Struktur Beton

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil,batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satudengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuksuatu massa mirip-batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditifditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristiktertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability),durabilitas, dan waktu pengerasan. Seperti substansi-substansimirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dankuat tarik yang sangat rendah. Beton bertulang adalah suatukombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsimenyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki beton.

Dalam suatu struktur bangunan beton bertulang khususnya padakolom akan terjadi momen lentur dan gaya aksial yang bekerjasecara bersama – sama. Momen - momen ini yang diakibatkan olehadanya beban eksentris atau adanya gravitasi dapat menimbulkanbeban lateral seperti angin dan gempa atau bisa juga diakibatkanoleh beban lantai yang tidak seimbang. Maka dari itu, setiappenampang komponen pada struktur seperti balok dan kolom harusdirencanakan kuat terhadap setiap gaya internal yang terjadi,baik itu momen lentur, gaya aksial, gaya geser maupun torsi yangtimbul sebagai respon struktur tersebut terhadap pengaruh luar.

A.     Kelebihan dan Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu BahanStruktur

1.      Kelebihan :Beton bertulang boleh jadi adalah bahan konstruksi yang palingpenting. Beton bertulang digunakan dalam berbagai bentuk untukhampir semua struktur, besar maupun kecil – bangunan, jembatan,perkerasan jalan, bendungan, dindingpenahan tanah, terowongan,jembatan yang melintasi lembah (viaduct), drainaseserta fasilitasirigasi, tangki, dan sebagainya. Sukses besar beton sebagai bahankonstruksi yang universal cukup mudah dipahami jika dilihat daribanyaknya kelebihan yang dimilikinya. Kelebihan tersebut antaralain :

a)      beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggidibandingkan dengan kebanyakan bahan lain.

b)      Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadapapi dan air, bahkan merupakan bahan struktur terbaik untukbangunan yang banyak bersentuhan dengan air. Pada peristiwakebakaran dengan intensitas rata-rata, batang-batang strukturdengan ketebalan penutup beton yangmemadai sebagai pelindungtulangan hanya mengalami kerusakan padapermukaannya saja tanpamengalami keruntuhan.

c)      Struktur beton bertulang sangat kokoh.d)      Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang

tinggi.e)      Dibandingkan dengan bahan lain, beton memiliki usia layan

yang sangat panjang. Dalam kondisi-kondisi normal, struktur betonbertulang dapat digunakan sampai kapan pun tanpa kehilangankemampuannya untuk menahan beban. Ini dapat dijelaskan darikenyataannya bahwa kekuatan beton tidak berkurang denganberjalannya waktu bahkan semakin lama semakin bertambah dalamhitungan tahun, karena lamanya proses pemadatan pasta semen.

f)        Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomisuntuk pondasi tapak, dinding basement, tiang tumpuan jembatan,dan bangunan-bangunan semacam itu.

g)      Salah satu ciri khas beton adalah kemampuannya untukdicetak menjadi bentuk yang sangat beragam, mulai dari pelat,balok, dan kolom yang sederhana sampai atap kubah dan cangkangbesar.

h)      Di sebagian besar daerah, beton terbuat dari bahan-bahanlokal yang murah (pasir, kerikil, dan air) dan relatif hanyamembutuhkan sedikit semen dan tulangan baja, yang mungkin sajaharus didatangkan daridaerah lain.

i)        Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksibetonbertulang lebih rendah bila dibandingkan dengan bahan lainseperti struktur baja.

2.      KelemahanUntuk dapat mengoptimalkan penggunaan beton, perencana harus

mengenal dengan baik kelebihannya. Kelemahan-kelemahan betonbertulang tersebut antara lain :

a)      Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, sehinggamemerlukan penggunaan tulangan tarik.

b)      Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan betontetap di tempatnya sampai beton tersebut mengeras. Selain itu,

penopang atau penyangga sementara mungkin diperlukan untukmenjaga agar bekisting tetap berada pada tempatnya, misalnya padaatap, dinding, dan struktur-struktur sejenis, sampai bagian-bagian beton ini cukup kuat untuk menahan beratnya sendiri.Bekisting sangat mahal. Di Amerika Serikat, biaya bekistingberkisar antara sepertiga hingga dua pertiga dari total biayasuatu struktur beton bertulang, dengan nilai sekitar 50%. Sudahjelas bahwa untuk mengurangi biaya dalam pembuatan suatu strukturbeton bertulang, hal utama yang harus dilakukan adalah mengurangibiaya bekisting.

c)      Rendahnya kekuatan per satuan berat dari betonmengakibatkan beton bertulang menjadi berat. Ini akan sangatberpengaruh pada struktur-struktur bentang-panjang dimana beratbeban mati beton yang besar akan sangat mempengaruhi momenlentur.

d)      Sifat-sifat beton sangat bervariasi karena bervariasinyaproporsi-campuran dan pengadukannya. Selain itu, penuangan danperawatan beton tidak bisa ditangani seteliti seperti yangdilakukan pada proses produksi material lain seperti strukturbaja dan kayu.

Faktor-Faktor Yang Menyebabkan Terjadinya Keretakan Pada BetonBertulang

Beton bertulang (reinforced concrete) adalah struktur komposit yang sangat baik untuk digunakan pada konstruksi bangunan. Pada struktur beton bertulang terdapat berbagai keunggulan akibat daripenggabungan dua buah bahan, yaitu beton (PC + aggregat halus + aggregat kasar + zat aditif) dan baja sebagai tulangan. Kita tahubahwa keunggulan dari beton adalah kuat tekannya yang tinggi, sementara baja tulangan sangat baik untuk menahan gaya tarik dan geser. Penggabungan antara material beton dan baja tulangan memungkinkan pelaku konstruksi untuk mendapatkan bahan baru

dengan kemampuan untuk menahan gaya tekan, tarik, dan geser sehingga struktur bangunan secara keseluruhan menjadi lebih kuat dan aman.

Karena kelebihan yang dimilikinya, maka penggunaan beton bertulang sebagai bahan struktur utama bangunan sangat populer. Beton bertulang lebih menjadi pilihan dibandingkan material lain seperti bambu, kayu, beton konvensional atau baja. Penerapan beton bertulang pada struktur bangunan biasanya dapat dijumpai pada: pondasi (jenis pondasi dalam seperti tiang pancang, bored pile), balok ikat (sloof), kolom, balok, plat beton, dan dinding geser (shear wall).

Namun dibalik kelebihan-kelebihan yang dimiliki oleh beton bertulang jika dibandingkan dengan bahan material lainnya, beton bertulang juga memiliki masalah yang dapat mengurangi keunggulannya. Diantara masalah yang sering dijumpai adalah masalah keretakan yang terjadi pada bahan tersebut. Keretakan pada beton bertulang dapat timbul pada saat pra-konstruksi dan pasca konstruksi.

Sebenarnya setiap beton bertulang yang diaplikasikan pada struktur bangunan pasti akan terjadi retakan, yang harus dipertimbangkan adalah apakah retakan tersebut dapat ditolerir karena tidak berbahaya atau retakan tersebut membahayan struktur bangunan secara keseluruhan. Keretakan pada beton bertulang ini disebabkan oleh beberapa hal, karena pengaruh dari sifat beton itu sendiri maupun faktor lingkungan luar yang mempengaruhi betonsecara langsung.

Kalau kita lihat dari jenis retakannya, ada dua jenis keretakan pada beton bertulang yaitu retakan yang terjadi saat pembuatan beton dan retakan yang terjadi setelah beton selesai dibuat. Daridua jenis retakan tersebut banyak sekali berbagai faktor yang melatarbelakangi terjadinya retakan tersebut. Apa saja faktor yang menyebabkan terjadinya keretakan pada beton bertulang tersebut? Berikut ini kami uraikan untuk Anda..

Faktor -Faktor Penyebab Keretakan Beton Yang Terjadi Saat Pembuatan Beton Bertulang

1. Sifat BetonUntuk melihat bagaimana sifat dari beton bertulang yang dapat menimbulkan keretakan kita harus melihat proses dari awal pembuatan beton bertulang tersebut. Pada saat awal pembuatan beton bertulang dengan pencampuran bahan penyusunnya seperti kerikil, pasir, air, semen, dan baja tulangan. Dalam proses pengerasannya beton akan mengalami pengurangan volume dari volumeawal. Umumnya hal ini disebabkan air yang terkandung pada campuran beton akan mengalami penguapan sebagian yang mengurangi volume beton bertulang tersebut.

Sehingga apabila dikondisikan pada saat beton mengalami pengerasan dan akibat dari volume beton berkurang yang akan menyebabkan penyusutan pada beton tetapi beton tersebut dibiarkanuntuk menyusut tanpa adanya pembebanan maka beton pun tidak akan mengalami keretakan. Tetapi pada kondisi sebenarnya dilapangan tidak ada beton yang tidak mengalami pembebanan. Karena tidak adabalok atau kolom pada bangunan yang berdiri sendiri melainkan akan bersambung satu sama lain dan hal ini akan membuat beton bertulang bekerja menahan beban-beban pada bangunan.

Sehingga apabila pada kondisi saat beton mengalami penyusutan volume kemudian terjadi pembebanan, maka retakan pun tidak dapat dihindari.

2. SuhuTidak dapat diabaikan suhu juga dapat menyebabkan keretakan pada beton bertulang. Maksud suhu disini adalah suhu campuran beton saat mengalami perkerasan. Karena pada saat campuran beton bertulang mengalami perkerasaan suhu yang timbul akibat reaksi dari air dengan semen akan terus meningkat. Sehingga pada saat suhu campuran beton ini terlalu tinggi, pada saat beton sudah

keras sering timbul retak-retak pada permukaan beton.

3. Korosi pada tulanganSebenarnya untuk mengantisipasi retakan yang terjadi akibat dari sifat beton itu sendiri, beton diberi tulangan pada bagian dalamnya yang terbuat dari baja. Sehingga diharapkan dengan adanya baja tulangan tersebut retakan akibat dari sifat beton disebar pada keseluruhan beton menjadi bagian-bagian yang sangat kecil sehingga retakan tersebut dapat diabaikan. Tetapi apabila tulangan yang dipakai pada saat pembuatan beton sudah meengalami korosi, tulangan tersebut itu pun akan menyebabkan retakan pada saat beton mengeras.

4. Proses pembuatan yang kurang baikBanyak sekali penyebab retak yang terjadi pada beton bertulang disebabkan oleh proses pembuatan yang kurang baik. Seperti contohpada saat beton mengalami perkerasan dimana banyak mengeluarkan air, maka perlu adanya perawatan pada beton agar pengeluaran air dari campuran beton tidak berlebihan. Tetapi akibat tidak adanya perawatan, sehingga pada saat beton terbentuk maka terjadi banyakretakan.

5. Material yang kurang baik.Banyak sekali terjadi keretakan pada struktur beton bertulang diakibatkan karena material penyusunnya yang kurang baik. Beberapa hal diantaranya yang sering ditemukan adalah aggregat halus atau pasir yang kurang bersih, masih bercampur dengan lumpur sehingga ikatan antara PC dan aggregat menjadi terlepas. Sehingga ketika beton mengering maka retakan-retakan akan mudah sekali terjadi.

6. Cara penulanganSering sekali saya menemukan struktur beton bertulang dibuat dengan cara yang kurang tepat. Hal yang paling umum terjadi adalah ketebalan dari tulangan sampai permukaan beton terlampau besar. Hal ini sebenanrnya kurang tepat karena fungsi dari baja tulangan tersebut adalah untuk menahan gaya lintang (pada balok dan plat), deformasi akibat lendutan, serta gaya geser.

Jika tebal selimut beton terlampau besar makan retakan biasa terjadi mulai dari permukaan struktur beton sampai pada bagian tulangan yang ada didalamnya. Seharusnya tulangan dibuat agak keluar, dan selimut atau kulit yang membungkus tulangan dibuat setipis mungkin (1,5 s/d 2 cm). Karena gaya tarik dan gaya tekan paling besar terjadi pada ujung permukaan beton tersebut.

Contoh Penulangan Pada Struktur Beton Bertulang (Reinforced Concrete)

Faktor- Faktor Penyebab Keretakan Beton Yang Terjadi Setelah Pembuatan Beton Bertulang

1. Pengaruh lingkunganKarena beton bertulang pada bangunan mengalami kontak langsung dengan cuca luar, pengaruh cuaca ini sedikit banyakanya memberi andil dalam keretakan pada beton sehingga konstruksi bangunan yang berumur cukup lama banyak mengalami retakan. Salah satu pengaruh lingkungan yang menyebabkan beton retak adalah akibat dari air hujan. Akibat sekian lama beton pada bangunan tua menerima air hujan secara langsung, lama – kelamaan air hujan masuk meresap kedalam pori-pori beton yang kemudian mencapai tulangan pada beton.Apabila saat air hujan telah mengenai baja tulangan, maka akan terjadi reaksi antara baja tulangan dengan tulangan yang menyebakan baja tulangan menjadi berkarat atau korosif. Akibat

korosifnya baja tulangan dan ditambah faktor luas seperti pembebanan mengakibatkan beton akan mengalami retak-retak.

2. PembebananSetelah struktur beton bertulang sudah jadi dan bangunan secara keseluruhan telah siap untuk digunakan, maka struktur beton bertulang tersebut akan menerima beban-beban. Beban-beban yang bekerja pada struktur beton bertulang secara umum terdiri atas bebean sendiri dan beban luar (beban akibat angin, manusia, bebangempa,dsb).

Apabila struktur beton bertulang tersebut menerima beban sesuai dengan kapasitas atau kuat dukung beban yang direncanakan, seharusnya struktur beton tersebut akan baik-baik saja. Tetapi kadangkala beton akan menerima beban diluar kemampuannya, dan biasanya pembebanan yang melebihi kapasitas yang telah direncanakan itulah yang menyebabkan keretakan pada struktur beton.

Pada saat terjadi keretakan, besi tulangan (pada daerah tarik) tersebut mulai mengambil alih secara penuh beban tarik yang terjadi. Artinya beton (daerah tarik) sudah tidak memikul beban tarik. Beban tarik dialihkan ke besi tulangan. Secara struktural kondisi ini memang dirancang seperti itu dan kekuatan struktur masih dapat dipertanggung jawabkan. Beton yang retak saat beban mulai bertambah sama sekali tidak berarti ada kegagalan struktur.

Lokasi retakan yang terjadi saat beban mulai membesar adalah padadaerah tumpuan / ujung balok sisi atas dan tengah bentang di sisibawah. Pengalaman saya, retak yang terjadi hanya 1-2 retakan di satu tempat observasi. Dimana tebalnya juga tidak besar. Bahkan seringkali hanya retak rambut. Keretakan seperti ini mestinya tidak perlu diperbaiki sama sekali. Ini kondisi yang alamiah terjadi dan memang perhitungannya sudah memperhitungkan retak ituakan terjadi.

Jika retak beton yang terjadi masih wajar seperti retak halus atau retak rambut , maka tidak perlu diperbaiki. Tidak perlu jugauntuk khawatir, karena perhitungan struktur beton memang sudah

tidak memperhitungkan beton yang mengalami retak. Namun jika retak yang terjadi cukup parah, perlu dilakukan penelitian yang lebih rinci yang melingkupi perhitungan struktur sesuai kondisi lapangan. Apakah cukup ditutup dengan epoxy, memperbesar dimensi struktur beton bertulangnya atau diberi perkuatan tambahan.

B.     Sifat-sifat Beton BertulangPengetahuan yang mendalam tentang sifat-sifat beton bertulang

sangat penting sebelum dimulai mendesain struktur betonbertulang. Beberapa sifat-sifat beton bertulang antara lain :

1.     Kuat TekanKuat tekan beton (f’c) dilakukan dengan melakukan uji

silinder beton dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.Pada umur 28 hari dengan tingkat pembebanan tertentu. Selamaperiode 28 hari silinder beton ini biasanya ditempatkan Mdalamsebuah ruangan dengan temperatur tetap dan kelembapan 100%.Meskipun ada beton yang memiliki kuat maksimum 28 hari dari 17Mpa hingga 70 -140 Mpa, kebanyakan beton memiliki kekuatan padakisaran 20 Mpa hingga 48 Mpa. Untuk aplikasi yang umum, digunakanbeton dengan kekuatan 20 Mpa dan 25 Mpa, sementara untukkonstruksi beton prategang 35 Mpa dan 40 Mpa. Untuk beberapaaplikasi tertentu, seperti untuk kolom pada lantai-lantai bawahsuatu bangunan tingkat tinggi, beton dengan kekuatan sampai 60Mpa telah digunakan dan dapat disediakan oleh perusahaan-perusahaan pembuat beton siap-campur (ready-mix  concrete).

Nilai-nilai kuat tekan beton seperti yang diperoleh darihasil pengujian sangat dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk darielemen uji dan cara pembebanannya. Di banyak Negara, spesimen ujiyang digunakan adalah kubus berisi 200 mm. untuk beton-beton ujiyang sama, pengujian terhadap silinder-silinder 150 mm x 300 mmmenghasilkan kuat tekan yang besarnya hanya sekitar 80% darinilai yang diperoleh dari pengujian beton uji kubus.

Kekuatan beton bisa beralih dari beton 20 Mpa ke beton 35 Mpatanpa perlu melakukan penambahan buruh dan semen dalam jumlahyang berlebihan. Perkiraan kenaikan biaya bahan untuk mendapatkanpenambahan kekuatan seperti itu adalah 15% sampai 20%. Namununtuk mendapatkan kekuatan beton diatas 35 atau 40 Mpa diperlukandesain campuran beton yang sangat teliti dan perhatian penuhkepada detail-detail seperti pencampuran, penempatan, danperawatan. Persyaratan ini menyebabkan kenaikan biaya yangrelatife lebih besar. Kurva tegangan-regangan pada gambardibelakang menampilkan hasil yang dicapai dari uji kompresiterhadap sejumlah silinder uji standar berumur 28 hari yangkekuatannya beragam.

Kurva hampir lurus ketika beban ditingkatkan dari niolsampai kira-kira 1/3 - 2/3 kekuatan maksimum beton.

Diatas kurva ini perilaku betonnya nonlinear. Ketidaklinearan kurva tegangan-regangan beton pada tegangan yanglebih tinggi ini mengakibatkan beberapa masalah ketikakita melakukan analisis struktural terhadap konstruksibeton karena perilaku konstruksi tersebut juga akannonlinear pada tegangan-tegangan yang lebih tinggi.

Satu hal penting yang harus diperhatikan adalah kenyataanbahwa berapapun besarnya kekuatan beton, semua beton akanmencapai kekuatatan puncaknya pada regangan sekitar 0,002.

Beton tidak memiliki titik leleh yang pasti, sebaliknyakurva beton akan tetap bergerak mulus hingga tiba di titikkegagalan (point of rupture) pada regangan sekitar 0,003sampai 0,004.

Banyak pengujian yang telah menunjukkan bahwa kurva-kurvategangan- regangan untuk silinder-silinder beton hampiridentik dengan kurva-kurva serupa untuk sisi balok yangmengalami tekan.

Harus diperhatikan juga bahwa beton berkekuatan lebihrendah lebih daktail daripada beton berkekuatan lebihtinggi – artinya, beton-beton yang lebih lemah akanmengalami regangan yang lebih besar sebelum mengalamikegagalan.

2.  Modulus Elastisitas StatisBeton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya

bervariasi

tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dankarakteristik dan perbandingan semen dan agregat. Sebagaitambahan, ada beberapa defenisi mengenai modulus elastisitas :

a)      Modulus awal adalah kemiringan diagram tegangan-reganganpada titik asal dari kurva.

b)      Modulus tangen adalah kemiringan dari salah satu tangent(garis singgung) pada kurva tersebut di titik tertentu disepanjang kurva, misalnya pada 50% dari kekuatan maksimum beton.

c)      Kemiringan dari suatu garis yang ditarik dari titik asalkurva ke suatu titik pada kurva tersebut di suatu tempat diantara 25% sampai 50% dari kekuatan tekan maksimumnya disebutModulus sekan.

d)      Modulus yang lain, disebut modulus semu (apparent modulus)atau modulus jangka panjang, ditentukan dengan menggunakantegangan dan regangan yang diperoleh setelah beban diberikanselama beberapa waktu.

Peraturan ACI menyebutkan bahwa rumus untuk menghitung moduluselastisitas beton yang memiliki berat beton (wc) berkisar dari1500-2500 kg/m3.

Dimana :wc : berat beton (kg/m3)fc’ : mutu beton (Mpa)Ec : modulus elastisitas (Mpa)Modulus Elastisitas Dinamis

3.    Modulus elastisitas dinamisModulus elastisitas dinamis, yang berkorespondensi dengan

regangan-regangan sesaat yang sangat kecil, biasanya diperoleh dari ujisonik. Nilainya biasanya lebih besar 20%-40% daripada nilaimodulus elastisitas statis dan kira-kira sama dengan modulusnilai awal. Modulus elastisitas dinamis ini biasanya dipakai padaanalisa struktur dengan beban gempa atau tumbukan.

4.    Perbandingan PoissonKetika sebuah beton menerima beban tekan, silinder tersebut

tidak hanya berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi

(pemuaian) dalam arah lateral. Perbandingan ekspansi lateraldengan pendekatan longitudinal ini disebut sebagai PerbandinganPoisson(Poisson’s ratio). Nilainya bervariasi mulai dari 0,11untuk beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengannilai rata-rata 0,16. Sepertinya tidak ada hubungan langsungantara nilai perbandingan ini dengan nilai-nilai, sepertiperbandingan air-semen, lamanya perawatan, ukuran agregat, dansebagainya. Pada sebagian besar desain beton bertulang, pengaruhdari perbandingan poisson ini tidak terlalu diperhatikan. Namunpengaruh dari perbandingan harus diperhatikan ketika kitamenganalisis dan mendesain bendungan busur, terowongan, danstruktur-struktur statis tak tentu lainnya.

5.    Kuat TarikKuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat

tekannya. Alasan utama dari kuat tarik yang kecil ini adalahkenyataan bahwa beton dipenuhi oleh retak-retak halus. Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton menerima beban tekankarena beban tekan menyebabkan retak menutup sehinggamemungkinkan terjadinya penyaluran tekanan. Jelas ini tidakterjadi bila balok menerima beban

Meskipun biasanya diabaikan dalam perhitungan desain, kuattarik tetap merupakan sifat penting yang mempengaruhi ukuranbeton dan seberapa besar retak yang terjadi. Selain itu, kuattarik dari batang beton diketahui selalu akan mengurangi jumlahlendutan. (Karena kuat tarik beton tidak besar, hanya sedikitusaha yang dilakukan untuk menghitung modulus elastisitas tarikdari beton. Namun, berdasarkan informasi yang terbatas ini,diperkirakan bahwa nilai modulus elastisitas tarik beton samadengan modulus elatisitas tekannya.)

Selanjutnya, anda mungkin ingin tahu mengapa beton tidakdiasumsikan menahan tegangan tarik yang terjadi pada suatu batanglentur dan baja yang menahannya. Alasannya adalah bahwa betonakan mengalami retak pada regangan tarik yang begitu kecilsehingga tegangan-tegangan rendah yang terdapat pada baja hinggasaat itu akan membuat penggunaannya menjadi tidak ekonomis. Kuattarik beton tidak berbanding lurus dengan kuat tekan ultimitnyafc’. Meskipun demikian, kuat tarik ini diperkirakan berbandinglurus terhadap akar kuadrat dari fc’. Kuat tarik ini cukup sulit

untuk diukur dengan beban-beban tarik aksial langsung akibatsulitnya memegang spesimen uji untuk menghindari konsentrasitegangan dan akibat kesulitan dalam meluruskan beban-bebantersebut. Sebagai akibat dari kendala ini, diciptakanlah duapengujian yang agak tidak langsung untuk menghitung kuat tarikbeton. Keduanya adalah uji modulus keruntuhan dan uji pembelahansilinder. Kuat tarik beton pada waktu mengalami lentur sangatpenting ketika kita sedang meninjau retak dan lendutan padabalok. Untuk tujuan ini, kita selama ini menggunakan kuat tarikyang diperoleh dari uji modulus-keruntuhan. Modulus keruntuhanbiasanya dihitung dengan cara membebani sebuah balok betonpersegi (dengan tumpuan sederhana berjarak 6 m dari as ke as)tanpa-tulangan berukuran 15cm x 15cm x 75cm. hingga runtuh denganbeban terpusat yang besarnya sama pada 1/3 dari titik-titik padabalok tersebut sesuai dengan yang disebutkan dalam ASTM C-78.Beban ini terus ditingkatkan sampai keruntuhan terjadi akibatretak pada bagian balok yang mengalami tarik. Moduluskeruntuhannya fr ditentukan kemudian dari rumus lentur. Padarumus-rumus berikut ini :

Tegangan yang ditentukan dengan cara ini tidak terlalu akuratkarena dalam menggunakan rumus lentur kita mengasumsikan betonberada dalam keadaan elastic sempurna dengan tegangan yangberbanding lurus terhadap jarak dari sumbu netral.

6.    Kuat GeserMelakukan pengujian untuk memperoleh keruntuhan geser yang

betul-betul murni tanpa dipengaruhi oleh tegangan-tegangan lainsangatlah sulit. Akibatnya, pengujian kuat geser beton selamabertahun-tahun selalu menghasilkan nilai-nilai leleh yangterletak di antara 1/3 sampai 4/5 dari kuat tekan maksimumnya.

7.    Kurva Tegangan-ReganganHubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk

menurunkan persamaan-persamaan analisis dan desain juga prosedur-prosedur pada struktur beton.

D.    KolomDefinisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen

struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksialdesak vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang palingtidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Kolom adalah batangtekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang memikul bebandari balok induk maupun balok anak. Kolom meneruskan beban darielevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampaike tanah melalui`pondasi.

Keruntuhan pada suatu kolom merupakan kondisi kritis yangdapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutandan juga runtuh total (total collapse)  seluruh struktur. Kolomadalah struktur yang mendukung beban dari atap, balok dan beratsendiri yang diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolommenerima beban vertical yang besar, selain itu harus mampumenahan beban-beban horizontal bahkan momen atau puntir/torsiakibat pengaruh terjadinya eksentrisitas pembebanan. hal yangperlu diperhatikan adalah tinggi kolom perencanaan, mutu betondan baja yang digunakan dan eksentrisitas pembebanan yangterjadi.

E.     BalokBalok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung

beban vertikal dan horizontal. Beban vertikal berupa beban matidan beban hidup yang diterima plat lantai, berat sendiri balokdan berat dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan bebanhorizontal berupa beban angin dan gempa.  Balok merupakan bagianstruktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk memikul bebantranversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi.Oleh karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan amansangat penting untuk suatu struktur bangunan terutama strukturbertingkat tinggi atau struktur berskala besar.

F.      Pengantar GempaKerak bumi terdiri dari beberapa lapisan tektonik keras yang

disebut litosfer yang mengapung di atas medium fluida yang lebihlunak yang disebut mantle, sehingga kerak bumi ini dapatbergerak. Teori yang dipakai untuk menerangkan pergerakan-

pergerakan kerak bumi tersebut adalah teori perekahan dasar laut(Sea Floor Spreading Theory) yang dikembangkan oleh F. V. Vinedan D. H. Mathews pada tahun 1963 (Irsyam, 2005).  Bersatunyamasa batu atau pelat satu sama lain dicegah oleh gaya-gayafriksional, apabila tahanan ultimate friksional tercapai karenaada gerakan kontinyu dari fluida dibawahnya dua pelat yang akanbertumbukan satu sama lain akan menimbulkan gerakan tiba-tibayang bersifat transient yang menyebar dari satu titik kesuatuarah yang disebut gempa bumi. Gempa bumi yang menimbulkankerusakan yang paling luas adalah gempa tektonik. Gempa bumitektonik disebabkan oleh terjadinya pergeseran kerak bumi(lithosfer) yang umumnya terjadi didaerah patahan kulit bumi.

Dalam beberapa dekade belakangan, para insinyur struktur mulaimengalami kemajuan yang berarti dalam memahami perilaku strukturterhadap beban gempa.  Kemajuan ini dikombinasikan dengan hasilpenelitian modern yang membuat para insinyur struktur dapatmendesain suatu struktur yang aman ketika mengalami bebangempayang besar, selain itu dapat pula mendesain bangunan yang tetapdapat terus beroperasi selama dan setelah gempaterjadi.  Struktur suatu bangunan bertingkat tinggi harus dapatmemikul beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut,diantaranya beban gravitasi dan beban lateral. Beban gravitasiadalah beban mati struktur dan beban hidup, sedangkan yangtermasuk beban lateral adalah beban angin dan beban gempa.

Gempa yang bekerja pada suatu struktur menyebabkan strukturtersebut akan mengalami pergerakan secara vertikal maupun secaralateral. Pergerakan tanah tersebut menimbulkan percepatansehingga struktur yang memiliki massa akan mengalami gayaberdasarkan rumus F = m x a. Namun struktur pada umumnya memilikifaktor keamanan yang cukup dalam menahan gaya vertikaldibandingkan dengan gaya gempa lateral. Gaya gempa vertikal harusdiperhitungkan untuk unsur-unsur struktur gedung yang memilikikepekaan yang tinggi terhadap beban gravitasi seperti balkon,kanopi dan balok kantilever berbentang panjang, balok transferpada

struktur gedung tinggi yang memikul beban gravitasi dari duaatau lebih tingkat diatasnya serta balok beton pratekan

berbentang panjang. Sedangkan gaya gempa lateral bekerja padasetiap pusat massa lantai.

Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempaadalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dankehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagaiberikut:

a)      Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecil

b)      Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadikerusakan arsitektural tapi bukan merupakan kerusakan structural

c)      Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan nonstruktural pada gempa kuat, namun kerusakan yang terjadi tidakmenyebabkan bangunan runtuh.

Beban gempa nilainya ditentukan oleh 3 hal, yaitu oleh besarnyaprobabilitas beban itu dilampaui dalam kurun waktu tertentu, olehtingkat daktilitas struktur yang mengalaminya, dan oleh kekuatanlebih yang terkandung didalam struktur tersebut. Peluangdilampauinya beban nominal tersebut dalam kurun waktu umur gedung50 tahun adalah 10% dan gempa yang menyebabkannya adalah gemparencana dengan periode ulang 500 tahun. Tingkat daktilitasstruktur gedung dapat ditetapkan sesuai dengan kebutuhan,sedangkan faktor kuat lebih (f1) untuk struktur gedung secaraumum nilainya adalah 1,6. Dengan demikian, beban gempa nominaladalah beban akibat pengaruh gempa rencana yang menyebabkanterjadinya pelelehan pertama didalam struktur gedung, kemudiandireduksi dengan faktor kuat lebih (f1).

Daktilitas adalah kemampuan suatu struktur gedung untukmengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang kalidan bolak-balik akibat beban gempa diatas beban gempa yangmenyebabkan terjadinya pelelehan pertama, sambil mempertahankankekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedungtersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi

diambang keruntuhan. Faktor daktilitas struktur gedung (μ) adalahrasio

antara simpangan maksimum struktur gedung akibat pengaruh gemparencana pada saat mencapai kondisi diambang keruntuhan (δmax) dansimpangan struktur pada saat terjadinya sendi plastis ya  ngpertama (δy), seperti terlihat pada persamaan di bawah ini:

Untuk μ =1 adalah nilai faktor daktilitas untuk struktur gedungyang berprilaku elastik penuh, seangkan μm adalah nilai faktordaktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem strukturgedung yang bersangkutan.

1.      Analisis Beban Gempa

Struktur beraturan dapat direncanakan terhadappembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam arahmasing-masing sumbu utama denah nominal statik ekivalen (V) yangterjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan dibawah ini:

Dimana C1 adalah nilai faktor respon gempa yang didapat darirespon spectra gempa rencana untuk waktu getar alami fundamentalT1, Wt adalah berat total gedung termasuk beban hidup yangsesuai, R adalah faktor reduksi gempa, dan I adalah faktorkeutamaan. Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjangtinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statikekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-imenurut persamaan di bawah ini:

Dimana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup

yang sesuai, zi adalah ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari

taraf penjepitan lateral, sedangkan n adalah nomor lantai tingkat

paling atas. Ilustrasi dari hal tersebut dapat dilihat pada

gambar berikut :

Apabila rasio antara tinggi struktur gedung dan ukurandenahnya dalam arah pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3,maka 0.1 V harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yangmenangkap pada pusat massa lantai tingkat paling atas, sedangkan0.9 V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedungmenjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen.

2.      Respon Spektra

Untuk menentukan pengaruh gempa rencana pada struktur gedung,yaitu berupa beban geser dasar nominal statik ekivalen padastruktur gedung beraturan atau gaya geser dasar nominal sebagairespon dinamik ragam pertama pada struktur gedung tidakberaturan, untuk masing-masing wilayah gempa ditetapkan responspektra gempa rencana. Respon spektra adalah suatu diagram yangmemberi hubungan antara percepatan respon maksimum suatu sistemSatu Derajat Kebebasan (SDK) akibat suatu gempa masukan tertentu,sebagai fungsi dari faktor redaman (dumping) dan waktu getaralami sistem SDK tersebut (T). Bentuk respon spektra yangsesungguhnya menunjukkan suatu fungsi acak yang untuk waktu getaralami (T) meningkat menunjukkan nilai yang mula-mula meningkatdulu sampai suatu nilai maksimum, kemudian turun lagi secaraasimtotik mendekati sumbu-T.

A.     Kesimpulan

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil,batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satudengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuksuatu massa mirip-batuan.

Beton bertulang adalah suatu bahan material yang terbuat daribeton dan baja tulangan.

Kelebihan beton bertulang antara lain, beton memiliki kuattekan yang relatif lebih tinggi, Beton bertulang mempunyaiketahanan yang tinggi terhadap api dan air, Struktur betonbertulang sangat kokoh, Beton bertulang tidak memerlukan biayapemeliharaan yang tinggi, memiliki usia layan yang sangatpanjang, Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yangekonomis, kemampuannya untuk dicetak menjadi bentuk yang sangatberagam, membutuhkan sedikit semen dan tulangan baja, sertaKeahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi betonbertulang lebih rendah.

Kelemahan-kelemahan beton bertulang tersebut antara lain,Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, Beton bertulangmemerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di tempatnyasampai beton tersebut mengeras, Sifat-sifat beton sangatbervariasi karena bervariasinya proporsi-campuran danpengadukannya, Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton.

Pengetahuan yang mendalam tentang sifat-sifat beton bertulangsangat penting sebelum dimulai mendesain struktur betonbertulang. Beberapa sifat-sifat beton bertulang antara lain, KuatTekan, Modulus Elastisitas Statis, Modulus elastisitas dinamis,Perbandingan Poisson, Kuat Tarik, Kuat Geser dan Kurva Tegangan-Regangan.

Dari namanya beton ini pasti memiliki bobot yang kecil dari betonpada umumnya, bahkan berat jenisnya bisa dibuat lebih rendah daripada  berat jenis air. Sehingga jika dimasukkan ke air beton ini akan mengapung.

 Beton dapat dibuat ringan dengan membuat micro buble dalam adukanbeton dengan memasukkan busa (foam)  pada adonan pasir, semen danair. Teknologi ini juga dikenal dengan Foam Concrete. 

Semakin banyak busa yang digunakan maka akan semakin ringan betonyang dihasilkan, namun kekuatan akan semakin menurun. Sehingga berat dan kekuatan sesuatu yang harus dikendalikan untuk mendapatkan performa beton yang dinginkan.

Salah satu produk beton ringan CLC adalah bata ringan CLC yang saat ini sudah banyak dikenal dan bukan lagi hal baru di Indonesia terlebih di Jakarta, Teknologi AAC merupakan teknologi pembuat bata ringan yang lain.

Seperti judul website ini, kami akan memfokuskan pembahasan pada beton ringan CLC dengan keunggulan sbb :

Dapat diproduksi dilapangan / project langsung Tidak memerlukan autoclave seperti AAC dalam proses

pengerasan. Atau hanya didiamkan minimal 14 hari.

Bentuk dan ukuran tidak terbatas, tergantung bekisting yangdibuat.

Flowable sehingga tidak perlu pemadatan dengan vibrator

Sifat Material ini adalah :

Bisa dibuat lebih ringan dari berat jenis air Dapat menjadi insulator yang baik Dapat dibentuk sesuai keinginan

Kelebihan dan Kekurangan Beton Ringan atau Hebel

Semakin pesatnya pertumbuhan pengetahuan dan teknologi di bidangkonstruksi yang mendorong kita lebih memperhatikan standar mutuserta produktivitas kerja untuk dapat berperan serta dalammeningkatkan sebuah pembangunan konstruksi dengan lebihberkualitas. Salah satu bahan jenis bahan bangunan yang sudahpopuler adalah beton. Penggunaan beton pada gedung dilakukandalam rangka menghemat pengeluaran dalam suatu proses konstruksi.Selain harganya yang terjangkau beton juga memiliki kuat tekanyang tinggi. Dan saat ini sudah banyak pula jenis-jenis beton,salah satunya yang akan kita bahas saat ini Beton Ringan(lightweight concrete) atau lebih dikenal dengan sebutan Hebel.Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density)lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton ringan bisadisebut sebagai beton ringan aerasi (Aerated LightweightConcrete/ALC) atau sering disebut juga (Autoclaved AeratedConcrete/ AAC) yang mempunyai bahan baku utama terdiri dari pasirsilika, kapur, semen, air, ditambah dengan suatu bahan pengembangyang kemudian dirawat dengan tekanan uap air. Tidak seperti betonbiasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan. Padaumumnya berat beton ringan berkisar antara 600 – 1600 kg/m3.Karena itu keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat,sehingga apabila digunakan pada proyek bangunan tinggi (high risebuilding) akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiribangunan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi.Ada beberapa Kelebihan dari Beton ringan

Balok mudah dibentuk. Sehingga dapat dengan cepat dan akuratdipotong atau dibentuk untuk memenuhi tuntutan dekorasi gedung.Alat yang digunakan pun sederhana, cukup menggunakan alatpertukangan kayu. Karena ukurannya yang akurat tetapi mudah dibentuk, sehinggadapat meminimalkan sisa-sisa bahan bangunan yang tak terpakai. Hebel dapat mempermudah proses konstruksi. Untuk membangunsebuah gedung dapat diminimalisir produk yang akan digunakan.Misalnya tidak perlu batu atau kerikil untuk mengisi lantaibeton. Bobotnya yang ringan mengurangi biaya transportasi. Apalagipabrik Hebel dibangun sedekat mungkin dengan konsumennya. Karena ringan, tukang bangunan tidak cepat lelah. Sehinggacepat dalam pengerjaannya. Semennya khusus cukup 3 mm saja. Mengurangi biaya struktur besi sloff atau penguat. Mengurangi biaya penguat atau pondasi Waktu pembangunan lebih pendek. Tukang yang mengerjakan lebih sedikit. Sehingga secarakeseluruhan bisa lebih murah dan efisien Tahan panas dan api, karena berat jenisnya rendah. Kedap suara Tahan lama, kurang lebih sama tahan lamanya dengan betonkonvensional Kuat tetapi ringan, karena tidak sekuat beton. Perluperlakuan khusus. dibebani AC menggunakan fisher FTP, Wastafelfisher plug FX6/8, panel dinding fisher sistem injeksi. Anti jamur Tahan gempa Anti serangga Biaya perawatan yang sedikit, bangunan tak terlalu banyakmengalami perubahan atau renovasi hingga 20 tahun. NyamanAman, karena tidak mengalami rapuh, bengkok, berkarat, korosi.

Selain kelebihan, Beton Ringan juga memiliki beberapa kelemahan,yaitu: Karena ukurannya yang besar, untuk ukuran yang tanggung,akan memakan waste yang cukup besar. Diperlukan keahlian tambahanuntuk tukang yang akan memasangnya, karena dampaknya berakibatpada waste dan mutu pemasangan. Perekat yang digunakan harus disesuaikan dengan ketentuanprodusennya, umumnya adalah semen instan. Nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas,sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan(struktural). Harganya cenderung lebih mahal dari bata konvesional. Dipasaran, beton ringan dalam bentuk bata dijual dalam volume m3,sehingga dengan ukuran 60cmx20cmx10cm / m3 bata ringan terdiridari 83 buah. Jika dikonversikan dalam m2 maka 1 m2 terdiri dari8.5 buah. Harga per bata kurang lebih Rp. 5.500,-, sehingga hargaper m2 nya Rp.46.750,-. Belum termasuk semen instan dan ongkospasangnya.