ANALISA SENGKANG TERHADAP GAYA GESER PADA BALOK BETON BERTULANG.

(1)

TUGAS AKHIR

ANALISA SENGKANG TERHADAP GAYA GESER PADA

BALOK BETON BERTULANG

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya

Pada Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Negeri Medan

OLEH :

YULIATY A.D SITANGGANG

5123210038

PROGRAM STUDI D-3 TEKNIK SIPIL

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

i

TUGAS AKHIR

ANALISA SENGKANG TERHADAP GAYA GESER PADA

BALOK BETON BERTULANG

Telah dikerjakan, ditulis dan diselesaikan

Oleh :

Penulis Medan, September 2016

(3)

(4)

(5)

(6)

v ABSTRAK

Yuliaty A.D Sitanggang, 5123210038, Analisa Sengkang Terhadap Gaya Geser Pada Balok Beton Bertulang, Tugas Akhir, Medan : Program Studi D-3 Teknik Sipil, Jurusan Pendidikan Teknik Bangunan, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Medan, 2016.

Beton adalah material yang kuat dalam kondisi tekan, tetapi lemah dalam kondisi tarik. Beton bukan material yang elastis. Beton dihasilkan dari sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi sejumlah material pembentuknya. Dalam perencanaan beton bertulang diperlukan perencanaan untuk mengurangi keretakan pada beton. Salah satu keretakan yang paling sering terjadi adalah pada balok. Salah satu perencanaannya adalah mengetahui lendutan pada balok tersebut.

Dalam analisis ini dilampirkan beberapa data umum dalam perencanaan balok bertulang berdasarkan data yang telah tertera dalam gambar bestek , yaitu: mutu beton (fc’) = 26,4 Mpa (K-300), mutu baja (fy) = 400 Mpa, panjang balok = 4000 mm, lebar balok = 250 mm, tinggi balok = 500 mm, d= mm, diameter tulangan tarik & tekan = D16, diameter tulangan sengkang = D8, D9, D11, selimut beton 40 mm.

Hasil perhitungan kuat geser pada balok beton bertulang, diperoleh hasil-hasil sebagai berikut: untuk tulangan geser D8 jarak sengkang 200 mm memiliki kuat 102,275 kN, untuk tulangan geser D11 jarak sengkang 200 mm memiliki kuat geser 252,461 kN; jarak sengkang 250 mm memiliki kuat geser 220,166 kN; jarak

(7)

v ABSTRACT

Yuliaty A.D Sitanggang, 5123210038, Sengkang Analysis Of Style Slide On Reinforced Concrete Beams, Final, Medan: Program D-3 Civil Engineering, Department of Technical Education Building, Faculty of Engineering, University of Medan, 2016.

Concrete is a material that is strong in press conditions, but weak in tensile conditions. Concrete is not an elastic material. Concrete results from the interaction of a set of mechanically and chemically number of its constituent materials. In the planning of reinforced concrete planning is necessary to reduce cracks in concrete. One of the most common fractures are on the beam. One of the planning is to know on the beam deflection.

In this analysis attached some general data in the planning of a reinforced beam based on the data shown in the image bestek, namely: the quality of concrete (fc ') = 26.4 MPa (K-300), the quality of steel (fy) = 400 MPa, the length of the beam = 4000 mm, width = 250 mm beam, high beam = 500 mm, d = mm, diameter of reinforcement pull & press = D16, the diameter of reinforcement stirrups = D8, D9, D11, concrete cover 40 mm.

The result of the calculation of the shear strength of reinforced concrete beams, obtained the results as follows: for shear stirrups D8 distance of 200 mm has a shear strength of 177 639 kN; stirrup distance of 250 mm has a shear strength 160,437kN; stirrup distance of 500 mm has a shear strength of 126.033 kN; a distance of 1000 mm has strong ties shear 108.831 kN; stirrup distance of 2000 mm has a shear strength 100.230 kN, for shear stirrups D9 distance of 200 mm has a shear strength of 200.018 kN; stirrup distance of 250 mm has a shear strength of 178.297 kN; stirrup distance of 500 mm has a shear strength of 134.856 kN; a distance of 1000 mm has strong ties shear 113.135 kN; stirrup distance of 2000 mm has a shear strength 102.275 kN, for shear stirrups D11 distance of 200 mm has a shear strength of 252.461 kN; stirrup distance of 250 mm has a shear strength of 220.166 kN; stirrup distance of 500 mm has a shear strength of 155.576 kN; a distance of 1000 mm has strong ties shear 123.281 kN; stirrup distance of 2000 mm has a shear strength of 107.134 kN. The obtained reinforcement safest used to replace shear stirrups D10 with a distance of 200 mm and a shear strength was 221.797 kN distance D11 with stirrups 200 which has a shear strength of 252.461 kN.

(8)

vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya dan melimpahkan pengetahuan serta memberikan

kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA)

yang berjudul “Analisis Sengkang Terhadap Gaya Geser Pada Balok Beton

Bertulang”.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak

kekurangan dan jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat

diharapkan untuk penyempurnaan laporan tugas akhir ini.

Dalam menyelesaikan laporan ini, penulis banyak mendapat nasihat,

bimbingan, arahan, kritik, dan saran serta bantuan oleh berbagai pihak. Dengan

penuh rasa hormat, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Edo Barlian ST., MT., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah

banyak memberikan waktu, tenaga, pikiran, bimbingan serta nasehat kepada

penulis selama mengerjakan penulisan laporan ini.

2. Prof. Dr. Harun Sitompul, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Negeri Medan.

3. Drs. Asri Lubis, ST., M.Pd., selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik

Bangunan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

4. Irma N. Nasution selaku Ketua Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas

(9)

viii 5. Dr. Rachmat Mulyana M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik penulis

yang telah memberikan motivasi kepada penulis selama masa perkuliahan

dan dalam rangka penyelesaian Tugas Akhir ini.

6. Seluruh dosen dan staf pegawai pada Program Studi D-3 Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

7. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan bantuan dan dukungan

sehingga laporan PKLI ini dapat diselesaikan, serta

8. Teman-teman Program Studi Teknik Sipil D3 yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan laporan ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi

perkembangan penguasaan ilmu rekayasa sipil di Jurusan Pendidikan Teknik

Bangunan Program Studi D-3 Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri

Medan.

Medan, Agustus 2016 Penulis,

(10)

ix

1.4Tujuan Penelitian ... 4

1.5Manfaat Penelitian ... 4

1.6Metode Penelitian ... 5

BAB II LANDASAN TEORI 2.1Balok Beton Bertulang ... 6

2.2Geser dan Torsi ... 11

2.3Kekuatan Geser yang Disediakan oleh Beton untuk Komponen Struktur Nonprategang ... 15

2.4Kekuatan Geser yang Disediakan oleh Beton untuk Komponen Struktur Prategang ... 16

2.5Kekuatan Geser yang Disediakan oleh Tulangan Geser ... 19

(11)

x

2.7 Geser dan Tarik Diagonal ... 28

2.8 Batas Spasi untuk Tulangan ... 31

2.9 Tulangan Geser / Sengkang ... 31

BAB III ANALISA DAN PERHITUNGAN 3.1Data Umum ... 35

3.2Perhitungan Vs Balok Bertulang Rangkap di Lapangan ... 36

3.3Perhitungan Jarak Sengkang (s) Rencana ... 37

3.4Hasil Analisa Perhitungan ... 45

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1Kesimpulan ... 47

4.2Saran ... 47

(12)

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Kedudukan batang tulangan dalam balok beton bertulang ... 7

Gambar 2.2 Kurva tegangan-regangan umum beton ... 9

Gambar 2.3 Diagram Badan Bebas Ujung Balok (a) ... 13

Gambar 2.4 Lokasi penampang kritis ... 13

Gambar 2.5 Kondisi Tumpuan Tipikal ... 14

Gambar 2.6 Retak geser dan lentur pada balok ... 25

Gambar 2.7 Jenis-jenis Retak Miring ... 30

Gambar 2.8 Restribusi Perlawanan Geser Sesudah Terbentuknya Retak Miring ... 31

Gambar 3.1 Ukuran penampang Balok Beton Bertulang di lapangan ... 35

Gambar 3.2 Penampang balok beton bertulang dilapangan ... 36

Gambar 3.3 Ukuran penampang balok dengan menggunakan D6 ... 37

(13)

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Hubungan Kuat Tekan Dengan Umur Beton ... 8

Tabel 3.1 Jarak Sengkang ... 45

Tabel 3.2 Jarak Sengkang (s) dan Av ... 46

(14)

DAFTAR ISI

1.4Tujuan Penelitian ... 4

1.5Manfaat Penelitian ... 4

1.6Metode Penelitian ... 5

BAB II LANDASAN TEORI 2.1Balok Beton Bertulang ... 6

2.2Geser dan Torsi ... 11

(15)

Struktur Prategang ... 16

2.5Kekuatan Geser yang Disediakan oleh Tulangan Geser ... 19

2.6 Geser pada Balok Beton Bertulang ... 24

2.7 Geser dan Tarik Diagonal ... 28

2.8 Batas Spasi untuk Tulangan ... 31

2.9 Tulangan Geser / Sengkang ... 31

BAB III ANALISA DAN PERHITUNGAN 3.1Data Umum... 35

3.2Perhitungan Vs Balok Bertulang Rangkap di Lapangan ... 36

3.3Perhitungan Jarak Sengkang (s) Rencana ... 37

3.4Hasil Analisa Perhitungan ... 45

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1Kesimpulan ... 47

4.2Saran ... 47

(16)

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Hubungan Kuat Tekan Dengan Umur Beton ... 8

Tabel 3.1 Jarak Sengkang ... 45

Tabel 3.2 Jarak Sengkang (s) dan Av ... 46

(17)

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Kedudukan batang tulangan dalam balok beton bertulang ... 7

Gambar 2.2 Kurva tegangan-regangan umum beton ... 9

Gambar 2.3 Diagram Badan Bebas Ujung Balok (a) ... 13

Gambar 2.4 Lokasi penampang kritis ... 13

Gambar 2.5 Kondisi Tumpuan Tipikal ... 14

Gambar 2.6 Retak geser dan lentur pada balok... 25

Gambar 2.7 Jenis-jenis Retak Miring... 30

Gambar 2.8 Restribusi Perlawanan Geser Sesudah Terbentuknya Retak Miring ... 31

Gambar 3.1 Ukuran penampang Balok Beton Bertulang di lapangan ... 35

Gambar 3.2 Penampang balok beton bertulang dilapangan ... 36

(18)

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 SK SNI 2847-2013 ... 48

Lampiran 2 Kartu Asistensi Tugas Akhir ... 65

Lampiran 3 Surat Permohonan Judul dan Pembimbing Tugas Akhir ... 66

(19)

1

Karena rendahnya kapasitas tarik tersebut, maka retak lentur terjadi pada paraf

pembebanan yang masih rendah. Untuk mengurangi atau mencegah

berkembangnya retak tersebut, gaya konsentris atau eksentris diberikan dalam

arah longitudinal elemen struktual. Gaya ini mencegah berkembangnya retak

dengan cara mengeleminasi atau sangat mengurangi tegangan tarik dibagian

tumpuan dan daerah krisis pada kondisi beban kerja, sehingga dapat

meningkatkan kapasitas lentur, geser, dan torsional penampang tersebut.

Penampang dapat berperilaku elastis, dan hampir semua kapasitas beton dalam

memikul tekan pada semua beban bekerja distruktur tersebut.

Kekokohan beton pada suatu bangunan gedung tergantung pada

bahan-bahan yang digunakan, baik dalam pembuatan campuran maupun dalam

pelaksanaan konstruksinya. Beton bukan material yang elastis. Beton dihasilkan

dari sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi sejumlah material pembentuknya.

Seorang yang merencankan beton harus dapat memilih material yang layak dan

komposisinya sehingga diperoleh beton yang efesien, memenuhi kekuatan yang

disyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability (kemampuan

layan). Beton kuat terhadap tekan, tetapi lemah terhadap tarik. Struktur beton

harus cukup mampu menerima kondisi beban kerja dalam kaitan agar memperoleh

(20)

2 Beban-beban yang bekerja pada struktur, baik yang berupa beban gravitasi

(berarah vertikal) maupun beban-beban lain, seperti beban angin (dapat berarah

horizonal), atau juga beban karena susut dan beban karena perubahan temperatur,

menyebabkan adanya lentur dan deformasi pada elemen struktur beton. Lentur

pada balok merupakan adanya regangan yang timbul karena adanya beban luar.

Salah satu kegagalan konstruksi bagunan gedung yang cukup fatal adalah

keruntuhan geser yang diakibatkan oleh kombinasi beban-beban yang bekerja.

Beban yang melebihi kapasitas penampang dari beton bertulang akan

mengakibatkan retakan-retakan disepanjang beton tersebut baik retak struktur

maupun non struktur. Retakan-retakan tersebut dapat terjadi lebih awal dan pada

akhirnya akan berakibat terjadi keruntuhan yang tiba-tiba, agar keruntuhan tidak

terjadi maka perlu diperhatikannya material yang akan digunakan, pembuatan

campuran maupun maupun dalam pelaksanaan konstruksinya. Dalam pembuatan

beton bertulang harus dipastikan keamanan struktur terhadap keruntuhan yang

mungkin terjadi selama umur bangunan.

_{Beton bertulang sebagai elemen balok harus diberi penulangan yang}

berupa penulangan lentur dan penulangan geser (sengkang). Ada beberapa macam

tulangan geser pada balok, yaitu tulangan sengkang vertikal, sengkang spiral,

sengkang miring. Ketiga macam tulangan ini sudah sangat lazim diterapkan dan

sudah sangat dikenal dalam dunia konstruksi, sehingga dapat dikenal sebagai

tulangan sengkang konvensional. Tulangan sengkang yang telah dikenal selama

ini dalam konsep perhitungannya dengan memperhitungkan bahwa bagian

tulangan sengkang yang berfungsi menahan beban geser adalah bagian tulangan

(21)

3 Hal ini dikarenakan perilaku beban geser balok akan menyebabkan

terjadinya keretakan geser. Keretakan geser akan menyebabkan terbelah-nya

balok menjadi dua bagian yang dipisahkan oleh garis keretakan geser tersebut,

yaitu bagian bawah retak geser dan bagian atas retak geser. Sedangkan bagian

tulangan sengkang pada arah horisontal (di bagian atas dan bawah) tidak

diperhitungkan menahan beban gaya yang terjadi pada balok.

Keretakan geser akan menyebabkan terbelahnya balok menjadi dua bagian

yang dipisahkan oleh garis keretakan geser tersebut, yaitu bagian bawah retak

geser dan bagian atas retak geser. Keretakan ini semakin lama akan semakin

besar, sehingga kedua bagian balok akan terbelah. Berdasarkan kejadian ini, maka

bagian tulangan sengkang pada arah vertikal adalah tulangan yang berhubungan

langsung dengan keretakan geser tersebut. Tulangan ini akan mencegah

terbelahnya balok akibat adanya keretakan geser, karena tulangan sengkang

berfungsi untuk mengikat antara bagian balok di bawah retak geser dan bagian

balok di atas retak geser. Dengan perencanaan yang tepat, maka retak geser pada

balok tidak akan terjadi karena tulangan sengkang pada arah vertikal ini telah

direncanakan mampu menahan gaya geser tersebut.

Perilaku balok pada beton bertulang pada keadaan runtuh karena geser

sangat berbeda dengan pada keruntuhan karena lentur. Balok tersebut langsung

hancur tanpa adanya peringatan terlebih dahulu. Pada daerah yang mengalami

momen yang besar, retak yang dapat terjadi disebut retak lentur. Pada daerah yang

gesernya besar, akibat tarik diagonal dapat terjadi retak miring sebagai kelanjutan

(22)

4 keruntuhan lentur, retak terutama terjadi pada sepertiga tengah bentang, dan tegak

lurus terhadap arah tegangan utama.

Dunia pembangunan saat ini semakin lama semakin maju, kemajuan

pembangunan tersebut dibarengi juga dengan pemikiran akan menghasilkan suatu

bangunan yang kuat dan kokoh. Tahan terhadap beban dari luar bangunan maupun

beban mati bangunan itu sendiri. Akan tetapi, ada kalanya pada saat dilapangan

terjadi kekurangan pasokan besi. Banyak hal yang bisa menghambat ketersediaan

besi dilapangan, baik dalam hal pengiriman, kerusakan/kelayakan bahan yang

tersedia dilapangan dan masih banyak hal lainnya yang bisa terjadi. Oleh karena

itu, penulis tertarik melakukan analisa tentang bagaimana apabila saat

pembangunan gedung beton bertulang sedang berjalan dan hambatan yang disebut

diatas terjadi dan pasokan besi dengan diameter yang dibutuhkan saat itu tidak

ada, dan harus digantikan dengan diameter besi yang lain, berapakah jarak

sengkang dengan diameter pengganti yang harus memenuhi dengan jarak

sengkang dengan diameter besi yang seharusnya digunakan sebelumnya. Apakah

gaya gesernya memenuhi, sesuai dengan gaya geser pada balok sebelumnya?

Berdasarkan uraian di atas penulis tertarik melakukan penelitian untuk

mengetahui “Analisa Sengkang Terhadap Pola Retak Pada Balok Bertulang”.

1.2Batasan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka yang menjadi batasan

masalah antara lain sebagai berikut:

(23)

5 2. Balok beton bertulang menggunakan tulangan D16 dengan 5 tulangan tarik

(5D16) dan 2 tulangan tekan (2D16) dan tulangan sengkang D6, D7, D8,

D9, D11 dan D12.

1.3Rumusan Masalah

Berdasarkan batasan masalah diatas, maka dirumuskan beberapa masalah

antara lain sebagai berikut:

1. Berapa besar gaya geser awal pada balok beton bertulang menggunakan

data yang ada?

2. Berapa jarak sengkang yang dapat digunakan pada balok beton bertulang

apabila besar diameter tulangannya diganti dengan yang lain?

1.4Tujuan Penelitian

Sesuai dengan perumusan masalah dan batasan masalah diatas maka tujuan

penelitian tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Untuk mendapatkan besar gaya geser awal pada balok beton bertulang

dengan menggunakan data yang ada.

2. Untuk mengetahui berapa jarak sengkang yang dapat digunakan pada balok

beton bertulang apabila besar diameter tulangannya diganti dengan yang

lain.

1.5Manfaat Penelitian

1. Dapat memberikan analisa secara ilmiah tentang jarak sengkang pada

(24)

6 2. Menambah wawasan dan ilmu pengetahuan penulis tentang menganalisa

gaya geser balok beton bertulang.

1.6Metode Pengumpulan Data

Adapun metode pengumpulan data penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Studi perpustakaan yaitu mengumpulkan informasi-informasi atau

materi-materi yang berhubungan dengan judul Tugas Akhir ini dari berbagai

sumber seperti buku, internet dan jurnal.

(25)

47 BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

1. Besar gaya geser awal (Vs) balok beton bertulang adalah sebesar 131,880 N

2. Jarak sengkang yang dihasilkan akibat perubahan besar tulangan geser

sebagai berikut: Untuk D6 memiliki jarak sengkang 48,607 cm 49 cm,

Untuk D7 memiliki jarak sengkang 66,005cm 66 cm, Untuk D8 memiliki

jarak sengkang 86,01cm 86 cm, Untuk D9 memiliki jarak sengkang

108,603 cm 109 cm, Untuk D11 memiliki jarak sengkang 161,474 cm

161 cm, Untuk D12 memiliki jarak sengkang 191,715 cm 192 cm.

4.2 Saran

Berdasarkan kesimpulan diatas, maka diberikan saran sebagai berikut: ketika

dilapangan ditemukan hambatan seperti dibahas dalam analisa ini, ada baiknya pihak

kontraktor ataupun tukang mengambil jalan keluar dengan menggunakan jarak

sengkang tidak jauh atau bahkan sama dari jarak sengkang sebelumnya dengan

diameter tulangan sengkang yang baru. Maka dari itu kuat geser beton bertulang

(26)

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto, 1998, Pengeteahuan Teknik Bangunan, Jakarta : Bina Aksara.

Mulyono, Tri., 2004, Teknologi Beton, Yogyakarta : C.V. Andi Offset.

Nawy, Edward G., 1998, Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar, Bandung: PT. Refika Aditama.

Nawy, Edward G., 2001, Beton Prategang Suatu Pendekatan Dasar, Jakarta: Erlangga.

Schodek, Daniel L., 1989, Struktur, Bandung: PT. Refika Aditama.

Schodek, Daniel L., 1999, Struktur, Jakarta: Erlangga.

Sebayang, Darwin, 1989, Kekuatan Bahan Terapan, Jakarta : Erlangga

Standar Nasional Indonesia (SNI). 2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. SK-SNI-03-2847-2002.