BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Studi Eksperimental Kuat Lentur Pada Balok Beton Bertulang Dengan Perkuatan Baja Ringan Profil U Di Daerah Tarik

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Beton merupakan salah satu bahan atau material yang paling banyak dipakai sebagai bahan konstruksi di bidang teknik sipil, baik pada bangunan gedung, jembatan, bendung, maupun konstruksi yang lain. Hal ini disebabkan bahan campuran beton mudah didapat, lebih murah, praktis dalam pengerjaannya dan mampu memikul beban yang cukup besar.

Beton terdiri dari agregat halus, agregat kasar, semen portland dan air. Beton terjadi karena adanya interaksi mekanis dan kimiawi antara agregat halus dan agregat kasar yaitu pasir, batu atau batu pecah atau bahan sejenis lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat yaitu semen portland, dan air sebagai pembantu untuk keperluan reaksi kimia selama proses pengerasan dan perawatan beton berlangsung.

Teknologi beton yang terus berkembang dan semakin dikenal masyarakat saat ini menjadikan beton sebagai pilihan utama sebagai bahan konstruksi. Selain bahan-bahannya mudah diperoleh, beton juga mempunyai beberapa keuntungan seperti harganya relatif murah, mempunyai kuat tekan yang tinggi, mudah dalam pengangkutan dan pembentukan serta mudah perawatannya.

Pada bangunan yang beresiko terhadap beban tambahan yang besar

Perkuatan struktur biasanya dilakukan sebagai upaya pencegahan sebelum struktur mengalami kehancuran sedangkan perbaikan struktur diterapkan pada bangunan yang telah rusak sebagai upaya untuk mengembalikan fungsi struktur seperti semula.

Pemilihan metode perkuatan harus memperhatikan beberapa hal yaitu kapasitas struktur yang akan diperkuat, lingkungan dimana struktur berada, peralatan yang tersedia, kemampuan tenaga pelaksana serta batasan-batasan dari pemilik seperti keterbatasan ruang kerja, kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perkuatan.

2.2 Sifat Bahan

2.2.1 Beton

2.2.1.1 Mutu/Kuat Tekan Beton

material, sehingga mutunya akan sangat tergantung pada kondisi material pembentuk beton dan proses pembuatannya. Untuk mendapatkan mutu yang optimal maka bahan dan proses pelaksanaannya harus dikendalikan.

Jika semua bahan pembentuk beton merupakan material dengan kualitas dan komposisi yang baik, maka hal lain yang mempengaruhi mutu beton adalah kadar airnya. Beton dengan kadar air yang rendah akan menghasilkan mutu beton yang lebih tinggi namun akan sulit dalam proses pengecorannya (workability

Dalam perencanaan mutu beton, biasanya output yang dihasilkan adalah f ’dalam satuan Mpa. Namun dalam spesifikasi teknis suatu proyek, yang

tercantumkan adalah mutu beton dengan menggunakan beton K. Mutu beton K

2 adalah kuat tekan karakteristik beton kg/cm dengan benda uji kubus sisi 15 cm.

Kuat tekan karakteristik ialah kuat tekan dimana dari sejumlah besar hasil- hasil pemeriksaan benda uji, kemungkinan adanya kekuatan tekan yang kurang dari itu terbatas sampai 5% saja. Yang diartikan dengan kuat tekan beton ialah kuat tekan yang diperoleh dari pemeriksaan benda uji kubus yang bersisi 15 (+0,06) cm pada umur 28 hari.

Sedangkan f ’ adalah kuat tekan beton yang disyaratkan (dalam Mpa),

didapat berdasarkan hasil pengujian benda uji silinder berdiameter 15cm dan tinggi 30cm. Perbandingan benda uji dengan kuat tekan dapat dilihat pada tabel

2.1. Tabel 2.1. Tabel Perbandingan Benda Uji dan Kuat Tekan

Benda Uji Perbandingan Kuat Tekan

kubus 15 x 15 x 15 1,00 kubus 20 x 20 x 20 0,95 silinder Ø15 x 30 0,83

Sumber : PBI 1971

Dalam menentukan mutu beton diperlukan ketelitian karena jika salah dalam mengkonversikan, maka mutu beton yang terpasang pada struktur akan berbeda dengan mutu beton rencana. Jika mutu beton yang terpasang di lapangan lebih rendah dari yang direncanakan, maka ada dua pilihan :

1. Dengan terpaksa struktur harus dibongkar dan dikerjakan ulang (rework).

2. Dilakukan analisis pada kekuatan strukturnya dan dapat diperkuat dengan cara menambah balok dan kolom untuk memperkecil bentangan, balok dan kolom ini bisa dari bahan beton maupun baja atau memperbesar dimensi balok dan kolom tapi harus melalui perhitungan yang matang karena akan menambah beban struktur dan mengurangi ruang yang harusnya tersedia.

2.2.1.2 Kekuatan Tarik Beton Kuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat tekannya.

Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton menerima beban tekan yang menyebabkan retak menutup sehingga memungkinkan terjadinya penyaluran tekanan. Jelas ini tidak terjadi bila balok menerima beban tarik.

Meskipun biasanya diabaikan dalam perhitungan desain, kuat tarik tetap merupakan sifat penting yang mempengaruhi ukuran beton dan seberapa besar retak yang terjadi. Selain itu, kuat tarik dari batang beton diketahui selalu akan mengurangi jumlah lendutan. Karena kuat tarik beton tidak besar, hanya sedikit

Kuat tarik beton tidak berbanding lurus dengan kuat tekan ultimatnya f c ’. Meskipun demikian, kuat tarik ini diperkirakan berbanding lurus terhadap akar kuadrat dari f

’. Kuat tarik ini cukup sulit diukur dengan beban-beban tarik aksial

langsung akibat sulitnya memegang spesimen uji untuk menghindari konsentrasi tegangan dan akibat kesulitan dalam meluruskan beban-beban tersebut. Sebagai akibat dari kendala ini, diciptakanlah dua pengujian yang agak tidak langsung untuk menghitung kuat tarik beton. Keduanya adalah metode modulus keruntuhan dan uji pembelahan silinder.

2.2.1.3 Tegangan-Regangan Beton

Tegangan didefinisikan sebagai tahanan terhadap gaya-gaya luar. Jika suatu benda diberi gaya tarik atau tekan akan mengakibatkan adanya tegangan antar partikel dalam material yang besarnya berbanding lurus dengan gaya yang struktur material yaitu regangan atau himpitan yang besarnya juga berbanding lurus. Karena adanya pergeseran, maka terjadilah deformasi bentuk material misalnya perubahan panjang menjadi L + ∆L (atau L - ∆L). Dimana L adalah panjang awal benda dan ∆L adalah perubahan panjang yang terjadi. Rasio perbandingan antara ∆L terhadap L inilah yang disebut strain (regangan) dan dilambangkan dengan "ε" (epsilon). Dengan demikian didapatkan rumus:

ε = .............................................................................(2.1)

Gambar 2.1 Regangan (strain)

Kuat tekan beton diwakili oleh tegangan tekan maksimum atau f ’.

Perilaku beton tergantung pada hubungan regangan-tegangan yang terjadi di dalam beton dan juga jenis tegangan yang dapat ditahan. Hal ini mengakibatkan kurva hubungan tegangan-regangan untuk tiap beton berbeda-beda tergantung nilai kuat tekannya seperti terlihat pada gambar berikut.

Kurva Tegangan Regangan Berbagai Kuat Tekan

Gambar 2.2 nilai regangan sampai pai benda uji hancur pada nilai ε’ mencapai 0,003 0,003-0,005. Beton dengan kuat tekan t tinggi lebih getas dan akan hancur pada da nilai regangan maksimum. Regangan gan kerja maksimum yang diperhitungkan di di serat tepi beton tekan terluar adalah 0,003 h 0,003 sebagai batas hancur. Secara umum unt untuk semua beton kurva tegangan-regan angan terlihat pada gambar berikut.

Gambar 2.3 G Kurva Tegangan Regangan

2.2.1.4 Modulus Elast lastisitas Beton

3 Untuk beton de on dengan berat isi antara 1500 kg/m sampai 2500 i 2500 kg/m , nilai

modulus elastis beton da on dapat dihitung dengan rumus : E = 0,043 w = 0,043 w √f ’ ................................................................ ................................................................(2.2)

c c c

dimana : E = m modulus elastisitas beton tekan (MPa)

w = be berat isi beton (kg/m )

f ’= kua kuat tekan beton (MPa)

3 Sedangkan unt untuk beton normal dengan berat isi ± 2300 2300 kg/m , nilai

modulus elastis beton da on dapat dihitung dengan rumus :

2.2.2 Baja Tulangan

Tulangan yang digunakan pada struktur beton terdapat dalam bentuk batang atau anyaman kawat yang dilas (welded wire fabric). Batang tulangan dibedakan antara tulangan polos (plain bar) dan tulangan ulir (deformed bar). Tulangan ulir adalah tulangan yang diberi ulir melalui proses rol pada permukaanya (polanya tergantung dari pabrik pembuatnya). Ulir pada tulangan bermanfaat untuk mendapatkan ikatan yang lebih baik antara beton dan baja. Tulangan polos jarang digunakan kecuali untuk membungkus tulangan longitudional, terutama pada kolom.

2.2.2.1 Mutu Baja Tulangan

Menurut SNI 03 - 1729 - 2002, baja struktur dapat dibedakan berdasarkan kekuatannya menjadi beberapa jenis, yaitu:

Jenis Baja Kuat Leleh (f y ) Tegangan Tarik Batas (f u )

MPa MPa

BJ 34 210 340 BJ 37 240 370 BJ 41 250 410 BJ 50 290 500

2.2.2.2 Jenis-jenis Material Baja

Jenis material baja yang ada di pasaran saat ini terdiri dari Hot Rolled Steel dan Cold Formed Steel (Baja Ringan).

1. Hot Rolled Steel (Baja Canai Panas) (baja canai panas) adalah material baja yang dihasilkan

Hot rolled steel

dari proses pengerolan panas. Proses pembuatannya melalui beberapa tahapan antara lain melalui proses thermomekanik dan proses desulfurisasi. Baja jenis ini dapat dipergunakan untuk berbagai penggunaan dari kualitas umum/ komersil hingga kualitas khusus seperti struktur rangka baja, tiang pancang, komponen alat berat, dan komponen kendaraan bermotor, fabrikasi umum, pipa dan tabung bertekanan tinggi, baja tahan korosi, cuaca, boilers, dan lain-lain. Ketebalan pelat hot rolled steel berkisar antara 0,18 - 25 mm sedangkan dapat berupa pelat atau coil dan berupa HRC-PO.

2. Cold Formed Steel (Baja Canai Dingin)

Cold formed steel (baja canai dingin) adalah baja yang dihasilkan dari

proses pengerolan dingin. Material baja ini memiliki sifat tipikal berbeda secara signifikan dengan material baja hot rolled steel. Cold memiliki kualitas permukaan yang lebih baik, ukuran yang

formed steel

lebih presisi serta memiliki sifat mekanis dan formability yang sangat mm untuk pelat yang mengalami penguatan (annealed steel) dan ketebalan maksimum 2 mm untuk pelat dalam bentuk gulungan (unannealed steel).

2.2.2.3 Macam-macam Profil Baja

Profil baja struktural yang tersedia di pasaran terdiri dari banyak jenis dan bentuk. Semua bentuk profil tersebut mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing. Beberapa jenis profil baja menurut ASTM bagian I diantaranya adalah profil IWF, O, C, profil siku (L), tiang tumpu (HP), dan profil T structural.

Gambar 2.4 Profil Baja Profil IWF terutama digunakan sebagai elemen struktur balok dan kolom.

Semakin tinggi profil ini, maka semakin ekonomis untuk banyak aplikasi profil M mempunyai penampang melintang yang pada dasarnya sama dengan profil W, dan konstruksi, tetapi masih digunakan terutama untuk beban terpusat yang sangat besar pada bagian flens.

Profil HP adalah profil jenis penumpu (bearing type shape) yang mempunyai karakteristik penampang agak bujur sangkar dengan flens dan web yang hampir sama tebalnya. Biasanya digunakan sebagai fondasi tiang pancang. Bisa juga digunakan sebagai balok dan kolom, tetapi umumnya kurang efisien. Profil C atau kanal mempunyai karakteristik flens pendek, yang mempunyai kemiringan permukaan dalam sekitar 1:6. Biasanya diaplikasikan sebagai penampang tersusun, bracing tie, ataupun elemen dari bukaan rangka (frame opening).

Profil siku atau profil L adalah profil yang sangat cocok untuk digunakan sebagai bracing dan batang tarik. Profil ini biasanya digunakan secara gabungan, yang lebih di kenal sebagai profil siku ganda. Profil ini sangat baik untuk

2.3 Beton Bertulang

Material konstruksi beton bertulang mempunyai sifat yang unik dibandingkan dengan material lain seperti kayu, baja, aluminium atau plastik karena beton bertulang adalah material konstruksi yang menggunakan dua jenis bahan yang berbeda secara bersamaan.

Beton bertulang merupakan gabungan yang logis dari dua jenis

Sedangkan tulangan baja akan memberikan kekuatan tarik yang besar sehingga tulangan baja akan memberikan kekuatan tarik yang diperlukan. Dengan adanya kelebihan masing-masing elemen tersebut, maka konfigurasi antara beton dan tulangan baja diharapkan dapat saling bekerja sama dalam menahan gaya- gaya yang bekerja dalam struktur tersebut, dimana gaya tekan ditahan oleh beton, dan tarik ditahan oleh tulangan baja.

Dengan demikian prinsip-prinsip yang mengatur perencanaan struktur dari beton bertulang dalam beberapa hal berbeda dengan prinsip-prinsip yang mengatur perencanaan struktur dari bahan yang terdiri dari satu macam saja.

Gambar 2.5 memperlihatkan kekuatan balok yang secara nyata dapat ditingkatkan dengan menambahkan batangan-batangan baja di daerah tarik. Baja

tulangan yang mampu menerima tekan dan tarik juga dimanfaatkan untuk menyediakan sebagian dari daya dukung kolom beton dan kadang-kadang di Letak Tulangan dalam Balok Beton Bertulang

Gambar 2.5 kesatuan dalam menahan gaya atau beban luar. Struktur komposit memanfaatkan sifat fisik dan mekanik masing-masing bahan sehingga akan diperoleh komponen yang lebih baik dan mempunyai kelebihan-kelebihan tertentu bila dibandingkan dengan bahan yang membentuknya.

Perencanaan komposit mengasumsikan bahwa baja dan beton bekerja sama dalam memikul beban yang bekerja, sehingga akan menghasilkan desain elemen yang lebih ekonomis. Di samping itu, struktur komposit juga mempunyai beberapa kelebihan, di antaranya adalah lebih kuat (stronger) dan lebih kaku (stiffer) daripada struktur non-komposit.

2.4.1 Metode Pelaksanaan Struktur Komposit

Perancangan balok komposit disesuaikan dengan metode yang digunakan di lapangan. Ada dua metode yang biasanya digunakan dalam pelaksanaan di Jika tanpa pendukung, balok baja akan mendukung beban mati primer selama beton belum mengeras. Beban mati sekunder serta beban-beban lain akan didukung oleh balok komposit yang akan berfungsi jika beton telah mengeras dan menyatu dengan baja.

Jika dengan pendukung, selama beton belum mengeras, beban mati primer akan dipikul oleh pendukung. Setelah beton mengeras dan penunjang dilepas, maka seluruh beban akan didukung oleh balok komposit.

2.5 Lentur Murni

Balok melentur adalah suatu batang yang dikenakan oleh beban-beban yang bekerja secara transversal terhadap sumbu pemanjangannya. Beban-beban ini menciptakan aksi internal, atau resultan tegangan dalam bentuk tegangan normal, tegangan geser dan momen lentur. Beban samping (lateral loads) yang bekerja pada sebuah balok menyebabkan balok melengkung atau melentur, sehingga dengan demikian mendeformasikan sumbu balok menjadi suatu garis lengkung.

Jenis-jenis lenturan dapat dibedakan sebagai berikut:

1. Lenturan Murni (Pure Bending) Lenturan dihasilkan oleh kopel dan tidak ada gaya geser transversal yang bekerja pada batang. Balok dengan lenturan murni hanya mempunyai tegangan normal (tegangan lentur tarik dan tekan).

Lenturan dihasilkan oleh gaya-gaya yang bekerja pada batang dan tidak terdapat kopel. Balok dengan lenturan biasa mempunyai tegangan normal dan tegangan geser.

Jika sebuah balok beton bertulang dengan perletakan sederhana diberi dua beban simetris maka bagian tengah bentang tidak memiliki gaya lintang tetapi memikul momen kopel. Hal inilah yang disebut dengan lentur murni seperti

Diagram Momen dan Lintang

Gambar 2.6

Diagram Penyebaran Tegangan Normal

Gambar 2.7

Untuk balok dari bahan homogen dan elastis berlaku rumus lenturan sebagai berikut:

. .

.......................................................................(2.4)

f = =

dimana: f = tegangan lentur M = momen yang bekerja pada balok

2.6 Kuat Lentur Balok Persegi

Distribusi tegangan tekan beton pada penampang bentuknya setara dengan kurva tegangan-regangan tekan beton. Bentuk distribusi tegangan tersebut berupa garis lengkung dengan nilai nol pada garis netral, seperti pada gambar 2.8 :

Gambar 2.8 Distribusi Tegangan-Regangan

Pada suatu komposisi tertentu balok menahan beban sedemikian hingga ) mencapai 0,003 sedangkan regangan tekan lentur balok maksimum (ε’

b maks

tegangan tarik baja tulangan mencapai luluh f . Apabila hal demikian terjadi,

penampang dinamakan mencapai keseimbangan regangan, atau disebut penampang bertulang seimbang. Dengan demikian berarti bahwa untuk suatu komposisi beton dengan jumlah baja tertentu akan memberikan keadaan hancur tertentu pula.

Momen batas adalah momen akibat beban luar yang timbul tepat pada saat terjadi hancur. Momen mencerminkan kekuatan atau disebut sebagai kuat lentur ultimate balok. Kuat lentur suatu balok beton tersedia karena berlangsungnya

N adalah resultan gaya tekan dalam, merupakan resultan gaya tekan

pada daerah di atas garis netral. Sedangakan N 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 tapi berlawanan arah dan dipisahkan dengan jarak z sehingga membentuk Koppel momen tahanan dalam dimana nilai maksimumya disebut sebagai kuat lentur atau momen tahanan penampang komponen struktur terlentur.

Momen tahanan dalam akan menahan atau memikul momen lentur rencana aktual yang ditimbulkan oleh beban luar. Menentukan momen tahanan dalam merupakan hal yang kompleks sehubungan dengan bentuk diagram tegangan tekan di atas garis netral yang berbentuk garis lengkung. Kesulitan tidak hanya pada waktu menghitung besarnya N , tetapi juga menentukan letak garis

netral kerja gaya relatif terhadap pusat berat tulangan baja tarik. Untuk menentukan momen tahanan dalam, yang penting adalah mengetahui terlebih dahulu resultan total gaya beton tekan N , dan letak garis kerja gaya dihitung

D terhadap serat tepi terluar, sehingga jarak z dapat dihitung. Blok Tegangan Ekivalen

Gambar 2.9

Berdasarkan bentuk empat persegi panjang seperti tampak pada gambar 2.9, intensitas tegangan tekan beton rata-rata ditentukan sebesar 0,85f’c dan dianggap bekerja pada daerah tekan dari penampang balok sebesar b dan sedalam a=β1.c ....................................................................................(2.5) dimana : c = jarak serat terluar ke garis netral β1= konstanta merupakan fungsi dari kuat tekan.

Standar SK–SNI T–15–199–03, menetapkan nilai β1 = 0,85 untuk f’c ≤

30 MPa, berkurang 0,008 untuk setiap kenaikan 1 Mpa kuat beton dan nilai tersebut tidak boleh kurang dari 0,65.

2.7 Perilaku Defl efleksi pada Balok

Apabila balok lok beton bertulang dibebani secara berangsu gsur–angsur mulai dari nol hingga menc encapai suatu harga yang menyebabkan balok lok tersebut patah, maka hubungan ant antara beban defleksi pada balok beton b bertulang dapat digambarkan menjadi adi bentuk trilinier seperti berikut:

Gambar 2.10 Hubun ubungan Antara Beban dan Defleksi pada Balok B ok Beton Bertulang

Keterangan : Daerah I : Kondisi ondisi praretak, dimana balok beton bertulang beba bebas retak Daerah II : Kondisi ondisi pascaretak, dimana balok beton bertulang g mengal ngalami retak namun masih terkontrol sehingga t a tidak patah/ha h/hancur

Daerah III : Kondisi ondisi pasca-serviceability, dimana tegangan pada da tulangan tarik sudah m h mencapai tegangan lelehnya

Kekuatan lentur EI balok dapat diestimasi dengan menggunakan Modulus Young (E ) dari beton dan momen inersia penampang beton bertulang tak retak.

Daerah praretak diakhiri dengan mulainya retak pertama dan mulai bergerak menuju daerah pascaretak. Hampir semua balok beton bertulang berada di daerah ini pada saat beban bekerja. Untuk suatu balok di atas tumpuan sendi- rol, retak akan semakin lebar pada daerah lapangan dan semakin ke arah tumpuan retak semakin kecil.

Apabila terjadi retak, konstribusi kekuatan tarik beton sudah dikatakan tidak ada lagi. Maka, kekuatan tarik akan dipikul sepenuhnya oleh tulangan.

Daerah batas kekuatan tarik dan tekan antara balok beton dan tulangan terlihat pada gambar 2.11 berikut.

Daerah Batas Kekuatan Tarik dan Tekan

Gambar 2.11

Pada gambar 2.11 di atas, bagian tekan atau sebatas y dipikul oleh beton dan tulangan A

s ’ sedangkan bagian tarik atau daerah y ke bawah dipikul oleh hingga mencapai suatu harga berupa batas bawah keruntuhan. Pada saat mencapai batas runtuh, distribusi kekuatan tarik beton terhadap balok dapat diabaikan.

Pada daerah pasca-serviceability, jika beban terus bertambah, maka regangan pada tulangan tarik akan terus bertambah melebihi regangan lelehnya.

Bila balok terus mengalami defleksi tanpa adanya beban tambahan dan retaknya semakin terbuka hingga letak titik penampang retak transformasinya terus mendekati garis tepi yang tertekan. Akhirnya terjadi keruntuhan tekan sekunder yang dapat mengakibatkan kehancuran total pada daerah momen maksimum dan diikuti keruntuhan.

2.8 Ragam Keruntuhan

2.8.1 Keruntuhan Lentur Akibat Kondisi Batas ( Ultimate )

ultimate maka akan ditinjau struktur balok beton bertulang yang diberi beban terpusat secara bertahap sampai runtuh (tidak kuat menerima tambahan beban lagi). Keruntuhan yang akan ditinjau adalah lentur. Agar dapat diperoleh suatu keruntuhan lentur murni maka digunakan konfigurasi dua buah beban terpusat yang diletakkan simetri sehingga di tengah bentang struktur tersebut hanya timbul momen lentur saja (tidak ada gaya geser).

Penampang di tengah diberi sensor-sensor regangan untuk mengetahui

Gamb mbar 2.12 Variasi Tegangan Sepanjang Balok ok

Beban diberika rikan secara bertahap dan dilakukan pencata atatan lendutan di tengah bentang sehingga hingga dapat dilihat tiga tahap perilaku balok aki ok akibat beban atau yang disebut diagram am momen-kurvatur. Diagram momen-kurvat vatur dapat dilihat

Pada diagram momen-kurvatur, θ adalah perubahan sudut balok dalam panjang tertentu yang besarnya dihitung dengan persamaan 2.6 di mana ϵ adalah regangan pada serat balok yang berjarak y dari sumbu netral balok:

ϵ = ..............................................................................................(2.6)

Tahap pertama diagram momen-kurvatur adalah momen-momen kecil yang lebih kecil daripada momen retak M di mana seluruh penampang melintang

balok mampu menahan lentur. Pada kisaran ini, regangan yang terjadi kecil dan diagram hampir vertikal dan menyerupai garis lurus.

Ketika momen bertambah hingga melebihi momen retak, kemiringan kurva akan sedikit berkurang karena balok tidak cukup kaku seperti pada tahap awal sebelum beton mulai retak. Diagram akan mengikuti garis yang hampir lurus dari M , hingga ke titik di mana tulangan mengalami tegangan sampai titik

lelehnya. Agar tulangan baja meleleh, diperlukan beban tambahan yang cukup besar untuk meningkatkan lendutan balok.

Setelah tulangan meleleh, balok memiliki kapasitas momen tambahan yang sangat kecil sehingga hanya sedikit saja beban tambahan yang diperlukan untuk secara substansial meningkatkan putaran sudut dan lendutan. Kemiringan diagram sekarang sangat datar.

Keruntuhan yang didahului oleh lendutan atau deformasi yang besar seperti yang diperlihatkan pada balok di atas disebut keruntuhan yang bersifat daktail. Sifat seperti itu dapat dijadikan peringatan dini mengenai kemungkinan

Keruntuhan lentur tersebut dapat terjadi dalam tiga cara yang berbeda :

1. Keruntuhan tarik, terjadi bila jumlah tulangan baja relatif sedikit sehingga tulangan tersebut akan leleh terlebih dahulu sebelum ) lebih besar dari betonnya pecah, yaitu apabila regangan baja (ε

regangan beton (ε ). Penampang seperti itu disebut penampang under-

y reinforced, perilakunya sama seperti yang diperlihatkan pada balok uji yaitu daktail (terjadinya deformasi yang besar sebelum runtuh).

2. Keruntuhan tekan, terjadi bila jumlah tulangan relatif banyak maka keruntuhan dimulai dari beton sedangkan tulangan bajanya ) lebih kecil dari regangan masih elastis, yaitu apabila regangan baja (ε s beton (ε ). Penampang seperti itu disebut penampang over-reinvorced,

sifat keruntuhannya adalah getas (non-daktail). Suatu kondisi yang yang besar yang dapat dijadikan pertanda bilamana struktur tersebut mau runtuh, sehingga tidak ada kesempatan untuk menghindarinya terlebih dahulu. Semua balok yang direncanakan sesuai peraturan diharapkan berperilaku seperti itu.

3. Keruntuhan seimbang, jika baja dan beton tepat mencapai kuat batasnya, ) sama besar dengan regangan beton (ε ). yaitu apabila regangan baja (ε

s y

Jumlah penulangan yang menyebabkan keruntuhan seimbang dapat

2.9 Lendutan pad

Bidang momen

Gam

Gambar 2.14 Perilaku Keruntuhan Balok pada Balok

en yang terjadi pada balok dengan beban terpusa

ambar 2.15

Diagram Momen dan Lendutan rpusat

= ∑
1
1
1

3 − .

2 =

18 Setelah diperoleh reaksi tumpuan maka dihitung momen yang sesungguhnya lendutan dengan memperhitungkan sifat bahan. Besar lendutan pada jarak 1/3 bentang diperoleh dengan cara sebagai berikut.

. = .

3 .

3 =

1 .

1 −

1 .

2 =

= =

Perhitungan lendutan didapat dari turunan momen yaitu untuk mendapatkan lendutan maka momen dianggap sebagai beban. Perhitungan momen sebagai beban diperoleh dengan cara sebagai berikut.

= . . = = . =

Setelah didapat nilai beban (q

dan q

2 ) maka dihitung reaksi tumpuan.

2 =

18 −

36 .

36 −

12 =

18 −

36 .

36 −

12 =

36 .

36 −

36 =

36 −

12 =

18 −

36 1 −

23 1296

5 324 Besar lendutan pada jarak 1/2 bentang diperoleh dengan cara sebagai berikut.

2 − .

. = .

54 =

3 −

6 .

54 . =

6 .

= 1 −

6 −

3 =

2 −

18 .

2 .

6 .

3 .

BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Studi Eksperimental Kuat Lentur Pada Balok Beton Bertulang Dengan Perkuatan Baja Ringan Profil U Di Daerah Tarik