Sipil
Oct16

Dasar-dasar Perencanaan Struktur Beton Bertulang

Perencanaan adalah proses membuat serangkaian persiapan tindakan untuk meraih suatu tujuan. Perencanaan beton bertulang dilakukan pertamakali di awal proses pembangunan struktur tersebut. Dalam pelaksanaannya, pendirian beton bertulang harus memperhatikan dasar-dasar tertentu agar mutu dan kualitasnya sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

Beton bertulang terdiri atas gabungan beton dan tulangan baja. Beton memiliki sifat kuat terhadap gaya tekan, namun lemah terhadap gaya tarik. Sehingga beton akan mengalami keretakan apabila beban bangunan yang ditopangnya menimbulkan tegangan tarik yang melebihi kuat tariknya.

Guna memikul gaya tarik yang terjadi di balok bagian tepi bawah diperlukan tulangan dari baja, di mana baja merupakan material terbaik dalam menahan gaya tarik. Pada beton bertulang, tulangan baja ditanam sedemikian rupa di dalam beton sehingga memungkinkan gaya tekan akan ditahan beton dan gaya tarik akan ditahan tulangan baja.

Dengan demikian bisa disimpulkan kalau beton dan baja pada beton bertulang mempunyai peranan masing-masing. Beton berguna untuk menahan gaya tekan dan melindungi baja supaya tidak berkarat. Sedangkan baja berfungsi menahan gaya tarik dan mencegah terjadinya keretakan pada beton.

dasar-dasar-perencanaan-beton-bertulang.jpg

Beton Bertulang

Dasar-dasar perencanaan beton bertulang bertujuan untuk menjamin beton bertulang dapat menahan beban yang bekerja dengan baik. Ini berarti pembangunan beton bertulang wajib memperhatikan dasar keamanan dan dasar kekuatannya.

1. DASAR KEAMANAN

Dasar keamanan digunakan untuk menjamin struktur beton bertulang dapat menopang beban secara optimal. Itu sebabnya, pada perencanaan beton bertulang ini digunakan dasar-dasar keamanan di antaranya faktor beban dan faktor reduksi kekuatan. Yang dimaksud faktor beban yaitu mengetahui beban-beban yang bekerja di suatu penampang luar beton bertulang. Dan faktor reduksi kekuatan yaitu mencari tahu ketidakpastian kekuatan material terhadap pembebanan beton bertulang yang berkaitan dengan kekuatan struktur bagian dalam.

Faktor Beban

Faktor beban yang bekerja di masing-masing penampang struktur beton bertulang mempunyai besar yang berbeda-beda sesuai kombinasi beban yang dipergunakan. SNI 03-2847-2002 pasal 11.2 mengatur ketentuan-ketentuan struktur beton bertulang yang bisa dikatakan memenuhi syarat dan layak pakai terhadap berbagai kombinasi beban. Adapun ketentuannya antara lain :

  • Apabila beton bertulang hanya menahan beban mati (D), perumusannya ialah U = 1,4 x D
  • Kalau beton bertulang menyangga beban mati dan beban hidup (L), maka dirumuskan U = (1,2 x D) + (1,6 x L) + {0,5 x (A atau R) }
  • Jika beton bertulang menopang beban mati, beban hidup, dan beban angin (W), maka penghitungannya diambil dari pengaruh yang lebih besar menurut rumus U = (1,2 x D) + (1,0 x L) + (1,6 x W) + {0,5 x (A atau R) } atau U = (0,9 x D) + (1,6 x W)
  • Bila beton bertulang menahan beban gempa (E), jadi dirumuskan U = (0,9 x D) + (1 x E)

Keterangan :

U = kombinasi beban terfaktor (kN, kN/m’, kNm)

D = beban mati (kN, kN/m’, kNm)

L = beban hidup (kN, kN/m’, kNm)

A = beban hidup atap (kN, kN/m’, kNm)

R = beban air hujan (kN, kN/m’, kNm)

W = beban angin (kN, kN/m’, kNm)

E = beban gempa (kN, kN/m’, kNm)

Faktor Reduksi Kekuatan

Faktor reduksi kekuatan dinilai merupakan faktor ketidakpastian kekuatan material terhadap pembebanan pada komponen beton bertulang. SNI 03-2847-2002 pasal 11.3 mengatur ketentuan-ketentuan faktor reduksi kekuatan. Di antaranya adalah :

  1. Beban bertulang yang lentur tanpa beban aksial, maka dirumuskan faktor reduksi = 0,8
  2. Beton bertulang yang memiliki aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur, maka perumusannya faktor reduksi = 0,8
  3. Beton bertulang dengan aksial tekan dan aksial dengan lentur :
    • Komponen struktur dengan tulangan spiral/sengkang ikat, faktor reduksi = 0,7
    • Komponen struktur dengan tulangan sengkang biasa, faktor reduksi = 0,65
    • Geser dan torsi, faktor reduksi = 0,75
    • Tumpuan pada beton, faktor reduksi = 0,65

2. DASAR KEKUATAN

Berdasarkan SNI 03-2847-2002, faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan struktur beton bertulang yaitu kuat nominal, kuat rencana, dan kuat perlu. Di bawah ini penjelasan selengkapnya dari Arafuru.

Kuat Nominal

Pengertian kuat nominal menurut pasal 3.28 adalah kekuatan suatu komponen struktur penampang yang dihitung berdasarkan kektentuan dan asumsi metode perencanaan sebelum dikalikan dengan nilai faktor reduksi yang sesuai. Aspek-aspek yang mempengaruhi nilai kuat nominal (Rn) antara lain dimensi penampang, jumlah tulangan, letak tulangan, dan kualitas beton/tulangan baja. Kesimpulannya kuat nominal merupakan hasil perhitungan yang sebenarnya dari beton bertulang dalam keadaan normal. Kuat nominal dapat disimbolkan dengan Mn (momen), Vn (gaya geser), Tn (torsi), dan Pn (gaya aksial) di mana n ialah nominal. Gaya aksial yang berlaku diperoleh dari beban nominal suatu struktur atau komponen struktur.

Kuat Perlu

Dalam pasal 3.29, kuat perlu merupakan kekutan suatu komponen struktur komponen atau penampang yang dibutuhkan untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam yang berkaitan dengan beban tersebut dalam kombinasi beban U. Kuat perlu (Ru) pun dapat dituliskan dalam simbol-simbol seperti Mu, Vu, Tu, dan Pu di mana u adalah perlu.

Kuat Rencana

Pengertian kuat rencana menurut pasal 3.30 yaitu kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang diperoleh dari hasil perkalian antara kuat nominal (Rn) dan faktor reduksi kekuatan. Penulisan kuat rencana (Rr) juga disimbolkan dengan Mr, Vr, Tr, dan Pr di mana r adalah rencana. Gaya aksial yang berlaku pada kuat rencana diperoleh dari beban rencana yang boleh bekerja pada suatu struktur atau komponen struktur.

KESIMPULAN

Pada dasarnya kuat rencana (Rr) adalah kekuatan gaya dalam yang berada di dalam struktur. Sedangkan kuat perlu (Ru) merupakan kekuatan gaya luar yang berada di luar struktur. Jadi agar perencanaan struktur beton bertulang menghasilkan keamanan yang terjamin, maka syarat utamanya yakni kuat rencana (Rr) harus bernilai lebih besar daripada kuat perlu (Ru).

Pada prinsipnya, penghitungan beton bertulang wajib memperhatikan hitungan yang berhubungan dengan gaya luar dan hitungan yang berkaitan dengan gaya luar. Penghitungan gaya luar melibatkan dasar keamanan berupa faktor beban sehingga dapat diketahui kuat perlu (Ru). Sementara pada penghitungan gaya dalam perlu disertai dasar keamanan berupa faktor reduksi kekuatan sehingga bisa diperoleh kuat rencana (Rr) dengan rumus Rr = Rn x faktor reduksi. Kesimpulannya struktur beton bertulang bisa menopang beban dari luar yang bekerja pada struktur tersebut apabila kuat rencana (Rr) minimal sama dengan kuat perlu (Ru).