STRUKTUR BETON PRATEGANG: Perencanaan Desain Balok Prategang

TUGAS 2

PERENCANAAN DESAIN BALOK PRATEGANG

DISUSUN OLEH: DEASY MONICA PARHASTUTI 131111003 KG-3A PRODI KONSTRUKSI GEDUNG JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

SBG || DEASY MONICA P 131111003

1. INPUT DATA

               

Beban Hidup Beban Mati Berat Sendiri Berat Jenis Mutu Beton Fy Lebar (b) Tinggi (h) Kehilangan Tegangan Diameter strand Luas Strand UTS Diameter Sengkang Diameter tulangan longitudinal Tn Selimut Beton

= 35.15 = 10.96 =6 = 25 = 50 = 320 = 400 = 600 = 10 = 12.7 = 98.71 = 184 = 14 = 32 = 250 = 30

kN/m kN/m kN/m kn/m3 mPa mPa mm mm % mm mm2 mm mm mm

2. SECTION PROPERTIES  Luas

=b*h = 400 mm* 600 mm = 240000 mm2

 W

= * b * h2 = *400 mm*6002 mm = 24000000 mm3

 Inersia = =

* b * h3 mm * 400 mm * 6003 mm

= 7200000000 mm4  yt=yb = = = 300 mm TUGAS 2 || 1

SBG || DEASY MONICA P 131111003

 e

= =

 d

 dp

 Q

= 150 mm = 0.15 m = 0.85 * h = 0.85 * 600 mm = 510 mm = 0.51 m = yb + e = 300 mm + 150 mm = 450 mm = b * f’c * e = 400 mm *500 N/mm2 *150 mm = 18000000 N

3. PEMBEBANAN  Berat Sendiri

= BJ*

*

= 25*  Qdl

 Qul

 Vu

*

= 6 kN/m = 1.4*(Berat sendiri+Beban Mati) = 1.4*(6 kN/m +10.96 kN/m) = 23.74 kN/m = (1.2*qDL) + (1.6*qLL) = (1.2*(10.96 kN/m+6 kN/m))+(1.6*35.15 kN/m) = 76.59 kN/m = = = 382.96 kN



= *Qul*L2 = *76.59 KN/m*102 m = 957.4 kNm

 MD

= *Qdl*L2 = *23.74 KN/m*102 m = 296.8 kNm TUGAS 2 || 2

SBG || DEASY MONICA P 131111003

 VD

= = = 118.72 kN

 Ft

= 0.5 * √

 Ft

= 0.5 * √ = 3.54 =0 =0 =0

=

52.26 =

(

) (

)

3.010176E+14 = 6E+7 P P = = 5016800 N = 5016.8 Kn

TUGAS 2 || 3

SBG || DEASY MONICA P 131111003

 Pi

= = = 5518.48 kN

4. STRAND  Jumlah Strand yang dibutuhkan

= =

 Luas (Ap)

= 37.5 buah 38 buah = Jumlah strand yang dibutuhkan * Luas Strand = 38 Buah * 98.71 mm2 = 3750.98 mm2 TUGAS 2 || 4

SBG || DEASY MONICA P 131111003

5. DESIGN LENTUR

Transfer

Servis

 Wp

Tekan Tarik = 0.6 * f’ci = 0.25 * √ = 0.6 * 40 mPa = 0.25 * √ = 24 mPa = 1.58 mPa = 0.45 * f’c = 0.5 * √ = 0.6 * 50 mPa = 0.5 * √ = 23 mPa = 3.54 mPa

= = = 66.22 kN/m

 R

= = = 3311088 kN



= = 22.99 mPa



= = = 34.49 mPa



= = = 12.37 mPa



= = 57.48 mPa Tegangan Saat Transfer Fc (mPa) =

+

-

= -22.99 mPa + 34.49 mPa - 12.37 mPa = -0.87 mPa -0.87 mPa < 24 mPa OK Tegangan di serat atas yaitu -0.87 mPa lebih kecil dari tegangan ijin pada waktu transfer yaitu 24 mPa. STRUKTUR OK

Ft (mPa) =

-

+

= -22.99 mPa - 34.49 mPa + 12.37 mPa = -45 mPa -45 mPa < 1.58 mPa OK Tegangan di serat bawah yaitu -45 mPa lebih kecil dari tegangan ijin pada waktu transer yaitu 1.58 mPa. STRUKTUR OK TUGAS 2 || 5

SBG || DEASY MONICA P 131111003

Tegangan Saat Servis Fc (mPa)

Ft (mPa)

= + = -22.99 mPa + 34.49 mPa – 57.48 mPa = -45.98 mPa -45.98 mPa < 23 mPa OK Tegangan di serat atas yaitu -45.98 mPa lebih kecil dari tegangan ijin pada waktu servis yaitu 23 mPa. STRUKTUR OK

= + = -22.99 mPa - 34.49 mPa + 57.48 mPa = 0 mPa 0 mPa < 3.54 mPa OK Tegangan di serat atas yaitu 0 mPa lebih kecil dari tegangan ijin pada waktu servis yaitu 3.54 mPa. STRUKTUR OK

6. DESIGN GESER Design Geser Web Cara 1 

1 1 0.2

1

 Vc

=[

OK √

=[

 Vc min

] * bw * d ] * 400 mm * 450 mm

= 280204.89 N = 280.20 kN = √

= √ = 240416.31 N = 240.42 kN  Vmaks = √ = √ = 576999.13 N = 577.00 kN

mm

Vc yang digunakan adalah 280.2 kN Karena Vcmin < VC < Vmaks 240.42 kN < 280.20 kN < 577.00 kN Cara 2  Fc = = = 22.99 mPa 

= = 11.5 mPa  Ft = 0.33 * √ TUGAS 2 || 6

SBG || DEASY MONICA P 131111003

= 0.33 * √ mPa = 2.33 mPa 

V

= = = 0.000000625 VC

 Ft

=√

( )

( ) 2.33 mPa = √( ) ( 2 ( ) (2.33 mPa + ) =( ) + VC = 1230020.50 N = 1230.03 kN Vc Yang Digunakan Diantara Cara 1 Dan 2 Vc yang digunakan 280.205 kN Karena Vc cara 1 < Vc cara 2 280.205 kN < 1230.03 kN

)

 Menghitung Kapasitas Geser Vcw 

=

rad

=

rad

= 0.060 rad  Vp = Pi Sin = 5518.48 kN Sin ( ) = 5.78 kN = 5778.94 N  Vcw1 = Vc + Vp = 280.205 kN + 5.78 kN = 285.984 kN  Vn

= = = 638.27 kN

 Vcw2 = [

√

]

= [ √ = 1629274.6 N = 1629.275 kN  Vcw yang dipakai = 285.984 kN Karena Vcw1 < Vcw2  Vs = Vn - Vcw = 638.27 kN – 285.984 kN = 352.28 kN

]

TUGAS 2 || 7

SBG || DEASY MONICA P 131111003

 Vu = 382.96 kN  CEK Vu < 0 382.96 kN < 0 o

Butuh Tulangan Geser

Desain Tulangan Apabila Membutuhkan Tulangan Geser  sengkang = 14 mm  Jumlah = 1 buah  AV

*

=

* 142 mm * 1 buah

= 153.86 mm2  VS

=

352.28 kN

=

S

=

S  Smax Karena

= 218.26 mm = 300 Vs < Av 352282.84 N < 153.86 mm2

 Design Tulangan Geser Lentur  X = = = 2.5 m



= = 0.3 =

 Fd = = = 12 mPa  Fpc =

+ +

= = 57.48 mPa  Mcs = =

*[

√

] *[

√

]

= 1167672814 Nmm TUGAS 2 || 8

SBG || DEASY MONICA P 131111003

= 1167.67 kNm  Vci = [ =[

√

] + Vd + [

√

] -3

] x10 + 118.72 kN + [

]

= 493.74 kN  Vcimin

=[ =[

√

]

√

]

= 181827.458 N = 181.83 kN  Vci yang digunakan = 181.83 Karena Vci min < Vci 181.83 kN < 493.74 kN o

Desain Tulangan Apabila Membutuhkan Tulangan Geser  sengkang = 14 mm  Jumlah = 1 buah  AV

=

*

* 142 mm * 1 buah

= 153.86 mm2  VS

=

352.28 kN

=

S

=

S  Smax Karena

= 218.26 mm = 300 Vs < Av 352282.84 N < 153.86 mm2

TUGAS 2 || 9

SBG || DEASY MONICA P 131111003

 Vux

= = = 191.48 kN

 Vnx

= =

 Vs

7.

= 319.13 kN = Vnx – Vci = 319.13 kN – 181.83 kN = 137.31 kN

DESIGN TORSI  Ft

= 0.5 * √ = 0.5 * √ = 3.54 mPa



t

=3+ =3+ =

 Tp

= =

 Ts

 X1

 Y1

 S

= 78325674.22 Nmm = 78.33 kNm = Tn – Tp = 250 kNm – 78.33 kNm = 171.67 kNm = b – (2 * Selimut beton) = 400 mm – (2 * 30 mm) = 340 mm = h – (2 * Selimut beton) = 600 mm – (2 * 30 mm) = 540 mm = = = 98.1 mm

100 mm

D14-100 TUGAS 2 || 10

SBG || DEASY MONICA P 131111003

 Am =

(

) (

=

)

= 3025,15 mm2  As1 Tulangan Longitudinal = diameter tul. Longitudinal2 *

= 32 mm * = 804.96 mm2  Jumlah tulangan memanjang= = 4 Buah 

=

+ +

= S 

= = S

D14-60

=

=

+ + D14-100

TUGAS 2 || 11