Tugas Makalah Beton Tulangan geser

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air. Dalam perencanaannya untuk memberikan kekuatan yang lebih pada struktur beton, maka terkadang dibutuhkan tulangan yang menambah kekuatan beton.
Tulangan pada konstruksi beton memiliki banyak fungsi dan jenisnya. Tergantung pada jenis konstruksi yang ingin dibuat dan kebutuhan. Diameternya pun beragam sesuai dengan perencanaan dan beban yang akan diberikan pada struktur tersebut. Baja akan membantu untuk memberi kekuatan pada beton.
Salah satu perencanaan tulangan yang umumnya dilakukan adalah perencanaan tulangan geser yaitu tulangan yang difungsikan untuk menahan kuat geser nominal. Pada makalah ini akan dibahas beberapa hal tentang penulangan geser dan sekaligus bagaimana merencanakannya.

1.2. Rumusan Masalah
1.2.1. Apa fungsi dari tulangan geser pada struktur beton?
1.2.2. Bagaimana perencanaan tulangan geser berdasarkan LRFD?
1.3. Tujuan
1.3.1. Agar pembaca bisa mengerti fungsi dari tulangan geser pada struktur beton.
1.3.2. Agar pembaca bisa mengerti bagaimana perencanaan tulangan geser berdasarkan LRFD.
1.4. Manfaat
1.4.1. Menjadikan pembaca tahu apa fungsi dari tulangan geser pada struktur beton.
1.4.2. Menjadikan pembaca tahu bagaimana perencanaan tulangan geser berdasarkan LRFD.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Pengertian dan Fungsi Tulangan Geser
Geser didefinisikan menjadi sebuah perubahan tertentu dari benda yang disebabkan oleh Gaya. Pada Geser, gaya yang bekerja sejajar terhadap permukaan benda (dalam hal ini tangential / berhimpit dengan permukaan benda) . Sedangkan Gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan benda disebut Gaya Normal.
Gaya geser umumnya tidak bekerja sendiri, tetapi terjadi bersamaan dengan gaya lentur/momen, torsi atau normal/aksial. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui bahwa keruntuhan akibat gaya geser bersifat brittle/getas atau tidak bersifat daktail/liat, sehingga keruntuhannya terjadi secara tiba-tiba. Hal ini karena kekuatan menahan geser lebih banyak dari kuat tarik dan tekan beton dibandingkan oleh tulangan gesernya. Pada struktur beton yang menahan momen maka keruntuhannya bisa diatur apakah akan bersifat daktail atau tidak, tergantung pada jumlah tulangan yang dipakai. Besar gaya geser pada balok atau kolom, umumnya bervariasi sepanjang bentang, sehingga banyaknya tulangan geser pun bervariasi sepanjang bentang.
Tulangan geser adalah tulangan yang digunakan untuk menahan gaya geser yang mungkin terjadi padabalok atau kolom walaupun umumnya terjadi pada struktur kolom. Sehingga tulangan geser merupakan tulangan yang digunakan untuk mencegah terjadinya retak yang diakibatkan oleh gaya geser.

Gambar 2.1. Retak Geser dan Retak Lentur/Momen

Sumber: http://www.ilmutekniksipil.com/wp-content/uploads/2012/06/TULANGAN-GESER-PADA-BALOK-2.jpg

Jenis tulangan geser yang umum dikenal adalah sengkang vertical (vertical stirrup) yang dapat berupa baja tulangan yang berdiameter kecil ataupun jaringan kawat baja las yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial penampang, dan sengkang miring. Sengkang biasanya terbuat dari tulangan berdiameter kecil, seperti diameter 8, 10, atau 12 mm yang mengikat tulangan longitudinal. Sengkang miring untuk komponen struktur non pratekan dapat berupa tulangan longitudinal yang dibengkokkan membentuk sudut 300 atau lebih terhadap arah tulangan tarik longitudinal.

Gambar 2.2. Tulangan Geser dan Tulangan Lentur

Sumber: http://www.ilmutekniksipil.com/wp-content/uploads/2012/06/TULANGAN-GESER-PADA-BALOK-3.jpg

Keruntuhan geser pada balok dapat dibagi menjadi empat kategori:

1. Balok tinggi dengan rasio a/d < 1/2
Untuk jenis ini, tegangan geser lebih menentukan dibanding tegangan lentur. Setelah terjadi keretakan miring, balok cenderung berperilaku sebagai suatu busur dengan beban luar ditahan oleh tegangan tekan beton dan tegangan tarik ada tulangan memanjang. Begitu keretakan miring terjadi balok segera berubah menjadi suatu busur yang memiliki kapasitas yang cukup besar.
2. Balok pendek dengan 1 < a/d < 2,5, kekuatan gesernya melampaui kapasitas keretakan miring.
Seperti balok tinggi kapasitas, kapasitas geser ultimit juga melampaui kapasitas keretakan geser. Keruntuhan akan terjadi pada tingkat beban tertentu yang lebih tinggi dari tingkat beban yang menyebabkan keretakan miring. Setelah terjadi retakan geser-lentur, retakan ini menjalar ke daerah tekan beton bila beban terus bertambah
3. Balok dengan 2,5 < a/d < 6, kekuatan geser sama dengan besar kapasitas keretakan miring.
Pada jenis ini lentur muiai bersifat dominan, dan keruntuhan geser sering dimulai dengan retak lentur murni yang vertical di tengah bentang dan akan semakin miring jika semakin dekat ke perletakan yang tegangan gesernya semakin besar.

Gambar 2.3. Jenis Keretakan pada Balok

Sumber: https://sanggapramana.files.wordpress.com/2010/07/ tulangan-geser.doc

4. Balok panjang dengan rasio a/d>6, kekuatan lentur lebih kecil dibanding kekuatan gesernya, atau dengan kata lain keruntuhan akan sepenuhnya ditentukan oleh ragam lentur
2.2. Perencanaan Tulangan Geser
Perencanaan tulangan geser dilakukan melalui beberapa tahapan. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah tahapan – tahapan dari perencanaan tulangan geser.
2.2.1. Hitung Kuat Geser Perlu (V_u)
Perencanaan penampang geser harus didasarkan pada:

Dengan V_u adalah gaya geser terfaktor pada penampang yang ditinjau dan V_n adalah kuat geser nominal yang dihitung dari:

Dengan V_c adalah kuat geser nominal yang disumbangkan oleh beton. Dalam menentukan kuat geser harus dipenuhi:
1. Dalam menentukan kuat geser V_n, pengaruh dari setiap bukaan pada komponen struktur harus diperhitungkan.
2. Dalam penentuan kuat geser V_c, pengaruh tarik aksial yang disebabkan oleh rangkak dan susut pada komponen struktur yang dikekang deformasinya harus diperhitungkan. Pengaruh tekan lentur murung pada komponen struktur lentur yang tingginya bervariasi boleh diperhitungkan.
Catatan: gaya geser yang dipakai di daerah sendi plastis adalah gaya geser sejauh d (tinggi efektif balok) dari muka kolom dan gaya geser di luar sendi plastis dipakai gaya geser pada 2h dari muka kolom
2.2.2. Hitung Besarnya Kuat Geser Nominal dari Beton Berdasarkan Ketentuan yang Ada
Kuat geser yang terjadi pada beton bisa terjadi pada beton ringan, beton untuk komponen struktur non-prategang, dan beton untuk komponen struktur prategang. Berikut adalah beberapa penjelasannya berdasarkan SNI Beton tahun 2002.
2.2.2.1. Beton Ringan
Ketentuan mengenai kuat geser dan torsi pada dasarnya hanya berlaku untuk beton normal. Bila digunakan beton agregat ringan, maka salah satu modifikasi berikut harus dilakukan terhadap nilai dengan disesuaikan pasal yang ada pada SNI yaitu pasal 13, kecuali pasal yang dijelaskan tidak perlu pada SNI Beton 2002.
2.2.2.2. Kuat Geser yang Disumbangkan oleh Beton untuk Komponen Struktur Non-Prategang
Kuat geser V_c harus dihitung menurut ketentuan:
1. Untuk komponen struktur yang hanya dibebani oleh geser dan lentur berlaku,

2. Untuk komponen struktur yang dibebani tekan aksial,

Besaran Nu/Ag harus dinyatakan MPa
3. Untuk komponen struktur yang dibebani oleh gaya aksial yang cukup besar, tulangan geser harus direncanakan untuk memikul gaya geser total yang terjadi, kecuali bila dihitung secara lebih rinci sesuai dengan ketentuan
2.2.2.3. Kuat Geser yang Disumbangkan Beton pada Komponen Struktur Prategang
1. Bila tidak dihitung secara rinci menurut ketentuan, maka kuat geser beton V_c komponen struktur dengan gaya prategang efektif tidak kurang dari 40% kuat tarik tulangan lentur dapat dihitung dari

Tetapi V_c tdak perlu kurang daripada (1/6) b_wd dan juga V_c tidak boleh lebih besar daripada 0,4 b_wd ataupun lenbih daripada nilai yang diberikan pada persamaan yang tertulis pada SNI. Besaran V_ud/M_u tidak boleh diambil lebih besar daripada 1, dengan M_u adalah momen terfaktor yang terjadi secara bersamaan dengan V_u­ pada penampang yang ditinjau. Pada persamaan diatas, variable d dalam suku V_ud/M _u adalah jarak dari serat tekan terluar ke titik berat tulangan prategang.
2.2.3. Kontrol Besarnya Kuat Geser Nominal dari Tulangan Geser
Tulangan geser dapat terdiri dari:
1. Sengkang yang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur
2. Jaring kawat baja las dengan kawat – kawat yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur
3. Spiral, sengkang ikat bundar atau persegi
Untuk komponen struktur non-prategang, tulangan geser dapat juga terdiri dari:
1. Sengkang yang membuat sudut 45⁰ atau lebih terhadap tulangan tarik longitudinal
2. Tulangan longitudinal dengan bagian yang ditekuk untuk mendapatkan sudut sebesar 30⁰ atau lebih terhadap tulangan tarik longitudinal
3. Kombinasi dari sengkang dan tulangan longitudinal yang ditekuk
4. Spiral
Kuat leleh rencana tulangan geser tidak boleh diambil lebih dari 400 MPa, kecuali bila digunakan jarring kawat baja las, kuat leleh rencananya tidak boleh lebih daripada 550 MPa. Sengkang dan batang atau kawat tulangan lain yang digunakan sebagai tulangan geser harus diteruskan sejauh jarak d dari serat tekan dan harus dijangkarkan pada kedua ujungnya menurut ketentuan agar mampu mengembangkan kuat leleh rencananya.
Spasi tulangan geser yang dipasang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur tidak boleh melebihi d/2 untuk komponen struktur non-prategang dan (3/4)h untuk komponen struktur prategang, atau 600 mm. untuk sengkang miring dan tulangan longitudinal yang ditekuk miring harus dipasang dengan spasi sedemikian hingga setiap garis miring 45⁰ ke arah perletakan yang ditarik dari tengah tinggi komponen struktur d/2 ke lokasi tulangan tarik longitudinal harus memotong paling sedikit satu garis tulangan geser. Apabila V_s melebihi , maka spasi maksimum yang diberikan pada kriteria sebelumnya harus dikurangi setengahnya.
Bila pada komponen struktur lentur beton bertulang (prategan maupun non-prategan) bekerja gaya geser terfaktur V_u yang lebih besar dari setengah kuat geser yang disumbangkan beton ФV_c, makaharus selalu dipasang tulangan geser minimum, kecuali untuk:
1. Pelat dan fondasi telapak
2. Konstruksi pelat rusuk
3. Balok yang tinggi tial yang tidak lebih dari nilai terbesar antara 250 mm, 2,5 kali tebal sayap, atau 0,5 kali lebar badan.
Biala pengaruh puntir diijinkan untuk diabaikan, maka luas tulangan geser minimum untuk komponenstruktur prategang (kecuali seperti yang diatur dalam SNI komponen struktur non prategang harus dihitung dari:

Tapi A_v tidak boleh kurang dari , dengan b_w dan s dinyatakan dalam millimeter.
Untuk komponen strukutur prategang dengan gaya prategang efektif tidak kurang dari 40% kuat tarik tulangan lentur, luas tulangan geser minimum tidak boleh kurang dari nilai A_v terkecil yang dihasilkan dari persamaan diatas dan persamaan berikut ini:

Bila gaya geser teraktor V_u lebih besar daripada kuat geser ФV _c, maka harus disediakan tulangan geser untuk memenuhi persamaan, dimana dalam hal ini kuat geser V_s harus dihitung berdasarkan ketentuan. Bila digunakan tulangan geser yang tegak lurus terhadap sumbu aksial komponen struktur, maka:

Dengan A_v adalah luas tulangan geser yang berada dalam rentang jarak s.
Bila sengkang ikat bundar, sengkang ikat persegi atau spiral digunakan sebagai tulangan geser, maka V_s harus dihitung demgam persamaan diatas, dimana d harus diambil sebagai tinggi efektif. Nilai A_v harus diambil sebagai dua kali luas batang tulangan pada sengkang ikat persegi, atau spiral dengan spasi s, dan f_yh adalah kuat leleh tulangan sengkang ikat bundar, sengkang ikat persegi atau spiral.
Bila sebagai tulangan geser digunakan sengkang miring, maka:

Bila tulangan geser terdiri dari satu bindang tunggal atau satu kelompok batang – batang tulangan sejajar, yang semuanya ditekuk miring pada jarak yang sama dari tumpuan, maka

Tetapi tidak lebih dari
Bila tulangan geser terdiri dari stu rangkaian atau beberapa kelompok batang tulangan sejajar yang masing – masing ditekuk miring pada jarak yang tidak sama dari tumpuan, maka kuat geser V_s harus dihitung dengan persamaan untuk sengkang miring. Hanya tiga per empat bagian tengah dari bagian yang miring pada setiap tulangan longitudinal yang ditekuk miring yang boleh dianggap efektif sebagai tulangan geser.
Bila untuk menulangi satu bagian yang sama dari suatu komponen struktur digunakan lebih dari satu jenis tulangan geser, maka kuat geser V _s harus dihitung sebagai jumlah dari nilai – nilai V_s yang dihitung untuk masing – masng tipe tulangan geser yang digunakan.
Catatan:
Kuat geser V_s, tidak boleh diambil lebih dari
2.3. Contoh Soal Penulangan Geser
Soal: Sebuah balok beton dengan dimensi lebar 300 mm dan tinggi 500 mm, dibuat dengan menggunakan beton mutu f’c=22,5 Mpa dan baja tulangan fy = 300Mpa. Jika balok digunakan untuk menahan gaya geser sebesar 200 Kn,rencanakan tulngan geser yang diperlukan.
Jawab:
Vn= Vc + Vs

=
Vc=
Vc= x
.Vc = 0,75 x 106,7 = 80 kN
Vu > . Vc
200 kN > 80 kN diperlukan tulangan geser
Vs= – Vc
= 267 – 106,7 = 160,3 kN
Nilai Vs harus lebih kecil dari
= x Vs = 160,3 Kn
Dicoba dipakai sengkang 10 mm (As = 0,79
Av= 2 x As = 2 x 0,79 = 1,58 = 158
Dipakai sengkang vertical :
Vn=
160,3=
S = 133 mm
1/3. . = 1/3. . = 213,5 Kn
160,3 213,5 jarak sengkang maksimum adalah d/2 = 450/2 = 225 mm atau 600 mm
Di pasang sengkang 10 mm dengan jarak 125 mm ( 10 – 125 mm)

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah dibahas pada bab sebelumnya, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa gaya geser yang mungkin terjadi pada struktur dapat menyebabkan kegagalan struktur seperti akan timbulnya retakan pada bagian – bagian tertentu dari struktur tersebut. Sehingga untuk meredam gaya geser ini, maka diperlukan tulangan tambahan yaitu tulangan geser yang bisa meredam dan meredam gaya geser tersebut.

Tulangan geser bisa memiliki berbagai bentuk disesuaikan dengan kebutuhan yang ada serta disesuaikan dengan desain. Jumlah dari tulangan geser beragam tergantung pada daerah atau gaya geser yang terjadi pada struktur tersebut. Tulangan geser umumnya disebut tulangan sengkang digunakan untuk pengikat dari tulangan utama.
3.2. Kritik dan Saran
Makalah ini dibuat untuk memberi pengetahuan kepada pembaca tentang bagaimana pengaruh gaya geser pada struktur dan pengguanaan tulangan geser. Pada makalah ini, penulis sadar bahwa banyak hal yang kurang dan perlu dibenahi. Maka dari itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun yang bisa memperbaiki makalah ini sehingga menjadi makalah yang lebih baik lagi.