1. MODUL KULIAH
STRUKTUR BETON BERTULANG II
Bahan Kuliah E-Learning
Kelas Karyawan
Minggu ke : 1
PENDAHULUAN
Oleh
Dr. Ir. Resmi Bestari Muin, MS
PRODI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL dan PERENCANAAN
UNIVERSITAS MERCU BUANA
2008
3. BAB I Rencana Perkuliahan
I.1 Pengantar
Struktur Beton Bertulang II ini merupakan kelanjutan dari perkuliahan Struktur Be-
ton Bertulang I.
Berbeda dari bahan kuliah Struktur Beton Bertulang I yang lebih menekankan pem-
bahasan tentang perilaku elemen balok beton bertulang, bahan kuliah Struktur Beton
Bertulang II ini lebih menekankan pada elemen kolom Struktur Beton Bertulang.
I.2 Deskripsi Perkuliahan
Perkuliahan Struktur Bertulang ini meliputi :
Perilaku kolom beton bertulang akibat kombinasi beban lentur dan aksial, factor re-
duksi kekuatan, diagram interaksi, desain kolom pendek, desain kolom langsing, desain
sengkang kolom, panjang penyaluran.
I.3 Tujuan Umum Pembelajaran
Adapun sebagai tujuan umum pembelajaran adalah :
Agar mahasiswa memahami teori dasar karakteristik elemen kolom Beton Bertulang
dan panjang penyaluran tulangan.
I.4 Tujuan Khusus Pembelajaran
Selain tujuan umum pembelajaran diatas, perkuliahan ini juga mempunyai tujuan
khusus pembelajaran, yakni :
Agar mahasiswa mampu merencanakan kolom Struktur Beton Bertulang berdasarkan
teori dan Standar/Aturan yang berlaku, dan mampu merencanakan panjang penyalu-
ran tulangan beton.
1
4. I.5 Organisasi Materi
Materi perkuliahan terdiri dari :
Materi Jumlah minggu
1. Pendahuluan 1 x
2. Kolom Pendek 1 x
3. Diagram Interaksi 4 x
4. Disain Kolom Pendek 2 x
5. Kolom Langsing 1 x
6. Review Analisis Struktur Metoda Cross 1 x
7. Disain Kolom Langsing 1 x
8. Sengkang kolom 1 x
9. Perencanaan Kolom Biaksial 1 x
10. Panjang penyaluran 2 x
I.6 Literatur yang Digunakan
• Dept. Kimpraswil, 2002, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Bertulang Untuk
Bangunan Gedung, SNI 03-2847-2002
• MacGregor, J. G., dan Wight, J., K., 2005, Reinforced Concrete Structure, Prentice-
Hall,Inc, New Jersey.
• Vis, W. C., Kusuma, G., 1995, Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang (Berdasarkan
SKSNI T-15-1991-03), Seri Beton 1, Erlangga, Jakarta.
• Vis, W. C., Kusuma, G., 1995, Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang
(Berdasarkan SKSNI T-15-1991-03), Seri Beton 4, Erlangga, Jakarta.
I.7 Aktivitas Pembelajaran dan Aturan Perkuliahan
I.7.1 Aktivitas Pembelajaran
1. Perkuliahan : pertemuan ke 1, 4, 7, 11 dan 14.
2. Pembelajaran melalui E-Learning setiap minggu.
2
5. 3. Quiz, untuk setiap materi minggu terkait.
4. Diskusi melalui Forum E-Learning setiap minggu..
5. Ujian Tengah Semester.
6. Ujian Akhir Semester.
I.7.2 Sistim Evaluasi
Bentuk Evaluasi persentase nilai
1. Quiz 25 %
2. UTS 25 %
3. UAS 35 %
4. Aktif di Forum 15 %
3
6. BAB II Pendahuluan
II.1 Review dasar-dasar Teori Beton Bertulang
Sebelum masuk pada materi Struktur Beton Bertulang II, ada beberapa hal yang perlu
diingat kembali mengenai dasar-dasar teori bertulang yang telah dibahas pada Struktur
Beton Bertulang I, yakni :
II.1.1 Cara Perencanaan Komponen Beton Bertulang
Perencanaan komponen beton bertulang dapat dilakukan dengan cara :
• Beban Batas / Beban Terfaktor. Cara ini lebih disaran Peraturan Beton
Bertulang Indonesia untuk digunakan pada perencanaan.
• Beban Kerja. Cara ini merupakan cara alternatif dalam perencanaan. Pada
cara ini tegangan yang terjadi dibatasi oleh tegangan izin.
II.1.2 Perencanaan Dengan Beban Terfaktor
Pada perencanaan komponen beton bertulang dengan cara beban terfaktor, maka :
• Beban yang digunakan adalah beban yang sudah dikalikan dengan suatu faktor.
• Kekuatan beton yang digunakan adalah kekuatan batasnya ( fc ) x faktor reduksi
(φ) .
II.1.3 Tipe Keruntuhan pada Komponen Beton Bertulang
Ada 3 kemungkinan type / kasus keruntuhan yang terjadi pada perencanaan dengan
menggunakan kekuatan batas ini :
• Tulangan Kuat (Overreinvorced). Keruntuhan type ini terjadi akibat tulan-
gan terlalu banyak, sehingga beton yang tertekan hancur terlebih dahulu (beton
4
7. mencapai kekuatan batasnya terlebih dahulu). Keruntuhan ini terjadi secara
tiba-tiba (brittle failure).
Gambar II.1. Contoh Tulangan Kuat (Overreinvorced) dan Regangannya
• Tulangan Lemah (Underreinvorced). Pada kasus ini tulangan mencapai
tegangan lelehnya (fy) terlebih dahulu, setelah itu baru beton mencapai regangan
batasnya ( c ), dan selanjutnya struktur runtuh. Pada kasus ini terlihat ada
tanda-tanda berupa defleksi yang besar sebelum terjadi keruntuhan.
• Balanced Reinvorced. Pada type keruntuhan ini, saat terjadi keruntuhan (
beton mencapai regangan batasnya, c ), tulangan juga pas mencapai tegangan
lelehnya (fy) . Keruntuhan ini juga terjadi secara tiba-tiba.
II.1.4 Istilah-istilah
Beberapa istilah-istilah pada dasar-dasar perencanaan struktur beton bertulang :
• Tegangan : intensitas gaya per satuan luas yang dinyatakan dalam satuan
kg/cm2
, Mpa atau N/mm2
.
5
8. Gambar II.2. Contoh Tulangan Lemah (Underreinvorced) dan Regangannya
Gambar II.3. Contoh Tulangan Seimbang (Balanced Reinvorced)dan Regangannya
6
9. • fc (kuat tekan beton yang disyaratkan) : tegangan beton yang ditetapkan/digunakan
pada perencanaan, dengan aplikasi pengujian di lapangan berupa hasil benda uji
berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.
• fy ( kuat tarik leleh ) : tegangan tarik leleh minimum yang disyaratkan pada
tulangan.
• Kuat nominal : kemampuan elemen atau penampang struktur dalam menerima
beban yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi dari tata cara pada SNI
03-2847-2002.
– Jika berupa momen, maka kuat nominal dimaksud adalah momen nominal
( Mn ).
– Jika berupa gaya tekan, maka kuat nominal dimaksud adalah kuat tekan
nominal ( Pn ).
– Jika berupa gaya geser, maka kuat nominal dimaksud adalah kuat geser
nominal ( Vn ).
• Beban terfaktor : Beban kerja yang telah dikalikan dengan faktor beban yang
ditentukan dalam pasal 11.2 SNI 03-2847-2002.
• Kuat Perlu : kekuatan suatu komponen struktur / penampang yang diperlukan
untuk menahan beban terfaktor dalam suatu kombinasi beban.
• Kuat rencana : kuat nominal x faktor reduksi kekuatan komponen struktur (φ)
menurut pasal 11.3 SNI 03-2847-2002, yang mana nilai φ < 1. Artinya kekuatan
elemen struktur beton bertulang yang digunakan pada perencanaan lebih kecil
dari kemampuan elemen itu yang sesungguhnya (kuat nominalnya)
Selain itu pada setiap perencanaan elemen struktur beton bertulang, diharuskan
:
7
10. Kuat rencana ≥ Kuatperlu
artinya :
φMn ≥ Mu
φVn ≥ Vu
φPn ≥ Pu
dimana :
Mu, Vu dan Pu merupakan kekuatan momen, gaya geser dan gaya tekan yang
diperlukan untuk menerima beban terfaktor.
II.2 Pengertian Kolom
Kolom merupakan elemen tekan yang menumpu / menahan balok yang memikul
beban-beban pada lantai. Sehingga kolom ini sangat berarti bagi struktur. Jika kolom
runtuh, maka runtuh pulalah bangunan secara keseluruhan. Elemen struktur beton
Gambar II.4. Kolom Beton
bertulang dikategorikan sebagai kolom jika,
• L
b
≥ 3 , L = panjang kolom , b = lebar penampang kolom
• Jika L
b
< 3 , elemen tersebut dinamakan pedestal.
Pada umumnya kolom beton tidak hanya menerima beban aksial tekan, tapi juga
momen.
8
11. II.3 Jenis-jenis Kolom Beton Bertulang
Berdasarkan bentuk dan komposisi material yang umum digunakan, maka kolom bertu-
lang dapat dibagi dalam beberapa type berikut :
1. Kolom empat persegi dengan tulangan longitudinal dan tulangan pengikat
lateral / sengkang. Bentuk penampang kolom bisa berupa bujur sangkar atau
berupa empat persegi panjang. Kolom dengan bentuk empat persegi ini meru-
pakan bentuk yang paling banyak digunakan, mengingat pembuatannya yang
lebih mudah, perencanaannya yang relatif lebih sederhana serta penggunaan tu-
langan longitudinal yang lebih efektif (jika ada beban momen lentur) dari type
lainnya.
2. Kolom bulat dengan tulangan longitudinal dan tulangan pengikat spiral atau
tulangan pengikat lateral. Kolom ini mempunyai bentuk yag lebih bagus diband-
ing bentuk yang pertama di atas, namun pembuatannya lebih sulit dan penggu-
naan tulangan longitudinalnya kurang efektif (jika ada beban momen lentur)
dibandingkan dari type yang pertama di atas.
3. Kolom komposit. Pada jenis kolom ini, digunakan profil baja sebagai pemikul
lentur pada kolom. Selain itu tulangan longitudial dan tulangan pengikat juga
ditambahkan bila perlu. Bentuk ini biasanya digunakan, apabila jika hanya meng-
gunakan kolom bertulang biasa diperoleh ukuran yang sangat besar karena be-
bannya yang cukup besar, dan disisi lain diharapkan ukuran kolom tidak terlalu
besar.
Berdasarkan kelangsingannya, kolom dapat dibagi atas :
• Kolom Pendek, dimana masalah tekuk tidak perlu menjadi perhatian dalam
merencanakan kolom karena pengaruhnya cukup kecil.
• Kolom Langsing, dimana masalah tekuk perlu diperhitungkan dalam meren-
canakan kolom.
9
12. (1) (2) (3)
Gambar II.5. Jenis Kolom Berdasrkan Betuk dan Komposisi Material
10
13. II.4 Kolom Pendek versus Kolom Langsing
Menurut peraturan beton bertulang Indonesia : SNI 03-2847-2002, masalah tekuk
dapat diabaikan atau kolom direncanakan sebagai kolom pendek, jika :
k u
r
≤ 34 − 12
M1
M2
dimana :
k = faktor panjang efektif komponen struktur tekan (akan dibahas lebih lanjut pada
perkuliahan yang berkenaan dengan topik Kolom Langsing).
u = panjang bentang komponen struktur lentur (balok/pelat) yang diukur dari pusat
ke pusat titik kumpul.
r = jari-jari girasi penampang kolom.
M1 = momen ujung terfaktor yang lebih kecil pada kolom.
M2 = momen ujung terfaktor yang lebih besar pada kolom.
M1
M2
bernilai positif bila kolom melentur dengan kelengkungan tunggal.
M1
M2
bernilai negatif bila kolom melentur dengan kelengkungan ganda.
Gambar II.6. Kelengkungan Tunggal dan Kelengkungan Ganda
11
14. BAB III Analisis dan Perencanaan
III.1 Analisis Versus Disain
Ada 2 macam perhitungan yang perlu dilakukan dalam mempelajari permasalahan
beton bertulang :
1. Analisis.
Pada perhitungan analisis, suatu penampang dengan data-data yang sudah dike-
tahui, antara lain
• ukuran penampang : lebar, tinggi.
• data tulangan : diameter dan jumlah tulangan.
• mutu beton.
• mutu baja.
ingin dicari kapasitas/kemampuan/kekuatan penampang menerima beban.
Kekuatan ini selanjutnya disebut sebagai kekuatan nominal penampang.
Kekuatan nominal penampang yang menerima beban aksial dan lentur adalah
gaya aksial nominal (Pn) dan momen nominal (Mn).
2. Disain.
Pada perhitugan ini, dengan data-data gaya-gaya yang bekerja pada penampang
akibat beban (beban yang sudah dikalikan faktor keamanan), setelah ditetapkan
kekuatan/mutu beton dan baja yang akan digunakan, dicari ukuran penampang
yang cocok serta tulangan yang diperlukan agar struktur dijamin dapat menahan
beban-beban tersebut.
III.2 Perencanaan
III.2.1 Anggapan Dasar Perencanaan
Kekuatan kolom beton bertulang direncanakan dengan anggapan-anggapan/asumsi-
asumsi sebagai berikut :
12
15. • Distribusi regangan disepanjang permukaan penampang kolom bersifat linier.
• Tidak terjadi slip antara beton dengan tulangan.
• Regangan tekan maksimum beton pada kondisi ultimit = 0.003
• Kekuatan tarik beton diabaikan, karena jauh lebih kecil dari kekuatan tarik baja
tulangan, sehingga tidak berarti.
III.2.2 Perencanaan Kolom
SNI Beton 03-2847-2002 pasal 12.9.1 membatasi rasio tulangan (ρ) pada kolom, sbb
0, 01 ≤ ρ ≤ 0, 08 dimana ρ =
Ast
Ag
Ag = luas total penampang kolom (termasuk luas penamp. tul.)
Ast = luas total penampang tulangan
Walaupun ρmax dapat diambil 0, 08, kenyataan di lapangan hal ini sulit dilaksanakan,
apalagi jika perlu ada sambungan lewatan.
Untuk Indonesia, karena harga besi tulangan jauh lebih mahal dari bahan beton, maka
biasanya rasio tulangan yang ekonomis berkisar antara 1-4%, tergantung lokasi daerah.
13
