Struktur Beton Bertulang, Pengertian, Klasifikasi, Sifat - Sifat, Kekuatan, Reinforced Concrete.

Pengertian Beton Bertulang.

Beton adalah Batuan buatan yang terjadi sebagai hasil pengerasan suatu campuran tertentu dari semen, air dan agregat (batu pecah, kerikil, dan pasir).

Beton bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan tertentu untuk mendapatkan suatu penampang yang berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja. Apabila beton mempunyai berat isi 2200 - 2500 kg/m3 maka disebut beton berat normal. 

Bahan Beton Bertulang.

             Kayu, besi dan beton bertulang merupakan tiga bahan utama suatu struktur dibentuk. Beton bertulang adalah kombinasi dua unsur bahan, yaitu tulangan baja dan beton yang digunakan secara bersama, sehingga desain struktur elemen beton bertulang dilakukan berdasarkan prinsip yang berbeda dengan perencanaan desain satu bahan.   

Sistem struktur yang dibangun dengan beton bertulang, seperti bangunan gedung, jembatan, dinding penahan tanah, terowongan , tanki, saluran air dan lainnya, dirancang dari prinsip dasar desain dan penelitian elemen beton bertulang yang menerima gaya aksial, momen lentur, gaya geser, momen puntir, atau kombinasi dari jenis gaya-gaya dalam tersebut. Prinsip dasar desain ini berlaku umum bagi setiap tipe sistem struktur selama diketahui variasi gaya aksial, momen lentur, gaya geser dan unsur gaya dalam lainnya, serta bentang dan dimensi setiap elemen.

Secara umum pembahasan analisis dan desain dilakukan secara terpisah, tetapi untuk struktur beton bertulang, kedua bahasan ini dalam prosedur perencanaannya merupakan satu siklus; sebab umumnya sistem struktur beton bertulang merupakan sistem struktur statik tak tentu; di mana dimensi penampang elemen harus ditetapkan terlebih dahulu bagi analisis sebelum dilakukan desain akhir.           

       Pada beton bertulang, unsur beton mempunyai kekuatan tekan yang besar, tetapi tidak mampu menerima tegangan tarik., sehingga tulangan baja yang ditanam dalam beton menjadi unsur kekuatan yang memikul tegangan tarik.

    Tulangan baja juga digunakan untuk menerima tegangan tekan , karena baja sanggup menahan kekuatan tekan seperti kekuatan tarik, sehingga pemasangan tulangan pada daerah tekan dinamakan tulangan tekan.

Kombinasi kerja antara beton dan baja.

Kombinasi kerja antara beton dan baja berdasarkan beberapa hal :       

• Lekatan antara tulangan baja dengan beton yang mencegah slip tulangan terhadap beton (sifat monolit) bahan.   
• Sifat kedap beton yang mencegah proses korosi tulangan.
• Derajat pemuaian akibat panas yang sama antara baja dan beton yang meniadakan beda tegangan antara dua permukaan bahan.          

Agregat.

Agregat adalah material granular, seperti pasir, kerikil, batu pecah yang dipakai secara bersama-sama dengan suatu media pengikat semen hidraulik membentuk beton. Selain agregat, terdapat agregat ringan yang dalam keadaan kering dan gembur mempunyai berat sekitar 1100 kg/m3.

Klasifikasi agregat yang umum adalah  sbb :

• Agregat halus seperti pasir sebagai hasil desintegrasi batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dengan ukuran butir terbesar 5.0 mm.
• Agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil desintegrasi batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 5-40 mm.
• Tegangan adalah intensitas gaya per satuan luas.Kuat tekan beton yang disyaratkan adalah kuat tekan yang ditetapkan dari hasil perencanaan campuran beton dengan benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm, yang dinyatakan dalam mega pascal (MPa).  

Untuk definisi parameter kekuatan beton bertulang, kuat tarik leleh merupakan tarik leleh minimum yang disyaratkan atau titik leleh dari tulangan. Satuan dari kuat tarik leleh ini dalam megapascal (MPa).Kuat nominal didefinisikan sebagai kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi metoda perencanaan sebelum dikalikan dengan suatu faktor reduksi yang sesuai. Sedangkan kuat perlu adalah kekuatan komponen struktur atau penampang yang diperlukan menahan beban terfaktor atau momen dan gaya-dalam akibat suatu kombinasi muatan/beban.Kuat rencana didefinisikan sebagai kuat nominal yang dikalikan dengan suatu faktor reduksi kekuatan. Dalam perencanaan diperlukan parameter modulus elastisitas yang dinyatakan dari rasio antara tegangan normal tarik atau tekan dengan regangan dari unsur elemen dibawah batas proporsional dari material.

Klasifikasi Beton.

Berdasarkan volume beton dibedakan atas:

• Beton biasa (Ordinary concrete)
• Beton ringan (Light weight concrete)
• Beton penyekat panas (Heat insulation concrete).

Sifat - Sifat Dasar Beton.

Beton harus memenuhi kekuatan yang direncanakan

• Campuran beton harus mempunyai suatu mibilitas tertentu
• Campuran beton tidak boleh mengalami segregasi (pemisahan selama pengecoran).

Sifat Mekanis Beton Bertulang.

Sifat-sifat mekanis beton keras dapat diklasifikasikan sebagai:

• Sifat jangka pendek, seperti kuat tekan, tarik, dan geser, serta moduluselastisitas.
• Sifat jangka panjang, seperti rangkak dan susut.

Sifat jangka pendek betong bertulang.

Kuat Tekan.

Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar,menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat pada benda uji silinder beton (diameter 150mm, tinggi 300mm) sampai hancur.

Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah standar ASTM (American Society for Testing materials). Kuat tekan beton umur 28 hari berkisar antara 10-65 Mpa. untuk beton bertulang padaumumnya menggunakan beton dengan kuat tekan berkisar 17-30 Mpa.

Kuat Tarik.

Kuat tarik beton yang tepat sulit untuk diukur. Selama bertahun-tahun,sifat tarik beton diukur dengan memakai modulus keruntuhan (modulus of rupture ). Baru-baru ini, hasil dari percobaan split silinder beton, umumnya memberikan hasil yang lebih baik dan mencerminkan kuat tarik sebenarnya.

Kuat Geser.

Kekuatan geser lebih sulit diperoleh, karena sulitnya mengisolasi geser dari tegangan-tegangan lainnya. ini merupakan salah satu sebab banyaknya variasi kekuatan geser yang dituliskan dalam berbagai literature, mulai dari 20% dari kekuatan tekan pada pembebanan normal,sampai sebesar 80% dari kekuatan tekan, dalam hal terjadi kombinasigeser dan tekan.

Modulus Elastisitas.

Modulus elastisitas, merupakan kemiringan dari bagian awal grafik yanglurus dari diagram regangan-tegangan, yang akan bertambah besar dengan bertambahnya kekuatan beton.


Sifat jangka panjang.

Rangkak.

Rangkak (Creep) adalah sifat di mana beton mengalami perubahan bentuk (deformasi) permanen akibat beban tetap yang bekerja padanya. Rangkak timbul dengan intesitas yang semakin berkurang untuk selang waktutertentu dan akan berakhir setelah beberapa tahun berjalan. Besarnyadeformasi rangkak sebanding dengan besarnya beban yang ditahan dan juga jangka waktu pembebanan. 1ada umumnya rangkak tidak mengakibatkan dampak langsung terhadap kekuatan struktur, tetapi akan mengakibatkan timbulnya redistribusi tegangan pada beban kerja dankemudian mengakibatkan terjadinya peningkatan lendutan (defleksi).

Susut.

Susut secara umum didefinisikan sebagai perubahan 5olume beton yangtidak berhubungan dengan beban. 1ada dasarnya ada dua jenis susut, yaitususut plastis dan susut pengeringan. Susut plastis terjadi beberapa jamsetelah beton segar dicor ke dalam cetakan bekisting!. Sedangkan susut pengeringan terjadi setelah beton mencapai bentuk akhirnya, dan proseshidrasi pasta semen telah selesai. 8aju perubahannya berkurang terhadap waktu, karena beton semakin berumur akan semakin tahan tegangan dansemakin sedikit mengalami susut.


Kekuatan Beton.

• Beton sangat tahan terhadap tekanan dibanding terhadap gaya-gaya lainnya. kuat tekan merupakan ciri yang terpenting dari kuat tidaknya beton.
• Kuat tekan beton tergantung
• Aktivitas semen
• Perbandingan air dan semen
• Kwalitas agregat
• Kondisi pengerasan

Bagian Struktur Beton Bertulang.

Struktur Beton Konvensional.

Terdiri dari :

• balok
• kolom
• pelat

 
Angka - angka dimensi dapat dinyatakan :

• Dalam meter : panjang balok, jarak antar balok, tinggi kolom, panjang dan lebar pelat
• Dalam sentimeter : lebar dan tinggi balok, lebar dan tebal kolom, tebal pelat.
• Dalam milimeter : diameter tulangan

Tulangan Beton.

• Tulangan dapat berupa besi polos atau besi ulir.
• Notasi untuk menyatakan ukuran yaitu besarnya diameter pada besi polos diberi notasi Ф dan pada besi ulir (deformed) dengan notasi D (huruf D besar).

Contoh penulisan :

• 2Ф12 berarti 2 batang besi polos dengan diameter 12 mm
• Ф14 – 200, berarti batang besi polos diameter 14 mm berjarak 200 mm
• 5D20, berarti 5 batang besi berulir dengan diameter 20 mm
• D20 – 150 berarti batang besi berulir diameter 20 berjarak 150 mm

Balok Beton.

Balok direncanakan untuk menahan tegangan tekan dan tegangan tarik yang diakibatkan oleh beban lentur yang bekerja padabalok tersebut. Karena sifat beton yang kurang mampu dalam menahan tegangan tarik maka beton diperkuat dengan tulangan baja pada daerah dimana tegangan tarik itu bekerja. 

Selain gaya lentur hal lain yang harus diperhatikan dalam perencanaan balok antaralain adalah kapasitas geser, defleksi, retak dan panjang penyaluran yang harus sesuai dengan persyaratan.

• Perletakan balok dapat bebas atau terjepit.
• Penggambarannya dengan penampang memanjang dan beberapa penampang melintang sesuai dengan keperluan sehingga dapat menjelaskan penulangan yang diberikan.
• Balok yang menahan balok anak atau pelat, maka balok anak atau pelat tidak digambarkan penulangannya tetapi daerahnya diberikan bayang - bayang (silhuet).