhadap lentur Mn . h = 1.2 Mo . b + 1.6 Mo . b = 1.05 (Mo. b + Mo) Te rhadap geser V n . b 1.05 (Vo . b+ Vo . b ± 4/k Vo . b)
=
•
•
D is ain kolom portal T e rhadap lentur T e rhadap aksial T erhadap geser
Mo .k= 1.05 (Mo . k +M L.k ±codNE. k ) No . k = 1.05 (No .k + NL. k ± ffidNE. k) Vn . k
= 1.05 (Vd. k +V L. k ±
ffid NE . k)
S yarat - syarat ya ng harus dipenuhi a. Pada balo k I . No . b :5: Ag. fc ' * 1/1 0 2. Ln 4d, kecuali untuk blh perangkat shear wall 3. b/h '2: 0.25 4. b '2: 200 m m b .be= ¥1 h
b d 5 . p "'): pI '2: 1.4 fy w. . pada sembarang tempa t
6. sengka ng pertam a S :5: 50 mm diukur dari muka kotom, 3 ;spas inya S :5: d/4; 10 db ; 24 ds :5: 300 m m :5: fy * As 1 bw (harus I kaki sengkang) 7. untuk daerah yang tak meme rlukan sengkang S max :5: d/2 pacta seluru h batang 8. sengkang terhitun g boleh di b. P ada kolom 1. bk a tau l1k ~ 250 mm 2. bk/ hk ~ 0.4 3. hk I bk S 25 4 . xp :5: 6 % clan p :5: cls untuk daerah sambun gan 5. sengkang harus d ipasang pada seluruh tin ggi kolom .
Bab 4_ BrakeVKonso l Pendek
(Corbe~
22 9
4. 1 Perencanaan Konsol Pendek Syarat konsol pendek
alht ~ l htmax 2y bila arla gaya Hrz hams dikontrol tegangan. Tarik pada tulangan pokok.
=
Langkah - langkah penulangan: cari M= Pu. a •
cari Cu=
h
-.==== 1.5M
2K oO"I>I:'b cr
< qmax = (I - 3)(7350 +a- bn) 0" bk =q . 2 Ko - . b . h (tulangan pokok)
• A
•
2205
=0
o- av
0" bk Amin = 0.03 b . ht . - -
o- av
Tulangan ge er 0" 1,
= 0.5 cr'bk
<1>
b. tetap
230
Seton Bertulang
er"
= 0.6 cr'bk
b. sementara
4.2 Contoh Soal Data yang didapatkan dari perencanaan suatu bangunan yang meliputi: 1. Denah dan sistem struktur bangunan 2. Gambar 1 : Denah struktur bangunan 3. Gambar 2: Denah struktur potongan A - A 4. Gambar 3 : Denah potongan B - B 5. Gambar 4 : Gambar Struktur Corbel 6. Dimensi untuk seluruh kolom 50 I 50 7. Dimensi seluruh balok 30 I 45 8. Tebal pelat Jantai 12 cm
B
B
Gambar 4.1 Oenah Struktur Bangunan
Bab 4_ BrakeVKonsol Pendek (Corbe~
2 31
Gambar 4.2 Potongan A - A
9m
12m
Gambar 4.3 Potongan B - B
232
Beton Bertulang
~~
Um _.1 Gambar 4.4 Struktur Corbel
Wilayah gempa bangunan berada Daerah tcmpat perencanaan Corbel yang akan dibangun masuk ke Zone 3, dengan jenis tanah lu nak. Data Pembebanan Karcna yang dianalisis aclalah Corbel maka yang akan dihitung beban gravitas i adalah beban yang akan bcrpengaruh terhadap perencanaan corbel saja.
1. Beban mati Berat scndiri Corbel ( 0,8
* 0,5 * 2400 )
Berat scncliri rei 0 Jumlah beban Mati
= 960 Kg = 145 Kg = 1105 Kg
2. Beban Hidup Bcban hiclup untuk Cm·hel adalah 200 Kg/m Bab 4_BrakeV Konsol Pendek ( Corbe~
233
Koefisien Reduksi adalah 1 ( untuk pabrik ) Maka beban hidupnya adalah 1 * 200 = 200 Kg/m Beban hidup keran P
~ V'*rL+G);{l - u) +
Dimana: L G
G ; }:
2 ... ....... ... ( 3. 1 )
= beban yang diangkat 50 ton = berat keran angkat 51 ton = bentang atau lebar bangunan 12 m
=berat keran seluruhnya 83 ton u
= jarak as rel ketengah- tcngah kerekan 2 m
p
= 12*{(50 + 51)*(12 -
P'
= I 2 * {(50 + 51 )* 2 + 83} : 2 =35 ton
H
= 0,1 * P =0, 1 * 75400 = 7540 Kg
Hw
= -*7540 7
H'
=0, I * P = 0, I * 35000 =3500 Kg
Hw'
I = -*3500 7
,
'
I
12
12
2) + 83} : 2 =75,4ton 2
2
= 1077 Kg = 500 Kg
Karcna P dan Hw besar maka kedua beban terscbut digunakan untuk beban hidup keran. sedangkan umuk beban hidup total adalah 76677 Kg.
3. Perhitungan gaya gcser dasar horisontal akibat gcmpa dan distribusi ke epanjang tinggi gedung
2 34
Seton Bcrtulang
A) Berat Bangunan Beban Mati Atap
* 12 * 0,12 * 2400 = 138240 Kg Balok ( 2 * 40 +6 * 12) * 0,3 * 0,33 * 2400 = 36115 Kg = 24000 Kg Kolom 40 * l * 0,5 * 0,5 * 2400 = 24000 Kg Plafond 12 * 40 * 50 P1at 40
Aspal40
* 12 * 14
Jumlah Beban Mati Beban Hidup Beban hidup untuk pabrik adalah
=
6720Kg
=
229075 Kg
= 400 Kg/m2
Koefisien reduksi untuk pabrik adalah
= 0,9
Jadi beban hidup atap 400 * 12 * 40 * 0,9
=
172800 Kg
Beban Mati Titik 2 ( Daerah Corbel ) Berat sendiri Corbel I * 6 * 0,8 * 0,5 Berat rellintasan 145 Berat kolom 40
* 2400
5760 Kg
* 2 * 40
11600 Kg
* 0,5 * 0,5 * 2400
= 72000 Kg
89360 Kg
J urn lab beban mati dititik ke 2 adalah Beban hidup dititik 2 ( daerah Corbel ) Beban hidup
=
200 Kg/m2
Koefisien reduksi
=
0,9
Maka beban hidup 200 * 0,9 * 0,5 * 0,5 * 6
= 135 Kg
Beban hidup karena keran
p
= 12*~(50+51)*(12-2)+83} '
L
12
2
P'
= 1 2*~ (50 +51)*2 + 83}
H
= 0,1 * p =
'
L
Bab 4_Brake1;/Konsol Pendek
12 0,1 * 150,8
(Corbe~
2
= 75,4 ton
=
35 ton
=
15,08 ton
235
1 -* 15,08
Hw
=
H'
= 0,1 * P = 0,1
= 2,154 ton
7
* 70 = 7 ton
Hw'= _!_ *3500 7
= 500 Kg
Beban hidup total=t35 +150800+70000+2154+1000 = 224089 Kg Berat total daerah Corbel 89360 + 224089 = 313449 Kg Berat beban atap + beban titik kedua ( daerah Corbel) W
Total
= 40875 + 313449 = 354324 Kg
B) Waktu Getar Bangunan
T X = Tz = 0,06 * ( H ) Tx = Tz = 0,06
213
* ( 12 )213
Tx = Tz = 0,387 detik
C) Koefisien Gempa dasar T x = T z = 0,387 detik, masuk ke zone 3 dan jenis tanah lunak maka diperoleh nilai C =0,07
D) Gaya geser horisontal Vx
=Vy
= C * T* K * Wt = 0,07 * 1 * 1 354324 = 24802,68 Kg
E) Distribusi gaya geser horisontal akibat beban gempa kesepanjang tinggi
gedung a) Arah X
H 12 - = -=1<3 A 12
236
F. = rX
w.' *h.'
L,W, *h.,
*V
x
Seton Bertulang
b) Arah Z F. ,r
=
W; *h; *V I:W. *h. r I
I
Tabel 3. 1 Distribusi gaya geser dasar hori sontal total akibat gempa kesepanjangtinggi gedun g dalam arah x dan y dalam tiap portal.
Titik
w1 (ton)
hi (ton)
h1 * W1 (ton)
F1 total (ton)
Untuk tiap portal
1
-* F IX 6
1 2
12 9
401,875 3 13,449
4822,5 2821,041 7643,54 1
15,649 9, 154 24,8
*t
_!_* F *t 2 /Z 7,842 4,577 12,401
2,608 1,526 4,134
7,824 t - --+ Il > .----..,...--- - - . -----.------.-----.
12m
I
8m
I
8m
Gambar 4.5 Gambar Distribusi
Bab 4_BrakeVKonsol Pendek (Corbe~
Bm
Arah Sumbu Z
237
> I Gambar 4.6 Gambar Distnbusi Gempa Arah Sumbu X
Perhitungan 1. Data Setelah dilak:ukan perencanaan awal dan dilak:ukan perhitungan- perhitungan pembebanan yang dipikul oleh Corbel, dan data pembebanan itu adalah: : 1105 Kg/m Beban mati yang bekerja pada Corbel Beban hidup yang bekerja pada Corbel : 76677 Kg/m Beban gempa lantai atap arah X : 2608 Kg : 1526 Kg Beban gempa terhadap Corbel arah X Beban gempa lantai atap arah Z : 7824 Kg : 4,577 Kg Beban gempa terhadap Corbel arah Z
2. Perhitungan Struktur Corbel Menurut SK SNI T - 15 - 1991 - 03 Dalam perencanaan penulangan Corbel ini struktur yang digunakan beton yang dicor secara mono! it dengan nilai J..l : 1,4, kemudian untuk mu tu beton yang digunakan adalah f 1c: 25 MPa dan mu tu baja yang digunakan fy: 400 MPa dengan faktor reduksi kekuatan : 0,65 a) Beban berfaktor
U
=Vu
Vu
* D ) + ( 1,6 * L ) =( 1,2 * 1105 ) + ( 1,6 * 76677 )
Vu
= 124009,2 Kg
Vu
= 1240092 N
= ( 1,2
238
Beton Bertulang
Sedangkan untuk nilai N
uc
adalah
N
uc
= 1526 Kg ( Gaya gempa yang ada di titik Corbel)
N
uc
= 0,2
N
uc
= 248018,4 N
* 1240092 ( syarat minimum)
Maka yang diambil gaya-gaya tarik berfaktor adalah yang terbesar yaitu: 248018,4 N
b) Tul angan geser A Vu ~
yang dibutuhkan untuk menahan gaya geser
* Vn
Vn ;;::: Vu
A vf
vf
= 1240092 0,65
= 1907834 N
VII
= ! _,.*j.J.
Karena hubungan Corbel dengan kolom monolit J..l = 1,4 A vf
= 1907834 400* 1,4
= 3407 mm2
c) Tulangan A r yang dibutuhkan menahan momen Mu
= ( Vu
* a) + ( N uc * ( h -
d)
Untuk a digunakan 0,25 m, sedangkan untuk ( h - d ) digunakan ( 80-75 ) = 5 cm= 0,05 m Mu
= ( 0,25 * 1240092) + ( 248018,4
* ( 0,8 -
0,75 )
= 322423,92 Nm Dari tabel SK SNI T-15- 1991-03 nilai- nilai p min teoritis, karena menggun akan f 1c = 25 MPa dan fy = 400 MPa maka p yang digunakan adalah 0,001 9. Ar
=p * b * d
Ar
= 0,0019 * 500 * 750 =7125,5 mm2
Bab 4_BrakeVKonsol Pendek (Corbe~
~.
239
d) Tulangan yang dibutuhkan untuk menahan gaya tarik N
uc
=* An* fy
N uc
An
=
An
= 0,65*400
248018
954 mm 2
e) Tulangan tarik utama As
= Af+ An = 7 12,5 + 954 = 1~66,5 mm
2
As
= 2 * A,:r
+ An
3
. 1 . R as10 penu angan p mm .
= 2 *3407 +954 =3225 mm2 3
= 0,04fy*fie
pmm =
0,04 * 25 0 0025 · 400 = '
Untuk mencari luas tulangan yang digunakan adalah luas tulangan yang terbesar yaitu 3225 mm2 , maka tulangan As menggunakan tulangan 9D22 = 3421,2 mm 2.
f) Tulangan sengkang tertutup
Ah
= All,. = 3407 = 1135 67 mm 2
Ah
= 0,5
3
3
'
* ( As - An ) = 0,5 * ( 3225-925 )
= 11 35,5 mm2
240
Seton Bertulang
Maka yang digunakan adalah luas tulangan yang terbesar yaitu 1135,67 mm 2 , oleh karena itu digunakan tulangan 9013 = 119,6 mm 2 dipasang sepanjang ( 2/3 ) * d = ( 2/3 ) * 750 = 500 mm, dengan spasi 56 mm.
g) Menghitung luas plat landasan Tebal plat digunakan 2 cm Luas plat
=
12400092 Vu =-----<1> * 0,65 * 500 0,70 * 0,65 * 500
= 5450,95 mm
2
Ukuran plat landasan adalah 73,83 mm* 73,83 mm= 74 mm * 74 mm
3. Perhitungan Struktur Corbel Menurut ACI (American Concrete Institue) Dalam perencanaan penulangan struktur Corbel, beton yang digunakan secara monolit dengan J.L = I ,4 , kemudian mutu beton yang digunakan f 1c = 25 MPa dan mutu baja fy = 400 MPa dengan faktor reduksi 0,85. a) Beban berfaktor U
=Yu=(l,4*D)+(l,7*L)
Vu
= ( 1,4 * 1I 05 ) + ( 1,6 * 76677 )
Vu
= 131897,9 Kg
Vu
= 1318979 N
Sedangkan untuk nilai N
uc
adalah
N
uc
= 1526 Kg (Gaya gempa yang ada di titik Corbel arah X)
N
uc
= 0,2
N
liC
= 26379,58 N
* 13 I 897,9 ( syarat minimum )
Maka yang diambil gaya - gaya tarik berfaktor adalah yang terbesar yaitu: 26379,58 N
Bab 4_BrakeVKon~ol Pendek (Corbe~
241
b) tinggi Corbel untuk geser 2
d min
=
Vu .................. ( untuk satuan lb/inch
d min
=
Vu ........... . ........ ( untuk satuan Kg/Cm
d min
= 0,85 * 50* 56
2
)
)
131897,9
= 55,42 cm Karena d sangat kecil dari h maka untuk d yang diambil adal ah 75 cm.
c) Tulangan A Vf yang dibutuhkan menahan momen
A Vf
Vu
=-~~-
Karena hubungan Corbel dengan kolom monolit J..l = 1,4 A vr
=
131 897,9 0,85 * 4000 * 1,4
=27 71 cm2 '
d) Tulangan Af yang dibutuhkan menahan momen = ( Vu
Mu
* a) + ( N uc * ( h -
d)
Untuk a digunakan 0,25 m, sedangkan untuk ( h - d ) digunakan ( 80 - 75 ) = 5 cm = 0,05 m
= ( 0 ,25 * 131897,9) + ( 26379,58
Mu
* ( 0 ,8 -
0,75)
=3429345,4 Nm Rn
m
242
pcrlu
= -
Mu
=
* l c
=
3429345,4 = 14,35 Kg/cm2 0,85*50*75 2 400
0,85 * 25
= 18 823 '
Beton Bertulang
p
= _!_*{I - JI - 2*m* Rn} =- 1- *{1- 1 2*1&8231'14;35} m JY 1&823 4000 = 0,0037
Ar
= p*b*d 2
= 0,0037 *50* 75 = 13,875 Cm
'
e) Tulangan yang dibutuhkan untuk menahan gaya tarik
N uc
=*An*fy
An
=
An
=
NIIC
*JY 26379,58 0,85*4000
7,759 Cm2
f) Tul angan tarik utama
As
= Ar + An 2 = 13,875 + 7,759 = 21 ,634 Cm 2 = 3,35 inch
As
=
2* A . vJ
+An =
3 = 4,066 inch 2
2 27 7 1 * • + 7,759= 26,23 mm 2 3
0,04 * f I C . ] . ____::_ R as10 penu angan p mm = __JY pmin
= 0,04* 25 = 0 0025 400 ,
Untuk mencari luas tulangan yang digunakan adalah luas tulangan yang terbesar yaitu 4,066 inch 2 , maka tulangan As menggunakan tulangan 7#7 = 4,20 inch2.
Bab 4_Braket1Konsol Pendek (Corbe~
243
g) Tulangan sengkang tertutup
=
A vf
3
=
27,7 1 3
=9,237 Cm2 = 1,43 inch2
Ah
=0,5 * ( A s - An ) =0,5 * ( 26,23-7,759 ) = 9,236 Cm2 = 1,43 inch2
Maka yang digunakan adalah luas tulangan yang terbesar yaitu 1,43 2 inch2 , oleh karena itu digunakan tulangan 8#4 = 1,60 inch .dipasang sepanjang ( 2/3) * d = ( 2/3) * 750 =500 mm, dengan spasi 63 mm.
h) Menghitung luas plat landasan Tebal plat digunakan 2 cm Panjang plat
=
Vu
0,85 ** f c *50 1
= _ _ 13189,7 __ ,;...____
0,85 *0,7 * 250* 50
=17,73 Cm Jadi ukuran panjang plat landasan adalah 17,73 Cm"" 18 cm
244
Seton Bertulang
0,4m
Bab 4_Braket1Konsol
Pend~k (Corbe~
245
Nuc
0,4m
0,4m
H 0,05 m 0,45 m
Gambar 4.8 Desain Penulangan Struktur Corbel Berdaaarkan ACI
246
Seton. Bertulang
BabS
j
FONDASI TELAPAK
{FOOTINGS)
5.1 Pendahuluan 5. 1. 1 Maksud Fondasi tapak adalah elemen-elemen struktur yang mentransfer beban- beban, atau beban-beban lateral/tekanan tanah, kelapisan tanah dasar pondasi. Jika beban-beban tersebut ditransfer sebagaimana mestinya maka fondasi harus direncanakan untuk menahan kelebihan penurunan atau rotasi, untuk mereduksi perbedaan penurunan dengan faktor cukup terhadap perpindahan horizontal dan guling atau dengan perkataan keamanan lain pondasi berfungsi meneruskan beban-beban dari kolom (upper structure) kelapisan tanah tapak fondasi. Fondasi telapak adalah termasukjenis pondasi dangkal.
Bab 5_Fondasi Telapak (FootingS)
2 4 7
5.1.2 Pengertian Fondasi Dangkal Definisi fondasi dangkal banyak dipakai kriterianya sebagai berikut: Df~
Keterangan:
( 2 *B) Df B
=Dalam pondasi diukur dari elevasi dasar fondasi = Lebar fondasi
= Diameter untuk fondasi lingkaran
B
Gambar b
248
Seton Bertulang
Gambar (c) A- M~.!~.oundation Gambar 5.1
Jenis fondasi dangkal termasukjuga yang berikut ini: (a) Bentuk fondasi kolom tunggal, lingkaran, empat segi bujursangkar berbentuk tangga atau berbentuk miring. (b) Fondasi gabungan (combine footing), biasanya memikul dua kolom sckaligus: berbcntuk empat segi, trapesium, merupakan sebuah kantilever atau sebuah fondasi sengkang. (c) Pondasi rakit (raft) atau "pondasi pejal" (mat foundation)
5.1.3 Pengertian Daya Dukung lzin Fondasi Telapak (Allowable Bearing Pressure) Daya dukung izin fondasi umurnnya bcrdasarkan kriteria berikut ini: (a) Kuat runtuh gescr tanah dan faktor kemanan yang disyaratkan. (b) Pcnurunan yang diizinkan untuk fondasi dan struktur.
5.1.4 Pengertian Daya Dukung Batas Kri teria runtuhnya sebuah fondasi telapak adalah didefinisikan hanya dalam hal keruntuhan geser umum (baca teori moda keruntuhan dalam bukubuku mekanika tanah) Kedua tipe kerunluhan lainnya seperti : geser pons, geesr lokal , penurunan terutarna kual gcser, umurnnya dipakai sebagai kriteria dalam menaksir tekanan daya dukung izin dalam fondasi.
Bab 5_ Fondasi Telapak (footings)
249
5.2 Daya Dukung Batas Fondasi Telapak 5.2.1 Daya Dukung untuk Beban Konsentris Formula yang dipakai q ult= c* Nc*sc+q* Nq*sq+J_*y* B* Nr *sr ............ (F-1) 2 Keterangan: q ult
=
kapasitas beban batas
e
=
kohesi tanah
q
= beban tambahan effektif ( surcharge )
B
=
y * Df , jika beban tambahan tidak ada
=
berat volume "subsoil"
=
Lebar (diameter) fondasi telapak
Ne, Nq, Ny
=
faktor-faktor kapasitas dukung akibat kohesi, beban tambahan dan berat tanah "subsoil"
se, sq, sy
=
faktor - faktor bentuk penampang fondasi telapak
Persamaan (F-1) di atas dikenal juga dengan persarnaan Daya Dukung Terzaghi Faktor-faktor daya dukung Ne, Nq, Ny, hanya tergantung kepada sudut tekanan geser tanah. Nilai- nilai Ne, Nq, Ny, dapat diambil dari tabel- tabel yang tersedia (dari buku-buku referensi mekanika tanah). Nilai-nilai numerik Ne, Nq, Ny, dapat diambil dari tabel 2.1, sedangkan nilai- nilai se, sq, sy, diperoleh dari formula-formula berikut ini: Bentuk Dasar Fondasi Telapak "4 pp" Lingkaran/ Bujursangkar
250
Faktor Bentuk se 1 + (B/L) * (Nq/Nc) 1 + (Nq/Nc)
sq 1 + (B/L) tan~ 1 +tan~
sy 1 - 0,4 * (B/L) 0,6
Beton Bertulang
Batasan- batasan pokok dalam pemakaian formula (F-1 ) diatas adalah: (1) T anah dasar dibawah tapak pondasi harus seragam, minimum tebal sedalam "B" dari level tapak fondasi. (2) Level permukaan ai r tanah lebih dalam dari ''B" no. (1 ) diatas
Tahle 2. 1 Bearing Capacity Factors ( Based on Prandtl - Reissner and Caqout - Kerisel Factors) Ill (dc.grc~)
0
I
Be.1rin C.1nacitv Fact.or Ne Nq Ny
Nq/Nc
Tan Ill
1.00
0,00
0,20
0,00
5.38
1.09
om
0,20
0,02
5.14
2
5.63
1.20
0, 15
0.21
0,03
3
5.90
1.3 1
0,24
0.22
0.05
4
6.19
1.43
0,34
0.23
0,07
5
6.49
1,5"/
0.45
0 ,24
0,09
6
6,8 1
1,72
0 ,57
0.25
0, 11
7
7. 16
U!8
0.71
0.26
0.12
K
7.53
2.06
0,86
0.27
0,14
9
7.92
2,25
1,03
0,2R
0,16
10
8.35
2,47
1,22
0.30
0.18
11
8.80
2,7 1
1,44
0 ,31
0,19
12
9.28
2,97
1.69
0,32
0,21
13 14
9.81
3.26
1.97
0 ,33
0,23
10.37
3.59
2,29
0 .35
0.25
15
10.98
3,94
2,65
0 ,36
0,27
16
11.03
4,64
3,06
0,37
0,29
17
12.34
4.77
3,53
0,39
0,31
18
13,10
5,26
4.07
0.40
0,32
19
13.93
5,80
4 ,68
0,42
0,34
20
14,R3
(i,40
5,39
0 ,43
0,36
21
15,82
7.07
6,20
0,45
0 ,38
22
16.88
7.R~
7 , 13
0,46
0,40
23
18,05
8.66
8,20
0,48
0,42
24
19,32
9.60
9,44
0,50
0,45
25
20 .72
10,66
10,88
0,51
0 ,47
26
22.2S
11 ,85
12, 54
0,53
0,49
27
23,94
13,20
14.47
0,55
0,51
28
25.80
14,72
16.72
0,57
0.53
29
27,R6
16.44
19.34
0.59
0,55
30
30, 14
18.40
22.40
0.61
0,58
31
32,67
2o.63
25.99
0.63
0,60
32
35.49
23.1 8
30,22
0,65
0.62
33
38.64
26.09
35,19
0.68
0.65
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
Remark.~
Bearing capacity factors recommended in this table are for shallow foundation for gencr31 shear failure cases. For local shear (ns well 3S pounching shear} Ter£aghi proposed •·cducccl strength paramete r ( and hence reduced beruing capacity factors ) c• :md *whe re c• = 0,67 * c * = tan_, ( 0,67 " tan )
Where c. are strength parame ters as determined from relevant tests and as usct.l for general shear failure case. But Vesic ( 1973) suggests the following strength parnmelers for local and punching shear failure ca.~es
c*= 0,67 • c * = tan -t ( 0,67 + D,- 0 ,75 • for: 0 ~ D, ~ 0,67
Dh tun
where D, is lite rdative t.lensity. For th:tails reference may be made to Vesic ( 1973)
251
34
42, 16
29,44
41,06
0,70
0,67
35
46,12
33,30
48,03
0,72
0,70
36
50,59
37.75
56,31
0,75
0,73
37
55,63
42,92
66,19
0,77
0,75
38
61.35
48,93
78,03
0,80
0,78
39.
67 ,78
55,96
92,25
0,82
0,81
40
75,31
64,20
109,41
0,85
0.84
41
83,86
73,90
130,22
0,88
0,87
42
93 ,71
85.38
155.55
0,91
0,90
43
105, 11
99,02
186,54
0,94
0,93
44
118,37
115.31
224,64
0,97
0,97
45
138.88
134.88
271,76
1,01
1,00
46
152, 10
158.51
330,35
1,04
1,04
47
173.64
187,21
403,67
1,08
1,07
48
199,26
222,31
496,01
1,12
1,11
49
229,93
265.51
613,16
1, 15
1, 15
50
266,89
319.07
762,89
1.20
1.19
5.2. 2 Pengaruh Air Tanah Posisi permukaan air tanah memberikan pengamh (ada kohesi) yang berarti terhadap daya dukung fondasi, yang dapat dihitung dan dikoreksi dengan cara berikut ini: (a) Tidak perlu dikoreksi j ika level permukaan air tanah sama dengan atau lebih dalam dari "B" dari level fondasi. (b) Perlu koreksi jika level permukaan air tanah berada diatas tapak fondasi, dengan mengganti y ( berat volume ) tanah dengan berat volume tanah efektif, 1 y atau dengan formula : 0,5 * B * Ny * sy ke dalam persamaan (F-1) diatas. Ini berarti jika permukaan air tanah berada di muka tanah( M.T.) maka beban tambahan ( surcharge ), q akan menjadi sama dengan y1 * Df (c) Perlu dikoreksi jika permukaan air tanah berada di bawah level tapak pondasi tapi kurang dari "B" nilai 0,5 * B * Ny * sy diganti dengan ("( + zb/B * (y- y1 )) dari persamaa F-1.
Dimana, zb = dalamnya air tanah diukur dari level tapak fondasi. Untuk lebih jelasnya, j ika "surcharge", q hanya akibat berat tanah se "dalam" Df dan ('"/ I y ) = 0,5 maka daya dukung fondasi hams dikoreksi dengan formu la sebagai berikut:
q wt=c* Ne* sc+q * Wq * Nq * sq *Wq + ..!_ *y* B * Ny* sy*Wy........ (F- 2) 2
252
Seton Bertulang
dimana Wq dan Wy adalah faktor koreksi akibat muka air tanah berada sedalam " Df'. Nilai Wq dan Wy dapat diperoleh dari gambar 2.1 (a), (b) dan (c).
5.2.3 Daya Dukung terhadap Beban Eksentris 5.2.3.1 Pendekatan dengan Cara Konvensional Beban eksentrisitas yang bekerja dipindahkan kebeban konsentris dengan besar dan arah yang sesuai seperti terlihat dalam gambar Gbr. 2.2 (b) dan gambar Gbr. 2.3 (b) dalam arah geser masing-masing satu arah dan dua arah. Tegangan maksimum yang terjadi dikalikan dengan faktor keamanan, SF, dan besam ya harus Iebih kecil atau sama dengan daya dukung izin tanah, qa.
5.2. 3.2 Pendekatan Meyerhof Cara ini luas pelat fondasi direduksi sedemikian rupa sehingga luas e ffektif pelat pondasi menjadi B 1 = B - 2 * e 1 untuk keruntuhan geser satu arah adalah seperti yang ditunjukkan dalam gambar Gbr. 2.2 (c) sedangkan untuk keruntuhan geser dua arah (geser pons) luas effektif keruntuhan pelat fondasi seperti ditunjukkan dalam gambar Gbr. 2.3 (c).
5.2.3.3 Pondasi Telapak dengan Beban Mirfng Bersudut a Daya dukung fondasi dalam komponen vertikal diperoleh dengan mengalikan faktor - faktor daya dukung, Ne, Nq, Ny dengan faktor-faktor kemiringan : ic, iq, iy dengan: ic, iq =
[t-:0J
.
ly
= ( lq. )2
a= sudut kemiringan beban resultante, R ( Gbr. 2.4)
Berdasarkan kasus-kasus yang dimaksudkan di atas, maka persamaan daya dukung dapal ditulis dalam bentuk umum sebagai berikut:
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
253
Q
ull
=q ult *A -A' [ G * N c * Se * le+ . q * N q * Sq * Wq * lq . + _!_ * y * 2
B
* Ny * Sy * W y * ly. ] . . ... (F- 3)
Keterangan:
Q ult
= beban batas arah vertikal (komponen ve11ikal beban R) yang dapat dipikul oleh fondasi telapak sebelum keruntuhan geser terjadi.
A'
=Luas effektif fondasi telapak
B'
= Panjang effektif fondasi .telapak berdasarkan koreksi usulan Meyerhof.
ic , iq , iy
= faktor- faktor akibat beban R
wq , Wy
= faktor-faktor koreksi akibat posisi muka air tanah sedalam fondasi Df
5.3 Jenis - jenis Fondasi Telapak Umumnya fondasi telapak pada bangunan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: (l) Fondasi telapak setempat (tunggal) dengan satu kolom sebagai pemberi beban. (2) Fondasi telapak/pelat menerus, yang fungsinya memikul beban dinding menerus. (3) Fondasi telapak gabungan, memikul beban-beban melalui dua atau lebih kolom-kolom. Bentuk (tipe) fondasi mungkin empat persegi panjang atau trapesium atau tipe kantilever, seperti yang ditunjukkan dalam gambar. (4) Fondasi pejal (mat foundation), yang merupakan fondac:;i telapak/ pelat menerus yang memikul semua kolom- kolom struktur. Tipe ini dipakai bila kondisi tanah dibawah tapak fondasi cukup jelek, tapi direncenakan tidak memakai tiang pancang/fondasi dalam lainnya, atau luas fondasi 2 telapak lebih besar 50% dari luas tapak fondasi bangunan, B * L m (5) Topi tiang (pile cap = poer) adalah elemen struktur yang mengikat semua tiang menjadi satu kesatuan. Jenis ini dapat memikul dinding, kolom setempat maupu n grup tiang (pile group) melalu i satu atau lebih kolom-kolom pemberi beban.
254
Seton Bertulang
5.4 Tipe- tipe Keruntuhan Fondasi Telapak Prosedur perencanaan fondasi telapak dimaksudkan adalah mengacu ke standar SK SNI-T-15- 1993-03, pasal-pasal 3.8.1 s/d 3.8.10, yang ditunjukkan dalam lampiran L-1 dalam buku ini. Disamping itu juga dipakai standar acuan ACI Code 318- 1983-1986, yang diaplikasikan dalam penye lesaian perencanaan fondasi telapak untuk mesin-mesin industri dalam bab 5 buku ini.
1
1 0
0,2
0,4
0,6
0,9 0,8
0,8 1,0
0
0;2
0,4
d2/0f
0,6
0,8
1,0
d,/8 - - - Gambar (b)
Gambar (a)
___ g_~'lj!:-_ __ _
Of
d2; 0 ~cb ~ Of 114 ..-
-
--8 Gambar (c)
d2; 0 d1 8 . sz__ GWL - ______________ ~
~
Gbr 5.2 Faktor koreksi
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
255
Q
0,5
* B'
.Q is applied also centroid of
- '"'"''tl.f""<>t
r--+-t'oint Where L Qls Applied
are~)\' .
B'::;;B -2c, A ' =B'*L
I
(ii) Footing Plan
Q_~~
{ii)
A'
Fs
Fs =Factor of Safety
Q A (iii) Stresses at the Ba (a)
of Foo
(b)
Where C1 = 0,5*B Ml = Q*e1
11 = (1/l'~J *L*B A=B*L
3
(c)
~ Pondas~ satu arah, beban eksentrls
256
Seton Bertulang
r
L
L'
controls of area A'
A = B * L · A' = B '
Gbr. (a)
* L' · B ' = B ..;2e 1· L' = L- 2e2 · Q : :; q" ··
'
,$1°
'
··
Gbr. (b)
'
A'
1 '
.Es
~w
Gbr. (c)
Gbr. 5.4 Pondasl, dua arah, beban eksentris
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
257
O=Rv
R
Gbr. S.~~nda i
an de~n sudut:
5.4.1 Mekanisme Keruntuhan dalam Fondasi Telapak (1) Keruntuban tekan-geser (Gbr. 5.7 (a)), terjacti pacta penampangpenampang tinggi , ct, ctengan lebar fonctasi, B, yang relatif kecil, membentuk retak-retak rnjring, tapi tictak mengakibatkan keruntuhan ctan berkembang ke zona tekan sehingga mengurangi ukuran fonctasi sampai pacta gilirannya zona tekan menjacti runtuh akibat kombinasi i tegangan tekan ctan tegangan geser.
258
Seton Bertulang
(2) Kemntuhan Jentur terjadi sesudah retak-retak miring terbentuk. Tipikalnya adalah perbandingan antara panjang fondasi, B dan tinggi pelat, d adalah relatif kecil, rctak mi1ing teljadi Jebih dulu tapi tidak mengakibatkan kenmtuhan atau mencegah pembesaran momen lcntur batas tem·itis. Ji ka penjangkaran tulangan diperlukan, dan tidak te1jadi keruntuhan di zona tekan, tulangan tarik dapat mencapai kuat Jelehnya. (3) Kemntuhan tarik diagonal (Gbr. 5.7 (b)). Keruntuhan tipe ini dikenal juga dengan nama keruntuhan geser pons (punching shear fa ilure). Tipe ini terjadi dalam fondasi telapak ukuran relatif menengah, pelat mntuh di keempat sisinya, sekeliling beban konsentrasi dengan kemiringan retak 45 derajat dari arah kolom sesua.i dengan acuan dalam SK SNI-T - 15- I 99303, seperti ditunjukkan dalam gambar Gbr. 5.7. (4) Kemnluhan lentur te1jad i sebelum retak-retak miring te1jadi, tipikal dengan perbandingan panjang, B dengan tebal pelat fondasi, d rclatif cukup besar, tidak terjadi retak m iring sebelum kapasitas lentur dicapai. Saran dalam perencanaan fondasi telapak adalah, suatu keruntuhan geser sebaiknya dibuat tidak te1jadi sebelum kapasitas lentur balok/pelat tercapai.
5. 5 Kuat Geser Fondasi Telapak Kuat geser fondasi telapak pada dasarnya adalah mengandalkan kuat gcser dua arah (geser pons). Dalam hat tanpa ada tulangan geser ada 6 (enam) variabel yang mempengaruhi kuat pelat fondasi telapak yaitu: (1) Kuat beton tanpa tulangan.
(2) Perbandingan antara lebar fondasi yang ditinjau, B dengan tebalnya, d. (3) Hubungan
~, M
antara gaya geser dengan momen lentur sekitar irisan
kritis. (4) Bentuk kolom, dinyatakan dengan ~c = si.si. panjang dari kolom empat segi. stsl pendek (5) Tahanan lateral seperti mungkin dihasilkan oleh balok - balok kaku sepanj ang batas-batas pelat. Dalam fondasi telapak umumnya tidak ada tahanan lateral. (6) Kecepatan pembebanan.
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
259
Dengan menga~ums ikan bahwa tujuan perencan;1an adalah mencapai suatu kuat geser yang cukup tinggi maka kemungkinan keruntuhan akan terjadi dalam suatu moda lentur tanpa tahanan lateral dari bebab s tatis dari beban dinamis, kuat geser dapat ditentukan dengan acuan SK SNI- T-15- 1993-03 PASAL 3.4.3. 1, dengan ketentuan sebagai berikut: (1) U~lUk komponcn struktur yang hanya dibebani oleh geser dan le ntur Vc
f'c
= -
6
* hw * d
(2) Untuk komponen yang dibebani tekanan
Ye
= 2 • (1 - 14~:g •((ffc)• ~))*bw*d bw
= lebar bcban balok, atau diameter dan penampang bulat, mm
bo
=keliling dari penampang pons
Be
=rasio sisi yang panjang dengan sisi yang pendek dari bcban lerpusat atau muka tumpuan
Nu
=beban aksial bekerja secara normal terhadap penampang dengan bcsamya dinyatakan dalam Vc.
Sesuai pasal 3.4.11 2) SK SNI-T-15- 1993-03 (01), untuk pelat dan fondasi telapak non pra tekan :
Vc
= ( 1+
!)* (~f i*
Ag
= luas bruto penampang (mm2)
d
= j arak blok tckan terhadap sumbu tulangan tarik
1
c)*
bo * d
pelat bcton d
260
~
0 ,8
* h, .... (h = tinggi/ tebal pelat total)
Seton Bertulang
5.6 Perencanaan Fondasi Telapak 5.6. 1 Kriteria/Acuan Perencanaan: SK SNI - T- 15 - 1993 03, Pasal 3. 8.1 - 3.8.10
~-=---+----
f;J
~I
I
-...--+--~•
I I
I ~:-...J..:J... (a) Pondasi Tapak Tunggal
f
Jl""]
(13) POI'Kiasi Tapak menerus (P~Ikul Dinding)
:_ garis sernpadaii
; 1-
~-
:- - - -- . - & ...
J - ·-·-·-·-·-· ·iI · JA
B
~r I
(c) Pondasi Tapak empat persegi PA= Pa
~-
tg) Pqndasi Tapak gabungan empat segi, PA> Pe
l
,
garis sepa~~
rx---
~ I
- ~~~~--
. _ garis sepadan
-·;fA . -· -· ~-=--~~ .~ '
· ~_....- -
I
(e) Pondasi tapak gab frapesium Ps> PA -:.:
-
~ .
-
' (0 PoLsfltapak gab trapesium PA >PB
(g) Pondasi tapak gabungan kantilever
Gtif. 5.6 Jenls Pof dasi Tap'dk Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
2 6 1
5.6 .1.1 Umum Komponen fondasi harus memenuhi : ( 1) Ketentuan dalam Pasal 3.8 herlaku untuk merencanakan fonda<;i sctempat dan, bil a sesuai , juga berlaku untuk kombinasi fondas i setempat dan fondasi pelat penuh. (2) Ketentuan tambahan untuk kombinasi fondasi setempat dan fondasi pelat penuh diberikan dalam Ayat 3.8.1 0
5.6 .1.2 Beban dan Reaksi Komponen fondas i harus diperhitungkan menahan beban dan reaks i tanah sesuai dengan ketentuan berikut : ( I) Fondasi harus dioperasikan untuk menahan beban terfaktor dan reaksi tanah yang timbul akibat beban tersebut, sesuai dengan kctentuan perencanaan yang bcrlaku dalam tata cara ini dan seperti yang tercantu m dalam pasal 3.8. (2) Luas bidang dasar dari fondasi atau jumlah dan penempatan tiang haru ditetapkan berdasarkan "gaya dan momen tidak tcrfaktor yang disalurkan oleh fondasi pada tanah atau tiang dan tekanan izin atau kapasita<; tiang izin yang ditentukan berdasarkan prinsip mckanika tanah. (3) Untuk fondasi di atas tiang, perhitungan momen dan geser boleh didasarkan pada anggapan bahwa reaksi tiap Liang terpusat di titik pusat tiang.
5.6.1.3 Fondasi yang Mendukung Kolom atau Pedestal yang Berbentuk Lingkaran atau Segi Banyak Beraturan. Kolom atau pedesta beton yang bcrbentuk lingkaran atau polygon biasa boleh diperlakukan sebagai penampang bujursangkar dengan luas yang sama yang digunakan untuk menentukan letak penampang k.ritis bagi momen, geser dan pengcmbangan tulangan di dalam fondasi telapak.
5.6 .1.4 Momen di dalam Fondasi Telapak Bcsamya mome n lcntur yang bekerja pada fondasi tclapak dan cara me ndistribus ikan tulangannya harus memenuhi ketentuan berikut: ( I) Momen luar di seberang penampang fondasi telapak harus ditentukan dengan rnembuat potongan vertikal pada fonda<;i, dan menghitung momen dari scmua gaya yang bcketj a pada salll sisi dari bidang fo nda i telapak yang dipotong olch bidang vertik.
26 2
Seton Bertulang
ris kritis
~ I I
-=---=...~ -1
C-
!..
L
(b) geser pons
.I
Gbr. 5.1 Pot. Krltls geser
Keruntuhan1aric diagonal (b)
Gbr. 5.7 Mekanlsme Keruntuhan Geser
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
2 63
(2) Momen terfaktor maksimum dari sebuah fondasi setempat, harus dihitung berdasarkan Ayat 308.4 butir I untuk penampang kritis yang terletak sebagai berikut: );> Pada muka kolom, pendestal atau dinding untuk fondasi telapak yang mendukung kolom beton, pendestal atau dindingo );> Setengah dari jarakyang diukur dari bagian tengah ke tepi dinding untuk fondasi yang menahan dinding pasangano );> Setengah dari jarak yang diukur dari muka kolom ke tepi pelat alas baja, untuk fondasi yang menahan kolom yang menggunakan pclat dasar baja (3) Pada fondasi telapak satu arah, dan fondasi dua arah bujursangkar, tulangan , harus tersebar merata pada seluruh lebar fondasio (4) Pada fondasi segi em pat dua arah, tulangan harus terbagi sebagai berikut: );> Tulangan dalam arah panjang harus tersebar merata pada seluruh lebar fonda<;io );> Untuk tulangan dalam arah pendek, sebagian dari tulangan total yang diberikan dalam Perso (308-1) harus tersebar merata dalam suatu lebar jalur (sumbunya berimpit dengan sumbu kolom atau pendestal) yang sama dengan panjang dari sisi pendek ofondasi telapako Sisa tulangan yang dibutuhkan dalam arah pendek harus disebarkan merata di luar jalur tersebut di ataso Tulangan pada Lebar Jalur Tulangan Total arah Memendek =
2
(/3 + 1)
000000 00 00000 308 1 ( - )
5.6 . 1.5 Geser dalam Fondasi Besarnya gaya geser yang bekerja pada penampang kritis, harus dihitung berdasarkan asurnsi berikut: ( 1) Kuat geser pada fondasi harus sesuai dengan Ayat 301 Ooll o (2) Berdasarkan ketenluan Pasal 3.4, lokasi dari penampang kritis untuk geser pada dinding yang mendukung kolom, pcndestal, atau dindingo Untuk fonda<.;i yang mendukung suatu kolom, atau pendestal yang menggunakan pelat dasar baja, penampang kritisnya harus diukur dari lokasi yang didefinisikan dalam Ayat 308.4 butir 2 sub butir30
264
Seton Bertulang
(3) Perhitungan ctari geser pacta sembarang penampang yang ctibuat melalui fonctasi yang ctictukung cti atas tiang, hams ctictasarkan pacta ketentuan berikut: );> Selumh reaksi ctari sembarang tiang sumbun ya beracta pacta ctan ctiluar jarak ctp2 ctari penampang yang ditinjau harus ctianggap memberikan geser pada penampang tersebut. );> Reaksi dari sembarang tiang yang sumbunya beracta pacta atau lebih ke ctalam ctari dr/2 ctari penampang yang ctitinjau harus ctianggap tictak me nimbulkan geser pacta penampang tersebut. );> Untuk sumbu tiang yang beracta ctiantaranya, bagian ctari reaksi tiang yang dapat dianggap menimbulkan geser pada penampang yang ditinjau, hams berdasarkan pada interpolasi garis lums antara harga penuh pacta d p/2 di luar penampang dan 0 (nol) pada dp/2 di dalam penampang.
5.6.1 .6 Pengembangan dari Tulangan dalam Fondasi
J
Pengembangan tulangan dalam komponen fondas i harus mengikuti ketenluan berikut: (1) Pe ngembangan dari tulangan dalam komponen fondasi harus sesuai dengan ketentuan P asal 3.11. (2) Gaya tarik atau tekan ctari tulangan pada setiap penampang ha rus ctikembangkan pacta setiap sisi dari penampang ctengan panj ang penyaluran , bengkokan (hanya tarik) atau alat mekanis, atau kombinasi dari beberapa kemungkinan tersebut. (3) Penampang kritis untuk pengembangan ctari tulangn hams berada pacta loka~i yang ctictefenisikan pada Ayat 3.8.4 butir 2 untuk momen terfaktor maksimum, dan pada semua bictang vertik.al di mana terjadi perubahan dari penampang atau penulangan, Iihat juga Ayat 3.11.1 0 butir 6.
5. 6.1 . 7 Tebal Minimum Fondasi Tebal fonctasi di alas tulangan bawah tidak boleh kurang dari 150 mm untlllk fondasi di ata<; tanah, ataupun kurang dari 300 mm untuk fondasi di atas ring.
5. 6.1.8 Pemindahan Gaya-gaya pada Dasar Kolom , Dinding atau Pendestal Bertu lang. ,._/ Pemind~an gaya dan momen dari kolom ke komponen stmktur penctukung ctan perencanaan tulangan atau a lat sambungnya harus mengikuti ketentuan berikut:
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
265
(1) Gaya-gaya dan momen-momen pada dasar kolom, dinding, atau
pendestal harus dipindahkan ke pendestal pendukung atau telapak dengan jalan menumpu pada beton, dan dengan tulangan, pasak dan alat sambung mekanis. )> Tegangan tumpuan pada beton pada bidang kontak antara komponen struktural yang ditumpu mendukung tidak boleh melampaui kekuatan dukung dari kedua permukaan sebagaimana ditetapkan dalam Ayat 3.3.15. )> Tulangan, pasak atau alat sambung mekanis antara komponen struktur yang ditumpu dan yang mendukung harus cukup untuk memindahkan: (a) Semua gaya tekan yang melampaui kekuatan beton dari komponen struktur yang mana saja. (b) Semua gaya tarik yang memotong antara bidang kontak. )>
)>
Bila momen- momen yang dikitung dipindahkan ke pendestal atau telapak penumpu, maka tulangan, pasak, alat sambung mekanis harus cukup dan memenuhi ketentuan Ayat 3.5.17. Gaya-gaya lateral harus dipindahkan kepada pedestal atau telapak penumpu sesuai dengan ketentuan geser- friksi dari Ayal 3.4.7, atau dengan cara lainnya yang Jayak.
(2) Dalam konstmksi yang dicor ditempat, tulangan yang ditentukan untuk memenuhi Ayat 3.8.8 butir I harus disediakan dengan jalan meneruskan batang-batang tulangan memanjang sampai ke pedestal atau telapak penumpu, atau dengan pasak, Ketentuan luas tulangan dan sambungan yang harus dipenuhi: )> Luas tulangan melalui bidang kontak dari kolom dan pedestal yang dicor setempat tidak boleh diambil kurang luas bruto komponen struktur yang ditumpu. )> Luas tulangan melalui bidang kontak untuk dinding yang dicor setempat, tidak boleh kurang dari tulangan vertikal minimum yang diberikan oleh Ayat 3.7.3 butir 2. )> Batang tulangan memanjang D-44 dan D-56 dalam telapak yang berada dalam tekan saja, dapat disambung lewatkan dengan pasak untuk memberikan penulangan yang disyaratkan sesuai dengan Ayat 3.8.8 butir I. Pasak tidak boleh lebih besar dari D-36 dan harus diteruskan ke komponen yang tertumpu sejarak tidak kurang dari panjang penyaluran dari batang D-44 dan D-55 atau panjang sambungan pasak, tergantung mana yang paling besar, dan telapak dengan jarak yang tidak kurang dari panjang penyaluran pasak.
266
Beton Bertulang
);;>
Bila pacta konstruksi yang dicor ditempat disediakan suatu sambungan sendi atau goyang (pinned or rocker), sambungan tersebut harus memenuhi Ayat 3.8.8 butir I dan 3.8.8 butir 3.
(3) Dalam konstruksi pracctak, tulangan yang ditentukan memenuhi Ayat 3.8.8 butir 1 dapat disediakan dengan baut jangkar atau alat sambung mekanis yang scsuai. Kekuatan sambungan hams diperhitungkan menurut ketentuan berikut: );;> Sambungan antara kolom atau pendestel pracetak dan komponcn pcnumpu harus mempunyai kekuatan tarik yang tidak kurang dari 1,5 * Ag dalm Newton. Dimana Ag adalh luao; dari komponen yang ditumpu. );;> S ambungan antara dinding pracetak dan komponen penumpu harus mempunyai kekuatan tarik yang tidak kurang dari 3 * Ag dalam Newton, dimana Ag adalah luas penampang dinding. );;> Baut jangkar dan alat sambung mekanis harus direncanakan untuk mencapai kekuatan rencana sebelum keruntuhan jangkar atau keruntuhan dari beton sekeliling.
5.6. 1. 9 Fondasi Telapak Miring atau Bertangga Fondasi te lapak miring atau bertangga harus mengikuti ketentuan berikut: ( 1) Pacta fondas i telapak miring atau bertan gga, sudut kemiringan atau kedalam dan lokasi tangga harus sedemikian hingga ketentuan rencana pacta setiap penampang (juga lihat Ayat 5.10 butir 6) (2) Fondasi miring atau bertangga yang direncanakan sebagai satu unit, pelaksana konstmksinya harus menjamin agar dapat bekerja sebagai satu kesatuan.
5.6.1.10 Fondasi Telapak Kombinasi dan Mat Fondasi telapak kombonasi dan mat harus mengikuti ketentuan berikut: ( l ) Fondasi telapak yang mendukung lebih dari satu kolom , pedestal, atau dinding (fondasi telapak kombinasi atau mat), harus direncan akan menahan beban terfaktor dan reaksi yang diakibatkannya, berdasarkan persyaratan perencanaan yang sesuai dari tata cara ini. (2) Cara pelaksanaan langsung pada Pasal 3.6 tidak boleh digunakan untuk merencanakan fondasi telapak kombinasi dan mat.
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
267
(3) Distribusi tckanan tanah di bawah fondasi telapak kombinasi atau fondasi mat harus kosisten dengan sifat tanah, struktur dan prinsip mckanika tanah yang baku.
5.6.2 Beban- beban yang Bekerja Menurut petunjuk peren canaan beton bertulang dan struktur dinding bertulang untuk rumah dan gedung SKBI - 2.3.53.1987/ UDC : 693.55.693.25 Pasal 3.18.4, fondasi telapak harus dibuat dari beton be rtulang yang direncanakan untuk mernindahkan bcban dari kolom ke tanah bawah tanpa dilampauinya daya dukung tanah. Dalam merencanakan fondasi telapak beban vertikal dan momen guling akibat gempa dalam keadaan batas, ditinjau suatu blok tegangan tanah persegi dengan tegangan kontak yang terbagi rata sepanjang suatu bagian dari dasar tapak. Suatu faktor keamanan sebesar, SF = 1,8 harus dipakai terhadap daya dukung batas dari tanah untuk menentukan daya dukung batas rencana (izin) dari tanah dasar. Dengan memperhatikan gambar Gbr. 6.1, gay a P dan M omen M (dalam kcadaan batas) dan b adalah besaran-besaran yang dikctahui, perencanaan fondasi telapak schubungan dengan daya dukung tanah dilakukan dalam dua tahap sebagai berikut: (1) Pecahkan (selesaikan) tegangan tanah Py dan blok tegangan tanah "a" dari dua persamaan keseimbangan, yaitu persamaan keseimbangan gaya vertikal dan persamaan keseimbangan momen. (2) Periksa bahwa teg-angan tanah Py tidak melampaui daya dukung batas rencana, yaitu Ps/ 1,8 dimana Ps adalah daya dukung batas dari tanah dasar. Perencanaan beton bertulang fondasi telapak hams dilakukan menurut pedoman be ban mu tu beton, tidak boleh kurang dari kelas K- 175 (f1c = 17,85 MP a) Beban- beban yang diperhitungkan dalam perencanaan fondasi telapak, menurut SKBT - 2.3.53.1987/ UDC: 693.55.693.25 , bahwa fondasi tcrmasuk balok pengikat, hams direncanakan terhadap gaya aksial, gaya geser/ "gaya pons", dan momen lentur yang didapat dari perhitungan statika/ dinamika portal, dimana beban gravitasi dan beban gempa ditinj au bekerja dalam arah sumbu utama struktur gedung. Secara bersamaan gempa yang bekerja dalam arah tegak lurus pada arah yang ditinjau, pengaruhnya hanya diperhitungkan 30 (tiga puluh) persen.
268
Seton Bertulang
Fondasi harus dapat menahan gaya angkat bersih yang terjadi akibat beban - beban lateral pada taraf itu. Ketahanan ini harus dihas ilkan oleh beban mati dari fondasi yang dapal dibantu oleh tahanan gesek dari tiang fondasi. Tiga alternatif pembuatan fondasi ditunjukkan dalam garnbar Gr. 5.8 dan Gbr. 5.9.
5.6. 3 Prinsip Perhitungan Dimensi Fondasi Telapak 5.6 . 3. 1 Perhitungan Dimensi Fondasi Telapak Setempat dengan Beban Konsentris Sebutlah ukuran fondasi, B x L, (B = Lebar fondasi yang ditinjau, L =panjang fondasi), dimana B adalah searah dengan arah analisis hitungan. Hitunglah d imensi rencana fondas i telapak sebagai berikut: (a) Bujursangkar, dengan formula:
= ( Total kombinasi beban
B
kerjaJ~
Cfa
dimana qa = daya dukung tanah izin.
(b) Empat persegi panjang, dengan formula: p
B*L =
qa
Jika, maka ?
a. * a-
=-p q"
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
269
5.6.3. 2 Perhitungan Dimensi Fondasi Telapak Kombinasi B x L dengan Beban Eksentris Sebagai berikut: ( 1) Em pat Persegi Panjan g, (lihat gambar Gbr. 5.11 ) (a) Hitunglah luas fondasi te lapak B x L , dengan formula:
* L= ~ +P2
Ar
=B
q a!
= tckanan tanah dasar netto.
q(l,
(b) Ditentukan letak garis kcrj a Resultante, R P 1 dan P2, R
-
X =
= P 1 + P2
P *P.* 2 I
2
~ +P2
(c) Untuk mcnguran gi perbedaan penurunan, maka dibuat:
= 2 * (b, +X)
B
(d) Ni lai bq dapat dicari dengan:
=B -
b2 (e) maka: B
b1 - B
1
= -AI L
(2) Trapesium, Lihat gambar Gbr. 5.1 2), (a) Hitunglah luas fondasi rencana, Ar Ar=
~ +P2 q (/ ,/1
(b) Ditentukan letak garis kerja resultante, R R
X
=P1+P2 -~ * XI + P2*X2 ~ * P2
X, , X2 =jarak P, ke sumbu P, dan jarak P2 ke sumbu P2
270
Beton Bertulang
(c) Karaktcristik bidang bentuk trapesium
X +B
=(L,L+2+L* LJ* B3 2
1
2
dari persamaan ini dapat dicarildihitung (d) Fondas i telapak khusus, Gbr. 5.13 dan 5.14 - Fondasi telapak menara dalam bangunan industri : p Ar = q(l dimana P =total beban (gaya) vertikal Fondasi telapak dengan gaya resultante Rm, sudut miring a A r= Pv = R"' *Cosa
qa.11
qa.11
dimana P v = kompone n beban ( gaya) vcrtikal Rv = qa * Ar; dimana Rv = resultante gaya komponen verlikal
= Rm
* Sina.
qa = daya dukung izin tanah dasar fondasi.
Ko~rn
·; ; ·
Gbr. 5.8 .Remindahan tieban vertikaf dan momen guling kepada tanah
Bawah pada fondasl gabungan
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
271
S 6 Sengkang $1 0 pada jarak 213 • hbatau 20 cm :
213 • dt minimum batang ini dapat dicoJ .pasangan batu kali ·· Blok beton bertulang dengan ukuran yang diperlukan untuk penyebaran beban vertikal ke fondasi batu kali
CATATAN: Uhatgambar 3.1.11 dan 3.1.12 untuk jarak sengkang dan p_anjang sambungan
SUOUT OARI BALOK FONDASI Tulangan Kolom -~::::::i====--===l
FONOASI TELAPAK SETON BERTULANG S 6 Sengkang ~10 pada jarak 213 • hbatau 20 cm terkecil atau yang geser Minumum 2 ~ 16 tulangan Atas dan bawah ' : telapak dapat dimiringkan Tulangan kolom diatas tulangan bawah dari telapak
Gbr. 5.9 Fondasi Batu Kali Menerus dan Fondasi Telapak Beton Bertulang
272
Seton Bertulang
dimana Op adalah diameter sumuran dalamcm Luas tulangan
Ambit
Bab 5_ Fondasi Telapak (Footings)
273
P1
P1 + P2 b2
X
L 1 Potongan
81
Garis pemilikan
11
11
DerJah
Gbr. 5.11
Garis pemilikan
Gbr. 5.12
274
Seton Bertulang
p
(a) Menara Industrial
Gbr. 5.13
qa • At= Rv
(b) Eksentris
Gbr. 5.14
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
275
5.6.4 Prinsip Perencanaan Fondasi Telapak Prinsip perencanaanlperancangan fondasi telapak didasarkan atas kriteria keruntuhan yang te~jadi pada pelat fondasi sebagai akibat beban- beban batas sebagai berikut:
(a) Keruntuhan gcscr satu arah (b) Keruntuhan geser dua arah ( geser pons) (c) Keruntuhan lcntur Dalam fondasi telapak dengan "pedestal", jika perbandingan antara tinggi dan lebar kolom lcbih bcsar dari 2 (dua) maka tidak perlu dicek keruntuhan lentur, sebaliknya jika lebih kecil dari 2 (dua), perlu dicek keruntuhan pelat te1jadi. Berdasarkan PB ' 89, bab 15.4.2, irisan kritis lentur pada fondasi telapak te1jadi seperti ditunjukkan dalam gambar Gbr. 5.15 dan Gbr. 5.16, sedangkan irisan kritis untuk geser, ditunjukkan dalam gambar Gbr. 5. 17. Untuk struktur ropi tiang (pile cap=poer), reaksi tiang dianggap bekerja sebagai beban terpusat di titik pusat penampang. Jika seluruh reaksi tiang, sumbunya terletak dengan jarak lebih besar dari dp/2 terhadap penampang yang ditinjau, han1s dihitung memberikan geser, sedangkan jika jarak tersebut lebih kecil dari dp/2 dianggap tidak mernberikan geser. Menurut PB ' 89 bab 15.5.3, irisan geser kritis pada topi tiang (pile cap) adalah seperti yang ditunjukkan dalam gambar Gbr. 5.17 & 5.18. Tentunya untuk lebih mudah rnernaharni perencanaan ini sebaiknya para "Civil engineers" atau "structure engineers" telah memiliki standar - standar atau acuan - acuan perencanaan, pelaksanaan dan detail penulangan seperti: 1. SK SNI- T - 15 - 1991 - 03, .. . ........ . ........ .......... (W
0
4. 5° 6. 7.
•••••
•
••
••
•
•
••
•••••
Dalam menyongsong era globalisasi mendatang maka para "structure engineres" disarankan paling sedikit pernah membaca standar berikul (pilihan): ACI MANUAL CONCRETE PRACTICE 1983 I 1986 - Part 3. ANNUAL BOOK of ASTM STANDARDS Section 4. ANNUAL BOOK of ASTM STANDARDS Section 1. AASHTO PART II dan 8. J.T.So HAND BOOK 85 Concrete Practice.
276
Beton Bertulang
1 I
_
1
Potensial Crack
Critical ' section
q
Critical ~ •1 1
_ :~ti~n
1
~ ~ (a/4) -
- - r 1-
Cente~ine of wall
Potensial Crack
Critical section
B
I
Gbr. 5.15
Bab 5 Fondasi T elapak (Footings)
2 77
Face of metal colo!Jnn
Face of metal .,. coloumn M etal plate.,. Of
B
Critical section
Critical section
Gbr.
Gbr. 5.17
278
Seton Bertulang
A and B Long bars equal sparing
I
t -- -
T---,-,--
I
I
I
1
~- ~ -
T-- - 1- ,
I
CJ r- ·•-
I ,
I
1
--~-
I
-
-- I
I
I
1- - -
-~
I
L- -
I
+---
I
~-
~--- ~- - - ~ -, ~--
-- ~ -- ~ -
1- - 1 - - - - I - - - - I
1
~ - ~- -
r -
- 1- - 1- - - -1-- --1 I
~ --- ~ --- ~- ~-- ~- -1 -
-~- - - - · - - - - .
I
B/2 : B/2 I
Band A
BandS
Band A
L (a)
I
I
-0- -0-(b)
{c)
Potongan kritis untuk ges~ar
Gbr. 5.18
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
279
5.6. 5 Contoh Soal Fondasi dengan Beban " P" dan "M" MUTU BAHAN: 1
Beton
: f c= 210 kg/ cm : ye= 2,4 ton/ cm
2
3
Baja tulangan deform : fy = 4000 k g/ cm2 DATATANAH Tegangan tanah yang diijinkan a
= 1700 kg/ m 3
y
Berat volume tanah
=5,0 ton/ m?
ALL
DATABEBAN Dari perhitungan struktur atas, diperoleh: Beban mati ,
P
DL
= 1500 Kg
H
DL
= 800 Kg = 2500 Kg
Beban hidup,
PvLL
H LL
=950 Kg
ANALYSIS FONDASl Skema:
300 850
250
e.=2~q
1
[Rl' I
850
I~: : ..... 1200
280
:I Seton Bertulang
PEMBEBANAN (a) Beban mati W W
TANAH
= 0,25 * 1,2 * 1 * 2,4 =0 ,72 ton = (1,0 * 1,2-0,3 * 0,3) * 0,3 * 1,7 = 0,57 ton
PEDESTAL
= 0 ,30
W
FOUNDATION
Berat Pondasi W
roTING
* 0,30 * 0 ,6 * 2,4
____ = 0, 13__ tOn .;.__
= I ,42 ton
=P oL + W F = 1,5 + 1,42 =2,92
Total beban mati, PvoL
M DL
=(H DL * h) - (PvoL *e) = (0,8 * 0,85) - (1 ,5 * 0,25) =0,305 ton. Meter
(b) Beban Hidup PvLL
=2,5 ton
H
= 0,905 ton
LL
M LL
=(H LL *h)- (PvLL *e)
=(0,95 * 0,85) -
(2,5
* 0,25) =0,1825 ton. meter
CHECKTEGANGAN TANAH Akibat beban tetap : (DL - LL) Beban vcrtikal akibat beban tetap:
= PvoL + PvLL
= 2,92 + 0,1825 =0 ,4875 ton. Meter check posisi eksentri sitas: c
= !:!____ = 0,4875 I.Pv
0,09 m
5,42
B 12 B - = - = 0 2 m -7 for e < 6
6
'
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
6
281
Faktor tegangan tanah: a=
e 1+ -
B
=
0,09 1+ 12
1 075 '
=
'
Tegangan tanah yang terjadi:
= a* :LPv = 1,075 *
cr
A
=
5 2 ,4 (1*1,2)
4,86 ton/ m2 < cr ALL = 5 ton/ m2 .... . ...... ( OK!)
CHECK TERHADAP GESERAN : Asumsi : tekanan tanah Passive diabaikan. Koefisien gesek statik antara tanah dan beton : ~s = 0,35
Geseran Terhadap beban tetap : Tahanan gesek fondasi tehadap geseran: H resistance
=~ * L PV =0,35 * (5,42) = 1,897 ton
H
DL -LL
=0,8 + 0,95 = 1,75 ton
H
resistance >
H
DL- LL · ··· ·· ·· ... OK
!
PERHITUNGAN BAJA TULANGAN (a) Penulangan plat tapak:
Beban u]timat: Karena proporsi beban mati dan beban hidup tidak diketahui, maka faktor beban ultimat dipakai 1,6 sehingga: Qu
= 1' 6 * [CYMAX = 1,6[4,86-
WP ] * b ---7 b = 1000 mm B* L
1 42 ' ] *1 1 * 1,2
=5,883 ton/ m'
282
Beton Bertulang
Permodelan Structure: Footing dimode1kan sebagai cantilever dengan posisi jepit didepan pedestal: Moment maximum yang terjadi: Mu
1
= - * Qu * L2 --7 L 2 = 0,85 - (0,5 * 0,3) =0,7 m
= _!_ 2
* 5' 883 * 0 '72
= 1,441
ton. Meter
Rasio baja tulangan: Batasan - batasan:
P min
= -1,4 --7 f y (MPa) Fy
=
P max
~ = 00035 400
'
= 0,75
* Pb 1
= 075 * 0,85* P1 * / c ' fy
*[
600 ] 600+ fy
= 0,75 * 0,85*0,85*21*[ 600 ]= 001 71 400 600 + 400 '
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
28 3
Keperluan rasio baja:
Rn
=
Mn cP *b*d 2
d = t Footing - Cover = 250- 50= 200 mm
-7
1,441 * 10
7
=
0,9 * 1000 * 200
= 0,85* j
m
1
c
=
2
0,4
0,85*21
=22,41 p
=_!_*[1- Vft _2*m* Rn] =_1_*[1 - 2*22,41 * 0,4] fy 22,41 400 m
= 0,00101 < P min
Pr
= 1,33 * p, peraturan = 1,33
* 0,00101 = 0,00135 < p min
maka luas baja tulangan yang diperlukan : As
=py* b * d = 0,00135
= 370 mm
* 1000 * 200 2
dipasang : D 10 @ 200 (As = 393 mm 2)
(b) Penulangan Pedestal Beban ultimat Beban vertikal Pvu
=(1 ,4 * P voL) + (1 ,7 * P vLL) =(1,4 * 1,5) + (1,7 * 2,5) = 6,35 ton
28 4
Seton Bertulang
Beban horisontal Hu
= (1,4
* P hod+ (1,7 * P hLd
= (1 ,4 * 0,8) + (1 ,7 * 0,95) = 2,735 ton Ukuran pedestal: Lebar pedestal, b = 300 mm
Tinggi pedestal, h = 600 mm Check rasio ukuran pedestal: -7
600 h= = 2 < 3, effek kelangsingan diabaikan. b 300
Digunakan minimum rasio tulangan p As
=p
min
min
= 0,01
* Ag -7 Ag = b * h 1
= 0,01 * ( 300 * 300) = 900 mm 2 dipasang 4- D19 .. ... (As = 1134 mm
2 )
Perhitungan sengkang: Beban horisontal ultimat pada pedestal adalah: Hu = 2,735 ton Kekuatan geser beton: Vc
1 c*b *d-7 d=300-50=250mm = ..!_* ~f 6 1/l C IV
= J..*m *300*250 6
=57282 N <1>
* Vc =0,85 * 57282 = 48690 N = 4,87 ton
0,5 * <1> * Vc < Hu < <1> * Vc -7 digunakan sengkang minimum.
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
285
Minimum sengkang yang harus dipasang: . d 250 s = -= = 125 mm S past. mak stmum: 2 2 Dipasang: DlO@ 100
286
Seton Bertulang
5.6 .6 Contoh Soal Pemeriksaan· Fondasi Telapak Fondasi telapak:, bujursangkar menerima beban axial sebagai berikut: Beban mati , P DL
= 20 ton
Geometris Fondasi:
Beban hidup, P
LL
= 10 ton
B
=4m
1
f c
= 25 MPa
L
=4m
fy
=400MPa
h
= 1,4 m
cl>
=0,85
Penutup I
= 2m
Berat volume beton
= 2,4 ton/ m3 Dimensi kolom:
Tegangan izintanah = 10 ton/ m2 Berat volume tanah
3
= 1,8 ton/ m
CJ
= 0,6m
C2
=0,6m
Diameter tulangan pelat D = 25mm Diameter tulangan
= 25mm
Standar/ acuan: SK SNI-T-15- 1991- 0.3 Pertanyaan: 1. Hitunglah tekanan tanah dasar pelat fondasi yang terjadi (cek) 2. Cek geser satu arah dan geserpons 3. Cek momen Jentur 4. Cek tulangan
Bab 5_ Fondasi Telapak (Footings)
287
5. Hitung panjang penja1uran per]u 6. Cek penampang pertemuan kolom dengan fondasi 7. Panjang penjaluran tulangan ke fondasi (panjang anker =dowel)
Solusi: 1) Cek Tekanan tanah Assumsikan bahwa tekanan tanah akibat beban-beban berupa tekanan merata. Luas tapak fondasi cukup menahan tekanan tanah dan tidak akan melebihi aksial + berat sendiri fondasi + berat tanah ("overburden"). Perhitungan beban-beban: Beban dari ko1om (beban mati + beban hidup)
= 30 Ton Force
* 4 * 1,4 * 2,4 = 53,76 Ton Force Berat tanah(Overburden), (4 * 4-0,6 * 0,6) * 1,8 * 0,6 = 10,01 Ton Force
Berat sendiri fondasi, 4
TOTAL P Tegangan tanah terjadi, p =
~otal~ B*L
=93,77 Ton Force
5,861 ton/m 3 <10 ton/m 3 ...... 0K!
Tebal effektif rata-rata pelat fondasi, d=h-penutup-diam tul (1 bt), pendekatan: d = 1,305 m
2) Cek tegangan Geser Kuat geser satu arah: VC Vc =
.!_ * / 1c * hw * d 6
=435,00 Ton Force
Kuat geser dua arah (Geser pons): 1) VC
= 0 * ( 1+
:e)* ((f c)Yz * ~ *b*d) 1
0
= 110,57 Ton Force... (menentukan) 2) Vc < ..!_ * 1· 1c * b 3 0
* d =828 ' 68 Ton Force
Gaya berfaktor untuk geser satu arah, Vu
2BB
Seton Bertulang
Luas effektif = (
~ - 0,5 * c
1
*d)* L
= 1,58 m2
Luas effektif fondasi
_ ((1,2* PDJ+(l,6* Pu.))
(B + L)
P net
-
p
= 2,50 ton/ m2
net
Vu
=p net* luas dasar pelat effektifuntuk geser satu arah:
Vu
= 3,95 Ton Force< 435,00 .. ..... .. .. OK
Luas effektif geser pons (A pons)= 12,19 m2
* luas dasar pelat effektif untuk geser pons:
Vu
=p
Vu
= 30,48 Ton Force< 110,57 ......... OK
net
3) Cek Momen Lentur Irisan kritis = (
Mu
= (B 2
~ - i)
_5_) 2 *((B 2 _5_)*05*p 2 1
net
*L)
= 1445Ton. M '
Penulangan hanya terhadap momen lentur
m
=
Rn
=
p
fy
0,85* f 1c Mu
f/J*b*d 2
= 18,824 = 2,12123
<*(I-~I-2*";;Rn)
p
= 0,005598
P bal
= 0,03 1875
P max
= 0,023906
Bab 5_ Fondasi Telapak (Footings)
OK .... .... p min
=0,003500
289
4) Cek Tulangan Luas tulangan perlu, As As= p
Dari data (gambar)
* b * d = 29221,6 mm
2
Tulangan yang ada diam = 25 mm
Tulangan, dicoba Diameter = 25 mm HASIL PERHITUNGAN PERBANDINGAN As 1 tul (perlu)
= 490,625 mm 2
As 1 tul (ada) = 490,625 mm 2
As. Total
= 29221,6 mm 2
As. Total (ada) = 29437,5 mm 2
N tul. Perlu
= 60 btN tu!.
Ada
=60 bt
Jarak tu!. S
=67mm
Jarak tu!. S
=67mm
OK
5) Cek Panjang Penjaluran Tulangan antara Fondasi dengan Kolom Memperhitungkan gaya tarik pacta tulangan/panjang penjaluran tulangan: Menurut SK SNI- T- 15 - 1991 -03 pasal 3.5.22 d tul
= 22 mm
I db
= 0,02
I db min = 0,06
*Ab *
fy
*
ffc
= 608 mm
* db * fy = 528 mm
Yang tersedia: I dbada = 1305 mm (dari data geometris dan diameter tulangan pada fondasi) I db menentukan
290
= 608 mm < 1305 mm (yang ada)
Seton Bertulang
6) Cek penarnpang pada Pemindahan Beban dari Kolom ke Fondasi Telapak Gaya Aksial tekan berdasarkan kuat beton dari
Gaya aksial berfaklor yang bekeija
kolom ke fondasi adalah
= 0,7 Pn = 0,85 * tc * Ag = 765 Ton Forces
Pu = 40 Ton Forces
* Pn = 535,5 Ton Forces < 40.... ........ OK
Menurut ACI Code- 12.3 maka ada faktor perbesaran kapasitas fondasi akibat beban kolom. Sehubungan dengan perletakan pada fondasi beton, kapasitas dukung fondasi terhadap beban vertikal akan bertambah 2 proportional terhadap akar A , dengan faktor koreksi sebagai berikut: Al
Keterangan: A 2 =Luas total area yang diperhitungkan waktu perhitungan p A 1 =Luas penampang kolom
net·
7) Perhitungan Dowel (Anker) Walaupun transfer beban dilakukan oleh pertemuan bidang dukung antara kolom dengan fondasi memenuhi syarat namum masih diperlukan juga tulangan minimum (dowel) sebagai penyambung kolom dengan fondasi sebesar 0,5% dari Juas perletakan kolom/ pedestal (jika pakai) dengan fondasi. Maka tulangan penyambung (dowel) minimum dalam kasus diatas adalah: As perlu = 0,005 *cl
* c2
Jika dipakai "dowel", diameter 22 mm, maka Ld (tekan) menurut SK SNI-T-15-199 1- 03 pasal3.5.3 adalah:
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
291
1) ~
=
db* fy
~
4*....;f1c
2) Id min = 0,04
........ .... .440 mm (menentukan)
* db * fy 0. ooo00.352 < 440 mm
:. Jadi dowel dipakai 4 D 22 mm@ 440 mm dipasang dari kolom ke fondasi , minimum dowel dipasng 4 (empat) batango
Sebagai latihan, mohcn anda gambarkan hasil akhir dalam bentuk gambar detail.
5. 7 Foundation Calculation for Transformer 5.7.1 Foundation Calculation for Transformer (1600 KV) MATERIAL PROPERTIS:
f 1c
= 210 Kg/ cm2
ye
=2,4 ton/ m3
Conrete
Reinforcement fy
= 4000 Kg/ cm2
SOIL DATA: A11owable soil bearing capacity
a an
Unit weight of soil
y
= 10 ton/ m2 =1700Kg/ m3
Location : Kerawang, West Java, Indonesia
EQUIPMENT DATA: Ratting Volted of Transformer
292
1600 KV
Transformer Weight,
WE:
5010 Kg
Transformer Height,
HE :
2430mm
Beton Bertulang
FOUNDATION ANALYSIS: Sketch:
J
Gbr. 5.19 ...
LOADING (a) Vertical load Foundation weight:
WF
= 1,16 * 1,26 * 0,8 * 2,4 =2,81 ton
Total vertical load:
Pv
= WE+Wp
=5,010 + 2,81 =7,820 ton (b) Seismic load Horisontal load due to Seismic load shaH be calculated as follow: H
=C * I *K * Wt
Where: C
= 0,05 (Soft soil, Zone 4 PPTGIUG Map)
I
= 1,5
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
293
K
=2,5
wl
=WE= 5,01 ton
H
=0,05 * 1,5 * 2,5 * 5,01 =0,9394 ton
CHECK SOIL STRESSES: Due to permanent load:
a= -:EPv A
7,820 ) (1,26 * 1,16
=
=5,35 tonl m2
lO tonI m2 . . . . . . QKI.
Due to temporary load: M
= H Seismic * h =0,9394 * 2,015
Seismic
= 1,893 ton. Meter e = J!_
:EPv B 6
7,820
= 1•16 = 0 6
=
a"
= 1•893 =0,242 m '
193 m
2
'
for e > B 6
=
2
0
2
= 2,288
3·(0,5 -;) 3*(0,5- ;~: J
=a* I.Pv = 2 288 * A
'
7,820 (1,26* 1,16)
= 12,24 ton/ rn2 < 10 * 1,33 = 13,3 ton/ m
2
........... . . OK
!
CHECK SLIDING: Assumed: Passive earth pressure was neglected Static friction between soil & concrete, lls = 0,3
294
Beton Bertulang
So: Horizontal resistance of foundation about sJiding: H
Resistance
= !ls * :E Pv = 0,3 * 7,820 =
2,346 ton> H Resistance= 0,9304 ton .....OK !
REINFORCEMENT CONCRETE: Used shrinkage reinforcement: Ps Take b = 1000 mm, As
=0,0018 (steel ratio) = Ps * Ag =0,0018 * (1000 * 800) 2 = 1440 mm
Use 2 - D13@ 150 (As = 1769 mm2), Top & Bottom.
5. 7.2 Foundation Calculation for Transformer (2000 KV) MATERIAL PROPERTIS: Conrete
f c
= 210 Kg/ cm2
"(C
=2,4 ton/ m 3
1
Reinforcementfy
= 4000 Kg/ cm2
SOIL DATA: 2
Allowable soil bearing capacity er all = 8,8 ton/ m Unit weight of soil
"(
= 1700Kg/ m3
Location: Kerawang, West Java, Indonesia
EQUIPMENT DATA: Ratting Volted ofTransfmmer: 2000 KV Transformer Weight,
WE: 5400 Kg
Transformer Height, I
HE: 2435 mm
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
FOUNDATION ANALYSIS: Sketch:
. -...... Trato
j-1330
-1
Gbr. 5.20
LOADING (a) Vertical load Foundation weight: Wp
= 1,33 * 1,36 * 0,85 * 2,4 = 3,69 ton
Total vertical load: Pv
=WE+ WF = 5,40 + 3,69
=9,09 ton (b) Seismic load Hori sontalload due to Seismic load shall be calculated as follow:
H= C * I *K * W 1 Where:
c I
K 296
=0,05 (Soft soil , Zone 4 PPTGIUG Map) = 1,5 =2,5 · Beton Bertulang
Wt
=WE= 5,40 ton
H
=0,05 * 1,5 * 2,5 * 5,40 = 1,0125 ton
CHECK SOa STRESSES: Due to permanent load: 9,09 ) -5 cr -- -LPv- -- ,025 tonI m2 < cr All -8 , 8 tonI m2 . . . .OK'. A (1,33 * 1,36 Due to temporary load: M
Seismic=
H
Seismic*
h = 1,0125
*
2,07
=
2,096 ton. Meter
B e -- _!!__- 2,096 -0 - ,231. m B- 1,33-0 - ,222 m, for e >6 LPv 9,09 6 6
a.
3
cr"
2
2 = --,----:-
*(
0,5 - ;)
=a.* I.Pv
3 * (o 5 _ o,231
=2041*
A
'
'
1,33
=2,041
J
9,09 (1,33 * 1,36)
= 10,25 ton/ m 2 < 8,8
* 1,33 = 11,7 ton/ m2 ...••.••.•... OK!
CHECK SLIDING: Assumed: Passive earth pressure was neglected Static friction between soil & concrete, f..ls = 0,3 So: Horizontal resistance of foundation about sliding: J..ls * L Pv = 0,3 * 9,09 = 2,727 ton> H Resistance= 1,0125 ton ..... OK !
H Resistance =
REINFORCEMENT CONCRETE: Used shrinkage reinforcement: Ps = 0,0018 (steel ratio)
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
297
Take b = I 000 mm ,
As
=Ps * Ag
=0,0018 * ( 1000 * 850) = 1440 mm2 Use 2- D 13
@
150 (As = 1769 mm2 ), Top & Bottom.
5. 7. 3 Foundation Calculation for Transformer (2500 KV) MATERIAL PROPERTIS: Conrete
f 1c
= 210 Kg/ cm2
ye
=2,4 ton/ m3
Reinforccmentfy
= 4000 Kg/ cm2
SOIL DATA: Allowabl e soil bearing capacity cr all = 8,8 ton/ m2 y
Unit weight of soil
= 1700Kg/ m
3
Location: Kcrawang, West Java, Indonesia
EQUIPMENT DATA: Ratting Volted of Transformer
2500 KV
Transformer Weight,
WE: 7550 Kg
Transformer Height,
HE: 2455 mm
-FOUNDATION ANALYSIS: Sketch:
298
Seton Bertulang
LOADING (a) Vertical load Foundation weight:
WF = I ,58 * 1,38 * 0,8 * 2,4 = 4,186 ton
Total vertical load:
Pv = WE+Wy= 7,550 + 4,186= 11 ,736 ton
(b) Seismic load Horisontal load due to Seismic load shall be calculated as follow : H=C * I *K * Wt Where: C
= 0,05 (Soft soil, Zone 4 PPTGIUG Map)
I
= 1,5
K
= 2,5
Wt
=WE= 7,550 ton
H
= 0,05 * 1,5 * 2,5 * 7,550 = 1,416 ton
CHECK SOIL STRESSES: Due to permanent load: 0'
:I:Pv 11,736 2 2 ==( ) = 5,38 ton/ m < cr All = 8,8 ton/ m ... ..OK! A 1,38 * 1,58
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
2 99
Due to temporary load: M Seismic= H Seismic * h = 1,415 * 2,028 = 2,8696 ton. Meter
e
=
.!:!__:: 'LPv
2 8696 = 0,2445 m • 11,736
B = 1,38 -- 0 23 m 6
6 2
=
= a * LPv A
c10r
B e>6
2
=
3*(0,5- ; )
cr "
'
'
= 2,07
3*(0,5-1,38)
= 207 * '
11,736 (1,38 * 1,58)
= 11 ,11 ton/ m2 < 8,8
* 1,33 = 11 ,7 ton/ m2 ....... . .... . OK!
CHECK SLIDING: Assumed: Passive earth pressure was neglected Static friction between soi l & concrete, fls =0 ,3 So: Horizontal resistance of foundation about sliding:
=fls * L Pv
H Resistance
= 0,3
* 11 ,736
= 3,521 ton> H Resistance = 1,416 ton ........ OK! REINFORCEMENT CONCRETE: Used shrinkage reinforcement: Ps Take b = 1000 mm ,
As
= 0,0018 (steel ratio) = Ps * Ag =0,0018 * (1000 * 800) == 1440 mm
Use 2- D 13
300
@
2
150 (As = I 769 rnn?), Top & Bottom.
Seton Bertulang
5. 7.4 Foundation Calculation for Transformer (3000 KV) MATERIAL PROPERTIS: Conrete
=210 Kg/ cm2 =2,4 ton/ m3
Reinforcementfy
= 4000 Kg/ cm2
SOIL DATA: Allowable soil bearing capacity cr all Unit weight of soil
"{
=8,8 ton/ m2 = 1700Kg/ m3
Location: Kerawang, West Java, Indonesia
EQUIPMENT DAT A: Ratting Volted of Transformer:
3000 KV
Transformer Weight, WE:
10000 Kg
Transformer Height, HE:
2835 mm
FOUNDATION ANALYSIS: Sketch:
2218
DI660 ~ j-1600
-1
Gbr. 5.22
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
301
LOADING (a) Vertical load WF
Foundation weight:
= 1,66
* 1,6 * 0,8 * 2,4
=5,099 ton Pv
Total vertical load:
=WE+ Wp = 10 + 5,099 = 15,099 ton
(b) Seismic load Horisontal load due to Seismic load shall be calculated as follow:
H = C * I *K * W 1 Where: C
=0,05 (Soft soil, Zone 4 PPTGIUG Map)
I
= 1,5
K
=2,5
Wt
=WE= lOton
H
= 0,05 * 1,5 * 2,5 * 10 = 1,875 ton
CHECK SOll.- STRESSES : Due to permanent load:
cr
= :EPv A
= ( 15•099 ) =5,685 ton/ m2 < cr All 1,66* 1,6
= 8,8 ton/ m2
.......... OK!
Due to temporary load:
M
Seismic
=H Seismic * h = 1,875
* 2,218
= 4, 1588 ton. Meter
302
Beton Bertulang
M 4,1588 =-- = :EPv 15,099
e
= 0,2754 m 16 B = • = 0,267 m,
6
6
B
for e > 6
2,03
cr"
= a* :EPv = 2 03 * 15,099 A ' (1,66 * 1,6) 2
= 11,56 ton/ m < 8,8
= 11 ,7 ton/ m
2
* 1,33
............. OK!
CHECK SLIDING: Assumed: Passive earth pressure was neglected Static friction between soil & concrete, Jls = 0,3 So: Horizontal resistance of foundation about sliding:
H
Resistance
= Jls * L Pv = 0,3 * 15,099
=4,529 ton> H Resistance
=1,875 ton ........ OK!
Bab 5_Fondasi Telapak (Footings)
303
REINFORCEMENT CONCRETE: Used shrinkage reinforcement: Ps Take b = 1000 mm ,
= 0,0018 (steel ratio)
= Ps * Ag = 0,0018 * (1000
As
= 1440 mm Use 2- D13
304
@
2
150 (As = 1769 mm
),
* 800)
2
Top & Bottom.
Seton Bertulang
LAMPIRAN
SK SNI T -15- 199 1-03 dalam perencanaan: 1.
<1>
(faktor reduksi), pasal 3.2
2. Beban kerja I tegangan izin, pasal 3.15 3. Beban kerj a, SNI 1727- 1989 F 4. Perencanaan beban tahan gempa, pasal 3.14 5. Pb = 0,85
f31 f' c fy
600 , pasal 3.14 600+ fy
Sa) f3 1; pasal 3 . 3 . 2 butir 7 sub butir 3 ....................~ f3 1=0,85 f c ~ 30 MPa 6. Modulus Elasti sitas beton, E c =4700 ffc 7. Modulus El astisitas baja, E5 = 200.000
Lampiran
MPa Mpa
3 os
8. Lebar fl ens 9. Kuat geser, Vc; pasal 3.4 10. Beban faktor U; pasal 3.2.3
U = 1.2 D + 1.6 L U = 0.75 (1.2 D + 1.6 L + 1.6 W)
······ (3.2 - 1) ...... (3.2 - 2) > 3.2- 1
U = 0.9 D + 1.3 W (kosong)
.. .... (3 .2 - 3) > 3.2- 1
u = 1.05 (D + LR + E)
...... (3.2 - 4a)
Atau LR = beban hidup yang telah direduksi U = 0.9 (D +E)
....... (3.2- 4b)
U = 1.2 + 1.6 L + 1.6 H, H = tekanan tanah ..... .. (3.2- 5) ..... .. (3.2- 6) U =0.75 (1.2 D +1.2 T + 1.6 L)
T = perbedaan penurunan, rangkak, susut tau perubahan suhu Atau U = 1.2 (D + T)
....... (3.2 - 7)
Dimana: D
=Dead Load
L
= Live Load
W
= WindLoad
Lr
= Beban Hidup yang telah Direduksi
T
= Perbedaan penurunan, rangkak, susut tau perubahan suhu
11. Kuat rencana Faktor reduksi kekuatan lj>: pasal 3.2.3 o Lentur tanpa beban axial = 0.80 o Lentur + beban axial; 4> adalah: • Axial tarik , axial tarik + lentur = 0.80 • Axial tekan, axial tarik + lentur = 0.70 • Komponen struktur dengan tulangan sengkan g biasa = 0.65 o o o
306
Geser torsi (puntur) = 0 .60 Tumpuan pada beton (ayat 3.1 1.13) = 0.75 Panjang penyaluran (pasal 3.5) tidak memerlukan faktor lj>.
Seton Bertulang
12. Kuat rencana tulangan Fy ~ 550 Mpa, kecuali untuk beton pratekan
13. Kontrollendutan : pasal 3.2.5 Dua Tumpuan
Satu Ujung menerus
Kedua Ujung menerus
Kantileven
Pelat solid Satu arah
1/20
V24
1128
VIO
Balok I pelat Jalur satu arah
1116
1118.5
1/21
1/8
Komponen Struktur
Dimana: =[mm]
We Baja • •
= 2300 kg/m3
=BJTD 40
Untuk struktur beton ringan We = 1500-2000 kg/m 3, sehingga nilai diatas harus dikoreksi dengan (1.65- 0.005 We) Fy lain dari 400 Mpa, nilai lendutan dikalikan dengan (0.4 + fy/700)
14. Lendutan sesaat sesudah beban bekerja Ni lai kekakuan tidak dihitung dengan cara analitis lebih mendetail, besarnya lendutan dihitung berdasarkan modulus elastisitas beton Ec dan dengan momen inersia effektif
le. le
: - ( ~:)' r_ +'(I
Mer
=(frY·,/~~ J
fr
= 0.7
Lampiran
ffc
-(~:)']le,
...........
(3.2 - 8)
.......... (3.2- 9)
.......... (3.2- 10) 307
15. Lendutan tambahan untukjangka panjang Digunakan faktor X =
:E
1+50r'
.... .. .... (3.2-11)
KUAT GESER BETON UNTUK KOMPONEN STRUKTUR NON PRATEKAN (PASAL 3.4.3) 1) Untuk komponen Struktur yang hanya dibebani oleh geser dan lentur saja.
. .......... (3.4 - 3) F'c
= Mpa
2) Untuk komponen struktur yang dibebani tekan axsial
= 2 (1 + Nu ) ( ffc I 6) bw. d 14A8
............ (3.4- 4)
Besaran Nu/Ag dinyatakan dalam Mpa
3) Untuk komponen struktur yang dibebani oleh gaya tarik axsial yang cukup besar, tul angan geser harus direncanakan untuk memikul gesek total yang terjadi .
4) Pada penampang dimana momen torsi berfaktor Tu melebihi
$ (1/24
ffc
2
L X y)
(ffcJ -
6-
b ·d w
- Ji(2.5 c, V,,T,, J
308
............ (3.4- 5)
Beton Bertulang
KRITERIA PERANCANGAN STRUKTUR BETON (ACI CODE) ~
~
Kekuatan tarik beton : (ASTM Ca 96) fc1
= 0.5 'V~· c s.d 0.6 'V~· c beton berbalok biasa} sek't1 ar 1 (; 1 (;
fct
= 0.4
JTc
JTc Mpa
= 0.043 (/)
~
JTc beton berbalok ringan
10 - 5% fc
Modulus Elastisitas beton = 5000
~
s.d. 0.5
l.Sffc
f'c (Mpa) ACI- 8.5.2
} Take the smaller We (kg/m3) ACl 318 - 83 M value
Modulus Elastisitas Ba~ menurun dengan drastis untuk suhu tinggi (~ 600° F) Es
= 200.000 Mpa (non prategang) ACI- 8.5.2
Es
= 186.000 Mpa (prategang)
ASTM A416
Faktor reduksi Lentur dengan atau tanpa tarik aksial Tarik axial
0.9 0.9
Geser dan putar
0.85
Unsur-unsur tekan dengan penu]angan spiral 0.75
~
Unsur- unsur tekan dengan pengikat
0.7
Perletakan pada beton
0.7
Lentur di dalam beton polos
0.65
Kombinasi pembebanan U = 1.4 D + 1.7 L
ACI 9.2.1
D =dead load
U :::: 0.75 ( 1.4 D + 1.7 L + 1.7 W) ACI 9.22
L = live load
U = 0.9 D + 1.3 W U = 1.4 D + 1.7 L + I .7 H
W = wind load H =soil pressure load
Lampiran
3
o9
F = fluid pressure load
U = 1.4 D + 1.7 L + 1.7 F
=0.75 (1 .4 0+1.4 T+1 .7 L) ACI 9.2.7
U
T
=setlemant, crep, skrinkage, or temperature load
~
Toleransi tebal selimut beton ( untuk unsur lentur, dinding dan unsur tekan) d
~
200 mm
toleransi ± 10 mm } d =tinggi efektif
d>200mm
toleransi ± 12 mm
panjang batang tulangan biasanya kelipatan 3 inci (75 mm)
~
Lebar retak fy
~
300 Mpa lebar retak tak perlu dikontrol
fy > 300 Mpa lebar retak dihitung dengan rumus:
w
11 ' ,..-;--;= -Pfs~ dc.A
3
Dimana:
w
= lebar retak (mm) x 10 - 6
p
= 1.2 balok ( Berdasarkan SKSNI T - 15- 1991 - 03 } menetapkan p = 1.2)
fs
= 1.35 lantai = tegangan pada tulangan atau 60 % fy
de
= j arak Cg tulangan utama ke serat tarik terluas
pada pelat de = decky + V2 cp pokok pada balok de = decky + cp sengkang + Y2 cp pokok A
= 2 . de . S
pelat
S
=jarak antar batang tulangan
2 dcb = -n
balok
b =lebar balok n =jumlah batas tulangan perlebar balok
310
Beton Bertulang
struktur dalam ruangan W 0.4 mm struktur terpengaruh cuaca W < 0.3 mm expansion joint 20 mm jarak max 24 m
~
Rasio tulangan lentur 1.4 • pmm = fy • •
pbalance
ACI 10.5.1
= 0.85j'c fy
p( I
600 600+ fy
J
ACI 318- 83M ACI 10.3.3
p max = 0.75 pb dimana: fy, f'c MPA ~ ~ = 0.85
= 0.85 - 0.05
f'c ~ 30 Mpa
(f'c - 4000 )~ 0.65
f'c > 30 Mpa
1000
~
Compression Lap Splice (sambungan tekan) ~ Untuk f'c ~ 20 Mpa fy
~
400 Mpa lap
= 0.073 fy. Db · =300mm
=Ld = 0 ·24 fy db ffc fy > 400 Mpa lap
~
Ld ~ 0.044 fy . db ~ 300 mm
= (0.13 fy- 24) db= 300} .• amb1 yang terbesar = Ld (sama dengan atas)
Untuk f'c < 20 Mpa Panjang overlap harus dikalikan 1
Lampiran
}j"
31 1
NB:
• •
);;>
Untuk batang-batang tekan dengan tulangan utarna dikalikan sengkan g penutup di seluruh panjang lap, rnaka lap perlu = 0.83 * lap (hasil perhitungan diatas);;::: 300 mm Untuk batang-batang tekan dengan tulangan utarna di kelilingi sengkang spiral di seluruh panjang lap, maka lap perlu = 0.75 * lap (hasil perhitungan diatas);;::: 300 mm
Tension Lap Splice (sarnbungan tarik) As pulu
< 0.5 kelas A
lap = Ld
- dinaikkan 20% untuk
As tersetlia ·ha! gabungan 3 batang kelas B
lap= 1.3 Ld
- dinaikkan 33% untuk hal gabungan 4 batang
As
per/11
>0.5 kelas A
lap= 1.3 Ld
kclas B
lap= 1.7 Ld
As ten«dit• - ;;::: 300 cm
NB: Hubungan lap. Untuk tulangan ;;::: # 11 tak dapat digunakan, jadi tulangan #1 1 tidak boleh disambung dengan lap. Splice bila beket:ja didalarn daerah tarik (harus dengan ]as) Daktilitas 3 (daktili tas penuh)
312
Beton Bertulang
DAFTAR PUSTAKA AMERICAN CONCRETE INSTITUTION MANUAL OF CONCRETE, 1986. PART ffi, Detroit, Michigan 48219, ISSN 0065-7875, Editolial Production: Yona D Khan. BOWLES J. E, 1979, Analysis of Foundation and Design, McGraw - Hill Inc. , New York I 0022. DEPARTEMAN PEKERJAAN UMUM, 1987, Petunjuk Perencanaan Beton Bertulang dan Struktur Dinding Bertulang untuk Rumah dan Gedung, SKB T2.33.53. 1987/ UDC: 693.55.693.25, Yayasan Penerbit PU. DEPARTEl'vfEN PEKERJAAN UMUM, 1991 , Cetakan Pe1tama, STANDAR SK SNI-T 15-1991-13, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. NA YAK N. V., J 982, Foundation Design Manual, Dhan Pat Rai & Sons, Nai Saraks, Delhi. RAO, K.L, 1961 , Calculation, Design and Testing of Reinforced Concrete, Published Sir Isaac Pitman & Sons Ltd, Parker Street, Kingsway, London, W.C.2 WANG at al , 1979, Reinforced Concrete Design, Third Edition, Harper & Row Publisher, New York and etc. WANG at al, 1979, Solutions Manual to accompany Reinforced Concrete Design, Third Edition, Thomas T. CroweJJ Company, Harper & Row Publishers, New York and etc.
Daftar Pustaka
3 13
Catatan
314
Seton Bertulang
Buku Beton Bertulang ini adalah mengacu kepada ketentuan-ketentuan atau standar beton bertulang Indonesia, SK SNI-1991-03 dan Peraturan Seton tahun '89 Indonesia; American Concrete Institution, ACI Code '83 dan peraturan·peraturan lain yang berkaitan. Buku ini mengandung soal·soal dan penyelesaian dengan bermacam-macam jenis persoalan termasuk soal memeriksa penampang dan merencana penampang termasuk luas tulangan yang perlu dari berbagai struktur seperti balok, kolom, dan fundasi tapak termask struktur korbel, yang secara mendetail mengemukakan analisis perhitungan pemeriksaan dan perhitungan perencanaan, juga perencanaan tulangan geser untuk balok dan kolom .. Perhitungan pemeriksaan dan perencanaan adalah berlandaskan teori " Strenght Method" dan sebagian berdasarkan metoda elastis khususnya perhitungan pemeriksaan dan perencanaan balok. Contoh -contoh soal diambil dari pengalaman mengajar selama 22 tahun dan pengalaman praktis lapangan selama 15 tahun. Beberapa contoh soal juga diambil dari buku "Solutions manual to accompany Reinforced Concrete Design, Third Edition by Wang at al" secara "direct quoted". Buku ini dimaksudkan agar mahasiswa atau perencana pemula dapat memahami persoalan-persoalan yang timbul mulai dari masalah sederhana sampai yang rumit dilapangan serta membuat solusi sec:ara mendasar. Buku ini disusun agar para pembacanya dapat memahami masalah-masalah lapangan yang se ring dijumpai di lapangan. Tujuan buku ini adalah agar para pembacanya dapat menjadi perencana/ pengawas yang kritis dan tangguh di kantor ataupun dHapangan serta bagi perencana atau pengawas bekerja dengan orang asing. Dalam buku Soalan dan Penvelesaian Beton Bertulang Jilid 11. penvelesaian soal-soal dilakukan dengan memakaj bantuan "Software STAAD Pro- STAAD 31 ISOS" , yang sedang dalam tahap penyusunan sehingga untuk st ruktur yang rumitpun dapat diselesaikan mekanika teknik yaitu dengan prinsip teori / metode analisis matriks ataupun analisis struktur dengan metode elemen hingga.
Tentang Penulis J . Thambah Semblr1ng Gurukinayan, dilahirkan tanggal 8 Juli 1952 di Brastagi, Kabupaten Karo, Sumatera Utara. Pendidtkan Dasar (Sekolah Rakyat) di Guruklnayan, Sekolah Menengah Pertama Negeri Kabanj ahe, Sekotah Menengah Atas Negeri I Medan, Masuk Jurusan Teknik Sipil ITB 1972 dan tutus Sarjana Teknlk Slpil lnstitut Teknologl Bandung 1977, " MSc " Program of "Highway Engineering and Development", Pasca Sarjana ITB 1986 in Collaboration with University College London, Doctorate Program in Management Information System, UKN Idaho Universisty, California, 1995, Program Siswajah USM Malaysia 2001. Tahun 1980 sekarang, sebagai dosen tetap Kopertis Wit. IV dpk Sekolah Tinggl Teknologi Mandata Bandung untuk mata kuliah struktur beton dan sistem transportasl, dengan jabatan fungsional tahun 2002 adalah Lektor Keoala dan Pangkat Pembina Utama Tkt I. 1990-1996 sebagai ~ oengujj ujian negara rnata uji struktur beton bertulang bersama-sama dengan Prof. DR. Amrinsyah Nasutlon, fr. , MSCE; Nasmen Gafar, fr. DEA (Alm); Prof. Dr. Suhut, lr. pada Kopertis Wil iV. Jawa Barat. Tahun 1989-1993, dosen met oda elemen hingga dan struktur beton bertulang [mantan btnaan mata kuliah Prof. Dr. Rooseno, lr (Alm)· bapak beton bertulang Indonesia] dan koordinator pembimbing skripsi Peminatan Transportasi di tnstitut Teknologi Sains Jakarta . Tahun 1996-2000 sebagaf tenaga ahlilexpert pada PT. Chiyoda International Indonesia untuk menangani proyek·proyeknya sepertl LNG Arun Aceh, LNG Bontang Train F, Bangunan Pabrik head cylinder Mobil Kijang Diesel·Astra Joint Operation Pondok Ungu Bekasi, Bangunan Perluasan lndustri PolyVynil Tangerang. Improvement of Bridge In Switzerttand. Tahun 1987-1989 sebagai Proyek Manager " Paiton Steam Power Plant 11, CiVil Works Jawa Timur. Tahun 1999·2000 dosen pada University College Legenda Langkawi in collaboration with Unlversltl Teknologi Malaysia UTM untuk mata kuliah Construction Management and Computer Science. Agustus 2001 dlangkat menjadi dekan Fakultas Teknik Universitas Langlan11buana Bandun11. Kenggotaan profesionat: "Membership of International Association of Bridge and Structural Engineering (IABSE) ~ Switszerland; anggota Himpunan Ahll Konstruksi Indonesia (HAKI); anggota HimpunanAhli Pengembangan Jalan Indonesia (HAPJI); anggota Persatuan lnsmyur lndones1a' (PII) dan sebagai "assesor" pada tim "assesor" Pll bidang teknik. Anugerah tanda penghargaan Certif icate CMA 2002 Cftra Ekskutif dan Profesionallndonesia 2002.