DIKTAT

KONTRUKSI BETON IPENULIS

PRATIKTO

NIP. 19610725 198903 1 002

JURUSAN TEKNIK SIPIL

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

NOVEMBER 2009

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul : Kontruksi Beton 1

2. Penulis

a. Nama : PRATIKTO .ST, MsI.

b. NIP : 19610725 198903 1 002

c. Jenis kelamin : Laki-Laki

d. Golongan/pangkat : IV a

e. Jabatan Fungsional : Lektor

f. Mata Kuliah yang diampu

Semester gasal : Mekanika Teknik 5

: Kerja Proyek Perencanaan Semester genap : Kontruksi Beton 1

; Lab Uji Bahan g. Jurusan/Program Studi : Teknik Sipil/Teknik Konstruksi Gedung

h. Alamat rumah : Jl. Kakap3 , P15 ; RT3/8 ; Mampang Indah I

DEPOK 16433

Alamat email : pratikto.tito@gmail.com

pratikto@ymail.com

3. Jumlah Anggota : -

4. Lama kegiatan penulisan : 6 (Enam) bulan

5. Biaya yang diperlukan : Rp.3.500.000,- (Tiga Juta Lima Ratus Ribu Rupiah)

6. Sumber dana : Hibah PNJ 2009

Depok, 25 Oktober 2009

Mengetahui/Menyetujui, Ketua Pelaksana

Ketua Program Studi,

A.Rudi Hermawan, ST,MT PRATIKTO., ST, MSi.

NIP.19660118 199011 1 001 NIP.19610725 198903 1 002

Mengetahui/Menyetujui,

Ketua Jurusan,

Sidiq Wacono, ST, MT.

NIP. 19640107 198803 1 001

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 BETON BERTULANG

Beton bertulang merupakan material komposit yang terdiri dari beton

dan baja tulangan yang ditanam di dalam beton. Sifat utama beton adalah sangat

kuat di dalam menahan beban tekan (kuat tekan tinggi) tetapi lemah di dalam

menahan gaya tarik. Baja tulangan di dalam beton berfungsi menahan gaya tarik

yang bekerja dan sebagian gaya tekan.

Baja tulangan dan beton dapat bekerjasama dalam menahan beban atas

dasar beberapa alas an, yaitu : (1) lekatan (bond) antara baja dan beton dapat

berinteraksi mencegah selip pada beton keras, (2) Campuran beton yang baik

mempunyai sifat kedap air yang dapat mencegah korosi pada baja tulangan, (3)

angka kecepatan muai antara baja dan beton hamper sama yaitu antara 0,000010 -

0,000013 untuk beton per derajat Celcius sedangkan baja 0,000012 per derajat

Celcius.

Kekuatan beton tergantung dari beberapa faktor antara lain : proporsi

campuran, kondisi temperatur dan kelembaban tempat dimana beton akan

mengeras. Untuk memperoleh beton dengan kekuatan seperti yang diinginkan,

maka beton yang masih muda perlu dilakukan perawatan/curing, dengan tujuan

agar proses hidrasi pada semen berjalan dengan sempurna. Pada proses hidrasi

semen dibutuhkan kondisi dengan kelembaban tertentu. Apabila beton terlalu

cepat mongering, maka akan timbul retak-retak pada permukaannya. Retak-retak

ini akan menyebabkan kekuatan beton turun, juga akibat kegagalan mencapai

reaksi hidrasi kimiawi penuh. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk

perawatan beton, antara lain :

1. Beton dibasahi air secara terus menerus

2. Beton direndam dalam air

3. Beton ditutup denmgan karung basah

4. Dengan menggunakan perawatan gabungan acuan membrane cair untuk

mempertahankan uap air semula dari beton basah.

Beton I Bab I - 1

5. Perawatan uap untuk beton yang dihasilkan dari kondisi pabrik, seperti

balok pracetak, tiang , girder pratekan, dll. Temperatur perawatan sekitar

150°F.

Lamanya perawatan biasanya dilakukan selama 1 hari untuk cara ke 5, dan 5

sampai 7 hari untuk cara perawatan yang lain.

1.2. Sifat –Sifat Mekanik Beton Keras

a. Kuat Tekan Beton

Kuat tekan beton diukur dengan silinder beton berdiameter 150 mm dan tinggi

300 mm atau dengan kubus beton berukuran 150 mm x 150 mm x 150 mm.

Kuat tekan beton normal antara 20 – 30 MPa.

Untuk beton prategang, kuat tekannya 35 – 42 MPa.

Untuk beton mutu tinggi ‘ready mix” kuat tekannya dapat mencapai 70 MPa,

biasanya untuk kolom-kolom di tingkat bawah pada bangunan tinggi.

Kuat tekan beton dipengaruhi oleh :

(1) Faktor air semen (water cement ratio = w/c), semakin kecil nilai f.a.s nya

maka jumlah airnya sedikit akan dihasilkan kuat tekan beton yang besar

(2) Sifat dan jenis agregat yang digunakan, semakin tinggi tingkat kekerasan

agregat yang digunakan maka akan dihasilkan kuat tekan beton yang

tinggi.

(3) Jenis campuran

(4) Kelecakan (workability), untuk mengukur tingkat kelecakan/workability

adukan dilakukan dengan menggunakan percobaan slump, yaitu dengan

menggunakan cetakan kerucut terpancung dengan tinggi 300 mm diisi

dengan beton segar, beton dipadatkan selapis demi selapis, kemudian

cetakan diangkat. Pengukuran dilakukan terhadap merosotnya adukan dari

puncak beton basah sebelum cetakan dibuka (disebut nilai slump).

Semakin kecil nilai slump, maka beton lebih kaku dan workability beton

rendah. Slump yang baik untuk pengerjakan beton adalah 70 – 80 mm.

Slump > 100 mm adukan dianggap terlalu encer.

Beton I Bab I - 2

(5) Perawatan (curing) beton, setelah 1 jam beton dituang/ dicor maka di

sekeliling beton perlu di tutup dengan karung goni basah, agar air dalam

adukan beton tidak cepat menguap. Apabila tidak dilakukan perawatan ini,

maka kuat tekan beton akan turun.

Gambar 1.1. merupakan diagram tegangan-regangan beton untuk berbagai jenis

mutu beton. Dari diagram tersebut terlihat bahwa beton yang berkekuatan lebih

rendah mempunyai kemampuan deformasi (daktilitas) lebih tinggi dibandingkan

beton dengan kekuatan yang tinggi. Tegangan maksimum beton dicapai pada

regangan tekan 0,002-0,0025. Regangan ultimit pada saat beton hancur 0,003 –

0,008. Untuk perencanaan, ACI dan SK-SNI menggunakan regangan tekan

maksimum beton sebesar 0,003 sedangkan PBI ’71 sebesar 0,0035. Apa yang

dimaksud dengan tegangan dan apa yang dimaksud dengan regangan.

Gambar 1.1. Hubungan Diagram tegangan regangan beton untuk berbagai mutu beton

Beton I Bab I - 3

b. Kuat Tarik Beton

Kuat tarik beton sangat kecil, yaitu 10 – 15 % f’c. Kekuatan tarik beton dapat

diketahui dengan cara :

(1) Pengujian tarik langsung, dalam SK-SNI hubungan kuat tarik langsung

(fcr) terhadap kuat tekan beton adalah : fcr = '33,0 cf (2) Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan

menggunakan “Split cylinder test”

P

Beban garis dengan resultan P

Gambar 1.2. Tegangan tarik beton

Kuat tarik beton dihitung dengan rumus,

fct

= π

2

.. dl P

, dimana : P =

merupakan resultan dari beban garis, l = panjang silinder beton dan d =

diameter silinder beton.

(3) Pengujian tarik lentur (pengujian tarik beton tak langsung =

flexure/modulus of rupture). Kuat tarik beton dihitung berdasarkan

rumus

fr = My

I

. Di dalam SK-SNI, hubungan antara modulus runtuh

(fr) dengan kuat tekan beton adalah fr = '7,0 cf MPa (untuk

perhitungan defleksi).

c. Modulus elastisitas beton

Modulus elastisitas beton didefinisikan sebagai kemiringan garis singgung

(slope dari garis lurus yang ditarik) dari kondisi tegangan nol ke kondisi

tegangan 0, 45 f’c pada kurva tegangan-regangan beton.

Beton I Bab I - 4

SK-SNI pasal 3.15, modulus elastisitas beton dihitung berdasarkan rumus :

( ) cf wc Ec '. 043,0 5,1 = , dimana nilai Wc = 1500 – 2500 kg/m3.

Untuk beton normal, modulus elastisitas beton adalah cf Ec ' 4700 = .

1.3. Baja Tulangan

Beton kuat di dalam menahan tekan tetapi lemah di dalam menahan tarik. Oleh

karena itu untuk menahan gaya tarik, diperlukan suatu baja tulangan. Bentuk-

bentuk baja tulangan untuk beton adalah :

1. Besi/baja, terdiri dari

a. Baja tulangan polos. Tegangan leleh minimum pada baja

tulangan polos biasanya sebesar 240 MPa. Diameter tulangan

polos di pasaran umumnya adalah Ø6, Ø8, Ø10, Ø12, Ø14 dan

Ø16.

b. Baja tulangan deform (ulir= BJTD). Tegangan leleh minimum

pada baja tulangan deform biasanya sebesar 400MPa. Diameter

tulangan deform di pasaran umumnya adalah ØD10, ØD13,

ØD16, ØD19, ØD22 ØD25, ØD28, ØD32, ØD36.

2. Kabel/tendon. Biasanya digunakan untuk beton prategang.

3. Jaring kawat baja (wiremash), merupakan sekumpulan tulangan polos atau

ulir yang dilas satu sama lain sehingga membentuk grid. Biasanya

digunakan pada lantai/slab dan dinding.

Sifat-sifat penting pada baja tulangan adalah :

1. modulus young/modulus elastisitas, Es pada baja tulangan non pratekan

sebesar 200.000 MPa.

2. Kekuatan leleh, fy. Mutu baja yang digunakan biasanya dinyatakan

dengan kuat lelehnya. Kuat leleh/tegangan leleh baja pada umumnya

adalah fy = 240 MPa, fy = 300 MPa dan fy = 400 MPa

3. Kekuatan batas, fu.

4. Ukuran/diameter baja tulangan.

Beton I Bab I - 5

Gambar 1.3. merupakan kurva diagram tegangan-regangan baja. Untuk semua

jenis baja perilakunya diasumsikan sebagai elastoplastis.

Tegangan

σ

fu

fy

fs

Regangan

ε

Gambar 1.3. Diagram Tegangan-Regangan Baja

Gambar 1.4. Tulangan Deform krakatau steel

Beton I Bab I - 6

1.4. Keuntungan dan Kelemahan Beton Bertulang

Beton bertulang adalah bahan komposit/campuran antara beton dan

baja tulangan. Kelebihan dari beton bertulang dibandingkan dengan material lain

adalah :

1. Bahan-bahannya mudah didapat.

2. Harganya lebih murah.

3. Mudah dibentuk sesuai dengan keinginan arsitek.

4. Tidak memerlukan perawatan.

5. Lebih tahan terhadap api/suhu tinggi.

6. Mempunyai kekuatan tekan tinggi.

Selain keuntungan di atas, beton juga mempunyai beberapa kelemahan, yaitu :

1. Kekuatan tariknya rendah.

2. Membutuhkan acuan perancah selama pekerjaan berlangsung.

3. Stabilitas volumenya relatif rendah (Iswandi Imran, 2001).

Beton adalah material yang kuat di dalam menahan gaya tekan tetapi

lemah di dalam menahan gaya tarik. Oleh karena itu beton akan mengalami retak

bahkan runtuh apabila gaya tarik yang bekerja melebihi kekuatan tariknya. Untuk

mengatasi kelemahan beton ini, maka pada daerah yang mengalami tarik pada saat

beban bekerja dipasang tulangan baja.

1.5. Metode Perencanaan

Di dalam perencanaan struktur, harus memenuhi criteria-kriteria

sebagai berikut :

2. Struktur harus kuat di dalam memikul beban yang bekerja

3. Ekonomis

4. Struktur memenuhi syarat kenyamanan ( sesuai fungsinya/ serviceability ).

5. Mudah perawatannya (durabilitas tinggi)

Pada dasarnya ada 2 filosofi di dalam perencanaan elemen struktur

beton bertulang, yaitu :

1. Metode tegangan kerja, dimana struktur direncanakan sedemikian

sehingga tegangan yang diakibatkan oleh beban kerja nilainya lebih kecil

Beton I Bab I - 7

_ daripada tegangan yang diijinkan.

σ ≤ σ . Beberapa kendala yang

dihadapi pada metode tegangan kerja adalah :

a. Karena pembatasan yang dilakukan pada tegangan total di bawah

beban kerja, maka sulit untuk memperhitungkan perbedaan tingkat

ketidakpastian di dalam variasi pembebanan. Misal, pada beban

mati umunya dapat diperkirakan lebih tepat dibandingkan dengan

beban hidup, beban gempa dan beban-beban lainnya.

b. Rangkak dan susut yang berpengaruh terhadap beton dan

merupakan fungsi waktu tidak mudah diperhitungkan dengan cara

perhitungan tegangan yang elastis.

c. Tegangan beton tidak berbanding lurus dengan regnagan sampai

pada kekuatan hancur, sehingga factor keamanan yang tersedia

tidak diketahui apabila tegangan yang diijinkan diambil sebagai

suatu prosentase f’c.

2. Metode kekuatan batas (ultimit)

Pada metode ini, unsure struktur direncanakan terhadap beban terfaktor

sedemikian rupa sehingga unsur struktur tersebut mempunyai kekuatan

ultimit yang diinginkan, yaitu

M u

≤ φ M n Peraturan beton bertulang Indonesia, SKSNI-T-15-1991-03 atau SNI

BETON 2002 menggunakan konsep perencanaan kekuatan batas ini. Pada

konsep ini ada beberapa kondisi batas yang perlu diperhatikan, yaitu :

a. Kondisi batas ultimit yang disebabkan oleh : hilangnya

keseimbangan local maupun global, hilangnya ketahanan geser dan

lentur elemen-elemen struktur, keruntuhan progesiv yang

diakibatkan oleh adanya keruntuhan local maupun global,

pembentukan sendi plastis, ketidakstabilan struktur dan fatique.

b. Kondisi batas kemampuan layanan (serviceability) yang

menyangkut berkurangnya fungsi struktur, berupa : defleksi

Beton I Bab I - 8