Analisa Lendutan Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Diameter Tulangan Berbeda Dan Letak Tulangan Berbeda Namun Luas Penampang Tetap Sama Dengan Cara Teoritis Dan Simulasi Program FEA (Study Literatur)

Analisa Lendutan Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Diameter Tulangan Berbeda Dan Letak Tulangan Berbeda Namun Luas Penampang Tetap Sama Dengan Cara Teoritis Dan Simulasi Program FEA
(Study Literatur)
Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh : YOGI RIKARDO PAKPAHAN
13 0424 004
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2015

LEMBAR PENGESAHAN
Analisa Lendutan Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Diameter Tulangan Berbeda Dan Letak Tulangan Berbeda Namun Luas Penampang Tetap Sama Dengan Cara Teoritis Dan Simulasi Program FEA
(Study Literatur)
TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk
Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Dikerjakan oleh :

YOGI RIKARDO PAKPAHAN 13 0424 004
Pembimbing :

Penguji I

Ir. Torang Sitorus, MT NIP. 19571002 198601 1 001

Penguji II

Ir. Besman Surbakti, MT NIP. 19541012 198003 1 004
Koordinator, PPSE Departemen T. Sipil FT USU

Ir.Robert Panjaitan NIP. 19510708 19198203 1 001
Mengesahkan Ketua
Departemen T. Sipil FT USU

Ir. Zulkarnain A. Muiz, M. Eng.Sc NIP : 19560326 198103 1003

Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan NIP : 19561224 198103 1 002

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

SURAT PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Yogi Rikardo P NIM : 13 0424 004
Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir saya ini dengan judul “Analisa Lendutan Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Diameter Tulangan Berbeda Dan Letak Tulangan Berbeda Namun Luas Penampang Tetap Sama Dengan Cara Teoritis Dan Simulasi Program FEA (Study Literatur)” bebas plagiat. Apabila dikemudian hari terbukti terhadap plagiat dalam Tugas Akhir saya tersebut, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan. Demikian pernyataan ini saya perbuat untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.

Medan, September 2015 Penyusun,
Yogi Rikardo Pakpahan NIM : 13 0424 004

ABSTRAK
Balok merupakan salah satu bagian elemen struktur yang berfungsi menerima beban yang ada. Karena dibebani, komponen struktur tersebut pasti memiliki reaksi terhadap beban yang bekerja, contohnya saja balok beton bertulang, jika dibebani maka akan mengalami lendutan yang besarnya tergantung dari besarnya beban yang diberikan dan material balok beton bertulang itu sendiri. Dan jika beban melampaui batas kekuatan balok beton bertulang tersebut maka lendutan tersebut semakin besar dan akhirnya terjadi retak pada daerah balok beton bertulang yang mengalami tarik. Selain anlisa teoritis ada beberapa cara untuk menganalisa lendutan balok beton bertulang dan salah satunya adalah metode finite element. Tugas akhir ini menyajikan hasil analisa terhadap 2 (dua) buah balok beton bertulang yang memiliki dimensi sama yaitu 400 mm x 800 mm, dan memiliki luas tulangan tarik yang sama namun diameter tulangan berbeda. Type pertama menggunakan 16 16 dan type kedua 4 32. Analisa lendutan dilakukan dengan dua metode yaitu secara teoritis dan menggunakan program berbasis elemen hingga. Hasil yang diperoleh adalah Dengan luas tulangan yang sama, Balok Type II memiliki momen nominal/momen layan serta beban P yang lebih besar yaitu 425,3 kNm dan 99 kN, sedangkan balok type I memiliki momen nominal/momen layan serta beban P yang lebih besar yaitu 417,5 kNm dan 97 kN. Berdasarkan rangkaian analisis dan perhitungan mengenai perilaku lendutan beton bertulang, menurut SNI-03-2847-2002 dan simulasi program Abaqus/CAE membuktikan bahwa dengan beban yang sam balok Type II memiliki lendutan yang lebih kecil dibandingkan balok Type I. Sehingga bisa dikatakan bahwa Diameter dan letak tulangan mempengaruhi kemampuan balok menahan beban lentur yang ada
Kata kunci : Beton bertulang, lendutan, finite element, tulangan, tinggi efektif, inertia efektif, momen kritis
i

ABSTRACT
Beams is one part of the structural elements that function to receive the existing load. Being burdened, the structural components must have had a reaction to the work load, for example, only reinforced concrete beams, if saddled it will undergo a deflection which depends on the magnitude of the applied load and material reinforced concrete beam itself. And if the load exceeded the strength of reinforced concrete beams, the deflection is greater and eventually cause cracks in reinforced concrete beams areas experiencing attraction. In addition to theoretical analysis there are several ways to analyze the deflection of reinforced concrete beams and one of them is the finite element method. This final project presents the analysis of two (2) pieces of reinforced concrete beams which have the same dimensions of 400 mm x 800 mm and has a tensile reinforcement same area but different diameter of reinforcement. The first type uses 16 16 and second type 4 32. Deflection analysis done by two methods that are theoretically and using finite element-based program. The results are the same broad reinforcement, Beams Type II has a nominal torque / moment of serviceability and load larger P is 425.3 kNm and 99 kN, the beam type I has a nominal torque / moment of serviceability and load larger P namely 417.5 KNM and 97 kN. Based on the circuit analysis and calculation of the deflection behavior of reinforced concrete, according to SNI 03-2847-2002 and simulation program Abaqus / CAE prove that the burden sam beam deflection Type II has a beam that is smaller than Type I. That is to say that the diameter and beam reinforcement layout affects the ability of the existing resist bending loads
Keywords : concrete beam, deflection/deformation, finite element, reinforced, high efective, efctive inertia, critical momen
ii

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas limpahan berkah, rahmat, serta karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.
Tugas Akhir ini disusun guna melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “Analisa Lendutan Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Diameter Tulangan Berbeda Dan Letak Tulangan Berbeda Namun Luas Penampang Tetap Sama. Dengan Cara Teoritis Dan Simulasi Program FEA.
Penyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan, dukungan, serta bimbingan dari berbagai belah pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil;
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil; 3. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, selaku Koordinator PPSE,

Departemen Teknik Sipil; 4. Bapak Ir. Torang Sitorus, MT, selaku Pembimbing, yang telah banyak
memberikan arahan, dukungan, masukan, serta meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran Beliau dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini;
ii

5. Bapak Ir. Besman Surbakti, MT dan Bapak Ir.Robet Panjaitan., selaku Penguji, yang turut memberikan masukan dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini;
6. Bapak/ibu seluruh Staff Pengajar, serta Pegawai Administrasi Departemen Teknik Sipil;
7. Teristimewa untuk kedua Orang Tua penulis, Ayahanda dan Ibunda, serta Saudari penulis, yang telah bersabar dan tak henti-hentinya memberikan doa, motivasi, nasehat, serta dukungan. Terima kasih atas segala pengorbanan, cinta, dan kasih sayang yang tiada batas untuk penulis.
8. Buat teman-teman seperjuangan penulis ,serta teman-teman Mahasiswa/i Angkatan 2013 dan Mahasiswa Teknik Sipil lainnya, yang tidak dapat disebutkan seluruhnya, terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun, demi perbaikan untuk menjadi lebih baik lagi.
Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, September 2015 Hormat saya,
Yogi Rikardo P 13 0424 004
iii

DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................................................................................................... i KATA PENGANTAR ........................................................................................ ii DAFTAR ISI ...................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vii DAFTAR TABEL .............................................................................................. ix DAFTAR NOTASI ............................................................................................ x
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 4 1.3 Tujuan ......................................................................................... 4 1.4 Manfaat ....................................................................................... 5 1.5 Pembatasan Masalah .................................................................. 5 1.6 Sistematika Penulisan.................................................................. 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 8 2.1 Material Beton ............................................................................ 8 2.1.1 Karakteristik dari sifat mekanik beton............................. 9 2.1.2 Jenis-Jenis Keruntuhan Lentur Beton.............................. 11 2.1.3 Analisis Balok Persegi dengan Tulangan Tarik Saja....... 11 2.2 Besi Tulangan Beton .................................................................. 13 2.3 Lendutan ...................................................................................... 15 2.3.1 Lendutan Seketika Balok Beton Bertulang...................... 17 2.3.2 Lendutan Jangka Panjang ( Nawy,2003 dan SNI 2002 ). 21
iv

2.3.3 Lendutan Yang diijinkan pada balok ( Nawy,2003 dan SNI 2002 )........................................... 22
2.3.4 Retak Beton Bertulang..................................................... 23 2.3.5 Program FEA (Finite Element Analysis) ......................... 25 2.3.6 Program Abaqus/CAE ..................................................... 26
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................ 30 3.1 Pendahuluan ............................................................................... 30 3.2 Analisis Lendutan Balok Beton Bertulang Yang letak dan Diameter Besi Tulangan Berbeda Namun Luas Penampang Tulangan Sama ...........................................................33 3.2.1 Type 1 ............................................................................. 33 3.2.1.1 Analisa Penampang Pada taraf praretak ........... 36 3.2.1.2 Analisa Penampang Pada taraf pasca retak ...... 37 3.2.1.3 Menentukan Nilai Lendutan .............................. 38 3.3 Pemodelan pada program Abaqus/CAE ..................................... 39 3.3.1 Modul Geometri (Part).................................................... 39 3.3.2 Modul Property ............................................................... 40 3.3.3 Modul Asembly ................................................................ 41 3.3.4 Modul Step....................................................................... 41 3.3.5 Modul Interaction............................................................ 42 3.3.6 Modul Load ..................................................................... 42 3.3.2 Modul Mesh ..................................................................... 43 3.3.2 Modul Job........................................................................ 44 3.3.2 Modul Visualization ........................................................ 44
v

BAB IV ANALISA HASIL PERHITUNGAN DAN SIMULASI PROGRAM ABAQUS/CAE .................................................................................. 45 4.1 Analisis Lendutan Balok Beton SNI-03-2847-2002 ................... 46 4.1.1 Type I............................................................................... 46 4.2.2 Type II ............................................................................. 52 4.2 Analisis Lendutan Balok Beton dengan Abaqus/CAE................ 58
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 64 5.1 Kesimpulan ................................................................................. 64 5.2 Saran ........................................................................................... 65
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ xi LAMPIRAN
vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Balok yang melendut ketika dibebani

Gambar 2.1. Hubungan antra tegangan dan regangan tekan beton

Gambar 2.2. Blok Tegangan persegi ekivalen penampang balok

Gambar 2.3. Gambar 2.4.

Hubungan antra tegangan dan regangan besi tulangan Hubungan beban–lendutan pada balok. Daerah I, Taraf praretak;

Daerah II, Taraf pascaretak ; Daerah III, Taraf pasca-

serviceability [Nawy,2003].

Gambar 2.5. Gambar penampang transformasi (belum retak)

Gambar 2.6. Gambar penampang transformasi (retak)

Gambar 2.7. Faktor Pengali untuk lendutan jangka panjang [Nawy,2003

Gambar 2.8. Program Komputer Berbasis FEA ( Finite Element Analysis )

Gambar 2.9. Keterangan program Abaqus

Gambar 3.1. Bagan Alir Metode Penelitian

Gambar 3.2. Model balok beton bertulang yang dianalisis

Gambar 3.3. Dua type Model penampang balok beton bertulang yang dianalisis

Gambar 3.4. Contoh type I penampang balok beton bertulang yang dianalisis

Gambar 3.5. Contoh tegangan tekan ekivalen penampang balok type I

Gambar 3.6. Bentuk struktur yang ditinjau

Gambar 3.7. Contoh Penampang Transformasi belum retak pada penampang

balok type I

Gambar 3.8. Contoh Penampang Transformasi retak pada penampang balok

type I

vii

Gambar 3.9. Lendutan balok yang ditinjau dengan integrasi ganda Gambar 3.10. Menu pada Modul Part Gambar 3.11. Menu pada Modul Property Gambar 3.12. Menu pada Modul Assembly Gambar 3.13. Menu pada Modul Step Gambar 3.14. Menu pada Modul Interaction Gambar 3.15. Menu pada Modul Load Gambar 3.16. Menu pada Modul Mesh Gambar 3.17. Menu pada Modul Job Gambar 4.1. Model balok beton bertulang yang dianalisis Gambar 4.2. type I penampang balok beton bertulang yang dianalisis Gambar 4.3. tegangan tekan ekivalen penampang balok type I Gambar 4.4. tegangan tekan ekivalen penampang balok type I Gambar 4.5. Penampang Transformasi retak pada penampang balok type I Gambar 4.6. type II penampang balok beton bertulang yang dianalisis Gambar 4.7. tegangan tekan ekivalen penampang balok type II Gambar 4.8. Penampang Transformasi belum retak pada penampang balok
type II Gambar 4.9. Penampang Transformasi retak pada penampang balok type I Gambar 4.10. Gambar balok tampak solid Gambar 4.11. Gambar balok tampak transparan Gambar 4.12. Gambar balok sudah dengan mesh 0.1 Gambar 4.13. Gambar bentuk lendutan balok Gambar 4.14. Gambar bentuk lendutan balok tampak tulangan saja

viii

Gambar 4.15. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan (SNI-03-2847-2002) Gambar 4.16. Grafik Hubungan Beban dan Lendutan (Abaqus/CAE)
ix

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Ketetentuan Tulangan menurut SNI 07-2502-2002………………..14 Tabel 2.2. Beberapa persamaan lendutan balok………………………………….17 Tabel 2.3. Unit yang digunakan saat input data……………………………….27 Tabel 3.1. Type Part…………………………………………………………...39 Tabel 3.2. Material dan Section Part…………………………………………..40 Tabel 3.3. Constraint masing-masing Instance………………..………………42 Tabel 4.1. Type Part…………………………………………………………...58 Tabel 4.2. Material dan Section Part…………………………………………..58 Tabel 4.3. Constraint masing-masing Instance………………………………..58
x

DAFTAR NOTASI
A Luas Penampang Ag Luas bruto penampang As’ Luas Tulangan Tekan As Luas Tulangan Tarik B Lebar Balok H Tinggi Balok d’ Tinggi Efektif Balok Es Modulus Elastisitas Baja Ec Modulus Elastisitas Beton Fc Kuat tekan Beton Fr Modulus Keruntuhan Lentur Beton Fy Tegangan Leleh Baja Icr Momen inertia penampang retak yang ditransformasikan ke beton Ig Momen inertia penampang bruto beton terhadap garis sumbunya Ie Momen inertia efektif untuk perhitungan lendutan I Momen inersia L Panjang Balok Ma Momen maksimum saat lendutan dihiung Mcr Momen retak Mu Momen Ultimate Mn Momen nominal P Beban terpusat
xi

T Tegangan Baja C Tegangan Beton ε Regangan
Lendutan rasio tulangan
xii

ABSTRAK
Balok merupakan salah satu bagian elemen struktur yang berfungsi menerima beban yang ada. Karena dibebani, komponen struktur tersebut pasti memiliki reaksi terhadap beban yang bekerja, contohnya saja balok beton bertulang, jika dibebani maka akan mengalami lendutan yang besarnya tergantung dari besarnya beban yang diberikan dan material balok beton bertulang itu sendiri. Dan jika beban melampaui batas kekuatan balok beton bertulang tersebut maka lendutan tersebut semakin besar dan akhirnya terjadi retak pada daerah balok beton bertulang yang mengalami tarik. Selain anlisa teoritis ada beberapa cara untuk menganalisa lendutan balok beton bertulang dan salah satunya adalah metode finite element. Tugas akhir ini menyajikan hasil analisa terhadap 2 (dua) buah balok beton bertulang yang memiliki dimensi sama yaitu 400 mm x 800 mm, dan memiliki luas tulangan tarik yang sama namun diameter tulangan berbeda. Type pertama menggunakan 16 16 dan type kedua 4 32. Analisa lendutan dilakukan dengan dua metode yaitu secara teoritis dan menggunakan program berbasis elemen hingga. Hasil yang diperoleh adalah Dengan luas tulangan yang sama, Balok Type II memiliki momen nominal/momen layan serta beban P yang lebih besar yaitu 425,3 kNm dan 99 kN, sedangkan balok type I memiliki momen nominal/momen layan serta beban P yang lebih besar yaitu 417,5 kNm dan 97 kN. Berdasarkan rangkaian analisis dan perhitungan mengenai perilaku lendutan beton bertulang, menurut SNI-03-2847-2002 dan simulasi program Abaqus/CAE membuktikan bahwa dengan beban yang sam balok Type II memiliki lendutan yang lebih kecil dibandingkan balok Type I. Sehingga bisa dikatakan bahwa Diameter dan letak tulangan mempengaruhi kemampuan balok menahan beban lentur yang ada
Kata kunci : Beton bertulang, lendutan, finite element, tulangan, tinggi efektif, inertia efektif, momen kritis

i

ABSTRACT
Beams is one part of the structural elements that function to receive the existing load. Being burdened, the structural components must have had a reaction to the work load, for example, only reinforced concrete beams, if saddled it will undergo a deflection which depends on the magnitude of the applied load and material reinforced concrete beam itself. And if the load exceeded the strength of reinforced concrete beams, the deflection is greater and eventually cause cracks in reinforced concrete beams areas experiencing attraction. In addition to theoretical analysis there are several ways to analyze the deflection of reinforced concrete beams and one of them is the finite element method. This final project presents the analysis of two (2) pieces of reinforced concrete beams which have the same dimensions of 400 mm x 800 mm and has a tensile reinforcement same area but different diameter of reinforcement. The first type uses 16 16 and second type 4 32. Deflection analysis done by two methods that are theoretically and using finite element-based program. The results are the same broad reinforcement, Beams Type II has a nominal torque / moment of serviceability and load larger P is 425.3 kNm and 99 kN, the beam type I has a nominal torque / moment of serviceability and load larger P namely 417.5 KNM and 97 kN. Based on the circuit analysis and calculation of the deflection behavior of reinforced concrete, according to SNI 03-2847-2002 and simulation program Abaqus / CAE prove that the burden sam beam deflection Type II has a beam that is smaller than Type I. That is to say that the diameter and beam reinforcement layout affects the ability of the existing resist bending loads
Keywords : concrete beam, deflection/deformation, finite element, reinforced, high efective, efctive inertia, critical momen
ii

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Seiring perkembangan jaman, kemajuan disegala bidang dapat terlihat dan
dirasakan dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari kemajuan teknologi industri, transportasi, komunikasi dan lain sebagainya. Tidak dapat dipungkiri kemajuan yang pesat ini sangat beriringan dengan pembangunan sarana dan prasarana konstrusi baik itu konstruksi gedung, jalan, jembatan, pelabuhan, saluran irigasi dan lain sebagainya.
Untuk menunjang pembangunan konstrusi bangunan-bangunan diatas tentu diperlukan sebuah perencanaan yang sangat matang. Dalam sebuah perencanaan suatu struktur bangunan, segala aspek dan kriteria harus terpenuhi seperti aspek kenyaman, ekonomi, maupun aspek kekuatan struktur itu sendiri.
Suatu struktur bagunan-bagunan diatas tentulah direncanakan sedemikian rupa agar dapat memenuhi kriteria-kriteria yang diinginkan. Salah satu dasar perencanaan konstrusi adalah menentukan jenis struktur yang akan dibuat, dapat berupa struktur beton, struktur baja, maupun struktur komposit. Dari jenis struktur diatas, dapat diklasifikasin menjadi berbeda-beda karena material yang digunakan, yaitu beton, baja, atau gabungan beton dan baja. Setiap material, baik itu baja atau pun memiliki kelebihan dan kelemahan masing-masing.
Penggunaan material beton sebagai material bangaunan sangat dominan dibandingkan material lain dalam industri konstruksi. Keunggulan beton yang memiliki kekuatan dan kekakuan tinggi, murah, dan mudah dibentuk
1

menjadikannya pilihan material dalam dunia konstruksi. Selain memiliki keunggulan seperti diatas, material ini memiliki beberapa kekurangan antara lain, lemah dalam menahan gaya tarik. Beton merupakan material yang sangat kuat menahan gaya tekan tetapi lemah terhadap gaya tarik. Maka dari itu, material beton dalam struktur dikombinasikan, dengan material yang kuat menahan tarikan. Dilapangan, beton sering dikomposisisikan dengan material baja tulangan sebagai upaya untuk meningkat kan kemampuan struktur beton menahan tarik. Karena hal ini jugalah maka perlu dilakukan terus menerus study mengenai beton, khususnya beton bertulang, agar suatu strukur tersebut dapat memikul beban yang direncanakan. Komponen-komponen struktur gedung yang terbuat dari beton bertulang misalnya pondasi, kolom, plat lantai dan balok. Setiap komponenkomponen struktur tersebut akan menahan beban rencana yang diberikan.
Karena dibebani, komponen struktur tersebut pasti memiliki reaksi terhadap beban yang bekerja, contohnya saja balok beton bertulang, jika dibebani maka akan mngalami lendutan yang besarnya tergantung dari besarnya beban yang diberikan dan material balok beton bertulang itu sendiri. Dan jika beban melampaui batas kekuatan balok beton bertulang tersebut maka lendutan tersebut semakin besar dan akhirnya terjadi retak pada daerah balok beton bertulang yang mengalami tarik.
2

Gambar 1.1. Balok yang melendut ketika dibebani

Selain alasan-alasan diatas, lendutan dan retak pada balok beton bertulang dipengaruhi oleh besi tulangan yang ada pada balok tersebut. Besi tulangan memang dipasang untuk menambah kekuatan balok beton untuk menahan gaya tarik yang terjadi. Oleh karena itu jumlah dan besarnya diameter besi tulangan mempengaruhi besar kecilnya lendutan dan besar kecilnya panjang dan lebar retak. Maka perlu dikaji lebih lanjut seberapa besar pengaruh dari besi tulangan tersebut terhadap lendutan dan retak balok beton bertulang tersebut, mengunakan teori-teori yang sudah ada.
Karakteristik atau perilaku beton pada umumnya diperoleh dari pengujian eksperimental di laboratorium. Pengujian ini akan mendapatkan gambaran mengenai respon struktur berdasarkan keaadan nyata. Namun demikian semua informasi belum tentu didapatkan karena keterbatasan alat dan metode pengujian.
3

Seiring dengan majunya perkembangan teknologi komputer, studi numerik menjadi salah satu cara untuk mendapatkan informasi yang tidak dapat diperoleh dari studi eksperimental dan salah satu metode numerik yang digunakan adalah metode elemen hingga (finite element method) dan ada beberapa program-progam simulasi analisis FEA ( Finite Element Analysis ) seperti ANSYS, ATENA, NASTRAN, HYPERMESH, ABAQUS, dan lain-lain.
1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang yang telah dipaparkan di atas, maka
rumusan masalah yang akan diteliti antara lain : 1. Bagaimana menghitung lendutan balok beton bertulang dengan teori yang ada
dalam hal ini menggunakan rumus-rumus Sesuai SNI-03-2847-2002 2. Bagaimana menganalisa simulasi perilaku lendutan balok beton bertulang pada
program FEA ( Finite Element Analysis ) 3. Bagaimana pengaruh lendutan beton bertulang yang berbeda ukuran diameter
dan letak besi tulangan tetapi luas penampang tulangan tetap sama.
1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk :
1. Menganalisa perilaku lendutan balok beton bertulang dengan teori yang ada dalam hal ini menggunakan rumus-rumus Sesuai SNI-03-2847-2002
2. Menganalisa simulasi perilaku lendutan balok beton bertulang pada program FEA ( Finite Element Analysis )
4

3. Mengidentifikasi pengaruh lendutan beton bertulang yang berbeda ukuran diameter besi tulangan tetapi luas penampang tulangan tetap sama.
1.4 Manfaat Manfaat dari pembahasan ini adalah dapat menganalisa perilaku dan
mengidentifikasi pengaruh lendutan beton bertulang yang berbeda ukuran diameter dan letak besi tulangan tetapi luas penampang tulangan tetap sama, dan pemahaman penggunaan aplikasi computer dalam identifikasi sifat mekanik beton, sehingga bisa menjadi referensi tambahan dalam perencanaan struktur nantinya.
1.5 Pembatasan Masalah Dengan mempertimbangkan efisiensi waktu dalam penulisan tugas akhir
ini, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut : 1. Lendutan yang dianalisa adalah akibat beban lentur murni yaitu dua beban

terpusat statis 2. Penampang yang digunakan untuk komponen balok beton bertulang ini adalah
penampang persegi 3. Perletakan atau tumpuan balok adalah sendi-roll 4. Struktur beton bertulang ditinjau dalam system tiga dimensi 5. Balok yang ditinjau masih dalam keadaan elastis 6. Material beton yang digunakan spesifikasi fc’= 25 Mpa 7. Peraturan yang digunakan sebagai pedoman adalah peraturan SNI 03-2847-
2002 Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung.
5

1.6 Sistematika Penulisan Untuk penyajian bahasan yang diteliti, tugas akhir ini dibagi atas 5 (lima)
bab dengan sistematika sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Memuat gambaran umum mengenai penelitian yang dilakukan sebagai tugas akhir, berupa penjelasan latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat, metodologi penelitian, dan sistematika penulisannya.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang penjelasan umum mengenai sifat dan perilaku beton, jenis-jenis lendutan dan retak.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN Membahas tentang penjelasan mengenai langkah-langkah yang akan dilakukan dalam menganalisa perhitungan lendutan dan retak beberapa balok beton bertulang yang berdiameter tulangan berbeda tetapi luas penampang sama
BAB IV ANALISA HASIL PERHITUNGAN DAN SIMULASI PROGRAM ABAQUS/CAE Berisi tentang tahapan/proses perhitungan dalam perencanaan balok beton bertulang serta analisa perhitungan retak dan lendutannya. Serta berisi tahapan/proses simulasi analisis balok beton bertulang pada program berbasis FEA.
6

BAB V PENUTUP Memuat tentang kesimpulan yang diperoleh dari proses perencanaan dan saransaran mengenai tindakan yang ditempuh agar hasil yang diperoleh berikutnya lebih maksimal.
7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
3.1 Material Beton Beton adalah suatu campuran yang terdri dari pasir, kerikil, atau batu
pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk massa mirip batuan. (McCormac.Jack C, 2003). Telah diketahui bahwa 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) dan banyak lagi. Hal ini karna beton merupakan material yang efisien dan mudah di bentuk sesuai dengan yang ingin direncanakan.
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

8

dijumpai adalah masalah keretakan yang terjadi pada bahan tersebut. Keretakan pada beton bertulang dapat timbul pada saat pra-konstruksi dan pasca konstruksi, inilah yang menjadi salah satu tantangan dalam merencanakan struktur beton..
Maka daripada itu sangat perlu adanya penelitian terus menerus terhadap material beton, agar karakteristik beton benar –benar diketahui lebih detail dan diketahui dengan baik, sehingga perencanaan stroktur yang menggunakan beton semakin baik dan efisien.
Gambar 2.1. Hubungan antra tegangan dan regangan tekan beton 2.1.1 Karakteristik dari sifat mekanik beton
a. Kuat tekan beton Kuat tekan beton merupakan kemampuan beton untuk menerima gaya
tekan per satuan luas dan dinyatakan dengan Mpa. Kuat tekan beton (f’c) dilakukan dengan melakukan uji silinder beton dengan ukuran diameter
9

150 mm dan tinggi 300 mm. Pada umur 28 hari dengan tingkat pembebanan tertentu. Selama periode 28 hari silinder beton ini biasanya ditempatkan dalam sebuah ruangan dengan temperatur tetap dan kelembapan 100%. b. Modulus elastisitas beton
Perbandingan antara tegangan dan regangan beton. Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik dan perbandingan semen dan agregat. Berdasarkan SNI Beton SNI-03-28472002 Pasal 10.5.1, modulus elastisitas beton dapat ditentukan berdasarkan :
√ (1) (2)

Dan untuk beton Normal √

(3)

c. Poisson’s ration Ketika sebuah beton menerima beban tekan, silinder tersebut tidak
hanya berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral. Perbandingan ekspansi lateral dengan pendekatan longitudinal ini disebut sebagai Perbandingan Poisson (Poisson’s ratio). Nilainya bervariasi mulai dari 0,11 untuk beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengan nilai rata-rata 0,16.
10

2.1.2 Jenis-Jenis Keruntuhan Lentur Beton a. Keruntuhan Tarik (Ductile) Pada keruntuhan jenis ini, tulangan leleh sebelum beton hancur (yaitu mencapai regangan batas tekannya). Keruntuhan jenis ini terjadi pada penampang dengan rasio tulangan yang kecil. Balok yang mengalami keruntuhan ini disebut “underreinforced”. b. Keruntuhan Tekan (Brittle/Getas) Pada kondisi ini, beton hancur sebelum tulangan leleh. Keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang dengan rasio tulangan yang besar. Balok yang mengalami keruntuhan ini disebut “overreinforced” c. Keruntuhan Seimbang (Balance) Pada kondisi ini, beton hancur dan besi tulangan leleh terjadi secara bersamaan. Balok seperti ini mempunyai tulangan yang seimbang.

2.1.3 Analisis Balok Persegi dengan Tulangan Tarik Saja

0,85fc C =0,85 fc a b
a c

hd
As
ssss
b

(d-c)
fs

jd
T = As fs

Gambar 2.2. Blok Tegangan persegi ekivalen penampang balok

11

Pada gambar diatas, gaya tekan C pada beton adalah Sedangkan gaya tarik baja Jika tulangan diasumsikan leleh , maka Keseimbangan gaya horizaontal pada penampang mensyaratkan:

(4) (5) (6)

Sehingga
Sedangkan momen nominal dihitung sebagi berikut:
 ()
 ()
Untuk Pemeriksaan kondisi keruntuhan balok, digunakan persamaan ()
dan

(7) (8)
(9) (10) (11) (12)

Berdasarkan Persamaan ini dapat ditentukan

12

 Jika

()

 Jika

()

Untuk menghindari terjadinya keruntuhan pada elemen lentur, SNI-03-2847-2002

Pasal 12.3.3 membatasi rasio tulangan

3.2 Besi Tulangan Beton Beberapa besi yang dapat ditemukan di dalam beton (lazimnya di temukan
di dalam beton dengan susunan tertentu) dinamakan besi tulangan beton / baja tulangan beton. Ketika disebut beton, diartikan beton bertulang sedangkan untuk penyebutan beton tanpa penulangan disebut beton tak bertulang, maka ketika ditanya sebuah gedung lantai 12 konstruksinya beton, maka yang dimaksud dalam hal ini adalah beton bertulang.

Gambar 2.3. Hubungan antra tegangan dan regangan besi tulangan 13

Perilaku materal baja tulangan dinyatakan dalam bentuk kurva hubungan tegangan-regangan seperti diatas. Terdapat empat fase kurva tegangan-regangan dari baja tulangan, dimulai dari titik awal (tegangan = 0, regangan= 0), kemudian secara kontinue beban terus ditingkatkan hingga akhirnya baja mengalami keruntuhan (putus) .
Besi tulangan pada umumnya terbagi dua jenis, yaitu besi tulangan polos dan ulir/sirip (deformed).Berdasarkan SNI 07-2502-2002 besi tulangan beton harus memenuhi parameter yang ada. Besi tulangan polos harus memenuhi ketentuan sebagai berikut
Tabel 2.1. Ketetentuan Tulangan menurut SNI 07-2502-2002
Besi tulangan ulir/sirip (deform) harus memenuhi ketentuan :
14

3.3 Lendutan lendutan merupakan merupakan peristiwa melengkungnya suatu batang
yang ditumpu akibat adanya beban yang bekerja pada batang tersebut. Beban yang dimaksud di sini dapat berupa beban dari luar ataupun beban dari dalam karena pengaruh berat batang sendiri. Nawy, Edward G. (1986) membagi properties material beton menjadi dua bagian yaitu jangka pendek atau seketika dan jangka panjang.
Secara teoritis, besar kecilnya lendutan yang dialami suatu batang dipengaruhi oleh beberapa faktor , antara lain :
1. Faktor beban dimana bahan mengalami defleksi akibat adanya beban besar.
2. Faktor momen dimana defleksi timbul akibat beban dengan asumsi pada sumbu X dan Y.
3. Kekakuan batang. Semakin kaku suatu batang maka lendutan akan semakin kecil terjadi pada batang bila batang diberi beban begitupun sebaliknya.
4. Besar kecilnya gaya yang diberikan pada batang. Besar kecilnya gaya yang diberikan pada batang berbanding lurus dengan besarnya defleksi yang
15

terjadi. Dengan kata lain semakin besar beban yang dialami batang maka defleksi yang terjadi pun akan semakin besar. 5. Jenis tumpuan yang diberikan pada batang. Jumlah reaksi dan arah pada tiap jenis tumpuan berbeda-beda, oleh karena itu besarnya defleksi pada penggunaan tumpuan yang berbeda-beda tidak sama. Semakin banyak reaksi dari tumpuan yang melawan gaya dari beban maka defleksi yang terjadi akan semakin kecil. Sejalan dengan hal tersebut maka defleksi yang terjadi pada tumpuan rol lebih besar dari tumpuan pin (pasak), dan defleksi yang terjadi pada tumpuan pin lebih besar dari tumpuan jepit. 6. Jenis beban yang terjadi pada batang. Beban terdistribusi merata dengan beban titik, keduanya memiliki kurva defleksi yang berbeda-beda. Pada beban terdistribusi merata, slope yang terjadi pada bagian batang yang paling dekat dengan tumpuan lebih besar dari slope pada beban titik. Ini karena sepanjang batang mengalami beban sedangkan pada beban titik hanya terjadi pada daerah titik tertentu saja Ada beberapa metode yang digunakan untuk menentukan besarnya suatu lendutan diantaranya: a. Metode Super posisi b. Metode luas diagram momen c. Metode energy d. Beban Virtual e. Castigliano f. FEM
16

3.3.1 Lendutan seketika Balok Beton Bertulang Diketahui bahwa lendutan itu adalah fungsi dari kekakuan yaitu perkalian
antara modulus elastisitas beton dengan inersia penampang , lebih populer dengan istilah . Dan kenyataannya, lendutan itu harus dibatasi, karena itu menyangkut masalah kenyamanan. SNI-03-2847-2002 kali ini dengan tegas membuat butir tersendiri, yaitu butir 9.5 tentang Kontrol Terhadap Lendutan.
Pada butir 9.5(2), dikatakan bahwa jika lendutan harus dihitung, maka lendutan yang terjadi seketika (immediate deflection) dihitung dengan metode atau formula standar untuk lendutan elastis, dengan memperhitungkan pengaruh retak dan tulangan terhadap kekakuan struktur. Tabel 2.2. Beberapa persamaan lendutan balok.
17

a. Perilaku Lendutan Pada Balok Hubungan beban-lendutan balok beton bertulang pada dasarnya dapat
diidealisasikan menjadi bentuk trilinier seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1. Hubungan ini terdiri atas tiga daerah sebelum terjadinya rupture. Daerah I : Taraf praretak, dimana batang-batang strukturalnya bebas retak. Daerah II :Taraf pascaretak, dimana batang-batang struktural mengalami
retak- retak terkontrol yang masih dapat diterima, baik dalam distribusinya maupun lebarnya. Daerah III : Taraf pasca-serviceability, di mana tegangan pada tulangan
tarik telah mencapai lelehnya.
Gambar 2.4. Hubungan beban–lendutan pada balok. Daerah I, Taraf praretak; Daerah II, Taraf pascaretak ; Daerah III, Taraf pasca-serviceability
[Nawy,2003].
18

b. Inersia Penampang Transformasi
y
hd

n=Es/Ec nAs'

Pusat Berat

As nAs
ssss
b Gambar 2.5. Gambar penampang transformasi (belum retak)

Untuk mempermudah perhitungan, penampang dapat ditransformasikan menjadi penampang baja semua atau beton semua . Hal ini dilakukan untuk menggantikan luas baja dengan luas beton ekivalen yang mempunyai kekakuan aksial EA yang sama.Perbandingan elastisitas tulangan non baja dan beton yaitu:
disebut rasio tulangan. Maka luas beton ekivalen dari suatu tulangan baja

dengan luas As Akan menajadi nAs. Dari gambar diatas dapat ditentukan letak pusat berat penampang, yaitu

(13)

atau

() () ( )( )
Sedangkan Untuk menentukan Nilai Inersia tampang tranformasi

(14) (15)

19

( ) ( )( ) ( )( )

(16)

c. Momen Retak ( ) Momen Retak adalah momen lentur yang dapat menyebabkan terjadinya
retak.
(17)
Untuk keperluan desain , SNI-03-2847-2002 mengisyaratkan , besarnya nilai modulus rupture beton dapat diambil :
√ (18) Dan
(19)

d. Inertia Efektif

Lendutan dihitung berdasarkan momen efektif yang terjadi yang

memperhitungkan keretakan yang terjadi

n=Es/Ec

yc
c nAs'

hd

Garis Netral
ys

As nAs

ssss
b
Gambar 2.6. Gambar penampang transformasi (retak)

20

Dari gambar diatas dapat ditentukan letak garis netral penampang:

() ()

(20)

Dari persamaan tersebut akan diperoleh persamaan kuadrat sehingga diperoleh

letak nilai c.

Setelah mengetahui letak garis netral , maka inertia retak/kritis dapat dihitung:

(21)

( ) ( )( ) ( )( )

(22)

Sehingga Momen Inertia efektif dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini:

()

[ ( )]

(23)

Momen inertia inilah yang diguanakan untuk menghitung besarnya lendutan.

2.3.2 Lendutan Jangka Panjang [Nawy,2003 dan SNI 2002] Faktor-faktor yang bergantung pada waktu dapat memperbesar lendutan
terhadap bertambahnya waktu. Sebagai akibatnya perencana harus mengevaluasi lendutan sesaat (immediate) maupun lendutan jangka panjang (long-term) agar lendutan ini terjamin tidak akan melebihi suatu kriteria tertentu. Efek-efek yang bergantung pada waktu ini disebabkan oleh rangkak (creep), susut (shrinkage) dan regangan-regangan yang bergantung pada waktu. Regangan-regangan tambahan ini menyebabkan perubahan distribusi tegangan pada beton dan baja tulangan sehingga kelengkungan pada elemen struktural bertambah untuk suatu beban luar yang tetap. Lendutan tambahan akibat beban sustained dan susut jangka panjang yang sesuai dengan prosedur ACI dapat dihitung
21

dengan menggunakan faktor pengali seperti pada persamaan dibawah ini: (24)
Dimana ρ' adalah rasio penulangan tekan yang dihitung pada lapangan untuk balok ditumpu sederhana dan balok menerus adalah faktor yang diambil sebesar 1,0 untuk lama pembebanan 3 bulan, 1,2 untuk lama pembebanan 6 bulan, dan2,0 untuk lama pembebanan 5 tahun atau lebih.
Gambar 2.7. Faktor Pengali untuk lendutan jangka panjang [Nawy,2003]. 2.3.3 Lendutan yang Diizinkan Pada Balok [Nawy, 2003 dan SNI 2002]
Lendutan yang diizinkan pada sistem struktur sangat bergantung pada besarnya lendutan yang masih dapat ditahan oleh komponen-komponen struktur yang berinteraksi tanpa kehilangan penampilan estetis dan tanpa kerusakan pada elemen yang terdefleksi. Akan tetapi struktur-struktur pada masa sekarang dirancang dengan menggunakan prosedur kekuatan batas (ultimate), yaitu dengan memanfaatkan kekuatan tinggi baja dengan
22

betonnya. Dengan demikian akan diperoleh elemen-elemen struktur yang semakin langsing dan dalam hal demikian lendutan sesaat maupun jangka panjang sangat perlu dikontrol.
Telah dicantumkan rekomendasi dari SNI mengenai tebal minimum balok sebagai fungsi dari panjang bentang. Terlihat disini bahwa untuk balok yang tidak memikul atau tidak dihubungkan dengan konstruksi yang mungkin rusak akibat lendutan besar, tidak diperlukan perhitungan lendutan. Lendutan-lendutan lainnya harus dihitung dan dikontrol dengan menggunakan Tabel 2.2 Apabila tebal total balok kurang dari yang diperlukan pada tabel, perancang harus membuktikan bahwa lendutan baloknya memberikan serviceability yang memadai, dengan memberikan perhitungan rinci mengenai lendutan sesaat dan lendutan jangka panjangnya.

2.3.4 Retak Beton Bertulang Balok beton bisa retak ketika menahan momen lentur. Sewaktu serat bawah
tertarik (momen positif), beton sebenarnya bisa menahan tegangan tarik tersebut, a. Lebar retak maksimum pada balok beton bertulang [R.Park dan
T.Paulay] Salah satu penyederhanaan yang disusun berdasarkan penelitian statistik
dari data-data tes adalah persamaan R.Park dan T.Paulay adalah sebagai berikut:

()

(25)

Dimana

Lebar retak dengan satuan 0,001 in = Luas efektif rata-rata beton yang tertarik di sekeliling tulangan

23

= Tegangan maksimum ( ksi ) pada tulangan untuk taraf beban kerja yang apabila tidak dihitung dapat digunakan 0,6 fy = Selimut beton dari sisi bawah ke titik tengah tulangan (in) = Tinggi garis netral ke sisih bawah (in) = Tinggi garis netral ke pusat tulangan tarik (in)

b. Lebar retak maksimum pada balok beton bertulang [Nawy,2003] Salah satu penyederhanaan yang disusun berdasarkan penelitian statistik
dari data-data tes adalah persamaan gely- Lutz : √ (26)

Dimana

Lebar retak dengan satuan 0,001 in = (h-c)/(d-c) = harga rata-rata factor tinggi =1,20 = Tegangan maksimum ( ksi ) pada tulangan untuk taraf beban kerja yang apabila tidak dihitung dapat digunakan 0,6 fy = Tebal selimut beton sampai pusat lapisan pertama tulangan (in)

c. Lebar retak maksimum pada balok beton bertulang [SNI,2002] Menurut SNI - 03 - 2847 - 2002 Pasal 12 . 6 .4 , lebar retak disyaratkan : Bila tegangan leleh rencana fy untuk tulangan tarik melebihi 300 MPa, maka penampang momen positif dan negative maksimum harus dirancang sedemikian rupa hingga nilai z yang diberikan oleh: Z= √

24

Sebagai alternative terhadap perhitungan nilai z, dapat dilakukan perhitungan

lebar retak yang diberikan oleh:

√ (27)

Dimana

Lebar retak dengan satuan 0,001 in

= (h-c)/(d-c) = harga rata-rata factor tinggi =1,20

= Tegangan maksimum ( ksi ) pada tulangan untuk taraf beban

kerja yang apabila tidak dihitung dapat digunakan 0,6 fy

= Tebal selimut beton sampai pusat lapisan pertama tulangan (in)

= Luas beton yang tertarik dibagi dengan banyaknya tulangan

(in2) =

dimana didefenisikan sebagai banyaknya

tulangan pada sisi yang tertarik.

2.3.5 Program FEA ( Finite Element Analysis ) Finite Element (FE) merupakan salah satu metode numerikal yang paling
banyak dan sering digunakan dalam menyelesaikan permasalahan analisa struktur. Karna begitu kompleks nya permasalahan dalam menganalisa suatu struktur, mengakibatkan lamanya waktu penyelesaian. Untuk mempermudah dan mempersingkat waktu dalam menyelesaikan suatu permasalahan struktur, maka dibuat program computer yang berbasis FEA (Finite Element Analysis). Sampai saat ini sudah banyak program-program yang tersedia dan dapat digunakan, diantara nya : ANSYS, ATENA, NASTRAN, HYPERMESH, LSDYNA, ABAQUS, dan lain-lain.

25

Gambar 2.8. Program Komputer Berbasis FEA ( Finite Element Analysis ) 2.3.6 Program Abaqus/CAE
Abaqus adalah Progam computer, analisis metode elemen hinga (Finite Element Analysis ) untuk masalah-masalah keteknikan. Software ini adalah aplikasi perangkat lunak yang digunakan untuk dua pemodelan dan analisis komponen mekanis dan rakitan (pre-processing) dan memvisualisasikan hasil analisis elemen hingga.
26

Gambar 2.9. Keterangan program Abaqus Proses pemodelan pada ABAQUS/CAE dibagi dalam beberapa modul. Setiap modul memiliki fungsi yang spesifik dalam mendefinisikan model dan setiap modul hanya memiliki tools yang relevan dengan fungsi spesifik tersebut. Dan perlu diingat bahwa Abaqus tidak memiliki konfigurasi unit, tetapi data inputlah yang menentukan unit. Tabel 2.3 Unit yang digunakan saat input data
27

Modul-modul dalam Progaram Abaqus tersebut antara lain :  Modul Part
Pada modul ini part-part individual diciptakan dengan cara mensketsa geometri masing-masing atau mengimport geometri yang telah dibuat dari program pemodelan geometri yang lain.  Modul Property
Pada modul ini section dan defenisi material diciptakan dan kemudian diaplikasikannya ke suatu part atau suatu bagian dari part.  Modul Assembly
Pada modul ini part-part individual yang memilki sistem koordinatnya masing-masing digabungkan ke dalam suatu koordinat global dan kedudukan relative antara satu part dengan yang lainnya diatur sehingga menjadi satu model yang utuh. Part yang telah dimasukkan kedalam modul assembly disebut part instance. Satu model ABAQUS hanya dapat memiliki satu macam assembly.  Modul Step
Pada modul ini analisys step diciptakan dan kemudian dikonfigurasikan. Selain itu output request juga dapat dikonfigurasikan disini sesuai kebutuhan.  Modul Interaction
Pada modul ini interksi mekanik dan termal antara daerah-daerah dari model atau antar daerah model dan lingkungannya didefinisikan. Contohnya adalah interaksi antara dua permukaan yang bersinggungan. ABAQUS/CAE tidak dapat mengenali kontak mekanik antara permukaan part instance dari suatu assembly walaupun kedua part instance tersebut bersinggungan, kecuali jika kontak itu didefinisikan secara spesifik pada modul interaksi. Interaksi adalah
28

objek yang bersifat dependen terhadap analisys step, yang berarti untuk setiap interaksi harus didefinisikan pada analisys step yang mana ia bekerja.  Modul Load
Pada modul ini beban, kondisi batas dan predefined fields didefinisikan. Beban dan kodisi batas bersifat dependen terhadap analisys step yang berarti untuk setiap beban dan kondisi batas harus didefinisikan pada analisys step yang mana mereka bekerja. Beberapa predefined field bersifat dependen terhadap analisys step sementara sisanya diplikasikan hanya pada permulaan analisis.  Modul Mesh
Pada modul ini tersedia tools yang bertujuan menciptakan mesh elemen hingga pada assembly yang telah dibuat.  Modul Job Pada modul ini analisis model dilakukan dan dimonitor, lebih dari satu model dan run dapat dilakukan bersamaan serta dimonitor secara bersamaan juga.  Modul Visualization
Modul ini menyediakan penyajian secara grafis dari model elemen hingga dan hasil analisis. Informasi hasil yang dikeluarkan sesuai dengan informasi output yang diminta yaitu output request pada modul step.
Langkah-langkah prosedur pemodelan akan dibagi berdasarkan modulmodul yang telah disebutkan diatas.
29

BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Pendahuluan Metode yang digunakan dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini
adalah berupa study literatur, dengan mengumpulkan bermacam-macam teori dan pembahasan melalui buku-buku, peraturan Standar Nasional Indonesia (SNI), dan panduan dari American Concrete Institute (ACI), serta jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas.
Kemudian, dilakukan pemilihan mutu bahan, serta jenis dan dimensi penampang untuk besi tulangan komponen struktur balok beton bertulang yang akan digunakan. Untuk selanjutnya, dilakukan analisa dan perhitungan terhadap kebutuhan jumlah tulangan, berdasarkan acuan SNI 03-2847-2002. Hasil perencanaan dan perhitungan yang diperoleh nantinya yaitu luas besi tulangan yang dibutuhkan, akan digunakan untuk menentukan beberapa variasi diameter besi tulangan dan jumlah besi tulangan yang akan digunakan. Dan dilakukan analisa lendutan dari balok beton bertulang yang memiliki variasi diameter berbeda tersebut. Simulasi program FEA dilakukan sebagai perbandingan dari hasil perhitungan dan dituangkan dalam grafik. Secara garis besar, tahapan metodologi penelitian ini dapat digambarkan sebagai berikut :
30

MULAI
PEN