xxi BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Beton merupakan material yang lemah menahan gaya tarik tetapi kuat menahan gaya
tekan (Edward G Nawi 2001). Kuat tarik beton bervariasi mulai dari 8 sampai 14
persen dari kuat tekannya. Rendah nya kapasitas tarik beton menimbulkan terjadinya
retak. Faktor utama yang menyebabkan retak adalah tegangan yang terjadi, terutama
tegangan tarik. Wang dan Salmon (1986) menyatakan retak beton biasanya
disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:
- Perubahan volume, termasuk akibat susut rangkak akibat beban tetap,
tegangan akibat suhu dan perbedaan unsur kimia antara bagian beton.
- Tegangan lansung dalam dan luar akibat penerusan, beban bertukar arah,
lendutan jangka panjang, lendutan awal didalam beton prategang, atau
perbedaan penurunan di dalam struktur.
- Tegangan akibat lentur
Pembatasan retak dapat dicapai dengan membatasi tegangan yaitu dengan
pemberian gaya konsentris atau eksentris dalam arah longitudinal elemen struktur
(Visi & Kusuma, 1993 dalam jurnal Umi Khoiroh dkk 2009). Pemberian gaya
konsentris atau eksentris yaitu dengan cara menguranngi tegangan tarik pada
tumpuan dan daerah kritis pada saat kondisi beban bekerja, sehingga dapat
xxii
Gaya longitudinal tersebut disebut gaya prategang, yaitu gaya tekan yang
memberikan prategang pada penampang di sepanjang bentang suatu elemen struktur
sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal atau beban hidup
horizontal transien. Gaya prategang ini berupa tendon yang diberikan tegangan awal
sebelum memikul beban kerjanya yang berfungsi mengurangi atau menghilangkan
tegangan tarik pada saat beton mengalami beban kerja, menggantikan tulangan tarik
pada struktur beton bertulang biasa.
Besar dan jenis pemberian gaya prategang, ditentukan berdasarkan :
1. Jenis sistem yang dilaksanakan
2. Panjang bentang
3. Kelangsingan yang dikehendaki
2.2 Sejarah Beton Prategang
Pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur beton bertulang biasa tidak
cukup untuk menahan tegangan lentur sehingga terjadi retak-retak didaerah yang
mempunyai tegangan lentur, geser dan puntir yang tinggi. Timbulnya retak-retak
awal pada beton bertulang disebabkan oleh ketidakcocokan (non compatibility)
dalam tegangan-regangan baja dan beton, hal ini yang merupakan titik awal
dikembangkannya suatu material baru seperti beton prategang.
Beton prategang adalah material yang banyak digunakan dalam konstruksi.
Beton prategang pada dasarnya adalah beton dimana tegangan-tegangan internal
dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa sehingga
xxiii
yang diinginkan (N Khrisna Raju,1988). Dengan kata lain Beton prategang
merupakan penerapan gaya pratekan pada balok sedemikian rupa sebelum dikerjakan
beban luar guna meniadakan tegangan tarik serat beton yang terjadi saat beban luar
bekerja (Nasution, 2009 dalam jurnal Hardwiyono Sentot dkk 2013).
2.3 Karakteristik Material
Setiap material mempunyai karakteristik sendiri-sendiri. Agar bisa mendesain
struktur beton prategang dengan optimal kita harus mengenal terlebih dahulu
perilaku dari setiap materaial yang biasa digunakan dalam balok prategang adalah
beton mutu tinggi, tendon baja prategang, dan tulangan baja biasa.
2.4 Mekanika Material
Dari semua properti yang menjadi ciri khas dari setiap material kurva
tegangan-regangan adalah kurva yang paling menarik. Kurva tegangan-tegangan-regangan dari sebuah
material memuat banyak informasi yang dapat kita tangkap (tegangan maksimum,
regangan maksimum, kuat tarik, kuat tekan, modulus elastis, elongnasi, dll).
2.4.1 Tegangan
Sebuah gaya dan momen yang bekerja pada sebuah titik dari potongan penampang
menghasilkan distribusi tegangan yang bekerja pada penampang tersebut. Tegangan
dapat dipisahkan berdasarkan sumbu mana yang tegangan tersebut bekerja. Secara
xxiv
Tegangan normal adalah tegangan yang diakibatkan oleh gaya yang bekerja pada
sumbu normal penampang dimana
𝜎𝑧= lim∆𝐴⃗ 0 ∆𝐹2
∆𝐴 ...(a)
Dimana jika gaya yang bekerja menyebabkan pertambahan panjang maka disebut
gaya tarik, sedangkan bila gaya yang bekerja menyebabkan perpendekan batang
maka disebut gaya tekan.
Tegangan geser adalah tegangan ayang diakibatkan gaya yang bekerja pada sumbu
tangensial penampang dimana
𝜏𝑧𝑥= lim∆𝐴→0∆𝐹∆𝐴𝑥...(b)
Ketika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda, gaya tersebut akan cenderung
mengubah bentuk dan ukuran dari benda tersebut. Akan tetapi perubahan yang
terjadi tidak pada volume benda tersebut. Pada gaya tarik benda akan memanjang
dan luas penampang akan mengecil, sedangkan pada gaya tekan benda akan
memendek dan penampang akan membesar sehingga total volume benda tersebut
akan tetap sama.
Regangan menggambarkan deformasi yang terjadi pada panjang dan sudut
antara dua titik. Regangan normal adalah pertambahan panjang per satuan panjang
xxv ɛ = lim𝐵→𝐴𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑛∆𝑆′−∆𝑆
∆𝑆 ...(d)
dan regangan geser adalah perubahan sudut antara dua garis yang awalnya saling
tegak lurus sebelum terjadinya deformasi.
𝛾𝑛𝑡= 𝜋2 - lim .
𝐶𝐵→𝐴→𝐴𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔𝑡𝑛 Ɵ′...(e)
2.4.3 Tegangan Regangan
Berdasarkan rumus tegangan regangan normal diatas kita dapat membuat grafik
tegangan regangan. Grafik tegangan regangan untuk setiap material adalah unik.
Dibawah akan dibahas grafik tegangan regangan untuk baja.
xxvi
Beberapa karekteristik material dapat dilihat dari grafik diatas :
1. Perilakau elastis : perilaku elastis terjadi apabila tegangan yang terjadi masih
dalam area elastis. Dimana pada daerah elastis ini kurva yang terbentuk
adalah garis linear. Jadi pada daerah ini tegangan yang terjadi proporsional
terhadap regangan yang terjadi. Titik akhir dari garis linear ini disebut dengan
batas elastis.
2. Leleh : tegangan yang terjadi sedikt diatas area elastis akan menyebabkan
material berdeformasi secara permanaen. Perilaku ini disebut dengan leleh
peristiwa leleh ini terjadi pada dua titik antara tegangan leleh bawah dimana
tegangan tidak berubah tetapi regangan terus meningkat hingga titik leleh
atas
3. Strain hardening : ketika material telah mencapai titik leleh atas tegangan
dapat ditingkatkan dan menghasilkan kurva yang terus meningkat tetapi
semakin datar sehingga mencapai tegangan ultimate. Kurva tersebut disebut
dengan strain hardening.
4. Necking : setelah melewati tegangan ultimate kurva menurun hingga
mencapai tegangan patah. Pada area kurva ini tegangan turun kemudian
regangan bertambah tetapi luas permukaan berkurang pada sebuah titik. Hal
ini yang disebut dengan necking.
Hubungan antara tegangan regangan dideskripsikan oleh robert hooke pada tahun
1676 yang dikenal dengan hukum hooke. Hukum hooke dapat diekspresikan dengan
persamaan matematis
xxvii
Dimana E adalah modulus young yang proportional pada daerah elastis. Pertama
tegangan regangan akan bersifat elastis hingga titik leleh bila tegangan tidak
mencapai tegangan leleh ( titik A)maka regangan akan kembali ke titik awal (titik
O). Pada daerah plastis persamaan (f) tidak lagi berlaku
Untuk menggambarkan tegangan regangan pada daerah plastis kita dapat
mempelajari fenomena strain hardening. Ketika material yang bersifat ductile
dikenai pembebanan berulang (loading unloading). Apabila tegangan melewati titik
leleh maka regangan akan bersifat inelastis. Pada saat unloading (titik A’) maka
regangan akan kembali secara sejajar dengan garis elastis tetap tidak kembali ke titik
O tetapi titik O’, perbedaan antara titik O dan titik O’ disebut regangan tetap
(permanent set). Bila beban diberikan lagi maka regangan akan melalui garis O’
menuju A’ dan disini titik A’ menjadi tegangan leleh baru. Bila beban melewati
tegangan leleh yang baru maka regangan akan masuk kedalam daerah plastis,
demikian pula seterusnya.
xxviii 2.5. Material Prategang (beton)
Beton adalah campuran dari semen, air, dan agregat serta suatu bahan tambahan.
Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebut akan langsung mengeras
sesuai dengan bentuk waktu basahnya. Beton yang digunakan dalam beton prategang
adalah beton yang mempunyai kuat tekan yang cukup tinggi dengan nila f’c min 42
Mpa, modulus elastis yang tinggi dan mengalami rangkak ultimate yang lebih kecil
yang menghasilkan kehilangan prategangan yang lebih kecil pada baja. Kuat tekan
yang tinggi ini diperlukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan,
pengangkuran tendon, mencegah terjadinya keretakan. Tipikal diagram
tegangan-regangan beton dapat dilihat pada gambar 2.3
xxix
Kekuatan dan daya tahan beton adalah dua kualitas yang utama yang paling penting
distruktur beton prategang. Efek-efek dalam jangka panjang dapat dengan cepat
mengurangi gaya-gaya prategang dan menyebabkan kegagalan yang tidak
diharapkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan berbagai upaya untuk menjamin dan
mengontrol kualitas pada berbagai tahap produksi dan konstruksi serta perawatan.
Gambar 2.4 menunjukan berbagai faktor yang mempengaruhi kualitas beton.
Gambar 2.4 sifat utama beton yang baik
Secara umum besaran-besaran mekanis beton dapat dikelompokan menjadi dua
xxx
1. Besaran sesaat atau jangka pendek, yaitu kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur,
geser dan kekakuan yang diukur dengan modulus elastisitas
2. Besaran jangka panjang, yaitu rangkak dan susut
Pemakain beton berkekuatan tinggi dapat memperkecil dimensi penampang
melintang unsur-unsur struktural beton prategang. Dengan berkurangnya berat mati
material, maka secara teknis maupun ekonomis bentang yang lebih panjang dapat
dilakukan. Perubahan bentuk pada beton adalah langsung dan tergantung pada
waktu. Pada beban tetap, peubahan bentuk bertambah dengan waktu dan jauh lebih
besar dibandingkan harga langsungnya. Susut tidak disebabkan oleh tegangan, tetapi
merupakan akibat dari hilangnya air dalam proses pengeringan beton, sementara
rangkak oleh bekerjanya tegangan. Susut dan rangkak menyebabkan perubahan
bentuk aksial, kelengkungan pada penampang, kehilangan tegangan lokal antara
beton dan baja, redistribusi aksi internal pada struktur statis tertentu.
2.5.1. Kuat Tekan
Berdasarkan ACI 363R-92, “State Of The Art Report On High Strength Concrete”
karakteristik beton dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Beton mutu normal (kuat tekan <41 Mpa)
2. Beton mutu tinggi (kuat tekan ≥ 41 Mpa)
Besar kuat tekan beton bergantung pada jenis campuran, agregat, waktu dan kualitas
perawatan. Umumnya kuat tekan yang digunakan dalam perencanaan adalah kuat
tekan beton umur 28 hari yang diperoleh dari pengujan laboratorium dengan
xxxi
Besarnya kuat tekan dapat dihitung dengan menggunakan rumus
𝑓′𝑐 =𝐴𝑃
𝑠... (g)
Dimana : f’c : kuat tekan beton umur tertentu (Mpa)
P : beban tekan maksimum
As : luas penampang benda uji (mm2)
2.5.2. Kuat Tarik Dan Kuat Lentur
secara umum, nilai kuat tarik beton relatif kecil dan pendekatan yang digunakan
untuk menentukan nilai kuat tarik ( fct ) adalah 0.10 f’c <f’ct<0,20 f’c. Metode yang
paling umum digunakan dalam pengujian kuat tarik adalah metode splitting atau
pembelahan silinder.
Besar nya kuat tarik belah dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
𝑓𝑐𝑡 = 𝜋2𝑃𝑙𝐷𝑠 ... (h)
sedangkan, untuk komponen struktur yang mengalami lentur, nilai kuat lentur
(modulus of repture, fr) digunakan dalam desain analisis penampang. Besar kuat
lentur diukur dengan menguji balok beton polos berpenampang bujur sangkar 6” dan
xxxii
- Modulus elastisitas
Beton pada dasarnya bersifat non linear sehingga nilai modulus elastisitasnya
hanyalah pendekatan. Gambar 2.5 menunjukan modulus tangent dan secant pada
beton.
Gambar 2.5 Modulus tangent dan secant pada beton
Nilai modulus elastis beton selalu berubah tergantung pada kuat tekan lentur dan
umur beton. Umumnya yang diambil cukup mewakili nilai modulus elastisitas beton
adalah modulus secant untuk 0.45 f’c.
Standard SNI-03 menetapkan rumus berikut untuk menghitung modulus elastisitas
beton Ec :
Ec = 0.043 Wc1.5�𝑓′𝑐 untuk 1500 < Wc < =2500 kg/m3... (h)
Dimana : Wc adalah densitas beton dalam kg/m3
xxxiii
dan untuk beton normal ( Wc ≡2400 kg/m3 ), niali modulus elastisitas nya :
Ec = 4700 �𝑓′𝑐 Mpa
Sedangkan nilai regangan pada saat tegangan maksimum (ɛ0) bervariasi antara
0.0015-0.0030. untuk beton dengan berat normal, nilai ɛ0 ~0.0020
2.5.3.Hubungan Tegangan Regangan
Pengetahuan mengenai hubungan tegangan regangan beton merupakan hal penting
dalam mengembangkan analisis desain serta prosedur-prosedur dalam struktur beton.
Pada gambar 2.6 menunjukan kurva tegangan regangan yang diperoleh dari
pengujian yang menggunakan benda uji beton silinder yang dibebani tekan uniaksial
xxxiv
Berdasarkan gambar 2.6 dapat terlihat bahwa :
1.Semakin rendah kekuatan beton, semakin tinggi regangan gagalnya.
2.Panjang bagian yang semula relatif linear akan bertambah untuk kuat tekan
beton yang semakin besar
3.Ada reduksi yang sangat nyata pada daktilitas untuk kekuatan yang meningkat
2.5.4.Susut
susut adalah kontraksi akibat pengeringan dan perubahan kimiawi yang tergantung
pada waktu dan keadaan kelembaban tetapi tidak pada tegangan.
Pada dasarnya ada dua jenis susut, yaitu :
1. Susut plastis, yang terjadi selama beberapa jam pertama sesudah pengecoran
beton segar di cetakan
2. Susut pengeringan, terjadi sesudah beton mengering dan sebagian besar
proses hidrasi kimiawi di pasta semen telah terjadi. Adapun faktor-faktor
yang mempengaruhi besarnya susut pengeringan adalah :
a.Agregat
Agregat beraksi menahan susut pasta semen, sehingga beton yang lebih kecil
banyak kandungan agregat akan lebih sedikit mengalami susut.
b.Rasio air semen
xxxv
c.Ukuran elemen beton
Semakin besar volume elemen beton , semakin berkurang laju dan besar totall
susut. Akan tetapi, durasi waktu susut akan lebih lama karena membutuhkan
waktu yang lebih banyakdalam pengeringan untuk mencapai daerah dalam.
d.Kondisi kelembaban sekitar
Semakin tinggi kelembaban , semakin kecil laju penyusutan
e.Penulangan
Beton bertulang mengalami penyusutan lebih sedikit dibandingkan dengan
beton polos (tidak bertulangan).
f. Bahan tambahan
Efek ini bervariasi tergantung pada jenisnya, misal akselarator seperti
kalsium klorida yang digunakan untuk mempercepat proses pengerasan
beton, akan memperbesar susut.
g.Jenis semen
Semen yang cepat kering akan susut lebih banyak dibandingkan dengan
jeni-jenis lainnya, sedangkan semen pengkompensasi susut akan mengurangi retak
susut apabila dugunakan bersama tulangan pengekang.
h.Karbonasi
Susut karbonasi disebabkan oleh reaksi antara karbondioksida yang ada di
atsmosfir (udara) dengan yang ada di pasta semen. Banyak nya susut
gabungan bergantung pada urutan proses karbonasi dan pengeringan. Apabila
kedua fenomena tersebut bekerja secara simultan, maka susut yang terjadi
xxxvi 2.5.5. Rangkak
Rangkak atau aliran material lateral adalah peningkatan regangan terhadap waktu
akibat beban yang terus menerus bekerja. Deformasi awal akibat beban adalah
regangan elastis, sedangkan regangan tambahan akibat beban yang sama yang terus
menerus bekerja disebut regangan rangkak.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi rangkak adalah
a. Sifat bahan dasar, seperti komposisi dan kehalusan semen, kualitas adukan dan
kandungan mineral dalam agregat
b.Rasio air terhadap jumlah semen atau kadar air
c.Suhu pada proses pengerasan
d.Kelembaban selama penggunaan
e.Umur beton pada saat beban bekerja
f. Lama pembebanan
g.Nilai tegangan
h.Nilai perbandingan luas permukaaan dan volume komponen struktur
i. Nilai slump
2.6 Material Prategang (Baja)
Untuk penggunaan pada beban layan yang tinggi, pengggunaan baja tulangan
(tendon) dan beton mutu tinggi akan lebih efesien. Hanya baja dengan tegangan
elastis tinggi yang cocok digunakan pada beton prategang. Penggunaan baja tulangan
mutu tinggi bukan saja merupakan suatu keuntungan, tetapi merupakan suatu
keharusan. Prategang akan menghasilkan elemen yang lebih ringan, bentang yang
xxxvii
dengan beton bertulang biasa. Prategang pada dasarnya merupakan suatu beban
yang menimbulkan tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar
dan distribusi tertentu bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar
dilawan sampai tingkat yang diinginkan. Gaya pratekan dihasilkan dengan menarik
kabel tendon yang ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan
kabel tendon mencapai gaya/tekanan yang direncanakan, tendon ditahan dengan
angkur agar gaya tarik yang tadi dikerjakan tidak hilang. Penarikan kabel tendon
dapat dilakukan baik sebelum beton dicor atau setelah beton mengeras.
Baja (tendon) yang dipakai untuk beton prategang dalam prakteknya ada tiga
macam, yaitu :
a. Kawat tunggal (wires), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton
prategang dengan sistem pratarik (pretension)
b. Kawat untaian (strand), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton
prategang dengan sistem pasca tarik(post-tension)
c. Kawat batangan (bar), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton
prategangdengan sistem pratarik (pretension)
xxxviii
b. untaian kawat (strand)
c. kawat batangan (bars)
Gambar 2.7 jenis-jenis baja yang dipakai untuk beton prategang: (a) kawat tunggal (wires). (b) untaian kawat (strand). (c) kawat batangan (bars)
(sumber : prestressed concrete design, M.K. Hurst)
xxxix
Tabel 1 Tipikal Baja Prategang
Jenis Material
(Sumber:Andri Budiadi 2008)
Kawat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai dengan
spesifikasi seperti ASTM A 421 : stress-relieved strands mengikuti standard ASTM
A 416. Strands terbuat dari tujuh kawat dengan memuntir enam diantaranya pada
pich sebesar 12 sampai 16 kali diameter disekeliling kawat lurus yang sedikit lebih
besar.
Menurut standard DIN 18 800 dalam jurnal Harja Syahputra Hariyanto semua kabel
yang digunakan dalam struktur bangunan dikategorikan sebagai high tensile
members. Secara umum kabel-kabel tersebut mempunyai kekuatan rencana yang
xl
sama dapat memikul beban yang lebih besar.
Tipikal diagram tegangan-regangan dari ketiga jenis tendon tersebut dapat dilihat
pada gambar 2.8, gambar 2.9, dan gambar 2.10.
Gambar 2.8 Diagram Tegangan-Regangan Pada Kawat Tunggal
(sumber : desain praktis beton prategang, Andri Budiadi)
Gambar 2.9 Diagram Tegangan-Regangan Pada Untaian Kawat
xli Gambar 2.10 diagram tegangan-regangan pada baja batangan
(sumber : desain praktis beton prategang. Andri budiadi)
2.7 Pembebanan
Beban adalah gaya luar yang bekerja pada suatu struktur. Pada umumnya
penentuan besarnya beban hanya merupakan perkiraan. Meskipun beban yang
bekerja pada suatu lokasi dari struktur dapa diketahui secara pasti, namun distribusi
beban dari elemen ke elemen lainnya umumnya memerlukan asusmsi dan
pendekatan. Jenis beban yang biasa diperhitungkan pada perencanaan sruktur
bangunan antara lain sebagai berikut :
2.7.1 beban mati
Menurut (peraturan pembebanan indonesia,1983), beban mati merupakan
berat dari semuia bagian dari suatu struktur yang bersifat tetap selama masa
layannya, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin
xlii
tersebut. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri dan juga semua
bendanyang tetap pada posisinya selama struktur berdiri. Beban mati tetap berada
pada struktur dan tidak berubah sesuai dengan sistem struktur dan material yang
digunakan.
No Bahan / Komponen Struktur Berat
1 Baja 7850 kg/m3
11 Penutup Lantai Ubin Semen per cm Tebal 24 kg/m2
Tabel 2 berat bangunan berdasarkan SNI 03-1727-1989-F
2.7.2 beban hidup
Menurut (peaturan pembebanan indonesia,1983), beban hidup adalah semua
beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu struktur termasuk
beban-beban pada lantai yang berasal dari berat manusia, barang-barang yang dapat
berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tidak
xliii
sehingga menyebabkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut.
Khusus untuk atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan ,
baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh butiran air.
No Komponen Bangunan Berat (Kg/m2)
1 Atap (tanpa difungsikan untuk fungsi struktural lain) 100
2 Lantai dan Tangga Rumah Tinggal 200
3 Lantai Sekolah, Ruang Kuliah, Kantor, Toko, Toserba,
Restoran, Hotel, Asrama dan Rumah Sakit
250
4 Balkon yang Menjorok Keluar, Tangga, Bordes 300
5 Lantai Ruang Olahraga, Masjid, Gereja, Bioskop, Pabrik,
Bengkel, Gudang, Perpustakaan
400
6 Lantai Ruang Dansa, Panggung Penonton 500
7 Beban Pekerja 100
Tabel 3 beban hidup menurut kegunaan berdasarkan SNI 03-1727-1989F
2.7.3 beban gempa
Menurut (Peraturan Pembebanan Indonesia,1983), beban gempa adalah
semua beban akibat statik ekivalen yang bekerja pada struktur yang dipengaruhi oleh
gerakan tanah akibat gempa tersebut. Dalam hala ini pengaruh gempa pada struktur
ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik. Maka dapat disimpulkan beban gempa
disini adalah gaya-gaya yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa pada struktur
tersebut. Besarnya beban gempa dasar nominal horizontal akibat gempa menurut
standard perencanaan ketahanan gempa untuk struktur rumah dan gedung
xliv
V = 𝐶 𝐼
𝑅 W
Dimana :
V = beban gempa dasar nominal (beban gempa rencana)
Wt= kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal yang direduksi
C= spektrum respon nominal gempa rencana, yang besarnya tergantung dari jenis
tanah dasar dan waktu getar struktur. Untuk mengetahui nilai C harus diketahui
terlebih dahulu jenis tanah tempat struktur berdiri.
I =faktor keutamaan struktur
R = faktor reduksi gempa
2.7.4 beban angin
Menurut (Peraturan Pembebanan Indonesia,1983), beban angin adalah semua
beban yang bekerja pada struktur atau bagian struktur yang disebabkan oleh selisih
dalam tekanan udara. Tekanan angin di indonesia adalah 80kg/m2 padabidang tegak
sampai setinggi 20 m. Beban angin yang bekerja terhadap struktur adalah menekan
dan menghisap struktur dan sulit diprediksi. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya
tekan dan hisap angin terhadap struktur adalah kecepatan angin, kepadatan udara,
permukaan bidanng dan bentuk dari struktur. Beban angin sangat bergantung dari
lokasi dan ketinggian dari struktur. Besarnya tekana tiup hartus diambil minimum
sebesar 25kg/m2, kecuali untuk bangunan-bangunan berikut :
• Pinggir laut hingga 5km dari pantai minimumtekanan tiup 40kg/m
• Bangunan didaerah yang tekanan tiiupnya lebih dari 40kg/m, haruis diambil
xlv
• Untuk cerobong, tekanan tiup dalam kg/m harus ditentukan dengan rumus
(42,4+0,6h) dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya.
• Koefisien angin yang diambil untuk struktur tertutup dengan sudut pangkal
atap dinyatakan dengan β adalah sebagai berikut :
o β <22’ untuk bidang lengkung dipihak angin
- pada seperempat busur pertama -0,6
- pada seperempat busur kedua -0,7
o β <22’untuk bidang dibelakang angin
- pada seperempat busur pertama -0,5
- pada seperempat busur kedua -0,2
o β >22’ untuk bidang lengkung dipihak angin
- pada seperempat busur pertama -0,5
- pada seperempat busur kedua -0,6
o β >22’ untuk bidang lengkung dibelakang angin
- pada seperempat busur pertama -0,4
