3 BETON BERTULANG - UIGM | Login Student

MODUL KULIAH
STRUKTUR BETON I
Pertemuan ke : 3
BETON BERTULANG
Oleh :
Ir.H.ABDUL MAJID, DIPL.HE
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS INDO GLOBAL MANDIRI
September 2016
3. BETON BERTULANG
3. 1 Beton
Beton didefinisikan sebagai campuran antara sement portland atau semen
hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau
tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat. Beton Bertulang
adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak
kurang dari nilai minimum yang diisyaratkan dengan atau tanpa prategang,
dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja
bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja. Keunggulan sifat dari
masing-masing bahan dimanfaatkan untuk menahan beban secara
bersama-sama atau dikatakan terjadi aksi komposit yaitu dengan kekuatan
tekannya dan baja dengan kekuatan tariknya.
Beton sangat mampu menahan tegangan tekan tetapi hampir tidak dapat
menahan tegangan tarik (kuat tarik beton berkisar 9%-15% dari kuat
tekannya). Hasil pengujian tekan benda uji beton diperlihatkan pada
gambar di bawah. Nilai-nilai ’c dan ’c didapat dari hasil pengujian tekan
tersebut. Tegangan tekan maksimum/ultimit σ’cu terjadi saat regangan
beton Ԑ’c mencapai ± 0,002.
Gambar 3.1 Diagram Tegangan-Regangan Benda Uji Beton
3.2 Baja Tulangan
Hasil pengujian tarik batang baja tulangan diperlihatkan pada gambar di
bawah. Pada bagian awal diagram tegangan-regangan, modulus elastisitas
baja Es konstan (Es = 2,0 x 10^5 MPa = 2,0 x 10^6 kg/cm2). Kemudian
terdapat bagian horisontal yang dikenal sebagai batas leleh dimana
regangan bertambah sedangkan tegangan dapat dikatakan konstan.
Tegangan pada kondisi ini disebut tegangan leleh baja (σy). Setelah terjadi
pelelehan, kurva naik lagi melewati titik maksimum (tegangan ultimit),
kemudian turun ke suatu nilai tegangan yang lebih rendah dimana batang
baja akan putus.
Gambar 3.2 Diagram Tegangan-Regangan Baja
3.3 Istilah dan Definisi
Adapun istilah-istilah yang umum digunakan dalam analisis dan disain
beton bertulang adalah sebagai berikut:
 Beban Kerja : beban rencana yang digunakan untuk merencanakan
komponen struktur.
 Beban Terfaktor : beban kerja yang telah dikalikan dengan faktor
beban yang sesuai.
 Kuat Perlu : kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang
diperlukan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam
yang berkaitan dengan beban tersebut dalam suatu kombinasi seperti
yang ditetapkan dalam tata cara ini.
 Kuat Nominal : kekuatan suatu komponen struktur atau penampang
yang dihitung berdasarkan ketentuan atau asumsi metode perencanaan
sebelum dikalikan dengan nilai faktor reduksi kekuatan yang sesuai.
 Kuat Rencana : kuat nominal dikalikan dengann suatu faktor reduksi
kekuatan .
3.4 Jenis Beban
Ketidakpastian besarnya beban yang bekerja pada komponen struktur
untuk tiap jenis beban berbeda-beda sehingga besarnya pengambilan
faktor-faktor beban juga berbeda-beda untuk tiap kombinasi beban yang
bekerja. Jenis beban yang biasanya bekerja pada komponen struktur beton
bertulang :









Beban mati (dead load) / D
Beban hidup (live load) / L
Beban atap /A
Beban hujan (rain load) /R
Beban gempa (earthquake load) /E
Beban angin (wind load) /W
Beban tekanan tanah /H
Beban tekanan fluida /F
Beban struktural lainnya akibat pengaruh rangkak, susut, dan ekspansi
beton atau pengaruh perubahan temperatur.
3.5 Kombinasi Beban
Beban yang bekerja pada struktur atau komponen struktur merupakan
kombinasi dari beban-beban di atas. Kuat perlu untuk berbagai kombinasi
beban yang bekerja menurut SNI 03-2847-2002:
 Kuat perlu U untuk menahan beban mati D
U ≥ 1,4D
(1)
 Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan beban
atap A atau beban hujan R
U ≥ 1,2D + 1,6L + 0,5 (A atau R)
(2)
 Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L dan beban
angin W harus diambil nilai terbesar dari kombinasi berikut:
U ≥ 1,2D + 1,0L ± 1,6W + 0,5 (A atau R)
(3)
atau
U ≥ 0,9D ± 1,6W
(4)
Tetapi nilai-nilai ini tidak boleh kurang dari persamaan (2)
 Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L dan beban
geMPa E harus diambil nilai terbesar dari kombinasi berikut:
U ≥ 1,2D + 1,0L ± 1,0E
(5)
atau
U ≥ 0,9D ± 1,0E
(6)
Tetapi nilai-nilai ini tidak boleh kurang dari persamaan (2)
 Kuat perlu U yang menahan beban tambahan akibat tekanan tanah H,
maka persamaan (2), (4) dan (6) ditambahkan dengan 1,6H
U ≥ 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R) + 1,6H
(7)
U ≥ 0,9D ± 1,6W + 1,6H
(8)
U ≥ 0,9D ± 1,0E + 1,6H
(9)
 Kuat perlu U yang menahan beban tambahan akibat tekanan fluida F
U ≥ 1,4 (D + F)
(10)
U ≥ 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R) + 1,2F
(11)
 Kuat perlu U yang menahan beban tambahan akibat pengaruh
struktural, T
U ≥ 1,2 (D + T) + 1,6L + 0,5(A atau R)
3.6 Faktor Reduksi Kekuatan (Ø)
Faktor digunakan untuk mengantisipasi ketidakpastian kekuatan bahan
terhadap pembebanan. Beberapa ketentuan faktor reduksi kekuatan
menurut SNI 03-2847-2002 (Pasal 11.3) sebagai berikut :
Tabel 3.6 Faktor Reduksi Kekuatan
Lentur, tanpa beban aksial
Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur
Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur
- dengan tulangan spiral
- dengan tulangan sengkang biasa
Untuk aksial tekan yang rendah, nilai boleh ditingkatkan dari
0,65 menjadi 0,80
Geser dan torsi
- penahan gempa kuat
- hubungan balok-kolom
- tumpuan pada beton
- daerah pengangkeran pasca tarik
- komponen struktur pratarik menahan lentur tanpa aksial
Lentur, tekan, geser dan tumpuan pada beton polos struktural
3.7 Elemen Elemen Struktur Beton Bertulang
Gambar 7.8 Elemen-Elemen Struktur Beton Bertulang
0,80
0,80
0,70
0,65
0,75
0,55
0,80
0,65
0,85
0,55
Pelat Lantai
Pelat lantai merupakan elemen struktur yang berfungsi mendukung atau
menerima beban mati dan beban hidup yang ada diatasnya secara
langsung.
Balok
Balok adalah bagian struktur yang fungsinya menahan beban-beban yang
bekerja pada pelat lantai, dinding diatasnya dan berat balok sendiri yang
kemudian diteruskan ke kolom. Balok ini terdiri dari balok induk dan balok
anak.
Kolom
Kolom adalah bagian struktur yang fungsinya menahan gaya aksial dan
momen lentur akibat berat sendiri, beban balok dan berat kolom diatasnya.
Kolom menerima beban dari balok yang kemudian diteruskan menuju
pondasi. Secara sederhana kolom terdiri dari dua jenis yaitu kolom utama
dan kolom praktis. Kolom utama adalah kolom yang fungsi utamanya
menyanggah beban utama yang berada di atasnya, sedangkan kolom
praktis adalah kolom yang berfungsi membantu kolom utama dan juga
sebagai pengikat agar dinding tetap stabil.
Pondasi
Pondasi adalah struktur bagian bawah yang berhubungan langsung
dengan tanah, atau bagian dari konstruksi bangunan yang terletak di
bawah permukaan tanah yang mempunyai fungsi untuk menempatkan
bangunan dan meneruskan beban yang disalurkan dari struktur atas ke
tanah keras.
Balok ikat / Sloof/ Tie Beam
Tie beam merupakan balok yang terletak atau bertumpu pada permukaan
tanah yang berfungsi sebagai pengikat antar pondasi, dan juga untuk
meratakan beban yang diterima oleh masing-masing pondasi, hal ini untuk
menghindari terjadinya (differential settlement) pada salah satu pondasi.
Dinding Geser / Shear wall
Dinding geser merupakan suatu dinding struktural yang dirancang mampu
untuk menahan kombinasi dari gaya geser, momen dan gaya aksial akibat
adanya beban oleh gempa bumi. Dinding geser berupa dinding dengan
beton bertulang yang biasanya digunakan pada dinding lift pada gedung
tinggi, namun demikian dinding struktur jenis ini dapat juga digunakan pada
dinding-dinding yang memerlukan kekauan dan ketahanan khusus
(ketahanan terhadap tekanan air tanah). Dinding geser memiliki beberapa
fungsi antara lain: memperkokoh gedung, meredam goncangan akibat
gempa, mengurangi biaya perawatan gedung, daya pikul beban di sekitar
dinding mampu ditingkatkan, melindungi bangunan dari tekanan air tanah.
3.8. Prinsip hitungan beton bertulang
Hitungan struktur beton bertulang pada dasarnya meliputi 2 buah hitungan,
yaitu hitungan yang berkaitan dengan gaya luar dan hitungan yang
berkaitan dengan gaya dalam.
Pada hitungan dari gaya luar, maka harus disertai dengan faktor keamanan
yang disebut faktor beban sehingga diperoleh kuat perlu Ru.Sedangkan
pada hitungan dari gaya dalam, maka disertai dengan faktor aman yang
disebut faktor reduksi kekuatan sehingga diperoleh kuat rencana Rr = Rn *
faktor reduksi, selanjutnya agar struktur dapat memikul beban dari luar
yang bekerja pada struktur tersebut, maka harus dipenuhi syarat bahwa
kuat rencana Rr minimal harus sama dengan kuat perlu Ru.
Prinsip hitungan struktur beton bertulang yang menyangkut gaya luar dan
gaya dalam tersebut secara jelas dapat dilukiskan dalam bentuk skematis,
seperti gambar berikut :