BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Bangunan yang ada sekarang di Indonesia lebih banyak menggunakan beton sebagai struktur utamanya. Beton paling disukai dan banyak digunakan karena banyak keuntungan yang di dapat dari struktur yang menggunakan beton.
Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umumdigunakan untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain – lain. Betonmerupakan satu kesatuan yang homogen.
Bahan bahan pencampur beton adalah semen portland, pasir, batu kerikil dan air. Pasir dan kerikil adalah sebagai agregat atau penyokong. Terkadang digunakan agregat lain seperti batu split atau abu pembakaran.
Beton ini didapatkan dengan cara mencampur agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil), atau jenis agregat lain dan air, dengan semen portland atau semen hidrolik yang lain, kadang – kadang dengan bahan tambahan (additif) yang bersifat kimiawi ataupun fisikal pada perbandingan tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang homogen.
Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja di mana tulangan yang merupakan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki pada beton. Tulangan baja juga dapat dapat menahan gaya tekan sehingga digunakan pada kolom dan pada berbagai kondisi lain.
Bangunan yang ada sekarang di Indonesia lebih banyak menggunakan beton sebagai struktur utamanya. Beton paling disukai dan banyak digunakan karena banyak keuntungan yang di dapat dari struktur yang menggunakan beton.
Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umumdigunakan untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain – lain. Beton merupakan satu kesatuan yang homogen.
Bahan bahan pencampur beton adalah semen portland, pasir, batu kerikil dan air.
Pasir dan kerikil adalah sebagai agregat atau penyokong. Terkadang digunakan agregat lain seperti batu split atau abu pembakaran.
Beton ini didapatkan dengan cara mencampur agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil), atau jenis agregat lain dan air, dengan semen portland atau semen hidrolik yang lain, kadang – kadang dengan bahan tambahan (additif) yang bersifat kimiawi ataupun fisikal pada perbandingan tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang homogen.
Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja di mana tulangan yang merupakan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki pada beton. Tulangan baja juga dapat dapat menahan gaya tekan sehingga digunakan pada kolom dan pada berbagai kondisi lain.
Tergantung pada jenis struktur, kondisi tumpuan, jenis beban, dan bahan yang digunakan, suatu struktur pemikul beban dapat gagal dengan berbagai cara. Sebagai contoh, komponen struktur tekan dapat menekuk secara berlebihan, yang mengakibatkan struktur tersebut tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen struktur tekan tidak diawali dengan tanda perningatan yang jelas, bersifat mendadak.
Kegagalan tekuk, dapat ditinjau secara khusus pada sebuah kolom, yang merupakan suatu komponen struktur panjang, langsing, dan dibebani secara aksial tekan. Jika komponen struktur tekan relatif langsing, maka ia dapat gagal secara lentur atau berdefleksi lateral, bukan karena tekan langsing pada bahan. Contoh yang menampakkan perilaku ini, yaitu dengan menekuk penggaris plastik atau benda langsing lainnya. Apabila lentur lateral terjadi, dapat dikatakan bahwa kolom tersebut telah menekuk, dan pada akhirnya kolom tersebut benar-benar runtuh.
Sebagai bagian dari suatu kerangka bangunan dengan fungsi dan peran seperti tersebut, berarti kolom menempati posisi penting di dalam sistem bangunan. Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan.
Kegagalan seperti ini dapat dicegah dengan mendesain struktur tersebut sedemikian hingga mampu menyangga beban aksial tekan denan eksentrisitas tertentu. Dengan demikian, dalam
mendesain struktur kolom harus memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi dibanding komponen struktur lainnya.
B. Identifikasi Masalah
Mendesain struktur kolom dengan cermat bertujuan untuk menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi, sehingga kegagalan atau keruntuhan pada bangunan dapat dicegah. Maka, penulis mengidentifikasi permasalahan sebagai berikut :
1. Kekuatan kolom eksentrisitas kecil, 2. Persyaratan detail penulangan kolom, 3. Analisis kolom pendek eksentrisitas kecil, 4. Perencanaaan kolom pendek eksentrisitas kecil, C. Pembatasan Masalah
Dari uraian di atas, muncul masalah yang luas dan beragam. Maka, penulisan ini penulis batasi pada pokok masalah berkisar pada :
1. Pengertian kolom,
2. Perencanaan kolom-kolom pendek,
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
PERENCANAAN KOLOM PENDEK EKSENTRISITAS KECIL
Perencanaan kolom beton bertulang pada hakekatnya menentukan dimensi beserta ukuran ukuran baik beton maupun batang tulangan baja, sejak dari menentukan ukuran dan bentuk penampang kolom, menghitung kebutuhan penulangannya sampai dengan memilih tulangan sengkang atau spiral sehingga didapat ukuran dan jarak spasi yang tepat.
Karena rasio luas penulangan terhadap beton ρɡ harus berada dalam daerah batas nilai
0,01 ≤ ρɡ ≥ 0,08, maka persamaan kuat perlu yang diberikan pada Bab 9.2 dimodifikasi untuk dapat memenuhi syarat tersebut.
Untuk kolom dengan pengikat sengkang,
ɸρn(maks) = 0,80ɸ{ 0,85fϲ¹ (Aɡ - Ast ) + fу (Ast) } pɡ = Ast
Aɡ
Sehingga didapat, Ast = ρɡ Aɡ
Maka, ɸρn(maks) = 0,80ɸ{ 0,85fϲ¹ (Aɡ - ρɡ Aɡ)+ fу ρɡ Aɡ}
= 0,80ɸAɡ{0,85fϲ¹ ( 1- ρɡ) + fу ρɡ}
Karena, Pᵤ≤ Ø pn(maks) maka dapat disusun ungkapan Aɡ perlu berdasarkan pada kuat kolom Pᵤ dan rasio penulangan pɡ sebagai berikut:
Untuk kolom dengan pengikat sengkang,
A ɡ perlu= P ᵤ
0,80ɸ{0,85f ϲ¹(1−p ɡ)+f у p ɡ}
Untuk kolom dengan pengikat spiral,
A ɡ perlu= P ᵤ
0,85ɸ{0,85f ϲ¹(1−p ɡ)+f у p ɡ}
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa untuk menentukan bentuk dan ukuran kolom berdasarkan rumus diatas, banyak kemungkinan serta pilihan sahih yang dapat memenuhi syarat kekuatan untuk menopang sembarang beban Pᵤ.
Untuk nilai ρɡ yang lebih kecil memberikan hasil Aɡ lebih besar, demikian pula sebaiknya.
Banyak pertimbangan dan faktor lain yang berpengaruh pada pemilihan bentuk dan ukuran kolom, diantaranya ilalah pertimbangan dan persyaratan arsitektural atau pelaksanaan pembangunan yang menghendaki dimensi struktur seragam untuk setiap lantai agar menghemat acuan kolom dan perancahnya.
CONTOH SOAL Contoh 1.
Rencanakan kolom berbentuk bujur sangkar dengan pengikat sengkang untuk menopang beban kerja aksial, yang terdiri dari beban mati 1400 kN dan beban hidup 850 kN, kolom pendek, fϲ¹= 30 Mpa, fу= 400 Mpa, gunakan ρɡ = 0,03.
Penyelesaian
Kuat bahan dan perkiraan pɡ telah ditentukan.
Beban rencana terfaktor adalah: Pᵤ =1,6 (850) + 1,2 (1400) = 3040 kN Luas kotor penampang kolom yang diperlukan adalah :
A ɡ perlu= P ᵤ
0,85ɸ{0,85f ϲ¹(1−ρ ɡ)+f у ρ ɡ}
¿ 3040(10)³
0,0 8(0,65){0,85(30)(1−0,03)+400(0,03)}
A ɡ perlu=159144mm².
Ukuran kolom bujur sangkar yang diperlukan menjadi : √ (159144)= 399 mm
Tetapkan ukuran 400 mm, yang dengan demikian mengakibatkan nilai ρɡ akan kurang sedikit dari yang ditentukan ρɡ = 0,03.
Aɡ aktual = (400)² = 160000 mm²
Nilai perkiraan beban yang dapat disangga oleh daerah beton (karena ρɡ berubah ) : Beban pada daerah beton = 0,80ɸ( 0,85fϲ¹) (Aɡ) (1 - pɡ )
= 0,80 (0,65) ( 0,85) (30)(160000) (1- 0,03)(10)ˉ³ = 2058 kN
Dengan demikian, beban yang harus disangga oleh batang tulangan baja adalah:
3040-2058 = 982 kN
Kekuatan maksimum yang disediakan oleh batang tulangan baja adalah: 0,80ɸ Ast fу,maka luas penampang batang tulangan baja yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut:
A st perlu= 982(10)³
0,80(0,65)(400)=4721mm²
400
400 40 mm (bersih)
Sengkang D10
Gambar 9.5. sketsa perencanaan soal 9.3
Dgunakan satu macam ukuran batang tulangan baja dan dipasang merata disepanjang keliling sengkang, untuk itu dipilih batang tulangan sedikian rupa sehingga jumlahnya merupakan kelipatan empat.
Gunakan 8 batang tulangan baja D29 (Ast = 5284 mm² ).
Dari tabel A- 40 didapatkan ketentuan bahwa penggunaan 8 batang tulangan baja D29 membrikan lebar diameter inti maksimum 320 mm, demikian penulangaan yang di rencanakan tersebut memenuhi syarat.
Merencakan tulangan sengkang:
Dari tabel A-40, pilih batang tulangan baja D10 untuk sengkang.
Jarak spasi tidak boleh lebih besar dari:
1. 48 kali diameter batang tulangan sengkang = 48 (10) = 480 mm 2. 16 kali diameter batang tulangan memanjang= 16(29)= 464 mm
3. Ukuran kolom arah terkecil (lebar)= 400 mm dipilih karena kulom dengan ukuran terkecil.
Gunakan batang tulangan baja D10 untuk sengkang,dengan jarak spasi pkp 400 mm.
Periksa susunan tulangan pokok dan sengkang dengan mengacu pada gambar 9.7 jarak bersih batang tulang pokok bersebelahan pada sisi kolom adalah:
Tulangan pokok
8D29
½{400-80-20-3(29)}=106.5 mm<150 mm
Dengan demikian tidak perlu tambangan batang pengikat tulang pokok kolom sebagaimana yang ditetentukan dalam SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.16.10 ayat 5 .3. Sketsa perencanaan seperti terlihat pada Gambar 9.5.
Contoh 2.
Rancang ulang kolom yang dipersoalkan pada contoh 9.5, sebagai kolom bulat dengan pengikat spiral.
Penyelesaian
Gunakan fϲ¹ = 30 Mpa, fу= 400 Mpa, dan perkiraan ρɡ = 0,03.
Seperti halnya pada contoh 9.3: Pᵤ = 3040 kN
A ɡ perlu= P ᵤ
0,85ɸ{0,85f ϲ¹(1−ρ ɡ)+f у ρ ɡ}
¿ 3040(10)³
0,0 8(0,70){0,85(30)(1−0,03)+400(0,03)}
A ɡ perlu=139084mm². Tetapkan Diameter kolom 430 mm,
A ɡ aktual=145220mm².
Beban pada daerah beton = 0,80ɸ( 0,85fϲ¹) (Aɡ) (1 - pɡ )
= 0,0 8(0,70) (0,85)(30)(145220)(1−0,03)(10)ˉ3
¿2137kN
Beban yang harus disangga oleh batang tulangan baja adalah:
3040 – 2137 = 903 kN A st perlu= 903(10)³
0,80ɸ(f у)= 903(10)³
0,80(0,70)(400)=4031mm² Gunakan 7 batang tulangan baja D29 (Ast = 4623,7 mm²)
Dari tabel A-40 didapatkan batasan maksimal penggunaan 8 batang tulangan baja D32 untuk diameter inti kolom bulat maksimum 350 mm, dengan demikian penulangan yang
direncanakan memenuhi syarat.
Merencanakan tulangan spiral:
Dari daftar A – 40, tentukan Ac dan memilih batang tulangan baja D13 untuk penulangan spiral, dengan penentuan jarak spasi didasarkan pada nilai ρɡ.
p s(min)=0,45
(
A ɡAc−1)
f ϲf у¹=0,45(
14522096211 −1)
40030 =0,0172Arah spasi maksimum diperoleh dengan cara memberikan nilai p s(min)untuk p s , p s(aktual)=₄As p
D ϲ S sehingga Smaks= ₄As p
D ϲ p s(min)= 4(132,7)
350(0,0172)=88,2mm
40 mm (bersih)
Tulangan sengkang D10
Pokok 7D29
430
