Mekanisme Ketahanan Geser pada Balok Beton Bertulang Dengan Tulangan Badan
a. Peran Tulangan Badan
Keterlibatan perkuatan badan seperti sengkang tidak secara fundamental mengubah mekanisme yang telah dijelaskan sebelumnya mengenai ketahanan geser.
Kantilever beton, yang merupakan unsur utama dari mekanisme balok, akan bertindak sebagai kantilever yang diperkuat
. Selain kekuatan ikatan ΔT , ditahan oleh kombinasi dari ikatan antar agregat, pasak, dan tindakan lentur dari kantilever,
gaya ikatan ΔT yang lainnya dapat ditopang oleh apa yang secara tradisional disebut
“aksi rangka”. Dalam sistem rangka ini kantilever bertindak sebagai anggota tekan diagonal lihat Gambar 3.2.
Kehadiran sengkang adalah berguna untuk aksi balok pada beberapa aspek yang lain juga. Sengkang berkontribusi pada mekanisme kuat geser yang berarti:
1. Meningkatkan kontribusi aksi pasak. Sebuah sengkang secara efektif dapat
menopang tulangan longitudinal yang dilewati oleh retak geser lentur dekat dengan sebuah sengkang.
2. Menahan gaya tarik lentur dalam blok kantilever dengan menggunakan gaya
tekan diagonal C
d
3. Membatasi pembukaan retak diagonal dalam rentang elastis, sehingga
meningkatkan dan mempertahankan transfer geser oleh ikatan antar agregat. , akibat dari aksi rangka truss.
4. Memberikan kekangan, ketika sengkang memiliki spasi yang cukup kecil,
sehingga meningkatkan kekuatan tekan daerah terutama dipengaruhi oleh tindakan lengkung.
Universitas Sumatera Utara
5. Mencegah kerusakan ikatan ketika terjadi retakan yang berkembang di zona
penjangkaran karena terjadinya gaya pada pasak dan penjangkaran.
Gambar 3.2 Kantilever beton yang bertindak sebagai struts.
Sumber : Reinforced Concrete Structures oleh R. Park dan T. Paulay
Dapat dikatakan bahwa rincian perkuatan yang sesuai pada badan akan mempertahankan integritas, oleh karena itu kekuatan dari mekanisme balok yang
telah didefinisikan terdahulu V
c
, mengijinkan gaya geser V
s
untuk dipertahankan oleh mekanisme rangka truss mechanism.
b. Mekanisme Rangka Truss Mechanism
Analogi antara ketahanan geser dari sistem rangka sejajar dan balok beton bertulang dengan perkuatan badan merupakan konsep lama dari struktur beton.
Analogi tersebut, didalilkan oleh Mörsch pada permulaan abad, menyiratkan bahwa
Universitas Sumatera Utara
badan pada rangka ekivalen terdiri dari sengkang yang bertindak sebagai anggota tarik dan struts beton bergerak sejajar dengan retak diagonal, umumnya pada sudut
45° terhadap sumbu balok itu. Zona tekan lentur beton dan perkuatan tulangan lentur membentuk akord atas dan bawah dari analog truss pin-jointed. Gaya pada
rangka dapat ditentukan dari pertimbangan kesetimbangan saja. Perilaku rangka mirip dengan aksi balok sempurna sebelumnya yang didefinisikan sebagai tingkat
yang dapat mempertaha nkan kekuatan ikatan diskrit ΔT pada sendi pin hipotetis
sepanjang tulangan lentur, sehingga menahan veriabel momen eksternal pada lengan tuas konstan internal.
Deformasi yang berhubungan dengan balok atau tindakan lengkungan dan mekanisme rangka dalam balok tidak kompatibel. Ketidakcocokan regangan ini,
secara umum diabaikan, menjadi semakin kurang signifikan karena kondisi batas contohnya plastik adalah mendekati.
Analogi sistem rangka ditunjukkan pada Gambar 3.3 menggambarkan kasus umum perkuatan pada badan pada sudut
β terhadap bidang horizontal. Ini akan berfungsi untuk menggambarkan hubungan antara gaya geser eksternal V
s
, yang akan ditahan oleh rangka, dan variasi gaya internal. Struts tekan diagonal, menahan
gaya C
d
V
, cenderung pada sudut α terhadap bidang horizontal. Dari poligon
kesetimbangan gaya untuk titik simpul x pada Gambar 3.3 membuktikan bahwa:
s
= C
d
sinα = T
s
dimana T
sinβ 3.1
s
merupakan resultan dari seluruh gaya sengkang yang melintasi retak
diagonal. Gaya baja pada badan per satuan panjang balok adalah T
s
s, di mana dari