Struktur Beton Bertulang I Tulangan Tung

STRUKTUR BETON BERTULANG I

Perancangan Balok Beton Bertulang

Prinsip Perancangan dan Analisis.

• Perancangan umumnya dilakukan dalam

situasi balok tidak diketahui dimensi dan tulangannya, walaupun tidak menutup kemungkinan balok sudah diketahui

dimensinya tetapi belum diketahui luasan tulangannya.

• Analisis penulangan lentur dan geser balok

 _{Berat sendiri balok bergantung pada dimensi yang}

kemudian akan mempengaruhi nilai momen, gaya geser yang terjadi, sedang pada saat yang sama dimensi itu sedang dalam proses pencarian.

 _{Dengan demikian harus ada yang ditetapkan lebih}

dahulu atau diabaikan lebih dahulu. Untuk itu prosedur peramncangan dapat dilakukan dengan cara seperti berikut :

1) Mengasumsikan lebih dahulu dimensi balok

kemudian, setelah itu dimensi dibandingkan dengan hasil hitungan kebutuhan optimumnya,

2) Mengabaikan pengaruh berat sendiri balok, setelah diketahui kebutuhan dimensi baloknya kemudian

dihitung ulang gaya-gaya internal balok (momen dan gaya geser) dengan melibatkan pengaruh berat

sendiri balok tersebut.

Analisis



_{Berdasarkan pada data dimensi dan}

spesifikasi bahan beton (

f

_c

’

) dan baja

(

f

_y

) yang ada, dihitung kemampuan

balok dalam menahan momen dan

gaya geser atau geser-puntir.

Dengan demikian analisis balok

dimaksudkan untuk mengetahui

perilaku balok apa adanya,

mengasumsikan balok sudah dimuat

di lapangan dengan segala

Kesetimbangan Gaya

Perimbangan antara beton sebagai penahan

tekan dan baja sebagai penahan tarik

menghasilkan keseimbangan sehingga gaya-gaya eksternal dapat diimbangi gaya-gaya-gaya-gaya internal.

Ada tiga kemungkinan yang terjadi oleh

perimbangan gaya internal antara bahan beton dan baja tulangan sebagai berikut.

 underreinforced design  ballance design

underreinforced design

Bila kemampuan baja lebih lemah dari

betonnya maka oleh beban ultimit baja rusak/ leleh lebih dahulu. Perancangan yang

menghasilkan kerusakan pada baja ini

dinamakan perancangan liat/ daktail (ductile reinforcement)

Ciri dari balok dengan tipe ini yaitu ; oleh

beban ultimit, tulangan akan meleleh lebih

dahulu dan balok akan berotasi yang ditandai oleh lenturan/ lendutan/ putaran yang

balance design

Kondisi berimbang merupakan kondisi yang

ideal, yaitu baja tarik meleleh bersamaan dengan rusaknya beton. Namun demikian, kondisi ini tidak pernah terjadi karena

kenyataan di lapangan banyak hal yang menyebabkan berubahnya kondisi itu.

 kualitas beton yang tidak mungkin benar-benar tepat

dipenuhi dan seragam,

 luasan tulangan yang dirancang tidak dapat secara

balance design

Oleh karenanya perlu ditetapkan suatu

daerah yang dapat mengakomodasi ketidak pastian/ keterbatasan di lapangan itu

sehingga balok tetap akan berperilaku daktail (underreinforced).

SNI 03-2847-2002 menetapkan batasan bila

tulangan yang dipasang tidak lebih dari 75% dari luasan seimbang/ balansnya maka dapat dijamin bahwa balok itu masih akan

overreinforced design

Pemasangan tulangan berlebihan dapat menjadikan balok berperilaku getas. Karena baja sangat kuat

menahan tarik sehingga beton tekan akan mengalami kerusakan lebih dahulu.

Kerusakan itu bersifat getas, mendadak sehingga tidak memberikan kesempatan pemakainya untuk

menghindar dari bencana tersebut. Tanda-tanda

kerusakan tidak tampak betul, bila diperhatikan tanda-tanda awal itu berupa adanya pengelupasan (spalling) pada sisi tekan sekitar momen maksimumnya.

Oleh karenannya wajib untuk dihindarkan dalam

perancangan, atau apabila kondisi itu sudah terjadi di lapangan, bila mungkin, maka harus dibatasi

Balok persegi dengan tulangan tunggal

Dalam keadaan seimbang gaya tekan beton

(C_c) akan diimbangi oleh gaya tarik tulangan baja (T_s). Pada kondisi ini tulangan baja telah mengalami pelelehan (f_s = f_y), sehingga

Cc = Ts

Cc = 0,85 . f’c . ab . b

Ts = As . fs = As .fy ;

cb = 0,003.d / (0,003 + εs)

bila εs = . fy/Es

dengan Es = 200000 MPa.

a_b = ₁ . c_b ; bervariasi misalnya ₁ = 0,85 untuk f‘_c  30 MPa

a_b = ₁.600.d / (600 + f_y) ;

agar penulangan liat maka digunakan

a = 0,75. a_b =₁. 450.d / (600 + f_y),

a merupakan fungsi dari d (₁ dan f_y diketahui)

Cc = 0,85 . f’_{c .} b. a dan M_n = T_s (d – ½.a)

= Cc (d – ½.a)

Bila M_n disamakan dengan M_u / dan

memasukkan a ke dalam persamaan terakhir maka akan didapatkan fungsi kuadrat dalam

d bila b ditetapkan.

Langkah-langkah perancangan dapat

• _{1 = 0,85 untuk fc’ ≤ 30 MPa atau}

• _{memasukkan a ke dalam persamaan}

Mn = 0,85 . f’c . b. a. (d – ½.a)

sehingga Mn merupakan fungsi b dan d

• menyamakan Mn dengan Mu /

• _{menetapkan nilai lebar balok b dalam persamaan}

• _{menetapkan tinggi total balok h = d +}

penutup beton (biasanya antara 50 s/d 60

mm) dan nilai h ini dibulatkan ke atas.

• _{bila berat sendiri balok belum termasuk dalam}

momen terfaktor, hitunglah momen terfaktor baru dengan memasukkan berat sendiri balok.

• _{memasukkan momen terfaktor baru untuk}

mendapatkan nilai a baru dengan

memasukkan nilai d terakhir yg didapat.

• _{luas tulangan dihitung berdasarkan atas nilai a}

terbaru, dan luasan tulangan yg diperlukan dapat dihitung : Ast= 0,85. f’c . b. a./ fy

• _{Kontrol luas tulangan yang didapat terhadap}

HW

•

_{Sebuah balok segiempat dengan}

ukuran lebar (b) = 250 mm,

tinggi (h) = 500 mm, selimut

beton d

_s

= 50 mm d = 450 mm,

mutu baja f

_y

= 400 MPa, mutu

beton f

_c

’ = 20 MPa, dan modulus

elastisitas (E

_s

) = 2.10

5

MPa.

Momen ultimit yang bekerja

adalah 160 kN.m