< Previous50 Gambar 16. Diagram Vs SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.4.5 ayat 5 menétapkan perhitungan perlu tidaknya dipasang sengkang dengan pemeriksaan terhadap nilai Vu,. Apabila nilai Vu,> ½ Ø Vc diperlukan pemasangan sengkang. ½ Ø Vc = ½ (0,60) (136,4) = 40,92 kN Karena 230 > 40,92 maka tulangansengkang diperlukan Di tempat tumpuan Vs = (230/0,60) - 136,4 = 246,93 kN. Nilal beban merata total sebesar 46 kN/m diungkapkan dengan garis miring diagram Vu. Karena Vs merupakan fungsi dan Vu/Ø kemiringan gans diagram Vs sama dengan kemirngan garis diagram Vu dibagi dengan Ø. Keminngan garis diagram Vs: m = 46/Ø = 46/0,60 = 76,67 kN/m Kemudian ditentukan tempat di mana nilai diagram Vs = 0, yaitu pada jarak 246,93/76,67 = 3,22 m dari tumpuan (diagram Vs). Menghitung panjang bagian bentang yang memerlukan sengkang: Mengingat kebutuhan akan tulangan sengkang harus diperhitungkan pada tempat dimana Vu = ½ Ø Vc = 40,92 kN, carilah kedudukan nilai tegangan geser tersebut pada diagram Vu. Didapat jaraknya terhadap tumpuan adalah: (230 - 40,92)146 = 4,11 m. Apabila dipilih tulangan D10 (Av = 157 mm2) untuk sengkang, periksalah spasi yang dibutuhkan pada penampang kritis, di mana merupakan tempat yang memerlukan spasi paling rapat. Dengan menggunakan dalam efektit balok d = 610 mm, maka pada penampang kritis didapat, V = 246,93 – 610 (76,67) (10)-3 = 200,16 kN 51 jarak sengkang mmVsdfyAvs8,11416,200)10()610()240(1573 Gunakan 110 mm, dan ini adalah jarak spasi terbesar yang boleh digunakan pada bagian balok sepanjang d di antara tumpuan dan penampang kritis. Nilai tersebut didasarkan atas kuat geser yang disediakan oleh baja tulangan geser terpasang. Apabila perhitungan spasi yang diperlukan pada kasus semacam ml menghasilkan nilai kurang dan 50 mm, mungkin harus dipertimbangkan penggunaan tulangan sengkang dengan diameter yang Iebih besar atau sengkang rangkap. Menentukan spasi maksimum yang dibutuhkan: Bandingkan nilai Vs pada penampang kritis dengan:'31dbfcw kNdbfcw8,272106103002031'313 Vs = 200,16 kN pada penampang kritis Karena 200,16 <272,8 ; spasi maksimum adalah nilai terkecil dari ½ d dan 600 mm. ½ d = ½ (610) = 305 mm Pada tempat di mana Vs > :'31dbfcw digunakan spasi sengkang dengan nilai yang terkecil di antara nilai-nilai ¼ d dan 300 mm. Kriteria lain dan SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.4.5 ayat 5 yang perlu diperhatikan iaIah persyaratan luas penampang tulangan minimum sesuai SK SNI T-15-1991-03 persamaan (3.4-14) sebagai benikut: mmbfyAvSataufysbAvwmaksw8,37630024015733331 Dan hasil pemeriksaan berdasarkan pada dua kriteria tersebut di atas, nilai terkecil yang dipakai ialah jarak spasi maksimum 305 mm untuk keseluruhan panjang balok. Menentukanjarak spasi yang dibutuhkan berdasarkan pada kuat geser: Sarnpai sejauh mi telah diketahui bahwa spasi sengkang yang dibutuhkan di tempat penampang kritis adalah 114,8 mm dan spasi maksimum ijin pada balok 305 mm, di bagian mana sengkang harus diperhitungkan. 52 Untuk menyusun pola pada keseluruhan panjang balok perlu diatur berbagai variasi spasi sesuai dengan kebutuhan sengkang untuk setiap titik sejak tumpuan. Mungkin pengaturannya Iebih mudah dilakukan dengan membagi menjadi beberapa kelompok sengkang berdasarkan jarak spasinya. Penentuan jumlah lokasi di tempat mana dilakukan perhitungan spasi perlu merupakan faktor yang harus diperhitungkan dan merupakan fungsi dari diagram Vs. Gambar 17. Sengkang yang diperlukan Untuk mempermudah perhitungan spasi yang diperiukan pada berbagai tempat di sepanj ang balok dapat dikembangkan dengan membuat tabel atau daftar berdasarkan pada ungkapan berikut ini: VsdfyAvSperlu Nai Vs diambil dan diagram Vs (Gambar di atas) dengan perhitungan sebagai berikut: Vs = Vs (maks) – mx dimana Vs (maks) adalah nlai Vs tepat pada tumpuan, m adalah kemiringan diagram Vs dan x adalah jarak dan tumpuan ke tempat di mana spasi sengkangnya diperhitungkan. Maka, mxmaksVsdfyAvSperlu)( Apabila perhitungan spasi sengkang yang diperlukan dilakukan secara acak untuk setiap jarak 660 mm, maka pada jarak 660 mm dari tumpuan akan didapatkan, 53 mmmxmaksVsdfyAvSperlu1,1171066067,7693,24610610240157)(33 Dengan cara yang sama spasi yang diperlukan pada tempat-tempat di sepanjang balok dapat dihitung dan ditentukan. Hasil perhitungan tersebut dibuat daftar dan gambar seperti tampak pada Gambar di atas. Perlu dicatat bahwa pada tempat dimana nilai smaks = 305 mm dilampaui tidak perlu dihitung besarnya spasi sengkang. Grafik pada Gambar di atas sebagai alat bantu untuk menentukan perhitungan dan poIa spasi sengkang. Misalnya spasi 135 mm dapat dimulai pada tempat berjarak 1000 mm dan tumpuan dan spasi maksimum 305 mm dimulai pada tempat berjarak 2240 mm. Tulangan sengkang pertama ditempatkan pada kira-kira berjarak separoh dari spasi yang diperlukan pada penampang kritis. Sketsa perencanaan diberikan pada Gambar di bawah Tampak pada gambar bahwa spasi sengkang dengan jarak maksimum dipasang pada bagian terbesar dari seluruh panjang balok. Gambar 18. Sketsa Perencanaan Contoh Perhitungan 54 c. Rangkuman 1) Tegangan geser dan lentur akan timbul di sepanjang komponen struktur dimana bekerja gaya geser dan momen lentur, dan penampang komponen mengalami tegangan-tegangan pada tempat-tempat selain di garis netral dan serat tepi penampang. 2) Komposisi tegangan-tegangan di suatu tempat akan menyesuaikan diri secara alami dengan membentuk keseimbangan tegangan geser dan tegangan normal maksimum dalam satu bidang yang membentuk sudut kemiringan terhadap sumbu balok. Dengan menggunakan Iingkaran Mohr dapat ditunjukkan bahwa tegangan normal maksimum dan minimum akan bekerja pada dua bidang yang saling tegak lurus satu sama lainnya. Bidang-bidang tersebut dinamakan bidang utama dan tegangan-tegangan yang bekerja disebut tegangan-tegangan utama. 3) Penulangan geser dapat dilakukan dalam beberapa cara, seperti: (1) sengkang vertikal, (2) jaringan kawat baja las yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial, (3) sengkang miring atau diagonal, (4) batang tulangan miring diagonal yang dapat dilakukan dengan cara membengkok batang tulangan pokok balok di tempat-tempat yang diperlukan, atau (5) tulangan spiral. d. Tugas 1) Jelaskan perilaku balok tanpa tulangan geser, tunjukkan letak retakan yang terjadi dengan menggamabarkannya. 2) Jelaskan prosedur umum perencanaan tulangan sengkang sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 3) Diketahui sebuah balok dengan tumpuan sederhana mempunyai benang bersih 300 cm, tinggi 1,80 m, lebar 500 mm. Luas tulangan memanjang 5160 mm2. Beban hidup merata 1000 kN/m. fc’ = 30 Mpa, dan fy = 400 Mpa. Rencanakan penulangan gesernya. 55 e. Tes Formatif 1) Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03, jelaskan ketentuan untuk mencegah terjadinya lebar retakan yang berlebihan pada balok. 2) Jelaskan ukuran batang tulangan untuk sengkang secara umum, sesuai dengan ketentuan yang berlaku 3) Satu balok beton bertulang menerus seperti tampak pada Gambar di bawah, lebar balok 400 mm, dalam efektif 780 mm. Beban rencana dan diagram gaya geser seperti tampak dalam gambar. Beban rencana merata sudah termasuk berat sendiri balok Rencanakan tuIangan geser balok apabila fc’ = 20 MPa dan fy = 240 MPa. Gambar 19. Sketsa Contoh Perhitungan f. Kunci Jawaban Tes Formatif 1) Untuk mencegah terjadinya lebar retak yang berlebihan pada balok sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 adalah: dengan memberikan ketentuan bahwá kuat leleh rencana tulangan geser tidak boleh melampaui 400 MPa. Sedangkan nilai Vs tidak boleh melebihi (2/3 'fc bw d) terlepas dan berapa jumlah luas total penulangan geser (pasal 3.4.5 ayat 6.8). 2) Ukuran batang tulangan untuk sengkang adalah : batang tulangan D10 untuk sengkang. Pada kondisi di mana bentang dan beban sedemikian rupa sehingga mengakibatkan timbulnya gaya geser yang relatif besar, ada kemungkinan harus menggunakan batang tulangan D12. Penggunaan batang tulangan Dl2 untuk tulangan sengkang merupakan hal yang jarang dilakukan. Untuk balok ukuran besar kadang-kadang digunakan sengkang rangkap dengan perhitungan kemungkinan terjadinya retak diagonal yang menyilang empat atau lebih batang 56 tulangan sengkang vertikal. Apabila digunakan sengkang tertutup tunggal, luas yang disediakan oleh setiap sengkang untuk menahan geser Av adalah dua kali luas penampang batang tulangan yang digunakan, karena setiap sengkang menyilang retak diagonal pada dua tempat, sehingga misalnya untuk batang tulangan D10: Av = 157 mm2, sedangkan untuk D12: Av = 226 mm2. Apabila mungkin jangan menggunakan diameter batang tulangan sengkang yang berlainan atau bermacam, gunakan ukuran batang tulangan sama untuk seluwh songk ang kecuah tiada pilihan lain. Pada umumnya yang diatur bervariasi adalah jarak spasi sengkang sedangkan ukuran batang iulangannya diusahakan tetap. 3) Penyelesaian Diagram gaya geser (Vu) seperti tampak pada Gambar di atas kNdbfcVcw55,232107804002061'613 ½ Vc = (0,60) (232,55) = 69,77 kN Karena 363 > 69,77 diperlukan tulangan sengkang. Menghitung Vs pada tempat tumpuan balok: kNVcVuperluVs45,37255,23260,0363 Gambar 20. Diagram Vu 57 Gambar 21. Diagram Vs Menghitung Vs pada tempat di mana bekerja beban terpusat: kNVsperlu78,33555,2326,0341 Kemiringan garis diagram Vs = 11/0,60 = 18,33 kN/m Diagram Vs seperti tampak pada Gambar di atas. Panjang bagian balok yang memerlukan tulangan sengkang dihitung sebagai berikut, ½ Vc = (0,60) (232,55) = 69,77 kN Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa tempat dimana Vu = 69,77 kN adalah tempat bekerjanya beban terpusat yang berjarak 2,0 m dari tumpuan, sedangkan tempat di antara dua beban terpusat tidak lagi memerlukan tulangan baja sengkang. Apabila digunakan tulangan baja D10 (Av = 157 mm2) untuk sengkang, maka spasi sengkang yang diperlukan pada penampang kriitis adalah, Vs = 372,45 – 780 (18,33) (10)-3 = 358,15 kN mmVsdfyAvSperlu1,8215,358107802401573 digunakan spasi sengkang 80 mm. Persyaratan spasi maksimum SK SNI T-1 5-1991-03 adalah, kNdbfcw10,465107804002031'313= 465,10 kN Dengan membandingkan terhadap Vs pada penampang kriitis, didapatkan: 358,15 <465,10 Sedangkan persyaratan smaks adalah ½ d atau 600 mm, ½ d = 390 mm. Pemeriksaan smaks menghasilkan: mmbfyAvSwmaks6,28240024015733 58 Dengan mengingat persyaratan Smaks dan untuk analisis selanjutnya, maka digunakan nilai Smaks 280 mm. Gambar 22. Persyaratan Spasi sengkang Menentukan persyaratan Smaks yang harus dipenuhi berdasarkan tinjauan terhadap kuat geser yang harus disediakan, dan ini menghasilkan ungkapan sebagal berikut (notasi yang digunakan sama dengan Contoh perhitungan di atas) Vs = Vs(maks) - mx = 372,45 – 18,33 (x) 3331033,1845,3724,293901033,1845,37210780240157xxVsdfyAvSperlu hasil substitusi dan perhitungannya dituangkan dalam bentuk tabel dan grafik seperti tampak pada Gambar di atas. Pada sekitar tengah bentang balok dapat dipasang sengkang dengan spasi maksimum yang diperkenankan peraturan. Pada bagian balok di antara tumpuan dan tempat bekerjanya beban terpusat dipasang tulangan sengkang spasi 200 mm. Sketsa perencanaan sengkang selengkapnya dapat dilihat pada Gambar di bawah, karena simetri hanya digambar separoh bentang balok saja. Gambar 23. Sketsa Rencana Sengkang 59 3. KEGIATAN BELAJAR 3. STRUKTUR KOLOM a. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari unit ini, peserta didik/siswa diharapkan dapat : 1) Menjelaskan pengertian dan struktur kolom sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 2) Menjelaskan kekuatan kolom eksentrisitas kecil sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 3) Menjelaskan persyaratan detail penulangan kolom sesuai dengan SK SNI T-15-1991-03 b. Uraian Materi 1) Tugas 1. Kolom SK SNI T-15-1991-03 memberikan definisi, kolom adalah komponen struktur bangunan yang tugas utamanya menyangga beban aksial tekan vertikal dengan bagian tinggi yang tidak ditopang paling tidak tiga kali dimensi lateral terkeil. Sedangkan komponen struktur yang menahan beban aksial vertikal dengan rasio bagian tinggi dengan dimensi lateral tarik terkecil kurang dari tiga dinamakan pedestaL Sebagai bagian dari suatu kerangka bangunan dengan fungsi dan peran seperti tersebut, kolom menempati posisi penting di dalam sistem struktur bangunan. Kegagalan kolom akan berakibat langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan struktur bangunan. Pada umumnya kegagalan atau keruntuhan komponen tekan tidak diawali dengan tanda peringatan yang jelas, bersifat mendadak. Oleh karena itu, dalam merencanakan struktur kolom harus memperhitungkan secara cermat dengan memberikan cadangan kekuatan lebih tinggi daripada untuk komponen struktur lainnya. Selanjutnya, karena penggunaan di dalam praktik umumnya kolom tidak hanya melulu bertugas menahan beban aksial vertikal, definisi kolom diperluas dengan mencakup juga tugas menahan kombinasi beban aksial dan momen lentur. Atau dengan kata lain, kolom harus diperhitungkan untuk menyangga beban aksial tekan dengan eksentrisitas tertentu. Secara garis besar ada tiga jenis kolom beton bertulang, seperti yang tenlihat pada di bawah. Next >