Beton Betulang

RIA AGUSTINA1 GEDUNG 1 PAGI

12/4/2014

2014

BETON BERTULANG

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan. Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durabilitas, dan waktu pengerasan. Seperti substansi-substansi mirip batuan lainnya, beton memiliki kuat tekan yang tinggi dan kuat tarik yang sangat rendah. Beton bertulang adalah suatu kombinasi antara beton dan baja dimana tulangan baja berfungsi menyediakan kuat tarik yang tidak dimiliki beton.

Dalam suatu struktur bangunan beton bertulang khususnya pada kolom akan terjadi momen lentur dan gaya aksial yang bekerja secara bersama – sama. Momen - momen ini yang diakibatkan oleh adanya beban eksentris atau adanya gravitasi dapat menimbulkan beban lateral seperti angin dan gempa atau bisa juga diakibatkan oleh beban lantai yang tidak seimbang. Maka dari itu, setiap penampang komponen pada struktur seperti balok dan kolom harus direncanakan kuat terhadap setiap gaya internal yang terjadi, baik itu momen lentur, gaya aksial, gaya geser maupun torsi yang timbul sebagai respon struktur tersebut terhadap pengaruh luar.

B. Rumusan MasalahPembahasan tentang beton dalam makalah ini di batasi pada :1. Apa Defenisi Struktur Beton Bertulang?2. Apa saja Kelebihan dan Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur?3. Bagaimana Sifat-sifat Beton Bertulang?4. Bagaimana Cara Pengerjaan Beton Segar?

C. Tujuan PenulisanDengan tersusunnya makalah ini mahasiswa diharapkan mampu mejelasakan tentang :

Defenisi Struktur Beton Bertulang, Kelebihan dan Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur, Sifat-sifat Beton Bertulang, Kolom, Pengantar Gempa, dan Balok

Beton Bertulang Page 1

BAB IIPEMBAHASAN

A. Defenisi Struktur Beton Bertulang

Beton bertulang adalah suatu bahan material yang terbuat dari beton dan baja tulangan. Kombinasi dari kedua material tersebut menghasilkan bahan bangunan yang mempunyai sifat-sifat yang baik dari masing-masing bahan bangunan tersebut.

Beton mempunyai sifat yang bagus, yaitu mempunya kapasitas tekan yang tinggi. Akan tetapi, beton juga mempunyai sifat yang buruk, yaitu lemah jika dibebani tarik. Sedangkan baja tulangan mempunyai kapasitas yang tinggi terhadap beban tarik, tetapi mempunyai kapasitas tekan yang rendah karena bentuknya yang langsing (akan mudah mengalami tekuk terhadap beban tekan). Namun, dengan menempatkan tulangan dibagian beton yang mengalami tegangan tarik akan mengeliminasi kekurangan dari beton terhadap beban tarik.

Demikian juga bila baja tulangan ditaruh dibagian beton yang mengalami tekan, beton disekeliling tulangan bersama-sama tulangan sengkan akan mencegah tulangan mengalami tekuk. Demikianlah penjelasan tentang mengapa kombinasi dari kedua bahan bangunan ini menghasil bahan bangunan baru yang memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibanding sifat-sifat dari masing-masih bahan tersebut sebelum digabungkan. Berikut kita akan paparkan sesuatu yang berhubungan dengan bahan bangunan beton dan tulangan baja.

Beton adalah bahan bangunan yang terbuat dari semen (Portland cement atau semen hidrolik lainnya), pasir atau agregat halus, kerikil atau agregate kasar, air dan dengan atau tanpa bahan tambahan. Kekuatan tekan beton yang digunakan untuk perencanaan ditentukan berdasarkan kekuatan tekan beton pada umur 28 hari. Meskipun sekarang kita dapat menghasilkan beton dengan kekuatan tekan lebih 100 MPa, kekuatan tekan beton yang umum digunakan dalam perencanaan berkisar antara 20 – 40 MPa. Seperti diterangkan sebelumnya, beton mempunyai kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi mempunyai kekuatan tarik yang rendah, hanya berkisar antara 8% sampai 15% dari kekuatan tekannya. Untuk mengatasi kelemahan dari bahan beton inilah maka ditemukan bahan bangunan baru dengan menambahkan baja tulangan untuk memperkuat terutama bagian beton yang mengalami tarik.

Baja tulangan yang digunakan untuk perencanaan harus mengunakan baja tulangan ulir/sirip (deformed bar). Sedangkan tulangan polos (plain bar) hanya dapat digunakan untuk tulangan spiral dan tendon, kecuali untuk kasus-kasus tertentu.

B. Kelebihan dan Kelemahan Beton Bertulang Sebagai Suatu Bahan Struktur1. Kelebihan :

Beton bertulang boleh jadi adalah bahan konstruksi yang paling penting. Beton bertulang digunakan dalam berbagai bentuk untuk hampir semua struktur, besar maupun kecil –


bangunan, jembatan, perkerasan jalan, bendungan, dindingpenahan tanah, terowongan, jembatan yang melintasi lembah (viaduct), drainaseserta fasilitas irigasi, tangki, dan sebagainya. Sukses besar beton sebagai bahan konstruksi yang universal cukup mudah dipahami jika dilihat dari banyaknya kelebihan yang dimilikinya. Kelebihan tersebut antara lain :a) beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan kebanyakan

bahan lain.b) Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap api dan air, bahkan

merupakan bahan struktur terbaik untuk bangunan yang banyak bersentuhan dengan air. Pada peristiwa kebakaran dengan intensitas rata-rata, batang-batang struktur dengan ketebalan penutup beton yangmemadai sebagai pelindung tulangan hanya mengalami kerusakan padapermukaannya saja tanpa mengalami keruntuhan.Struktur beton bertulang sangat kokoh.

c) Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi.d) Dibandingkan dengan bahan lain, beton memiliki usia layan yang sangat panjang. Dalam

kondisi-kondisi normal, struktur beton bertulang dapat digunakan sampai kapan pun tanpa kehilangan kemampuannya untuk menahan beban. Ini dapat dijelaskan dari kenyataannya bahwa kekuatan beton tidak berkurang dengan berjalannya waktu bahkan semakin lama semakin bertambah dalam hitungan tahun, karena lamanya proses pemadatan pasta semen.

e) Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomis untuk pondasi tapak, dinding basement, tiang tumpuan jembatan, dan bangunan-bangunan semacam itu.

f) Salah satu ciri khas beton adalah kemampuannya untuk dicetak menjadi bentuk yang sangat beragam, mulai dari pelat, balok, dan kolom yang sederhana sampai atap kubah dan cangkang besar.

g) Di sebagian besar daerah, beton terbuat dari bahan-bahan lokal yang murah (pasir, kerikil, dan air) dan relatif hanya membutuhkan sedikit semen dan tulangan baja, yang mungkin saja harus didatangkan daridaerah lain.

h) Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi betonbertulang lebih rendah bila dibandingkan dengan bahan lain seperti struktur baja.

2. KelemahanUntuk dapat mengoptimalkan penggunaan beton, perencana harus mengenal dengan baik kelebihannya. Kelemahan-kelemahan beton bertulang tersebut antara lain :a) Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, sehingga memerlukan penggunaan

tulangan tarik.b) Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di tempatnya sampai

beton tersebut mengeras. Selain itu, penopang atau penyangga sementara mungkin


diperlukan untuk menjaga agar bekisting tetap berada pada tempatnya, misalnya pada atap, dinding, dan struktur-struktur sejenis, sampai bagian-bagian beton ini cukup kuat untuk menahan beratnya sendiri. Bekisting sangat mahal. Di Amerika Serikat, biaya bekisting berkisar antara sepertiga hingga dua pertiga dari total biaya suatu struktur beton bertulang, dengan nilai sekitar 50%. Sudah jelas bahwa untuk mengurangi biaya dalam pembuatan suatu struktur beton bertulang, hal utama yang harus dilakukan adalah mengurangi biaya bekisting.

c) Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton mengakibatkan beton bertulang menjadi berat. Ini akan sangat berpengaruh pada struktur-struktur bentang-panjang dimana berat beban mati beton yang besar akan sangat mempengaruhi momen lentur.

d) Sifat-sifat beton sangat bervariasi karena bervariasinya proporsi-campuran dan pengadukannya. Selain itu, penuangan dan perawatan beton tidak bisa ditangani seteliti seperti yang dilakukan pada proses produksi material lain seperti struktur baja dan kayu.

C. Sifat-sifat Beton BertulangPengetahuan yang mendalam tentang sifat-sifat beton bertulang sangat penting sebelum

dimulai mendesain struktur beton bertulang. Beberapa sifat-sifat beton bertulang antara lain :1. Kuat Tekan

Kuat tekan beton (f’c) dilakukan dengan melakukan uji silinder beton dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Pada umur 28 hari dengan tingkat pembebanan tertentu. Selama periode 28 hari silinder beton ini biasanya ditempatkan Mdalam sebuah ruangan dengan temperatur tetap dan kelembapan 100%. Meskipun ada beton yang memiliki kuat maksimum 28 hari dari 17 Mpa hingga 70 -140 Mpa, kebanyakan beton memiliki kekuatan pada kisaran 20 Mpa hingga 48 Mpa. Untuk aplikasi yang umum, digunakan beton dengan kekuatan 20 Mpa dan 25 Mpa, sementara untuk konstruksi beton prategang 35 Mpa dan 40 Mpa. Untuk beberapa aplikasi tertentu, seperti untuk kolom pada lantai-lantai bawah suatu bangunan tingkat tinggi, beton dengan kekuatan sampai 60 Mpa telah digunakan dan dapat disediakan oleh perusahaan-perusahaan pembuat beton siap-campur (ready-mix concrete).Nilai-nilai kuat tekan beton seperti yang diperoleh dari hasil pengujian sangat dipengaruhi oleh ukuran dan bentuk dari elemen uji dan cara pembebanannya. Di banyak Negara, spesimen uji yang digunakan adalah kubus berisi 200 mm. untuk beton-beton uji yang sama, pengujian terhadap silinder-silinder 150 mm x 300 mm menghasilkan kuat tekan yang besarnya hanya sekitar 80% dari nilai yang diperoleh dari pengujian beton uji kubus.

Kekuatan beton bisa beralih dari beton 20 Mpa ke beton 35 Mpa tanpa perlu melakukan penambahan buruh dan semen dalam jumlah yang berlebihan. Perkiraan kenaikan biaya bahan untuk mendapatkan penambahan kekuatan seperti itu adalah 15% sampai 20%. Namun untuk mendapatkan kekuatan beton diatas 35 atau 40 Mpa diperlukan desain


campuran beton yang sangat teliti dan perhatian penuh kepada detail-detail seperti pencampuran, penempatan, dan perawatan. Persyaratan ini menyebabkan kenaikan biaya yang relatife lebih besar. Kurva tegangan-regangan pada gambar dibelakang menampilkan hasil yang dicapai dari uji kompresi terhadap sejumlah silinder uji standar berumur 28 hari yang kekuatannya beragam.

Kurva hampir lurus ketika beban ditingkatkan dari niol sampai kira-kira 1/3 - 2/3 kekuatan maksimum beton.

Diatas kurva ini perilaku betonnya nonlinear. Ketidak linearan kurva tegangan-regangan beton pada tegangan yang lebih tinggi ini mengakibatkan beberapa masalah ketika kita melakukan analisis struktural terhadap konstruksi beton karena perilaku konstruksi tersebut juga akan nonlinear pada tegangan-tegangan yang lebih tinggi.

Satu hal penting yang harus diperhatikan adalah kenyataan bahwa berapapun besarnya kekuatan beton, semua beton akan mencapai kekuatatan puncaknya pada regangan sekitar 0,002.

Beton tidak memiliki titik leleh yang pasti, sebaliknya kurva beton akan tetap bergerak mulus hingga tiba di titik kegagalan (point of rupture) pada regangan sekitar 0,003 sampai 0,004.

Banyak pengujian yang telah menunjukkan bahwa kurva-kurva tegangan- regangan untuk silinder-silinder beton hampir identik dengan kurva-kurva serupa untuk sisi balok yang mengalami tekan.

Harus diperhatikan juga bahwa beton berkekuatan lebih rendah lebih daktail daripada beton berkekuatan lebih tinggi – artinya, beton-beton yang lebih lemah akan mengalami regangan yang lebih besar sebelum mengalami kegagalan.

2. Modulus Elastisitas StatisBeton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi

tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik dan perbandingan semen dan agregat. Sebagai tambahan, ada beberapa defenisi mengenai modulus elastisitas :

a) Modulus awal adalah kemiringan diagram tegangan-regangan pada titik asal dari kurva.b) Modulus tangen adalah kemiringan dari salah satu tangent (garis singgung) pada kurva

tersebut di titik tertentu di sepanjang kurva, misalnya pada 50% dari kekuatan maksimum beton.

c) Kemiringan dari suatu garis yang ditarik dari titik asal kurva ke suatu titik pada kurva tersebut di suatu tempat di antara 25% sampai 50% dari kekuatan tekan maksimumnya disebut Modulus sekan.


d) Modulus yang lain, disebut modulus semu (apparent modulus) atau modulus jangka panjang, ditentukan dengan menggunakan tegangan dan regangan yang diperoleh setelah beban diberikan selama beberapa waktu.

e)3. Modulus elastisitas dinamis

Modulus elastisitas dinamis, yang berkorespondensi dengan regangan-regangan sesaat yang sangat kecil, biasanya diperoleh dari uji sonik. Nilainya biasanya lebih besar 20%-40% daripada nilai modulus elastisitas statis dan kira-kira sama dengan modulus nilai awal. Modulus elastisitas dinamis ini biasanya dipakai pada analisa struktur dengan beban gempa atau tumbukan.

4. Perbandingan PoissonKetika sebuah beton menerima beban tekan, silinder tersebut tidak hanya berkurang

tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral. Perbandingan ekspansi lateral dengan pendekatan longitudinal ini disebut sebagai Perbandingan Poisson(Poisson’s ratio). Nilainya bervariasi mulai dari 0,11 untuk beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengan nilai rata-rata 0,16. Sepertinya tidak ada hubungan langsung antara nilai perbandingan ini dengan nilai-nilai, seperti perbandingan air-semen, lamanya perawatan, ukuran agregat, dan sebagainya. Pada sebagian besar desain beton bertulang, pengaruh dari perbandingan poisson ini tidak terlalu diperhatikan. Namun pengaruh dari perbandingan harus diperhatikan ketika kita menganalisis dan mendesain bendungan busur, terowongan, dan struktur-struktur statis tak tentu lainnya.

5. Kuat TarikKuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat tekannya. Alasan utama dari

kuat tarik yang kecil ini adalah kenyataan bahwa beton dipenuhi oleh retak-retak halus. Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton menerima beban tekan karena beban tekan menyebabkan retak menutup sehingga memungkinkan terjadinya penyaluran tekanan. Jelas ini tidak terjadi bila balok menerima beban

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 usaha yang dilakukan untuk menghitung modulus elastisitas tarik dari beton. Namun, berdasarkan informasi yang terbatas ini, diperkirakan bahwa nilai modulus elastisitas tarik beton sama dengan modulus elatisitas tekannya.)

Selanjutnya, anda mungkin ingin tahu mengapa beton tidak diasumsikan menahan tegangan tarik yang terjadi pada suatu batang lentur dan baja yang menahannya. Alasannya adalah bahwa beton akan mengalami retak pada regangan tarik yang begitu kecil sehingga tegangan-tegangan


rendah yang terdapat pada baja hingga saat itu akan membuat penggunaannya menjadi tidak ekonomis. Kuat tarik beton tidak berbanding lurus dengan kuat tekan ultimitnya fc’. Meskipun demikian, kuat tarik ini diperkirakan berbanding lurus terhadap akar kuadrat dari fc’. Kuat tarik ini cukup sulit untuk 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 uji modulus keruntuhan dan uji pembelahan silinder. Kuat tarik beton pada waktu mengalami lentur sangat penting ketika kita sedang meninjau retak dan lendutan pada balok. Untuk tujuan ini, kita selama ini menggunakan kuat tarik yang diperoleh dari uji modulus-keruntuhan. Modulus keruntuhan biasanya dihitung dengan cara membebani sebuah balok beton persegi (dengan tumpuan sederhana berjarak 6 m dari as ke as) tanpa-tulangan berukuran 15cm x 15cm x 75cm. hingga runtuh dengan beban terpusat yang besarnya sama pada 1/3 dari titik-titik pada balok tersebut sesuai dengan yang disebutkan dalam ASTM C-78. Beban ini terus ditingkatkan sampai keruntuhan terjadi akibat retak pada bagian balok yang mengalami tarik. Modulus keruntuhannya fr ditentukan kemudian dari rumus lentur.

6. Kuat GeserMelakukan pengujian untuk memperoleh keruntuhan geser yang betul-betul murni tanpa

dipengaruhi oleh tegangan-tegangan lain sangatlah sulit. Akibatnya, pengujian kuat geser beton selama bertahun-tahun selalu menghasilkan nilai-nilai leleh yang terletak di antara 1/3 sampai 4/5 dari kuat tekan maksimumnya.

7. Kurva Tegangan-ReganganHubungan tegangan-regangan beton perlu diketahui untuk menurunkan persamaan-

persamaan analisis dan desain juga prosedur-prosedur pada struktur beton.

D. KolomDefinisi kolom menurut SNI-T15-1991-03 adalah komponen struktur bangunan yang tugas

utamanya menyangga beban aksial desak vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkecil. Kolom adalah batang tekan vertikal dari rangka (frame) struktur yang memikul beban dari balok induk maupun balok anak. Kolom meneruskan beban dari elevasi atas ke elevasi yang lebih bawah hingga akhirnya sampai ke tanah melalui`pondasi.

Keruntuhan pada suatu kolom merupakan kondisi kritis yang dapat menyebabkan runtuhnya (collapse) lantai yang bersangkutan dan juga runtuh total (total collapse) seluruh struktur. Kolom adalah struktur yang mendukung beban dari atap, balok dan berat sendiri yang diteruskan ke pondasi. Secara struktur kolom menerima beban vertical yang besar, selain itu harus mampu


menahan beban-beban horizontal bahkan momen atau puntir/torsi akibat pengaruh terjadinya eksentrisitas pembebanan. hal yang perlu diperhatikan adalah tinggi kolom perencanaan, mutu beton dan baja yang digunakan dan eksentrisitas pembebanan yang terjadi.

E. BalokBalok adalah bagian struktur yang berfungsi sebagai pendukung beban vertikal dan

horizontal. Beban vertikal berupa beban mati dan beban hidup yang diterima plat lantai, berat sendiri balok dan berat dinding penyekat yang di atasnya. Sedangkan beban horizontal berupa beban angin dan gempa. Balok merupakan bagian struktur bangunan yang penting dan bertujuan untuk memikul beban tranversal yang dapat berupa beban lentur, geser maupun torsi. Oleh karena itu perencanaan balok yang efisien, ekonomis dan aman sangat penting untuk suatu struktur bangunan terutama struktur bertingkat tinggi atau struktur berskala besar.

F. Pengantar GempaKerak bumi terdiri dari beberapa lapisan tektonik keras yang disebut litosfer yang

mengapung di atas medium fluida yang lebih lunak yang disebut mantle, sehingga kerak bumi ini dapat bergerak. Teori yang dipakai untuk menerangkan pergerakan-pergerakan kerak bumi tersebut adalah teori perekahan dasar laut (Sea Floor Spreading Theory) yang dikembangkan oleh F. V. Vine dan D. H. Mathews pada tahun 1963 (Irsyam, 2005). Bersatunya masa batu atau pelat satu sama lain dicegah oleh gaya-gaya friksional, apabila tahanan ultimate friksional tercapai karena ada gerakan kontinyu dari fluida dibawahnya dua pelat yang akan bertumbukan satu sama lain akan menimbulkan gerakan tiba-tiba yang bersifat transient yang menyebar dari satu titik kesuatu arah yang disebut gempa bumi. Gempa bumi yang menimbulkan kerusakan yang paling luas adalah gempa tektonik. Gempa bumi tektonik disebabkan oleh terjadinya pergeseran kerak bumi (lithosfer) yang umumnya terjadi didaerah patahan kulit bumi.

Dalam beberapa dekade belakangan, para insinyur struktur mulai mengalami kemajuan yang berarti dalam memahami perilaku struktur terhadap beban gempa. Kemajuan ini dikombinasikan dengan hasil penelitian modern yang membuat para insinyur struktur dapat mendesain suatu struktur yang aman ketika mengalami bebangempa yang besar, selain itu dapat pula mendesain bangunan yang tetap dapat terus beroperasi selama dan setelah gempa terjadi. Struktur suatu bangunan bertingkat tinggi harus dapat memikul beban-beban yang bekerja pada struktur tersebut, diantaranya beban gravitasi dan beban lateral. Beban gravitasi adalah beban mati struktur dan beban hidup, sedangkan yang termasuk beban lateral adalah beban angin dan beban gempa.

Gempa yang bekerja pada suatu struktur menyebabkan struktur tersebut akan mengalami pergerakan secara vertikal maupun secara lateral. Pergerakan tanah tersebut menimbulkan percepatan sehingga struktur yang memiliki massa akan mengalami gaya berdasarkan rumus F = m x a. Namun struktur pada umumnya memiliki faktor keamanan yang cukup dalam menahan


gaya vertikal dibandingkan dengan gaya gempa lateral. Gaya gempa vertikal harus diperhitungkan untuk unsur-unsur struktur gedung yang memiliki kepekaan yang tinggi terhadap beban gravitasi seperti balkon, kanopi dan balok kantilever berbentang panjang, balok transfer pada struktur gedung tinggi yang memikul beban gravitasi dari dua atau lebih tingkat diatasnya serta balok beton pratekan berbentang panjang. Sedangkan gaya gempa lateral bekerja pada setiap pusat massa lantai.

Berdasarkan UBC 1997, tujuan desain bangunan tahan gempa adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan korban jiwa, dengan tiga kriteria standar sebagai berikut:

a) Tidak terjadi kerusakan sama sekali pada gempa kecilb) Ketika terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tapi bukan merupakan

kerusakan structuralc) Diperbolehkan terjadinya kerusakan struktural dan non struktural pada gempa kuat, namun

kerusakan yang terjadi tidak menyebabkan bangunan runtuh.Beban gempa nilainya ditentukan oleh 3 hal, yaitu oleh besarnya probabilitas beban itu

dilampaui dalam kurun waktu tertentu, oleh tingkat daktilitas struktur yang mengalaminya, dan oleh kekuatan lebih yang terkandung didalam struktur tersebut. Peluang dilampauinya beban nominal tersebut dalam kurun waktu umur gedung 50 tahun adalah 10% dan gempa yang menyebabkannya adalah gempa rencana dengan periode ulang 500 tahun. Tingkat daktilitas struktur gedung dapat ditetapkan sesuai dengan kebutuhan, sedangkan faktor kuat lebih (f1) untuk struktur gedung secara umum nilainya adalah 1,6. Dengan demikian, beban gempa nominal adalah beban akibat pengaruh gempa rencana yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama didalam struktur gedung, kemudian direduksi dengan faktor kuat lebih (f1).

Daktilitas adalah kemampuan suatu struktur gedung untuk mengalami simpangan pasca-elastik yang besar secara berulang kali dan bolak-balik akibat beban gempa diatas beban gempa yang menyebabkan terjadinya pelelehan pertama, sambil mempertahankan kekuatan dan kekakuan yang cukup, sehingga struktur gedung tersebut tetap berdiri, walaupun sudah berada dalam kondisi diambang keruntuhan. Faktor daktilitas struktur gedung (μ) adalah rasioantara simpangan maksimum struktur gedung akibat pengaruh gempa rencana pada saat mencapai kondisi diambang keruntuhan (δmax) dan simpangan struktur pada saat terjadinya sendi plastis yang pertama (δy). Untuk μ =1 adalah nilai faktor daktilitas untuk struktur gedung yang berprilaku elastik penuh, seangkan μm adalah nilai faktor daktilitas maksimum yang dapat dikerahkan oleh sistem struktur gedung yang bersangkutan.

1. Analisis Beban GempaStruktur beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan gempa nominal akibat pengaruh gempa rencana dalam arah masing-masing sumbu utama denah nominal statik ekivalen (V) yang terjadi di tingkat dasar dapat dihitung menurut persamaan di bawah ini:


Dimana C1 adalah nilai faktor respon gempa yang didapat dari respon spectra gempa rencana untuk waktu getar alami fundamental T1, Wt adalah berat total gedung termasuk beban hidup yang sesuai, R adalah faktor reduksi gempa, dan I adalah faktor keutamaan. Beban geser dasar nominal V harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekivalen Fi yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat ke-i. Dimana Wi adalah berat lantai tingkat ke-i, termasuk beban hidup yang sesuai, zi adalah ketinggian lantai tingkat ke-i diukur dari taraf penjepitan lateral, sedangkan n adalah nomor lantai tingkat paling atas.

Apabila rasio antara tinggi struktur gedung dan ukuran denahnya dalam arah pembebanan gempa sama dengan atau melebihi 3, maka 0.1 V harus dianggap sebagai beban horizontal terpusat yang menangkap pada pusat massa lantai tingkat paling atas, sedangkan 0.9 V sisanya harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban-beban gempa nominal statik ekuivalen.

2. Respon SpektraUntuk menentukan pengaruh gempa rencana pada struktur gedung, yaitu berupa beban geser

dasar nominal statik ekivalen pada struktur gedung beraturan atau gaya geser dasar nominal sebagai respon dinamik ragam pertama pada struktur gedung tidak beraturan, untuk masing-masing wilayah gempa ditetapkan respon spektra gempa rencana. Respon spektra adalah suatu diagram yang memberi hubungan antara percepatan respon maksimum suatu sistem Satu Derajat Kebebasan (SDK) akibat suatu gempa masukan tertentu, sebagai fungsi dari faktor redaman (dumping) dan waktu getar alami sistem SDK tersebut (T). Bentuk respon spektra yang sesungguhnya menunjukkan suatu fungsi acak yang untuk waktu getar alami (T) meningkat menunjukkan nilai yang mula-mula meningkat dulu sampai suatu nilai maksimum, kemudian turun lagi secara asimtotik mendekati sumbu-T.


G. Pengerjaan Beton Segar

1.Perencanaan kebutuhan bahan

Di bahas pada bab berikutnya.

2. Pencampuran

a.Perbandingan berat. Beton yang di bahas pada bab ini adalah yang bermutu ≥ 20 MPa

atau ≥ 225 kg/cm 2 yang susunan campurannya direncanakan dalam perbandingan

berat.

b.Perbandingan volume, dilakukan jika tidak terdapat timbangan di lapangan:

Konversi dari perbandingan berat,dengan cara bulking,contoh :

1 m³ beton

Berat Volume

Air 200 kg 200 lt

Semen 320 kg 3201,25 = 256 lt

Pasir 650 kg 6501,3 = 500 lt

Agregat kasar 1250 kg 12501,5 = 833 lt

Susunan campuran nominal (nominal mix)

Contoh : semen : pasir : agregat kasar

1 bg : 2 bg : 3 bg = 50 kg : 100 kg : 150 kg

3.Pengadukan

Dengan cara :

Manual

Karena tergantung dari tenaga orang & alat yang dipakai , memerlukan waktu

yang lama dengan resiko pencampuran kurang rata.Agar campuran rata

sebaiknya sekali aduk maksimum 50 liter dengan waktu pengadukan sekitara 10

– 15 menit.

Mesin pengaduk :

a. Drum


Wadahnya berbentuk semacam drum dengan sudu/bilah (blade).mesin

pengaduk berputar bersama-sama sudu/bilahnya.kemiringan drum dapat diatur

agar pengadukan homogen.Pengisian dan pengeluaran dari arah samping.Ada

juga yang drumnya berputar pada arah horizontal kapasitas 250 lt, 500 lt , 1m³.

b. Kincir

Wadahnya dilengkapi dengan kincir baik berbentuk spiral maupun sudu, yang

bergerak kincirnya,sedang wadahnya diam.biasanya untuk pembuatan bata

beton.

c. Pan mixer

Terdiri dari pan / semacam drum yang duduk.Wadahnya berputar, bladenya

diam atau sebaliknya. Dapat digunakan untuk beton yang kental sekali.

Kekenyalan dan rata atau tidaknya pengadukan dapat langsung terlihat.

Umumnya untuk beton pracetak.

Kecepatan Putaran

Tergantung kapasitasnya,jenis drum 14-20 rpm. Untuk kincir 20- 30 rpm. Untuk pan

lambat 12-20 rpm, sedangkan yang cepat 20–60 rpm tergantung konsistensi rencana

adukan. Ada yang kecepatan putarannya dapat diatur tergantung dari konsistensinya.

Lama Pengadukan

Tergantung dari :

a. Jumlah beton yang diaduk

b. Besar butir max agregat

c. Kekentalan adukan

d. Kapasitas dan efektifitas mesin pengaduk

Untuk beton yang terlalu kental,waktu pengadukan ± 2x beton yang normal

konsistensinya. Secara umum waktu pengadukan berkisar 5 – 15 menit. Untuk 400 lt

beton (kapasitas mixer) ± 1 menit sedangkan kapasitas 4500 lt ± 3 menit. Jumlah beton

yang diaduk umumnya ½ kapasitas mesin pengaduk.

Jika pengadukan terlalu lama,dapat mengakibatkan :

a. Adukan semakin kental karena terjadi penguapan

b. Sebagian agregat kasar menjadi aus dan pecah


c. Sebagian butir pasir yang lunak dapat hancur sehingga beton makin kental dan

penyusutannya besar.

4. Pengangkutan

Selama pengangkutan ke tempat pengecoran, kekentalan dan kehohesifan, beton

harus terjaga.Di perjalanan beton dapat bertambah kental karena :

a. Hidrasi semen

b. Penguapan oleh suhu dan agregat

Minimal kekentalan beton ketika dicorkan harus kurang lebih sama dengan

rencana.Untuk beton yang diaduk pada Batching plant sebaiknya disertai dengan

keterangan nama dan alamat Batching plant, tanggal pembuatan, jumlah beton per-m3,

jumlah semen per-m3 beton, maksimum besar butir agregat dan susunan besar butir,

kekentalan beton, jenis beton dan data pengujian tekan dicatat dengan lengkap.

Pengangkutan dapat dilakukan secara :

Sederhana :

Ember / dolag diangkut orang

Kereta dorong

Talang

Mekanis:

Truck (dumptruck)

Conveyer belt

Crane dengan skip : pengecoran dam, basement, dalam air

Trimi : pengecoran pondasi, pengecoran dalam air

Pompa

5. Pengecoran

Hal-hal yang harus diperhatikan :

a. Persiapan pengecoran

Antara lain meliputi :

Pembersihan cetakan dan bagian-bagian yang akan dicor dari sampah, tanah,

minyak.

Kecermatan dimensi cetakan dari bagian-bagian konstruksi yang akan dicor.

Ukuran, bentuk, dan pemasangan tulangan.


Kerapatan cetakan.

Letak, kekuatan perancah / penyangga.

b. Konsistensi beton

Konsistensi beton yang akan dibuat, sesuai / tidak dengan kondisi lapangan meliputi :

Suhu

Jarak dari tempat pembuatan beton ke tempat pengecoran

Dimensi bagian konstruksi yang akan dicor

c. Kekohesifan beton :

Pada waktu pengecoran, baik dari pengangkutan sampai pengisian cetakan, harus

selalu kompak, tidak terjadi segregasi dan bleeding.

d. Waktu pengikatan

Apabila jarak angkut jauh dan waktu tempuh lama, pengecoran dilakukan

sebelum waktu ikat awal tercapai.

e. Sambungan dingin (cold joint)

Jika pengerjaan beton adalah menyambung antara beton yang sudah kuat dengan

beton baru / fresh concrete, sambungan harus diusahakan berada pada posisi netral dalam

konstruksi. Untuk pelat dan balok kira-kira di tengah bentang dimana D 0 atau jika

terdapat pertemuan dengan balok lain pada jarak 2x lebar balok dari titik pertemuan

tersebut.

Untuk beton yang kedap air: reservoar, atap, konstruksi di laut, usahakan tidak

terdapat sambungan. Sudut sambungan 450.

Cara pengecoran

1. Sederhana :

Ditumpahkan

Dialirkan dengan corong, talang, pipa

2. Dengan bantuan alat :

a. Skip : Untuk beton berukuran besar ( 1 – 3 M3) yang ditumpahkan sekaligus.

Untuk beton yang berhubungan / dalam air.

b. Trimi : Untuk konstruksi di bawah air / yang akan terganggu oleh air. Beton

dimasukkan dalam pipa yang -nya bertingkat kemudian ditekankan masuk ke

tempat beton dicorkan


c. Pompa: Memerlukan kecermatan pelaksanaan dalam hal :

Mix design beton

Jenis peralatan dan pompa disesuaikan dengan jarak, permukaan dan daya

pemompaan yang diperlukan. Peralatan yang dipakai pada prinsipnya terdiri

dari: bak penampung, mesin pemompa, pipa penyaluran, pipa-pipa penyaluran

yang dapat dibengkokkan, dibelokkan, dan diarahkan ke tempat pengecoran.

Pengecoran dengan pompa dapat dilakukan untuk berbagai macam konstruksi.

d. Spraying / disemprotkan

Untuk penggunaan khusus, misalnya :

Untuk konstruksi yang tidak memerlukan cetakan pada 2 bidang beton,

misalnya : terowongan, kanal (ukuran besar) dsb.

Untuk mengisikan beton ke dalam rongga-rongga pada suatu konstruksi yang

tidak dapat dikerjakan dengan cara biasa.

Untuk perbaikan bidang-bidang tertentu yang tidak dapat dicapai dengan cara

biasa.

e. Slip Forming

Cara pengecoran untuk konstruksi yang mempunyai dimensi sama sepanjang /

setinggi tertentu, umpama : silo, menara, cerobong.

Cetakan / acuannya adalah untuk sebagian konstruksi tersebut dilaksanakan

tahap demi tahap sesuai dengan waktu pengikatan beton. Umpamanya waktu

pengikatan beton 3 jam, maka setelah 3 jam cetakan ini digerakkan ke atas

sampai beton dicorkan.

Pelaksanaan Pengecoran

1. Pondasi :

Telapak

Sumuran : ditumpahkan dengan mencegah segregasi. Jatuhnya beton tegak lurus. Jika

miring jangan sampai kena dinding.

Plat

Pengecoran dengan cara ditumpahkan tetapi dijaga jangan sampai beton

mengalir horisontal.Jiksa menggunakan talang,sediakan penampung.Beton

jangan dibiarkan bertimbunan baru dipindahkan,untuk mencegah segregasi.


2. Kolom

Beton boleh dijatuhkan setinggi < 1,5 m.Beton dimasukkan pada lubang pada bidang

sisi cetakan.Jatuhnya beton harus tegak dan lurus dan tidak menyentuh dinding

cetakan.Pengecoran dilakukan secara bertahap.

Pemadatan untuk kolom dilakukan :

Dari dalam dengan penggetar tusuk (pin vibrator)

Dari luar dengan menempelkan penggetar pada dinding cetakan.

Gabungan dari kedua hal tersebut,tergantung dimensi kolom.

3. Balok

Untuk pertemuan balok dengan kolompada tulangan rapat perlu diperhatikan besar

butir max.agregat.Beton jangan dibiarkan mengalir horisontal,untuk mencegah segregasi.

4. Dinding

Tinggi jatuh beton jangan >1,5 m.Jika dinding cukup tinggi harus dibagi menjadi

beberapa tahap sepanjang dinding.Kalau perlu memakai corong.Hindarkan sambungan pada

tempat yamg berbahaya dan antara beton yang sudah keras dengan yang masih segar.Karena

itu kecepatan pengecoran harus disesuaikan dengan dimensi dinding.Untuk dinding yang

harus kedap air tidak boleh ada cold joint.

5. Lantai atau Atap.

Karena permukaannya terbuka, beton harus dibuat sekental mungkin dengan gradasi

agregat yang baik.Dapat dicorkan dengan kereta dorong atau ditumpahkan dengan ember /

dolak. Beton tidak boleh mengalir horizontal atau digeser sebagian-sebagian. Sedapat

mungkin tidak ada cold joint. Pemadatan dengan pin / vibrator. Segera sesudah pemadatan

permukaan beton harus dijaga dari kontak langsung dengan matahari.

6. Pemadatan (vibrating)

Dilakukan secara :

a. Ditusuk :

Untuk beton relatif encer (slump 100 mm) dan kekuatan rendah. Dengan cara ini beton

tidak dapat menjadi plastis pada waktu pencetakan.


b. Digetar :

Beton menjadi lebih plastis sehingga dapat bergerak mengisi cetakan dengan banyak

serta padat.

Lama penggetaran tergantung dari :

Slump(workability). Makin kental makin lama.

Frekuensi penggetar (rpm). Makin tinggi frekuensi makin pendek waktu.

Amplitudo alat penggetar. Amplitudo makin besar waktu penggetaran

semakinsebentar.

Jenis-jenis alat penggetar :

a. Pin vibrator internal vibrator

Dimasukkan ke dalam beton sedalam tidak lebih dari panjang jarum. Kemiringan

jarum tidak boleh lebih dari 300. Alat penggetar dengan fekuensi tertentu

mempunyai jarak penggetaran tertentu sekitar 20 – 30 cm.

b. Penggetar batang (single/double beam) surface vibrator

Untuk lantai, atap, jalan dengan panjang batang 4, 6, 9, 12 meter. Dilengkapi roda

dan rel sehingga dapat digerakkan horizontal. Jika terjadi bleeding dilakukan

penggetaran ulang/revibrating. Untuk lantai/jalan menggunakan trowel = ruskam

yang sekaligus juga sebagai penggetar.

c. Penggetar luar (tempel) eksternal vibrator

d. Meja penggetar (vibrating table)

e. Spinning/dipintal

f. Digetar dan dikempa.

Tidak digunakan untuk beton konstruksi di tempat. Untuk beton pracetak misalnya

untuk pipa, plat, panel, ubin, bata, beton, balok atau konstruksi khusus. Juga untuk

beton mutu tinggi pracetak.

7. Perawatan (curing)

Pengertian:

“Curing” adalah usaha untuk memberi kesempatan pada beton mengembangkan

kekuatan hingga tingkat kematangan tertentu tanpa terjadi cacat.

Curing dibedakan menjadi dua:


1. Curing normal :

Suhu udara sama dengan suhu ruangan/air sehingga kematangan ditentukan oleh

lamanya waktu perawatan. Selama proses pematangan beton harus cukup diberi air/

kelembaban agar tidak terjadi pelepasan air dari beton.

Cara perawatan normal :

Memberikan kelembaban cukup di permukaan beton (< 65 % RH)

a. Penyiraman ruangan sekitar beton

Memberikan embun

Membasahi permukaan beton secara periodik

b. Perendaman (water curing)

Menggenangi permukaan beton untuk waktu tertentu : lantai, plat, atap,

jembatan, jalan.

Menutup beton dengan pasir basah / kain / bahan menyerap air yang

basah.

c. Menggunakan curing membrance

Dari lembaran plastik, atau terpal

d. Bahan kimia yang ditaburkan pada permukaan beton.

2. Curing Dipercepat

Mempercepat hidrasi semen karena suhu rendah. Cara perawatan antara lain :

Memberikan uap air pada beton. Suhu + 800C disemburkan secara bertahap

selama waktu tertentu.

Menghembuskan udara panas.

Menutup permukaan beton dengan lembaran isolasi panas beton menjadi

panas karena panas hidrasi tidak keluar dari beton.

Mempercepat pengerasan mis : 1 hari curing normal = 7 hari curing

dipercepat.

Menutup dengan lembaran isolasi

Dengan aliran listrik untuk beton pracetak

Dengan uap :

- Tekanan rendah : suhu < 800C dalam ruangan curing.

- Tekanan tinggi : suhu 2000C, 8 – 16 atm.


Merendam dalam air panas, 40 – 500C dengan waktu 4 – 16 jam

BAB IIIPENUTUP

A. KesimpulanBeton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau agregat-agregat

lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip-batuan.

Beton bertulang adalah suatu bahan material yang terbuat dari beton dan baja tulangan.Kelebihan beton bertulang antara lain, beton memiliki kuat tekan yang relatif lebih tinggi,

Beton bertulang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap api dan air, Struktur beton bertulang sangat kokoh, Beton bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi, memiliki usia layan yang sangat panjang, Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomis, kemampuannya untuk dicetak menjadi bentuk yang sangat beragam, membutuhkan sedikit semen dan tulangan baja, serta Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi beton bertulang lebih rendah.

Kelemahan-kelemahan beton bertulang tersebut antara lain, Beton mempunyai kuat tarik yang sangat rendah, Beton bertulang memerlukan bekisting untuk menahan beton tetap di tempatnya sampai beton tersebut mengeras, Sifat-sifat beton sangat bervariasi karena bervariasinya proporsi-campuran dan pengadukannya, Rendahnya kekuatan per satuan berat dari beton.

Pengetahuan yang mendalam tentang sifat-sifat beton bertulang sangat penting sebelum dimulai mendesain struktur beton bertulang. Beberapa sifat-sifat beton bertulang antara lain, Kuat Tekan, Modulus Elastisitas Statis, Modulus elastisitas dinamis, Perbandingan Poisson, Kuat Tarik, Kuat Geser dan Kurva Tegangan-Regangan.

B. SaranKepada pembaca agar kiranya setelah membaca makalah ini diharapkan mampu mamahami

dasar-dasar dari beton bertulang, kalaupun didalam makalah ini terdapat materi yang bertentangan dengan materi sebenarnya agar memberikan koreksi untuk memperbaiki penyusunan makalah yang sangat sederhana ini


Beton Betulang

Documents

Transcript of Beton Betulang