modul 1 (material) (41 hal) asli
DESCRIPTION
struktur beton bertulangTRANSCRIPT
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 1/41
Material Beton Bertulang(Analisis Tegangan-Regangan, dan konsep dasar penulangan)
MODUL – 1
TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS:• Mampu memahami sifat mekanis dari Beton
dan Baja Tulangan• Mampu memahami prinsip dasar
penempatan tulangan pada elemen struktur
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 3/41
• Umumnya perilaku dari material beton digambarkan sebagai responnya terhadap beban uniaxial tekan dari test kuat silinder umur 28 hari
• Diperlukan mesin tekan yang kuat (kaku) untuk mendapat kurva yang lengkap (kurva setelah melampaui titik puncak).
Silinder standar 150x300
l
A
Pfc
l
lc
P
PA
Kurva Beton f- Tekan
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 4/41
Kurva relatif masih linear
Pada beton lunak, kurva relatif datar setelah mencapai
puncak
Kecenderungan lokasi regangan pada kuat tekan maksimum.
Kurva Beton f- Tekan
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 5/41
Kurva Beton f- Tekan Spesimen silinder sesudah mengalami retak-retak daya tahan tekan nya turun dan tidak kuat menahan energi yang lepas dari mesin tekan langsung hancur, jadi tidak sempat mendatakan ekor dari kurva f-
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 7/41
• Perbandingan antara kurva f- beton yang didapat dari– (kiri) Test tekan silinder standar 150x300, dan– (kanan) Test lentur specimen lentur standar
ukuran 5x8x16 inch• Hasil menunjukkan kecenderungan kesamaan sifat
dan perilaku karakteristik yang baik• Test tekan silinder lebih mudah dilakukan.
Kurva Beton f- Tekan
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 8/41
0.001 0.002 0.003 0.004
700
600
500
400
300
200
100 10
20
30
40
50
60
800
70
80
0
Regangan, in/in (mm/mm)
kgf/
cm2
MP
a
Teg
ang
an t
eka
n b
eto
n,
fc’,
ksi
12
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
11
fc’ =
82.
7 M
Pa
68.9
55.1
41.3
34.4
27.6
20.7
KURVATEGANGAN-REGANGAN BETON
1 psi = 0.006895 MPa
Beton Mutu Normal fc’ < 50 MPa=7251 psi
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 9/41
Kurva f- tekan (Hognestad)
Kurva pendekatan empiris ini banyak digunakan dalam riset untuk kondisi beban uniaxial
tekan
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 10/41
Kekuatan Tarik Beton kuat tarik beton jauh
lebih rendah dari kuat tekannya;
salah satu cara untuk mencari data dengan spilt cylinder test;
dari test didapat hubungan (approximate) dari modulus of rupture beton;
fr = K√fc’
fc’ dalam psi, dan nilai K antara 7 dan 13;
ACI 318 mengambil K = 7,5, dan bila dikonversi dalam MPa, maka K = 0,7
fr = 0,7√fc’ (MPa)
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 11/41
Modulus Elastisitas Beton (Ec)
Modulus elastisitas beton selalu berubah, tergantung pada kuat tekannya;
Nilainya juga tergantung pada umur beton;
Biasanya yang dianggap cukup mewakili adalah secant modulus untuk 25 s/d 50% x fc’;
SNI2002 menentukan untuk beton normal:
Ec = 4700fc’ (MPa)
SNI2002 menetapkan regangan berguna maksimum cu = 0,003
Secant modulus
Intial tangent modulus
Strain,
Str
ess
, f c
fc’
Kurva Stress-Strain Beton
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 12/41
KAYU :Kelas I : E = 125.000 kg/cm2
Kelas II : E = 100.000 kg/cm2
Kelas III : E = 85.000 kg/cm2
Kelas IV : E = 60.000 kg/cm2
bk'6400Ec (Pembebanan tetap)
bk'9600Ec (Pembebanan sementara)
'fc4700Ec
Keterangan:’bk = Tegangan beton karakteristik (Kg/cm2)
fc’ = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
26 cm/kg101,2Es
BETON MUTU NORMAL:PBI’71:
SNI 2002:
(Beton Mutu Normal)
BAJA:
MODULUS ELASTISITAS (E)
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 13/41
Silinder15 x 30 cm
(0,83)
Kubus15 x 15 x 15 cm
(1,0)
Kokoh tekan beton
Benda Uji
fc’ = 15, 20, 25, 30, 35, … (MPa)
K - 175, 225, 300, …..bk’ ( kg/cm2)
KONVERSI KUAT TEKAN BETON
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 14/41
Benda Uji Kubus(150 mm x 150 mm x 150 mm)
(MPa)
152025303540455055
Benda Uji Silinder(150 mm x 300 mm)
(MPa)
121620253035404550
K 225 : bk’ = 225 kg/cm2
fc’ = 17,67 MPa
' 15
' log0,2 0,75 fc' bk
bk10
KONVERSI KUAT TEKAN BETONKUBUS VS SILINDER
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 16/41
(kurva tekan = kurva tarik)
Baja lunak (mild steel)
Baja keras (high strength steel)
Yield plateau yang berbeda karakternya
Specified yield strength kuat minimum yang digaransi
KURVATEGANGAN-REGANGAN BAJA
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 17/41
KURVATEGANGAN-REGANGAN BAJA
Semakin Tinggi kandungan Carbon mutu baja semakin tinggi
1 ksi = 6.8965 MPa
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 18/41
Karakter Leleh Tulangan Baja
• Jenis baja tulangan yang tidak mempunyai titik leleh dan yield plateau yang jelas
Ditentukan berdasarkan standar pengujian
Titik leleh
Titik awal strain hardening
• Kurva stress-strain menunjukkan titik leleh atas (A) dan bawah (B). Pada ujung yield plateau mulai terjadi strain hardening
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 19/41
BAJA TULANGAN
BjTP 24Baja tulangan polosdgn fy = 240 MPa
BjTD 40Baja tulangan deformdgn fy = 400 MPa
NotasiJenis
5 16 --- balok, kolom10 - 200 --- pelat
D5 D 16 -- balok, kolomD13 - 150 --- pelat
Dalam praktek mungkin masih dijumpaiistilah :U 24 fy = 240 MPa = 2400 kg/cm2
U 39 fy = 390 MPa = 3900 kg/cm2
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 20/41
SPESIFIKASI BAJA TULANGAN
Jenis Baja Tulangan
BjTP-24 6 8
10 12 16 19 22 25
BjTD-40 D 10D 13D 16D 19D 22D 25D 29D 32
Diameternominal
(mm)
68
101216192225
1013161922252932
Luasnominal(mm2)
28.3050.3078.50
113.00201.00284.00230.00491.00
78.50133.00201.00284.00380.00491.00661.00804.00
TeganganLeleh, fy
(MPa)
Minimum240
Minimum400
Kuattarik, fu(MPa)
Minimum390
Minimum570
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 21/41
merupakan gabungan antara:BETONyang memiliki kekuatan tekan >>
tetapi kekuatan tarik <<
TULANGAN BAJAyang mampu menggantikan fungsi beton di daerah tarik
KONSEP BETON BERTULANG
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 22/41
KOMBINASI BETON & BAJA TULANGAN
lekatan yang kuat antara baja tulangan dengan beton yang menyelimutinya mencegah terjadinya “slip”
beton memiliki impermeabilitas tinggi
melindungi baja tulangan dari karat
Koefisien muai akibat temperatur hampir sama antara beton & baja perbedaan tegangan akibat temperatur dapat diabaikan
1.2 x 10 -5 /C
Kombinasi beton & baja tulangan dapat bekerja dengan baik karena:
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 23/41
KONSEP DASAR PENEMPATAN PENULANGAN
BALOK LENTUR
Retak pada daerah tarik
Tulangan Tarik
M+
M+
Beban
Balok
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 24/41
KONSEP DASAR PENEMPATAN PENULANGAN
BALOK LENTUR1 tekan
tarik1
Bidang Momen Positif (+)
•
Daerah Retak
1 - 1
2
2
Bidang Momen Negatif (-)
•
tarik
tekanDaerah Retak 2 - 2
Modul - 1Struktur Beton Lanjut 42/41
Umpan Balik Modul 1
Soal 1:Sebutkan keuntungan dan kerugian penggunaan material beton sebagai bahan bangunan.
Soal 2:Mengapa beton dapat dikombinasikan dengan tulangan baja dan mengapa beton memerlukan tulangan baja sebagai tulangan tarik.
Soal 3:Jelaskan perbedaan kuat tekan karakteristik kubus dan kuat tekan karakteristik Silinder
Soal 4:Hitung nilai kuat tekan karakteristik silinder (fc’) jika nilai kuat tekan karakteristik kubus 375 kg/cm2