BAB II

TINJAUAN

PUSTAKA

2.1. Konsep Dasar Beton Bertulang

Pengertian beton bertulang adalah campuran antara semen Portland

atau semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air

dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa padat. (SNI –

03 – 2847 – 2002 pasal 3.12)

Beton bertulang adalah beton yang terdiri dari beton dan baja. Sifat

kedua bahan ini dapat diketahui dari “teknologi beton” nya.(Gideon,

1993)

Beton bertulang (reinforced concrete) adalah struktur komposit

yang sangat baik untuk digunakan pada konstruksi bangunan. Pada

struktur beton bertulang terdapat berbagai keunggulan akibat dari

penggabungan dua buah bahan, yaitu beton (PC + aggregat halus +

aggregat kasar + zat aditif) dan baja sebagai tulangan. Kita tahu bahwa

keunggulan dari beton adalah kuat tekannya yang tinggi, sementara baja

tulangan sangat baik untuk menahan gaya tarik dan geser. Penggabungan

antara material beton dan baja tulangan memungkinkan pelaku

konstruksi untuk mendapatkan bahan baru dengan kemampuan untuk

menahan gaya tekan, tarik, dan geser sehingga struktur bangunan secara

keseluruhan menjadi lebih kuat dan aman.

(

http://jumantorocivilengiinering.blogspot.co.id/2013/06/betonbertulang.

html,2013, p. 1)

2.2. Analisis dan Perencanaan

2.2.1. Perencanaan

Semua komponen struktur beton bertulang harus

direncanakan cukup kuat sesuai dengan ketentuan yang

dipersyaratkan dalam standar SK SNI 03-

2847-2002 tentang tata cara perhitungan struktur beton untuk

bangunan gedung, dengan menggunakan faktor beban dan faktor

reduksi kekuatan φ yang sesuai.

2.2.2. Modulus Elastisitas

Nilai modulus elastisitas beton dan baja tulangan

ditentukan sebagai berikut:

1) Untuk nilai wc diantara 1500 kg/m3 dan 2500 kg/m3, nilai modulus

elastisitas beton Ec dapat diambil sebesar (wc)1.5 0.0043

√ƒ'c (dalam MPa). Untuk beton normal Ec dapat diambil

sebesar 4700 √ƒ'c .

2) Modulus elastisitas untuk tulangan non-prategang Es boleh diambil sebesar

200000 MPa.

2.3. Ketentuan Mengenai Kekuatan dan Kemampuan Layan

Struktur harus direncanakan hingga semua penampang

mempunyai kuat rencana minimum sama dengan kuat perlu, yang

dihitung berdasarkan kombinasi beban dan gaya terfaktor.

2.3.1. Kuat Perlu

Kuat perlu didefinisikan sebagai kekuatan suatu komponen

struktur atau penampang yang diperlukan untuk menahan beban

terfaktor atau momen dan gaya dalam yang berkaitan dengan

adanya beban dalam suatu kombinasi seperti yang ditetapkan

dalam tentang tata cara perhitungan struktur beton untuk

bangunan gedung. Kuat perlu yang dipersyaratkan dalam pasal

tersebut adalah:

U = 1,4 D

U = 1,2D + 1,6L (SK SNI 03-2847-2002 pasal 11.2(1))

U = 0,75 ( 1,2.D + 1,6.L + 1,6.W )

U = 0,9.D + 1,3.W (SK SNI 03-2847-2002 pasal 11.2(2))

U = 1,05 ( D + 0,6.L + E )

U = 0,9 ( D + E ) (SK SNI 03-2847-2002 pasal 11.2(3))

dimana D : beban mati, L : beban hidup, W : beban angin, dan E : beban gempa.

2.3.2. Kuat Rencana

Kuat rencana komponen struktur dan penampangnya,

sehubungan dengan perilaku lentur, beban normal, geser, dan

torsi, harus diambil sebagai hasil kali kuat nominal, yang

dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi dari tata cara ini,

dengan suatu faktor reduksi kekuatan φ . Faktor reduksi kekuatan

φ ditentukan sebagai berikut:

Momen lentur tanpa gaya aksial

φ = 0.80 (SK SNI 03-2847-2002

pasal 11.3(2(1))) Gaya aksial tarik, atau momen dengan gaya

tarik

φ = 0.80 (SK SNI 03-2847-2002 pasal

11.3(2(2(a)))) Gaya aksial tekan, atau momen dengan gaya tekan

φ = 0.65 (SK SNI 03-2847-2002 pasal

11.3(2(2(b)))) Gaya geser

φ = 0.75 (SK SNI 03-2847-2002 pasal 11.3(2(3))).

2.3.3. Kuat Rencana Tulangan

Dalam perencanaan, kuat leleh tulangan ƒy dibatasi tidak boleh melebihi

550 MPa.

2.4. Beban Lentur dan Aksial

Ketentuan ini berlaku untuk perencanaan komponen

struktur terhadap beban lentur atau aksial atau kombinasi dari

beban lentur dan aksial. Ketentuan ini diambil berdasarkan standar

SK SNI 03-2847-2002 tentang tata cara perhitungan struktur beton

untuk bangunan gedung.

Tipe Keruntuhan pada Komponen Beton BertulangMenurut Dr. Resmi Bestari Muin , MS Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Mercu Buana dan Ahadi (2013), ada 3 kemungkinan type / kasus keruntuhan yang terjadi pada perencanaan dengan menggunakan kekuatan batas ini ( dalam Keruntuhan Beton Bertulang , 2013, P.4):

• Tulangan Kuat (Overreinvorced ). Keruntuhan type ini terjadi akibat tulangan terlalu banyak, sehingga beton yang tertekan hancur terlebih dahulu (beton mencapai kekuatan batasnya terlebih dahulu). Keruntuhan ini terjadi secara tiba-tiba (brittle failure).

• Tulangan Lemah (Underreinvorced ). Pada kasus ini tulangan mencapai tegangan lelehnya (fy) terlebih dahulu, setelah itu baru beton mencapai regangan batasnya (      c  ), dan selanjutnya struktur runtuh. Pada kasus ini terlihat ada tanda-tanda berupa defleksi yang besar sebelum terjadi keruntuhan.• Balanced Reinvorced . Pada type keruntuhan ini, saat terjadi keruntuhan ( beton mencapai regangan batasnya,         c  ), tulangan juga pas mencapai tegangan lelehnya (fy) . Keruntuhan ini juga terjadi secara tiba-tiba. 

Beberapa istilah-istilah pada dasar-dasar perencanaan struktur beton bertulang :

• Tegangan : intensitas gaya per satuan luas yang dinyatakan dalam satuan kg/cm2 , M pa atau N/mm2 .• fc (kuat tekan beton yang disyaratkan) : tegangan beton yang ditetapkan/digunakan pada perencanaan, dengan aplikasi pengujian di lapangan berupa hasil benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.• fy ( kuat tarik leleh ) : tegangan tarik leleh minimum yang disyaratkan pada tulangan.

– Jika berupa momen, maka kuat nominal dimaksud adalah momen nominal ( Mn ).– Jika berupa gaya tekan, maka kuat nominal dimaksud adalah kuat tekan nominal ( Pn ).– Jika berupa gaya geser, maka kuat nominal dimaksud adalah kuat geser nominal ( Vn ). 

B.     Kelebihan dan Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur

1.      Kelebihan :

Beton bertulang boleh jadi adalah bahan konstruksi yang paling penting.

Beton bertulang digunakan dalam berbagai bentuk untuk hampir semua struktur,

besar maupun kecil – bangunan, jembatan, perkerasan jalan, bendungan,

dindingpenahan tanah, terowongan, jembatan yang melintasi lembah (viaduct),

drainaseserta fasilitas irigasi, tangki, dan sebagainya. Sukses besar beton sebagai

bahan konstruksi yang universal cukup mudah dipahami jika dilihat dari

banyaknya kelebihan yang dimilikinya. Kelebihan tersebut antara lain (“Beton

Bertulang”, 2011, Januari) :

a)      beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan

kebanyakan bahan lain.

b)      Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap api dan air, bahkan

merupakan bahan struktur terbaik untuk bangunan yang banyak bersentuhan

dengan air. Pada peristiwa kebakaran dengan intensitas rata-rata, batang-batang

struktur dengan ketebalan penutup beton yangmemadai sebagai pelindung

tulangan hanya mengalami kerusakan padapermukaannya saja tanpa mengalami

keruntuhan.

c)      Struktur beton bertulang sangat kokoh.

d)      Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi.

e)      Dibandingkan dengan bahan lain, beton memiliki usia layan yang sangat

panjang. Dalam kondisi-kondisi normal, struktur beton bertulang dapat digunakan

sampai kapan pun tanpa kehilangan kemampuannya untuk menahan beban. Ini

dapat dijelaskan dari kenyataannya bahwa kekuatan beton tidak berkurang dengan

berjalannya waktu bahkan semakin lama semakin bertambah dalam hitungan

tahun, karena lamanya proses pemadatan pasta semen.

f)        Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomis untuk pondasi

tapak, dinding basement, tiang tumpuan jembatan, dan bangunan-bangunan

semacam itu.

g)      Salah satu ciri khas beton adalah kemampuannya untuk dicetak menjadi bentuk

yang sangat beragam, mulai dari pelat, balok, dan kolom yang sederhana sampai

atap kubah dan cangkang besar.

h)      Di sebagian besar daerah, beton terbuat dari bahan-bahan lokal yang murah

(pasir, kerikil, dan air) dan relatif hanya membutuhkan sedikit semen dan tulangan

baja, yang mungkin saja harus didatangkan daridaerah lain.

i)        Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi betonbertulang

lebih rendah bila dibandingkan dengan bahan lain seperti struktur baja.

2.      Kelemahan

Untuk dapat mengoptimalkan penggunaan beton, perencana harus

mengenal dengan baik kelebihannya. Kelemahan-kelemahan beton bertulang

tersebut antara lain :

a)      Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, sehingga memerlukan

penggunaan tulangan tarik.

b)      Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di tempatnya

sampai beton tersebut mengeras. Selain itu, penopang atau penyangga sementara

mungkin diperlukan untuk menjaga agar bekisting tetap berada pada tempatnya,

misalnya pada atap, dinding, dan struktur-struktur sejenis, sampai bagian-bagian

beton ini cukup kuat untuk menahan beratnya sendiri. Bekisting sangat mahal. Di

Amerika Serikat, biaya bekisting berkisar antara sepertiga hingga dua pertiga dari

total biaya suatu struktur beton bertulang, dengan nilai sekitar 50%. Sudah jelas

bahwa untuk mengurangi biaya dalam pembuatan suatu struktur beton bertulang,

hal utama yang harus dilakukan adalah mengurangi biaya bekisting.

c)      Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton mengakibatkan beton bertulang

menjadi berat. Ini akan sangat berpengaruh pada struktur-struktur bentang-

panjang dimana berat beban mati beton yang besar akan sangat mempengaruhi

momen lentur.

d)      Sifat-sifat beton sangat bervariasi karena bervariasinya proporsi-campuran dan

pengadukannya. Selain itu, penuangan dan perawatan beton tidak bisa ditangani

seteliti seperti yang dilakukan pada proses produksi material lain seperti struktur

baja dan kayu.