Pada tahap preliminary design, dimensi balok perlu diperkirakan terlebih dahulu sebelum dilakukan analisis struktur. Tujuannya bukan untuk mendapatkan ukuran final, tetapi memperoleh dimensi awal yang cukup realistis sehingga model struktur tidak terlalu sering mengalami perubahan.
1. Balok Beton Bertulang
Untuk balok beton bertulang, tinggi awal sangat dipengaruhi oleh panjang bentang, kondisi tumpuan, beban, serta kontrol lendutan. SNI 2847:2019 mengatur balok pada Pasal 9, termasuk batas desain, kekuatan, tulangan, dan pendetailannya.
Sebagai rule of thumb preliminary, dapat digunakan:
| Kondisi balok | Perkiraan tinggi h |
|---|---|
| Kantilever | L/8 – L/10 |
| Balok sederhana | L/12 – L/15 |
| Balok menerus | L/15 – L/20 |
Lebar awal balok dapat diperkirakan sekitar:
b≈0,4h−0,6h
Sebagai contoh, untuk bentang 7 m pada balok menerus:
h≈7000/15 s.d. 7000/20 = 350−467 mm
Sehingga ukuran awal yang praktis dapat dicoba 300 × 450 mm atau 300 × 500 mm. Untuk beban relatif besar, bentang dominan, atau kebutuhan kontrol lendutan yang ketat, 300 × 500 mm lebih layak sebagai titik awal.
2. Balok Baja
Pada balok baja, pendekatannya sedikit berbeda. Tinggi profil awal terutama dipengaruhi oleh bentang, beban, kondisi lateral restraint, kapasitas lentur, lateral-torsional buckling, dan lendutan. AISC mengharuskan desain elemen mempertimbangkan strength maupun serviceability.
Untuk preliminary balok baja profil I/WF dapat digunakan:
h≈15L−25L
Sebagai pedoman praktis:
| Kondisi | Perkiraan tinggi profil |
|---|---|
| Beban relatif berat | L/15−L/18 |
| Beban normal | L/18−L/22 |
| Beban ringan / balok sekunder | L/20−L/25 |
Untuk bentang 7 m, misalnya: h≈7000/18−7000/22 = 318−389 mm
Maka profil awal dapat dicoba pada kelompok WF tinggi ±350–400 mm, kemudian diverifikasi melalui analisis.
3. Setelah Tinggi Awal Ditentukan
Rule of thumb di atas bukan ukuran final. Setelah model dianalisis, dimensi harus diverifikasi terhadap:
- Kapasitas lentur
- Kapasitas geser
- Lendutan/serviceability
- Stabilitas elemen
- Persyaratan gempa dan detailing, bila elemen merupakan bagian sistem penahan gaya seismik
- Efisiensi konstruksi dan ekonomi
Khusus balok baja, profil yang secara kekuatan sudah aman belum tentu memenuhi karena lateral-torsional buckling atau lendutan. AISC memang membedakan pemeriksaan kekuatan, stabilitas, dan serviceability dalam desain struktur baja.
Ringkasan praktis
Untuk mengingatnya dengan mudah:
Beton bertulang: mulai sekitar L/12 – L/20
Baja WF: mulai sekitar L/15 – L/25
Semakin berat beban dan panjang bentang, gunakan rasio yang lebih konservatif (balok lebih tinggi). Semakin ringan beban dan semakin baik kontinuitas/tumpuannya, balok dapat dibuat lebih ramping.
Prinsipnya: tentukan bentang → pilih tinggi preliminary → analisis → cek strength → cek deflection/stability → optimasi dimensi.