MATERI KULIAH

STRUKTUR BETON

MATERI KULIAH11Beton polos (Kuat tekan tinggi)Tulangan Baja (Kuat tarik tinggi)

Penempatan tulangan pada daerah tarik

BETON BERTULANG22Adukan beton

Semen (PC)PasirKerikilAirDicampur:Dengan cara tertentuSelang waktu tertentuADUKAN BETONHarus kental (plastis) fasJika mengeras harus menjadi padat, keras, kedap air3Benda ujiStandar ASTM, C172Jika benda uji kubus dengan sisi 150 mm, maka harus digunakan konversi kuat tekan (fc) sbb :

fc = {0,76 + 0,2Log(fck/15)}fck

fck = kuat tekan rancang dengan kubus 150 mm

Konversi menurut PBI 71 = 0.83

BETON44Tabel : Perbandingan Kekuatan Tekan Beton Berbagai Benda Uji

52. Hubungannya dengan umur fc = fci /fi

fci = kuat tekan umur i harifi = fakor umur pada i hari

3. Analisis PengujianKuat tekan rancang (fc) ditentukan berdasarkan :a. Benda uji < 15 buahfc = fcr -12b. Benda uji 15 buah1. fc = fcr 1,64 Sr2. fc = fcr 2,64 Sr + 4 i (hari)37142128fi0.460.700.880.961.00Jumlah b. ujif152025 301.161.081.031.00Sr = s x fs = Standar deviasi f = Faktor koreksiInterpolasi linier 6Contoh Perhitungan

7

Sampai 40% fc linier Sampai 70% fc kehilangan kekakuannya (lengkung) Makin rendah fc makin tinggi Makin tinggi fc makin panjang bagian linier1 Psi = 0.00689 MPa1 MPa = 1 N/mm2

88

Makin besar fas, makin kecil fc Makin kecil fas, makin besar fc (workability)99

Catatan :Untuk beton non prategang fy 550 MPaUntuk tul. Geser fy 400 MPaEs baja = 200.000 MPaBAJA TULANGANMakin besar fy, makin kecil Baja keras bersifat getasMAkin kecil fy, makin besar Baja lunak bersifat liat (daktail)1010SUSUTBerkurangnya volume beton karena kehilangan uap airAda 2 Jenis susut : Susut plastis Susut pengeringan

Faktor Penyebab :Kandungan AgregatFaktor air semen(fas)Ukuran elemen betonKondisi LingkunganPenulanganBahan tambahJenis semen1111RANGKAKPertambahan regangan terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerjaDeformasi awal akibat beban disebut regangan elastis, regangan tambahanAkibat beban yang sama disebut regangan rangkak

Regangan total = regangan elastis (e) + rangkak (c) + susut (sh)Efek rangkak dan susut :Menambah defleksi pada balokdan pelat1212MUTU BETON DAN BAJA TULANGANMutu betonfc(MPa)fc(kg/cm2)15202530351520253035150200250300350Mutu Bajafy (MPa)fy (kg/cm2)240320400240320400240032004000fc = kuat tekan beton yang disyaratkanfy = teg. Leleh tulangan yang disyaratkanTegangan leleh bajaKuat tekan beton1313METODE PERENCANAANMetode tegangan kerja/tegangan izin/desain garis lurus/wsd(1900-1960) =Tegangan yang timbul yang dihitung secara elastis =Tegangan yang diijinkan, sebagai prosentase dari fc beton dan fy baja tulanganMetode kekuatan-ultimit (>1960) desain kekuatanKekuatan yang ada (tersedia) > kekuatan yang diperlukan untuk memikulbeban berfaktorCatatan :Kekuatan yang ada dihitung berdasarkan aturan dan pemisalan atas Perilaku yang ditetapkan menurut peraturan2. Kekuatan yang diperlukan ditetapkan dengan jalan menganalisis struktur terhadap beban berfaktor14Tabel 1. Faktor beban (SNI 03-2847-2002(Hal 59))Keterangan :D = Beban mati Lr = Beban hidup tereduksiL = Beban hidup E = Beban gempaH = Beban tekanan tanah F = FluidaA = Beban atap R = Air hujanNoKombinasi bebanFaktor beban (U)1D1,4D2D, L1,2D + 1,6L+0,5 (A atau R)3D, L, W1,2D + 1,0L 1,6W+0,5(A/R)4D, W0,9D 1,6W5D, L, E1,2D + 1,0L E6D, E0,9(D + E)7D, L, H1,2D + 1,6L+0,5 (A atau R)+1,6H8D, F1,4 (D + F) 1515NoKondisi GayaFaktor Reduksi ()1Lentur, tanpa beban aksial0,802Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur0,803Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur :- Komponen struktur dengan tulangan spiral0,70- Komponen struktur lainnya0,654Geser dan Torsi0,755Geser pada komponen struktur penahan gempa0,556Geser pada hubungan balok kolom pd balok perangkai0,807Tumpuan beton kecuali daerah pengangkuran pasca tarik 0,658Daerah pengangkuran pasca tarik0,859Lentur tanpa beban aksial pd struktur pratarik0,7510Lentur, tekan, geser dan tumpu pada beton polos struktural0,55Tabel 2. Faktor reduksi kekuatan (SNI 03-2847-2002 (Hal 61-62))16Tujuan pemberian faktor reduksiMemperhitungkan ketidakpastian kekuatan bahanAproksimasi dalam analisisVariasi ukuran penampang beton dan penempatan tulangan yang tidak pasTimbulnya masalah dapalm pekerjaan lapangan17Provisi KeamananFaktor beban : memperhitungkan kemungkinan terjadinya pelampauan beban dalamstruktur. (U)Faktor reduksi kekuatan : memperhitungkan kemungkinan kurangnya mutu bahandilapangan. ()Dengan memperhatikan faktor beban dan faktor reduksi kekuatan, besarnya Keamanan struktur (safety factor) dinyatakan sebagai berikut :

1818PengertianPerbandingan tulangan seimbang (balanced steel ratio)Yaitu : balok yang tulangan tariknya secara teoritis akan mulai meleleh pada saat beton tekannya mencapai regangan ultimit pada tingkat beban yang samaBalok underreinforcedYaitu : jika balok mempunyai lebih sedikit tulangan yang diperlukan dari kondisi seimbangBalok overreinforcedYaitu : jika balok mempunyai sedikit lebih banyak tulangan dari konsisi seimbang19

2020Dari Gambar tersebut dapat ditulis:C= 0,85 fca bC = TT= As fya = As fy/(0,85fcb)

Mn= T (d-a/2) Atau Mn= C (d-a/2)= As fy (d-a/2) = 0,85 fcab (d-a/2)

a = 1c

1= 0,85,untuk fc 30 MPa1= 0.85 ((fc 30)/7)0.05,untuk fc >30 MPa1= 0.65 (minimum)

BALOK PERSEGI TULANGAN TUNGGAL2121KEADAAN REGANGAN BERIMBANG

C = 0,003Es = 200.000 MPac = 0,003Cbd - CbTbCb0,85 fcNA< ys = y s > yunder reinf.balancedover reinf.Dan dg memasukan harga Cb, maka :Bila < b maka tulangan lemah (under reinf)Bila > b maka tulangan kuat (over reinf) min = 1,4 / fy ; max < 0,75 b saran 0,5 b

2222Diberikan : b, d, As, fc, fy, Es = 200000MPa

> minAs terlalu kecil1= 0,85 ,untuk fc 30 MPa1= 0.85 ((fc 30)/7)0.05 ,untuk fc >30 MPa1= 0.65 (minimum)AtdkyaMulai2323A < 0,75 b Penampang diperbesar

Mn = As.Fy ( d a /2 )Mn > Mu / SelesaitdkyaGambar 3.3 Bagan Alir Analisis Balok Persegi Bertulang Tunggal2424

25AsAsbhsdc dc=0,003sAs1bc0,85 fca/2d a/2As2AsTs2Tsd d BALOK DENGAN TULANGAN RANGKAPAs1 = As - AsTs1 = As1 fy Z1 = d a/2Ts2 = As2 fyZ2 = d dAsumsi 1 : tulangan tekan As lelehMn = Mn1 + Mn2 Mn1 = (As-As)fy (d-a/2) Cc = Ts1 0,85.fc.b.a = As1.fy dimana a = (As-As)fy / (0,85fcb) a = ( As1.fy)/(0,85fc.b) Mn2 = As fy (d-d)Mn = (As-As) fy (d-a/2) + As fy (d-d) atauMn = As1 fy (d-a/2) + As2 fy (d-d)Mu < Mn

2626CEK TULANGAN TEKAN MELELEHc = 0,003sdc - dd - ccs

Agar leleh s ySehingga jika tulangan tekan meleleh

2727BILA TULANGAN TEKAN TIDAK MELELEH

= < fyPenulangan dalam keadaan berimbangb = b + b = angka penulangan untuk balok bertulangan tunggal dg luas AsSyarat daktilitas

Bila tulangan tekan As belum meleleh

2828MULAIData : b, d, d, As, As, fc,fy

As terlalu kecilYATIDAKABTIDAKYA2929AB

Tulangan tekan leleh fs= fyb=Perbesar ukuranb 0,75 b + SELESAITIDAKYA3030MULAIData : b, d, d, Mu, , fc,fy

= 0,75 bA3131A

pilih tulanganSELESAI1TIDAKYA(Tulangan rangkap)(Tulangan tunggal)YATIDAK32321Tentukan agar As leleh

SELESAI3333Benda ujiPerbandingan kekuatan tekan

Kubus 15 x 15 x 15 cmKubus 20 x 20 x 20 cmSilinder 15 x 30 cm1,000,950,83

Perhitungan :

fc= = 12,3875 N/mm2 (MPa)

fc= = 126,2744 kg/cm

K= = 152,138 kg/cm2 (Perhatian : Dari benda uji silinder ke kubus)Contoh Perancangan/Desain Penulangan Lentur

Mu= 592,48 kg m = 0,59248 . 107 Nmm

Mn= = Nmm

Rn = 0,82 N/mm2

m=

perlu=

= = 0,0035 < max > min, di pakai perlu = 0,0035As= perlu . b . d = 0,0035. 1000 . 95= 332,5 mm2

Digunakan tulangan 10= . . (10)2 = 78,5 mm2

Jumlah tulangan = ~ 5 buah.