Kalkulator Tulangan

Apa itu kalkulator tulangan?

Kalkulator tulangan menghitung rangka baja tulangan untuk pelat beton. Beton kuat menahan tekan tetapi lemah menahan tarik, sehingga pelat diperkuat dengan anyaman batang baja yang dipasang saling tegak lurus. Kalkulator ini menerima dimensi pelat, jarak rangka tersebut, selimut yang disisakan di tepi, dan ukuran tulangan, lalu mengembalikan tiga angka yang benar-benar Anda butuhkan untuk memesan dan memasang bajanya: berapa batang yang membentang di tiap arah, total panjang linear batang, dan total berat baja.

Pemasok menjual tulangan berdasarkan berat atau panjang batang, sementara gambar kerja menentukan sebuah rangka — karena itu angka total panjang dan total berat inilah yang mengubah jarak di atas kertas menjadi pesanan yang bisa dihargai.

Bagaimana cara kerja kalkulatornya?

Masukkan panjang pelat dan lebar pelat, jarak tulangan (jarak as ke as rangka, umumnya 12 in atau 30 cm), dan selimut tepi (jarak dari tepi pelat ke batang pertama, umumnya 3 in atau 7,5 cm). Lalu pilih ukuran tulangan.

Kalkulator mengurangi tiap sisi dengan dua kali selimut untuk mendapatkan bentang bertulang, membagi bentang itu dengan jarak tulangan, membulatkan ke bawah, lalu menambah satu — hitungan “tiang pagar”, karena rangka dengan $n$ celah memerlukan $n + 1$ batang. Hal ini dilakukan sekali untuk tiap arah, lalu tiap jumlah batang dikalikan dengan panjang batang pada arah tersebut dan kedua totalnya dijumlahkan. Terakhir, total panjang dikalikan dengan massa satuan batang yang dipilih untuk memperoleh berat baja.

Setiap ukuran punya pemilih satuan sendiri, jadi Anda bisa memasukkan pelat dalam meter dan jarak tulangan dalam inci jika begitu bunyi gambar kerjanya — kalkulator mengonversi semuanya secara internal. Total panjang dapat dibaca dalam meter, kaki, yard, dan lainnya; total berat dalam kilogram, pon, ton, atau ton pendek.

Rumus

Ambil panjang pelat $L$, lebar $W$, jarak rangka $s$, dan selimut tepi $c$. Mengurangi satu sisi dengan selimut di kedua tepinya menghasilkan bentang bertulang, sehingga jumlah batang yang tersebar sepanjang panjang adalah:

$$n_L = \left\lfloor \frac{L - 2c}{s} \right\rfloor + 1$$

dan jumlah yang tersebar sepanjang lebar adalah:

$$n_W = \left\lfloor \frac{W - 2c}{s} \right\rfloor + 1$$

Fungsi lantai membulatkan ke bawah menjadi jumlah celah yang bulat, dan $+ 1$ menambahkan batang yang menutup celah terakhir. Perhatikan persilangannya: $n_L$ batang yang dihitung sepanjang panjang justru membentang ke arah lebar, jadi masing-masing sepanjang $W - 2c$, sedangkan $n_W$ batang membentang ke arah panjang sepanjang $L - 2c$. Maka total panjang linear batang $T$ adalah:

$$T = n_L \times (W - 2c) + n_W \times (L - 2c)$$

Dengan massa satuan $m$ untuk ukuran tulangan yang dipilih, total berat baja $M$ adalah:

$$M = T \times m$$

Ukuran tulangan dan massa satuan

Daftar ukuran memuat empat ukuran batang yang paling sering dipakai pada pelat, dengan massa nominal yang diterbitkan dalam ASTM A615/A615M, standar Amerika Serikat untuk batang tulangan baja karbon. Standar tersebut menerbitkan massa metrik dalam kg/m dan berat inci-pon dalam lb/ft — itulah sebabnya kedua kolom sedikit berbeda pada digit terakhir alih-alih terkonversi persis satu sama lain.

Nomor batang adalah diameter dalam satuan seperdelapan inci — batang #4 berukuran 4/8 in, yaitu 1/2 in. Kalkulator memakai kolom kg/m secara internal dan mengonversinya ke satuan berat yang Anda pilih. Hasilnya adalah perkiraan berdasarkan tabel terbit tersebut; gambar struktur selalu lebih menentukan.

Contoh perhitungan

Contoh 1: pelat 6 m × 4 m dengan rangka 300 mm

Sebuah pelat berukuran panjang 6 m dan lebar 4 m, ditulangi batang #4 pada rangka 0,3 m, dengan selimut 0,075 m di tepi. Bentang bertulangnya adalah $6 - 2 \times 0.075 = 5.85$ m dan $4 - 2 \times 0.075 = 3.85$ m.

$$n_L = \left\lfloor \frac{6 - 2 \times 0.075}{0.3} \right\rfloor + 1 = \lfloor 19.5 \rfloor + 1 = 20$$ $$n_W = \left\lfloor \frac{4 - 2 \times 0.075}{0.3} \right\rfloor + 1 = \lfloor 12.83 \rfloor + 1 = 13$$

20 batang yang dihitung sepanjang panjang masing-masing membentang ke arah lebar sejauh 3,85 m, dan 13 batang yang dihitung sepanjang lebar masing-masing membentang ke arah panjang sejauh 5,85 m:

$$T = 20 \times 3.85 + 13 \times 5.85 = 77 + 76.05 = 153.05 \, \text{m}$$ $$M = 153.05 \times 0.996 = 152.44 \, \text{kg}$$

Jadi pelat ini butuh 20 batang ke satu arah dan 13 ke arah lainnya — 153,05 m batang #4, dengan berat sekitar 152,44 kg (336,07 lb).

Contoh 2: pelat 20 ft × 10 ft dengan rangka 12 in

Sebuah pelat berukuran panjang 20 ft dan lebar 10 ft, ditulangi batang #4 pada rangka 12 in (1 ft), dengan selimut 3 in. Bentang bertulangnya adalah 19,5 ft dan 9,5 ft.

$$n_L = \left\lfloor \frac{19.5}{1} \right\rfloor + 1 = 20$$ $$n_W = \left\lfloor \frac{9.5}{1} \right\rfloor + 1 = 10$$ $$T = 20 \times 9.5 + 10 \times 19.5 = 190 + 195 = 385 \, \text{ft}$$

Itu berarti 385 ft batang #4, dengan berat sekitar 257,67 lb (116,88 kg). Perhatikan betapa besar pengaruh rangka terhadap kebutuhan baja: memangkas jarak menjadi separuhnya, yaitu 6 in, akan kira-kira melipatduakan kedua angka tersebut.

Catatan praktis

• Jarak diukur as ke as. Ukuran rangka pada gambar diambil dari as batang ke as batang, bukan antara permukaan batang yang bersebelahan. Masukkan dengan cara itu di sini.
• Selimut tepi bukan selimut bawah. Selimut pada kalkulator ini adalah jarak mundur horizontal dari tepi pelat ke batang pertama. Selimut beton di bawah anyaman — kedalaman baja di dalam cor — adalah persyaratan struktur tersendiri dan tidak mengubah jumlah batang.
• Pesan dalam panjang standar dan sediakan untuk sambungan lewatan. Tulangan dijual dalam panjang tetap (umumnya 20 ft atau 6 m dan 12 m). Batang yang lebih panjang dari panjang standar harus disambung, dan sambungan lewatan biasanya bertumpang sepanjang 40 diameter batang atau lebih — tumpang itu adalah baja tambahan yang tidak dihitung kalkulator ini, jadi lebihkan pesanan pada pelat yang besar.
• Tambahkan susut untuk potongan dan tekukan. Memotong batang sesuai ukuran dan menekuknya di tepi menyisakan potongan sisa. Sedikit kelebihan di atas panjang hasil hitungan mencegah Anda kekurangan.
• Periksa betonnya juga. Setelah bajanya pasti, gunakan kalkulator beton untuk mendapatkan volume cor dan jumlah sak untuk pelat yang sama.