hendra civic

Minggu, 17 Maret 2013

World's #1 3D Structural Analysis & Design Engineering Software

http://www.bentley.com/en-US/Products/STAAD.Pro/Who-Uses.htm

Jumat, 15 Maret 2013

Menghitung Volume Besi per-m3 beton bertulang

Dalam Sebuah kegiatan pembangunan perumahan salah satu hal yang paling sulit dilakukan oleh mereka yang awam adalah cara menghitung volume material yang dibutuhkan secara tepat dan efisien.

Pada kesempatan kali ini saya mencoba membahas mengenai perhitungan volume besi tulangan pada tiap m3 beton ( satuan yang biasa digunakan untuk volume beton bertulang adalah m3 ).

Contoh kasus.

Dimensi beton 15/20 cm dengan rincian penulangan :

tulangan 4 diameter 12 ( tulangan utama )
tulangan diameter 6 jarak 20 cm ( tulangan beugel )

Secara prinsip kita harus bisa menterjemahkan volume 1 m3 beton dengan ukuran 15/20 cm.

1 m3 beton = 1/(0.15x0.2) m ( panjang beton 1 m3, dimensi 15/20 ) = 33 ,33 m dibulatkan 34 m
Asumsi yang digunakan panjang 1 lonjor besi = 12 m

panjang besi tulangan yang dibutuhkan :
Besi tulangan Utama

panjang Besi diameter 12 = 4 bh x ( 34 m - 0,02 m ( selimut beton )) = 4 x 33,98 = 135,92 m
panjang besi dalam lonjor = 135,92/12 = 11,33 ljr
berat besi 12 per-lonjor = 0,074x12x12 = 10,66 kg/ljr( bisa dengan menggunakan tabel besi tulangan )
(reff. perhitungan praktis berat besi per-lonjor = analisa harga satuan dan rencana anggaran biaya )
jumlah berat besi 12 dalam 1 m3 ukuran 15/20 = 10,66 kg/ljr x 11,33 ljr = 120,74 kg

Besi tulangan beugel

jumlah beugel dengan jarak 20 cm sepanjang 34 m beton bertulang = 34 m / 0.2 m = 170 bh beugel
Perhitungan panjang beugel pada beton dimensi 15/20.
selimut beton = 1,5 cm ( satu sisi ) = 3 cm ( dua sisi )
panjang 1 beugel [ (15-1,5x2)x2 sisi + (20-1,5x2)x2 sisi ] = 12x2 + 17x2 = 24 + 34 = 58 cm
panjang pembengkokan tulangan 5 cm x 2 = 10 cm
Panjang total 1 beugel = 58 + 10 = 68 cm = 0,68 m
berat besi 6 per-lonjor = 0,074x6x6 = 2,66 kg/ljr ( bisa dengan menggunakan tabel besi tulangan )
jumlah panjang total = 0,68 m x 170 bh = 115,6 m/12 = 9,63 ljr
jumlah berat beugel total = 9,63 ljr x 2,66 kg/ljr = 25,63 kg

Jumlah berat besi total dalam 1 m3 beton ukuran 15/20 = 120,74 + 25,63 = 146,37 kg/m3

Ini adalah contoh kasus sederhana yang mungkin bisa digunakan untuk memahami perhitungan kg besi dalam 1 m3 beton bertulang.

Balok-Perhitungan Beton Bertulang

Tentu saja dalam hal ini momen lenturnya adalah momen positif di mana serat bawah mengalami tarik, serat atas mengalami tekan. Kenyataannya, balok itu hampir mustahil tidak punya tulangan atas. Penggunaan tulangan atas atau tulangan tekan itu ada alasannya. Beberapa di antaranya adalah:

Meningkatkan daktilitas penampang.
Mengurangi defleksi jangka panjang. Insya Allah dibahas di bagian ke-5
Mempermudah pelaksanaan di lapangan. Coba bayangkan jika tidak ada tulangan tekan. Bagaimana mau masang sengkangnya?!

Lantas, bagaimana hitung-hitungannya?
Kita akan menghitung kapasitas momen lentur sebuah penampang balok dengan memperhitungkan tulangan atas (tekan).

Prosedur

Diketahui : dimensi balok $b \times h$ , tebal selimut $s_{b}$ , luas tulangan bawah $A_{st}$ , dan luas tulangan atas $A_{sc}$ .
Dimana
$A_{st} \ge A_{sc}$
Indeks t pada variabel luas tulangan menyatakan tension dan c menyatakan compression.
Hitung
Tentukan
Bagi $A_{st}$ menjadi dua bagian. $A_{st} = A_{st1} + A_{st2}$
$A_{st1}$ untuk mengimbangi tulangan tekan $A_{sc}$ , dan $A_{st2}$ untuk mengimbani gaya tekan pada beton
tulangan tarik yang mengimbangi tulangan tekan

tulangan tarik yang mengimbangi tekan pada beton
Asumsikan semua tulangan (atas dan bawah) mengalami leleh. Nanti kondisi ini harus dicek.
Hitung kapasitas momen dari pasangan $A_{sc}$ dan $A_{st1}$ :
$M_{n1} = f_y \cdot A_{st1} \cdot (d-d') \\ A_{st1} = A{sc}$
Hitung tinggi blok tekan
$a = \dfrac{A_{st2}f_y}{0.85f'_c \cdot b}$
Hitung kapasitas momennya:
$M_{n2} = f_y \cdot A{st2} \cdot (d-\dfrac{a}{2})$
Kapasitas momen totalnya adalah
$\phi M_n = \phi M_{n1} + \phi M_{n2}$

Apakah Tulangan Tekan Benar-Benar Leleh?

Dari diagram regangan di atas, dapat dihitung berapa besar regangan pada tulangan bawah dan tulangan atas.

Tentukan posisi sumbu netral
$c = a/\beta_1$
Nilai $\beta_1$ bisa dilihat di artikel bagian pertama.
Dengan prinsip segitiga sebangun, dapat dihitung :
$\dfrac{\epsilon_{st}}{d-c} = \dfrac{0.003}{c} \\ \epsilon_{st} = 0.003 (\dfrac{d-c}{c})$
Jika $\epsilon{st} \ge \dfrac{f_y}{E_s}$ , maka tulangan tarik mengalami leleh.
Sementara untuk tulangan atas (tekan)
$\dfrac{\epsilon_{sc}}{c-d'} = \dfrac{0.003}{c} \\ \epsilon_{sc} = 0.003(\dfrac{c-d'}{c})$
Jika $\epsilon_{sc} \ge \dfrac{f_y}{E_s}$ , maka tulangan atas mengalami leleh.

Bagaimana jika tulangan tekan ternyata belum leleh?
Ada beberapa metode yang bisa dilakukan. Yang jelas konsep yang digunakan adalah kompatibilitas regangan dan kesetimbangan gaya tarik dan gaya tekan. Salah satu metoda alternatif yang akan kami berikan adalah metoda iterasi, yaitu melanjutkan prosedur di atas.

Setelah mengetahui ternyata tulangan tekan tidak leleh, maka ulangi prosedur no #4 di atas.
$A_{st} = A_{st1} + A_{st2}$
$A_{st1} = A_{sc} \dfrac{f_{sc}}{f_y}$
$f_{sc} = \epsilon_{sc} E_s$
Hitung $A_{st2} = A_s - A{st1}$
Hitung tinggi blok tekan $a = \dfrac{A_{st2}f_y}{0.85f'_c \cdot b}$
Hitung
Hitung lagi $\epsilon_{sc} = 0.003 (\dfrac{c-d'}{c})$
$f_{sc} = \epsilon_{sc} E_s$
Ulangi langkah no.1 dengan menggunakan nilai $f_{sc}$ yang baru.
Lakukan iterasi hingga diperoleh $f_{sc}$ yang konstan.

Sementara jika kita mau menggunakan metode lain, kita bisa menurunkan persamaan-persamaan keseimbangan gaya-gaya pada penampang, yaitu
C_c + C_s = T

,
sehingga akhirnya diperoleh persamaan kuadratik
$(0.85f'_c b)a^2 + (0.003E_sA_{sc} - A_{st}f_y)a - (0.003E_sA_{sc} \beta_1 d') = 0$
Dari sini nilai

bisa dihitung dong.
Dan akhirnya hitung kapasitas momen lenturnya,
$M_n = A_{st1} \cdot f_{sc} \cdot (d-d') + A_{st2} \cdot f_y \cdot (d-a/2)$

Catatan penting
Di hitung-hitungan di atas tidak sedikit pun disinggung tentang SNI-Beton-2002.

Ya.. memang SNI-Beton-2002 tidak banyak mengatur tentang tulangan atas/tekan. Pada butir 10.3(4), SNI bilang gini:

Peningkatan kekuatan komponen struktur lentur boleh dilakukan dengan menambahkan pasangan tulangan tekan dan tulangan tarik secara bersamaan.

Trus… pada bagian ketentuan khusus perencanaan gempa, SNI-Beton-2002 butir 21.3(2(1)) dengan tegas menyatakan bahwa:
… tulangan atas dan bawah tidak boleh kurang dari yang ditentukan oleh Pers. (10-3), dan tidak boleh kurang dari 1.4b_wd/f_y

, dan rasio tulangan $\rho$ tidak boleh melebihi 0.025. Sekurang-kurangnya harus ada dua batang tulangan atas dan dua batang tulangan bawah yang dipasang secara menerus.

Cara Memasukan Material Baja Ringan Pada STAAD

Apakah anda akan menganalisa struktur rangka atap baja ringan?

Jika jawaban anda adalah “YA” , maka ada beberapa parameter penting yang harus anda ketahui dan anda masukan ke program sebelum anda melakukan analisa struktur rangka atap baja ringan tersebut.

Beberapa parameter tersebut adalah :

Tegangan maksimum 550 MPa
Kuat leleh 550 MPa
Modulus geser 80.000 MPa
Modulus Elastisitas 200.000 MPa
Berat Jenis 7400 kg/m3

Terus bagaimana caranya memasukan informasi material dari baja ringan tersebut ke program ?

Gampang kok! berikut adalah caranya. Tapi eitz…tunggu dulu…….

Nb : Program yang saya pakai adalah STAAD Pro versi 2004. Sedangkan untuk anda-anda yang memiliki versi diatasnya tinggal menyesuaikan saja. Tidak banyak perbedaan kok dari segi inputing datanya.

Lho kok kenapa harus pakai program STAAD Pro. Memang tidak ada yang lain???…

Ya harus pake STAAD pro to… lha wong judul postingnya aja pakai STAAD pro…..wakakakakak…..

(jangan khawatir untuk sobat kampuz yang pakai software selain STAAD Pro, semisal ETABS atau SAP akan saya bahas diposting mendatang Oke!)

OK! langsung saja ya…..

1. katakanlah saya punya bentuk geometri struktur dari rangka atap baja ringan dengan model seperti dibawah ini

2. Kita rubah dulu unit satuan ke Kg.m. Untuk itu klik tool input units, kemudian rubah satuan pada length Units menjadi Meter dan Force Unit menjadi Kilogram. Klik OK!.

Memasukan parameter berat jenis (Density) material baja ringan

3. Seleksi seluruh Geometri struktur sehingga terblok dengan warna merah, kemudian pada menu pulldown, klik Command > klik Material constants > klik Density

4. Akan keluar kotak dialog Material Constants - Density. Anda pilih radio button Enter Value. Isi dengan 7400 kg/m3. Kemudian pada frame assign pastikan pada pilihan To Selections. Klik OK!.

Memasukan parameter Modulus Elastisitas (E) material baja ringan

5. Kita rubah dulu unit satuan ke N.mm. Untuk itu klik tool input units, kemudian rubah satuan pada length Units menjadi Milimeter dan Force Unit menjadi Newton. Klik OK!.

6. Seleksi seluruh Geometri struktur sehingga terblok dengan warna merah, kemudian pada menu pulldown, klik Command > klik Material constants > klik Elasticity

7. Akan keluar kotak dialog Material Constants - Elasticity. Anda pilih radio button Enter Value. Isi dengan 200000 N/mm2. Kemudian pada frame assign pastikan pada pilihan To Selections. Klik OK!.

Memasukan parameter Modulus Geser (G) material baja ringan

8. Pada menu pulldown, klik Command > klik Material constants > klik G (Shear Modulus)…

9. Akan keluar kotak dialog Material Constants – Shear Modulus-G. Anda pilih radio button Enter Value. Isi dengan 80000 N/mm2. Kemudian pada frame assign pastikan pada pilihan To Selections. Klik OK!.

Memasukan parameter tegangan maksimum dan kuat leleh material baja ringan

10. Untuk memasukan data tegangan maksimum dan kuat leleh, bisa diakses ke menu page. Klik tab Design > Klik Tab Steel > kemudian Klik Select Parameter.

11. Dari data Parameter Selection yang ada. Pilih Fu – Ultimate tensile strength of steel dan Fyld – Yield strength of steel.

12. Untuk mengisikan datanya ikuti langkah-langkah berikut ini.
Dari kotak dialog Parameter Selection. Klik tombol << . Sehingga semua data di Selected Parameter (kanan) berpindah ke Available Parameter (kiri)

13. Seleksi atau pilih Fu – Ultimate tensile strength of steel dan Fyld – Yield strength of steel. kemudian klik tombol >

Maka otomatis Fu – Ultimate tensile strength of steel dan Fyld – Yield strength of steel berpindah ke kolom Selected Parameters disebelah kanan.

14. Sekarang Klik Define Parameters.

15. Isi Fyld = 550 N/mm2 dan Fu = 550 N/mm2 dengan nilai seperti dibawah ini.(jangan lupa tekan Add lho ya…)

Jika sudah anda tinggal melakukan Assign data Fu dan Fyld yang sudah kita definisikan ini struktur rangka atap kita. Bisa toh caranya…..gampang kok (Nb : jika kesulitan jangan sungkan-sungkan hubungi saya hehehe…)
Ok! Sudah selesai dech inputing datanya…..semoga bermanfaat ya…….

Cuap-cuap Kampuz Teknik SipiL……

Tips Memilih Rangka Atap Baja Ringan yang baik

Unutk memilih rangka atap baja ringan yang baik harus berpatokan pada banyak hal dan ketelitian sebelum membeli sangat diperlukan. Carilah informasi sebanyak-banyaknya atau paling tidak mampu memberi pertimbangan kuat sebelum memutuskan pilhan.

(Sorce Image : http://satriaku-satria.blogspot.com/ )

   1. Perhatikan dengan seksama produsennya. Apakah kredibel dalam menyediakan jasa Pemasangan Rangka Atap Baja Ringan.
   2. Mintalah informasi ukuran/dimensi Rangka utama/"C channel" dan bahan reng yang akan dipasang. Semakin besar/tebal Reng dan C channel , semakin besar pula beban yang dapat ditanggung oleh rangka tersebut. Semakin kecil dan tipis ukuran/dimensi C channel, semakin kecil pula kesanggupan rangka untuk menanggung total beban penutup atap.
   3. Mintalah Informasi ketebalan lapisan anti karat yang di gunakan. Harus sesuai dengan ketentuan yg berlaku:
      Galvanis: yaitu pelapisan dengan dengan Zinc (seng) saja dengan minimum pelapisan 180gr/m2.
      Galvalum: yaitu pelapisan dengan dengan Zinc dan aluminium saja dengan minimum pelapisan 150gr/m2. komposisinya tergantung dari produsen yg memproduksinya.
   4. Periksa apakah software desain memiliki sertifikasi / rekomendasi dari badan konsultan atau lembaga konstruksi terpercaya tertentu.
    5. Tanyakan dan periksa kualifikasi tukang pemasang.
   6. Minta rekomendasi dari pihak-pihak yang mengerti industri konstruksi, seperti konsultan atau arsitek bangunan.