book1_29127_image002Ada empat karakteristik utama dari beton, yaitu :
Workability, Cohesiveness, Strength, dan Durability.

Beton memiliki tiga kondisi tahapan bentuk, yaitu :
Plastic, Setting, dan Hardening.

TAHAPAN KONDISI BETON

balok_295_image002

Tahap Plastis. Ketika bahan-bahan beton pertama kali dicampurkan, bentuknya menyerupai sebuah “adonan”. Lunak, encer, sehingga dapat dituang dan dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Tahapan ini dinamakan kondisi plastis. Beton harus dalam kondisi plastis pada saat penuangan (pengecoran) dan pemadatan (kompaksi).

Karakteristik yang paling penting di kondisi plastis ini adalah workability dan cohesiveness.

Kaki kita akan tenggelam jika mencoba berdiri di atas beton yang masih dalam kondisi plastis.

balok_295_image004


Tahap Setting. Selanjutnya, beton akan mulai mengeras dan kaku. Ketika beton tidak lagi lunak, dan mulai mengeras, kondisinya dinamakan setting. Setting terjadi setelah kompaksi (pemadatan) dan pemolesan akhir (finishing). Beton yang basah seperti becek akan lebih mudah ditempatkan tetapi lebih sulit untuk dilakukan finishing.

Jika kita menginjakkan kaki di atas beton yang sedang setting, kaki kita tidak akan tenggelam, tetapi jejak kaki kita akan muncul di permukaan beton tersebut.

balok_295_image006

Tahap Pengerasan (hardening). Setelah melalui tahap setting, beton mulai mengeras dan mencapai kekuatannya. Karakteristik yang ada pada tahap ini adalah kekuatan dan durabilitas (daya tahan).

Kaki kita tidak akan meninggalkan jejak jika diinjakkan di atas beton yang sudah mengeras.

balok_295_image008

WORKABILITY

Workability adalah kemampuan untuk dilaksanakan atau dikerjakan, yang meliputi bagaimana beton itu mudah untuk dibawa dan ditempatkan di mana-mana, mudah dikerjakan, mudah dipadatkan, dan mudah untuk dilakukan finishing.

Beton yang cenderung “kering” alias kekurangan air tentu saja agak susah dibentuk, susah dipindahkan, bahkan nantinya susah difinishing. Kalo tidak dibangun dengan benar, beton tersebut tidak akan kuat dan tahan lama.

Workability beton dapat diuji dengan melakukan slump test. Pengujian ini akan dibahas di bagian ke-3.

Apa saja yang mempengaruhi workability?

  1. Jumlah semen pasta (adukan semen). Semen pasta adalah campuran semen dan air. Semakin banyak pasta semen yang dicampur dengan aggregat kasar dan halus, maka semakin besar workabilitynya.
  2. Tingkat gradasi aggregat. Well-graded (tergradasi dengan baik), permukaan halus, dan bentuk cenderung bulat cenderung meningkatkan workability dari campuran beton.

Untuk meningkatkan workability, dapat dilakukan dengan

  • Menambah pasta semen (air + semen)
  • Menggunakan well-graded aggregat
  • Menggunakan admixture

Warning!!
Sebaiknya hindari peningkatan workability dengan menambahkan air saja, sebab dapat menurangi kekuatan dan daya tahan beton.

balok_295_image0101

KEKUATAN DAN DAYA TAHAN.

Beton yang baik terbuat dari material yang kuat dan tahan lama secara alami. Maksudnya, jika material pembentuk beton sudah kuat dan tahan, bisa dijamin beton yang dihasilkan juga lebih kuat. Ciri-cirinya beton yang kuat dan memiliki daya tahan yang tinggi adalah: padat, kedap air (tidak berpori), tahan terhadap perubahan suhu, dan tahan terhadap keausan dan pelapukan.

Kekuatan dan daya tahan saling berhubungan. Semakin tinggi kekuatan (mutu) beton, semakin tinggi pula daya tahannya.

Beton yang baik sangat penting untuk melindungi besi tulangan yang ada di dalam inti beton. Kekuatan beton biasanya diukur dengan Uji Kekuatan Beton. Tentang pengujian ini juga akan dibahas di bagian ke-3.

balok_295_image012

Kekuatan dan daya tahan sangat ditentukan oleh:

  1. Pemadatan. Pemadatan ini betujuan untuk menghilangkan udara yang ada di dalam beton. Tentu saja pemadatan ini dilakukan ketika beton masih cair.
  2. Pemeliharaan (Curing). Curing adalah “membasahi” beton yang sudah setting (keras) untuk beberapa waktu tertentu. Tujuannya adalah untuk mengurangi penguapan air yang berlebihan, sehingga air yang ada di dalam campuran beton dapat bereaksi secara optimal. Semakin lama proses curing, semakin tinggi daya tahan beton yang dihasilkan.
  3. Cuaca. Cuaca yang agak hangat dapat membuat beton mencapai kekuatan yang tinggi dalam waktu yang tidak lama.
  4. Tipe Semen. Tipe semen yang berbeda juga berpengaruh terhadap kekuatan dan daya tahan beton.
  5. Rasio air terhadap semen, biasa disebut w/c ratio. Kebanyakan air atau kekuarangan semen dapat mengakibatkan beton menjadi tidak kuat dan tentu saja tidak tahan lama. W/C ratio adalah perbandingan BERAT air terhadap BERAT semen. Karena berat 1 liter air sama dengan 1 kg, maka orang lebih banyak menggunakan perbandingan VOLUME air (dalam liter) terhadap BERAT semen (dalam kg).
balok_295_image014

Bersambung..
Semoga bermanfaat[]

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>


Perancangan Dan Analisis Balok Struktur Beton Bertulang

Ditulis oleh R. Harya Dananjaya H.I.B
Kamis, 27 November 2008 21:49

Perancangan adalah suatu tahapan pekerjaan yang bertujuan untuk menentukan dimensi-dimensi dari suatu elemen struktur, dengan mengetahui beban luar yang bekrja pada elemen struktur tersebut. Sehingga pada umumnya dilakukan dalam situasi elemen struktur tersebut tidak diketahui dimensi, walaupun tidak menutup kemungkinan, untuk struktur beton bertulang, elemen struktur sudah diketahui dimensinya tetapi belum diketahui luas tulangannya. Berat sendiri elemen struktur bergantung pada dimensi yang akan mempengaruhi nilai gaya–gaya dalam yang terjadi, sedang pada saat yang sama dimensi itu sedang dalam proses pencarian. Dengan demikian harus ada yang ditetapkan lebih dahulu atau diabaikan lebih dahulu. Untuk itu prosedur perancangan dapat dilakukan dengan cara seperti berikut:

  1. Mengasumsikan lebih dahulu dimensi elemen struktur, setelah selesai perancangan tersebut, dimensi dibandingkan dengan hasil hitungan kebutuhan optimumnya,
  2. Mengabaikan pengaruh berat sendiri elemen struktur, setelah diketahui kebutuhan dimensi elemen struktur tersebut kemudian dihitung ulang gaya-gaya dalam balok (momen dan gaya geser) dengan melibatkan pengaruh berat sendiri balok tersebut.

Sedangkan analisis adalah melakukan investigasi terhadapan dimensi elemen struktur yang sudah diketahui untuk dilakukan pengecekan kemampuan elemen struktur tersebut terhadap beban yang didukung, berdasarkan pada data dimensi dan spesifikasi bahan pembuatan elemen struktur tersebut. Sehingga harus diketahui kuat tekan beton (fc’) dan tegangan leleh baja (fy) penyusun elemen struktur tersebut, dengan data dari nahan dan dimensi yang tersedia, dilakukan perhitungan kemampuan elemen struktur dalam menahan beban–beban luar, misalnya momen dan gaya geser atau geser-puntir. Dengan demikian analisis kekuatan elemen struktur dimaksudkan untuk mengetahui perilaku elemen struktur apa adanya, dengan asumsikan struktur sudah dibuat di lapangan dengan segala keterbatasnnya.

Dalam melihat kemampuan sebuah elemen struktur, dapat dilakukan dengan dua cara:
  1. melalui kinerja elastisnya
    Pada kondisi ini diharapkan reaksi akibat beban–beban luar masih terjadi pada kondisi elastisnnya.
  2. melalui kinerja plastiknya.
    Pada kondisi ini reaksi internal dari beban–beban luar sudah mencapai kemampuan plastisnya.
Sedangkan metode perancangan dan analisis elemen struktur dapat dilakukan melalui 3 (tiga) cara:
  1. Allowable Stress Design (ASD)
  2. Load Factor Design (LFD)
  3. Load Resistance Factor Design (LRFD)
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

Perancangan Balok Persegi Bertulangan Tunggal
Ditulis oleh R. Harya Dananjaya H.I.B
dari civil brain quake
Jumat, 05 Desember 2008 07:37

Dalam keadaan seimbang gaya tekan beton (Cc) akan diimbangi oleh gaya tarik tulangan baja (Ts). Dengan menggunakan asumsi distribusi regangan adalah linear, regangan maksimum beton (εc) dianggap sebesar 0,003 dan Modulus Elastisitas baja (Es) sebesar 200000 MPa.

gambar
Gambar 1. Diagram tegangan regangan balok persegi tulangan tunggal
rumusMPa
(1)
rumus
(2)
dimana :
εc : regangan maksimum beton
Es : Modulus Elastisitas baja (MPa)

Dengan kondisi batas ketika beton tepat mengalami kegagalan, maka serat tekan terluar beton mengalami regangan pemendekan (εc) sebesar 0,003 dan regangan baja sebesar (εs). Untuk menjaga agar kondisi underreinforced, maka regangan baja harus mencapai regangan leleh (εy). Ketika diketahui mutu baja, maka tegangan leleh (fy) dapat dicari dengan menggunakan hukum Hooke.

rumus
(3)
rumus
(4)
dimana :
εa : regangan baja
εy: regangan leleh baja
fy : tegangan leleh baja (MPa)

Berdasarkan Gambar 1 menggunakan asumsi regangan merupakan fungsi linear terhadap jarak dari garis netral dan teorema segi tiga, maka jarak garis netral terhadap serat terluar beton tekan (cb) dapat dihitung:

rumus
(5)

Persamaan (1) kemudian disubstitusikan ke dalam Persamaan (5), sehingga menjadi :

rumus
(6)
rumus
(7)
dimana :
cb : jarak garis netral terhadap serat terluar beton tekan pada kondisi berimbang (mm)
d : jarak serat terluar beton tekan terhadap baja (mm)

Dengan mensubstitusikan Persamaan (4) ke dalam Persamaan (7) maka didapat:

rumus
(8)
rumus
(9)
rumus
(10)

Kemudian Persamaan (2) disubstitusikan ke dalam Persamaan (10), menjadi:

rumus
(11)

Whitney menyarankan untuk mengganti distribusi regangan tekan beton menjadi blok tekan beton ekuivalen. Dengan tegangan rata-rata ekuivalen sebesar (fc') , maka tinggi blok tekan beton ekuivalen (α) adalah :

rumus
(12)
dengan :
rumus
(fc'≤30MPa)
(13)
rumus
( fc'>30MPa)
(14)
rumus
( fc'>30MPa)
(15)
dimana:
α : blok tekan beton ekuivalen (mm)
c : jarak garis netral terhadap serat terluar beton tekan (mm)
β1 : konstanta yang nilainya tergantung dari mutu beton

Sehingga pada kondisi seimbang, blok tekan beton ekuivalen αb bisa didapatkan melalui persamaan :

rumus
(16)
dimana :
αb : tinggi blok tekan beton ekuivalen (mm)
cb: jarak garis netral terhadap serat terluar beton tekan (mm)

Pada semua kondisi, gaya–gaya dalam harus selalu seimbang, sehingga berdasarkan keseimbangan gaya horizontal, resultante tegangan desak beton (Cc) sama dengan resultante tegangan tarik baja (Ts). Demikian juga pada kondisi penulangan berimbang yang mengasumsikan bahwa baja tarik sudah mengalami pelelehan, maka didapat:

rumus
(17)
rumus
(18)
rumus
(19)
dimana :
Cc : resultante tegangan desak internal beton (N)
Ts : resultante tegangan tarik baja (N)

Karena sebaiknya digunakan penulangan underreinforced, maka tinggi blok tekan beton ekuivalen sebaiknya dibatasi menjadi 0,75 kalinya, sehingga didapat:

rumus
(20)

Dengan mensubstitusikan Persamaan (16) kedalam Persamaan (20), bisa didapatkan :

rumus
(21)

Maka nilai resultante tegangan tekan beton (Cc) pada kondisi underreinforced bisa ditentukan.

rumus
(22)

Momen luar yang terjadi akibat dari gaya–gaya luar harus diimbangi oleh momen dalam (internal moment), dan momen–momen dalam tersebut harus pada kondisi seimbang untuk mencapai kesetimbangan momen kopel, sehingga pada penampang balok terjadi keseimbangan momen kopel internal.

rumus
(23)
rumus
(24)
dimana :
Ms : momen dalam (internal moment) baja (Nmm)
Mc : momen dalam (internal moment) beton (Nmm)

Dengan mensubstitusikan Persamaan (22) ke dalam Persamaan (24) didapatkan:

rumus
(25)

Momen nominal yang bekerja pada tampang balok tersebut mempunyai nilai yang sama dengan momen dalam (internal moment) baja maupun beton.

rumus
(26)

Jika Persamaan (25) disubtitusikan ke Persamaan (26), maka diperoleh persamaan :

rumus
(27)

Untuk menyelesaikan Persamaan (27) harus menetapkan terlebih dahulu lebar balok (b) atau jarak serat terluar beton tekan terhadap baja tulagan tarik (d) maka Persamaan (21) dapat disubtitusikan ke dalam Persamaan (27) sehingga didapatkan persamaan kuadrat dalam d atau b. Pada umumnya cara yang digunakan adalah dengan menetapkan lebar balok (b) adalah setengah dari jarak serat terluar beton tekan terhadap baja tulagan tarik (d).

rumus
(28)

Setelah rasio dari lebar balok (b) terhadap jarak serat terluar beton tekan terhadap baja tulagan tarik (d) ditentukan, maka Persamaan (28) dan Persamaan (21) dapat disubstitusikan kedalam Persamaan (27) untuk mendapatkan persamaan kuadrat momen nominal dengan jarak serat terluar beton tekan terhadap baja tulangan tarik (d) sebagai unknown. Agar struktur aman terhadap momen luar (external moment) yang bekerja, maka Momen nominal yang sudah direduksi sebesar φ harus lebih besar sama dengan momen terfaktor.


rumus
(29)