Kelekatan Baja Tulangan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Struktur beton bertulang (reinforced concrete) adalah struktur komposit yang

terbuat dari dua bahan dengan karakteristik yang berbeda yaitu beton dan baja. Secara

umum beban luar telah diberikan pada beton, dan tulangan menerima bagian beban

tersebut hanya pada tulangan yang dilingkupi beton melalui ikatan. Tekanan ikatan

adalah nama yang diberikan pada tegangan geser pada permukaan tulangan beton

dimana melalui pemindahan beban antara besi dan beton sekitarnya, akan

memodifikasi tekanan baja. Ikatan ini ketika dikembangkan secara efisien,

memungkinkan dua bahan membentuk struktur komposit. Dalam struktur komposit,

ikatan antara komponen beton bertulang yang berbeda memiliki peran primordial dan

pengabaiannya akan mengakibatkan respon struktur yang kurang baik. Fenomena

yang kompleks ini mengarahkan para insinyur di masa lalu untuk bergantung pada

formula empiris untuk disain struktur beton, yang kemudian berasal dari sejumlah

percobaan. Untuk itu, keterpaduan ikatan itu dilaksanakan dalam penelitian terakhir.

Sifat-sifat interaksi ini tergantung pada sejumlah faktor seperti friksi, interaksi

mekanika, dan adhesi kimia.

Di masa lalu, jumlah penelitian eksperimental telah dilakukan untuk

mengklarifikasi dan memahami perilaku besi yang terdeformasi yang ditarik dari

Universitas Sumatera Utara

balok beton dalam kondisi beban siklus atau monotonik. Hasil percobaan ini

terdokumentasi dengan baik dalam literatur khusus. Namun penelitian ini hanya

didapatkan pada hasil percobaan, maka sangat sulit untuk menyaring pengaruh bahan

dan parameter geometri atas perilaku ikatan. Oleh karena itu, untuk memahami lebih

baik perilaku ikatan, maka model ikatan jauh lebih reliabel (simulasi transmisi gaya

dalam zona ikatan lihat Gambar 2.1(a) dan 2.1(b) yang dapat digunakan dalam

elemen terbatas tiga dimensi.

Menurut J.Shafaie,A.Hosseini, M.S. Marefat, 2002 pemodelan numerik dari

perilaku ikatan adalah dimungkinkan dalam dua tingkatan:

1. Pemodelan yang lebih rinci dimana geometri batangan dan beton adalah

dimodelkan oleh elemen tiga dimensi;

2. Pemodelan fenomenologi didasarkan pada formulasi diskrit atau smear dari

interfase besi dan beton.

Gambar 2.1 (a) Ideal Bond Zone ( menurut Shafaie,A.Husseini,M.S Marefat)

Bet

on

Nodes Elemen besi

Ket

ebal

an

kuat

leka

t

Volume Element beton

Nodes


Gambar 2.1 (b) Detail Modeling ( menurut Shafaie,A.Husseini,M.S Marefat)

Dalam pemodelan fenomenologi ikatan beton dan penguatnya adalah terbatas

oleh elemen dua atau tiga dimensi. Hubungan antara besi dan beton dapat dimodelkan

dan pendekatan diskontinue dimana ikatan didefinisikan oleh elemen-elemen yang

perilakunya dikontrol oleh hubungan tekanan ikatan-slip. Pendekatan ini adalah

kemampuan untuk untuk memprediksikan secara realistis perilaku ikatan untuk

geometri yang berbeda dan untuk kondisi batasan yang berbeda hanya bila model

konstitusi relatif untuk beton. Model ini tidak mampu secara otomatis

memprediksikan perilaku ikatan dari geometri tulangan. Konsekuensinya, pemodelan

tiga dimensi lebih baik dalam paramter model ikatan. Dengan demikian, kita

memiliki kemungkinan mensimulasikan secara realistis perilaku struktur beton

bertulang dengan pemodelan dan perhitungan. Dengan menggunakan pemodelan

yang rinci seperti pemodelan penulangan pada penampang beton akan memberikan

elemen yang lebih baik. Ini mengarah pada usaha dalam pemodelan dan

merealisasikan waktu perhitungan analisis pada sturktur beton bertulang.

Bet

on

Nodes Elemen besi Ket

ebal

an

kuat

leka

t

Volume Element beton

Nodes


2.2 Penyaluran Tegangan Lekatan

Salah satu dasar anggapan yang digunakan dalam perencanaan dan analisis

struktur beton bertulang adalah lekatan batang baja tulangan dengan beton yang

mengelilingi berlangsung sempurna tanpa terjadi penggelinciran. Ini berarti bahwa

beban kerja tidak terjadi slip dari baja tulangan terhadap beton disekelilingnya.

Berdasarkan atas anggapan tersebut, pada waktu komponen struktur beton bertulang

bekerja menahan beban akan timbul tegangan lekat yang berupa (bond strength) pada

permukaan singgung antara batang tulangan dengan beton.

Perkuatan pada beton dapat meningkatkan kekuatan tarik penampang

bergantung pada keserasian (compatibility) antara kedua bahan tersebut untuk dapat

bekerja sama memikul beban luar. Dalam keadaan terbebani, elemen penguat seperti

baja tulangan harus mengalami regangan atau deformasi yang sama dengan

sekelilingnya untuk mencegah terpisahnya kedua material. Kekuatan lekatan yang

merupakan hasil dari berbagai parameter seperti adhesi antara beton dan permukaan

tulangan baja dan tekanan beton, yang menyebabkan peningkatan tahanan terhadap

gelincir, efek total ini disebut sebagai lekatan (bond). Kekuatan lekatan bergantung

pada faktor-faktor utama sebagai berikut:

1. Adhesi gabungan antara elemen beton dan baja tulangan;

2. Efek Gripping (memegang) sebagai akibat dari susut pengeringan beton

disekeliling tulangan dan saling geser antara tulangan dengan beton

sekelilingnya;


3. Tahanan gesekan (friksi) terhadap gelincir dan saling kunci pada saat

elemen penguat atau tulangan mengalami tegangan tarik;

4. Pengaruh kualitas beton, kekuatan tarik dan tekannya;

5. Pengaruh mekanis penjangkaran ujung tulangan, yaitu panjang penyaluran

(development length), panjang lewatan (splicing), bengkokan tulangan

(hooks) dan persilangan tulangan;

6. Diameter, bentuk dan jarak tulangan karena semuanya mempengaruhi

pertumbuhan retak;

7. Kedalaman permukaan dari tulangan (licin, kasar, berulir).

Agar beton bertulang dapat berfungsi dengan baik sebagai bahan komposit

dimana batang baja tulangan saling bekerja sama sepenuhnya dengan beton maka

perlu diusahakan supaya terjadi penyaluran gaya yang baik dari suatu bahan kebahan

yang lain. Untuk menjamin hal ini diperlukan adanya lekatan yang baik antara beton

dengan tulangan baja. Agar batang tulangan baja dapat menyalurkan gaya

sepenuhnya melalui ikatan, baja harus tertanam di dalam beton hingga kedalaman

tertentu yang dinyatakan dengan panjang penyaluran. Jenis percobaan yang dapat

menentukan kualitas lekatan elemen tulangan yaitu:

1. Percobaan Tarik Langsung (Pull Out Test)

Percobaan ini memberikan perbandingan yang baik antara efisien lekatan

berbagai jenis permukaan tulangan dan panjang penanaman. Akan tetapi, hasilnya

belum memberikan tegangan lekat sesungguhnya pada struktur.


2. Hubungan Slip Ikatan Lokal

Persamaan diferensial terhadap slip, dalam persamaan (2.1) baja penguat

yang dimasukkan pada massa beton seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.2

Dalam potongan batang yang pendek, dx, perubahan dalam pergeseran relatif

dari baja terhadap beton, d adalah sama dengan perubahan dalam deformasi

s, dikurangi perubahan dalam deformasi beton, c. dalam hal ini

d = s -c .............................................................. (2.1)

besaran deformasi untuk penguatan dan beton, bila kita mengasumsikan

keadaan elastis diberikan oleh persamaan (2.2) dan (2.3)

S

= (S

ES) dx ............................................................... (2.2)

C

=(c

Ec)dx ................................................................. (2.3)

Gambar 2.2 Kuat Lekat Baja pada

Dimana s dan c adalah baja dan beton. Istilah yang digunakan dalam

persamaan (2.1) adalah umum dan berlaku pada tingkat lokal. Dalam

prakteknya, nilai c adalah relatif dan dapat terabaikan terhadap s karena

bagian beton lebih besar dari bagian baja dan tekanan normal beton adalah lebih

rendah. Oleh karena itu, persamaan kedua dalam persamaan (2.1) adalah

Beton

Steel bar

Concrete

X

x dx

db dx

(s+ds)As


diabaikan dan seluruh slip diferensial pada level lokal attributed pada deformasi

baja. Persamaan (2.1) direduksi menjadi (2.2):

d - s ...................................................................... (2.4)

Substitusikan persamaan 2.2 ke dalam persamaan 2.4 dan kemudian

disusun kembali, sehingga diperoleh:

d

dx= s

Es .................................................................. (2.5)

Bila kita mendiferensialkan kedua sisi persamaan di atas dengan mengacu

kepada dx, maka persamaan berikut akan berlaku:

d2

d2x= ( 1

Es) dxdx

....................................................... (2.6)

Pada sisi lain, tekanan ikatan dan tekanan baja (pada segmen dx) adalah

berhubungan dari kondisi keseimbangan yang menyatakan:

(s + dx) As = sAs + xdx x x db

Secara sederhana:

dsdx

= x dbAs ...................................................... (2.7)

Bila kita mensubstitusikan persamaan (2.7) ke dalam persamaan (2.6),

maka diperoleh persamaan berikut:

d2

d2x= s(x)x db

AsEs ...................................... (2.8)

Dimana ds adalah diameter, As adalah luas penampang, Es adalah modulus

Young dari batang penguat dan s(x) adalah slip antara beton dan absiska baja x.


Persamaan (2.8) diketahui sebagai persamaan diferensial yang mendasar

untuk ikatan antara penguatan baja dan beton. Persamaan ini digambarkan

dalam bentuk sederhana seperti di atas atau dalam bentuk lain oleh berbagai

penulis. Diasumsikan bahwa karakteristik ikatan batang penguat adalah

dijelaskan secara analitik oleh hubungan ikatan t = t(s). Dimana dalah

tegangan geser apa permuakan kontak antara bar dan beton yang slip.

3. Sifat Keruntuhan Lekatan.

Bila digunakan baja polos untuk penulangan, lekat dianggap sebagai suatu

adhesi antara pasta beton dengan permukaan dari baja. Tegangan tarik yang

relatif rendah di dalam penulangan bahkan akan timbul slip yang cukup untuk

menghilangkan adhesi pada lokasi yang berdekatan langsung dengan retak di

dalam beton, sehingga pergeseran relatif antara tulangan dan beton

sekelilingnya hanya ditahan oleh gesekan disepanjang daerah slip.

Susut juga dapat menimbulkan seretan gesek terhadap batang tulangan,

umumnya suatu tulangan polos yang dibentuk dengan cara penggilingan panas,

dapat terlepas dari beton karena terbelah diarah memanjang bila terjadi

perlawanan gesek yang cukup tinggi, atau dapat terlepas keluar dengan

menimbulkan lubang bulat didalam beton.

4. Variasi Ke Dalam Penjangkaran Tulangan

Variasi kedalaman baja tulangan akan mempengaruhi tingkat kelekatan

antara baja dan beton. Benda uji silinder diameter 15 - 30 cm merupakan benda

uji beton dimana baja tulangan ditanamkan dapat dilihat pada Tabel 2.1:


Tabel 2.1 Variasi Jumlah Sampel

Variasi kedalaman Benda Uji Silinder Jumlah benda Uji 16 cm 15 30 cm 5 (dengan Flay Ash) 16 cm 15 30 cm 2 (tanpa Flay Ash)

5. Pengujian Kuat Lekat Tulangan

Benda uji ini berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

Pengujian dilakukan pada umur 28 hari dengan jumlah benda uji sebanyak 5

buah. Letakkan benda uji (kepala tulangan) pada penarik mesin Pull Out Test,

kemudian diberi beban perlahan-lahan sampai pembacaan dial tidak naik lagi,

dan catat beban maksimum terjadi.

2.3 Abu Terbang (Fly Ash)

Abu terbang adalah debu yang dihasilkan dari sisa pembakaran Pembangkit

Listrik Tenaga Uap (PLTU) berbahan bakar batubara (Sudjatmiko Nugroho, 2003).

Sedangkan NSPM KIMPRASWIL dalam SNI 03-6414-2002 (2002:145) memberikan

definisi berbeda, yaitu abu terbang adalah limbah hasil pembakaran batu bara pada

tungku pembankit listrik tenaga uap yang berbentuk halus, bundar dan bersifat

pozolanik (SNI 03-6414-2002 (2002: 145)).

Bahan bangunan abu terbang dapat digunakan sebagai bahan baik untuk

pembuatan agregat buatan dalam campuran beton, bahan tambahan paving blok,

mortar, batako, bahan tambah beton aspal, beton ringan dan sebagainya. Sebagai

bahan tambah beton, abu terbang dinilai dapat meningkatkan kualitas beton dalam hal

kekuatan, kekedapan air, ketahanan terhadap sulfat dan kemudahan dalam pengerjaan


(workability) beton (Sofwan Hadi, 2000). Penggunaan abu terbang juga dapat

mengurangi penggunaan semen dan sekaligus sebagai bentuk pemanfaatan limbah

yang akan membantu menjaga kelestarian lingkungan.

Abu terbang sepertinya cukup baik untuk digunakan sebagai bahan ikat karena

bahan penyusun utamanya adalah silikon dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3) dan

Ferrum oksida (Fe2O3

Dalam SNI 03-6863-2002 (2002: 146) spesifikasi abu terbang sebagai bahan

tambah untuk campuran beton disebutkan ada 3 jenis abu terbang, yaitu;

). Oksida-oksida tersebut dapat bereaksi dengan kapur bebas

yang dilepaskan semen ketika bereaksi dengan air. Clarence (1966: 24) menjelaskan

dengan pemakaian abu terbang sebesar 20-30% terhadap berat semen maka jumlah

semen akan berkurang secara signifikan dan dapat menambah kuat tekan beton.

Pengurangan jumlah semen akan menurunkan biaya material sehingga efisiensi dapat

ditingkatkan.

1. Abu terbang jenis N, adalah abu terbang hasil kalsinasi dari pozolan alam,

misalnya tanah diatomite, shole, tuft dan batu apung;

2. Abu terbang jenis F, adalah abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran

batubara jenis antrasit pada suhu kurang lebih 1560 C;

3. Abu terbang jenis C, adalah abu terbang hasil pembakaran ligmit/ batubara

dengan kadar karbon sekitar 60%. Abu terbang jenis ini mempunyai sifat

seperti semen dengan kadar kapur di atas 10%.

Abu terbang memiliki sifat pozolan yang terdiri dari unsur-unsur silikat dan

atau aluminat yang reaktif. Komposisi kimia masing-masing jenis abu terbang sedikit


berbeda dengan komposisi kimia semen. Tabel 2.2 menjelaskan komposisi kimia abu

terbang dan semen menurut Ratmaya Urip (2002).

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Berbagai Jenis Abu Terbang dan Semen Portland

No. Komposisi Kimia Jenis Abu Terbang Semen Jenis F Jenis C Jenis N 1 SiO 51.90 2 50.90 58.20 22.60 2 Al2O 25.80 3 15.70 18.40 4.30 3 Fe2O 6.98 3 5.80 9.30 2.40 4 CaO 8.70 24.30 3.30 64.40 5 MgO 1.80 4.60 3.90 2.10 6 SO 0.60 2 3.30 1.10 2.30 7 Na2O dan K2 0.60 O 1.30 1.10 0.60

Sumber: Ratmaya Urip, 2003

Abu terbang merupakan limbah dari pembakaran batubara yang banyak

dihasilkan oleh PLTU dan mesin-mesin di pabrik. Abu terbang termasuk bahan

pozolan buatan yang memiliki sifat pozolanik. Sifat abu terbang tersebut membuat

abu terbang dapat digunakan sebagai bahan pengganti semen dan bahan tambah untuk

bangunan yang dapat meningkatkan ketahanan/keawetan beton terhadap ion sulfat

dan juga menurunkan panas hidrasi semen.

Menurut standar SNI 03-6863-2002 (2002:150) penggunaan abu terbang

sebagai bahan tambah beton, baik untuk adukan maupun campuran beton harus

memenuhi syarat-syarat seperti Tabel 2.3.

Abu terbang memiliki butiran yang cukup halus yaitu lolos saringan no

5-27% dengan spesifikasi grafiti antara 2,5-2,8 berwarna abu-abu kehitaman. Fly

Ash yang dipakai dalam penelitian ini diambil dari limbah pembakaran batubara

pada PLTU Sijantang Kodya Sawahlunto, hasil pengujian seperti Tabel 2.4


Tabel 2.3 Susunan Kimia dan Sifat Fisik Abu Terbang

No. Uraian Kelas F (%) Kelas C %

A 1. Silikon dioksida + alumunium oksida +besi oksida, min 2. Sulfur trioksida, maks 3. Kadar air, maks 4. Hilang Pijar, maks 5. Na2O, maks

70.00 5.00 3.00 6.00 1.50

50.00 5.00 3.00 6.00 1.50

B Sifat Fisik Kehalusan sisa di atas ayakan 4um ,maks Indeks keaktifan pozolan dengan PCI, pada umur minimal

28 hari Air, maks Pengembangan dengan u toc lav e, maks

34.00

75.00

105.00 0.80

34.00

75.00

105.00 0.80

(Sumber: SNI 03-6863-2002 (2002: 150))

Tabel 2.4 Hasil Uji Fly Ash Sawahlunto

Uraian Satuan Asal Sample

EP1 EP3 Hopper

SiO2 % 57.81 55.77 56.11

Al2O3 % 28.64 30.61 29.07

Fe2O3 % 6.69 6.33 6.59

CaO % 2.38 2.35 2.2

MgO % 0.13 0.19 0.13

BTL % 81.95 82.93 78.37

LOI % 3.91 4.41 10.65

H2O % 0.19 0.18 0.21

Sisa diatas ayakan 45 % 36.6 4.20 45.6

Sumber PT Semen Padang Indarung


Komposisi kimia yang telah dilakukan seperti yang disajikan pada tabel di atas

menunjukkan bahwa abu terbang tersebut masuk kelas C, karena kandungan oksida

silica, almunium dan besi lebih dari 50 %.

Hasil penelitian yang telah dilakukan persentase abu terbang terhadap berat

semen dilampirkan antara lain pengaruh penggunaan abu terbang (Fly Ash) terhadap

kuat tekan oleh Andoyo 2006.

Dari Gambar 2.3 terlihat bahwa kuat tekan mortar mengalami kenaikan karena

penambahan abu terbang pada persentase 10%, 20%, 30% dan setelah itu mengalami

penurunan kembali pada persentase 40% tapi kuat tekannya tetap lebih tinggi jika

dibandingkan dengan mortar yang tanpa abu terbang. Hal ini sesuai dengan pendapat

Ratmaya Urip (2002) yang mensyaratkan penggunaan abu terbang sebagai bahan

bangunan yang paling baik adalah 20%-30%.

Y=400.43X2 + 102.81 X + 45.410

R2 = 0.8028

50% 40% 30% 20% 10% 0%

70

20

25

30

35

40

45

50

55 60

65

Persentase abu terbang thp berat semen (%)

Kuat

teka

n (k

g/cm

2 )


Sumber: Hasil Analisis

Gambar 2.3 Proyeksi Kuat Tekan Karaktreristik Mortal Umur 28 Hari

Kenaikan kuat tekan mortar pada penambahan abu terbang terjadi karena

secara kimiawi abu terbang bersifat hidrolik yang bereaksi mengikat kapur bebas atau

kalsium hidroksida yang dilepaskan semen saat proses hidrasi. Reaksi kimia yang

terjadi tersebut membuat kapur bebas yang semula adalah mortar mengeras bersama

air dan abu terbang yang akhirnya mempengaruhi kekuatan tekan mortar. Kadar

kalsium hidroksida akibat proses hidrasi yang berkurang karena adanya pengikatan

yang terjadi dengan abu terbang menyebabkan porositas dan permeabilitas berkurang

sehingga membuat mortar menjadi lebih padat dan lebih kuat.

Abu terbang yang butirannya lebih halus dari semen dalam mortar secara

mekanik juga akan mempengaruhi kuat tekan mortar karena akan mengisi pori-pori

yang ada dalam mortar sehingga menambah kekedapan dan memudahkan pengerjaan,

hal ini sesuai dengan pendapat Sofwan Hadi (2000) yang menyatakan bahwa abu

terbang dapat menambah workability dan kualitas mortar dalam hal kekuatan dan

kekedapan air. Kuat tekan mortar yang paling optimal didapatkan pada persentase

20%.

Dalam penelitian ini adalah sebaliknya Fly Ash berfungsi sebagai pengganti

semen jadi berat semen akan berkurang.

2.4 Tegangan Lekat

Kuat lekat adalah kemampuan baja tulangan dan beton yang menyelimutinya

dalam menahan gaya-gaya dari luar ataupun faktor lain yang dapat menyebabkan


lepasnya lekatan antara baja tulangan dan beton (Winter, 1993). Menurut Nawy

(1986), kuat lekatan antara baja tulangan dan beton yang bergantung pada faktor-

faktor utama sebagai berikut:

1. Adhesi antara elemen beton dan bahan penguatnya (tulangan baja);

2. Sebagai akibat dari susut pengeringan beton disekeliling tulangan, dan

saling geser antara tulangan dengan beton di sekelilingnya;

3. Tahanan gesek (friksi) terhadap gelincir dan saling mengunci pada saat

elemen penguat atau tulangan mengalami tarik;

4. Efek kualitas beton dan kekuatan tarik dan tekannya;

5. Efek mekanis penjangkaran ujung tulangan;

6. Diameter dan bentuk tulangan.

Kuat lekat antara baja tulangan dengan beton merupakan susunan yang khas

dan kompleks dari adhesi, tahanan geser, dan aksi penguncian mekanis dari

perubahan permukaan baja tulangan. Ini mempunyai pengaruh penting pada

keretakan dan perubahan bentuk bahan struktur bertulang.

Kekuatan lekatan tergantung pada besarnya perikatan baja tulangan di dalam

beton. Kuat lekat yang rendah dapat menimbulkan slip sehingga adhesi hilang. Maka

pergeseran antara tulangan dengan beton sekelilingnya hanya ditahan oleh gesekan

disepanjang daerah slip.

Menurut Kemp (1986), distribusi tegangan lekat sepanjang tulangan ulir lebih

rumit dan kompleks. Tegangan lekat antara batang tulangan dan beton akan terjadi

pada dua tonjolan. Baja ulir dapat meningkatkan kapasitas lekatan karena penguncian


dua ulir dan beton di sekelilingnya. Gaya tarik yang ditahan oleh tulangan

dipindahkan ke beton melalui tonjolan.

2.5 Panjang Penyaluran

Panjang penyaluran adalah panjang penanaman yang diperlukan untuk

mengembangkan tegangan baja hingga mencapai tegangan luluh, merupakan fungsi

dari tegangan leleh, diameter dan tegangan lekat baja tulangan. Panjang penyaluran

menentukan tahanan terhadap tergelincirnya tulangan. Dasar utama teori panjang

penyaluran adalah dengan memperhitungkan suatu baja tulangan yang ditanam di

dalam masa beton. Agar batang dapat menyalurkan gaya sepenuhnya melalui ikatan,

harus tertanam di dalam beton hingga suatu kedalaman tertentu yang dinyatakan

dengan panjang penyaluran. Sebuah gaya tarik P bekerja pada baja tulangan tersebut.

Gaya ini ditahan oleh lekatan antara beton sekeliling dengan baja tulangan. Bila

tegangan lekat ini bekerja merata pada seluruh bagian batang yang tertanam, total

gaya angker (gaya yang harus dilawan sebelum batang tersebut keluar dari beton)

akan sama dengan panjang bagian yang tertanam dikalikan keliling baja tulangan kali

tegangan lekat. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Panjang Penyaluran Baja Tulangan


Gaya maksimum yang dapat dilawan oleh batang itu sendiri sama dengan luas

penampang batang dikalikan dengan kekuatan tarik baja. Agar terjadi keseimbangan

antara gaya, maka kedua gaya ini harus sama besar. Untuk menjamin lekatan antara

baja tulangan dan beton tidak mengalami kegagalan, diperlukan adanya syarat

panjang penyaluran.

Ld . . d . fb = P ..................................................... (2.9)

Dimana nilai P = A . fy maka didapat persamaan:

Ld . . d . fb = A . fy ............................................ (2.10)

Dengan luas penampang tulangan adalah:

.................................................... (2.11)

Dari persamaan 2.11 diperoleh panjang penyaluran :

.......................................................... (2.12)

Dan nilai tegangan lekat:

....................................................... (2.13)

Dimana : P = Gaya tarik keluar.

A = Luas penampang baja tulangan.

fy = Tegangan baja leleh.

d = Diameter baja tulangan.

Ld = panjang penyaluran.

fb = kuat lekat/tegangan lekat.

4

2dA

fyddfbLd4

2

.4

dfbfyLd =

..4

dLdfyfb


Menurut SKSNI T-15-1991-03 pasal 3.5.2 menentukan bahwa panjang

penyaluran Ld untuk batang tulanga baja tarik deformasian dan tulangan rangkai las

adalah sebagai berikut:

Ld = Ldb x faktor modifikasi ................................ (2.14)

dimana: Ld = panjang penyaluran

Ldb = panjang penyaluran dasar

1. Panjang penyaluran dasar:

a. Batang D-36 dan lebih kecil :

Tetapi tidak kurang dari : 0,06 db fy

b. Batang D-45 :

c. Batang D-55 :

d. Kawat berulir :

2. Faktor modifikasi diambil:

a. Tulangan atas : 1,4

b. Tulangan dengan fy > 400 MPa : 2-(400/fy)

c. Beton ringan dengan spesifikasi beton tahan sulfat :

d. Beton ringan tanpa menentukan kekuatan tarik

3. Beton ringan berpasir : 1,18

4. Beton ringan total : 1,33

5. Penulangan mendatar spasi pkp 150 mm,

'/02.0 cyb ffA

'/25 cy ff

'/40 cy ff

'/..8/3 cy ffdb

)8,1(

'

cd

c

ff


Jarak bersih antara tulangan < 70 mm : 0,80

6. Tulangan dalam lilitan spiral diameter > 5mm

Dan jarak lilitan < 100 mm : 0,75

Panjang penyaluran Ld tidak boleh kurang dari 300 mm.

fc = Satuan dalam MPa.

fy = Satuan dalam MPa.

db = Satuan dalam mm.

Ab = Satuan dalam mm

fct = Satuan dalam MPa.

2

Panjang penyaluran Ld yang didapat dalam satuan milimeter (mm).

2.6 Distribusi Tegangan Lekat pada Pengujian Lolos Tarik

Tegangan lekat yang diijinkan sebagian besar ditetapkan dari pengujian lolos

tarik (pull-out test). Sesar batang relatif terhadap beton diukur pada ujung yang

dibebani dan ujung bebas. Pada beban relatif kecil, sesar mula-mula terjadi pada

daerah sekitar ujung yang dibebani. Makin besar gaya tarik yang dikerjakan, sesar

pada ujung dibebani makin bertambah besar. Apabila sesar telah mencapai ujung

bebas, maka perlawanan maksimum hampir tercapai. Perlawanan rata-rata selalu

dihitung seakan-akan merata sepanjang penyaluran (Ferguson, 1980).

Adapun tegangan lekat kritis didefinisikan sebagai nilai terkecil dari tegangan

lekat yang menghasilkan sesar sebesar 0,05 mm pada ujung bebas atau 0,25 mm pada

ujung yang dibebani (Park dan Paulay, 1975).


Gambar 2.5 Sesar Antara Baja Tulangan dan Beton

Dari Gambar 2.5 dapat dirumuskan bahwa sesar (c) yang terjadi setelah

pembeban adalah:

C = - S ........................................................... (2.15)

Dimana: C = sesar yang terjadi

= pertambahan panjang total

S = pertambahan panjang baja

Pertambahan panjang baja dicari dengan persamaan:

......................................................... (2.16)

Dimana: L = Pertambahan panjang baja

P = Beban

Lo = Panjang mula-mula baja

E = Modulus young

A = Luas penampang baja

...EALoP

s =


BAGAN ALIR METODOLOGI

Gambar 2.6 Bagan Alir Metodologi

MIX DESIGN

tidak

ya

Numerik dengan program Ansys Ekperimen

Mulai

Pengumpulan data

Pemilihan bahan dasar

Pengujian material bahan campuran beton

Benda uji untuk tulangan polos panjang penyaluran kedalaman

16 cm tanpa fly ash

Benda uji untuk tulangan polos panjang penyaluran kedalaman 16

cm dengan beton fly ash

Perawatan Beton dengan cara perendaman pengujian kuat lekat beton

pada umur 28 hari

Pengolahan data

Evaluasi dan analisa hasil

Kesimpulan dan saran

Selesai

Pengujian Pull Out Test


Kelekatan Baja Tulangan

Documents

Transcript of Kelekatan Baja Tulangan