BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Material beton dan baja berperilaku secara inelastik sebagai kuat ultimit. Sifat inelastik dari kedua material tersebut dipertimbangkan dan ditunjukkan dalam persamaan matematika, untuk penulangan baja dengan titik luluh tertentu perilaku inelastik ditunjukkan dengan grafik hubungan tegangan-regangan. Sedangkan pada beton, distribusi tegangan penampang beton desak sulit menentukannya jika secara perhitungan manual karena model distribusi tegangan-regangan berbentuk parabolik, distribusi aktual dari tegangan tekan beton secara praktis merupakan hal yang rumit.
Dalam perencanakan komponen struktur beton bertulang terhadap kombinasi beban lentur dan aksial, perencanaan yang diawali dari analisis lentur balok beton bertulang berdasarkan pada Tatacara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03–2847–2002) di Indonesia menggunakan model tegangan beton ultimit berbentuk persegi ekivalen menurut penelitian Whitney pada tahun 1937. Whitney mengusulkan bentuk kurva tegangan beton persegi ekivalen dan terbukti menghasilkan penyelesaian yang mendekati hasil riset atau eksperimen dan berhasil dengan baik. Pendekatan diperlukan, karena diketahui bahwa perilaku ultimit beton mempunyai distribusi tegangan yang bersifat non-linier, sehingga dengan distribusi tegangan yang bersifat linear cukup kompleks bila dihitung dengan cara manual. Usulan Whitney mudah digunakan baik untuk perencanaan maupun analisis karena berbentuk berupa empat persegi.
Pendekatan dilakukan oleh James G.MacGregor pada tahun 1997, dengan melakukan penelitian serta memaparkan penelitian model persegi oleh Hognestad untuk menentukan distribusi tegangan yang bersifat non-linier atau bagian parabola. Telah dijelaskan bahwa perilaku ultimit beton mempunyai distribusi tegangan yang bersifat non-linier, model yang bersifat non-linier atau parabola adalah bersifat metode yang rumit dan tidak dapat diselesaikan dengan metode
analitik maka dapat diselesaikan dengan metode numerik. Dengan adanya system komputerisasi, analisis yang hubungan tegangan-regangan non-linearitas dapat diselesaikan dengan baik menggunakan metode numerik berdasarkan metode kompatibilitas regangan.
Dalam penelitian ini akan bersifat studi literatur yang akan menjelaskan numerik model kurva tegangan-regangan beton, dilanjutkan dengan menyajikan tata cara analisis lentur balok beton bertulang dengan metode kompatibilitas regangan hingga disain, dan mengimplementasikan dalam suatu aplikasi berbasis komputer menggunakan bantuan software. Hasil analisis dan disain dari aplikasi berbasis komputer tersebut akan mendapatkan hasil hitungan analisis momen kapasitas penampang (Mn), dan menentukan selisih analisis beserta disain balok beton bertulang metode perhitungan hasil penelitian model persegi Whitney pada tahun 1937. Maka didapat pemodelan kurva tegangan-regangan yang lebih baik dalam memprediksi kekuatan lentur balok beton bertulang.
1.2 Perumusan dan Batasan Masalah
Dari penjelasan latar belakang dapat diambil suatu rumusan masalah, menyajikan tata cara analisis lentur balok beton bertulang dengan metode kompatibilitas regangan hingga disain, dan mengimplementasikan dalam suatu aplikasi berbasis komputer menggunakan bantuan software. Hasil analisis dan disain dari aplikasi berbasis komputer tersebut akan mendapatkan hasil hitungan analisis momen kapasitas penampang (Mn), dan menentukan selisih analisis beserta disain balok beton bertulang metode perhitungan hasil penelitian model persegi Whitney pada tahun 1937.
Dalam penelitian ini permasalahan yang ditinjau dibatasi sebagai berikut:
1. Analisis lentur dan disain balok dilakukan pada balok beton bertulang tunggal dan rangkap tanpa sengkang atau kekangan, berpenampang persegi.
2. Menggunakan model kurva tegangan-regangan beton persegi hasil penelitian Hognestad yang dipaparkan oleh James G.MacGregor pada tahun 1997.
3. Menggunakan model kurva tegangan-regangan baja hasil penelitian Paulay tahun 1975.
4. Analisis untuk tulangan rangkap dapat diaplikasikan terhadap analisis tulangan majemuk dengan kurva tegangan-regangan yang sama.
5. Metode untuk mendapatkan tinggi blok tekan dalam kondisi setimbang menggunakan metode secant.
6. Pada kurva tegangan-regangan untuk mencari luasan dibawah kurva parabolik ditentukan dengan cara iterasi.
7. Analisis lentur dan disain balok beton bertulang model persegi Whitney pada tahun 1937, diimplimentasikan kedalam software MATHCAD 14.
8. Program numerik analisis dan disain balok beton bertulang menggunakan software MATHCAD 14.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Material beton dan baja berperilaku secara inelastik sebagai kuat ultimit. Sifat inelastik dari kedua material tersebut dipertimbangkan dan ditunjukkan dalam persamaan matematika, untuk penulangan baja dengan titik luluh tertentu perilaku inelastik ditunjukkan dengan grafik hubungan tegangan-regangan. Sedangkan pada beton, distribusi tegangan penampang beton desak sulit menentukannya jika secara perhitungan manual karena model distribusi tegangan-regangan berbentuk parabolik, distribusi aktual dari tegangan tekan beton secara praktis merupakan hal yang rumit.
Dalam perencanakan komponen struktur beton bertulang terhadap kombinasi beban lentur dan aksial, perencanaan yang diawali dari analisis lentur balok beton bertulang berdasarkan pada Tatacara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung (SNI 03–2847–2002) di Indonesia menggunakan model tegangan beton ultimit berbentuk persegi ekivalen menurut penelitian Whitney pada tahun 1937. Whitney mengusulkan bentuk kurva tegangan beton persegi ekivalen dan terbukti menghasilkan penyelesaian yang mendekati hasil riset atau eksperimen dan berhasil dengan baik. Pendekatan diperlukan, karena diketahui bahwa perilaku ultimit beton mempunyai distribusi tegangan yang bersifat non-linier, sehingga dengan distribusi tegangan yang bersifat linear cukup kompleks bila dihitung dengan cara manual. Usulan Whitney mudah digunakan baik untuk perencanaan maupun analisis karena berbentuk berupa empat persegi.
Pendekatan dilakukan oleh James G.MacGregor pada tahun 1997, dengan melakukan penelitian serta memaparkan penelitian model persegi oleh Hognestad untuk menentukan distribusi tegangan yang bersifat non-linier atau bagian parabola. Telah dijelaskan bahwa perilaku ultimit beton mempunyai distribusi tegangan yang bersifat non-linier, model yang bersifat non-linier atau parabola adalah bersifat metode yang rumit dan tidak dapat diselesaikan dengan metode
analitik maka dapat diselesaikan dengan metode numerik. Dengan adanya system komputerisasi, analisis yang hubungan tegangan-regangan non-linearitas dapat diselesaikan dengan baik menggunakan metode numerik berdasarkan metode kompatibilitas regangan.
Dalam penelitian ini akan bersifat studi literatur yang akan menjelaskan numerik model kurva tegangan-regangan beton, dilanjutkan dengan menyajikan tata cara analisis lentur balok beton bertulang dengan metode kompatibilitas regangan hingga disain, dan mengimplementasikan dalam suatu aplikasi berbasis komputer menggunakan bantuan software. Hasil analisis dan disain dari aplikasi berbasis komputer tersebut akan mendapatkan hasil hitungan analisis momen kapasitas penampang (Mn), dan menentukan selisih analisis beserta disain balok beton bertulang metode perhitungan hasil penelitian model persegi Whitney pada tahun 1937. Maka didapat pemodelan kurva tegangan-regangan yang lebih baik dalam memprediksi kekuatan lentur balok beton bertulang.
1.2 Perumusan dan Batasan Masalah
Dari penjelasan latar belakang dapat diambil suatu rumusan masalah, menyajikan tata cara analisis lentur balok beton bertulang dengan metode kompatibilitas regangan hingga disain, dan mengimplementasikan dalam suatu aplikasi berbasis komputer menggunakan bantuan software. Hasil analisis dan disain dari aplikasi berbasis komputer tersebut akan mendapatkan hasil hitungan analisis momen kapasitas penampang (Mn), dan menentukan selisih analisis beserta disain balok beton bertulang metode perhitungan hasil penelitian model persegi Whitney pada tahun 1937.
Dalam penelitian ini permasalahan yang ditinjau dibatasi sebagai berikut:
1. Analisis lentur dan disain balok dilakukan pada balok beton bertulang tunggal dan rangkap tanpa sengkang atau kekangan, berpenampang persegi.
2. Menggunakan model kurva tegangan-regangan beton persegi hasil penelitian Hognestad yang dipaparkan oleh James G.MacGregor pada tahun 1997.
3. Menggunakan model kurva tegangan-regangan baja hasil penelitian Paulay tahun 1975.
4. Analisis untuk tulangan rangkap dapat diaplikasikan terhadap analisis tulangan majemuk dengan kurva tegangan-regangan yang sama.
5. Metode untuk mendapatkan tinggi blok tekan dalam kondisi setimbang menggunakan metode secant.
6. Pada kurva tegangan-regangan untuk mencari luasan dibawah kurva parabolik ditentukan dengan cara iterasi.
7. Analisis lentur dan disain balok beton bertulang model persegi Whitney pada tahun 1937, diimplimentasikan kedalam software MATHCAD 14.
8. Program numerik analisis dan disain balok beton bertulang menggunakan software MATHCAD 14.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah:
