Balok beton yang dipakai dalam dermaga membutuhkan tulangan baja yang bertujuan untuk mengindari terjadinya keruntuhan struktur akibat gaya-gaya yang bekerja pada struktur tersebut. Tulangan ini menahan momen lentur dan gaya geser karena tulangan ini menggunakan material baja. Komponen beton bertulang pada desain dermaga ini mencakup balok, pelat lantai, dan pilecap. Desain ini dilakukan untuk menentukan dimensi dan konfigurasi tulangan yang optimal untuk menahan beban-beban yang bekerja pada struktur. Beban yang digunakan merupakan output dari kondisi ultimate load state. Penulangan suatu struktur terdiri dari : Penulangan lentur Penulangan geser Pengecekan punching shearDasar Teori Penulangan LenturTujuan dari penulangan lentur adalah untuk menahan momen lentur yang terjadi pada struktur beton. Contoh momen lentur yang terjadi adalah pada kasus sebuah balok beton ditumpu oleh 2 tumpuan sederhana, lalu diberikan beban dari salah satu sisi (misal dari atas), maka penampang beton akan mengalami tekan pada bagian atas dan tarik pada bagian bawah. Kemampuan beton yang baik menahan beban tekan, tetapi sangat lemah untuk menahan beban tarik, maka diberikan tulangan pada bagian yang menerima beban tarik. Ilustrasi munculnya momen ini ditunjukkan pada

a) Tinjau kesetimbangan penampang balokPada penampang balok terdapat distribusi tegangan dan regangan yang ditunjukan oleh gambar berikut ini :

Gambar 7.2 Bagan penentuan kondisi setimbang pada penampang beton (Sumber: Design of Reinforced Concrete 7th edition, McCormac, Jack C. dan Nelson, James K, 2006)Pada kesetimbangan penampang balok dari Gambar 7.2, perlu ditinjau regangan yang terjadi, yaitu

Sedangkan hubungan perbandingan regangan dan ditentukan dan persamaan

Dengan diketahui nilai (untuk baja tulangan), maka persamaan hubungan dan dapat diperbaharui menjadi

Dimana :c = jarak sisi luar compression ke sumbu momen (mm)d = jarak sisi luar compression ke titik tengah tulangan lentur (mm)fy= tegangan leleh tulangan baja (MPa)Menurut diagram tegangan ekuivalen pada Gambar 7.3., pada saat kondisi setimbang besar tegangan compression C sama dengan tension T. Dengan demikian dapat diturunkan rumus sebagai berikut dengan penjelasan variabel seperti Gambar 7.3.

Dengan memasukkan faktor dan (rasio dengan yang menghasilkan kondisi setimbang), maka dapat diturunkan persamaan

b) Hitung momen nominalBesar faktor rasio yang diturunkan sebelumnya digunakan untuk perhitungan momen nominal () penampang balok dengan persamaan

c) Cek momen nominal terhadap momen ultimateElemen beton dianggap aman menahan momen akibat gaya eksternal yang terjadi apabila momen nominal yang dimiliki penampang balok setelah dikali dengan faktor reduksi lebih besar atau sama dengan besar momen yang diterima (momen ultimate). Dengan merujuk pada SNI 03-2847-2002, nilai untuk balok non-prategang dengan tulangan pengikat.

Jika luas penampang memenuhi kondisi di atas, maka perhitungan dapat dilanjutkan. Tetapi jika luas penampang tidak memenuhi, maka luas penampang harus diperbesar dengan mengikuti syarat perbandingan tebal dan lebar penampang.d) Hitung dan Perhitungan dan dilakukan untuk membatasi nilai (rasio dengan ) yang akan digunakan pada perhitungan. Nilai ditentukan dari hubungan dengan tegangan leleh baja , sedangkan ditentukan untuk membatasi jumlah tulangan tarik tidak melebihi 75% dari tulangan keadaan setimbang. Batas dan dijelaskan dengan rumus

e) Hitung akibat momen ultimateNilai (rasio dengan ) aktual akibat beban luar dihitung untuk menentukan luas tulangan yang sebenarnya dibutuhkan. Untuk menentukan nilai , terlebih dahulu harus mengetahui (perbandingan kapasitas kuat tekan beton dan kuat leleh baja) dan (coefficient of resistance) dari persamaan

Dengan demikian nilai dapat diturunkan yaitu

f) Cek nilai terhadap dan Setelah mendapat nilai akibat momen ultimate, nilai ini kemudian dibandingkan dengan dan . Penentuan nilai yang digunakan untuk menentukan luas tulangan diatur sebagai berikut: , maka yang digunakan adalah nilai , maka yang digunakan adalah nilai , maka luas penampang beton harus diperbesar.g) Hitung kebutuhan luas area tulangan dan jumlah tulanganKebutuhan luas penampang tulangan ditentukan dari fungsi , (mm), dan (mm).

Setelah mengetahui luas tulangan yang dibutuhkan, kemudian dilakukan penentuan jumlah tulangan berdasarkan luas tulangan satuan (tunggal) yang diinginkan.

Pada laporan ini, pemilihan diameter tulangan balok diambil dari SNI 07-2052-2002 Baja Tulangan Beton untuk jenis tulangan polos maupun ulir (sirip). Daftar diameter yang menjadi referensi untuk jenis tulangan polos maupun ulir ditunjukkan pada Tabel 7.1 dan Tabel 7.2.Tabel 7.1 Daftar diameter tulangan baja polos.No.PenamaanDiameter Nominal / D(mm)

1.P.66

2.P.88

3.P.1010

4.P.1212

5.P.1414

6.P.1616

7.P.1919

8.P.2222

9.P.2525

10.P.2828

11.P.3232

Tabel 7.2 Daftar diameter tulangan baja ulir.No.PenamaanDiameter Nominal/ D(mm)

1.S.66

2.S.88

3.S.1010

4.S.1313

5.S.1616

6.S.1919

7.S.2222

8.S.2525

9.S.2929

10.S.3232

11.S.3636

12.S.4040

13.S.5050

h) Tentukan jarak antartulanganTulangan lentur pada balok diatur sedemikian rupa agar jarak (spacing) antartulangan memenuhi persyaratan yang diberikan. Jarak yang dibutuhkan ini dipengaruhi oleh kebutuhan luas total tulangan, diameter tulang lentur, diameter tulang geser, dan jumlah tulang lentur. Penentuan jarak antartulangan ditunjukkan dengan persamaan

Dimana,s= jarak bersih antartulangan (mm)b= lebar balok (mm)d= tebal selimut beton (mm)n= jumlah tulangan lenturD= diameter tulangan lentur (mm)ns= jumlah tulangan sengkang pada bentangan distribusi tulang lentur (mm)Ds= diameter tulangan sengkang (mm)Pada laporan ini, jarak antartulangan diatur agar tidak kurang dari 25 mm, dan selimut beton untuk beton yang terpapar langsung dengan cuaca ditentukan sebesar 75 mm.Jika dan telah terpenuhi tetapi jarak tulangan masih lebih kecil dari syarat minimal yang diberikan, maka formasi tulangan dapat diubah menjadi beberapa baris. Dengan berubahnya formasi tulangan ini, maka berubah juga nilai (jarak centroid luas kelompok tulangan dengan sisi beton yang mengalami tekan). Sedangkan untuk jarak antarbaris dibatasi juga agar tidak lebih kecil dari 25 mm. Dasar Teori Penulangan GeserGaya geser yang terjadi pada suatu penampang elemen beton terjadi karena adanya beban yang bekerja pada arah berlawanan tegak lurus dengan bentang elemen. Gaya geser (shear) ini ditahan oleh tulangan sengkang.Dari asumsi yang telah dijabarkan di atas, desain penulangan lentur balok dilakukan dengan prosedur sebagai berikut.a) Menghitung gaya geser terfaktorApabila pada balok hanya bekerja gaya geser maka balok geser murni. Besarnya gaya terfaktor disebut . Perhitungan gaya geser terfaktor dapat dilakuka dengan menggunakan persamaan berikut.

Dimana,VDL= gaya geser akibat beban matiVLL= gaya geser akibat beban hidup

b) Menghitung gaya geser yang dapat dipikul betonGaya geser yang dapat dipikul beton sesuai SKSNI T-1991 pasal 3.4.3 ayat 1 dihitung berdasarkan persamaan sebagai berikut.

Dimana,Vc= kuat geser yang dapat dipikul beton (N)fc= kuat tekan beton (MPa)b= lebar penampang balok (mm)d= tinggi efektif balok (mm)Menurut SKSNI-15-1991 pasal 3.4.3 ayat 2, nilai yang elbih teliti dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

dengan

Dimana,Mu = momen terfaktor yang bekerja pada lokasi gaya geser (Nmm)Vu= adalah gaya geser terfaktor (N)= diperoleh dengan persamaan .c) Pengecekan terhadap Apabila , maka penampang harus diberi tulangan geser berupa sengkang dengan luas , yaitu:

dengan Dimana, s= jarak antar sengkang (mm)fy= tegangan leleh baja tulangan (MPa)d= tinggi efektif penampang balok (mm)= faktor keamanan

d) Menghitung penampang sengkangApabila dan , maka penampang ditulangi dengan tulangan geser minimum berupa sengkang dengan luas A, merujuk pada SKSNI T-15-1991, yaitu:

Dimana, b= lebar penampang balok (mm)s = jarak antar sengkang (mm)fy = tegangan leleh baja tulangan (MPa)e) Penentuan jarak antarsengkangJika , maka jarak antarsengkang adalah nilai terkecil antara d/2 dan 600 mm. Jika , maka jarak antarsengkang adalah nilai terkecil antara d/4 dan 300 mm. Sesuai SKSNI T-15-1991 pasal 3.4.5 ayat 6.(8), umumnya jarak sengkang dibatasi dalam kisaran 75 mm s 300 mm dan jika s 75 mm, maka sengkang dapat dipasang 3 penampang atau 4 penampang dan jika s 300 mm maka diameter sengkang dapat diperkecil atau diambil saja 300 mm. maka tinggi penampang diperbesar.