MODUL PEMBELAJARAN: MENGGAMBAR BALOK BETON BERTULANG

(1)

MODUL PEMBELAJARAN

MENGGAMBAR BALOK

BETON BERTULANG

Disusun Oleh:

WIJI WICAKSONO

SMK NEGERI 2 SUKOHARJO

TEKNIK GAMBAR BANGUNAN

Unit Praktik Pengalaman Lapangan

(PPL)

Fak. Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan Republik Indonesia

(2)

M eng gam b ar Bal o k Bet o n Bert u lan g

2 KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Semesta Alam Alloh لجوزع, yang

telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya sehingga modul pembelajaran ini dapat terselesaikan.

Modul pembelajaran ini dibuat oleh penulis sendiri dan atas inisiatif penulis sendiri sebagai salah satu sumber belajar siswa SMK dalam proses pembelajaran pada mata pelajaran Menggambar Rencana Balok Beton Bertulang.

Modul ini dibuat penulis pada saat penulis melaksanakan Praktik Pengalaman Lapangan di SMK Negeri 2 Sukoharjo. Melalui modul pembelajaran ini penulis berharap para siswa Kompetensi Keahlian Teknik Gambar Bangunan lebih paham dan mengerti tentang tata cara serta teknik dalam menggambar balok beton bertulang.

Modul pembelajaran ini yaitu “Menggambar Balok Bertulang” berisi tentang definisi dan pengertian tentang konstruksi beton bertulang, analisa dan desain dasar balok beton bertulang serta yang paling penting yaitu tata cara dan teknik menggambar balok beton bertulang.

Sekian dan terimakasih penulis ucapkan, semoga modul pembelajaran ini dapat bermanfaat dan berguna bagi para pembacanya.

Surakarta, November 2013

(3)

3 DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR DAFTAR ISI

BAB I KONSTRUKSI BALOK BETON BERTULANG

A. Pengertian ………. 4

B. Sejarah dan Perkembangan Beton ………... 4

C. Bahan Penyusun Beton ……….. 5

D. Prinsip Dasar Beton Bertulang ………... 5

E. Balok Beton ………... 6

F. Tulangan ……… 6

G. Soal Latihan ……….. 8

BAB II ANALISIS PERENCANAAN STRUKTUR BALOK BETON BERTULANG A. Prinsip Hitungan ………... 10

B. Prinsip Dasar Desain Struktur Balok Beton Bertulang ………... 10

C. Analisa Balok ……… 12

D. Soal Latihan ………... 15

BAB III MENGGAMBAR RENCANA BALOK BETON BERTULANG A. Menggambar Denah Rencana Pembalokan dan Perletakan Kolom ……... 16

B. Menggambar Detail Penulangan Balok ……… 16

C. Membuat Daftar Penulangan Balok ……….. 18

D. Soal Latihan ……….. 19 DAFTAR PUSTAKA

(4)

4

BAB I

KONSTRUKSI BALOK BETON BERTULANG

A. Pengertian

Beton adalah campuran dari agregat (pasir, kerikil/batu pecah, atau jenis agregat lainnya) dipersatukan oleh semen dan air. Sedangkan beton bertulang adalah suatu bahan yang dibuat dari beton dan besi beton yang tersusun sedemikian sehingga kedua bahan itu merupakan satu kesatuan yang dapat memikul beban yang bekerja padanya.

B. Sejarah dan Perkembangan Beton

Orang-orang Romawi kuno telah menggunakan bahan beton sebagai bahan konstruksi maupun bahan pengisi. Bahakan diduga, bangsa Mesir kuno lebih dahulu mengenal dasar-dasar dari bahan beton, meskipun masih dalam tingkat yang sangat sederhana.

Perkembangan penggunaan beton semakin bertambah pesat sejak ditemukannya semen Portland (SP/PC) oleh Joseph Aspdin (Inggris) pada tanggal 21 Oktober 1824.

Pada tahun 1844 I.C. Johnson membakar bahan-bahan sampai pada suhu sekitar 1400° C, sehingga dapat dicapai mutu semen yang kita kenal sekarang.

Pada umumnya Joseph Monier (Perancis) dianggap sebagai penemu beton pada tahun 1860, namun sebenarnya pada tahun 1850 Lambot telah berhasil membuat biduk beton dengan perkuatan jaringan besi.

Pada tahun 1884 hak cipta Monier jatuh dijual kepada perusahaan Freytag & Heidschuch yang selanjutnya pada tahun 1885 hak cipta tersebut untuk Jerman dan Austria berpindah tangan pada Waysz.

Waysz bersama dengan Prof. Bauschinger mengadakan penelitian dan beberapa hal penting dari beton pun dapat terungkap, yaitu:

1. Beton dan besi memiliki daya saling lekat yang cukup kuat.

2. Koefisien muai dari kedua bahan tersebut hampir sama, sehingga pada suhu yang berbeda tidak akan terjadi tegangan-tegangan perlawanan yang melepaskan hubungan kedua bahan tersebut.

3. Pada pembuatan mutu beton yang cukup baik, maka tulangan di dalam beton tidak akan akurat.

(5)

5

Pada tahun 1886 Koenen dari Jerman berhasil membuat cara perhitungan yang lebih meyakinkan. Kemudian di Perancis pada tahun 1892 Hennebique berhasil melaksanakan pekerjaan-pekerjaan beton yang penting dimana diaplikasikan ke dalam pemakaian sengkang dan tulangan yang diserongkan.

Di Indonesia perhitungan dan pelaksanaan konstruksi beton bertulang menganut kepada Peraturan Beton Bertulang Indonesia yang kemudian dikenal dengan peraturan PBI 1955.

C. Bahan Penyusun Beton

Pada dasarnya beton tersusun dari bahan pengisi yaitu agregat dan bahan pengikat semen kemudian ditambah air.

1. Bahan pengikat

Pada umumnya bahan pengikat dalam pembuatan beton yaitu semen Portland. Semen Portland dicampur dengan air sehingga terbentuk lah pasta semen yang akan berfungsi sebagai bahan pengikat untuk agregat.

2. Bahan pengisi

Bahan pengisi untuk pembuatan beton terdiri dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat kasar yaitu kerikil atau batu pecah dan agregat halusnya yaitu pasir.

D. Prinsip Dasar Beton Bertulang 1. Beton tanpa tulangan

Sifat dasar kekuatan beton adalah sangat kuat untuk menahan tekan, namun tidak kuat atau lemah untuk menahan tarik. Oleh sebab itu, beton dapat mengalami retak jika beban yang dipikulnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya.

2. Beton dengan tulangan

Untuk menahan gaya tarik yang cukup besar pada serat balok tepi bawah, maka perlu diberi tulangan sehingga disebut dengan istilah “beton bertulang”. Pada beton bertulang ini tulangan ditanam di dalam beton.

Dalam konstruksi beton bertulang terdapat selimut beton untuk melindungi tulangan dari kerusakan. Tebal selimut beton itu sendiri ditentukan dengan fungsi dari beton itu, berikut tebal minimal selimut beton sesuai dengan fungsi dan letak beton tersebut:

(6)

6

b. Jika beton di luar tebal minimum selimut (sb) adalah 2,5 cm.

c. Jika beton tidak kelihatan tebal minimum selimut (sb) adalah 3,0 cm.

E. Balok Beton

Balok beton yaitu beton yang perletakannya horizontal terhadap bangunan, misalnya ring balk, sloof. Balok beton berfungsi untuk meratakan beban yang berada di atasnya atau untuk mengikat kolom.

Syarat-syarat balok beton bertulang pada struktur bangunan beton bertulang: 1. Lebar badan balok minimum 1/30 kali bentang bersih.

2. Tinggi balok harus sesuai dengan lebar balok dan memenuhi pembatasan penulangan.

3. Untuk balok tinggi, perbandingan antara tinggi dan lebar dari 2,5 untuk balok menerus dan lebih 4,5 untuk balok atas 2 tulangan.

4. Tulangan tarik minimum untuk setiap penampang balok.

5. Ukuran penampang baja tulangan minimum berdiameter 12 mm.

6. Jarak masing-masing tulangan tidak boleh lebih dari 15 cm dan kurang dari 3 cm.

7. Jarak sengkang pada balok maksimum 30 cm atau 2/3 tinggi balok.

F. Tulangan

1. Pemasangan tulangan

a. Pemasangan tulangan longitudinal

Fungsi utama tulangan pada struktur beton bertulang yaitu untuk menahan gaya tarik. Oleh sebab itu pada bahan beton bertulang selalu diupayakan agar tulangan dipasang pada serat-serat beton yang mengalami tegangan tarik.

b. Pemasangan tulangan geser

Adanya retakan yang terjadi di daerah ujung tumpuan disebabkan oleh adanya gaya geser yang cukup besar. Agar dapat menahan gaya geser tersebut maka diperlukan tulangan geser (tulangan bagi/begel/sengkang) yang dapat berupa tulangan miring/serong. Jika sebagai penahan gaya geser hanya digunakan begel saja, maka pada daerah dengan gaya geser besar dipasang begel dengan jarak lebih kecil. Sementara untuk daerah dengan gaya geser kecil dapat dipasang begel dengan jarak lebih besar.

(7)

7

2. Aturan pemasangan tulangan

Sb : tebal selimut beton.

Berhubungan dengan cuaca/tanah: Untuk D>16 mm, Sb=50 mm. Untuk D<16 mm, Sb=40 mm.

Tidak berhubungan dengan cuaca/tanah:

Sb=40 mm.

(SNI 03-2847-2002)

Snv : Jarak bersih tulangan >25 mm, dan >D. (SNI 03-2847-2002).

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemasangan tulangan dalam struktur beton bertulang yaitu:

a. Panjang bengkokan tulangan. b. Sudut pada bengkokan tulangan. c. Panjang penyaluran tulangan tekan. d. Panjang penyaluran tulangan tarik. e. Panjang besi lewatan (overlap). f. Jarak antara batang tulangan.

Kait dan Bengkokan a. Kait penuh

(8)

8

Gambar 1.2 Batang yang diprofilkan Keterangan:

d = diameter batang polos.

dp = diameter pengenal batang yang diprofilkan. b. Kait miring

Gambar 1.3 Batang polos

Gambar 1.4 Batang yang diprofilkan c. Kait pada sengkang/begel

Gambar 1.5 Kait pada sengkang

G. Soal Latihan

(9)

9

2. Jelaskan prinsip-prinsip dasar beton bertulang!

3. Jelaskan pemasangan tulangan dalam membuat beton bertulang! 4. Apa saja bahan penyusun beton?

5. Diketahui balok beton dengan dimensi 20/30 cm. Gambarkan kaitan sengkangnya dengan skala 1:2!

(10)

10

BAB II

ANALISIS PERENCANAAN STRUKTUR BALOK BETON BERTULANG

A. Prinsip Hitungan

Pada dasarnya ada dua prinsip dalam menghitung perencanaan struktur beton bertulang, yaitu:

1. Hitungan berdasarkan prinsip-prinsip elastik atau hitungan cara n. Dalam bahasa Inggris biasa disebut dengan “Working Stress Design” (WSD).

2. Hitungan berdasarkan prinsip-prinsip kekuatan batas atau hitungan cara ultimit. Dalam bahasa Inggris biasanya disebut dengan “Ultimate Strength Design” (USD).

Hitungan konstruksi beton bertulang berdasarkan prinsip-prinsip elastis adalah hitungan yang berdasarkan keadaan elastis dengan beban ekstern (dari luar) diambil beban kerja, sedangkan kekuatan dalam sebagai tegangan intern maksimum yang mendukung diambil tegangan-tegangan ijin bahan menurut table 12 dan table 13 PBI-1971-N.1-2.

B. Prinsip Dasar Desain Struktur Balok Beton Bertulang

Pada dasarnya balok merupakan mempunyai karakteristik internal yang lebih rumit dalam memikul beban dibandingkan dengan jenis elemen lainnya. Pada sistem gedung struktural yang ada di gedung, elemen balok adalah elemen yang paling banyak digunakan dengan pola berulang.

Umumnya pola struktur balok sudah tersusun secara hirarki dimana beban pada permukaan dipikul oleh elemen permukaan kemudian diteruskan ke elemen struktur sekunder dan selanjutnya diteruskan ke kolektor atau tumpuan.

(11)

11

Gambar 2.1 Balok pada gedung (sumber: Schodek, 1999)

Beban lentur pada balok menyebabkan terjadinya gaya-gaya internal, tegangan serta deformasi. Gaya dan momen ini secara berturut-turut disebut sebagai gaya geser dan momen lentur.

(12)

12

Gambar 2.2 Macam-macam perilaku balok (sumber: Schodek, 1999)

Variabel utama dalam mendesain balok meliputi beberapa hal, yakni: bentang, jarak balk, jenis dan besar beban, jenis material, ukuran dan bentuk penampang, dan cara penggabungan atau fabrikasi. Semakin banyak batas desain maka semakin mudah pula dalam mendesain belok tersebut.

Faktor yang menjadi prinsip umum dalam perencanaan balok, yaitu: 1. kontrol kekuatan dan kekakuan.

2. Variasi besaran material.

3. Variasi bentuk balok pada seluruh bentangnya. 4. Variasi kondisi tumpuan dan kondisi batas.

Ketika balok beton mengalami lentur maka efek yang timbul adalah keretakan sebagai akibat dari gagalnya struktur karena sangat kecilnya kekuatan tarik dank arena sifat getas (brittle) dari beton. Penambahan tulangan pada balok beton di daerah tarik dapat meningkatkan kekuatan sekaligus daktilitasnya. Elemen beton bertulang menggabungkan sifat yang dimiliki leh beton dan tulangan tersebut.

C. Analisa Balok

Pada umumnya balok yang tegangan lenturnya bervariasi secara linier pada suatu penampang adalah reaksi atas aksi momen lentur eksternal yang ada pada balok itu pada titik tersebut. Hubungan antara tegangan lentur (fy),

(13)

13

parameter loaksi (y) dan besaran penampang (l) dapat dinyatakan seperti pada gambar 2.3 di bawah ini.

Gambar 2.3 Hubungan fy, y, dan l 1. Tekuk lateral pada balok

Balok yang dibebani dapat terjadi tekuk lateral dan terjadi keruntuhan sebelum seluruh kekuatan penampang tercapai. Pencegahan tekuk lateral dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:

a. Dengan membuat balok yang cukup kaku dalam arah leteral. b. Dengan menggunakan pengaku/pengekang (bracing) letral.

Penggunaan pengekang lateral pada contoh struktur balok kayu dan jenis penggunaan pengekang lateral ditentukan oleh perbandingan antara tinggi dan lebar balok.

Gambar 2.3 Pengekang lateral untuk balok kayu (sumber: Schodek ,1999) 2. Perhitungan balok tampang persegi bertulang sebelah

Perhitungan balok persegi dengan tulangan sebelah sebenarnya sama dengan rumus-rumus perhitungan untuk pelat beton bertulang, yang membedakan yaitu notasinya dan lebar balok tersebut. Jika lebar b untuk

(14)

14

pelat diambil 1 meter, sedangkan lebar b untuk balok adalah tertentu tidak diambil 1 meter.

Hitungan konstruksi beton bertulang biasanya dibagi menjadi dua macam, yaitu:

a. Mendimensi ialah menentukan tampang balok dan tulangan yang diperlukan.

b. Memeriksa ialah mengontrol apakah tampang dan tulangan yang telah ditetapkan kuat mendukung momen ekstern yang bekerja.

3. Perhitungan balok T bertulang sebelah

Balok T ialah suatu gelagar yang penampangnya berbentuk huruf T. Balok ini adalah gabungan antara balok dengan pelat yang menjadi satu. Bagian tampang lintang yang mendukung tegangan desak disebut flens (sayap), sedangkan tempat terdapat tulangan baja tarik disebut badan (rib). Apabila flens terdapat pada kanan dan kiri balok maka disebut balok T namun jika hanya terdapat pada salah satu sisi balok maka disebut balok L.

Gambar 2.4 Balok T dan balok L

4. Desain balok statis tak tentu

Proses perencanaan balok sama dengan proses perencanaan desain balok sederhana. Jika momen maksimum yang dapat terjadi pada struktur telah diketahui maka selanjutnya ditentukan penampang struktur yang cukup untuk memikul momen itu. Prinsip distribusi material seacara optimal suatu penampang juga dapat diterapkan pada balok menerus.

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam mendesain balok statis tak tentu adalah sebagai berikut:

a. Desain momen secara praktis (Gambar 2.5). b. Penentuan penampang balok menerus. c. Penggunaan titik hubung konstruksi. d. Pengontrolan distribusi momen.

(15)

15

Gambar 2.5 Tabel Desain Momen (sumber: Chen & Liu, 2005)

Dalam pemeriksaan kekuatan dan pemeriksaan dimensi atau ukuran suatu konstruksi balok bertujuan untuk memeriksa tegangan yang timbul akibat akibat pembebanan.

Tegangan yang timbul harus lebih kecil dari tegangan yang diizinkan. Apabila tegangan yang timbul lebih besar dari tegangan yang diizinkan maka ukuran dan tulangan pun harus diperbesar.

D. Soal Latihan

1. Jelaskan prinsip dasar dalam perhitungan beton bertulang! 2. Apa yang dimaksud dengan gaya geser dan momen letur?

3. Bagaimana cara pencegahan tekuk lateral yang terjadi pada konstruksi balok?

4. Sebutkan beberapa hal yang harus diperhatikan dalam mendesain balok statis tak tentu!

(16)

16

BAB III

MENGGAMBAR RENCANA BALOK BETON BERTULANG

A. Menggambar Denah Rencana Pembalokan dan Perletakan Kolom.

Dalam menggambar denah rencana pembalokan perlu memperhatikan beberapa aspek salah satunya adalah posisi perletakan kolom dan bentang dari balok tersebut.

Gambar 3.1 Denah rencana balok dan kolom B. Menggambar Detail Penulangan Balok

Dalam menggambar penulangan balok berbeda dengan menggambar penulangan pelat karena menggambar penulangan balok tulangannya harus terlihat atau harus digambarkan dengan bukaan tulangan supaya terlihat dengan jelas susunan tulangan yang digunakan dan bentuknya.

Persyaratan tulangan yang harus dipenuhi dalam menyusun struktur balok beton bertulang adalah:

1. Setiap sudut balok harus ada satu batang tulangan sepanjang balok. 2. Diameter tulangan pokok minimal ø 12 mm.

3. Jarak antar sumbu tulangan pokok maksimal 15 cm, dan jarak bersih 3 cm pada bagian-bagian yang memikul momen maksimal.

(17)

17

5. Jika jarak tulangan atas dan tulangan bawah (tulangan pokok) di bagian samping lebih dari 30 cm maka harus dipasang tulangan ekstra (montage). 6. Tulangan ekstra (montage) untuk balok tinggi (h>90 cm) luasnya minimal

10% luas tulangan pokok tarik yang terbesar dengan diameter minimal 8 mm untuk baja lunak dan 6 mm untuk baja keras.

Selimut beton (beton deking) pada balok minimal untuk konstruksi: 1. Di dalam : 2,0 cm.

2. Di luar : 2,5 cm. 3. Tidak terlihat : 3,0 cm.

Jika tegangan geser yang bekerja lebih kecil dari pada tegangan geser yang diizinkan maka jarak sengkang/begel dapat diatur menurut peraturan beton dengan jarak maksimal selebar balok dan tidak boleh lebih dari 30 cm.

Jika tegangan geser yang bekerja ternyata lebih besar dari tegangan geser yang diizinkan maka untuk memikul tegangan geser yang bekerja tersebut dapat menggunakan dua cara, yaitu:

1. Tegangan geser yang bekerja selruhnya dapat dipikul oleh sengkang-sengkang atau tulangan serong/miring sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

2. Apabila tegangan geser yang bekerja tersebut dipikul oleh kombinasi antara sengkang-sengkang dan tulangan serong/miring maka sebagian dari tegangan geser yang bekerja itu tadi ditahan leh sengkang-sengkang dan sisinya ditahan oleh tulangan serong/miring.

Panjang peyaluran tulangan untuk tulangan tumpuan 100%At harus diteruskan dengan sedikitnya sepanjang 12 d, h, 1/16 l b (pilih yang terbesar), selanjutnya 1/3At diteruskan lagi sepanjang Ld, kemudian diteruskan lagi 1/4At sepanjang Ld (Ld = 1,4 Ld’) dapat dilihat dalam daftar tabel panjang penyaluran tulangan.

Apabila ada sambungan tulangan (sambungan lewatan), maka panjang sambungan lewatan tersebut dapat digunakan untuk:

1. Tulangan tekan, panjang sambungan lewatan minimal 40 d s.d. 50 d sesuai dengan kelas beton.

2. Tulangan tarik, panjang sambungan lewatan minimal 1,3 Ld tanpa kait.

Pemasangan tulangan juga harus dipasang simetris antara tulangan bawah dan tulangan atas.

(18)

18

Gambar 3.2 Penulangan balok C. Membuat Daftar Tulangan Balok

Dalam perencanaan pada perhitungan struktur beton bertulang didapat ukuran beton dan ukuran tulangan serta jumlah tulangan yang akan dipakai. Dari gambar rencana yang sudah dibuat maka akan digunakan dalam menyusun daftar tulangan yang akan dipakai sehingga dapat diketahui beapa banyak tulangan yang dipakai dalam membuat balok beton tersebut.

(19)

19

Gambar 3.3 Daftar tulangan

D. Soal Latihan

1. Berapa diameter minimal tulangan pokok untuk balok beton bertulang?

2. Berapa jarak bersih maksimal dan minimal untuk tulangan pokok balok beton bertulang?

3. Sebutkan jenis tulangan dan cara memikul tegangan geser pada balok konstruksi beton bertulang!

4. Berapa panjang sambungan lewatan untuk tulangan tekan dan tulangan tarik pada balok beton bertulang?

(20)

20 DAFTAR PUSTAKA

Ariestadi, Dian. 2008. Teknik Struktur Bangunan Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.

Djamaluddin, Drs. dan Saefudin, Drs. 1999. Konstruksi Beton Bertulang Jilid 1. Bandung: Angkasa.

Soetjipto, Drs. dan Prawiroharjo, Ir. Ismoyo. 1978. Konstruksi Beton 1. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Soetjipto, Drs. dan Prawiroharjo, Ir. Ismoyo. 1979. Konstruksi Beton 2. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Suparno. 2008. Teknik Gambar Bangunan Jilid 2. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.