II.10. Penampang Beton Bertulang dalam Keadaan Lentur Murni
Jika ditinjau sebuah balok bertulang bertumpu bebas dengan dua beban terpusat P di atasnya dimana berat sendiri balok diabaikan
menyebabkan daerah di antara kedua beban P besar gaya lintang adalah nol dan momen lentur adalah konstan sehingga balok mengalami beban lentur
murni. Analisa tegangan dan regangan penampang tertentu pada tingkat- tingkat pembebanan gelagar secara berangsur-angsur mulai dari nol hingga
mencapai suatu harga pada saat hancurnya gelagar dapat dibedakan dengan jelas adanya beberapa tingkat perilaku yang berbeda dialami oleh penampang
beton.
II.10.1. Tegangan Elastis Tidak Retak
Selama tegangan tarik pada penampang tidak melebihi kuat tarik beton fc penampang tersebut dianggap belum retak, dimana kuat tarik beton
sekitar 0,5-0,6 ��′� . Keadaan ini disajikan pada Gambar 2.9 untuk
penampang balok yang diberi beban momen lentur dengan lebar b dan tinggi efektif d. Tinggi daerah yang diarsir adalah c, sedangkan regangan tekan
dan regangan tarik dalam beton dan baja berbanding lurus dengan jarak terhadap garis netral Gambar 2.9a. Gambar 2.9b menyatakan distribusi
tegangan pada bagian yang belum retak. Tegangan tarik maksimum beton fc terdapat pada serat terbawah dan lebih kecil dari fc. Selama tegangan tekan
fc masih kecil, diagram distribusi tegangan masih linear. Regangan tekan beton dan regangan tarik baja berbanding lurus dengan jarak terhadap garis
netral.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 Distribusi tegangan-regangan pada penampang beton bertulang
yang tidak mengalami retak
II.10.2. 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. Distribusi tegangan pada kondisi ultimit yang
berupa kurva parabola dapat diidealisasi menjadi bentuk tegangan segi empat ekivalen sebagaimana diusulkan Whitney lihat Gambar 2.10.
Gambar 2.10
Distribusi tegangan-regangan penampang beton bertulang pada beban batas
Universitas Sumatera Utara
Ada dua jenis keruntuhan pada balok beton, yaitu : 1. Model keruntuhan tulangan tarik
2. Model keruntuhan daerah tekan beton Bila suatu penampang beton bertulang yang dibebani lentur murni
dianalisa, perlu disepakati sejumlah kriteria anggapan yang harus dipenuhi supaya penampang itu mempunyai kemungkinan keruntuhan yang layak pada
keadaan didasarkan atas anggapan-anggapan sebagai berikut : 1. Bidang penampang rata sebelum terjadi lenturan tetap rata setelah terjadi
lenturan dan tetap tegak lurus pada sumbu bujur balok prinsip Bernoulli. 2. Tegangan sebanding dengan regangan hanya sampai beban sedang, dimana
tegangan tekan beton tidak melampaui ±12 fc. 3. Dalam perhitungan kapasitas momen ultimit, kuat tarik beton diabaikan
dan seluruh gaya tarik dilimpahkan kepada tulangan baja tarik. Berdasarkan anggapan-anggapan seperti yang telah dikemukakan di
atas, dapat dilakukan pengujian tegangan-regangan 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. Kuat lentur suatu balok tersedia karena berlangsungnya mekanisme tegangan-
regangan yang timbul di dalam balok pada keadaan tertentu dapat diwakili oleh gaya-gaya dalam. N
D
adalah resultan gaya tekan dalam, merupakan resultan gaya tekan pada daerah di atas garis netral. Sedangkan N
T
adalah resultan 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
Universitas Sumatera Utara
jarak Z sehingga membentuk kopel momen tahanan dalam dimana nilai maksimumnya disebut kuat lentur, atau momen tahanan penampang
komponen struktur tersebut. Berdasarkan bentuk empat persegi panjang seperti tampak pada
Gambar 2.11, intensitas tegangan tekan beton rata-rata ditentukan sebesar 0,85fc dan dianggap bekerja pada daerah tekan dari penampang balok
sebesar b dan sedalam a, yang mana besarnya ditentukan dengan rumus: a = β . c
Dimana : c = jarak serat terluar ke garis netral β = konstanta yang merupakan fungsi dari kuat beton
Standar SK SNI-T-1991-03, menetapkan nilai β = 0,85 untuk fc ≤ 30 MPa,
berkurang 0,008 untuk setiap kenaikan 1 MPa kuat beton dan nilai tersebut tidak boleh kurang dari 0,65.
Gambar 2.11
Isometrik hubungan gaya-gaya dalam
Universitas Sumatera Utara
II.11. Perilaku Defleksi pada Balok