II.3. Geser dan Tarik Diagonal
Meskipun belum seorangpun yang mampu menentukan dengan tepat daya tahan beton terhadap tegangan geser murni, hal ini tidak terlalu penting karena
tegangan geser murni mungkin tidak pernah terjadi dalam struktur beton. Lebih dari itu, sesuai dengan mekanika teknik, jika geser murni dihasilkan dalam suatu
batang, tegangan tarik utama dengan besar yang sama akan dihasilkan pada bidang yang lain. Karena kekuatan tarik beton lebih kecil dari kekuatan geser,
maka beton akan runtuh dalam tarik sebelum kekuatan gesernya tercapai. Akan tetapi, pengujian kuat geser beton selama bertahun-tahun selalu menghasilkan
nilai-nilai leleh yang terletak di antara 13 sampai 45 dari kuat tekan maksimumnya.
Banyak penelitian telah dilakukan pada bidang geser dan tarik diagonal untuk balok beton bertulang nonhomogen, dan banyak teori dihasilkan. Akan
tetapi tidak seorangpun mampu memberikan penjelasan mengenai mekanisme keruntuhan yang terjadi. Akibatnya, prosedur desain terutama didasarkan pada
data uji.
II.3.1 Tegangan Geser Beton
Perencanaan beton bertulang terhadap gaya lintang ternyata sesuai dengan lentur murni juga karena yang menentukan adalah perilaku struktur dalam stadium
keruntuhan. Gambar 2.1 menyajikan sebuah balok yang kedua ujung-ujungnya ditumpu bebas dan dibebani dengan dua beban terpusat F. Karena beban ini, dapat
digambarkan diagram gaya lintang dan simbol atau menyatakan arah pergeseran
Universitas Sumatera Utara
yang cenderung terjadi dalam balok. Pada gambar disajikan pula diagram momen lentur dengan arah lenturan dinyatakan dengan simbol.
Gambar 2.1. Balok yang kedua ujung-ujung ditumpu bebas dan dibebani dua beban terpusat, serta diagram gaya lintang dan diagram momen
lentur Anggap beban balok sendiri diabaikan, maka pada kedua tepi balok di antara
perletakan dan beban terpusat terdapat besar gaya lintang yang besarnya konstan : V=F. Sedangkan besar gaya lintang di bagian tengah bentang sama dengan nol.
Momen lentur di antara beban terpusat sama dengan
a F
M .
=
. Di antara perletakan dan beban terpusat, besar momen lentur meningkat secara linier dari
= M
hingga
. .a
F M
=
Apa yang akan terjadi bila beban F diperbesar? Selama F masih sedemikian kecil, maka pada balok beton belum terjadi retakan dan sesuai
dengan lentur murni pula beton akan berperilaku sebagai bahan homogen.
Universitas Sumatera Utara
Bentuk distribusi tegangan geser V untuk penampang homogen, ternyata sepaham dengan menurut mekanika struktur. Gambar menunjukan distribusi
tegangan geser dari balok persegi dengan lebar b dan tinggi h.
Gambar 2.2. Distribusi tegangan geser berbentuk parabolis pada penampang homogen
Secara umum besar nya tegangan geser v yang berlaku adalah :
I b
S V
v .
. =
………………………………... 2.1
dimana : V = gaya lintang
S = momen statis dari bagian yang tergeser terhadap garis netral b = lebar balok
I = momen inersia penampang Untuk penampang persegi nilai maksimal tegangan geser :
h b
V I
b h
bh V
I b
S V
v
maks
. 2
3 .
4 1
2 1
. .
= =
= ………………2.1.a
Universitas Sumatera Utara
Bila beban F ditingkatkan, maka pada daerah tarik akan terjadi retakan dan perilaku material pun menjadi non homogen. Dalam balok terbentuk busur tekan
dengan ikatan tarik.
Gambar 2.3. Retakan, busur tekan dan ikatan tarik Tegangan geser bergantung pada :
- Jumlah tulangan memanjang yang ada
- Bentuk busur tekan untuk gelagar yang “pendek dan lebar” lain daripada
gelagar yang “ramping”, antar lain akibat dari perbandingan ah. -
Ukuran daerah tekan, demikian pula dengan besar momen dan kualitas beton yang digunakan.
SKSNI T15-1991-03 Bab 3.4 menguraikan pengaruh-pengaruh tersebut serta teknik memperhitungkannya. Pasal 3.4.1.1 menetapkan bahwa gaya lintang yang
bekerja pada penampang yang ditinjau harus direncanakan sehingga :
Vn V
u
φ ≤
………..………..2.2
Universitas Sumatera Utara
dengan V
u
adalah gaya lintang pada penampang yang ditinjau. Dengan memperhatikan faktor beban maka didapat :
L D
u
V V
V 6
, 1
2 ,
1 +
= ………...……….2.3
dimana : V
D
= gaya lintang akibat beban mati V
L
= gaya lintang akibat beban hidup
II.3.2 Retak Geser Dari Balok Beton Bertulang
Retak miring karena geser dapat terjadi pada bagian web balok beton bertulang baik sebagai retak bebas atau sebagai perpanjangan dari retak lentur.
Retak pertama dari kedua jenis retak ini adalah retak lentur-geser. Ini adalah jenis retak yang biasanya dijumpai dalam balok prategang maupun non prategang. Agar
retak ini terjadi, momen harus lebih besar dari momen retak dan geser. Retak harus membentuk sudut sekitar 45° dengan sumbu balok dan mungkin diawali
pada puncak retak lentur. Retak lentur yang hamper vertical tidak berbahaya kecuali jika ada kombinasi kritis dari tegangan geser dan tegangan lentur yang
terjadi pada puncak salah satu retak lentur. Kadang-kadang retak miring akan terjadi secara independen dalam balok,
meskipun tidak ada retak lentur pada lokasi tersebut. Retak tersebut, yang disebut retak web-geser, kadang terjadi dalam web balok prategang, khususnya balok
prategang dengan flens lebar dan web tipis.Jenis retak ini akan terbentuk dekat pertengahan penampang dan bergerak mengikuti alur diagonal ke permukaan
tarik.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4. Jenis-jenis retak miring Dengan bergeraknya retak ke arah sumbu netral, mengakibatkan pengurangan
jumlah beton untuk menahan geser; artinya tegangan geser akan meningkat pada beton di atas retak. Perlu diingat bahwa pada sumbu netral tegangan lentur adalah
nol dan tegangan geser mencapai nilai maksimum.
II.4. Analisa Kuat Geser Balok Tanpa Tulangan Geser
Kategori