• Kata engineer “awam” awam , desain balok beton itu cukup hitung dimensi dan jumlah tulangannya saja Eits… saja. Eits itu memang benar… benar menurut mereka. Tapi, sebagai orang yang “lebih” g struktur,, apakah p kita langsung g g mengerti mengiyakan? Mendesain balok beton tidak sesederhana itu. Masih ada beberapa hal yang perlu diperiksa, salah satunya adalah sengkang yang konon ampuh dalam menahan gaya geser. Di bagian b i i i kita ini kit akan k mengecek k dan d mendesain tulangan sengkang untuk balok dalam menahan gaya geser. geser
• Apakah gaya geser itu penting? Tentu saja. saja Gaya geser bisa “disamakan” dengan momen lentur per satuan panjang, panjang atau bisa dituliskan sebagai dM/dx. Kalo di-bahasa-matematikakan gaya geser dalah turunan pertama momen kan, lentur terhadap jarak. Contoh: kalau diagram momen lenturnya berbentuk kurva pangkat dua (derajat dua), maka diagram gesernya niscaya berbentuk linear pangkat satu (derajat satu). satu)
Untuk gambar di atas, persamaan momen lentur di titik x (diukur dari tumpuan kiri) adalah……
M ( x)
q 2 = ( Lx L −x ) 2
sementara gaya gesernya adalahÆ
qL d Mx q = ( L − 2 x) = −q qx V( x ) = d dx 2 2
Kalau diagram momen lenturnya linear derajat satu, maka diagram gaya gesernya konstan k (d j nol). (derajat l)
M ( x) M ( x)
P = x ......((untuk 0 ≤ x ≤ a ) L P = x + M ......((untuk t k 0 ≤ x ≤ L) L
a adalah jarak momen terpusat M dari tumpuan kiri.
V( x )
P = L
Ada nggak diagram momen lentur derajat tiga? empat? lima?… Jawabnya, ada. Secara teoritis ada. Tapi aktualnya sangat jarang. Kalo diagram momen berderajat tiga bisa terjadi pada beban merata berbentuk segitiga atau trapesium.
qo 2 M ( x) = (L x − x3 ) 6L qo V( x ) = (2 L − 3x 2 ) 6L
Katagori Perencanaan Geser Menurut ACI
1.Vu ≤ 0,5φ Vc → Tidak Perlu Tul Geser 2. 0,5 φ Vc V < Vu V ≤ φ Vc V → Tul T l Geser G Mi i Minimum φ Vs Minimum = φ (50)).bw.d d Jarak Tul Geser ≤ ≤ 24 inchi 2
3.φ Vc < Vu ≤ [φ Vc + φ Vs Minimum ] → Beri Tul Geser 4. [φ Vc + φ Vs Minimum ] < Vu ≤ [φ Vc + φ (4 ffc' )bw.d ] → Penulangan Geser melebihi φ Vs yg disyaratkan
φ Vs perlu = Vu − φ Vc φ Av fy d φ Vs yg ada = , untuk α = 90o s
d s maks = ≤ 24 inci 2
5. [φ Vc + φ ( 4 fc ' )bw.d ] < Vu < [φ Vc + φ (8 fc ' )bw.d ] ng → Perbedaan P b d k katagori i 4 & 5 adl dl bhw bh u semua benta b balok dg tegangan nomi nal vs yg hrs dipikul oleh tul d geser berada diantara 4 fc ' dan 8 fc ' , s maks . 4 Penulangan dlm katagori ini hrs sesuai dg rumus ACI sbb :
φVs perlu = Vu − φVc φ Av fy d φVs yg ada = s
d s maks ≤ ≤ 12 inci 4
Perencanaan Balok Terhadap Geser Konsep : geser maksium pada balok sederhana umumnya terjadi di daerah sekitar tumpuan atau di sekitar beban terpusat yang cukup besar. Untuk perencanaan yang biasa (normal), gaya geser dipikul oleh beton dan tulangan sengkang. Sedangkan untuk perencanaan “luar biasa”, misalnya memikul geser pada d saat gempa, kadang k d b beton tidak id k diikutkan diik k dalam d l memikul geser dengan asumsi bahwa beton pada saat itu sudah retak dan mulai hancur akibat beban gempa yang memang sifatnya destruktif alias merusak.
Prosedur : 1. Data awal yang diperlukan adalah gaya geser ultimate Vu, dan dimensi balok b dan h . 2. Hitung kapasitas penampang beton dalam menahan gaya geser, sesuai SNI-Beton-2002 butir 13.3 :
fc fc' VC = . bw.d → bw = b 6 u / Geser & Lentur ⎡ Nu ⎤ ⎡ fc' ⎤ VC = ⎢1 + ⎥ . bw.d → Nu = beban aksial ⎢ ⎥ ⎣ 14 Ag ⎦ ⎢⎣ 6 ⎥⎦ u / Tekan T k Aksial Ak i l
Kalo ada gaya tekan aksial atau momen lentur yang terjadi bersamaan pada penampang yang ditinjau, persamaan yang digunakan beda lagi. Tapi karena yang kita bahas adalah d l h balok b l k sederhana, d h gaya aksial k i l tidak tid k terjadi, t j di dan… d momen lentur maksimum terjadi di tengah bentang, sedangkan geser maksimum di daerah tumpuan
Vn=Vc + Vs Æ SNI 2003 Ps 13.1 13 1 Perencanaan Tulangan P T l G Geser mengikuti ik ti Ps P 13 13.5.6 56 1. Jika gaya geser berfaktor Vu < Ǿ Vc, maka tidak perlu tulangan geser/sengkang. geser/sengkang Walaupun pada pelaksanaannya tulangan sengkang itu tetap dipasang hanya y sekedar untuk “memegang” g g tulangan g utama (longitudinal). Æ tul geser minimum SNI Ps 13.5.5 2. Jika Vu > Ǿ Vc, , maka perlu tulangan geser. Gaya geser yang dipikul oleh tulangan sengkang adalah
Vs =
Vu − φVc
φ
Setelah diketahui gaya geser yg harus dipikul tulangan geser maka tulangan l geser yg disediakan di di k sebesar b :
Av fy d Av (Vu − φVc) Vs = atau = s s φ fy d di mana Av = Luas TulanganGeser s = Jarak Tulangan Geser
A fy Av f ( Sin Si α + cosα ) d Av A (Vu V − φVc V ) = Vs = atau s s φ fy ( Sinα + cosα )d Untuk TulanganGeser Miring dg sudut α
4. Jika pada perhitungan no.3 di atas menghasilkan kebutuhan tulangan g ggeser Av/S , maka kita dapat p menentukan kombinasi Av dan S yang cocok dan memenuhi standar. Av dihitung sebagai luas satu b batang tulangan l sengkang k dik lik jumlah dikalikan j l h kakik ki kakinya.
Beberapa hal penting Ada beberapa p hal ppentingg yyangg dituliskan di dalam SNI-Beton-2003 mengenai perencanaan terhadap geser ini. • Menurut butir 11.1(2(3)), gaya geser maksimum Vu dihitung pada penampang kritis, kritis yaitu penampang yang berjarak d dari muka tumpuan, dan tidak ada beban terpusat yang bekerja di antara muka tumpuan dan penampang kritis tersebut.
Darii gambar D b di atas, Vu V yang digunakan di k dalam d l desain d i adalah d l h gaya geser pada jarak d dari muka kolom, bukan Vmaks
• Jika di antara muka tumpuan dan penampang kritis terdapat beban terpusat yang besar, maka Vu diambil pada penampang balok tepat di muka tumpuan
Jika ppada ppenampang p g yyangg sedangg ditinjau j ggaya y ggesernya y terdapat p momen lentur yang signifikan, maka pengaruh momen lentur tersebut boleh dimasukkan ke dalam perhitungan Vc (SNI Ps 13 3 2: 13.3.2:
Vu. d bw.d Vc = ( ffc' + 120ρw ) 7 Mu As dim ana: ρw = ; As = Luas Tulangan Utama b d bw. SNI menggunakan kata “boleh” boleh , artinya tidak harus dilakukan. dilakukan Akan tetapi pengaruh momen lentur sebaiknya diperhatikan karena kadang pada kondisi tertentu Mu justru memperkecil nilai Vc . Akan k tetapi, i SNI membatasi b i nilai il i (Vu.d)/Mu ( d)/ tidak id k boleh b l h melebihi l bihi 1.0. Jika ternyata melebihi 1.0, maka nilai yang dipakai adalah 1.0.
diagram geser dan momen lentur balok kantilever akibat beban merata
Keliru..
1 1.Jika Vs < bw d → gunakan tulangan sengkang min imum 3 Av bw di mana bw & s (mm) = s 3 fy 1 1 2. Jika bw d < Vs < fc' bw d , maka tulangan sengkannya adalah 3 3 Av Vs ≥ , dim ana jarak spasi S harus memenuhi s fy d s ≤ 0,5d s ≤ 600 mm 1 2 3. Jika bw d < Vs < 3 3
fc' bw d , itu artinya penampang betonnya kurang besar
