(2015.11.17) bab i pendahuluan lentur

7/25/2019 (2015.11.17) Bab i Pendahuluan Lentur

1/59

Buku Ajar - STRUKTUR BETON I

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Mata kuliah Struktur Beton I merupakan mata kuliah keahlian (MKK) dasar dan

wajib bagi mahasiswa Teknik Sipil S1 yang diberikan pada semester 3 dengan

bobot kredit (!") sks# $engan mempelajari mata kuliah ini% mahasiswa

diharapkan mampu memahami persoalan struktur beton bertulang dalam hal ini

struktur balok beton bertulang#

Kompetensi $asar dari mata kuliah Struktur Beton I adalah agar mahasiswa

mampu menganalisis dan mendesain suatu struktur balok beton bertulang akibat

berbagai gaya yang bekerja sesuai dengan peraturan S&I "3'*'""#

Materi yang perlu dikuasai sebelum mengikuti mata kuliah Struktur Beton I

adalah Mekanika +ekayasa I% Mekanika +ekayasa II% Bahan Bangunan dan

Mekanika Bahan# Mata kuliah!mata kuliah tersebut yang menjadi dasar untuk

mempelajari Struktur Beton I#

B. KAITAN BUKU AJAR DENGAN MATERI KULIAH

Mata kuliah Struktur Beton I mempelajari tentang analisis dan desain struktur

balok beton bertulang% yang meliputi analisis dan desain penulangan lentur% geser%

torsi% dan lendutan pada struktur balok beton bertulang# Buku teks mengenai

desain beton bertulang sangat banyak dan ber,ariasi% biasanya bukan hanya

membahas mengenai struktur balok beton bertulang saja% melainkan juga struktur

pelat% kolom% portal dan pondasi# $emikian juga peraturan beton yang digunakan

yaitu S&I "3'*'""# Tujuan pembuatan buku ajar ini adalah untuk

mempermudah mahasiswa dalam mempelajari materi struktur beton I# $alam

buku ajar ini% dibahas mengenai materi analisis dan desain penampang balok

beton bertulang yang menahan beban lentur#

1


2/59


C. LINGKUP DAN SISTEMATIKA

Buku ajar Struktur Beton I terdiri dari (dua) bagian% yaitu Buku I yang

membahas mengenai analisis dan desain lentur% Buku II membahas mengenai

analisis dan desain geser serta torsi# -ingkup bahasan pada buku I ini meliputi

si.at!si.at bahan penyusun beton bertulang% metode peren/anaan dan pro,isi

keamanan sesuai dengan peraturan yang dipergunakan% dan analisis dan

peren/anaan tulangan lentur#

Sistematika dari buku ajar ini adalah sebagai berikut 0

Bab I membahas mengenai latar belakang pembuatan buku ajar yang memuat

mengenai kompetensi dasar dari mata kuliah Struktur Beton I% kaitan buku ajar

dengan materi perkuliahan serta lingkup dan sistematika buku ajar#

Bab II membahas mengenai si.at!si.at bahan penyusun beton% yaitu beton% semen%

air% agregat dan baja tulangan# uga membahas mengenai rasio air semen% kuat

tarik dan kuat tekan beton% si.at rangkak dan susut serta pelindung beton untuk

tulangan#

Bab III membahas mengenai metode peren/anaan beton bertulang yang la2im

digunakan% yaitu metode tegangan kerja dan metode kekuatan# uga membahas

pro,isi keamanan dan pembebanan sesuai dengan peraturan S&I "3'*'""#

Bab I membahas mengenai konsep dasar beton bertulang% blok teganganekui,alen% analisis dan peren/anaan balok penampang persegi bertulangan tunggal

dan rangkap% serta analisis dan peren/anaan balok penampang T#

2


3/59


BAB II

KONSEP DASAR BETON BERTULANG

A. BETON

Beton adalah /ampuran antara semen portland atau semen hidraulik yang lain%

agregat halus% agregat kasar dan air% dengan atau tanpa tambahan yang

membentuk massa padat# Berdasarkan jenis agregat yang digunakan% beton

dibedakan menjadi beton normal dan beton ringan# Beton normal adalah beton

yang memiliki berat satuan "" kg4m5 sampai dengan 6"" kg4m5% agregat yang

digunakan adalah agregat alam yang dipe/ah atau tanpa dipe/ah# Beton ringan

memiliki berat satuan lebih dari 17"" kg4m5 dengan agregat ringan#

&ilai kuat tekan beton relati. tinggi dibandingkan dengan kuat tariknya% dan beton

merupakan bahan yang bersi.at getas# &ilai kuat tariknya hanya berkisar 78 '

168 saja dari kuat tekannya (Dipohusodo% 1779)#

$engan nilai kuat tekan relati. tinggi% beton merupakan bahan konstruksi yang

kuat dalam menahan gaya tekan namun tidak kuat untuk menahan gaya tarik%

sehingga dalam penggunaannya sebagai komponen struktur bangunan% umumnya

beton diperkuat dengan baja tulangan yang ber.ungsi untuk menahan gaya tarik#

$engan demikian terbentuklah suatu komponen struktur yang disebut beton

bertulang% yang dide.inisikan dalam SNI 03 !"# 00sebagai beton yang

ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum

yang disyaratkan dengan atau tanpa prategang% dan diren/anakan berdasarkan

asumsi bahwa kedua material bekerja bersama!sama dalam menahan gaya yang

bekerja#

Se/ara sederhana dapat dikatakan bahwa beton bertulang adalah gabungan dari

dua jenis bahan yaitu beton yang memiliki kuat tekan tinggi tetapi kuat tarik

rendah dengan baja tulangan yang dapat memberikan kuat tarik yang diperlukan#

Kedua bahan tersebut bekerja sama dimana baja tulangan bertugas memperkuat

dan menahan gaya tarik% sedang beton hanya diperhitungkan untuk menahan gaya

tekan#

3


4/59


B. SEMEN

Semen yang digunakan untuk bahan beton adalah Semen :ortland% berupa semen

hidrolik yang ber.ungsi sebagai bahan perekat bahan susun beton# enis semen

tersebut memerlukan air untuk berlangsungnya reaksi kimiawi dalam proses

hidrasi# :ada proses hidrasi% semen mengeras dan mengikat bahan susun beton

membentuk massa padat#

Menurut SNI 03 !"# 00% semen harus memenuhi salah satu ketentuan

berikut 0

1# S&I 16 ' ""7 ' 177% Semen :ortland#

# Spesifikasi semen blended hidrolis(;STM < 676)% ke/uali tipe S dan

S; yang tidak diperuntukkan sebagai unsur pengikat utama struktur beton#

3# Spesifikasi semen hidrolis ekspansif(;STM < 6)#

C. AIR

;ir yang digunakan pada /ampuran beton harus bersih dan bebas dari bahan!

bahan!bahan merusak yang mengandung oli% asam% alkali% garam% bahan organik%

atau bahan!bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan# ;ir

pen/ampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di

dalamnya tertanam logam alumunium% termasuk air bebas yang terkandung dalam

agregat% tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan

$SNI 03 !"# 00%.

;ir yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton% ke/uali

ketentuan berikut terpenuhi 0

1# :emilihan proporsi /ampuran beton harus didasarkan pada /ampuran

beton yang menggunakan air dari sumber yang sama#

# =asil pengujian pada umur * dan hari pada kubus uji mortar yang

dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai

kekuatan sekurang!kurangnya sama dengan 7"8 dari kekuatan benda uji

yang dibuat dengan air yang dapat diminum# :erbandingan uji kekuatan

4


5/59


tersebut harus dilakukan pada adukan serupa% ke/uali pada air pen/ampur%

yang dibuat dan diuji sesuai dengan Metode uji kuat tekan untuk mortar

semen hidrolis (Menggunakan spesimen kubus dengan ukuran sisi 50

mm);STM < 1"7#

D. AGREGAT

;gregat terbagi atas agregat halus dan agregat kasar# ;gregat halus umumnya

terdiri dari pasir atau partikel!partikel yang lewat saringan > atau 6 mm%

sedangkan agregat kasar tidak lewat saringan tersebut# ?kuran maksimum agregat

kasar dalam struktur beton diatur dalam peraturan% dengan tujuan agar agregat

dapat masuk atau lewat di sela!sela tulangan# ;gregat yang digunakan harus

memenuhi standar Spesifikasi agregat untuk beton;STM < 33 dan S&I "3 '

91 ' 1771 Spesifikasi agregat ringan untuk beton struktur#

?mumnya berat agregat dalam adukan beton berkisar *"8 ' *68 dari berat total

beton# ?ntuk men/apai kuat tekan yang baik perlu diperhatikan kepadatan dan

kekerasan massa agregat# Selain itu perlu susunan gradasi butiran agregat yang

baik# ?kuran maksimum nominal agregat kasar tidak boleh melebihi 0

1# 146 jarak terke/il antara sisi!sisi /etakan%

# 143 ketebalan pelat lantai%

3# 34 jarak bersih minimum antara tulangan!tulangan atau kawat!kawat%

bundel tulangan% atau tendon!tendon prategang atau selongsong!

selongsong#

E. RASIO AIR SEMEN

+asio air!semen yang disyaratkan pada Tabel 1 dan Tabel harus dihitung

menggunakan berat semen% sesuai dengan ;STM < 16"% ;STM < 676 M atau

;STM < 6% ditambah dengan berat abu terbang dan bahan po22olan sesuai

;STM 91% kerak sesuai ;STM < 7% dan sili/a .ume sesuai ;STM < 1"%

bilamana digunakan#

5


6/59


Beton yang akan mengalami penngaruh lingkungan seperti yang diberikan pada

Tabel 1 harus memenuhi rasio air!semen dan persyaratan kuat tekan karakteristik

beton yang ditetapkan pada tabel tersebut 0

T&'() *. P(+s,&+&-& u-u/ p(&+uh )i/u& /husus

Kodisi Li/u&R&sio &i+ s(1(

M&/si1u1*241ii1u1

Mp&

Beton dengan permeabilitas rendah

@ang terkena pengaruh lingkungan air"%6"

?ntuk perlindungan tulangan terhadap

korosi pada beton yang terpengaruh

lingkungan yang mengandung kloridadari garam% atau air laut

"%" 36

CATATAN

1# $ihitung terhadap berat dan berlaku untuk beton normal

# ?ntuk beton berat normal dan beton berat ringan

Beton yang dipengaruhi oleh lingkungan yang mengandung sul.at yang terdapat

dalam larutan atau tanah harus memenuhi persyaratan pada Tabel % atau harus

terbuat dari semen tahan sul.at dan mempunyai rasio air!semen maksimum dan

kuat tekan minimum sesuai dengan Tabel # Kalsium klorida sebagai bahan

tambahan tidak boleh digunakan pada beton yang dipengaruhi oleh lingkungan

sul.at yang bersi.at berat hingga sangat berat% seperti ditetapkan pada Tabel #

6


7/59


T&'() . P(+s,&+&-& u-u/ '(-o ,& dip(&+uhi o)(h )i/u& ,&

1(&du su)2&-

P&p&+&

)i/.

Su)2&-

Su)2&- $SO"%

d&)&1 -&&h

,& d&p&- )&+u-

d&)&1 &i+

p(+s( -hd '(+&-

Su)2&- $SO"%

d&)&1 &i+

Mi/+o

+&1

P(+ +&1

J(is s(1(

R&sio &i+5s(1(

1&/si1u1

d&)&1 '(+&-

$'(-o

'(+&-

o+1&)%

241i

$'(-o

'(+&-

o+1&)

d&

+i&%

MP&

+ingan "%"" ' "%1" " ' 16" ! ! !

Sedang "%1" ' "%" 16" ' 16""

II%I:(MS)%IS(MS)%

I(:M)(MS)%

I(SM)(MS)A

"%6"

Berat "%" ' %"" 16"" ' 1"""" "%6 31

SangatBerat

%"" 1"""" C

po22olan"%6 31

CATATAN 6

Semen /ampuran sesuai ketentuan ;STM < 676

7. BAJA TULANGAN

Baja tulangan yang digunakan harus tulangan ulir% ke/uali baja polos

diperkenankan untuk tulangan spiral atau tendon# Tulangan yang terdiri dari pro.il

baja struktural% pipa baja% atau tabung baja dapat digunakan sesuai persyaratan

pada tata /ara ini $SNI 03 !"# 00%.

;gar terjadi lekatan erat antara baja tulangan dengan beton% selain batang polos

berpenampang bulat (BT:) juga digunakan batang de.ormasian (BT$)% yaitu

batang tulangan baja yang permukaannya dikasarkan se/ara khusus% diberi sirip

teratur dengan pola tertentu% atau batang tulangan yang dipilin pada proses

produksinya# :ola permukaan yang dikasarkan atau pola sirip sangat beragam

tergantung pada mesin /etaknya# Baja tulangan polos (BT:) hanya digunakan

untuk tulangan pengikat sengkang atau spiral% umumnya diberi kait pada

ujungnya#

7


8/59


G&1'&+ *. Di&+&1 T(&&5R(&& B&8& Tu)&&

Si.at .isik batang tulangan baja yang paling penting untuk digunakan dalam

perhitungan peren/anaan beton bertulang adalah tegangan luluh (.y) dan modulus

elastisitas (Ds)# Suatu diagram hubungan tegangan ' regangan untuk batang baja

tulangan dapat dilihat pada Eambar 1# Tegangan luluh (titik luluh) baja ditentukan

melalui prosedur pengujian standar sesuai SII "139! dengan ketentuan bahwa

tegangan luluh adalah tegangan baja pada saat meningkatnya tegangan tidak

disertai dengan peningkatan regangannya# $i dalam peren/anaan atau analisis

beton bertulang umumnya nilai tegangan luluh baja tulangan diketahui atau

ditentukan pada awal perhitungan#

Modulus elastisitas baja tulangan ditentukan berdasarkan kemiringan awal kur,a

tegangan!regangan di daerah elastis dimana antara mutu baja yang satu dengan

yang lainnya tidak banyak ber,ariasi# Ketentuan S&I "3 ' * ' ""

menetapkan bahwa nilai modulus elastisitas untuk tendon prategang harusdibuktikan dan ditentukan melalui pengujian atau dipasok oleh pabrik produsen#

?mumnya untuk tendon prategang nilai modulus elastisitasnya lebih rendah%

sesuai dengan ketetapan ;STM ;19 biasanya dipakai nilai 19#""" M:a#

;STM menggolongkan batang tulangan baja dengan memberikan nomor% dari > 3

sampai dengan > 1 sesuai dengan spesi.ikasi diameter% luas penampang dan berat

tiap satuan panjang seperti yang terlihat pada Tabel 3 berikut ini#

8


9/59


T&'() 3. S-&d&+ '&-& '&8& -u)&& ASTM

No1o+

B&-&

Di&1(-(+ No1i&) Lu&s No1i&)B(+&-

No1i&)

I4h M1 i4h9 M19 /:1

> 3 "%3*6 7%6" "%11" *1 "%667

> "%6"" 1%* "%"" 17 "%77

> 6 "%96 16%7 "%31" "" 1%66

> 9 "%*6" 17%1 "%" %36

> * "%*6 % "%9"" 3* 3%"1

> 1%""" 6% "%*7" 61" 3%7*3

> 7 1%1 %* 1%""" 96 6%"67

> 1" 1%*" 3%3 1%*" 17 9%"3

> 11 1%1" 36% 1%69" 1""9 *%7"9

> 1 1%973 3%" %6" 16 11%3"

> 1 %6* 6*%3 %""" 61 "%"

T&'() ". J(is d& /()&s '&-& '&8& -u)&&

s(su&i SII 0*3;5!0

JENIS KELAS SIMBOL

BATAS ULUR

MINIMUM

N:119

K2:119

KUAT TARIK

MINIMUM

N:119

K2:119

:F-FS 1 BT: 36 3

() (37)

BT: 3" 7 "

(3") (7)

$DGF+M 1 BT$ 36 3

() (37)

BT$ 3" 7 "

(3") (7)

3 BT$ 36 33 7"

(36) (6") BT$ " 37 667

(") (6*)

6 BT$ 6" 7" 91

(6") (93)

9


10/59


G. KUAT TEKAN BETON

Beton mempunyai nilai kuat tekan yang relati. tinggi dan nilai kuat tarik relati.

rendah% sehingga diperhitungkan beton hanya bekerja dengan baik di daerah tekan

pada penampangnya% dan hubungan tegangan!regangan yang timbul karena

pengaruh gaya tekan tersebut digunakan sebagai dasar pertimbangan# Kuat tekan

beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum .H/dengan satuan &4mH atau M:a

(Mega :as/al)# Kuat tekan beton umur hari umumnya berkisar 1" ' 96 M:a#

Kuat tekan beton untuk ma/am!ma/am struktur beton dapat dilihat pada Tabel 6

berikut#

T&'()


11/59


Sesuai SNI 03 !"# 00 pasal 3#1#6 digunakan rumus nilai modulus

elastisitas beton sebagai berikut 0

D/J "%"3 w/1%6".H/

Keterangan 0

D/ J modulus elastisitas beton tekan% M:a

w/ J berat isi beton% kg4m3

.H/ J kuat tekan beton% M:a

+umus empiris tersebut hanya berlaku untuk beton yang berat isinya berkisar

antara 16"" sampai dengan 6"" kg4m3# ?ntuk beton dengan kepadatan normal

dengan berat isi 3"" kg4m3dapat digunakan nilai D/sebesar D/J *"".H/#

H. KUAT TARIK BETON

&ilai kuat tarik beton normal hanya berkisar antara 78 ! 168 dari nilai kuat

tekannya# ?ntuk mengukur nilai kuat tarik beton% biasanya dilakukan dengan

menggunakan Modulus o. +upture% yaitu tegangan tarik lentur beton yang timbul

pada pengujian han/ur balok beton polos (tanpa tulangan)% sebagai pengukur kuat

tarik sesuai teori elastisitas#

:engujian yang lain adalah :engujian Split Silinder yang memberikan hasil lebih

baik dan men/erminkan kuat tarik yang sebenarnya# &ilai pendekatan yang

diperoleh men/apai kekuatan "%6" ' "%9" kali .H/% sehingga untuk beton normal

diperoleh nilai "%6* .H/# :engujian tersebut menggunakan benda uji silinder beton

berdiameter 16" mm dengan panjang 3"" mm% diuji tarik belah# Tegangan yang

timbul sewaktu benda uji terbelah tersebut disebut split $ylinder strength%

diperhitungkan sebagai berikut 0

D%

&ft

##

=

Keterangan 0

.t J kuat tarik belah% &4m

: J beban pada waktu belah% &

- J panjang benda uji silinder% m$ J diameter benda uji silinder% m

11


12/59


I. SI7AT RANGKAK DAN SUSUT

:ada beton yang sedang menerima beban% akan terjadi suatu hubungan tegangan

dan regangan yang merupakan .ungsi dari waktu pembebanan# Beton

menunjukkan si.at elastis murni hanya pada saat menahan beban dalam waktu

yang singkat# Sedangkan pada beban dalam waktu yang tidak singkat% selain

mengalami tegangan dan regangan akibat beban% juga mengalami de.ormasi

rangkak ($reep)yaitu peningkatan regangan sesuai jangka waktu pembebanan#

+angkak adalah si.at dimana beton mengalami perubahan bentuk (de.ormasi)

permanen akibat beban tetap yang bekerja padanya# +angkak yang timbul

intensitasnya akan makin berkurang untuk selang waktu tertentu dan

kemungkinan akan berakhir setelah beberapa tahun# :ada umumnya beton mutu

tinggi mempunyai nilai rangkak yang lebih ke/il dibandingkan dengan beton yang

mempunyai mutu lebih rendah# Besarnya de.ormasi rangkak sebanding dengan

beban yang ditahan dan juga jangka waktu pembebanan# :ada umumnya rangkak

tidak mengakibatkan dampak langsung terhadap kekuatan struktur namun

mengakibatkan timbulnya redistribusi tegangan pada beban kerja dan

mengakibatkan terjadinya peningkatan lendutan (de.leksi)#

:ada umumnya proses rangkak selalu dihubungkan dengan susut karena keduanya

terjadi bersamaan dan seringkali memberikan pengaruh yang sama% ialah

de.ormasi yang bertambah sesuai dengan berjalannya waktu# Gaktor!.aktor yang

yang mempengaruhi besarnya rangkak adalah 0

1# si.at bahan dasar# .aktor air semen% rasio air terhadap jumlah semen

3# suhu saat proses pengerasan

# umur beton pada saat beban bekerja

6# lama pembebanan

9# nilai tegangan

*# nilai banding luas permukaan dan ,olume komponen struktur

# nilai slump

12


13/59


Susut dide.inisikan sebagai perubahan ,olume yang tidak berhubungan dengan

beban# :ada umumnya .aktor!.aktor yang mempengaruhi terjadinya rangkak juga

mempengaruhi susut% khususnya pada .aktor!.aktor yang berhubungan dengan

hilangnya kelembaban# :roses susut pada beton apabila dihalangi se/ara tidak

merata% misalnya oleh penulangan% akan menimbulkan de.ormasi yang umumnya

bersi.at menambah de.ormasi rangkak# Maka dari itu diperlukan perhitungan dan

pengendalian untuk membatasi proses susut tersebut#

J. PELINDUNG BETON UNTUK TULANGAN

?ntuk beton bertulang% tebal selimut beton minimum yang harus disediakan untuk

tulangan harus memenuhi ketentuan berikut 0

T&'() ;. T('&) s()i1u- '(-o 1ii1u1

&o# KondisiTebal Selimut Minimum

(mm)

a# B(-o ,& di4o+ )&su di &-&s -&&h d&

s()&)u '(+hu'u& d(& -&&h*6

b# B(-o ,& '(+hu'u& d(& -&&h &-&u

4u&4& 6

Batang $ 17 hingga $ 69

Batang $ 19% jaring kawat polos : 19

;tau kawat ulir $ 19 dan yang lebih ke/il

6"

"

/# B(-o ,& -id&/ )&su '(+hu'u&

d(& 4u&4& &-&u '(-o -id&/ )&su

'(+hu'u& d(& -&&h 6

:elat% dinding% pelat berusuk

Batang $ dan $ 69

Batang $39 dan yang lebih ke/il

Balok% kolomTulangan utama% pengikat% sengkang% lilitan

spiral

Komponen struktur /angkang dan pelat lipat

Batang $ 17 atau lebih besar

Batang $ 19% jaring kawat polos : 19

;tau kawat ulir $ 19 dan yang lebih ke/il

"

"

"

"

16

Sumber : S' 0 * +,-. / +00+

13


14/59


K. RINGKASAN MATERI

+ingkasan materi dari konsep beton bertulang adalah sebagai berikut 0

1# Beton adalah /ampuran antara semen portland atau semen hidraulik yang

lain% agregat halus% agregat kasar dan air% dengan atau tanpa tambahan

yang membentuk massa padat#

# Berdasarkan jenis agregat yang digunakan% beton dibedakan menjadi beton

normal dan beton ringan#

3# Beton normal adalah beton yang memiliki berat satuan "" kg4m5 sampai

dengan 6"" kg4m5#

# Beton ringan memiliki berat satuan lebih dari 17"" kg4m5 dengan agregat

ringan#

6# &ilai kuat tekan beton relati. tinggi dibandingkan dengan kuat tariknya%

dan beton merupakan bahan yang bersi.at getas#

9# &ilai kuat tarik beton hanya berkisar 78 ' 168 saja dari kuat tekannya#

*# $e.inisi beton bertulang adalah gabungan dari dua jenis bahan yaitu beton

yang memiliki kuat tekan tinggi tetapi kuat tarik rendah dengan baja

tulangan yang dapat memberikan kuat tarik yang diperlukan# Kedua bahan

tersebut bekerja sama dimana baja tulangan bertugas memperkuat dan

menahan gaya tarik% sedang beton hanya diperhitungkan untuk menahan

gaya tekan#

# Semen yang digunakan untuk bahan beton adalah Semen :ortland% berupa

semen hidrolik yang ber.ungsi sebagai bahan perekat bahan susun beton#

7# ;ir yang digunakan pada /ampuran beton harus bersih dan bebas dari

bahan!bahan!bahan merusak yang mengandung oli% asam% alkali% garam%bahan organik% atau bahan!bahan lainnya yang merugikan terhadap beton

atau tulangan#

1"# ;gregat terbagi atas agregat halus dan agregat kasar# ;gregat halus

umumnya terdiri dari pasir atau partikel!partikel yang lewat saringan >

atau 6 mm% sedangkan agregat kasar tidak lewat saringan tersebut# ?kuran

maksimum agregat kasar dalam struktur beton diatur dalam peraturan%

dengan tujuan agar agregat dapat masuk atau lewat di sela!sela tulangan#

14


15/59


11# Baja tulangan yang digunakan harus tulangan ulir% ke/uali baja polos

diperkenankan untuk tulangan spiral atau tendon#

1# Beton mempunyai nilai kuat tekan yang relati. tinggi dan nilai kuat tarik

relati. rendah% sehingga diperhitungkan beton hanya bekerja dengan baik

di daerah tekan pada penampangnya% dan hubungan tegangan!regangan

yang timbul karena pengaruh gaya tekan tersebut digunakan sebagai dasar

pertimbangan#

13# Kuat tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum .H/ dengan

satuan &4mH atau M:a (Mega :as/al)#

1# Kuat tekan beton umur hari umumnya berkisar 1" ' 96 M:a#

16# &ilai kuat tekan beton didapat melalui pengujian standar ;STM


16/59


# ?ntuk beton bertulang% tebal selimut beton minimum yang harus

disediakan untuk tulangan harus memenuhi ssuai peraturan#

L. DA7TAR PUSTAKA

:ustaka yang digunakan pada materi ini adalah sebagai berikut 0

1# ;


17/59


BAB II

METODE PERENCANAAN DAN PRO=ISI KEAMANAN

A. UMUM

:eren/anaan elemen struktur beton dilakukan sedemikian rupa sehingga tidak

timbul retak berlebihan pada penampang sewaktu mendukung beban kerja% dan

masih mempunyai /ukup keamanan serta /adangan kekuatan untuk menahan

beban dan tegangan lebih lanjut tanpa mengalami keruntuhan#

:ada :eraturan Beton Indonesia 17*1 (:BI!17*1) metode peren/anaan dan

analisis didasarkan pada Metode Tegangan Kerja (8orking Stress Method)%

sementara di SNI 03 !"# 00 metode peren/anaan dan analisis didasarkan

pada Metode Kekuatan (6ltimated Strenght Method)9

Beberapa istilah yang digunakan dalam pembahasan metode peren/anaan dan

analisis adalah sebagai berikutL

Ku&- o1i&)

kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang dihitung berdasarkan

ketentuan dan asumsi metode peren/anaan sebelum dikalikan dengan nilai .aktor

reduksi kekuatan yang sesuai#

Ku&- p(+)u

Kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang diperlukan untuk

menahan beban ber.aktor atau momen atau gaya dalam yang berkaitan dengan

beban tersebut dalam suatu kombinasi seperti yang ditetapkan dalam peraturan#

Ku&- +(4&&

Kuat nominal dikalikan dengan suatu .aktor reduksi kekuatan 9

17


18/59


B. METODE TEGANGAN KERJA

$i dalam metode tegangan kerja% untuk struktur diren/anakan sedemikian

sehingga tegangan!tegangan yang timbul akibat beban kerja dan yang dihitung

se/ara mekanika dari unsur!unsur yang elastis% yang tidak melampaui dengan

tegangan!tegangan yang diijinkan yang ditetapkan lebih dahulu# Beban kerja

adalah beban!beban yang berasal dari beban mati% beban hidup% beban angin dan

beban gempa% yang dimisalkan benar!benar terjadi sewaktu masa kerja dari

struktur#

Metode tegangan kerja ini se/ara matematis dapat dinyatakan 0

J tegangan timbul yang dihitung se/ara elastis

J tegangan yang diijinkan yang ditetapkan menurut peraturan% sebagai suatu

prosentase dari kekuatan tekan .H/beton dan tegangan leleh .ybaja tulangan

C. METODE KEKUATAN

$i dalam metode ini beban kerja diperbesar% dikalikan suatu .aktor beban dengan

maksud untuk memperhitungkan terjadinya beban pada saat keruntuhan sudah di

ambang pintu# Kemudian dengan menggunakan beban kerja yang telah diperbesar

(beban ber.aktor) tersebut% struktur diren/anakan sedemikian sehingga diperoleh

nilai kuat guna pada saat runtuh yang besarnya kira!kira sedikit lebih ke/il dari

kuat batas runtuh yang sesungguhnya# Kekuatan pada saat runtuh inilah yang

dinamakan kuat ultimit dan beban yang bekerja pada atau dekat dengan saat

runtuh dinamakan beban ultimit# Kuat ren/ana penampang komponen struktur

didapatkan melalui perkalian kuat teoritis atau kuat nominal dengan .aktor

kapasitas% yang dimaksudkan untuk memperhitungkan kemungkinan buruk yang

berkaitan dengan .aktor!.aktor bahan% tenaga kerja% ukuran!ukuran dan

pengendalian mutu pekerjaan pada umumnya# Kuat teoritis atau kuat nominal

diperoleh berdasarkan keseimbangan statis dan kesesuaian tegangan regangan!

tegangan yang tidak linear di dalam penampang elemen tertentu#

18


19/59


D. PRO=ISI KEAMANAN DAN PEMBEBANAN

Struktur atau elemen!elemennya harus diren/anakan untuk memiliki /adangan

kekuatan untuk dapat menerima beban yang lebih tinggi dari beban normal#

Kapasitas /adangan ini digolongkan dalam dua kategori yaitu 2&/-o+

p(1'('&& yang memperhitungkan pelampauan beban% dan 2&/-o+ +(du/si

/(/u&-&% yang memperhitungkan kemungkinan buruk yang berkaitan dengan

.aktor!.aktor bahan% tenaga kerja% ukuran!ukuran dan pengendalian mutu

pekerjaan pada umumnya#

$i dalam metode kekuatan% la2imnya digunakan istilah .aktor beban untuk

membedakan dengan .aktor keamanan di dalam .aktor tegangan kerja# :ada SNI

03 !"# 00 dibedakan dua .aktor yaitu .aktor kuat perlu Uuntuk beban dan

.aktor untuk reduksi kekuatan# Gaktor kuat perlu ? sesuai dengan :asal 11#

SNI 03 !"# 00% dapat dilihat pada tabel di bawah ini#

T&'() #. Ku&- p(+)u U

&o# Kombinasi Beban Kuat :erlu(?)

1#$

$% -% ; atau +

1% $

1% $ C 1%9 - C "%6 (; atau +)

#$% -% % ; atau +

$%

1% $ C 1%" - 1%9 C "%6 (; atau +)

"%7 $ 1%9

3#$% -% D

$% D

1% $ C 1%" - 1%9 D

"%7 $ 1%" D

#

$% -% ; atau +% =

$% % =

$% D% =

1% $ C 1%9 - C "%6 (; atau +) 1%9 =

"%7 $ 1%9 =

"%7 $ 1%9 =

6#$% G

$% -% ; atau +% G

? J 1% ($ C G)

1% $ C 1%9 - C "%6 (; atau +) C 1% G

9# Kejut harus disertakan pada -

*# T 1% ($ ' T) C 1%9 - C "%6 (; atau +)

# : dikalikan 1%

Keterangan 0

$ J beban mati

- J beban hidup

; J beban atap

19


20/59


+ J beban hujan

J beban angin

D J beban gempa

= J tekanan tanah

G J tekanan .luida

T J pengaruh struktural dari penurunan .ondasi% rangkak% susut% ekspansi beton

atau perubahan suhu#

T&'() !. 7&/-o+ +(du/si /(/u&-&

&o# Kondisi EayaGaktor +eduksi Kekuatan

1# -entur% tanpa beban aksial "%"

#Beban aksial% dan beban aksial dengan

lentur

a# ;ksial tarik dan aksial tarik dengan lentur "%"

b# ;ksial tekan dan aksial tekan dengan lentur

Komponen struktur dengan tulangan spiral

Komponen struktur lainnya

"%*"

"%96

E. RINGKASAN MATERI

+ingkasan materi dari konsep beton bertulang adalah sebagai berikut 0

1# :eraturan Beton Indonesia 17*1 (:BI!17*1) metode peren/anaan dan

analisis didasarkan pada Metode Tegangan Kerja (orking Stress

Method)% sementara di S&I "3 ' * ' "" metode peren/anaan dan

analisis didasarkan pada Metode Kekuatan (?ltimated Strenght Method)#

# Kuat nominal adalah kekuatan suatu komponen struktur atau penampang

yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi metode peren/anaan

sebelum dikalikan dengan nilai .aktor reduksi kekuatan yang sesuai#

3# Kuat perlu adalah kekuatan suatu komponen struktur atau penampang

yang diperlukan untuk menahan beban ber.aktor atau momen atau gaya

dalam yang berkaitan dengan beban tersebut dalam suatu kombinasi

seperti yang ditetapkan dalam peraturan#

20


21/59


# Kuat ren/ana adalah kuat nominal dikalikan dengan suatu .aktor reduksi

kekuatan #

6# Kuat ren/ana penampang komponen struktur didapatkan melalui perkalian

kuat teoritis atau kuat nominal dengan .aktor kapasitas% yang dimaksudkan

untuk memperhitungkan kemungkinan buruk yang berkaitan dengan

.aktor!.aktor bahan% tenaga kerja% ukuran!ukuran dan pengendalian mutu

pekerjaan pada umumnya#

9# Kuat teoritis atau kuat nominal diperoleh berdasarkan keseimbangan statis

dan kesesuaian tegangan regangan!tegangan yang tidak linear di dalam

penampang elemen tertentu#

*# Kapasitas /adangan digolongkan dalam dua kategori yaitu 2&/-o+

p(1'('&& yang memperhitungkan pelampauan beban% dan 2&/-o+

+(du/si /(/u&-&% yang memperhitungkan kemungkinan buruk yang

berkaitan dengan .aktor!.aktor bahan% tenaga kerja% ukuran!ukuran dan

pengendalian mutu pekerjaan pada umumnya#

7. DA7TAR PUSTAKA

:ustaka yang digunakan pada materi ini adalah sebagai berikut 0

1# ;nonim% 1771% ata ara &erhitungan Struktur 3eton 6ntuk 3angunan

7edung SK! S&I T!16!1771% $epartemen :ekerjaan ?mum% Bandung

# ;nonim% ""% ata ara &erhitungan Struktur 3eton 6ntuk 3angunan

7edung S&I "3!*!""% $epartemen :ekerjaan ?mum% Bandung

3# $ipohusodo% I#% 177% Struktur 3eton 3ertulang Eramedia% akarta

# Supardi% 177% Konstruksi Beton I% ;nalisis :eran/angan -entur% Buku

:egangan Kuliah% ?ni,ersitas Sebelas Maret% Surakarta

6# ang%


22/59


BAB I=

ANALISIS PENAMPANG >ANG MENERIMA

BEBAN LENTUR

A. UMUM

Beban!beban yang bekerja pada struktur% baik berupa beban gra,itasi (berarah

,ertikal) maupun beban!beban lain seperti beban angin% beban gempa (dapat

berarah horisontal)% menyebabkan adanya lentur dan de.ormasi pada elemen

struktur# -entur pada balok merupakan akibat dari adanya regangan yang timbul

karena beban luar tersebut#

;pabila beban bertambah% maka pada balok terjadi de.ormasi yang

mengakibatkan timbulnya retak lentur disepanjang bentang balok# Bila bebannya

bertambah% pada akhirnya dapat terjadi keruntuhan pada elemen struktur% yaitu

pada saat beban luarnya men/apai kapasitas elemen# Fleh karena itu% peren/ana

struktur harus mendesain penampang sedemikian sehingga tidak terjadi retak yang

berlebihan pada saat beban kerja% dan masih mempunyai keamanan yang /ukup

dan kekuatan /adangan untuk menahan beban dan tegangan tanpa mengalami

keruntuhan#

$idalam bab ini akan dibahas analisis dan desain penampang persegi yang

menahan lentur% sedangkan .aktor!.aktor lain seperti lendutan% lebar retak% panjang

penyaluran tulangan% akan dibahas pada bab tersendiri#

B. BLOK TEGANGAN EKUI=ALEN

$istribusi tegangan tekan yang terjadi pada penampang mempunyai bentuk

parabola seperti diperlihatkan pada Eambar #

22


23/59


GAMBAR BLOK TEGANGAN EKI=ALEN

23


24/59


?ntuk menghitung ,olume blok tegangan tekan yang berbentuk parabola

bukanlah suatu hal yang mudah% olah karena itu hitney mengusulkan agar

digunakan blok tegangan ekui,alen yang dapat digunakan untuk menghitung gaya

tekan#

Blok tegangan ekui,alen ini mempunyai tinggi a dan tegangan tekan rata!rata

sebesar "%6M

$f seperti terlihat pada Eambar #d% besarnya a J $1 yang

ditentukan dengan menggunakan koe.isien 1 sedemikian rupa sehingga luas

luas blok segiempat ekui,alen kurang lebih sama dengan blok tegangan yang

berbentuk parabola#

hitney menentukan bahwa 1 J "%6 untuk beton denganM

$f N 3" M:a% dan

diredusir dengan "%"" untuk setoiap kelebihan 1 M:a% tetapi 1 tidak boleh

diambil kurang dari "%96#

$engan menggunakan semua asumsi diatas% maka dapat dihitung 0

< J "%6# M$f #a#b################################################################################################(#1)

T J ys f4 # ########################################################################################################(#)

Keterangan 0

< J gaya tekan beton% yaitu ,olume blok tekan pada atau dekat keadaan batas%

yaitu bila gaya tarik telah leleh#

T J gaya tarik baja tulangan

$engan prinsip kesetimbangan% < J T% maka 0

"%6#M

$f #a#b J ys f4 # #####################################################################################(#3)

Sehingga 0

a Jbf

f4

$

ys

#6%"

#M #################################################################################################(#)

24


25/59


Momen tahanan penampang% yaitu kekuatan nominal Mn dapat ditulis sebagai 0

)

(# adf4M ysn = ######################################################################################(#6)

;tau

)

(####6%"M a

dbafM$n = #####################################################################(#9)

:emisalan!pemisalan yang diambil dalam peren/anaan penampang disimpulkan

sebagai berikut 0

1# bidang rata tetap rata setelah dide.ormasi

# kekuatan tarik beton (polos) diabaikan

3# terjaminnya kompatobilitas regangan antara baja dan beton bertulang#

# +egangan tekan maksimum beton didalam lentur $u J "%""3 (:B ' 7)

atau "%""36 (:BI ' *1) dan didalam aksial tekan "%""

6# Ketinggian blok tegangan tekan ekui,alen a diambil sebesar 1 kali

daerah tekan#

9# ?ntuk menjamin perilaku yang daktail% maka jumlah tulangan tarik

dibatasi#

C. KEADAAN REGANGAN BERIMBANG

Suatu de.inisi yang sangat berguna didalam metode kekuatan adalah yang

dinamakan keadaan regangan berimbang# @ang dimaksud dengan regangan

berimbang adalah keadaan dimana serat tekan ekstrim dan tulangn tarik se,ara

bersamaan men/apai masing!masing regangan $u dan y # Keadaan ini

diperlihatkan pada Eambar 3#

25


26/59


Eambar 3# Keadaan +egangan Berimbang

?ntuk keadaan berimbang% se/ara geometris diperoleh 0

d

$b Jy$u

$u

+ J

s

y

;

f+""3%"

""3%"

Jyf+9""

9""###################################################(#*)

$imana s; J ""#""" M:a dan $u J "%""3

Eaya!gaya dalam pada persamaan (#1) dan persamaan (#) menjadi 0

b0 J baf b$ ###6%"M

J baf b$ ####6%" 1M ###########################################(#)

b5 J ysb f4 # ##################################################################################################(#7)

Keterangan 0

b Jdb

4sb

#####################################################################################################(#1")

$engan menggunakan b0 dan b5 % dan dengan mengingat persamaan (#*)%

diperoleh 0

b J

+ yy$

ff

f

9""

9""#6%"1

M

######################################################################(#11)

Tulangan yang diberikan oleh persamaan (#11) dinamakan tulangan didalam

/(&d&& '(+i1'&9 :enampang yang tulangan tariknya lebih besar dari

26

ab

(2015.11.17) bab i pendahuluan lentur

Documents