BAB
I
PENDAHULUAN
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
Masalah
Pembahasan 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?
C. Tujuan
Penulisan
Dengan
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
BAB
II
PEMBAHASAN
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 Struktur
1.
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.
c)
Struktur beton bertulang sangat kokoh.
d) Beton
bertulang tidak memerlukan biaya pemeliharaan yang tinggi.
e)
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.
f)
Beton biasanya merupakan satu-satunya bahan yang ekonomis untuk pondasi tapak,
dinding basement, tiang tumpuan jembatan, dan bangunan-bangunan semacam itu.
g) 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.
h) 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.
i)
Keahlian buruh yang dibutuhkan untuk membangun konstruksi betonbertulang lebih
rendah bila dibandingkan dengan bahan lain seperti struktur baja.
2.
Kelemahan
Untuk
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 Bertulang
Pengetahuan
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 Statis
Beton 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.
Peraturan ACI menyebutkan bahwa rumus
untuk menghitung modulus elastisitas beton yang memiliki berat beton (wc)
berkisar dari 1500-2500 kg/m3.
Dimana :
wc : berat beton (kg/m3)
fc’ : mutu beton (Mpa)
Ec : modulus elastisitas (Mpa)
Modulus Elastisitas Dinamis
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 Poisson
Ketika 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 Tarik
Kuat 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. Pada rumus-rumus berikut ini :
Tegangan yang ditentukan dengan cara ini
tidak terlalu akurat karena dalam menggunakan rumus lentur kita mengasumsikan
beton berada dalam keadaan elastic sempurna dengan tegangan yang berbanding
lurus terhadap jarak dari sumbu netral.
6. Kuat Geser
Melakukan 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-Regangan
Hubungan tegangan-regangan beton perlu
diketahui untuk menurunkan persamaan-persamaan analisis dan desain juga
prosedur-prosedur pada struktur beton.
D. Kolom
Definisi
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. Balok
Balok
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 Gempa
Kerak
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 kecil
b) Ketika
terjadi gempa sedang, diperbolehkan terjadi kerusakan arsitektural tapi bukan
merupakan kerusakan structural
c)
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 rasio
antara simpangan maksimum struktur
gedung akibat pengaruh gempa rencana pada saat mencapai kondisi diambang
keruntuhan (δmax) dan simpangan struktur pada saat terjadinya sendi plastis
ya ng pertama (δy), seperti terlihat pada persamaan di bawah ini:
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 Gempa
Struktur 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 menurut persamaan di bawah ini:
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. Ilustrasi dari hal tersebut dapat dilihat pada gambar
berikut :
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
Spektra
Untuk 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.
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
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.
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. Saran
Kepada 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
DAFTAR PUSTAKA
Setyawan, Dhany . 2011 .Beton Bertulang.Diakses pada 9 Desember
2015 . dari http://makalahcentre.blogspot.co.id/2011/01/beton-bertulang.html
. Pada pukul 11.00
0 comments:
Post a Comment