TUGAS 1

PERENCANAAN BEBAN DAN SISTEM STRUKTUR

Elemen struktur bangunan terdiri dari elemen pelat t = 120 mm, balok anak, dan balok

induk. Berat volume beton γbaja= 7900 kg/m3. Beban hidup qLL= 2.5 kN/m2. Beban tetap

qPL= 1.5 kN/m2.

Buatlah dokumen laporan perencanaan beban dan sistem struktur bangunan. Pelat

lantai di setiap elevasi merupakan beban yang bekerja pada portal sistem struktur:

1. Rencanakan dimensi elemen balok dan kolom bangunan (Kelompok genap:

elemen beton bertulang).

2. Gambarkan pola pembebanan balok lantai: qDL, qPL, dan qLL.

1

JAWABAN

2. Gambarkan pola pembebanan balok lantai: qDL, qPL, dan qLL.

Pola pembebanan yang akan digambarkan pada laporan tugas ini adalah pola

pembebanan pada bagian C-D, 2-3 dan C-D, 1-2.

A. Bagian C-D, 2-3

Gambar 1.1 Pola Beban pada Balok C-D, 2-3

Keterangan:

Garis tebal : Balok induk

Garis tipis : Balok anak

2

Berikut adalah tahapan-tahapan perhitungan pola pembebanan:

1) Menghitung beban mati pelat (qDL pelat)

Perhitungan beban mati pelat (qDL pelat) adalah sebagai berikut:

12×qDL pelat×alas=

12×alas× tinggi× tebal×γ beton

qDL pelat=tinggi× tebal×γ beton

qDL pelat=2×0.12×25=6kN /m

2) Menghitung beban hidup pelat (qLL pelat)

Perhitungan beban hidup pelat (qLL pelat) adalah sebagai berikut:

12×q¿ pelat×alas=

12×alas×tinggi ×q¿

q¿ pelat=tinggi ×q¿

q¿ pelat=2×2.5=5kN /m

3) Menghitung beban mati tambahan (qSIDL)

Perhitungan beban mati tambahan (qSIDL) adalah sebagai berikut:

12×qSIDL×alas=

12×alas× tinggi×qPL

qSIDL=tinggi×qPL

qSIDL=2×1.5=3kN /m

4) Menghitung beban ekivalen

Kedua pola beban berupa beban segitiga. Dalam analisis, beban segitiga

diekivalenkan dengan beban seragam merata. Perhitungan beban ekivalen

seragam ditetapkan dari persamaan lendutan maksimum antara beban segitiga

dengan beban ekivalen merata seragam.

3

Gambar 1.2 qsegitiga dan qekivalen untuk Pembebanan Balok

Lendutan akibat beban seragam merata atau uniform:

δ bebanuniformmaks=5384

×qekivalen l

4

EI

Lendutan akibat beban segitiga:

δ beban segitigamaks=1120

×qsegitiga l

4

EI

Maka,

5384

×qekivalen l

4

EI= 1120

×qsegitiga l

4

EI

Sehingga,

qekivalen=0.64×qsegitiga

qekivalenDL=0.64×6kN /m=3.84kN /m

qekivalen≪¿=0.64× 5kN /m=3.2 kN /m¿

qekivalenSIDL=0.64×3 kN /m=1.92kN /m

5) Menghitung beban mati balok (qDL bslok)

Pada bagian CD-23 terdapat dua jenis balok yang berbeda, yaitu balok induk

yang memiliki dimensi penampang 350/700 mm2 dan balok anak yang memiliki

dimensi 250/500 mm2. Perhitungan beban mati balok induk dan balok anak

adalah sebagai berikut:

Beban mati balok induk

qDLBalok350/700 =0.35×0.7×25kN /m3=6.125kN /m

Beban mati balok anak

qDLBalok250/500 =0.25×0.5×25kN /m3=3.125kN /m

6) Menghitung beban terfaktor

Perhitungan beban terfaktor yang bekerja pada sistem portal adalah sebagai

berikut:

Bentang 2-3

Balok Induk=1.2¿¿1.2 (2× (3.84+1.92 )+6.125 )+1.6×2×3.2¿31.414 kN /m

Balok Anak=1.2¿¿1.2 (2× (3.84+1.92 )+3.125 )+1.6×2×3.2¿27.814 kN /m

4

Bentang C-D

Balok Induk=1.2¿¿1.2 (2× (3.84+1.92 )+6.125 )+1.6×2×3.2¿31.414 kN /m

Balok Anak=1.2¿¿1.2 (2× (3.84+1.92 )+3.125 )+1.6×2×3.2¿27.814 kN /m

Beban terfaktor yang bekerja bentang 2-3 dan bentang C-D bernilai sama

karena memiliki panjang bentang yang sama.

Gambar 1.3 Beban Portal

B. Bagian C-D, 1-2

5

Gambar 1.4 Pola Beban pada Balok C-D, 1-2

Keterangan:

Garis tebal : Balok induk

Garis tipis : Balok anak

Berikut adalah tahapan-tahapan perhitungan pola pembebanan:

6

1) Menghitung beban mati pelat (qDL pelat)

Perhitungan beban mati pelat (qDL pelat) adalah sebagai berikut:

Bentang 1-2

12×qDL pelat×alas=

12×alas× tinggi× tebal×γ beton

qDL pelat=tinggi× tebal×γ beton

qDL pelat=1.85×0.12×25=5.55kN /m

Bentang C-D

12×qDL pelat×(Σ sisi sejajar )=1

2×(Σ sisi sejajar )×tinggi× tebal× γbeton

qDL pelat=tinggi× tebal×γ beton

qDL pelat=1.85×0.12×25=5.55kN /m

2) Menghitung beban hidup pelat (qLL pelat)

Perhitungan beban hidup pelat (qLL pelat) adalah sebagai berikut:

Bentang 1-2

12×q¿ pelat×alas=

12×alas×tinggi ×q¿

q¿ pelat=tinggi ×q¿

q¿ pelat=1.85×2.5=4.625kN /m

Bentang C-D

12×q¿ pelat×(Σ sisi sejajar )=1

2×(Σ sisi sejajar )×tinggi×q¿

q¿ pelat=tinggi ×q¿

qDL pelat=1.85×2.5=4.625kN /m

3) Menghitung beban mati tambahan (qSIDL)

Perhitungan beban mati tambahan (qSIDL) adalah sebagai berikut:

Bentang 1-2

12×qSIDL×tinggi=

12×alas×tinggi×qPL

qSIDL=tinggi×qPL

qSIDL=1.85×1.5=2.775 kN /m

7

Bentang C-D

12×qSIDL pelat×(Σ sisi sejajar )=1

2×(Σ sisi sejajar )×tinggi×qPL

qSIDL pelat=tinggi×qPL

qSIDL pelat=1.85×1.5=2.775kN /m

4) Menghitung beban ekivalen

Bentang 1-2

Pada bentang 1-2, pola beban merupakan beban segitiga. Dalam analisis, beban

segitiga diekivalenkan dengan beban seragam merata. Perhitungan beban

ekivalen seragam ditetapkan dari persamaan lendutan maksimum antara beban

segitiga dengan beban ekivalen merata seragam.

Gambar 1.5 qsegitiga dan qekivalen untuk Pembebanan Balok

Lendutan akibat beban seragam merata atau uniform:

δ bebanuniformmaks=5384

×qekivalen l

4

EI

Lendutan akibat beban segitiga:

δ beban segitigamaks=1120

×qsegitiga l

4

EI

Maka,

5384

×qekivalen l

4

EI= 1120

×qsegitiga l

4

EI

Sehingga,

qekivalen=0.64×qsegiti ga

qekivalenDL=0.64×5.55kN /m=3.552kN /m

8

qekivalen≪¿=0.64× 4.625 kN /m=2.96 kN /m¿

qekivalenSIDL=0.64×2.775kN /m=1.776 kN /m

Bentang C-D

Pada bentang C-D, pola beban merupakan beban trapesium Dalam analisis,

beban trapesium diekivalenkan dengan beban seragam merata. Perhitungan

beban ekivalen seragam ditetapkan dari persamaan lendutan maksimum antara

beban trapesium dengan beban ekivalen merata seragam.

Gambar 1.6 qtrapesium dan qekivalen untuk Pembebanan Balok

Lendutan akibat beban seragam merata/uniform:

δmaksimumbebanuniform= 5

384×qekivalen l

4

EI

Lendutan akibat beban trapesium:

δmaksimumbebantrapesium= 5

384

q trapesiumEI

[l2−0.8a2 ]2

Maka,

5384

×qekivalen l

4

EI= 5384

q trapesiumEI

[ l2−0.8a2 ]2

Sehingga,

qekivalen=[ l2−0.8a2 ]2

l4×qtrapesi um

qekivalenDL=[42−0.8(1.85)2 ]2

44×5.55=3.813kN /m

qekivalen≪¿=

[ 42−0.8(1.85)2 ]2

44× 4.625=3.177 kN /m¿

9

qekivalenSIDL=[42−0.8(1.85)2 ]2

44×2.775=1.906kN /m

5) Menghitung beban mati balok (qDL bslok)

Pada bagian CD-23 terdapat dua jenis balok yang berbeda, yaitu balok induk

yang memiliki dimensi penampang 350/700 mm2 dan balok anak yang memiliki

dimensi 250/500 mm2. Perhitungan beban mati balok induk dan balok anak

adalah sebagai berikut:

Beban mati balok induk

qDLBalok350/700 =0.35×0.7×25kN /m3=6.125kN /m

Beban mati balok anak

qDLBalok250/500 =0.25×0.5×25kN /m3=3.125kN /m

6) Menghitung beban terfaktor

Gambar 1.7 Penomoran Balok

Perhitungan beban terfaktor yang bekerja pada sistem portal adalah sebagai

berikut:

Bentang 1-2

10

Balok 1=1.2¿¿1.2 (2× (3.552+1.776 )+6.125 )+1.6×2×2.96¿29.609kN /m

Balok 2=1.2¿¿1.2 (2× (3.552+1.776 )+3.125 )+1.6×2×2.96¿26.009kN /m

Balok 3=1.2¿¿1.2 (2× (3.552+1.776 )+6.125 )+1.6×2×2.96¿29.609kN /m

Bentang C-D

Balok 4=1.2 (qDLPelat+qSIDL+qDLBalok350/700 )+1.6×q¿Pelat

¿1.2 (3.813+1.906+6.125 )+1.6×3.177¿19.297kN /m

(Balok 4 hanya menerima beban pelat dari satu sisi saja)

Balok 5=1.2¿¿1.2 (2× (3.813+1.906 )+3.125 )+1.6×2×3.177

¿27.645kN /m

Balok 6=1.2¿¿1.2 (2× (3.813+1.906 )+6.125 )+1.6×2×3.177

¿31.245kN /m

11

Gambar 1.8 Beban Portal

12