BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton...

17
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton Beton merupakan campuran dari semen, agregat kasar dan halus, air, dan bahan tambah bila digunakan yang membentuk massa padat. Pemakaian beton menjadi sangat populer sejak perkembangannya dimasa lalu dari sekedar menjadi pengikat (binder), hingga menjadi komposit keras yang digunakan sebagai bahan bangunan. Sebagai bahan bangunan yang banyak dipakai, beton memiliki keunggulan karena bersifat kedap air, mudah dibentuk dan dicetak, serta murah dan mudah dikerjakan. Beton memiliki keuntungan tinggi gaya tekannya namun terdapat kelemahan yaitu gaya tarik yang lemah. Untuk mengatasi kelemahan beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik yang memadai dengan diaplikasikannya tulangan baja dalam struktur beton. Kinerja struktur beton bertulang ditujukan untuk mampu menahan beban selama masa layannya, sehingga kurva tegangan regangan ( stress-strain curve) material terkait akan menjadi bahan pertimbangan mendasar dalam perencanaan beton bertulang. Oleh karena pemakaian beton lebih ditujukan dalam hal tekan, maka relasi atau kurva tegangan-regangan beton merupakan acuan utama. Sebagai deskripsi, pada Gambar 2.1 disajikan beberapa kurva tegangan-regangan beton. Semua kurva yang disajikan pada Gambar 2.1 memiliki karakter yang serupa. Tegangan tekan beton dicapai pada saat regangan beton berkisar antara 0,002 0,003 untuk beton dengan kepadatan normal dan 0,003 0,0035 untuk beton ringan.

Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton...

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Beton

Beton merupakan campuran dari semen, agregat kasar dan halus, air, dan

bahan tambah bila digunakan yang membentuk massa padat. Pemakaian beton

menjadi sangat populer sejak perkembangannya dimasa lalu dari sekedar menjadi

pengikat (binder), hingga menjadi komposit keras yang digunakan sebagai bahan

bangunan. Sebagai bahan bangunan yang banyak dipakai, beton memiliki

keunggulan karena bersifat kedap air, mudah dibentuk dan dicetak, serta murah

dan mudah dikerjakan. Beton memiliki keuntungan tinggi gaya tekannya namun

terdapat kelemahan yaitu gaya tarik yang lemah. Untuk mengatasi kelemahan

beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat,

tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik yang memadai dengan diaplikasikannya

tulangan baja dalam struktur beton.

Kinerja struktur beton bertulang ditujukan untuk mampu menahan beban

selama masa layannya, sehingga kurva tegangan regangan (stress-strain curve)

material terkait akan menjadi bahan pertimbangan mendasar dalam perencanaan

beton bertulang. Oleh karena pemakaian beton lebih ditujukan dalam hal tekan,

maka relasi atau kurva tegangan-regangan beton merupakan acuan utama. Sebagai

deskripsi, pada Gambar 2.1 disajikan beberapa kurva tegangan-regangan beton.

Semua kurva yang disajikan pada Gambar 2.1 memiliki karakter yang serupa.

Tegangan tekan beton dicapai pada saat regangan beton berkisar antara 0,002 –

0,003 untuk beton dengan kepadatan normal dan 0,003 – 0,0035 untuk beton

ringan.

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

5

Gambar 2.1 Berbagai kurva relasi tegangan-regangan untuk beberapa jenis beton Sumber : Nilson, et. al. (2004)

Salah satu parameter yang dapat diperoleh dari kurva tegangan regangan

adalah modulus elastisitas, dalam hal ini adalah modulus elastisitas beton.

Modulus elastisitas beton, Ec, yaitu kemiringan kurva tegangan-regangan beton

pada bagian elastis ditentukan oleh persamaan 2.1. menurut ACI (dalam satuan

SI) dengan fc′ adalah kuat tekan beton (MPa) dan wc adalah berat beton dalam

kg/m3.

Ec = 3,32 fc′ + 6895

wc

2320

1,5

(2.1)

2.2 Beton Bertulang

Beton bertulang digunakan untuk meningkatkan kinerja beton yang lemah

terhadap gaya tarik. Kemampuan menahan beban serta deformasi yang terjadi

pada beton bertulang sebagai material komposit sangat dipengaruhi oleh perilaku

elemen-elemennya, yaitu beton dan tulangan baja, juga perilaku dan interaksi

antara beton dan baja. Kinerja beton bertulang antara lain juga ditentukan oleh

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

6

lekatan antara tulangan baja dan beton yang akan menghasilkan material komposit

yang daktail sehingga mampu mnyalurkan gaya tarik.

Seperti halnya pada beton, kurva tegangan-regangan baja sangat

menentukan kinerja tulangan baja. Dalam kurva tegangan-regangan baja, dua

parameter yang menjadi tolak ukur adalah titik leleh (yield point) yang umumnya

identik dalam tekan maupun tarik, serta modulus elastisitas, Es. Deskripsi tentang

kurva tegangan-regangan baja disajikan Gambar 2.2 dengan menampilkan

beberapa kurva tegangan-regangan dari tulangan baja untuk berbagai mutu.

Gambar 2.2 Beberapa kurva tegangan-regangan dari tulangan baja untuk berbagai

mutu Sumber : Nilson, et. al. (2004)

Pada saat suatu elemen beton bertulang misalnya kolom menerima beban,

kurva tegangan-regangan beton dan baja akan berperilaku seperti yang disajikan

pada Gambar 2.3.

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

7

Gambar 2.3 Kurva tegangan-regangan beton dan baja pada suatu elemen beton

bertulang yang dibebani Sumber : Nilson, et. al. (2004)

Beberapa dalil dalam perilaku beton bertulang secara mendasar dapat

dijelaskan sebagai berikut :

1. Gaya dalam misalnya momen lentur, gaya geser, tegangan normal dan geser

di setiap bagian elemen struktur memiliki keseimbangan dengan gaya

eksternal pada bagian tersebut.

2. Regangan pada tulangan baja yang tertanam tarik maupun tekan adalah sama

dengan regangan beton di sekitarnya. Diasumsikan bahwa terdapat lekatan

sempurna antara tulangan baja dan beton sehingga tidak terjadi selip.

Dengan demikian, bila salah satu material berdeformasi, maka material lain

akan berdeformasi pula.

3. Penampang yang datar pada saat sebelum pembebanan akan tetap datar pada

saat pembebanan.

4. Kuat tarik pada beton sangat kecil dibandingkan kuat tekannya sehingga

pada bagian tarik biasanya terjadi retak. Pada elemen struktur yang didesain

dengan baik, biasanya terjadi retak rambut yang tidak terlalu kasat mata.

Namun kenyataan bahwa beton yang retak tidak dapat menahan tegangan

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

8

tarik membawa kesimpulan umum bahwa beton tidak dapat menahan tarik.

Sesungguhnya, kesimpulan ini tidak sepenuhnya benar, karena beton

sebelum mengalami retak masih dapat menahan tarik meski dalam kapasitas

yang amat kecil.

5. Teori ini didasarkan pada relasi tegangan-regangan aktual dan sifat-sifat dari

kekuatan kedua bahan tersebut (beton dan baja) serta beberapa simplifikasi

yang secara ekivalen cukup beralasan. Pada teori modern, perilaku non linier

dikedepankan, dengan demikian beton akan menjadi sangat tidak efektif

memikul gaya tarik. Dengan demikian, lekatan antara beton dan baja akan

menjadi sangat kompleks dalam perhitungan analisis. Analisis ini akan

tampak jauh lebih menantang dibandingkan analisis dari elemen struktur

beton bertulangan tunggal yang diasumsikan sebagai material elastis.

Perlu menjadi catatan bahwa analisis yang berdasar pada kelima dalil

tersebut harus dikembangkan dengan penelitian dan uji eksperimental untuk

mengakomodasi perilaku lekatan beton dan baja yang lebih rumit dan

memerlukan kajian yang mendalam.

2.2.1 Desain Lentur Dengan Beban Terfaktor

Gambar 2.4 Tegangan-regangan teoritis lentur penampang persegi empat Sumber : Nasution Amrinsyah (2009)

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

9

Ketentuan hubungan regangan-tegangan dengan beban batas/ terfaktor

pada penampang persegi empat dengan tulangan tunggal adalah seperti Gambar

2.4. Kekuatan maksimum pada serat beton dicapai bila regangan pada serat beton

sama dengan regangan hancur εc beton sebesar 0,003. Pada kondisi terjadi

regangan hancur, regangan dalam baja tulangan As dapat lebih kecil atau lebih

besar dari regangan batas baja tulangan, bergantung pada luas tulangan baja.

Untuk tulangan tarik yang dipasang berakibat tulangan akan leleh lebih dahulu

sebelum keruntuhan beton (keruntuhan daktail atau tulangan lemah), maka SNI-

2847-2013 membatasi jumlah tulangan tarik untuk menjamin terjadi keruntuhan

daktail.

Diagram non-linear tegangan pada penampang seperti pada Gambar 2.4

mempunyai tagangan maksimum lebih kecil fc’, yaitu k fc’. Jika tegangan rata-rata

penampang beton untuk lebar beton yang konstan kk1 fc’ dan jarak titik tangkap

resultante gaya dalam beton Cc adalah k1c, maka besarnya gaya tanggap beton

tertekan :

Cc = k k1 fc’ c b (2.2)

Untuk kondisi daktail, gaya tarik Ta adalah :

Ta = As fy (2.3)

Persyaratan kesetimbangan gaya menghendaki Cc = Ta , yaitu :

kk1fc′cb = As fy , sehingga c =

As f

kk1fc′by

(2.4)

Dari kesetimbangan momen, kekuatan lentur nominal dapat dinyatakan sebagai :

Mnd = Taz = Ta (d – k2c) = Asfy (d – k2c) (2.5)

Memasukkan persamaan (2.2) ke (2.3) diperoleh :

Mnd = As fy d − k2

kk1

As fy

fc′b (2.6)

Ketentuan momen lentur nominal Mnd penampang dapat diketahui jika

nilai k2

kk1 diketahuai.

Dari hasil pengujian laboratorium nilai kombinasi k2

kk1 berkisar antara

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

10

0,55 – 0,63 , dan pada kondisi runtuh regangan tekan batas beton εc = 0,003

seperti ditetapkan dalam SNI-2847-2013. Pada PBI’7, nilai εc ditetapkan 0,0035

bagi perencanaan.

Metode Perancangan Kuat Beban Terfaktor atau Kekuatan Batas pada

elemen lentur mempunyai anggapan-anggapan seperti tercantum pada SNI-2847-

2013 pasal 10.2 :

1. Regangan pada baja dan beton berbanding lurus dengan jaraknya dari sumbu

netral. Anggapan ini sesuai hipotesis Bernoulli dan asas Navier : penampang

yang rata akan tetap rata setelah mengalami lentur. (SNI-2847-2013 pasal

10.2.2).

2. Regangan pada serat beton terluar εc adalah 0,003 (SNI-2847-2013 pasal

10.2.3).

3. Tegangan yang terjadi pada baja fs sama dengan regangan yang terjadi εc ,

dikali modulus elastisitas Es, jika tegangan itu lebih kecil dari tegangan leleh

baja fy. Sebaiknya jika tegangan fs ≥ fy, maka tegangan rencana ditetakan

maksimum sama dengan tegangan lelehnya (SNI-2847-2013 pasal 10.2.4).

4. Kuat tarik beton diabaikan. Seluruh gaya tarik dipikul oleh tulangan baja

yang tertarik. Distribusi tegangan tekan beton dapat dinyatakan sebagai

balok ekivalen segi empat dan memenuhi ketentuan :

a. Tegangan beton sebesar 0,85 fc’ terdistribusi merata pada daerah tekan

ekivalen yang dibatasi oleh tepi penampang dan garis lurus yang

sejajar dengan sumbu netral dan berjarak a dari serat yang mengalami

regangan 0,003, dengan a = β1c. (SNI-2847-2013 pasal 10.2.7.1).

b. Besaran c adalah jarak dari serat yang mengalami regangan tekan

maksimum 0,003 ke sumbu netral dalam arah tegak lurus terhadap

sumbu itu. (SNI-2847-2013 pasal 10.2.7.2).

c. Untuk fc’ antara 17 dan 28 MPa, β1 harus diambil sebesar 0,85. Untuk

fc’ diatas 28 MPa, β1 harus direduksi sebesar 0,05 untuk setiap

kelebihan kekuatan sebesar 7 MPa di atas 28 MPa, tetapi β1 tidak

boleh diambil kurang dari 0,65. (SNI-2847-2013 pasal 10.2.7.3).

Anggapan 4a menunjukkan bahwa distribusi tegangan tekan pada beton

tidak lagi berbentuk parabola, melainkan sudah diekivalenkan menjadi prisma

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

11

segi empat. Bentuk distribusi ini tidak mempengaruhi besarnya gaya tekan,

mengingat arah, letak, dan besarnya gaya tekan tidak beruhan. Perubahan yang

dilakukan adalah cara menghitung besarnya gaya tekan menggunakan balok

persegi empat ekivalen. (Gambar 2.5).

Gambar 2.5 Perubahan diagram tegangan parabolik ke blok tegangan ekivalen Sumber : Nasution Amrinsyah (2009)

Dari Gambar 2.5 besarnya momen nominal penampang menggunakan blok

tegangan ekivalen adalah : a = β1 c.

Cc = 0,85 fc’ a b (2.7)

Ta = As fy (2.8)

Dengan syarat kesetimbangan Cc = Ta, diperoleh :

a =As fy

0,85fc′b

(2.9)

Mengetahui dimensi, kualitas bahan, dan jumlah tulangan yang terpasang,

kekuatan nominal kapasitas penampang Mnk dapat dicari dari kesetimbangan

momen :

Mnk = As fy d − 0,59 As fy

fc′b (2.10)

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

12

2.2.2 Balok Dengan Tulangan Tunggal

Pada Gambar 2.6 penampang balok dengan parameter dimensi b, h,

tulangan As disebut elemen balok dengan tulangan tunggal. Dengan diameter

tulangan utama dt, diameter sengkang dv, dan penutup beton dc, tinggi efektif d

adalah : d = h – (dc + dv + 0,5 db).

Dari kesetimbangan momen terhadap garis kerja Cc (Gambar 2.7) :

Mnd = fyAs d −a

2 (2.11)

Kemudian, berdasarkan kesetimbangan gaya horizontal dan syarat daktilitas

diperoleh :

Cc = Ts atau 0,85 fc’ b a = fy As (2.12)

Gambar 2.6 Parameter penampang Sumber : Nasution Amrinsyah (2009)

Persamaan (2.12) disubstitusikan ke persamaan (2.11) dengan menyatakan

parameter a sebagai fungsi f(As).

Diperoleh kuadrat :

fy

0,85fc′b

As2 − 2dAs +

2Mnd

fy= 0 (2.13)

Solusi persamaan kuadrat ini memberikan nilai luas tulangan perlu As :

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

13

As =0,85fc

′b

fy d − d −

2Mnd

0,85fc′b (2.14)

Gambar 2.7 Diagram regangan, tegangan, gaya-gaya dalam penampang balok Sumber : Nasution Amrinsyah (2009)

Persamaan inilah yang digunakan untuk menghitung luas tulangan tunggal

yang diperlukan.

Momen nominal kapasitas penampang Mnk

Pemeriksaan kekuatan nominal lentur penampang dapat ditetapkan dari analisis

penampang dengan data penampang yang diketahuai :

a. Kekuatan tekan rencana beton fc’

b. Tegangan leleh baja tulangan fy

c. Luas tulangan As

d. Dimensi penampang b dan h.

Momen nominal kapasitas penampang Mnk dihitung dengan prosedur sebagai

berikut.

Dari kesetimbangan gaya (Gambar 2.7) :

∑ Gaya horizontal = 0; Cc – Ta = 0

0,85fc′ ab− Asfy , sehingga a =

As fy

0,85fc′ b

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

14

Mnk = Ta d −a

2 = As fy d 1−

As fy

1,70fc ′bd

Jika ρ =As

bd, sebagai rasio tulangan tarik, maka Mnk = ρbd2 1− 0,59ρ

fy

fc ′

Dengan mendefinisikan Ru =Mnk

bd2 dan m =

fy

0,85fc ′ , maka kapasitas lentur

penampang empat persegi sembarang adalah :

Ru =Mnk

bd2= ρfy 1− 0,59

fy

fc ′ = ρfy 1 − 0,59 . 0,85

fy

0,85fc ′ , sehingga:

Ru =Mnk

bd2= ρfy 1 − 0,50ρ . m (2.15)

Ru disebut juga koefisien kapasitas penampang. Hubungan Ru dengan ρ

bagi variasi fc’ dan fy memberikan besarnya kapasitas lentur penampang.

Persamaan (2.15) dapat juga digunakan bagi desain tulangan, dengan menetapkan

dimensi b dan h dan Mnk diganti menjadi momen nominal rencana Mnd, sehingga

rasio tulangan tarik ρ dicari dari persamaan :

ρ =1

m 1− 1−

2mRu

fy (2.16)

2.2.3 Analisis Penampang Kondisi Seimbang (Balance)

Gambar 2.8 Diagram regangan, tegangan dan gaya kondisi seimbang Sumber : Nasution Amrinsyah (2009)

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

15

Kondisi seimbang didefinisikan dengan terjadinya regangan maksimum

serat paling atas beton 0,003 bersamaan lelehnya tulangan baja εy = fy/Es (Gambar

2.8).

Dari jumlah tulangan tarik kondisi seimbang Asb dapat ditentukan posisi

garis netral kondisi seimbang cb. Jika luas tulangan rencana As > Asb, penampang

disebut penampang dengan tulangan kuat. Dari keseimbangan gaya dalam Cc = Ta,

blok tegangan ekivalen a menjadi lebih besar, yang berarti nilai c melebihi nilai

cb. Hal ini berakibat εs < εy = fy/Es, saat εc = 0,003. Keruntuhan penampang

tulangan kuat secara mendadak akan terjadi tanpa memberikan pertanda

keruntuhan.

Sebaliknya bila luas tulangan rencana As < Asb yang biasanya disebut

penampang dengan tulangan lemah, balok tegangan ekivalen beton a lebih kecil

dari ab yang berarti c lebih kecil dari cb. Ini memberikan nilai εs > εy = fy/Es , yang

artinya balok memberikan tanda deformasi yang besar sebelum terjadi

keruntuhan. SNI-2847-2013 pasal 10.3.5 menetapkan dalam memenuhi kriteria

daktilitas penampang, jumlah tulangan rencana tidak boleh lebih dari 0,75 Asb

atau ρ ≤ 0,75 ρb.

2.3 Perilaku Keruntuhan Balok Beton Bertulang

Beton bertulang terdiri dari dua material, yaitu beton dan baja dengan

sifatnya berbeda. Jika baja dianggap sebagai material homogen yang propertinya

terdefinisi jelas, maka sebaliknya dengan material beton yang merupakan material

heterogen dari semen, air dan agregat, yang property mekaniknya bervariasi dan

tidak terdefinisi dengan pasti. Hanya untuk memudahkan dalam analisis saja maka

umumnya dianggap sebagai material homogeny dan konteks makro. Perilaku

keruntuhannya yang dominan pada struktur balok pada umumnya adalah lentur,

tentu saja itu akan terjadi jika rasio bentang geser (a) dan tinggi efektif balok (d)

cukup besar. Jika rasio a/d kecil maka digolongkan sebagai balok tinggi (deep

beam), keruntuhan geser dominan. Perilaku keruntuhan dapat dibagi menjadi tiga

tahapan, yaitu : (1) elastis penuh (belum retak), (2) tahapan mulai terjadinya retak

– retak dan, (3) tahap plastis (leleh pada baja atau beton pecah). Perilaku

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

16

keruntuhan balok beton bertulang diatas dua tumpuan digambar dalam bentuk

kurva beban – lendutan di bawah ini.

Gambar 2.9 Perilaku beban – lendutan struktur beton Sumber : Dr.Edward G.Nawy, P.E. (1998)

Respons non – linier disebabkan dua hal utama yaitu : keretakan beton

didaerah tarik dan tulangan mengalami leleh atau beton pecah (crushing) pada

daerah desak. Selain itu juga disebabkan perilaku lain yang terkait, misalnya

bond-slip antara tulangan baja dan beton disekitarnya, aksi penguncian agregat

pada daerah retak dan akhirnya aksi angkur (dowel action) dari tulangan yang

melintas disekitar retak. Perilaku sebagai fungsi waktu, misalnya creep, shrinkage

dan variasi temperatur juga menyumbang perilaku non – linier. Kecuali itu,

hubungan tegangan regangan beton tidak hanya bersifat non – linier, tetapi juga

berbeda antara beban tekan dan tarik, sifat mekaniknya tergantung dari umur

waktu dibebani, kondisi lingkungan (suhu sekeliling dan kelembaban).

2.4 Penyaluran dan Penyambungan Tulangan

Gaya tarik dan tekan tulangan pada setiap penampang komponen struktur

beton bertulang harus disalurkan pada masing – masing sisi penampang tersebut

melalui panjang penyaluran, kait atau alat mekanis, atau kombinasi dari cara-cara

tersebut. Kait sebaiknya tidak dipergunakan untuk menyalurkan tulangan tertekan,

seperti sambungan lewat pada kolom.

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

17

Beban luar amat jarang langsung bekerja pada tulangan. Tulangan

menerima beban dari beton sekitarnya. tegangan lekatan didefinisikan sebagai

tegangan geser pada permukaan tulangan dan beton, saat terjadi penyaluran beban

antara tulangan dengan beton sekelilingnya. Lekatan ini memberikan gaya tarik

atau tekan pada tulangan, yang pada kondisi tertentu memungkinkan dua bahan

tulangan dan beton bekerja sebagai sistem komposit. Untuk lekatan kondisi ini

merupakan bagian yang terpenting bagi tulangan dalam komponen struktur.

2.4.1 Tegangan Lekatan

Tulangan harus ditanam sepanjang ld dari penampang kritis untuk

menyalurkan gaya dari baja tulangan ke beton pada sistem balok kantilever

melalui tegangan lekat uμ kedua bahan (Gambar 2.10.)

Gambar 2.10 Penyaluran ld batang tulangan Sumber : Nasution Amrinsyah (2009)

Menurut SNI-2847-2013 memberikan rumus mengenai panjang

penyaluran yang dipergunakan pada tulangan yang mengalami tarik dengan rumus

sebagai berikut :

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

18

𝑙𝑑 = fy

1,1λ f′c

ΨtΨeΨs

cb + Ktr

db db ≥ 300 mm (2.17)

dimana :

Atr = luas penampang total semua tulangan transversal dalam spasi s yang

melintasi bidang potensial pembelahan melalui tulangan yang disalurkan,

mm2.

cb = yang lebih kecil dari : (a) jarak dari pusat batang tulangan atau kawat ke

permukaan beton terdekat, dan (b) setengah spasi pusat ke pusat batang

tulangan atau kawat yang disalurkan, mm.

db = diameter nominal batang tulangan, kawat, atau strand (strand) prategang,

mm.

f’c = kekuatan tekan beton yang disyaratkan, MPa.

fy = kekuatan leleh tulangan yang disyaratkan, MPa.

Ktr = indeks tulangan transversal.

ld = panjang penyaluran tarik batang tulangan ulir, kawat ulir, tulangan kawat

las polos dan ulir, atau strand pratarik, mm.

λ = faktor modifikasi yang merefleksikan properti mekanis tereduksi dari beton

ringan, semuanya relatif terhadap beton normal dengan kuat tekan yang

sama.

ψe = faktor yang digunakan untuk memodifikasi panjang penyaluran

berdasarkan pada pelapis tulangan.

ψs = faktor yang digunakan untuk memodifikasi panjang penyaluran

berdasarkan pada ukuran tulangan.

ψt = faktor yang digunakan untuk memodifikasi panjang penyaluran

berdasarkan pada lokasi tulangan.

dimana ruas pengekangan (cb+Ktr)/db tidak boleh diambil lebih besar dari 2,5, dan.

Ktr =40Atr

sn (2.18)

dimana n adalah jumlah batang tulangan atau kawat yang disambung atau

disalurkan sepanjang bidang pembelahan. Diizinkan untuk menggunakan Ktr = 0

sebagai penyederhanaan disain meskipun terdapat tulangan transversal.

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

19

Faktor-faktor yang digunakan dalam perumusan-perumusan untuk

penyaluran batang tulangan ulir dan kawat ulir dalam kondisi tarik adalah sebagai

berikut :

a. Bila tulangan horizontal dipasang sehingga lebih dari 300 mm beton segar

dicor di bawah panjang penyaluran atau sambungan, 𝛹𝑡 = 1,3. Untuk situasi

lainnya, 𝛹𝑡 = 1,0.

b. Untuk batang tulangan dilapisi epoksi, batang tulangan dilapisi ganda bahan

seng dan epoksi, atau kawat dilapisi epoksi dengan selimut kurang dari 3db,

atau spasi bersih kurang dari 6db, 𝛹𝑒 = 1,5. Untuk semua batang tulangan

dilapisi epoksi, batang tulangan dilapisi ganda bahan seng dan epoksi, atau

kawat dilapisi epoksi lainnya, 𝛹𝑒 = 1,2. Untuk tulangan tidak dilapisi dan

dilapisi bahan seng (digalvanis), 𝛹𝑒 = 1,0. Akan tetapi, hasil 𝛹𝑡𝛹𝑒 tidak

perlu lebih besar dari 1,7.

c. Untuk batang tulangan atau kawat ulir D-19 atau yang lebih kecil, 𝛹𝑠 = 0,8.

Untuk batang tulangan D-22 dan yang lebih besar, 𝛹𝑠 = 1,0.

d. Bila beton ringan digunakan, λ tidak boleh melebihi 0,75 kecuali jika fct

ditetapkan. Bila beton berat normal digunakan, λ = 1,0.

2.4.2 Penyaluran Batang Ulir Tertekan

Panjang penyaluran ld dalam mm, untuk batang ukir harus dihitung dengan

mengalikan panjang penyaluran dasar

ldb =db . fy

4 f′c , tetapi tidak kurang dari 0,04 . db . fy (2.19)

dengan faktor modifikasi :

a. Asperlu

Asterpasang , bagi tulangan lebih

b. nilai faktor = 0,75 bagi tulangan yang berada di dalam lilitan spiral

berdiameter tidak kurang dari 6 mm dan jarak lilitannya tidak lebih dari 100

mm atau di dalam sengkang D-13 spasi vertical sengkang dan sengkang ikat

tidak melebihi 16 kali diameter tulangan longitudinal, 48 kali diameter

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Beton - sinta.unud.ac.id 2.pdf · beton, dibuat struktur beton bertulang untuk memperoleh struktur yang kuat, tinggi gaya tekan dan memiliki gaya tarik

20

batang atau kawat sengkang dan kait ikat, atau ukuran terkecil dari

komponen struktur tekan tersebut, dan sumbu-sumbu berspasi tidak lebih

dari 100 mm.

2.5 Perekat Epoxy

Kekuatan lekatan antara tulangan dan beton merupakan salah satu faktor

mempengaruhi kekuatan tarik tulangan pada struktur beton bertulang, sedangkan

tulangan yang dipasang pada beton dilakukan setelah beton menjadi keras, maka

perlu suatu zat untuk melekatkan antara baja tulangan dengan beton. Dalam

penelitian ini zat yang digunakan adalah Sikadur®-31 CF Normal yang bagus

sebagai perekat dan (coating).

Sikadur®-31 CF Normal adalah dua komponen mortar bebas (solvent),

tahan kelembaban, dan bersifat (thixotropic), hasil kombinasi perekat (epoxy) dan

bahan pengisi celah khusus, untuk digunakan sebagai perekat dan perbaikan

struktur beton dengan temperature + 10oC sampai + 30

oC.

Kuat rekatan Sikadur®

-31 CF Normal jenis ini pada beton kering (1 hari)

mencapai > 4 N/mm2, kuat rekat pada beton basah (1 hari) mencapai > 4 N/mm

2,

dan kuat rekat pada baja (1 hari) mencapai 6-10 N/mm2. Kelebihan Sikadur

®-31

CF Normal adalah :

a. Mudah dalam penggunaanya.

b. Cocok digunakan pada permukaan beton yang kering.

c. Adhesi terhadap elemen struktur baik.

d. Lengket terhadap material konstruksi sehingga mempunyai kekuatan lekat

yang tinggi.

e. Tanpa menggunakan bahan pelarut.

f. Tidak ada penyusutan ketika mengeras.

g. Kedap air dan cairan lain.

Persiapan yang dilakukan sebelum pemberian Sikadur®-31 CF Normal

adalah beton dan baja tulangan harus dibersihkan dari partikel-partikel lepas

seperti pasir, dan minyak.