10 Model strut-and-tie dua dimensi digunakan untuk merepresentasikan struktur
planar seperti balok tinggi, corbel dan sambungan. Model strut-and-tie tiga dimensi digunakan untuk struktur seperti pile cap untuk dua atau lebih baris tiang pancang.
2.2 Analogi Kerangka Truss Analogy
Pada balok dengan penulangan geser badan, retak dalam bentang geser dapat menghancurkan sistem struktur sebenarnya, ini bisa digantikan dengan aksi gaya
kerangka truss atau pelengkung atau kombinasi dari keduanya. Aksi kerangka pada kegagalan geser menggunakan prinsip truss analogy analogi kerangka.
Model penunjang dan pengikat strut and tie model berawal dari “model analogi kerangka truss analogy model” yang pertama kali diperkenalkan oleh Ritter
1899 dan Mörsch 1902. Melalui anggapan bahwa pola retak yang terjadi pada balok beton bertulang yang diakibatkan oleh beban luar P gambar 2.1, Mörsch
menggunakan model rangka batang truss seperti gambar 2.2, untuk menjelaskan aliran gaya load path untuk transfer beban P ke tumpuan yang terjadi pada struktur
beton bertulang pada keadaan retak cracked condition. Rangka batang yang diusulkan oleh Mörsch terdiri dari batang tekan dan
tarik sejajar dengan arah memanjang dari balok, batang tekan diagonal dengan sudut 45
dan batang tarik vertikal. Batang tekan dan batang tarik yang sejajar diperlukan untuk memikul momen lentur yang kita peroleh dari standar penulangan lentur.
Tinggi dari rangka batang ini ditentukan oleh jarak lengan momen dalam jd, yang dihitung untuk posisi dengan momen maksimum. Batang tarik vertikal adalah
11 penulangan geser yang dipasang untuk memikul gaya lintang, sedangkan batang
tekan diagonal akan dipikul oleh betonnya sendiri.
Gambar 2.1 Pola retak pada balok akibat beban P momen dan gaya lintang
jd
jd
Gambar 2.2 Analogi kerangka untuk balok beton bertulang menurut Mörsch
Perancangan yang didasarkan pada truss model belum dapat meliputi keseluruhan unsur struktur, terutama untuk struktur yang secara statika dan geometri
tidak kontinu seperti daerah sekitar struktur yang mengalami beban terpusat, join pada rangka-rangka portal, struktur berlubang atau dengan bukaan, konsol pendek
corbel, beton pracetak, batang-batang menerus dengan penampang berbeda, balok
12 tinggi deep beam termasuk dinding geser serta balok perangkai dinding coupling
beam , lantai-lantai sebagai diaphragma dan pondasi.
Berbagai truss model telah dikembangkan oleh Schlaich, Schafer dan Jennewein 1982 – 1993 ke dalam suatu bentukmodel truss analogy yang lebih
umum dan konsisten yang kemudian dikenal sebagai “Strut and Tie Model”. Penggunaan model ini dapat diaplikasikan secara umum baik untuk keadaan batas
limit state maupun keadaan layan serviceability. Pemahaman Strut and Tie Model akan lebih baik bila didukung oleh pemahaman yang diawali dari orientasi medan
tegangan utama yang meliputi trayektori tegangan utama elastic principal stress trajectories
.
Salah satu keuntungan utama menggunakan batang kerangka sekarang adalah untuk menetapkan tahanan elemen dari suatu batang yang merupakan aliran gaya-
gaya dapat lebih mudah dilihat secara visual oleh perencana. Aliran tegangan tekan diidealisasikan sebagai batang-batang tekan yang dinamakan penunjang, dan tarik
oleh batang-batang tarik seperti gambar 2.3 yang menunjukkan bagaimana model kerangka yang menggunakan penunjang dan pengikat dapat mengidealisasikan aliran
gaya-gaya dari pada batang dengan variasi perbandingan panjang dan tinggi. Berdasarkan penjelasan di atas, model penunjang dan pengikat strut and tie
telah dimodifikasi untuk anggapan-anggapan yang sesuai dengan teori. Analogi dari sambungan sendi kerangka truss mensimulasi aksi dari balok beton bertulang
akibat lentur dan geser. Komponen longitudinal geser pada daerah tarik adalah analog terhadap suatu batang tarik seperti gambar 2.3a dan 2.3b. Penulangan geser
vertikal atau miring adalah pengikat tarik dan beton di antara retak diagonal dan aksi pada zona tekan sebagai penunjang, lihat gambar 2.3c.
13 c
Gambar 2.3 a. Model kerangka dengan sambungan sendi yang sederhana b. Analogi kerangka distribusi gaya pada balok tinggi
c. Model kerangka dari elemen beton bertulang
14
2.3 Strut-and-Tie Model
