55
yang dinamakan penunjang, dan tarik oleh batang-batang tarik seperti gambar 3.8 yang menunjukkan bagaimana model kerangka yang menggunakan penunjang dan pengikat dapat
mengidealisasikan aliran gaya-gaya dari pada batang dengan variasi perbandingan panjang dan tinggi. Gambar ini juga menunjukkan penulangan yang dibutuhkan untuk balok langsing, yaitu
suatu balok dengan perbandingan panjang dan tinggi geser atau ad adalah 2.5, dan suatu aliran gaya yang tinggi adalah mempengaruhi baik geser dan arah dalam perencanaan. Untuk rasio dari
ad yang rendah, balok tersebut menjadi daerah yang terganggu atau diskontiniu, dimana asumsi normal dari regangan datar dan distribusi tegangan yang seragam adalah tidak cocok.
Model penunjang dan pengikat pada umumnya berguna dalam perencanaan di daerah D, dimana karakteristik oleh aliran yang komplek pada tegangan dalam dari struktur
3.8 Model Penunjang dan Pengikat Strut-and-Tie Model
Berdasarkan penjelasan di atas, model penunjang dan pengikat the 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
3.8a dan 3.8b. Penulangan geser vertikal atau miring adalah pengikat tarik, dan beton antara retak diagonal dan aksi pada zona tekan sebagai penunjang, lihat gambar 3.8c.
Universitas Sumatera Utara
56
c. Aksi kerangka
Gambar 3.8 a. Model kerangka dengan sambungan sendi yang sederhana b. Analogi kerangka ke distribusi dari gaya pada balok tinggi
c.Modeln kerangka
dari elemen beton bertulang
Universitas Sumatera Utara
57
Ketentuan penunjang dan pengikat disediakan untuk daerah yang terganggu atau diskontiniu yang dinamakan daerah D dan ketentuan kerangka digunakan untuk balok atau daerah B, walaupun
masing-masing ketentuan menunjukkan suatu titik sendi yang dibuat, tegangan tarik dan tekan batang uniaksial. Pada daerah B, perilaku balok diharapkan seperti penampang datar akan tetap
datar dan daerah tekanan yang seragam dapat dijumpai terhadap pembebanan geser. Pada daerah D, jalur pembebanan yang rumit dari beban terpusat, bertemu ke arah tumpuan, atau aliran sekitar
lubang. Sepanjang geser diperhitungkan, perbedaan perilaku dari dua daerah dapat dinyatakan secara baik, seperti pada gambar 3.9
Gambar 3.9 Geser pada balok
Universitas Sumatera Utara
58
3.9 Teori Penunjang dan Pengikat Strut–and Tie Theory 3.9.1 Konsep daerah zona struktur
Setiap bagian dari struktur adalah berbeda. Itu tergantung pada pembebanan dan sifat fisik dari struktur tersebut. Seperti yang telah dibahas, struktur beton bertulang akibat lentur dan geser
biasanya mengalami perilaku yang kompleks sebelum gagal. Perilaku yang diamati diambil sebagai anggapan dalam perumusan analisa penunjang dan pengikat. Dalam memilih
pendekatan perencanaan sedemikian untuk struktur beton, itu perlu untuk mengelompokkan bagian dari struktur baik sebagai daerah-B, dimana teori balok digunakan, meliputi analisa
regangan linier, dan bagian lain dinamakan daerah diskontiniu, atau daerah D. Kedua daerah ini dibedakan satu dengan yang lainnya mengikuti sifat sebagai berikut:
1. Daerah B B berarti Balok atau Bernoulli, dimana berdasarkan hipotesa Bernoulli distribusi regangan berupa garis lurus dari lentur terjadi di sini. Suatu regangan dalam dapat dengan
mudah diturunkan dari gaya-gaya penampang lentur dan torsi, momen, geser dan gaya aksial. Daerah B direncanakan sebagai basis dari model kerangka.
2. Daerah D D berarti diskontiniu daerah yang berdekatan akan berubah pada daerah pembebanan pada beban terpusat dan pada reaksi tumpuan
; atau akan berubah pada suatu perubahan geometri seperti lubang atau perubahan penampang dan daerah diskontiniu
lainnya lihat gambar 3.10. Pada daerah ini distribusi regangan secara signifikan menjadi nonlinier.
Universitas Sumatera Utara
59
Gambar 3.10 Daerah D bagian yang diarsir dengan distribusi non linier akibat a. Diskontiniu geometrid dan b. statikal diskontiniu
Tegangan dan trayektori tegangan adalah cukup halus pada daerah B dibandingkan pola gelombang dekat daerah diskontiniu. Intensitas tegangan bertambah secara cepat terhadap
jarak dari konsentrasi tegangan sebenarnya. Perilaku ini merupakan penandaan daerah B dan D pada struktur. Sepanjang daerah D tidak retak, ini dapat dianalisa dengan metode tegangan
elastis linier, seperti penerapan hukum Hooke, Akan tetapi jika penampang retak, pendekatan
B D
B D
B
B D
D B
B D
D B
B D
B
Universitas Sumatera Utara
60
perencanaan yang dapat diterima hanya untuk beberapa kasus seperti tumpuan balok, sudut portal, korbel dan tarikan pemisah pada angkur beton prategang. Bahkan pendekatan ini
biasanya hanya untuk untuk perencanaan dengan sejumlah penulangan yang dibutuhkan, ini tidak meliputi suatu kontrol yang jelas terhadap tegangan beton. Akan tetapi sub pembagian
dari struktur ke dalam daerah B dan daerah D adalah nilai yang bisa dianggap untuk memahami gaya-gaya dalam pada struktur. Itu juga menunjukkan bahwa aturan lh yang sederhana untuk
mengelompokkan balok, balok tinggi, panjang atau pendek, korbel dan kasus-kasus khusus yang ditemukan. Untuk klasifikasi yang sebenarnya, baik geometri dan beban harus diikutseratakan.
Untuk memperoleh garis pembagian yang berbeda antara daerah B dan daerah D, prosedur berikut diusulkan, dimana secara grafik dijelaskan oleh empat contoh seperti digambarkan pada
gambar 3.11: 1. Ganti struktur yang sebenarnya i dengan struktur khayal ii dimana dibebani sedemikian
sehingga memenuhi dengan hipotesa Bernouli dan memenuhi syarat keseimbangan pada gaya-gaya penampang. Karena ii terdiri dari satu atau beberapa daerah B. Itu biasanya
melewati kondisi batas yang sebenarnya. 2. Pilih suatu keadaan keseimbangan tegangan sendiri seperti pada gambar iii dimana, jika
beban hidup pada gambar ii memenuhi kondisi batas yang benar i. 3. Gunakan prinsip Saint-Venant dan temukan bahwa tegangan dapat diabaikan pada suatu
jarak dari keseimbangan gaya dimana dengan perkiraan sama dengan jarak maksimum antara keseimbangan gaya itu sendiri. Jarak ini didefinisikan sebagai rentang dari daerah D.
Universitas Sumatera Utara
61
+ =
Gambar 3.11a Kolom dengan beban titik
Gambar 3.11b Balok dengan tegangan yang terjadi
Universitas Sumatera Utara
62
Gambar 3.12c Balok dengan tumpuan langsung
Di sini dijelaskan bahwa balok beton yang retak mempunyai kekakuan dan arah yang berbeda. Keadaan ini mungkin mempengaruhi perluasan daerah D tetapi tidak perlu untuk membahas
lebih lanjut karena prinsip dari Saint-Venant itu sendiri tidak mempunyai nilai yang presisi tepat dan membagi garis antara daerah B dan D diusulkan di sini hanya menampilkan suatu
bantuan kualitatif dalam perkembangan model penunjang dan pengikat.
Universitas Sumatera Utara
63
3.10 Komponen dari model penunjang dan pengikat