perbandingan kekuatan balok persegi dan ......6 hasil penelitian dan pembahasan perencanaan tulangan...

19
1 PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN BALOK T DENGAN LUAS PENAMPANG DAN LUAS TULANGAN YANG SAMA *) Johan Oberlyn Simanjuntak, ST. MT **)Tiurma Elita Saragi, ST. MT ABSTRACT Reinforce concrete is the strong against press but weak to pull. Cross section beams Reinforced concrete in assume shaped square in reveal with wide “b “ and high “h “. Dimensions wide beams “b “only contributing to voltage press above the lines of neutral beam. While under a line neutral, voltage pull beams not dependent at wide beam. Thus, under a line neutral cross section beams does not requaire the more large beams but the most important is enough to lay Bone reinforcement. Hence, by moving wide beams “b “ below t he line neutral to the press concrete will be get The form of beams square and beams “ T “ with broad cross section and the same bone reinforcement, the quality of concrete and the quality of steel the same get the conclusion that beams “T” can hold moment that greater 7,89% to 11, 74% compared with beams square. Key Word : Reinforced concrete, beams square, beams “T” PENDAHULUAN Dengan berkembang pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di berbagai bidang termasuk dalam bidang konstruksi, memacu negara-negara berkembang termasuk Indonesia untuk mengadakan pembangunan sarana dan prasarana yang dibutuhkan masyarakat. Hal ini juga mendorong para perencana untuk mendesain bangunan yang lebih ekonomis dan aman. Beton bertulang merupakan gabungan dari dua jenis bahan, yaitu beton polos, yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi kekuatan tariknya rendah, dan batanganbaja yang ditanamkan di dalam beton yang dapat memberikan kekuatan tarik yang diperlukan. Misalnya pada balok, tulangan baja diletakkan di daerah tarik (Wang &Salmon, 1993). Prinsip utama dalam mendesain balok meliputi bentang, jarak balok, jenis dan besar beban, jenis material, ukuran dan bentuk penampang.Setiap desain balok harus memenuhi kriteria kekuatan dan kekakuan untuk masalah keamanan dan kemampuan layan. Balok harus diberi ukuran dan bentuk agar cukup kuat untuk memikul beban yang bekerja tanpa mengalami melebihan tegangan atau deformasi. Pada umumnya bentuk balok beton bertulang yang sering dipakai adalah berpenampang persegi. Balok dengan penampang persegi lebih mudah dalam mendesainnya maupun dalam pelaksanaan di lapangan. Akan tetapi kalau kita memperhatikan persamaan-persamaan untuk menghitung kekuatan balok dalam menahan beban lentur, diperoleh kenyataan bahwa dimensi lebar balok ’b’ hanya memberikan kontribusi terhadap tegangan tekan

Upload: others

Post on 12-Sep-2020

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

1

PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN

BALOK T DENGAN LUAS PENAMPANG DAN LUAS

TULANGAN YANG SAMA *) Johan Oberlyn Simanjuntak, ST. MT

**)Tiurma Elita Saragi, ST. MT

ABSTRACT

Reinforce concrete is the strong against press but weak to pull. Cross section beams

Reinforced concrete in assume shaped square in reveal with wide “b “ and high “h “.

Dimensions wide beams “b “only contributing to voltage press above the lines of neutral beam.

While under a line neutral, voltage pull beams not dependent at wide beam. Thus, under a line

neutral cross section beams does not requaire the more large beams but the most important is

enough to lay Bone reinforcement. Hence, by moving wide beams “b “ below t he line neutral to

the press concrete will be get The form of beams square and beams “ T “ with broad cross

section and the same bone reinforcement, the quality of concrete and the quality of steel the same

get the conclusion that beams “T” can hold moment that greater 7,89% to 11, 74% compared

with beams square.

Key Word : Reinforced concrete, beams square, beams “T”

PENDAHULUAN

Dengan berkembang pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi di berbagai bidang termasuk dalam bidang konstruksi, memacu

negara-negara berkembang termasuk Indonesia untuk mengadakan

pembangunan sarana dan prasarana yang dibutuhkan masyarakat. Hal ini juga

mendorong para perencana untuk mendesain bangunan yang lebih ekonomis dan

aman.

Beton bertulang merupakan gabungan dari dua jenis bahan, yaitu beton

polos, yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi kekuatan tariknya

rendah, dan batanganbaja yang ditanamkan di dalam beton yang dapat

memberikan kekuatan tarik yang diperlukan. Misalnya pada balok, tulangan baja

diletakkan di daerah tarik (Wang &Salmon, 1993).

Prinsip utama dalam mendesain balok meliputi bentang, jarak balok,

jenis dan besar beban, jenis material, ukuran dan bentuk penampang.Setiap

desain balok harus memenuhi kriteria kekuatan dan kekakuan untuk masalah

keamanan dan kemampuan layan. Balok harus diberi ukuran dan bentuk agar

cukup kuat untuk memikul beban yang bekerja tanpa mengalami melebihan

tegangan atau deformasi. Pada umumnya bentuk balok beton bertulang yang

sering dipakai adalah berpenampang persegi. Balok dengan penampang persegi

lebih mudah dalam mendesainnya maupun dalam pelaksanaan di lapangan.

Akan tetapi kalau kita memperhatikan persamaan-persamaan untuk menghitung

kekuatan balok dalam menahan beban lentur, diperoleh kenyataan bahwa

dimensi lebar balok ’b’ hanya memberikan kontribusi terhadap tegangan tekan

Page 2: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

2

di atas garis netral balok. Sedangkan di bawah garis netral, tegangan tarik balok

tidak tergantung kepada lebar balok. Dengan demikian, di bawah garis netral

penampang balok tidak memerlukan lebar balok yang besar, tetapi yang penting

cukup untuk meletakkan tulangan tarik.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh bentuk penampang

balok (bentuk persegi dan bentuk T) dengan luas penampang, jumlah tulangan,

mutu beton dan mutu baja yang sama terhadap beban maksimum yang dapat

dipikul balok. Sehingga akan diperoleh perbandinganmomen pikul balok T

terhadap balok persegi. Dari tulisan ini akan diperoleh bentuk penampang balok

yang paling optimal di antara keduanya.

Pada umumnya balok dan pelat beton dicor secara bersamaan, dimana

antara balok dan pelat menyatu secara monolit, sehingga ada bagian pelat yang

bekerja bersama-sama dengan balok dalam memikul beban. Pada kondisi ini ada

bagian pelat yang berfungsi sebagai sayap atas dari balok. Balok seperti ini

disebut sebagai balok T.

Jika momen yang bekerja pada penampang adalah momen negatif, maka

balok T akan berperilaku seperti balok persegi biasa (bagian yang diarsir pada

Gambar (b), dimana bagian beton yang tertekan berbentuk empat persegi dengan

lebar yang tertekan sebesar bw, sehingga analisis dan desainnya sama seperti

balok persegi.

TINJAUAN PUSTAKA

Beton Bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah

tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum yang di syaratkan dengan atau

tanpa prategang, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua bahan

tersebut bekerja sama dalam memikul gaya-gaya (SNI 03- 2847 – 2002, Pasal

3.13 ).

Beton bertulang mempunyai sifat sesuai dengan sifat bahan

penyusunnya, yaitu sangat kuat terhadap tekan tetapi lemah terhadap tarik.

Beban tarik pada beton bertulang ditahan oleh baja tulangan, sedangkan beban

tekan cukup ditahan oleh beton.

Namun dibalik kelebihan-kelebihan yang dimiliki oleh beton bertulang

jika dibandingkan dengan bahan material lainnya, beton bertulang juga memiliki

masalah yang dapat mengurangi keunggulannya. Diantara masalah yang sering

dijumpai adalah masalah keretakan yang terjadi pada bahan tersebut. Keretakan

pada beton bertulang dapat timbul pada saat pra-konstruksi dan pasca konstruksi.

Beton adalah suatu campuran antara agregat halus dan agregat kasar

seperti pasir, batu pecah atau bahan semacam lainnya dengan ditambahkan

bahan perekat seperti semen dan air sebagai bahan pembantu guna keperluan

reaksi kimia.

Page 3: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

3

Salah satu cara untuk mengetahui mutu beton adalah dengan menguji

sampel atau benda uji. Ada 2 pengujian, yaitu steady loading yang dilakukan

dengan mengontrol pembebanan dan controlled strain rate dengan mengontrol

regangan. Untuk beton normal, tegangan tekan beton fc’ terletak pada nilai

regangan 0,002 – 0,003 in/in, sedangkan untuk beton ringan (lightweight

concrete) berkisar antara 0,003 – 0,0035 in/in.

Penempatan baja tulangan di dalam suatu penampang beton adalah untuk

menahan gaya tarik yang bekerja pada penampang tersebut. Ada 2 jenis baja

tulangan, yaitu tulangan polos (plain bar) untuk baja lunak dan tulangan ulir

(deformed bar) untuk baja keras. Untuk penulangan beton prategang digunakan

kawat, baik tunggal ataupun sebagai kumpulan kawat yang disebut strand.SNI

menggunakan simbol BJTP (baja tulangan polos) dan BJTD (baja tulangan ulir).

Sifat fisik batang tulangan baja yang paling penting untuk digunakan

dalam perhitungan perencanaan beton bertulang ialah tegangan luluh (fy) dan

modulus elastisitas (Es). Tegangan luluh (titik luluh) baja ditentukan melalui

prosedur pengujian standar dengan ketentuan bahwa tegangan luluh adalah

tegangan baja pada saat meningkatnya tegangan tidak disertai lagi dengan

peningkatan regangannya. Di dalam perencanaan atau analisis beton bertulang

umumnya nilai tegangan baja tulangan diketahui atau ditentukan pada awal

perhitungan.

Komponen Struktur Beton

1. Slab atau pelat

Slab atau pelat adalah elemen horizontal utama yang menyalurkan beban

hidup maupun beban mati kerangka pendukung vertical dari suatu sistem

struktur.Elemen ini dapat berupa pelat diatas balok ataupun pelat yang

langsung bertumpu pada kolom.

2. Balok

Balok adalah elemen struktur yang menyalurkan beban-beban dari pelat

kekolom penyangga yang vertical. Biasanya balok dibagi menjadi

3penampang yakni berbentuk L, berbentuk T dan berbentuk persegi.

3. Kolom

Kolom adalah elemen vertical dari sebuah struktur yang memikul

bebandiatasnya untuk disalurkan ke pondasi dibawahnya. Kolom merupakan

salah satuelemen terpenting dalam peninjauan keamanan struktur.

4. Dinding

Dinding adalah penutup vertikal rangka bangunan. Biasanya tidak harus

terbuatdari beton, tetapi terbuat dari material yang secara estetis memenuhi

kebutuhan fungsional dari bangunan. Selain itu, dinding beton struktural

dapat digunakansebagai dinding pondasi, dinding tangga dan dinding geser

yang dapat memikul beban angin horizontal dan beban akibat gempa yang

terjadi pada suatu struktur bangunan.

Page 4: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

4

5. Pondasi

Pondasi adalah elemen beton struktural yang meneruskan beban dari struktur

diatasnya ketanah yang memikulnya.

Manfaat Struktur Beton :

Keuntungan:

1. Material mudah didapat dan murah karena tersedia bebas di alam kecuali

semen portland sehingga memungkinkan kemudahan dalam pelaksanaan.

2. Keserasian beton untuk memenuhi struktur dan arsitektur. Beton dicor ketika

masih cair dan menahan beban ketika telah mengeras. Hal ini sangat

bermanfaat karena dapat membuat berbagai bentuk.

3. Tahan api (sekitar 1 hingga 3 jam tanpa bahan kedap api tambahan).

Sementara kayu dan baja memerlukan bahan kedap api khusus untuk

mencapai tingkat ini.

4. Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi, serta mempunyai sifat

tahan terhadap pengkaratan/pembusukan oleh kondisi lingkungan.

5. Biaya pemeliharaan murah

6. Rigiditas tinggi

Kerugian :

1. Kekuatan tarik rendah sehingga mudah retak, meskipun mungkin tidak

terlihat tetapi memungkinkan udara lembab masuk melalui retak itu dan

membuat baja tulangan berkarat.

2. Memerlukan biaya untuk cetakan (bekisting), perancah yang tidak sedikit

jumlahnya.

3. Kekuatan per satuan berat atau satuan volume yang relatif rendah. Kekuatan

beton berkisar antara 5 hingga 10% kekuatan baja meskipun berat jenisnya

30% dari berat baja. Oleh karena itu, struktur beton membutuhkan berat yang

lebih banyak. Alasan inilah yang menjadi dasar mengapa jembatan bentang

panjang dibuat dengan struktur baja.

4. Sifat yang tergantung waktu rangkak dan susut

Page 5: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

5

Analisa Perencanaan Balok Penampang Persegi

1. Balok Persegi dengan Tulangan Tunggal

Blok tegangan segi empat ini mempunyai tinggi a dan tegangan tekan rata-

rata sebesar 0,85fc’. Besarnya a atau tinggi blok tegangan segi empat adalah

c.β. Nilai ini tergantung dari mutu beton yang digunakan. Dalam SNI 2002

pasal 12.2butir 7.(3) ditetapkan bahwa besarnya β harus diambil sebesar 0,85

untuk betondengan nilai kuat tekan fc’ lebih kecil atau sama dengan 30 Mpa,

untuk mutu beton dengan nilai kuat tekan diatas 30 MPA, β harus dikurangi

0,05 setiapkenaikan 7 MPA tetapi βtidak boleh diambil kurang dari 0,65`

2. Balok Persegi Dengan Tulangan rangkap

Dalam praktek, sistem tulangan tunggal hampir tidak pernah dimanfaatkan

untuk balok, karena pemasangan tulangan tambahan di daerah tekan,

misalnya di tepi atas penampang tengah lapangan, akan mempermudah

pengaitan sengkang (stirrup).

Secara struktur, tulangan tekan ini diperlukan antara lain untuk :

a. Meningkatkan momen tahanan penampang karena dimensi penampang

b. Meningkatkan kapasitas rotasi penampang yang berkaitan dengan

peningkatan daktalitas penampang.

c. Meningkatkan kekauan penampang, sehingga dapat mengurangi defleksi

struktur.

d. Dapat mencakup kemungkinan adanya momen yang berubah tanda.

Gaya luar yang bekerja pada struktur tidaklah selalu tetap, misalnya

beban horizontal akibat gempa dapat menyebabkan momen-momen

internal berubah tanda.

3. Pembatasan Baja Tulangan Balok Persegi

SNI-2002 menetapkan bahwa jumlah tulangan baja tarik tidak boleh

melebihi 0,75 dari jumlah tulangan baja tarik yang diperlukan. Hal ini

dilakukan guna menghindari kehancuran beton secara tiba-tiba. Sedangkan

bila jumlah penulangan tersebut sesuai dengan angka yang diisyaratkan

maka akan memberikan jaminan bahwa kehancuran daktail dapat

berlangsung dengan diawali meluluhnya tulangan baja tarik terlebih dahulu

dan tidak akan terjadi kehancuran getas yang lebih bersifat mendadak.

Analisa Perencanaan Balok Penampang T

Perencanaan balok penampang T pada dasarnya adalah proses menentukan

dimensi tebal dan lebar flens, lebar dan tinggi efektif pada balok, juga

luastulangan pada baja tarik. Penentuan tebal flens biasanya tidak lepas dari

perencanaan struktur pelat, sedangkan dimensi balok terkait dengan kebutuhan

menahan gaya geser dan momen lentur yang timbul.

Page 6: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

6

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Perencanaan Tulangan Tunggal

1. Kasus Satu

Data :

Luas Balok Persegi = 400 x 750

= 300000 mm2

Luas Balok T = (820 x 120) + (320 x 630)

= 300000 mm2

dimana fc’ = 20 MPa

fy = 400 Mpa

As = 7D28 (4308,08 mm2)

d = As1 x d1+As2 x d2

As1+As2

= 2461,76 x 700 + 1846,32 x 650

4308,08 = 678,57 mm

a. Perhitungan Balok Persegi

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a =As.fy

0,85 fc'b

a =4308,08 x 400

0,85 x 20 x 400= 253,41647

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

400

d2 750

50

50

820

630

120

320

50

50

d1

Page 7: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

7

b = 0,85(fc'

fy) (

600

600+fy)

= 0,85.0,85(20

400) (

600

600+400) = 0,02168

maks = 0,75 b = 0,01626

= As

b.d=

4308,08

400 x 678,57143

= 0,01587

Syarat : min < < maks

b. Perhitungan Balok T

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=As.fy

0,85 fc'b

a=4308,08 x 400

0,85 x 20 x 820=123,61779

2. Kasus Dua

Data :

Luas Balok Persegi: 400 x 750 = 300000 mm2

Luas Balok T = (865 x 110) + (320 x 640) = 299950 mm2

fc’ = 20 MPa

fy = 400 Mpa

50

50

50

86

5

64

0

11

0

32

0

40

0

d

2

d

2

75

0 d

1

50

50 50

50

Page 8: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

8

As = 7D28 (4308,08 mm2)

d = As1 x d1+As2 x d2

As1+As2 (3.1)

= 2461,76 x 700 + 1846,32 x 650

4308,08

= 678,57 mm

a. Perhitungan Balok Persegi

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a =As.fy

0,85 fc'b

a =4308,08 x 400

0,85 x 20 x 400= 253,41647

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

b = 0,85(fc'

fy) (

600

600+fy)

= 0,85.0,85(20

400) (

600

600+400) = 0,02168

maks = 0,75 b = 0,01626

= As

b.d=

4308,08

400 x 678,57= 0,01587

Syarat min < < maks

b. Perhitungan Balok T

c.

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=As.fy

0,85 fc'b

a=4308,08 x 400

0,85 x 20 x 865=117,18681

Page 9: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

9

Luas transformasi sayap (flens)

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x110 (865-320)

400= 2547,875 𝑚𝑚2

= Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x110 (865-320)

400= 2547,875 𝑚𝑚2 =

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x110 (865-320)

400= 2547,875 𝑚𝑚2

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

f = Asf

bw.d=

2547,875

320 x 678,57= 0,01173

w = As

bw.d=

4308,08

320 x 678,57= 0,01984

w maks = 0,75 (b +f )

= 0,75(0,02168 + 0,01173) = 0,02506

3. Kasus 3

Data :

Luas Balok Persegi:400 x 750 = 300000 mm2

Luas Balok T = (920 x 100) + (320 x 650)

= 300000 mm2

fc’ = 20 MPa

400

d750

50

50

50

92

0

650

10

0

32

0

50

50

50

d

1

Page 10: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

10

fy = 400 Mpa

As = 7D28 (4308,08 mm2)

d = As1 x d1+As2 x d2

As1+As2

= 2461,76 x 700 + 1846,32 x 650

4308,08 = 678,57 mm

a. Perhitungan Balok Persegi

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a =As.fy

0,85 fc'b

a =4308,08 x 400

0,85 x 20 x 400= 253,41647

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

b = 0,85(fc'

fy) (

600

600+fy)

= 0,85.0,85(20

400) (

600

600+400) = 0,02168

maks = 0,75 b = 0,01626

= As

b.d=

4308,08

400 x 678,57= 0,01587

Syarat min < < maks

b. Perhitungan Balok T

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=As.fy

0,85 fc'b

a=4308,08 x 400

0,85 x 20 x 920=110,18107

Page 11: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

11

Luas transformasi sayap (flens)

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x110 (865-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

=Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x110 (865-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

=Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x110 (865-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400 = 0,0035

f = Asf

bw.d=

2550

320 x 678,57 0,01173

w = As

bw.d=

4308,08

320 x 678,57 = 0,01984

w maks = 0,75 (b +f )

= 0,75(0,02168 + 0,01173) = 0,02506

Perencanaan Tulangan Rangkap

1. Kasus Satu

Data :

Luas Balok Persegi :400 x 750 = 300000 mm2

Luas Balok T = (820 x 120) + (320 x 630) = 300000 mm2

fc’ = 20 MPa

fy = 400 Mpa

As = 10D28 (6154,4 mm2)

400

d 750

82

0

630

12

0

32

0

d

Page 12: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

12

As’ = 3D28 (1846,32 mm2)

d = 678,57143 mm

a. Perhitungan Balok Persegi

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=(As-As').fy

0,85 fc'b

a=(6154,4 -1846,32) x 400

0,85 x 20 x 400=253,41647

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

b = 0,85(fc'

fy) (

600

600+fy)

= 0,85.0,85(20

400) (

600

600+400) = 0,02168

= As

b.d=

6154,4

400 x 678,57= 0,02267

’ = As'

b.d=

1846,32

400 x 678,57= 0,00680

maks = 0,75 b+’

= (0,75 x 0,02168 ) + 0,00680 = 0,02306

Syarat : min < < maks

b. Perhitungan Balok T

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=(As-As').fy

0,85 fc'b

a =(6154,4 -1846,32) x 400

0,85 x 20 x 820=123,61779

Luas transformasi sayap (flens)

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (820-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

= Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (820-320)

400= 2550 𝑚𝑚2 =

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (820-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

Ratio tulangan

Page 13: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

13

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

f = Asf

bw.d=

2550

320 x 678,57 = 0,01174

w = As

bw.d=

6154,4

320 x 678,57 = 0,02834

’= As'

b.d=

1846,32

820 x 678,57 = 0,00332

w maks = 0,75 (b +f )

= (0,75(0,02168+ 0,01174)) + 0,00332 = 0,02838

2. Kasus Dua

Data :

Luas Balok Persegi:400 x 750 = 300000 mm2

Luas Balok T = (865 x 110) + (320 x 640)

= 300000 mm2

fc’ = 20 MPa

fy = 400 Mpa

As = 10D28 (6154,4 mm2)

As’ = 3D28 (1846,32 mm2)

d = 678,57143 mm

a. Perhitungan Balok Persegi

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=(As-As').fy

0,85 fc'b

a=(6154,4 -1846,32) x 400

0,85 x 20 x 400=253,41647

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

b = 0,85(fc'

fy) (

600

600+fy)

400

d 750

86

5

640

11

0

32

0

d

Page 14: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

14

= 0,85.0,85(20

400) (

600

600+400) = 0,02168

= As

b.d=

6154,4

400 x 678,57= 0,02267

’= As'

b.d=

1846,32

400 x 678,57= 0,00680

maks = 0,75 b+’ = (0,75 x 0,02168 ) + 0,00680 = 0,02306

Syarat min<<maks

b. Perhitungan Balok T

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=(As-As').fy

0,85 fc'b

a =(6154,4 -1846,32) x 400

0,85 x 20 x 865=117,18681

Luas transformasi sayap (flens)

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (865-320)

400= 2547,875 𝑚𝑚2

= Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (865-320)

400= 2547,875 𝑚𝑚2 =

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (865-320)

400= 2547,875 𝑚𝑚2

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400 = 0,0035

f = Asf

bw.d=

2547,875

320 x 678,57 = 0,01173

w = As

bw.d=

6154,4

320 x 678,57= 0,02834

’= As'

b.d=

1846,32

820 x 678,57= 0,00332

w maks = 0,75 (b +f )

= (0,75(0,02168+ 0,01174)) + 0,00332 = 0,02820

Page 15: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

15

3. Kasus Tiga

Data :

Luas Balok Persegi :400 x 750 = 300000 mm2

Luas Balok T = (920 x 100) + (320 x 650)

= 300000 mm2

fc’ = 20 MPa

fy = 400 Mpa

As = 10D28 (6154,4 mm2)

As’ = 3D28 (1846,32 mm2)

d = 678,57 mm

a. Perhitungan Balok Persegi

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=(As-As').fy

0,85 fc'b

a=(6154,4 -1846,32) x 400

0,85 x 20 x 400=253,41647

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

b = 0,85(fc'

fy) (

600

600+fy)

= 0,85.0,85(20

400) (

600

600+400) = 0,02168

= As

b.d=

6154,4

400 x 678,57= 0,02267

’= As'

b.d=

1846,32

400 x 678,57= 0,00680

400

d 750

92

0

650

10

0

32

0

d

Page 16: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

16

maks = 0,75 b+’ = (0,75 x 0,02168 ) + 0,00680 = 0,02306

Syarat : min<<maks

b. Perhitungan Balok T

Tinggi blok tegangan beton tekan ekuivalen a :

a=(As-As').fy

0,85 fc'b

a =(6154,4 -1846,32) x 400

0,85 x 20 x 920=110,18107

Luas transformasi sayap (flens)

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (920-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

= Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (920-320)

400= 2550 𝑚𝑚2 =

Asf =0,85 fc'hf (be-bw)

fy=

0,85x20x120 (920-320)

400= 2550 𝑚𝑚2

Ratio tulangan

min = 1,4

fy=

1,4

400= 0,0035

f = Asf

bw.d=

2550

320 x 678,57 = 0,01174

w = As

bw.d=

6154,4

320 x 678,57 = 0,02834

’ = As'

b.d=

1846,32

820 x 678,57= 0,00332

w maks = 0,75 (b +f )

= (0,75(0,02168+ 0,01174)) + 0,00332 = 0,02802

Hasil Perhitungan dengan Tulangan Tunggal

Tabel 1 Hasil perhitungan dengan tulangan tunggal

Tulangan

Tunggal

Kasus Satu Kasus Dua Kasus Tiga

Balok

Persegi Balok T

Balok

Persegi Balok T

Balok

Persegi Balok T

b be

400 820

400 865

400 920

bw 320 320 320

h hf

750 120

750 110

750 100

h-hf 630 640 650

F 300000 300000 300000 299950 300000 300000

As total 4308,08 4308,08 4308,08 4308,08 4308,08 4308,08

fc' 20 20 20 20 20 20

Page 17: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

17

Tulangan

Tunggal

Kasus Satu Kasus Dua Kasus Tiga

Balok

Persegi Balok T

Balok

Persegi Balok T

Balok

Persegi Balok T

fy 400 400 400 400 400 400

a 253,41647 123,61779 253,41647 117,18681 253,4164706 110,1811

Asf - 2550 - 2547,875 - 2550

d 678,57 678,57 678,57 678,57 678,57 678,57

Mnf - 630,94286 - 635,512821 - 641,1429

Mnw - 431,73954 - 432,206375 - 431,7395

Mn 950,99831 1062,6824 950,9883 1067,7192 950,9883143 1072,882

Mr 760,79865 850,14592 760,79065 854,175357 760,7906514 858,3059

Selisih 11,74% 12,27% 12,82%

Tabel 2. Hasil perhitungan dengan tulangan rangkap

Tulangan

Rangkap

Kasus Satu Kasus Dua Kasus Tiga

Balok

Persegi Balok T

Balok

Persegi Balok T

Balok

Persegi Balok T

b be

400 820

400 865

400 920

bw 320 320 320

h hf

750 120

750 110

750 100

h-hf 630 640 650

F 300000 300000 300000 299950 300000 300000

As total 6154,4 6154,4 6154,4 6154,4 6154,4 6154,4

As' 1846,32 1846,32 1846,32 1846,32 1846,32 1846,32

fc' 20 20 20 20 20 20

fy 400 400 400 400 400 400

a 253,41647 123,61779 253,41647 117,18680 253,416470 110,18107

d 678,57 678,57 678,57 678,57 678,57 678,57

Asf - 2550 - 2547,875 - 2550

Mnf - 630,94286 - 635,51282 - 641,14286

Mnw - 431,73954 - 432,20637 - 431,73954

Mns 464,2176 464,21760 464,2176 464,2176 464,2176 464,2176

Mnc 950,98831 - 950,988314 - 950,988314 -

Mn 1415,20591 1526,89999 1415,20591 1531,9368 1415,205914 1537,1

Mr 1132,1647 1221,52 1132,16473 1225,5494 1132,16473 1229,6799

Selisih 7,89 8,25 8,61

Page 18: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

18

PEMBAHASAN

Dengan luas penampang yang sama, luas tulangan yang sama, mutu beton dan mutu baja

yang sama diperoleh bahwa momen nominal Balok T lebih besar dari Balok Persegi. Perbedaan

momen nominal antara balok T dan balok persegi diakibatkan oleh :

a. Lebar balok hanya mempengaruhi gaya pada tekan beton atau dengan kata lain lebar balok

diperhitungkan ikut memikul beban diatas garis netral. Dimensi lebar balok dibawah garis

netral tidak ikut diperhitungkan memikul beban, dengan kata lain beban tarik diambil ahli

tulangan. Luas penampang pada daerah beton tarik tidak dapat dimanfaatkan untuk

mendukung beban. Akibat hal tersebut maka dimensi lebar balok dibawah garis netral dapat

dikurangi.

b. Perbedaan tinggi blok tekan beton ekuivalen atau yang disebut a. Pada balok T yang memiliki

dimensi b yang lebih besar dari balok persegi mengakibatkan nilai a menjadi kecil. Sebaliknya

pada balok persegi dengan dimensi b yang lebih kecil mengakibatkan nilai a yang lebih besar.

Dengan semakin besarnya a, maka lengan momen (z) yaitu jarak antara resultan gaya beton

dengan gaya tarik tulangan akan semakin kecil. Nilai zyang merupakan hasil dari d dikurang

setengah a mengakibatkan z semakin kecil jika a semakin besar.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dari perhitungan secara teoritis antara Balok T dan Balok persegi dengan luas penampang

yang sama, luas tulangan yang sama, mutu beton dan mutu baja yang sama diperoleh kesimpulan

sebagai berikut :

1. Dimensi lebar balok ’b’ hanya memberikan kontribusi terhadap tegangan tekan di atas garis

netral balok. Sedangkan di bawah garis netral, tegangan tarik balok tidak tergantung kepada

lebar balok.

2. Dengan luas penampang yang sama dan luas tulangan yang sama, mutu betondan mutu baja

yang sama, diperoleh hasil bahwa balok T memiliki momen nominal yang lebih besar dari

Balok persegi dengan persentase sekitar 7,89% sampai 12,82%

Saran

Dari perhitungan secara teoritis antara Balok T dan Balok persegi dengan luas penampang

yang sama, luas tulangan yang sama, mutu beton dan mutu baja yang sama diperoleh kesimpulan

sebagai berikut :

1. Penelitian ini dilanjutkan dengan pengujian di laboratorium dengan membuat sampel uji.

Sehingga dapat dibandingkan hasil perhitungan secara teoritis dan hasil pengujian

laboratorium.

Page 19: PERBANDINGAN KEKUATAN BALOK PERSEGI DAN ......6 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Perencanaan Tulangan Tunggal 1. Kasus Satu 820 Data : Luas Balok Persegi = 400 x 750 = 300000 mm2 Luas

19

2. Penelitian ini dilanjutkan dengan perhitungan berbagai variasi ukuran dan luas penampang

sehingga dapat diperoleh perbandingan balok persegi dan balok T dengan lebih beragam.

DAFTAR PUSTAKA

Asroni, Ali.,”Balok Dan Plat Beton Bertulang”, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta, 2010

Asroni, Ali., “Kolom Pondasi & Balok T Beton Bertulang”, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta,

2010

Dipohusodo, Istimawan., Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T-15-1991-03

Departemen Pekerjaan Umum RI”, Penerbit Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1999

Wahyudi, L., & Rahim, S.A., “Struktur Beton Bertulang Standar Baru SNI T-15-1991-03”,

Penerbit Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1997.