bab 1-3

5/19/2018 BAB 1-3

1/59

R A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

2/59

BAB I

PENDAHULUAN


5/19/2018 BAB 1-3

3/59

1.1. MATERIAL BETON BERTULANG

Beton bertulang merupakan material gabungan antara

bahan beton dan baja.

Kelebihan material material ini yaitu :

1. Lebih murah

2. Mudah dibentuk

3. Ketahanan terhadap api yang tinggi

4. Biaya perawatan yang rendah

5. Material pembentuknya mudah diperoleh


5/19/2018 BAB 1-3

4/59

Kekurangan material beton ini yaitu :

1. Kekuatan tariknya rendah

2. Membutuhkan bekisting dan penumpu sementara

selama konstruksi

3. Rasio kekuatan terhadap berat yang rendah

4. Stabilitas volumenya relatif rendah


5/19/2018 BAB 1-3

5/59

1.2. PRINSIP DASAR BETON BERTULANG

Beton merupakan material yang kuat dalam menahan

tekan, namun lemah dalam menahan tarik. Oleh karena itu,beton dapat mengalami retak jika beban yang dipikulnya

menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya.


5/19/2018 BAB 1-3

6/59

Gambar 1-1 Distribusi Tegangan Pada Penampang Sebelum Retak


5/19/2018 BAB 1-3

7/59

Gambar 1-2 Distibusi Tegangan Pada Penampang Retak


5/19/2018 BAB 1-3

8/59

Jadi, dapat dikatakan disini bahwa untuk mengatasi

kelemahan beton dalam menahan tarik maka ditambahkan

tulangan baja pada bagian penampang beton yang berpotensi

mengalami tarik pada saat menahan beban.


5/19/2018 BAB 1-3

9/59

1.3. KONSEP PERENCANAAN

Stuktur yang didesain pada dasa

rnya harus memenuhi kriteria-kriteria sebagai berikut:

1. Kesesuaian dengan lingkungan sekitar

2. Ekonomis

3. Kuat dalam menahan beban yang direncanakan

4. Memenuhi persyaratan kemampuan layanan

5. Mudah perawatannya (memiliki durabilitas yang tinggi)


5/19/2018 BAB 1-3

10/59

Gambar 1-3 Langkah-langkah perencanaan


5/19/2018 BAB 1-3

11/59

Ada dua metoda dasar dalam merencanakan elemen struktur

beton bertulang yaitu:

Metode Tegangan Kerja

Unsur struktur direncanakan terhadap beban kerja

sedemikian rupa sehingga tegangan yang terjadi lebih kecil

daripada tegangan yang diizinkan, yaitu:


5/19/2018 BAB 1-3

12/59

Metoda Kekuatan Ultimit

Dengan metoda ini, unsur sruktur direncanakan

terhadap beban terfaktor sedemikian rupa sehingga

unsur tersebut mempunyai kuat rencana yangdiinginkan, yaitu:

un


5/19/2018 BAB 1-3

13/59

1.4.1. BEBAN TERFAKTOR DAN KUAT PERLU

SNI 03-24847-2002 pasal 11.2 menguraikan tentang faktor-faktor

beban dan kombinasi-kombinasi beban terfaktor untuk

perhitungan pengaruh-pengaruh beban. Kombinasi-kombinasi

beban terfaktor tersebut adalah:

Kombinasi beban mati dan beban hidup:

U = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)

Jika pengaruh angin ikut diperhitungkan:

U = 1.2D + 1,0L 1,6 W + 0,5 (A atau R)

Atau U = 0.9D 1,6W Diambil pengaruh yang terbesarR A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

14/59

Jika pengaruh gempa harus diperhitungkan :

U = 1,2 D + LR E atau

U = 0,9 D E

Dimana :

D = Beban mati

L = Beban hidup

A = Beban hidup atap

R = Beban Hujan

W = Beban angin

E = Beban gempaR A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

15/59

1.4.2. KUAT RENCANA

Kuat rencana suatu komponen struktur (Rn) didapat denganmengalikan kuat nominal Rn dengan faktor reduksi kekuatan .Berdasarkan SNI 03-2847-2002 pasal 11.3 nilai faktor reduksi

kekuatan adalah sebagai berikut:

1. Lentur tanpa beban aksial . 0,80

2. Beban aksial dan beban aksial tarik dengan lentur

a. Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur .. 0,80

b. Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur :i. Komponen dengan tulangan spiral atau senngkang ikat .. 0,70

ii. Komponen dengan tulangan sengkang biasa .. 0,65

3. Geser dan torsi ... 0,75

4. Tumpuan pada beton . 0,65R A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

16/59

BAB II

MATERIAL BETON

BERTULANG


5/19/2018 BAB 1-3

17/59

2.1 BETON

Beton merupakan material komposit yang terbuat dari /terdiri dari atas kumpulan agregat (halus dan kasar) yangsaling terikat secara kimiawi oleh produk hidrasi semenportland.

2.1.1 Sifat Mekanik Beton

Bahan dasar beton, yaitu pasta semen dan aggregat,merupakan bahan mempunyai sifat tegangan-regangan yanglinear dan getas dalam menahan gaya tekan.


5/19/2018 BAB 1-3

18/59

Walaupun beton terbuat dari bahan yang bersifat

linear elastik, namun kenyataannya hubungan tegangan-regangannya bersifat non-linear (Gambar 2-2).


5/19/2018 BAB 1-3

19/59

Perilaku beton pada saat dikenakan beban uniaksial

tekan dapat digambarkan sebagai berikut (gambar 2-3)

1. Pada saat beban tekan mencapai 30-40% fc,perilakutegangan regangan beton pada dasarnya masih linear.


5/19/2018 BAB 1-3

20/59

2. Pada saat beban tekan melebihi 30-40% fc, retak-retak lekatan mulai terbentuk. Pada saat ini, mulaiterjadi deviasi pada hubungan tegangan-regangan

dari kondisi linear.

3. Pada saat tegangan mencapai 75-90% kekuatan batas,retak-retak lekatan tersebut merambat ke mortar

sehingga terbentuk pola retak yang kontinu. Pada

kondisi ini, hubungan tegangan-regangan beton

semakin menyimpang dari kondisi linear.

Hubungan tegangan - regangan beton tersebut dapat

digambarkan melalui persamaan Hognestad, yaitu:


5/19/2018 BAB 1-3

21/59

Dimana:

c = Regangan tekan beton

c = Regangan tekan beton pada teganganfc

c = Tegangan tekan beton

Fc = Kuat tekan uniaksial beton


5/19/2018 BAB 1-3

22/59

Pengujian tarik langsung (Gambar 2-5a)

Pengujian tarik tidak langsung:

Uji Lentur (Gambar 2-5b)

Uji Belah (Gambar 2-5c)

Uji doublepunch(Gambar 2-5d)

Gambar 2-5 Metode-metode Pengujian Tarik BetonR A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

23/59

Dalam SNI beton, hubungan kuat tarik langsung fcr,terhadap kuat tekan beton, fcadalah sebagai berikut :

fcr = 0,33fc(lihat butir 13.4.2.2 SNI 03-2847-02)

Sedangkan hubungan modulus keruntuhan lentur, fr,

terhadap kuat tekan beton, ada 2 jenis yaitu :

Untuk perhitungan defleksi

fr = 0,7fc (Mpa)

Untuk perhitungan kuat geser balok prategang

fr = 0,5fc (Mpa)R A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

24/59

Modulus Elastis Beton

Berdasarkan SNI Beton butir 10.5, modulus elastisitas

beton dapat ditentukan berdasarkan :

Ec = (Wc)1,5*0,043fc (Mpa)

Dimana Wc = 1500 2500 kg/m3 (berat satuan betonberat normal)

Untuk beton normal, modulus elastisitas boleh diambil

sebagai berikut :

Ec = 4700fc (Mpa)R A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

25/59

2.2 SUSUT, RANGKAK, DAN PENGARUH

TEMPERATUR

Susut

Susut adalah pemendekan beton selama proses

pengerasan dan pengeringan pada temperatur konstan.

Besar susut meningkat seiring dengan bertambahnya

waktu.

Susut dipengaruhi oleh :

Rasio Volume terhadap luas permukaan beton

Ada tidaknya tulangan pada beton

Komposisi beton Humiditas lingkungan, dll


5/19/2018 BAB 1-3

26/59

Rangkak

Koefisien rangkak didefinisikan sebagai nilai rasioregangan rangkak terhadap regangan elastik, yaitu :

=


5/19/2018 BAB 1-3

27/59

Pengaruh Temperatur

Koefisien pemuaian beton c dipengaruhi oleh

komposisi beton, kandungan moisture dan umur beton.

Nilai beton sangat dipengaruhi oleh jenis aggregat yang

digunakan dalam campuran dan nilainya berkisar antara

6x10-6/oC (batu kapur) sampai 13x10-6/oC (batu kuarsa).

Jika jenis aggregat tidak diketahui, nilai c dapat diambil

sebesar 10x10-6/oC. Regangan akibat perubahan suhu

dihitung sebagai berikut :

cT = cTR A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

28/59

Regangan Total pada Beton

Regangan total pada saat t pada beton yang dibebani

secara uniaksial dengan beban konstan c (t0) pada t0

adalah:

c(t)= cf (t0) + cR(t) + cs (t) + cT(t)

cf (t0) = Pengaruh tegangan

cR(t) = Pengaruh rangkak

cs (t) = Pengaruh susut

cT(t) = Pengaruh suhuR A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

29/59

2.3 TULANGAN BAJA

Ada dua jenis tulangan baja yang terdapat

dipasaran, yaitu tulangan polos (BJTP) dan tulangan

ulir/sirip (BJTS). Tulangan polos biasanya mempunyai

tegangan leleh minimum sebesar 240 Mpa sedangkantulangan ulir umumnya mempunyai tegangan leleh

minimum sebesar 400 Mpa.


5/19/2018 BAB 1-3

30/59

Tabel 2-1 Tulangan Ulir dan Ukurannya

Tulangan polos yang umum terdapat dipasaran adalah 6,8, 10,

12, 14,dan 16.

Jenis Diameter Nominal

(mm)

Berat per m

(Kg)

D10 10 0.617

D13 13 1.042

D16 16 1.578

D19 19 2.226

D22 22 2.984D25 25 3.853

D29 29 5.185

D32 32 6.313

D36 36 7.990


5/19/2018 BAB 1-3

31/59

BAB III

LENTU R PADA BALOK PE RSEGI


5/19/2018 BAB 1-3

32/59

3.1. TEORI DASAR

Berdasarkan teori balok elastik, distribusi tegangan

normal pada penampang akibat momen lentur M dapat

dituliskan sebagai berikut :

=

Dimana :

M = Momen yang bekerja pada penampang

y = Jarak dari sumbu netral

I = Momen Inersia Penampang R A H M I K A R O L I N A , S T , M T

5/19/2018 BAB 1-3

33/59

Rumus ini hanya berlaku untuk penampang beton tanpa tulangan yang belum retak.


5/19/2018 BAB 1-3

34/59

Jika tidak ada gaya aksial luar yang bekerja pada

penampang, maka penampang diatas berlaku:

M = C.Jd atau M = T.Jd

Dan

C-T = 0 . C=T

Dimana :

C = Gaya resultan tekan pada penampang

T = Gaya resultan tarik pada penampang

Jd = Lengan Momen


5/19/2018 BAB 1-3

35/59

Teori balok = My/I diatas tidak dapat digunakan dalam desain balok beton

bertulang

karena :

Hubungan tegangan-regangan tekan beton bersifat non linear

Adanya tulangan baja pada penampang yang berfungsi untuk mentransfer gaya

tarik pada saat terjadi retak pada penampang.


5/19/2018 BAB 1-3

36/59

3.2. DASAR PERHITUNGAN KUAT LENTUR

NOMINAL BALOK

Distribusi tegangan tekan pada balok beton yang telah menacapai kuat nominalnya

adalah seperti tergambar dibawah ini (Gambar 3-4).


5/19/2018 BAB 1-3

37/59

3.3. ANALISIS VERSUS DESAIN

Ada 2 jenis perhitungan yang biasa dilakukan dalam evaluasi

penampang beton bertulang, yaitu :

1. Analisis

Pada perhitungan analisis, kita diminta untuk

menghitung resistance/tahanan atau kapasitas

penampang berdasarkan data penampang, kuat tekan

beton, tegangan leleh baja, ukuran dan jumlah tulangan,

serta lokasi tulangan.

2. Desain

Pada perhitungan desain, kita diminta memilih

penampang yang cocok (termasuk disini pemilihandimensi, fc,fy,tulangan, dll). Untuk menahan pengaruh

beban terfaktor (seperti Mu)


5/19/2018 BAB 1-3

38/59

KUAT PERLU DAN KUAT RENCANA

Pada perencanaan terhadap lentur, harus selalu dipenuhi:

Mn Mu

Dimana :

Mn = Kuat lentur rencana

Mu = Momen ultimit perlu atau kuat lentur perluMn = Kuat lentur nominal

= Faktor reduksi kekuatan (untuk lentur = 0,80)


5/19/2018 BAB 1-3

39/59

3.4. JENIS-JENIS KERUNTUHAN LENTUR

Bentuk-bentuk keruntuhan lentur yang dapat terjadi adalah sebagai

berikut :

1. Keruntuhan tarik Ductile

Pada keruntuhan jenis ini, tulangan leleh sebelum beton

hancur (yaitu mencapai regangan batas tekannya).2. Keruntuhan tekan Brittle (Getas)

Disini beton hancur sebelum tulangan leleh.

3. Keruntuhan Seimbang (Balance)

Pada keruntuhan jenis ini, kondisi beton hancur dantulangan leleh terjadi secara bersamaan.


5/19/2018 BAB 1-3

40/59

3.5. ANALISIS BALOK PERSEGI DENGAN TULANGAN

TARIK SAJA

Persamaan-persamaan Mn untuk kondisi tulangan tarik leleh

a= ,

= .,


5/19/2018 BAB 1-3

41/59

Mn dapat dihitung sebagai berikut :

Mn = T.Jd

Mn = As.fy(d-a/2) Mn = [As.fy(d-a/2)]

Mn = C.Jd

Mn = 0,85fcab(d-a/2) Mn = [0,85fcab(d-a/2)]

Persamaan diatas dalam bentuk lain dapat ditulis :

Mn = [fcbd2(1-0,59)]


5/19/2018 BAB 1-3

42/59

PEMERIKSAAN APAKAH FS = FY


5/19/2018 BAB 1-3

43/59

CONTOH ANALISIS BALOK BERTULANGAN TUNGGAL :

Hitung kapasitas momen nominal, Mn untuk penampang beton bertulang tergambar :

fc = 20 Mpa

fy = 400 Mpa

As = 3x500 = 1500 mm2


5/19/2018 BAB 1-3

44/59

=

=

= 0,0120

Asumsi tulangan tarik leleh

- Hitung a:

A=

,=

,= 141

- Check jika fs=fy ;

=

= 0,282

Sedangkan

= 1

:= 0,85

:= 0,510


5/19/2018 BAB 1-3

45/59

Karena

bab 1-3

Documents