Struktur Beton
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Seperti substansi-substansi mirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang sangat rendah. Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki beton.
Dalam suatu struktur bangunan beton bertulang khususnya pada kolom akan terjadi momen lentur dan gaya aksial yang bekerja secara bersama – sama. Momen -momen ini yang diakibatkan oleh adanya beban eksentris atau adanya gravitasi dapat menimbulkan beban lateral seperti angin dan gempa atau bisa juga diakibatkan oleh beban lantai yang tidak seimbang. Maka dari itu, setiap penampang komponen pada struktur seperti balok dan kolom harus direncanakan kuat terhadap setiap gaya internal yang terjadi, baik itu momen lentur, gaya aksial, gaya geser maupun torsi yang timbul sebagai respon struktur tersebut terhadap pengaruh luar. A. 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 :
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.
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.
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.
Faktor-Faktor Yang Menyebabkan Terjadinya Keretakan Pada Beton Bertulang
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.
Karena kelebihan yang dimilikinya, maka penggunaan beton bertulang sebagai bahan struktur utama bangunan sangat populer. Beton bertulang lebih menjadi pilihan dibandingkan material lain seperti bambu, kayu, beton konvensional atau baja. Penerapan beton bertulang pada struktur bangunan biasanya dapat dijumpai pada: pondasi (jenis pondasi dalam seperti tiang pancang, bored pile), balok ikat (sloof), kolom, balok, plat beton, dan dinding geser (shear wall).
Namun dibalik kelebihan-kelebihan yang dimiliki oleh beton bertulang jika
dibandingkan dengan bahan material lainnya, beton bertulang juga memiliki masalah yang dapat mengurangi keunggulannya. Diantara masalah yang sering dijumpai adalah masalah keretakan yang terjadi pada bahan tersebut. Keretakan pada beton
Sebenarnya setiap beton bertulang yang diaplikasikan pada struktur bangunan pasti akan terjadi retakan, yang harus dipertimbangkan adalah apakah retakan tersebut dapat ditolerir karena tidak berbahaya atau retakan tersebut membahayan
struktur bangunan secara keseluruhan. Keretakan pada beton bertulang ini
disebabkan oleh beberapa hal, karena pengaruh dari sifat beton itu sendiri maupun faktor lingkungan luar yang mempengaruhi beton secara langsung.
Kalau kita lihat dari jenis retakannya, ada dua jenis keretakan pada beton bertulang yaitu retakan yang terjadi saat pembuatan beton dan retakan yang terjadi setelah beton selesai dibuat. Dari dua jenis retakan tersebut banyak sekali berbagai faktor yang melatarbelakangi terjadinya retakan tersebut. Apa saja faktor yang
menyebabkan terjadinya keretakan pada beton bertulang tersebut? Berikut ini kami uraikan untuk Anda..
Faktor -Faktor Penyebab Keretakan Beton Yang Terjadi Saat Pembuatan Beton Bertulang
1. Sifat Beton
Untuk melihat bagaimana sifat dari beton bertulang yang dapat menimbulkan
keretakan kita harus melihat proses dari awal pembuatan beton bertulang tersebut. Pada saat awal pembuatan beton bertulang dengan pencampuran bahan penyusunnya seperti kerikil, pasir, air, semen, dan baja tulangan. Dalam proses pengerasannya beton akan mengalami pengurangan volume dari volume awal. Umumnya hal ini disebabkan air yang terkandung pada campuran beton akan mengalami penguapan sebagian yang mengurangi volume beton bertulang tersebut.
Sehingga apabila dikondisikan pada saat beton mengalami pengerasan dan akibat dari volume beton berkurang yang akan menyebabkan penyusutan pada beton tetapi beton tersebut dibiarkan untuk menyusut tanpa adanya pembebanan maka beton pun tidak akan mengalami keretakan. Tetapi pada kondisi sebenarnya dilapangan tidak ada beton yang tidak mengalami pembebanan. Karena tidak ada balok atau kolom pada bangunan yang berdiri sendiri melainkan akan bersambung satu sama lain dan hal ini akan membuat beton bertulang bekerja menahan beban-beban pada
bangunan.
2. Suhu
Tidak dapat diabaikan suhu juga dapat menyebabkan keretakan pada beton bertulang. Maksud suhu disini adalah suhu campuran beton saat mengalami perkerasan. Karena pada saat campuran beton bertulang mengalami perkerasaan suhu yang timbul akibat reaksi dari air dengan semen akan terus meningkat. Sehingga pada saat suhu campuran beton ini terlalu tinggi, pada saat beton sudah keras sering timbul retak-retak pada permukaan beton.
3. Korosi pada tulangan
Sebenarnya untuk mengantisipasi retakan yang terjadi akibat dari sifat beton itu sendiri, beton diberi tulangan pada bagian dalamnya yang terbuat dari baja.
Sehingga diharapkan dengan adanya baja tulangan tersebut retakan akibat dari sifat beton disebar pada keseluruhan beton menjadi bagian-bagian yang sangat kecil sehingga retakan tersebut dapat diabaikan. Tetapi apabila tulangan yang dipakai pada saat pembuatan beton sudah meengalami korosi, tulangan tersebut itu pun akan menyebabkan retakan pada saat beton mengeras.
4. Proses pembuatan yang kurang baik
Banyak sekali penyebab retak yang terjadi pada beton bertulang disebabkan oleh proses pembuatan yang kurang baik. Seperti contoh pada saat beton mengalami perkerasan dimana banyak mengeluarkan air, maka perlu adanya perawatan pada beton agar pengeluaran air dari campuran beton tidak berlebihan. Tetapi akibat tidak adanya perawatan, sehingga pada saat beton terbentuk maka terjadi banyak retakan.
5. Material yang kurang baik.
Banyak sekali terjadi keretakan pada struktur beton bertulang diakibatkan karena material penyusunnya yang kurang baik. Beberapa hal diantaranya yang sering ditemukan adalah aggregat halus atau pasir yang kurang bersih, masih bercampur dengan lumpur sehingga ikatan antara PC dan aggregat menjadi terlepas. Sehingga ketika beton mengering maka retakan-retakan akan mudah sekali terjadi.
6. Cara penulangan
kurang tepat. Hal yang paling umum terjadi adalah ketebalan dari tulangan sampai permukaan beton terlampau besar. Hal ini sebenanrnya kurang tepat karena fungsi dari baja tulangan tersebut adalah untuk menahan gaya lintang (pada balok dan plat), deformasi akibat lendutan, serta gaya geser.
Jika tebal selimut beton terlampau besar makan retakan biasa terjadi mulai dari permukaan struktur beton sampai pada bagian tulangan yang ada didalamnya. Seharusnya tulangan dibuat agak keluar, dan selimut atau kulit yang membungkus tulangan dibuat setipis mungkin (1,5 s/d 2 cm). Karena gaya tarik dan gaya tekan paling besar terjadi pada ujung permukaan beton tersebut.
Contoh Penulangan Pada Struktur Beton Bertulang (Reinforced Concrete)
Faktor- Faktor Penyebab Keretakan Beton Yang Terjadi Setelah Pembuatan Beton Bertulang
1. Pengaruh lingkungan
Karena beton bertulang pada bangunan mengalami kontak langsung dengan cuca luar, pengaruh cuaca ini sedikit banyakanya memberi andil dalam keretakan pada beton sehingga konstruksi bangunan yang berumur cukup lama banyak mengalami retakan. Salah satu pengaruh lingkungan yang menyebabkan beton retak adalah akibat dari air hujan. Akibat sekian lama beton pada bangunan tua menerima air hujan secara langsung, lama – kelamaan air hujan masuk meresap kedalam pori-pori beton yang kemudian mencapai tulangan pada beton.
antara baja tulangan dengan tulangan yang menyebakan baja tulangan menjadi berkarat atau korosif. Akibat korosifnya baja tulangan dan ditambah faktor luas seperti pembebanan mengakibatkan beton akan mengalami retak-retak.
2. Pembebanan
Setelah struktur beton bertulang sudah jadi dan bangunan secara keseluruhan telah siap untuk digunakan, maka struktur beton bertulang tersebut akan menerima beban-beban. Beban-beban yang bekerja pada struktur beton bertulang secara umum terdiri atas bebean sendiri dan beban luar (beban akibat angin, manusia, bebangempa,dsb).
Apabila struktur beton bertulang tersebut menerima beban sesuai dengan kapasitas atau kuat dukung beban yang direncanakan, seharusnya struktur beton tersebut akan baik-baik saja. Tetapi kadangkala beton akan menerima beban diluar
kemampuannya, dan biasanya pembebanan yang melebihi kapasitas yang telah direncanakan itulah yang menyebabkan keretakan pada struktur beton.
Pada saat terjadi keretakan, besi tulangan (pada daerah tarik) tersebut mulai mengambil alih secara penuh beban tarik yang terjadi. Artinya beton (daerah tarik) sudah tidak memikul beban tarik. Beban tarik dialihkan ke besi tulangan. Secara struktural kondisi ini memang dirancang seperti itu dan kekuatan struktur masih dapat dipertanggung jawabkan. Beton yang retak saat beban mulai bertambah sama sekali tidak berarti ada kegagalan struktur.
Lokasi retakan yang terjadi saat beban mulai membesar adalah pada daerah
tumpuan / ujung balok sisi atas dan tengah bentang di sisi bawah. Pengalaman saya, retak yang terjadi hanya 1-2 retakan di satu tempat observasi. Dimana tebalnya juga tidak besar. Bahkan seringkali hanya retak rambut. Keretakan seperti ini mestinya tidak perlu diperbaiki sama sekali. Ini kondisi yang alamiah terjadi dan memang perhitungannya sudah memperhitungkan retak itu akan terjadi.
B. Sifat-sifat Beton Bertulang
Pengetahuan yang mendalam tentang sifat-sifat beton bertulang sangat penting sebelum dimulai mendesain struktur beton bertulang. Beberapa sifat-sifat beton bertulang antara lain :
1. Kuat Tekan
Kuat tekan beton (f’c) dilakukan dengan melakukan uji silinder beton dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Pada umur 28 hari dengan tingkat pembebanan tertentu. Selama periode 28 hari silinder beton ini biasanya ditempatkan Mdalam sebuah ruangan dengan temperatur tetap dan kelembapan 100%. Meskipun ada beton yang memiliki kuat maksimum 28 hari dari 17 Mpa hingga 70 -140 Mpa, kebanyakan beton memiliki kekuatan pada kisaran 20 Mpa hingga 48 Mpa. Untuk aplikasi yang umum, digunakan beton dengan kekuatan 20 Mpa dan 25 Mpa, sementara untuk konstruksi beton prategang 35 Mpa dan 40 Mpa. Untuk beberapa aplikasi tertentu, seperti untuk kolom pada lantai-lantai bawah suatu bangunan tingkat tinggi, beton dengan kekuatan sampai 60 Mpa telah digunakan dan dapat disediakan oleh perusahaan-perusahaan pembuat beton siap-campur (ready-mix concrete).
Nilai-nilai kuat tekan beton seperti yang diperoleh dari hasil pengujian sangat dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk dari elemen uji dan cara pembebanannya. Di banyak Negara, spesimen uji yang digunakan adalah kubus berisi 200 mm. untuk beton-beton uji yang sama, pengujian terhadap silinder-silinder 150 mm x 300 mm menghasilkan kuat tekan yang besarnya hanya sekitar 80% dari nilai yang diperoleh dari pengujian beton uji kubus.
pada gambar dibelakang menampilkan hasil yang dicapai dari uji kompresi terhadap sejumlah silinder uji standar berumur 28 hari yang kekuatannya beragam.
Kurva hampir lurus ketika beban ditingkatkan dari niol sampai kira-kira 1/3
- 2/3 kekuatan maksimum beton.
Diatas kurva ini perilaku betonnya nonlinear. Ketidak linearan kurva
tegangan-regangan beton pada tegangan yang lebih tinggi ini mengakibatkan beberapa masalah ketika kita melakukan analisis struktural terhadap konstruksi beton karena perilaku konstruksi tersebut juga akan nonlinear pada tegangan-tegangan yang lebih tinggi.
Satu hal penting yang harus diperhatikan adalah kenyataan bahwa
berapapun besarnya kekuatan beton, semua beton akan mencapai kekuatatan puncaknya pada regangan sekitar 0,002.
Beton tidak memiliki titik leleh yang pasti, sebaliknya kurva beton akan
tetap bergerak mulus hingga tiba di titik kegagalan (point of rupture) pada regangan sekitar 0,003 sampai 0,004.
Banyak pengujian yang telah menunjukkan bahwa kurva-kurva
tegangan-regangan untuk silinder-silinder beton hampir identik dengan kurva-kurva serupa untuk sisi balok yang mengalami tekan.
Harus diperhatikan juga bahwa beton berkekuatan lebih rendah lebih
daktail daripada beton berkekuatan lebih tinggi – artinya, beton-beton yang lebih lemah akan mengalami regangan yang lebih besar sebelum mengalami kegagalan.
2. Modulus Elastisitas Statis
Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi
tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik dan perbandingan semen dan agregat. Sebagai tambahan, ada beberapa defenisi mengenai modulus elastisitas :
a) Modulus awal adalah kemiringan diagram tegangan-regangan pada titik asal dari kurva.
b) Modulus tangen adalah kemiringan dari salah satu tangent (garis singgung) pada kurva tersebut di titik tertentu di sepanjang kurva, misalnya pada 50% dari kekuatan maksimum beton.
c) Kemiringan dari suatu garis yang ditarik dari titik asal kurva ke suatu titik pada kurva tersebut di suatu tempat di antara 25% sampai 50% dari kekuatan tekan maksimumnya disebut Modulus sekan.
Peraturan ACI menyebutkan bahwa rumus untuk menghitung modulus elastisitas beton yang memiliki berat beton (wc) berkisar dari 1500-2500 kg/m3.
Dimana :
wc : berat beton (kg/m3) fc’ : mutu beton (Mpa)
Ec : modulus elastisitas (Mpa) Modulus Elastisitas Dinamis 3. Modulus elastisitas dinamis
Modulus elastisitas dinamis, yang berkorespondensi dengan
regangan-regangan sesaat yang sangat kecil, biasanya diperoleh dari uji sonik. Nilainya biasanya lebih besar 20%-40% daripada nilai modulus elastisitas statis dan kira-kira sama dengan modulus nilai awal. Modulus elastisitas dinamis ini biasanya dipakai pada analisa struktur dengan beban gempa atau tumbukan.
4. Perbandingan Poisson
Ketika sebuah beton menerima beban tekan, silinder tersebut tidak hanya berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral. Perbandingan ekspansi lateral dengan pendekatan longitudinal ini disebut sebagai Perbandingan Poisson(Poisson’s ratio). Nilainya bervariasi mulai dari 0,11 untuk beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengan nilai rata-rata 0,16. Sepertinya tidak ada hubungan langsung antara nilai perbandingan ini dengan nilai-nilai, seperti perbandingan air-semen, lamanya perawatan, ukuran agregat, dan sebagainya. Pada sebagian besar desain beton bertulang, pengaruh dari perbandingan poisson ini tidak terlalu diperhatikan. Namun pengaruh dari perbandingan harus diperhatikan ketika kita menganalisis dan mendesain bendungan busur, terowongan, dan struktur-struktur statis tak tentu lainnya.
5. Kuat Tarik
Meskipun biasanya diabaikan dalam perhitungan desain, kuat tarik tetap merupakan sifat penting yang mempengaruhi ukuran beton dan seberapa besar retak yang terjadi. Selain itu, kuat tarik dari batang beton diketahui selalu akan mengurangi jumlah lendutan. (Karena kuat tarik beton tidak besar, hanya sedikit usaha yang dilakukan untuk menghitung modulus elastisitas tarik dari beton. Namun, berdasarkan informasi yang terbatas ini, diperkirakan bahwa nilai modulus elastisitas tarik beton sama dengan modulus elatisitas tekannya.)
Selanjutnya, anda mungkin ingin tahu mengapa beton tidak diasumsikan menahan tegangan tarik yang terjadi pada suatu batang lentur dan baja yang menahannya. Alasannya adalah bahwa beton akan mengalami retak pada regangan tarik yang begitu kecil sehingga tegangan-tegangan rendah yang terdapat pada baja hingga saat itu akan membuat penggunaannya menjadi tidak ekonomis. Kuat tarik beton tidak berbanding lurus dengan kuat tekan ultimitnya fc’. Meskipun demikian, kuat tarik ini diperkirakan berbanding lurus terhadap akar kuadrat dari fc’. Kuat tarik ini cukup sulit untuk diukur dengan beban-beban tarik aksial langsung akibat sulitnya memegang spesimen uji untuk menghindari konsentrasi tegangan dan akibat kesulitan dalam meluruskan beban-beban tersebut. Sebagai akibat dari kendala ini, diciptakanlah dua pengujian yang agak tidak langsung untuk menghitung kuat tarik beton. Keduanya adalah uji modulus keruntuhan dan uji pembelahan silinder. Kuat tarik beton pada waktu mengalami lentur sangat penting ketika kita sedang meninjau retak dan lendutan pada balok. Untuk tujuan ini, kita selama ini menggunakan kuat tarik yang diperoleh dari uji modulus-keruntuhan. Modulus keruntuhan biasanya dihitung dengan cara membebani sebuah balok beton persegi (dengan tumpuan sederhana berjarak 6 m dari as ke as) tanpa-tulangan berukuran 15cm x 15cm x 75cm. hingga runtuh dengan beban terpusat yang besarnya sama pada 1/3 dari titik-titik pada balok tersebut sesuai dengan yang disebutkan dalam ASTM C-78. Beban ini terus ditingkatkan sampai keruntuhan terjadi akibat retak pada bagian balok yang mengalami tarik. Modulus keruntuhannya fr ditentukan kemudian dari rumus lentur. Pada rumus-rumus berikut ini :
Tegangan yang ditentukan dengan cara ini tidak terlalu akurat karena dalam menggunakan rumus lentur kita mengasumsikan beton berada dalam keadaan elastic sempurna dengan tegangan yang berbanding lurus terhadap jarak dari sumbu netral. 6. Kuat Geser
pengujian kuat geser beton selama bertahun-tahun selalu menghasilkan nilai-nilai leleh yang terletak di antara 1/3 sampai 4/5 dari kuat tekan maksimumnya.
7. Kurva Tegangan-Regangan
Hubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan-persamaan analisis dan desain juga prosedur-prosedur pada struktur beton.
D. Kolom
Definisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial desak vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang memikul beban dari balok induk maupun balok anak. Kolom meneruskan beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui`pondasi.
Keruntuhan pada suatu kolom merupakan kondisi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur. Kolom adalah struktur yang mendukung beban dari atap, balok dan berat sendiri yang diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolom menerima beban vertical yang besar, selain itu harus mampu menahan beban-beban horizontal bahkan momen atau puntir/torsi akibat pengaruh terjadinya eksentrisitas pembebanan. hal yang perlu diperhatikan adalah tinggi kolom perencanaan, mutu beton dan baja yang digunakan dan eksentrisitas pembebanan yang terjadi.
E. Balok
F. Pengantar Gempa
Kerak bumi terdiri dari beberapa lapisan tektonik keras yang disebut litosfer yang mengapung di atas medium fluida yang lebih lunak yang disebut mantle, sehingga kerak bumi ini dapat bergerak. Teori yang dipakai untuk menerangkan pergerakan-pergerakan kerak bumi tersebut adalah teori perekahan dasar laut (Sea Floor Spreading Theory) yang dikembangkan oleh F. V. Vine dan D. H. Mathews pada tahun 1963 (Irsyam, 2005). Bersatunya masa batu atau pelat satu sama lain dicegah oleh gaya-gaya friksional, apabila tahanan ultimate friksional tercapai karena ada gerakan kontinyu dari fluida dibawahnya dua pelat yang akan bertumbukan satu sama lain akan menimbulkan gerakan tiba-tiba yang bersifat transient yang menyebar dari satu titik kesuatu arah yang disebut gempa bumi. Gempa bumi yang menimbulkan kerusakan yang paling luas adalah gempa tektonik. Gempa bumi tektonik disebabkan oleh terjadinya pergeseran kerak bumi (lithosfer) yang umumnya terjadi didaerah patahan kulit bumi.
Dalam beberapa dekade belakangan, para insinyur struktur mulai mengalami kemajuan yang berarti dalam memahami perilaku struktur terhadap beban gempa. Kemajuan ini dikombinasikan dengan hasil penelitian modern yang membuat para insinyur struktur dapat mendesain suatu struktur yang aman ketika mengalami bebangempa yang besar, selain itu dapat pula mendesain bangunan yang tetap dapat terus beroperasi selama dan setelah gempa terjadi. Struktur suatu bangunan bertingkat tinggi harus dapat memikul beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut, diantaranya beban gravitasi dan beban lateral. Beban gravitasi adalah beban mati struktur dan beban hidup, sedangkan yang termasuk beban lateral adalah beban angin dan beban gempa.
Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut:
a) Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil
b) Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tapi bukan merupakan kerusakan structural
c) Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non struktural pada gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidak menyebabkan bangunan runtuh.
Beban gempa nilainya ditentukan oleh 3 hal, yaitu oleh besarnya probabilitas beban itu dilampaui dalam kurun waktu tertentu, oleh tingkat daktilitas struktur yang mengalaminya, dan oleh kekuatan lebih yang terkandung didalam struktur tersebut. Peluang dilampauinya beban nominal tersebut dalam kurun waktu umur gedung 50 tahun adalah 10% dan gempa yang menyebabkannya adalah gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun. Tingkat daktilitas struktur gedung dapat ditetapkan sesuai dengan kebutuhan, sedangkan faktor kuat lebih (f1) untuk struktur gedung secara umum nilainya adalah 1,6. Dengan demikian, beban gempa nominal adalah beban akibat pengaruh gempa rencana yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama didalam struktur gedung, kemudian direduksi dengan faktor kuat lebih (f1).
Daktilitas adalah kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa diatas beban gempa yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama, sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi diambang keruntuhan. Faktor daktilitas struktur gedung (μ) adalah rasio
Untuk μ =1 adalah nilai faktor daktilitas untuk struktur gedung yang berprilaku elastik penuh, seangkan μm adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung yang bersangkutan.
1. Analisis Beban Gempa
Struktur beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan
gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam arah masing-masing sumbu utama denah nominal statik ekivalen (V) yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan di bawah ini:
Dimana C1 adalah nilai faktor respon gempa yang didapat dari respon spectra gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental T1, Wt adalah berat total gedung termasuk beban hidup yang sesuai, R adalah faktor reduksi gempa, dan I adalah faktor keutamaan. Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i menurut persamaan di bawah ini: Dimana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai, zi adalah ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral, sedangkan n adalah nomor lantai tingkat paling atas. Ilustrasi dari hal tersebut dapat dilihat pada gambar berikut :
Apabila rasio antara tinggi struktur gedung dan ukuran denahnya dalam arah pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0.1 V harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat paling atas, sedangkan 0.9 V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen.
Untuk menentukan pengaruh gempa rencana pada struktur gedung, yaitu berupa beban geser dasar nominal statik ekivalen pada struktur gedung beraturan atau gaya geser dasar nominal sebagai respon dinamik ragam pertama pada struktur gedung tidak beraturan, untuk masing-masing wilayah gempa ditetapkan respon spektra gempa rencana. Respon spektra adalah suatu diagram yang memberi hubungan antara percepatan respon maksimum suatu sistem Satu Derajat Kebebasan (SDK) akibat suatu gempa masukan tertentu, sebagai fungsi dari faktor redaman (dumping) dan waktu getar alami sistem SDK tersebut (T). Bentuk respon spektra yang sesungguhnya menunjukkan suatu fungsi acak yang untuk waktu getar alami (T) meningkat menunjukkan nilai yang mula-mula meningkat dulu sampai suatu nilai maksimum, kemudian turun lagi secara asimtotik mendekati sumbu-T.
A. Kesimpulan
Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan.
Beton bertulang adalah suatu bahan material yang terbuat dari beton dan baja tulangan.
Kelebihan beton bertulang antara lain, beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggi, Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap api dan air, Struktur beton bertulang sangat kokoh, Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi, memiliki usia layan yang sangat panjang, Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomis, kemampuannya untuk dicetak menjadi bentuk yang sangat beragam, membutuhkan sedikit semen dan tulangan baja, serta Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi beton bertulang lebih rendah.
Kelemahan-kelemahan beton bertulang tersebut antara lain, Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di tempatnya sampai beton tersebut mengeras, Sifat-sifat beton sangat bervariasi karena bervariasinya proporsi-campuran dan pengadukannya, Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton.
Dari namanya beton ini pasti memiliki bobot yang kecil dari beton pada umumnya, bahkan berat jenisnya bisa dibuat lebih rendah dari pada berat jenis air. Sehingga jika dimasukkan ke air beton ini akan mengapung.
Beton dapat dibuat ringan dengan membuat micro buble dalam adukan beton dengan memasukkan busa (foam) pada adonan pasir, semen dan air. Teknologi ini juga dikenal dengan Foam Concrete.
Semakin banyak busa yang digunakan maka akan semakin ringan beton yang dihasilkan, namun kekuatan akan semakin menurun. Sehingga berat dan kekuatan sesuatu yang harus dikendalikan untuk mendapatkan performa beton yang dinginkan.
Salah satu produk beton ringan CLC adalah bata ringan CLC yang saat ini sudah banyak dikenal dan bukan lagi hal baru di Indonesia terlebih di Jakarta, Teknologi AAC merupakan teknologi pembuat bata ringan yang lain.
Seperti judul website ini, kami akan memfokuskan pembahasan pada beton ringan CLC dengan keunggulan sbb :
Dapat diproduksi dilapangan / project langsung
Tidak memerlukan autoclave seperti AAC dalam proses pengerasan. Atau
hanya didiamkan minimal 14 hari.
Flowable sehingga tidak perlu pemadatan dengan vibrator
Sifat Material ini adalah :
Bisa dibuat lebih ringan dari berat jenis air
Dapat menjadi insulator yang baik
Dapat dibentuk sesuai keinginan
Kelebihan dan Kekurangan Beton Ringan atau Hebel
Semakin pesatnya pertumbuhan pengetahuan dan teknologi di bidang konstruksi yang mendorong kita lebih memperhatikan standar mutu serta produktivitas kerja untuk dapat berperan serta dalam meningkatkan sebuah pembangunan konstruksi dengan lebih berkualitas. Salah satu bahan jenis bahan bangunan yang sudah populer adalah beton. Penggunaan beton pada gedung dilakukan dalam rangka menghemat pengeluaran dalam suatu proses konstruksi. Selain harganya yang terjangkau beton juga memiliki kuat tekan yang tinggi. Dan saat ini sudah banyak pula jenis-jenis beton, salah satunya yang akan kita bahas saat ini Beton Ringan (lightweight concrete) atau lebih dikenal dengan sebutan Hebel.
Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton ringan bisa disebut sebagai beton ringan aerasi (Aerated Lightweight Concrete/ALC) atau sering disebut juga (Autoclaved Aerated Concrete/ AAC) yang mempunyai bahan baku utama terdiri dari pasir silika, kapur, semen, air, ditambah dengan suatu bahan pengembang yang kemudian dirawat dengan tekanan uap air. Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Pada umumnya berat beton ringan berkisar antara 600 – 1600 kg/m3. Karena itu keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada proyek bangunan tinggi (high rise building) akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri bangunan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi.
Ada beberapa Kelebihan dari Beton ringan
Balok mudah dibentuk. Sehingga dapat dengan cepat dan akurat dipotong
atau dibentuk untuk memenuhi tuntutan dekorasi gedung. Alat yang digunakan pun sederhana, cukup menggunakan alat pertukangan kayu.
Karena ukurannya yang akurat tetapi mudah dibentuk, sehingga dapat
Hebel dapat mempermudah proses konstruksi. Untuk membangun sebuah
gedung dapat diminimalisir produk yang akan digunakan. Misalnya tidak perlu batu atau kerikil untuk mengisi lantai beton.
Bobotnya yang ringan mengurangi biaya transportasi. Apalagi pabrik Hebel
dibangun sedekat mungkin dengan konsumennya.
Karena ringan, tukang bangunan tidak cepat lelah. Sehingga cepat dalam
pengerjaannya.
Semennya khusus cukup 3 mm saja.
Mengurangi biaya struktur besi sloff atau penguat. Mengurangi biaya penguat atau pondasi
Waktu pembangunan lebih pendek.
Tukang yang mengerjakan lebih sedikit. Sehingga secara keseluruhan bisa
lebih murah dan efisien
Tahan panas dan api, karena berat jenisnya rendah. Kedap suara
Tahan lama, kurang lebih sama tahan lamanya dengan beton konvensional Kuat tetapi ringan, karena tidak sekuat beton. Perlu perlakuan khusus.
dibebani AC menggunakan fisher FTP, Wastafel fisher plug FX6/8, panel dinding fisher sistem injeksi.
Anti jamur Tahan gempa Anti serangga
Biaya perawatan yang sedikit, bangunan tak terlalu banyak mengalami
perubahan atau renovasi hingga 20 tahun.
Nyaman
Aman, karena tidak mengalami rapuh, bengkok, berkarat, korosi.
Selain kelebihan, Beton Ringan juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu:
Karena ukurannya yang besar, untuk ukuran yang tanggung, akan memakan
waste yang cukup besar. Diperlukan keahlian tambahan untuk tukang yang akan memasangnya, karena dampaknya berakibat pada waste dan mutu pemasangan.
Perekat yang digunakan harus disesuaikan dengan ketentuan produsennya,
Nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas, sehingga sangat tidak
dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural).
Harganya cenderung lebih mahal dari bata konvesional. Di pasaran, beton
