Chapter II.pdf
Transcript of Chapter II.pdf
-
9
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1. Standar Perencanaan Struktur Beton Bertulang
Peraturan dan standar persyaratan struktur bangunan pada hakekatnya
ditujukan untuk kesejahteraan umat manusia, untuk mencegah korban manusia. Oleh
karena itu, peraturan struktur bangunan harus menetapkan syarat minimum yang
berhubungan dengan segi keamanan.Dengan demikian perlu disadari bahwa suatu
peraturan bangunan bukanlah hanya diperlukan sebagai petunjuk praktis yang
disarankan untuk dilaksanakan, bukan hanya merupakan buku pegangan
pelaksanaan, bukan pula dimaksudkan untuk menggantikan pengetahuan,
pertimbangan teknik, serta pengalaman-pengalaman di masa lalu.Suatu peraturan
bangunan tidak membebaskan tanggung jawab pihak perencana untuk menghasilkan
struktur bangunan yang ekonomis dan yang lebih penting, adalah keamanan.
2. 1.1 Baja Tulangan
Beton tidak dapat menahan gaya tarik melebihi nilai tertentu tanpa
mengalami retak-retak. Untuk itu, agar beton dapat bekerja dengan baik dalam suatu
sistem struktur, perlu dibantu dengan memberinya perkuatan penulangan yang
terutama akan mengemban tugas menahan gaya tarik yang bakal timbul di dalam
sistem. Untuk keperluan penulangan tersebut digunakan bahan baja yang memiliki
sifat teknis menguntungkan, dan baja tulangan yang digunakan dapat berupa
batang baja lonjoran ataupun kawat rangkai (wire mesh) yang berupa batang kawat
baja yang dirangkai (dianyam) dengan teknik pengelasan.Yang terakhir tersebut,
terutama dipakai untuk plat dan cangkang tipis atau struktur lain yang tidak
Universitas Sumatera Utara
-
10
mempunyai tempat cukup bebas untuk pemasangan tulangan, jarak spasi, dan
selimut beton sesuai dengan persyaratan pada umumnya. Bahan batang baja
rangkai dengan pengelasan yang dimaksud, didapat dari hasil penarikan baja pada
suhu dingin dan dibentuk dengan pola ortogonal, bujur sangkar, atau persegi empat
dengan di las pada setiap titik pertemuannya.
Sifat fisik tulangan baja yang paling penting untuk digunakan dalam
perhitungan perencanaan beton bertulang ialah tegangan luluh (fy) dan modulus
elastisitas (Es). Tegangan luluh (titik luluh) baja ditentukan melalui prosedur
pengujian standar sesuai SII 0136-84 dengan ketentuan bahwa tegangan luluh
adalah tegangan baja pada saat meningkatnya tegangan tidak disertai dengan
peningkatan regangannya.Di dalam perencanaan atau analisis beton bertulang
umumnya nilai tegangan luluh baja tulangan diketahui atau ditentukan pada awal
perhitungan.
Ketentuan SK SNI-03-2487-2002 menetapkan nilai modulus elastisitas
beton, baja tulangan, dan tendon sebagai berikut:
1. Untuk nilai wc diantara 1500 kg/m3 dan 2500 kg/m
3, nilai modulus elastisitas
beton Ec dapat diambil sebesar (wc)1,5
0,043 (dalam Mpa). Untuk beton
normal Ec dapat diambil sebesar 4700 .
2. Modulus elastisitas untuk tulangan non-prategang Es boleh diambil sebesar
200.000Mpa.
3. Modulus elastisitas untuk beton prategang Es' ditentukan melalui pengujian
atau dari data pabrik.
Universitas Sumatera Utara
-
11
2.1.2 Provisi Keamanan
Tujuan utama desain struktur adalah untuk mendapatkan struktur yang
aman terhadap beban atau efek beban yang bekerja selama masa penggunaan
bangunan.Struktur dan unsur-unsurnya harus direncanakan untuk memikul beban
cadangan di atas beban yang diharapkan bekerja dibawah keadaan
normal.Kapasitas cadangan yang demikian disediakan untuk memperhitungkan
beberapa faktor yang dapat digolongkan dalam dua kategori umum; yaitu faktor yang
berhubungan dengan pelampauan beban dan faktor yang berhubungan dengan
kekurangan kekuatan (yaitu kekuatan yang kurang daripada harga yang diperoleh
dengan menggunakan prosedur perhitungan yang dapat diterima). Bila intensitas dan
efek beban yang bekerja diketahui dengan pasti, maka struktur dapat dibuat aman
dengan cara memberikan kapasitas kekuatan yang sedikit lebih besar daripada efek
beban.
Akan tetapi, sering kali dirasakan adanya ketidakpastian, baik ketika
menentukan beban-beban yang akan bekerja pada struktur, maupun dalam hal
kekuatan struktur dalam menahan beban tersebut. Ketidakpastian karena adanya
variabilitas penampilan struktur dapat disebabkan oleh variasi kekuatan dan
kekakuan beton akibat mutu material yang tidak seragam, kualitas pelaksanaan
yang mempengaruhi kepadatan dan gradasi kekuatan beton, variasi dimensi elemen-
elemen struktur, geometri struktur, penempatan tulangan dalam setiap elemen, dan
efek-efek lain yang merugikan.
Untuk mengatasi hal tersebut diatas digunakanlah faktor keamanan atau
angka keamanan, dengan kekuatan struktur diusahakan sama atau lebih besar dari
perkalian antara angka keamanan dengan beban kerja. Dengan kata lain, angka
Universitas Sumatera Utara
-
12
kemanan ini dimaksudkan untuk menjamin bahwa kapasitas struktur selalu lebih
besar daripada beban kerja. Angka keamanan juga sering dipandang sebagai
perbandingan antara tegangan leleh terhadap tegangan beban layan, namun
pandangan ini tentu saja tidak berlaku bila efek nonlinear turut
diperhitungkan.Sehingga angka keamanan didefenisikan sebagai rasio beban yang
dapat menimbulkan keruntuhan terhadap beban kerja.
Peraturan SNI memisahkan provisi keamanan dalam faktor U untuk
pelampauan beban dan faktor untuk kekurangan kekuatan. Persamaan dasar untuk
pelampauan beban (SNI 03-2847-2002) untuk struktur pada lokasi dan proporsi
yang sedemikian hingga pengaruh dari angin dan gempa dapat diabaikan, adalah :
U = l,2D+l,6L (2.1)
Di mana :U= kekuatan yang diperlukan (berdasarkan kemungkinan pelampauan
beban)
D = beban mati pada keadaan layan
L = beban hidup
Tujuan dari suatu provisi keamanan adalah untuk membatasi kemungkinan
dari keruntuhan dan juga untuk memberikan struktur yang ekonomis.Jelaslah
kiranya bila biaya tidak menjadi bahan pertimbangan, adalah mudah untuk
merencanakan suatu struktur yang kemungkinan keruntuhannya adalah nol. Untuk
mencapai faktor keamananyang cocok, maka kepentingan relatif dari beberapa
hal harus ditetapkan. Beberapa diantara hal-hal tersebut adalah :
1. Keseriusan dari keruntuhan, apakah terhadap manusia atau harta benda.
2. Realibilitas dari pengerjaan dan pemeriksaan.
Universitas Sumatera Utara
-
13
3. Ekspektasi dan besarnya pelampauan beban.
4. Pentingnya suatu unsur di dalam struktur.
5. Kesempatan untuk aba-aba peringatan sebelum keruntuhan.
Dengan menetapkan persentase untuk hal-hal diatas dan dengan
mengevaluasi kondisi lingkungan untuk suatu kondisi, faktor yang memadai untuk
keamanan dapat ditentukan untuk setiap hal.
2.1. 3 Metode Analisis dan Perencanaan Balok Persegi
Perencanaan komponen struktur beton dilakukan sedemikian rupa sehingga
tidak timbul retak berlebihan pada penampang sewaktu mendukung beban kerja, dan
masih mempunyai cukup keamanan serta cadangan kekuatan untuk menahan beban
dan tegangan lebih lanjut tanpa mengalami runtuh. Timbulnya tegangan-
tegangan lentur akibat terjadinya momen karena beban luar, dan tegangan tersebut
merupakan faktor yang menentukan dalam menetapkan dimensi geometris
penampang komponen struktur. Proses perencanaan atau analisis umumnya
dimulai dengan memenuhi persyaratan terhadap lentur, kemudian baru segi-segi
lainnya, seperti kapasitas geser, defleksi retak, dan panjang penyaluran, dianilisis
sehingga keseluruhannya memenuhi syarat.
Seperti diketahui, untuk bahan bersifat serba sama dan elastis, distribusi
regangan maupun tegangannya linier berupa garis lurus dari garis netral ke nilai
maksimum di serattepi terluar. Dengan demikian nilai tegangannya berbanding
lurus dengan nilai regangan dan hal tersebut berlaku sampai dengan dicapainya batas
sebanding (proportional limit).
Universitas Sumatera Utara
-
14
Anggapan-anggapan yang dipakai sebagai dasar untuk metode kekuatan
(ultimit) pada dasarnya mirip dengan yang digunakan untuk metode tegangan
kerja.Perbedaannya terletak pada kenyataan yang didapat dari berbagai hasil
penelitian yang menunjukkan bahwa tegangan beton kira-kira sebanding dengan
regangannya hanya sampai pada tingkat pembebanan tertentu. Pada tingkat
pembebanan ini, apabila beban ditambah terus, keadaan sebanding akan lenyap dan
diagram tegangan tekan pada penampang balok beton akan berbentuk setara
dengan kurva tegangan-regangan beton tekan.
Pada metode tegangan kerja, beban yang diperhitungkan adalah service
loads (beban kerja), sedangkan penampang komponen struktur direncana atau
dianalisa berdasarkan pada nilai tegangan tekan lentur ijin yang umumnya
ditentukan bernilai 0,45fc', dimana pola distribusi tegangan tekan linier atau
sebanding lurus dengan jarak terhadap garis netral.
Sedangkan pada metode kekuatan (ultimit), service loads diperbesar,
dikalikan suatu faktor beban dengan maksud untuk memperhitungkan terjadinya
beban pada saat keruntuhan telah diambang pintu. Kemudian dengan menggunakan
beban kerja yang sudah diperbesar (beban terfaktor) tersebut, struktur direncana
sedemikian sehingga didapat nilai kuat guna pada saat runtuh yang besarnya kira-
kira lebih kecil sedikit dari kuat batas runtuh sesungguhnya. Kekuatan pada saat
runtuh tersebut dinamakan kuat ultimit dan beban yang bekerja pada atau dekat
dengan saat runtuh dunamakan beban ultimit.
Pendekatan dan pengembangan metode perencanaan kekuatan didasarkan
atas anggapan-anggapan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
-
15
1. Bidang penampang rata sebelum terjadi lenturan, tetap rata setelah terjadi
lenturan dantetap berkedudukan tegak lurus pada sumbu bujur balok (prinsip
Bernoulli). Olehkarena itu, nilai regangan dalam penampang komponen struktur
terdistribusi linear atauberbanding lurus terhadap jarak ke garis netral (prinsip
Navier).
2. Tegangan sebanding dengan regangan hanya sampai pada kira-kira beban
sedang,dimana tegangan beton tekan tidak melampaui 1/2 fc'. Apabila
beban meningkatsampai beban ultimit, tegangan yang timbul tidak sebanding
lagi dengan regangannyaberarti distribusi tegangan tekan tidak lagi linear.
Bentuk blok tegangan beton tekanpada penampangnya berupa garis lengkung
dimulai dari garis netral dan berakhir padaserat tapi tekan terluar. Tegangan
tekan maksimum sebagai kuat tekan lentur beton pada umumnya tidak terjadi
pada serat tepi terluar, tetapi agak masuk kedalam.
3. Dalam memperhitungkan kapasitas momen ultimit komponen struktur, kuat tarik
betondiabaikan (tidak diperhitungkan) dan seluruh gaya tarik dilimpahkan
kepada tulangan baja tarik.
2. 1.4. Kuat Lentur Penampang Balok Persegi
Distribusi tegangan beton tekan pada penampang bentuknya setara dengan
kurva tegangan-regangan beton tekan. Bentuk distribusi tegangan tersebut berupa
garis lengkung dengan nilai nol pada garis netral, dan untuk mutu beton yang
berbeda akan lain pula bentuk kurva dan lengkungannya. Tampak bahwa
tegangan tekan fc', yang merupakan tegangan maksimum, posisinya bukan pada serat
tepi tekan terluar tetapi agak masuk kedalam.
Universitas Sumatera Utara
-
16
Pada suatu komposisi tertentu balok menahan beban sedemikian hingga
regangan tekan lentur beton maksimum mencapai 0,003 sedangkan tegangan tarik
baja tulangan mencapai tegangan luluh. Apabila hal demikian terjadi, penampang
dinamakan mencapai keseimbangan regangan, atau disebut penampang bertulangan
seimbang. Dengan demikian berarti bahwa untuk suatu komposisi beton dengan
jumlah baja tertentu akan memberikan keadaan hancur tertentu pula.
Berdasarkan pada anggapan-anggapan seperti yang telah dikemukakan di
atas, dapat dilakukan pengujian regangan, tegangan, dan gaya-gaya yang timbul
pada penampang balok yang bekerja menahan momen batas, yaitu momen akibat
beban luar yang timbul tepat pada saat terjadi hancur. Momen ini mencerminkan
kekuatan dan di masa lalu disebut sebagai kuat lentur ultimit balok.Dan kuat lentur
suatu balok beton tersedia karena berlangsungnya mekanisme tegangan-tegangan
dalam yang timbul di dalam balok yang pada keadaan tertentu dapat diwakili oleh
gaya-gaya dalam.
2. 1.5. Kondisi Penulangan Seimbang
Meskipun rumus lenturan tidak berlaku lagi dalam metode perencanaan
kekuatan akan tetapi prinsip-prinsip dasar teori lentur masih digunakan pada
analisis penampang. Untuk letak garis netral tertentu, perbandingan antara
regangan baja dengan regangan beton maksimum dapat ditetapkan berdasarkan
distribusi regangan linear. Sedangkan letak garis netral tergantung pada jumlah
tulangan baja tarik yang dipasang dalam suatu penampang sedemikian sehingga
blok tegangan tekan beton mempunyai kedalaman cukup agar dapat tercapai
Universitas Sumatera Utara
-
17
keseimbangan gaya-gaya, dimana resultan tegangan tekan seimbang dengan
resultante tegangan tarik (EH = 0).
Apabila penampang balok beton bertulang mengandung jumlah tulangan baja
tank lebih banyak dari yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan regangan,
penampang balok demikian disebut bertulangan lebih (overreinforced).
Berlebihnya tulangan baja tarik mengakibatkan garis netral bergeser ke bawah. Hal
yang demikian pada gilirannya akan berakibat beton mendahului mencapai regangan
maksimum 0,003 sebelum tulangan baja tariknya luluh. Apabila penampang balok
tersebut dibebani momen lebih besar lagi, yang berarti regangannya semakin besar
sehingga kemampuan regangan beton terlampaui, maka akan berlangsung
keruntuhan dengan beton hancur secara mendadak tanpa diawali dengan gejala-
gejala peringatan terlebih dahulu.
Sedangkan apabila suatu penampang balok beton bertulang mengandung
jumlah tulangan baja tarik kurang dari yang diperlukan untuk mencapai
keseimbangan regangan, penampang demikian disebut bertulangan kurang
(underreinforced). Letak garis netral akan lebih naik sedikit daripada keadaan
seimbang, dan tulangan baja tarik akan mendahului mencapai regangan luluhnya
(tegangan luluhnya) sebelum mencapai regangan maksimum 0,003. Pada tingkat
keadaan ini, bertambahnya beban akan mangakibatkan tulangan baja mulur
(memanjang) cukup banyak sesuai dengan prilaku bahan baja, dan berarti bahwa
baik regangan beton maupun baja terus bertambah tetapi gaya tarik yang bekerja
pada tulangan baja tidak bertambah besar. Dengan demikian berdasarkan
keseimbangan gaya-gaya horizontal SH = 0, gaya tekan beton tidak mungkin
bertambah sedangkan tegangan tekannya terus meningkat berusaha mengimbangi
Universitas Sumatera Utara
-
18
beban, sehingga mengakibatkan luas daerah tekan beton pada penampang
menyusut (berkurang) yang berarti posisi garis netral akan berubah bergerak naik.
Proses tersebut diatas terus berlanjut sampai suatu saat daerah beton tekan yang
terus berkurang tidak mampu lagi menahan gaya tekan dan hancur sebagai efek
sekunder. Cara hancur demikian, yang sangat dipengaruhi oleh peristiwa
meluluhnya tulangan baja tarik berlangsung meningkat secara bertahap. Segera
setelah baja mencapai titik luluh, lendutan balok meningkat tajam sehingga dapat
merupakan tanda awal dari kehancuran. Meskipun tulangan baja berprilaku daktail
(liat), tidak akan tertarik lepas dari beton sekalipun pada waktu terjadi kehancuran.
2. 1.6. Persyaratan Kekuatan
Penerapan faktor keamanan dalam struktur bangunan disatu pihak bertujuan
untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya runtuh yang membahayakan bagi
penghuni, di lain pihak harus juga memperhitungkan faktor ekonomi bangunan.
Sehingga untuk mendapatkan faktor keamanan yang sesuai, perlu ditetapkan
kebutuhan relatif yang ingin dicapai untuk dipakai sebagai dasar konsep faktor
keamanan tersebut.Struktur bangunan dan komponen-komponennya harus
direncanakan untuk mampu memikul beban lebih diatas beban yang diharapkan
bekerja. Kapasitas lebih tersebut disediakan untuk memperhitungkan dua keadaan,
yaitu kemungkinan terdapatnya beban kerja yang lebih besar dari yang ditetapkan
dan kemungkinan terjadinya penyimpangan kekuatan komponen struktur akibat
bahan dasar ataupun pengerjaan yang tidak memenuhi syarat.Kriteria dasar kuat
rencana dapat diungkapkan sebagai berikut:
Kekuatan yang tersedia > Kekuatan yang dibutuhkan
Universitas Sumatera Utara
-
19
2. 1.7. Analisis Balok Terlentur Bertulangan Rangkap
Di lapangan, kita lihat bahwa suatu balok yang bertulangan tunggal
jarang dijumpai. Hal ini disebabkan karena pada perencanaan suatu bangunan, gaya
gempa yang arahnya bolak-balik juga diperhitungkan. Sehingga bidang momen
pada suatu bentang kadang bisa bernilai positif maupun negatif. Sehingga
diperlukan baik tulangan atas maupun tulangan bawah dan dikenal sebagai balok
bertulangan rangkap.
Penulangan rangkap juga dapat memperbesar momen tahanan pada balok.
Apabila suatu penampang dikehendaki untuk menopang beban yang lebih besar dari
kapasitasnya, sesangkan di lain pihak seringkali pertimbangan teknis pelaksanaan
dan arsitektural membatasi dimensi balok, maka diperlukan usaha-usaha lain untuk
memperbesar kuat momen penampang balok yang sudah tertentu dimensinya
tersebut.
Hal ini dapat dilakukan dengan penambahan tulangan tarik hingga melebihi
batas nilai maksimum bersamaan dengan penambahan bahan baja didaerah tekan
penampang balok. Hasilnya adalah balok dengan penulangan rangkap dimana
tulangan baja tarik di daerah tarik dan tulangan tekan di daerah tekan. Pada keadaan
demikian berarti tulangan baja tekan bermanfaat untuk memperbesar kekuatan balok.
Dalam analisis balok bertulangan rangkap, akan dijumpai dua jenis kondisi
yang uraum. Yang pertama yaitu bahwa tulangan tekan telah luluh bersamaan
dengan luluhnya tulangan tarik saat beton mencapai regangan maksimum 0,003.
Sedangkan kondisi yang kedua yaitu dimana tulangan tekan masih belum luluh
Universitas Sumatera Utara
-
20
saat tulangan tarik telah luluh bersama dengan tercapainya regangan 0,003 oleh
beton.
Jika regangan tekan baja tekan (e 's) sama atau lebih besar dari regangan
luluhnya (gy), maka sebagai batas maksimum tegangan tekan baja tekan diambil
sama dengan tegangan luluhnya (fy). Sedangkan apabila regangan tekan baja yang
terjadi kurang dari regangan luluhnya, maka tegangan tekan baja adalah f's = e's .Es.
Dimana Es adalah modulus elastisitas baja. Tercapainya masing-masing keadaan
(kondisi) tersebut tergantung dari posisi garis netral penampang.
2.2. Perencanaan Balok Prategang
Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan yang tinggi terhadap
tekan, tetapi sebaliknya mempunyai kekuatan relatif sangat rendah terhadap tarik,
sedangkan baja adalah suatu material yang mempunyai kekuatan tarik yang sangat
tinggi.Dengan mengkombinasikan beton dan baja sebagai bahan struktur, maka
tegangan tekan dipikulkan kepada beton sementara tegangan tarik dipikulkan
kepada baja.
Beton prategang pada dasarnya merupakan beton dimana tegangan-
tegangan internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian
rupa sehingga tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh beban-beban luar
diberikan perlawanan hingga pada suatu kondisi yang diinginkan. Pada batang
beton bertulang, prategang pada umumnya diberikan dengan menarik baja
tulangannya.
Universitas Sumatera Utara
-
21
2.2.1. Material Beton Prategang
2.2.1.a Beton
Beton adalah campuran dari semen, air, dan agregat serta suatu bahan
tambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebut akan langsung
mengeras sesuai bentuk pada waktu basahnya. Beton yang digunakan untuk beton
prategang adalah yang mempunyai kekuatan tekan yang cukup tinggi dimana
beton minimal 30 Mpa. Kuat tekan yang tinggi diperlukan untuk menahan
tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkuran tendon, mencegah terjadinya
keretakan, mempunyai modulus elastisitas yang tinggi dan mengalami rangkak
lebih kecil.
Beton adalah meterial yang kuat terhadap kondisi tekan, akan tetapi
material yang lemah terhadap kondisi tarik. Kuat tarik beton bervariasi mulai dari 8
sampai 14 persen dari kuat tekannya. Rendahnya kapasitas tarik beton
menimbulkan terjadinyaretak lentur pada taraf pembebanan yang masih rendah.
Untuk mengurangi atau mencegah berkembangnya retak tersebut, gaya konsentris
atau eksentris diberikan dalam arah longitudinal elemen struktural
Gaya longitudinal yang diterapkan tersebut di atas disebut gaya
prategang, yaitu gaya tekan yang memberikan prategang pada penampang di
sepanjang bentang suatu elemen struktural sebelum bekerjanya beban mati dan
beban hidup transversal atau beban hidup horizontal transien. Gaya prategang
ini berupa tendon yang diberikan tegangan awal sebelum memikul beban
kerjanya, yang berfungsi mengurangi atau menghilangkan tegangan tarik pada
Universitas Sumatera Utara
-
22
saat beton mengalami beban kerja, mengantikan tulangan tarik pada struktur
beton bertulang biasa.
Beton prategang adalah material yang sangat banyak digunakan dalam
kontruksi.Beton prategang pada dasarnya adalah beton di mana tegangan-tegangan
internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa
sehingga tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh beban-beban luar dilawan
sampai suatu tingkat yang diinginkan. Prategang meliputi tambahan gaya tekan
pada struktur untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan gaya tarik internal
dan dalam hal ini retak pada beton dapat dihilangkan.
Beton yang digunkan dalam beton prategang adalah mempunyai kuat
tekan yang cukup tinggi dengan nilai f'c min K-300, modulus elastis yang tinggi
dan mengalami rangkak ultimit yang lebih kecil, yang menghasilkan
kehilangan prategang yang lebih kecil pada baja. Kuat tekan yang tinggi ini
diperlukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkuran
tendon, mencegah terjadinya keretakan.Pemakaian beton berkekuatan tinggi
dapat memperkecil dimensi penampang melintang unsur-unsur struktural beton
prategang.Dengan berkurangnya berat mati material, maka secara teknis
maupun ekonomis bentang yang lebih panjang dapat dilakukan.
Universitas Sumatera Utara
-
23
2.2.1.b Baja Prategang
Prategang pada dasarnya merupakan suatu beban yang menimbulkan
tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar dan distribusi tertentu
bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar dilawan sampai
tingkat yang diinginkan.Gaya pratekan dihasilkan dengan menarik kabel tendon
yang ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan tendon
mencapai gaya/tekanan yang direncanakan, tendon ditahan dengan angkur, agar
gaya tarik yang tadi dikerjakan tidak hilang. Penarikan kabel tendon dapat
dilakukan baik sebelum beton dicor (pre-tension) atau setelah beton mengeras
(post-tension).
Baja (tendon) yang dipakai untuk beton prategang dalam prakteknya ada
tiga macam, yaitu :
1. Kawat tunggal (wires), biasanya digunkan untuk baja prategang pada
betonprategang dengan system pratarik (pre-tension).
2. Kawat untaian (strand), biasanya digunkan untuk baja prategang pada
betonpratengang dengan system pascatarik (post-tension).
3. Kawat batangan (bar), biasanya digunakan untuk baja prategang pada
betonprategang dengan system pratarik (pre-tension).
Universitas Sumatera Utara
-
24
Kawat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai
dengan pesifikasi sepeti ASTM A 421; stress-relieved strands mengikuti standar
ASTM A 416. Strands terbuat dari tujuh kawat dengan memuntir enam
diantaranya pada pich sebesar 12 sampai 16 kali diameter di sekeliling kawat
lurus yang sedikitkebih besar. Ukuran dari kawat tunggal bervariasi dengan
diameter antara 3 - 8 m, dengan tengangan tarik (fp) antara 1500 - 1700 Mpa
dengan modulus elastisitas Ep = 200 x 10 Mpa.
Untuk memaksimumkan luas baja strands 7 kawat untuk suatu diameter
nominal, kawat standar dapat dibentuk menjadi strands yang dipadatkan seperti
Gambar 2.1
Universitas Sumatera Utara
-
25
pada gambar 2.2. Standar ASTM yang disyaratkan masing-masing tercantum
pada table 2.1
Gambar 2.26
Gambar 2.2
Tabel 2.1
Universitas Sumatera Utara
-
26
2.2.2. Penampang - Penampang Beton Prategang
Pemilihan bentuk penampang yang akan digunakan pada suatu
konstruksi biasanya tergantung pada kesederhanaan cetakan dan kemungkinan
cetakan tersebutuntuk dapat dipakai kembali, penampilan penampang, derajat
kesulitan penuangan beton, dan besaran teoritis penampang melintang batang.
Semakin besar jumlah beton yang ditempatkan didekat serat terluar balok,
semakin besar pula lengan momen antara gaya C dan T sehingga momen
penahan akan semakin besar. Ada beberapa batasan pada lebar dan tebal flens,
dan juga web hams cukup besar untuk menahan geser dan memungkinkan
penuangan beton dapat berjalan dengan baik dan pada saat yang sama juga cukup
tebal untuk menghindari tekuk. Penampang prategang bentuk T seringkali
merupakan penampang yang sengat ekonomis karena adanya beton dalam
proporsi besar pada flens tekan yang cukup efektif untuk menahan gaya tekan.
.
Gambar 2.3 Penampang balok Persegi Panjang
Universitas Sumatera Utara
-
27
2.2.3 Sistem Prategang dan Pengangkeran
Sehubungan dengan perbedaan sistem untuk penarikan dan
pengangkeran tendon, maka situasinya sedikit membingungkan dalam
perancangan dan penerapan beton prategang.Seorang sarjana teknik sipil harus
mempunyai pengetahuan umum mengenai metode-metode yang ada dan
mengingatnya pada saat menentukan dimensi komponen struktur, sehingga
tendon-tendon dari beberapa sistem dapat ditempatkan dengan baik.
Berbagai metode dengan nama pratekanan (pre-compression) diberikan pada beton
dapat dilakukan sebagai berikut:
1. Pembangkit gaya tekan antara elemen structural dan tumpuan-tumpuannya
dengan pemakaian dongkrak (flat jack).
2. Pengembangan Tekanan Keliling (hoop compression) dalam struktur
berbentuk silinder dengan mengulung kawat secara melingkar.
3. Pemakaian baja yang ditarik secara longitudinal yang ditanam dalam beton
atau ditempatkan dalam selongsong.
4. Pemakaian prinsip distorsi suatu struktur statis tak tentu baik dengan
perpindahan maupun dengan rotasi satu bagian relatif terhadap bagian
lainnya.
5. Pemakaian pemotong baja structural yang dilendutkan dan ditanam dalam
beton sampai beton tersebut mengeras.
6. Pengembangan tarikan terbatas pada baja dan tekanan pada beton dengan
memakai semen yang mengembang
Universitas Sumatera Utara
-
28
Gambar 2.4 Kabel tendon sesaat sebelum diberi gaya prategang
Metode yang biasa dipakan untuk memberikan parategang pada semen
beton strukural adalah dengan menarik baja ke arah longitudinal dengan alat
penarik yang berbeda-beda.Prategang dengan menggunakan gaya-gaya langsung
diantara tumpuan-tumpuan umumnya dipakai pelengkung dan perkerasan, dan
dongkrak datar selalu dipakai untuk memberikan gaya-gaya yang diinginkan.
Gambar 2.5 Pengerjaan Pemberian tegangan pada tendon prategang
Universitas Sumatera Utara
-
29
Pengankeran ada 2 macam yaitu : angker mati dan angker hidup. Angker
mati adalah angker yang tidak bias dilakukan lagi penarikan setelah penegangan
tendon dilakukan. Angker mati sering digunakan dalam prategang dengan sistem
pratarik.Sedangkan angker hidup dapat dilakukan penarikan kembali jika hal itu
diperlukan. Pegangkeran ini sering dijumpai dalam prategang dengan sistem pasca
tarik.
Gambar 2.6
Universitas Sumatera Utara
-
30
2.2.3.a Sistem Pratarik (Pre-tensioning)
Didalam sistem pratarik (Pre-tensioning), tendon lebih dahulu ditarik
antara blok-blok angker yang kaku (rigid) yang dicetak diatas tanah atau
didalam suatu kolom atau perangkat cetakan pratarik dan selanjutnya dicor dan
dipadatkan sesuai dengan bentuk serta ukuran yang diinginkan.
Metode ini digunakan untuk beton-beton pracetak dan biasanya
digunakan untuk konstruksi-konstruksi kecil.Beton-beton pracetak biasanya
digunakan pada konstruksi-konstruksi bangunan, kolom-kolom gedung, tiang
pondasi atau balok dengan bentang yang panjang.
Adapun tahap urutan pengerjaan beton pre-tension adalah sebagai berikut :
Kabel tendon dipersiapkan terlebih dahulu pada sebuah angkur yang mati (fixed
anchorage) dan sebuah angkur yang hidup (live anchorage). Kemudian live
anchorage ditarik dengan dongkrak (jack) sehingga kabel tendon bertambah
panjang. Jack biasanya dilengkapi dengan manometer untuk mengetahui besarnya
gaya yang ditimbulkan oleh jack. Setelah mencapai gaya yang diinginkan, beton
dicor. Setelah beton mencapai umur yang cukup, kabel perlahan-lahan
dilepaskan dari kedua angkur dan dipotong. Kabel tendon akan berusaha
kembali ke bentuknya semula setelah pertambahan panjang yang diakibatkan
oleh penarikan pada awal pelaksanaan. Hal inilah yang menyebabkan adanya
gaya tekan internal pada beton. Oleh karena sistem pratarik besandar pada
rekatan yang timbul antara baja dan tendon sekelilingnya, hal itu penting bahwa
setiap tendon harus merekat sepanjang seluruh panjang badan. Setelah beton
Universitas Sumatera Utara
-
31
mengeras, tendon dilepaskan dari alas prapenarikan dan gaya prategang ditranfer
ke beton.
2.2.3b Sistem Pascatarik (Post-tensioning)
Kebanyakan pelaksanaan pretensioning dilapangan dilaksanakan dengan
metode post-tensioning.Pascatarik dipakai untuk memperkuat bendungan beton,
prategang melingkar dari tangki-tangki beton yang besar, serta perisai-perisai
biologis dari reactor nuklir.Pascatarik (Post-tensioning) juga banyak digunakan
konstruksi beton prategang segmental pada jembatan dengan bentang yang
panjang.
Gambar 2.7
Universitas Sumatera Utara
-
32
Adapun metode dalam pelaksanaan pengerjaan beton pasca tarik(Post-
tensioning) adalah sebagai berikut:
Selongsong kabel tendon dimasukkan dengan posisi yang benar pada
cetakan beton beserta atau tanpa tendon dengan salah satu ujungnya diberi angkur
hidup dan ujung lainnya angkur mati atau kedua ujungnya dipasang angkur hidup.
Beton dicor dan dibiarkan mengeras hingga mencapai umur yang
mencukupi. Selanjutnya, dongkrak hidrolik dipasang pada angkur hidup dan
kabel tendon ditarik hingga mencapai tegangan atau gaya yang direncanakan
seperti terlihat pada gambar 2.8.
Untuk mencegah kabel tendon kehilangan tegangan akibat slip pada ujung
angkur terdapat baji. Gaya tarik akan berpindah pada beton sebagai gaya tekan
internal akibat reaksi angkur.
Gambar 2.8
Universitas Sumatera Utara
-
33
2.2.3.c Prategang Termo-Listrik
Metode prategang dengan tendon yang dipanaskan, yang dicapai dengan
melewatkan aliran listrik pada kawat yang bermutu tinggi, umumnya disebut
sebagai "Prategang Termo-Listrik".Prosesnya terdiri atas pemanasan batang
dengan arus listrik sampai temperature 300 - 400 C selama 3 - 5 menit.
Batang tersebut mengalami perpanjangan kira-kira 0,3 - 0,5 persen. Setelah
pendinginan batang tersebut berusaha memperpendek diri ada ini dicegah oleh
jepitan angkur pada kedua ujungnya seperti yang ditunjukan dengan gambar 2.9.
Waktu pendinginan diperhitungkan 12-15 menit.
2.2.4 Analisa Prate
Tegangan yang disebabkan oleh prategang umumnya merupakan tegangan
kombinasi yang disebabkan oleh beban langsung dan lenturan yang dihasilkan oleh
beban yang ditempatkan secara eksentris.
Analisa tegangan-tegangan yang timbul pada suatu elemen struktur
beton prategang didasarkan atas asumsi-asumsi berikut:
Gambar 2.9
Universitas Sumatera Utara
-
34
1. Beton prategang adalah suatu mineral yang elastic serta homogen
2. Didalam batas-batas tegangan kerja, baik beton maupun baja
berperilaku elastis, tidak dapat menahan rangkak yang kecil yang
terjadi pada keduamaterial tersebut pada pembebanan terus-menerus.
3. Suatu potongan datar sebelum melentur dianggap tetap datar meskipun
sudahmengalami lenturan, yang menyatakan suatu distribusi regangan
linier padakeseluruhan tinggi batang.
Selama tegangan tarik tidak melampaui batas modulus keruntuhan beton
(yang sesuai dengan tahap retakan yang terlihat pada beton), setiap perubahan
dalam pembebanan batang menghasilkan perubahan tegangan pada beton saja,
satu-satunya fungsi dari tendon prategang adalah untuk memberikan dan
memelihara prategang pada beton.
Tegangan yang disebabkan oleh prategang umumnya merupakan tegangan
kombinasi yang disebabkan oleh aksi beban langsung dan lenturan yang dihasilkan
oleh beban yang ditempatkan secara eksentris maupun kosentris.
2.2.4 Kondisi Tendon Prategang
2.2.4.a Tedon Konsentris
Balok beton prategang dengan satu tedon konsentris yang ditunjukan dalam
gambar 2.10.
Universitas Sumatera Utara
-
35
Gambar di atas menunjukkan sebuah beton prategangan tanpa
eksentrisitas, tendon berada pada garis berat beton (cental grafity of
concrete,c.g.c). Prategang seragam pada beton = F/A yang berupa tekan pada
seluruh tinggi balok. Pada umumnya beban-beban yang dipakai dan beban mati
balok menimbulkan tegangan tarik terhadap bidang bagian bawah dan ini
diimbangi lebih efektif dengan memakai tendon.
Gambar 2.10
Gambar 2.11
Universitas Sumatera Utara
-
36
2.2.4.b Tendon Eksentris
Sebuah balok yang mengalami suatu gaya prategang eksentris sebesar P
yang ditempatkan dengan eksentrisitas e. Tendon ditempatkan secara eksentris
terhadap titik berat penampang beton. Eksentrisitas tendon akan menambah
kemampuan untuk memikul beban eksternal.
Eksentisitas akan menambah kemampuan untuk menerima/memikul
tegangan tarik yang lebih besar lagi (serat bawah).
Prategangan juga menyebabkan perimbangan gaya-gaya dalam komponen
beton prategang.Konsep ini terutama terjadi pada beton prategang post-tension.
Tegangan yang ditimbulkan menurut (Edward G Nawy , 2001) pada
serat-serat bagian atas dan bagian bawah balok diperoleh dengan hubungan :
Gambar 2.12
Universitas Sumatera Utara
-
37
=
+
.
=
(1 +
.
2)
=
+
.
=
(1 +
.
2)
Dimana:
P = Gaya Prategang ( positif apabila menghasilkan tekanan
langsung)
E = Eksentrsitas gaya prategang
A = Luas potongan melintang batang beton
Zt dan Zb = Momen penampang serat paling atas dan paling bawah
f atas dan f bawah = Prategang pada beton yang ditimbulkan pada serat paling
atas dan paling bawah (positif apabila tekan dannegatif
apabila tarik)
yt dan yb = Jarak antara serat paling atas dan serat paling bawah
terhadap titik berat penampang
i = Jari-jari girasi
2.3 Keuntungan Beton Prategang Dibanding Beton Bertulang
Beton prategang memberikan keuntungan-keuntungan teknis besar
dibandingkan dengan bentuk-bentuk konstruksi lainnya, seperti beton bertulang
dan baja.Dalam hal batang prategang penuh, yang bebas dari tegangan-tegangan
tarik pada beban kerja, penampang melintangnya dimanfaatkan secara lebih
efisien apabila dibandingkan dengan penampang beton bertulang yang retak
pada beban kerja. Dalam batas-batas tertentu, suatu beban mati permanen dapat
( 2.2)
( 2.1)
Universitas Sumatera Utara
-
38
dilawan dengan menambah eksentrisitas gaya prategang dalam suatu unsur
struktur prategang, sehingga lebih menghemat pemakaian material.
Batang beton prategang memiliki perlawanan yang meningkat terhadap
gaya geser, disebabkan oleh pengaruh prategang tekan, yang mengurangi tegangan
tarik utama. Pemakaian kabel yang dilengkungkan, khususnya pada batang
berbentang panjang membantu mengurangi gaya geser yang timbul pada
penampang ditumpuan.
Suatu batang lentur beton prategang menjadi lebih kaku pada beban kerja
daripada suatu batang tendon bertulang dengan tebal yang sama. Namun,
setelah permulaan retak, perilaku lentur suatu batang prategang adalah sama
dengan batang beton bertulang. Pemakaian beton dan baja berkekuatan tinggi pada
batang prategang menghasilkan batang-batang yang lebih ringan dan lebih langsing
daripada yang dimungkinkan dengan pemakaian beton bertulang.Kedua ciri-ciri
structural beton prategang yaitu beton berkekuatan tinggi dan bebas dari retak,
Komponen struktur prategang mempunyai tinggi yang lebih kecil
dibandingkan beton bertulang untuk kondisi bentang dan beban yang sama. Pada
umumnya, tinggi komponen struktur beton prategang berkisar antara 65 sampai 80
persen dari tinggi komponen struktur beton bertulang.Dengan demikian, komponen
struktur prategang membutuhkan lebih sedikit beton, dan sekitar 20 sampai 35
persen banyaknya tulangan. Walaupun terdapat penghematan yang besar dalam
kuantitas material yang dipakai dalam beton prategang dibandingkan dengan beton
bertulang, penghematan dalam biaya tidak sedemikian besar disebabkan oleh
tambahan biaya-biaya untuk beton dan baja bermutu tinggi, angkur, dan
Universitas Sumatera Utara
-
39
peralatan berat lainnya yang diperlukan untuk menghasilkan beton prategang.
Namun, terdapat suatu kondisi yang ekonomis secara menyeluruh didalam
pemakaian beton prategang, karena berkurangnya bobot mati akan
mengurangi beban rencana dan biaya pondasi.
2.4. Definisi Pembebanan
2.4.1. Beban dan aksi yang bekerja
Pembebanan untuk merencanakan portal prategang merupakan dasar dalam
menentukan beban-beban dan gaya-gaya untuk perhitungan tegangan-tegangan
yang terjadi pada setiap bagian jembatan jalan raya. Penggunaan pembebanan
ini dimaksudkan agar dapat mencapai perencanaan yang aman dan ekonomis
sesuai dengan kondisi setempat, tingkat keperluan, kemampuan pelaksanaan
dan syarat teknis lainny, sehingga proses pelaksanaan dalam perencanaan menjadi
efektif. Beban-beban dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu :
2.4.1.a Beban Primer
Beban utama dalam perhitungan perhitungan gaya-gaya dalam
pada perencanaan rangka portal
a. Beban Mati Primer
Berat sendiri dari balok atau penampang yang dipikul langsung oleh
struktur rangka portal.
Universitas Sumatera Utara
-
40
b. Beban Mati Tambahan
Berat beban mati tambahan yang dipikul oleh struktur, beban ini dapat
berupa beban akibat balok, pelat maupun stupa.
c. Beban Hidup
Beban hidup adalah beban bergerak yang direncanakan akan dipikul oleh
struktur rangka portal.
2.4.1.b Beban Sekunder
Pada struktur rangka portal statis tak tentu, struktur akan dipengaruhi oleh
beban sekunder, dimana beban ini terjadi sebagai akibat dari gaya pratgang itu
sendiri. Untuk menghitung struktur dengan tingkat ketidaktentuan yang tinggi
maka digunakan Metode load balancing Menurut (Andri Budiadi, 2008), jika
tendon dibentuk melengkung maka seluruh panjang kabel akan menghasilkan gaya
yang searah dengan kelengkungannya ( tranverse forse = gaya keatas ). Gaya yang
keatas tersebut adalah gaya terbagi merata yang sama sepanjang kabel. Untuk
kabel yang parabolis dengan kelengkungan konstan, jika harga gaya prategang P
konstan maka gaya merata keatas akibat pratekan adalah :
= . =8..
2
Dimana : Wp = Balanced Load
P = Gaya Prategang
e = Eksentrisitas Kabel
( 2.3)
Universitas Sumatera Utara
-
41
2.5 Desain Penampang Beton Prategang Terhadap Lentur
Pada waktu pendesainan penampang beton prategang pada dasarnya
dilakukan dengan cara coba-coba (trial & error). Ada kerangkan struktur yang
harus dipilih sebagai permulaan dan mungkin dimodifikasi pada waktu proses
desain berlangsung. Ada berat sendiri komponen strktur yang mempengaruhi
desain, tetapi hams diasumsikan sebelum melakukan perhitungan momen. Ada
bentuk perkiraan penampang beton yang ditentukan oleh pertimbangan-
pertimbangan praktis dan teoritis yang harus diasumsikan untuk percobaan.
Karena adanya variabel-variabel ini, disimpulkan bahwa prosedur yang terbaik
adalah suatu cara coba-coba yang berpedoman pada hubungan-hubungan
yang diketahui sehingga memungkinkan diperolehnya hasil akhir yang lebih
cepat.
2.6. Analisa Tegangan Pada Penampang Beton Prategang
Pada beton partegang akan terjadi tegangan yang diakibatkan oleh
interaksi antara teganagn yang diakibatkan oleh tendon dengan beban yang
diterima oleh penampang .untuk kondisi prategang awal (transfer) tegangan yang
terjadi diakibatkan oleh tegangan akibat tendon dengan beban sendiri profil, tetapi
pada kondisi beban kerja maka beban yang terjadi berupa beban mati yang
ditambahkan dengan beban mati tambahan dan beban hidup.
Universitas Sumatera Utara
-
42
2.6.1 Desain tendon
Jumlah tendon yang digunakan menurut ( Andri budiadi, 2008) dapat
ditentukan dengan persamaan- persamaan berikut:
Dimana:
Pb = Gaya Prategang dibalok
N = Beban putus pada tendon prategang
2.6.2 Selubung Eksentrisitas yang Membatasi
Eksentrisitas tendon yang didesain di sepanjang bentang diharapkan
sedemikian hingga tarik yang terjadi di serat ekstrim balok hanya terbatas atau
tidak ada sama sekali di penampang yang menentukan dalam desain. Jika tarik
tidak dikehendaki sama sekali di sepanjang bentang balok dengan tendon
berbentuk draped, maka eksentrisitasnya hams ditentukan di penampang-
penampang berikut di sepanjang bentang.
Untuk mengetahui apakah eksentrisitas tendon ditumpuan dan di tengah
bentang terletak di daerah aman, maka perlu perlu ditentukan terlebih dahulu
batas-batas daerah aman yang terletak pada penampang.
( 2.4)
Universitas Sumatera Utara
-
43
2.7 Analisis Dan Perancangan Tulangan Torsi
2.7.1 Analisis
Momen torsi merupakan momen yang bekerja terhadap sumbu
longitudinal balok atau elemen struktur. Prinsip desain torsi menurut tata cara
perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung (SNI 03-2847-2002)
didasarkan pada analogi rangka ruang pada tabung berdinding tipis
(penampang solid diperhitungkan sebagai penampang berongga). Suatu balok
yang dibebani torsi dimodelkan sebagai tabung berdinding tipis dengan bagian
inti penampang solid diabaikan. Pada saat elemen beton bertulang retak akibat
torsi, ketahanan elemen beton tersebut dalam menahan gaya torsi disediakan
oleh sengkang tertutup dan tulangan longitudinal yang berada di dekat
permukaan luar penampang, beton dianggap tidak ikut menahan torsi.
Beban torsi harus diperhitungkan dalam desain balok menurut
( Andri Budiadi,2008 ) apabila :
Tu >Tc
Pengaruh torsi dapat diabaikan bila :
Tu <
cp
cpc
P
Af2
12
'.
distribusi tegangan puntir
Gambar 2.13 Penampang balok puntir
max Y
Ts
y1
X
x1
( 2.5)
( 2.6)
Universitas Sumatera Utara
-
44
Dimensi penampang melintang untuk penampang solid, yaitu :
c
w
c
ch
hu
w
u fdb
V
A
PT
db
V'
3
2
.7,1 .
2
2
.
2
.
Dengan :
Ach = (bw 2d).(h 2d)
Ph = 2(bw 2d) + 2(h 2d)
Tulangan yang dibutuhkan untuk torsi ditentukan berdasarkan :
Tn Tu
Tn = s
fAA sto cot.2 ...
Kebutuhan tulangan sengkang untuk torsi :
cot.2 .. so
nt
fA
T
s
A
dengan :
At = luas tulangan torsi (sengkang) luas 1 kaki sengkang
s = jarak antara tulangan sengkang
Ao = 0,85. Ach
fs = tegangan leleh tulangan sengkang
= sudut retak (45o untuk elemen non prategang)
( 2.7)
( 2.8)
( 2.9)
Universitas Sumatera Utara
-
45
Tulangan longitudinal tambahan yang dibutuhkan untuk menahan torsi :
A1 = 2
. cot
y
sh
t
f
fp
s
A
Dengan :
A1 = luas tulangan longitudinal tambahan
Ph = keliling daerah yang dibatasi sengkang tertutup
2.7.2 Perancangan Langkah-langkah yang diperlukan untuk menentukan dimensi dan
jarak tulangan puntir adalah :
a. Menentukan menurut ( Andri Budiadi, 2008 ) gaya puntir dan geser
perlu balok (Tu, b ; Vu, b) :
Tu, b = berdasarkan analisis struktur
Tu, b = . (1/3. cf ' .(Acp2/Pcp)
Vu,b = hasil analisa struktur
2
ln.
ln.,
WuMMbVu nrnl
b. Menentukan gaya puntir beton dan tulangan (Tc ; Ts) :
Tc =
cp
cp
cP
Af
2
'12
1
Jika Tu > Tc, perlu tulangan torsi
Tu
cp
cp
cP
Af
2
'12
1 ; tulangan puntir sebesar Ts
( 2.10)
( 2.11)
( 2.12)
( 2.13)
( 2.14)
Universitas Sumatera Utara
-
46
Ts = c
u TT
Ts 4 Tc ; dimensi balok harus diperbesar
c. Menentukan luas tulangan sengkang untuk torsi:
Tn =
uT
Kebutuhan tulangan sengkang untuk torsi :
Ao = 0,85. Aoh = 45o (untuk elemen non prategang)
cot.2 so
nt
fA
T
s
A
s
At dinyatakan dalam mm2/jarak mm
Syarat :
w
s
t bfs
A
6
1
d. Menentukan luas tulangan sengkang untuk geser
Vc = cf '.6
1. bw . d
Vu > Vc ; = 0,75 perlu tulangan geser
Vu Vc ; = 0,75 tulangan geser minimum
Vs = cu V
V
75,0
s
Av = Avs = df
V
y
s
( 2.15)
( 2.16)
( 2.17)
( 2.18)
( 2.19)
( 2.20)
( 2.21)
Universitas Sumatera Utara
-
47
e. Menentukan luas tulangan sengkang untuk geser dan torsi
s
A
s
AA
s
A vtvts
vt 2
f. Menentukan spasi sengkang maksimum
8
hPs atau 300 mm untuk torsi
s < d untuk geser
g. Menentukan luas tulangan sengkang minimum
Av + 2.At > y
wc
f
sbf
.1200
'75 .
Av + 2.At > Avts tetapi tidak boleh kurang dari y
w
f
sb
.3
Avt pasang = Avts.s > Avts min
h. Menentukan tulangan longitudinal tambahan akibat torsi
At =y
sbt
f
fPs
A2. cot
Luas total minimum tulangan torsi longitudinal dihitung dengan :
At min =y
sh
t
y
cpc
f
fP
s
A
f
Af.
.12
'.5
At > At min
i. Kontrol kapasitas penampang
2..
.
cotsh
yt
pasang
t
fP
fA
s
A
Tn = 2cot
...85,0.2
sf
chA
s
tA
Tn > Tu
( 2.22)
( 2.23)
( 2.24)
( 2.25)
( 2.26)
( 2.27)
( 2.28)
Universitas Sumatera Utara