Himsar M Gultom : Analisa Torsi Pada Balok Dengan Lubang Pada Badannya, 2009. USU Repository © 2009
Karena hubungan antara dan , baik untuk baja maupu beton masih linier maka berlaku :
c s
dan c Es
Ec
σ σ
ε ε
= =
;
kemudian
c s
c maka Es
Ec
σ σ ε ε
= =
dengan demikian tegangan baja adalah
. Es
s c
Ec
σ σ
=
Perbandingan Es
Ec dikenal sebagai besaran n atau disebut angka ekivalensi, sehingga
untuk tegangan baja yang terjadi berlaku rumus berikut : .
s n
c σ
σ =
untuk modulus runtuh beton tarik fr ditentukan sebagai berikut : fr=0.7
f c
sesuai dengan SKSNI T15-1991-03 pasal 3.3.2-5 Untuk modulus elastis beton Ec ditentukan menjadi
Ec=4700
f c
, sedangkan modulus elastis baja beton menjadi Es ditentukan Es=200000 Mpa
6 2
2.10 kg cm .
Pada saat retak awal berlaku rumus Mr = fr.
. t retak
W dengan
Mr = momen retak pada saat diperkirakan akan terjadi retak awal
fr = Modulus runtuh beton tarik
. t retak
W =
2
1 6
bh
, momen lawan tahanan dari penampang yang retak.
II.6. Tegangan pada Pembebanan Ultimit
Pada beban yang lebih besar lagi, hingga mendekati pembebanan ultimit nilai regangan serta tegangan akan meningkat dan cenderung tidak sebanding lagi
antara keduanya, dimana tegangan tekan beton akan membentuk kurva parabola.
Himsar M Gultom : Analisa Torsi Pada Balok Dengan Lubang Pada Badannya, 2009. USU Repository © 2009
Distribusi tegangan pada kondisi ultimit yang berupa kurva parabola dapat diidealisasi menjadi bentuk tegangan segi empat ekivalen sebagaimana diusulkan Whitney lihat
Gambar II.6..
σ σ
σ σ
β
Gambar II.6. Distribusi Tegangan-Regangan Penampang Beton Bertulang Pada Beban Batas
[Gideon, 1995]
Pendekatan dan pengembangan metode perencanaan kekuatan didasarkan atas anggapan-anggapan sebagai berikut :
1. Bidang penampang rata sebelum terjadi lenturan, tetap rata setelah terjadi lenturan
dan tetap berkedudukan tegak lurus pada sumbu bujur balok prinsip Bernoulli. Oleh karena itu, nilai regangan dalam penampang komponen struktur terdistribusi
linear atau sebanding lurus terhadap jarak ke garis netral prinsip Navier. 2.
Tegangan sebanding dengan regangan hanya sampai pada kira-kira beban sedang, di mana tegangan beton tekan tidak melampaui
±
1 2
f
c
’. Apabila beban meningkat sampai beban ultimit, tegangan yang timbul tidak sebanding lagi dengan
regangannya berarti distribusi tegangan tekan tidak lagi linear. Bentuk blok tegangan beton tekan pada penampangnya berupa garis lengkung dimulai dari
garis netral dan berakhir pada serat tepi tekan terluar. Tegangan tekan maksimum
Himsar M Gultom : Analisa Torsi Pada Balok Dengan Lubang Pada Badannya, 2009. USU Repository © 2009
sebagai kuat tekan lentur beton pada umumnya tidak terjadi pada serat tepi tekan terluar, tetapi agak masuk ke dalam.
3. Dalam memperhitungkan kapasitas momen ultimit komponen struktur, kuat tarik
beton diabaikan tidak diperhitungkan dan seluruh gaya tarik dilimpahkan kepada tulangan baja tarik.
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. 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. N
D
adalah resultante gaya tekan dalam, merupakan resultante seluruh gaya tekan pada daerah di atas garis netral. Sedangkan N
T
adalah resultante gaya tarik dalam, merupakan jumlah seluruh gaya tarik yang diperhitungkan untuk daerah di
bawah garis netral. Kedua gaya ini, arah garis kerjanya sejajar, sama besar, tetapi berlawanan arah dan dipisahkan dengan jarak z sehingga membentuk kopel momen
tahanan dalam di mana nilai maksimumnya disebut sebagai kuat lentur atau momen tahanan penampang komponen struktur terlentur.
Berdasarkan bentuk empat persegi panjang, seperti tampak pada gambar, intensitas tegangan beton tekan rata-rata ditentukan sebesar 0,85 f
c
’ dan dianggap bekerja pada daerah tekan dari penampang balok selebar b dan sedalam a, yang mana
besarnya ditentukan dengan rumus : a =
β
1
c ………………..................................…
II.3 di mana,
c = jarak serat tekan terluar ke garis netral,
Himsar M Gultom : Analisa Torsi Pada Balok Dengan Lubang Pada Badannya, 2009. USU Repository © 2009
β
1
= konstanta yang merupakan fungsi dari kelas kuat beton. Standar SK SNI 03-xxxx-2002 menetapkan nilai
β
1
diambil 0,85 untuk f
c
’ ≤
30 MPa, berkurang 0,05 untuk setiap kenaikan 7 MPa kuat beton, dan nilai tersebut tidak boleh kurang dari 0,65.
II.7. Geser dan Tarik Diagonal Balok
