27
untuk secara substansial meningkatkan putaran sudut dan lendutan. Kemiringan diagram sekarang sangat datar.
Beton retak dalam arah tegak lurus trajektori tegangan utama. Apabila bebannya terus bertambah, retak ini akan melebar dan menjalar, juga timbul retak
lainnya. Dengan demikian semakin sedikit beton yang harus memikul keadaan tegangan yang tak menentu. Karena bentang geser untuk balok tinggi itu kecil,
tegangan tekan pada daerah perletakan mempengaruhi besar dan arah tegangan tarik utama sehingga menjadi curam dan harganya berkurang.
Dalam banyak hal retak-retak ini hampir selalu vertikal dan mengikuti arah trajektori tegangan, yang pada keadaan runtuh karena geser, balok ini hampir
tergeser lepas dari perletakannya. Jadi, untuk balok tinggi, selain penulangan geser vertikal di sepanjang bentang, diperlukan juga penulangan horizontal di
seluruh tinggi balok. Dari Gambar 2.6.b juga gradient trajektori tegangan tarik pada serat bawah, diperlukan pemusatan tulangan horizontal untuk memikul
besarnya tegangan tarik pada sisi bawah balok tinggi. Selain itu, besarnya angka perbandingan tinggibentang balok ini
menyebabkan bertambahnya tahanan terhadap beban geser luar akibat aksi pelengkung tekan yang cukup tinggi. Dengan demikian dapat diharapkan bahwa
gaya geser tahanan nominal V
c
untuk balok tinggi akan jauh lebih besar daripada V
c
untuk balok biasa.
2.5 Tegangan geser dalam balok beton.
Pada umumnya 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
Universitas Sumatera Utara
28
akan dihasilkan pada bidang yang lain. Karena kekuatan tarik beton lebih kecil dari kekuatan geser, beton akan runtuh dalam tarik sebelum kekuatan gesernya
tercapai. Dalam balok homogen elastis dengan tegangan sebanding dengan regangan, terjadi dua macam tegangan lentur dan geser dapat dihitung dengan
rumus: f =
�� �
2.2 v =
�� ��
2.3 Suatu elemen dari balok tidak terletak pada serat ekstrim atau sumbu netral
akan menerima tegangan lentur dan geser. Tegangan ini merupakan gabungan dari tegangan tekan dan tarik yang miring yang disebut tegangan utama yang dapat
ditentukan dari rumus berikut: fp =
� 2
± ��
� 2
�
2
+ �
2
2.4 Arah dari tegangan utama dapat ditentukan dengan rumus berikut dengan
� adalah kemiringan dari tegangan terhadap sumbu balok: tan 2
� =
2 �
�
2.5 Tentu saja pada setiap posisi yang berbeda sepanjang balok besar relatif
dari v dan f akan berubah, jadi arah dari tegangan utama berubah. Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa pada sumbu netral tegangan utama akan berada pada
sudut 45° dengan sumbu horizontal. Tegangan tarik utama diagonal yang disebut tarik diagonal terjadi pada
tempat-tempat dan sudut yang berbeda dalam balok beton, dan semuanya harus dipertimbangkan hati-hati. Jika ini mencapai nilai tertentu, tulangan tambahan
yang disebut tulangan web harus dipasang.
Universitas Sumatera Utara
29
2.6 Kekuatan geser beton
Jika V
u
dibagi dengan luas balok efektif b
w
d, hasilnya adalah tegangan geser rata-rata. Tegangan ini tidak sama dengan tegangan tarik diagonal tetapi
hanya sebagai indikator besarannya. Jika indikator ini melampaui nilai tertentu, tulangan geser atau web dianggap perlu. Dalam peraturan ACI persamaan geser
dasar dinyatakan dalam gaya geser dan bukan tegangan geser. Dengan perkataan lain, tegangan geser rata-rata yang dijelaskan harus dikalikan dengan luas balok
efektif untuk mendapatkan gaya geser. Untuk pembahasan ini V
n
dianggap sebagai kekuatan nominal atau kekuatan geser teoritis batang. Kekuatan ini diberikan oleh beton dan tulangan
geser. V
n
= V
c
+ V
s
2.6 Kekuatan geser batang, yang diizinkan
∅V
n
, sama dengan ∅V
c
ditambah ∅V
s
yang harus sama dengan atau lebih besar dari gaya geser berfaktor, V
u
: V
u
= ∅V
c
+ ∅ V
s
2.7 Kekuatan geser yang diberikan oleh beton, V
c
, dianggap sama dengan kekuatan tegangan geser rata-rata biasanya 2
��
� ′
dikalikan dengan luas penampang efektif batang, b
w
d dengan b
w
adalah lebar balok persegi atau web dari balok T atau I.
V
C
= 2 ��
� ′
b
w
d Persamaan ACI 11-32.8 atau dalam satuan SI dengan f’
c
dalam MPa
V
c
= �
��
� ′
6
�b
w
d 2.9
Universitas Sumatera Utara
30
Pengujian balok telah menunjukkan beberapa fakta yang menarik tentang terjadinya retak pada nilai-nilai tegangan geser rata-rata yang berlainan. Misalnya,
saat terjadi momen yang besar meskipun telah dipasang tulangan longitudinal yang cukup, retak lentur yang luas akan terjadi. Akibatnya, luas penampang balok
yang tidak retak akan berkurang cukup banyak dan kekuatan geser nominal V
c
dapat mencapai nilai terendah sebesar 1,9 ��
� ′
b
w
d. Disisi lain, dalam daerah momen kecil, penampang tidak akan retak atau sedikit retak dan sebagian besar
penampang mampu menahan geser. Untuk kasus demikian, pengujian menunjukkan bahwa V
c
sebesar 3,5 ��
� ′
b
w
d dapat ditahan sebelum terjadi keruntuhan. Berdasarkan informasi ini peraturan ACI menyarankan bahwa secara
konservatif V
c
gaya geser yang dapat ditahan beton tanpa tulangan web dapat mencapai 2
��
� ′
b
w
d.
2.7 Kriteria Desain terhadap Geser untuk Balok Tinggi yang Dibebani di Atas.
