2.4.1 Balok
Balok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung beban vertikal dan horizontal. Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang diterima
pelat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa.
Dalam hal mendukung balok untuk menahan beban vertikal maupun beban horizontal, maka perlu diperhatikan tinggi dari balok tersebut. Jika ukuran balok
terlalu kecil maka akan terjadi lendutan yang sangat berbahaya bagi keamanan struktur balok, bahkan akan timbul retak yang lebar sehingga dapat meruntuhkan
balok. Jika ingin mendesain balok tanpa memperhitungkan persyaratan lendutan,
maka SNI beton 2002 memberikan tinggi penamang h minimal pada balok maupun pelat yaitu:
Komponen struktur
Tinggi minimal, h Dua
tumpuan Satu ujung
menerus Kedua ujung
menerus Kantilever
Komponen yang tidak menahan atau tidak disatukan dengan partisi atau konstruksi lain yang akan rusak karena lendutan yang besar
Pelat solid satu arah
L20 L24
L28 L10
Balok atau pelat jalur satu arah
L16 L18,5
L21 L8
Tabel 2.3 Tinggi h Minimal Balok Non Pratekan atau Pelat Satu Arah Bila Lendutan Tidak Dihitung
Balok direncanakan untuk menahan tegangan tekan dan tegangan tarik yang diakibatkan oleh beban terhadap balok tersebut. Nilai kuat tekan dan tarik balok
berbanding terbalik, dimana kuat tekan balok tinggi sedangkan nilai kuat tarik beton rendah sehingga beton diperkuat dengan memasang tulangan baja pada daerah
terjadinya tarik. Menurut Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung SNI
03-2847-2002, pada perencanaan lentur balok beton bertulang, ada tiga jenis keruntuhan yang dapat terjadi, yaitu:
1
Keruntuhan Tekan.
Pada keadaan penampang beton dengan keruntuhan tekan, beton hancur sebelum baja tulangan leleh. Hal ini berarti regangan
tekan beton sudah melampaui regangan batas 0,003 tetapi regangan tarik baja tulangan belum sampai mencapai leleh, atau
�
c
’ = �
cu
’ tetapi �
s
�
y
, balok yang mengalami keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang dengan rasio
tulangan � yang besar, dan disebut over-reinforced.
Karena beton memiliki sifat yang kuat menahan beban tekan tetapi getas, maka keruntuhan beton seperti ini disebut keruntuhan tekan brittle failure.
Pada keruntuhan tekan ini, beton pada balok mulai hancur tetapi baja tulangannya masih kuat, sehingga lendutan pada balok relatif tetap tidak
bertambah. Akan tetapi, jika di atas balok ditambah lagi beban yang besar, maka baja tulangan akan meleleh dan dapat terjadi keruntuhan secara
mendadak, tanpa ada tanda-tandaperingatan tentang lendutan yang membesar pada balok. Keadaan ini sangat membahayakan bagi kepentingan
kelangsungan hidup manusia, sehingga sistem perencanaan beton bertulang yang mengakibatkan over-reinforced tidak diperbolehkan.
2
Keruntuhan Seimbang.
Pada penampang beton dengan keruntuhan seeimbang, keadaan beton hancur bersamaan dengan baja tulangan. Hal ini
berarti regangan tekan beton mencapai regangan batas 0,003 dan regangan tarik baja tulangan mencapai leleh pada saat yang sama, atau
�
c
’ = �
cu
’ dan �
s
= �
y
terjadi pada waktu yang sama. Balok yang mengalami keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang beton dengan rasio tulangan seimbang
balance. Rasio tulangan balance diberi notasi dengan �
b
.
Karena beton dan tulangan baja mengalami kerusakan pada saat yang sama, maka kekuatan beton dan baja tulangan dapat dimanfaatkan sepenuhnya,
sehinggga penggunaan material beton dan baja tersebut menjadi hemat. Sistem perencanaan ini merupakan perencanaan beton bertulang yang ideal,
tetapi sangat sulit untuk dicapai karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya: ketidaktepatan mutu baja dengan mutu baja rencana, ketidaktepatan
mutu beton dalam pelaksanaan pembuatan adukan dengan mutu beton rencana, maupun kekurang-telitian pada perencanaan hitungan akibat adanya
pembulatan-pembulatan.
3
Keruntuhan tarik.
Pada keadaan penampang beton dengan keruntuhan tarik, baja tulangan sudah leleh sebelum beton hancur. Hal ini berarti regangan
tarik baja tulangan sudah mencapai titik leleh tetapi regangan tekan beton
belum mencapai regangan batas 0,003 atau �
s
= �
y
tetapi �
c
’ �
cu
’. Balok yang mengalami keruntuhan seperti ini terjadi pada penampang dengan rasio
tulangan � yang kecil, dan disebut under-reinforced.
Karena kerusakan terjadi pada baja tulangan yang menahan beban tarik lebih dulu dan baja tulangan bersifat liat, maka keruntuhan beton seperti ini disebut
keruntuhan tarik atau keruntuhan liat ductile failurei. Pada balok yang mengalami keruntuhan tarik, pada saat baja tulangan mulai leleh betonnya
masih kuat belum hancur, sehingga dapat terjadi lendutan pada balok. Jika di atas balok ditambah lagi beban yang besar, maka lendutan balok semakin
besar dan akhirnya dapat terjadi keruntuhan. Keadaan demikian ini memberi keuntungan bagi kepentingan kelangsungan hidup manusia, karena lendutan
balok tersebut langsung dapat dilihat manusia sehingga dapat menyelamatkan diri jika hal tersebut terjadi. Sistem perencanaan beton bertulang yang under-
reinforced ini lebih aman dan diperbolehkan.
Gambar 2.1 Gambar variasi letak garis netral
Distribusi tegangan beton tekan pada penampang bentuknya setara dengan kurva tegangan-regangan beton. Seperti tampak pada gambar di bawah ini:
Gambar 2.2 Gambar Distribusi Regangan-Tegangan pada Balok Tulangan Tunggal
2.4.1.1 Flowchart Analisis Balok
Pada balok, analisis kapasitas momen balok secara manual dengan memperhitungkan tulangan baja tarik 0,75
�
b
. Atau dengan kata lain, pendekatan dilakukan dengan mengabaikan kekuatan baja diluar jumlah 75 dari jumlah
tulangan tarik yaang diperlukan untuk mencapai keadaan seimbang. Penulangan rangkap juga dapat memperbesar momen tahanan pada balok. Hal
ini dapat dilakukan dengan panambahan tulangan tarik hingga melebihi batas nilai �
maksimum bersamaan dengan penambahan bahan baja di daerah tekan penampang balok. Hasilnya adalah balok dengan penulangan rangkap dimana tulangan baja tarik
dipasang di daerah tarik dan tulangan tekan di daerah tekan.
Pada keadaan demikian berarti tulangan baja tekan bermanfaat untuk memperbesar kekuatan balok.
Akan tetapi dari berbagai penggunaan tulangan tekan dengan tujuan peningkatan kuat lentur suatu penampang terbukti merupakan cara yang kurang
efisien terutama dari segi ekonomi baja tulangan yang mahal dan pelaksanaannya dibandingkan dengan manfaat yang dicapai. Dengan mempertahankan dimensi balok
tetap kecil pada umumnya akan mengakibatkan masalah lendutan dan perlu penambahan tulangan geser pada daerah tumpuan. Penambahan penulangan tekan
dengan tujuan utama untuk memperbesar kuat lentur penampang umumnya jarang dilakukan kecuali apabila sangat terpaksa.
Langkah-langkah perencanaan menganalisis balok tunggal yaitu:
Gambar 2.3 Flowchart Perencanaan Balok Tunggal
2.4.2 Kolom
Kategori