## PERILAKU KERUNTUHAN BALOK BETON MUTU NORMAL DENGAN PENGEKANGAN PADA DAERAH TEKAN

## Tahan
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Palangka Raya E-mail: utuntahan10@gmail.com

## ABSTRAK
Beton  adalah  material  konstruksi  yang  banyak  dipakai  sampai  saat  ini  dibandingkan  dengan  material  lain seperti kayu dan  baja. Hal ini  dikarenakan material penyusunnya mudah didapat, mempunyai kekuatan yang cukup  kuat, keawetan, proses pembuatannya mudah dan dari segi keekonomisan harganya terjangkau. Beton secara  umum  digolongkan  menjadi dua  golongan,  yaitu  mutu  normal dan mutu  tinggi. Sampai  saat  ini banyak dipakai dalam pembangunan. Beton mutu normal mempunyai mutu berkisar 20 M pa sampai  dengan 58 M pa, sedangkan beton mutu tinggi berkisar di atas 58 M pa, aplikasi dalam struktur bangunan salah satunya adalah  perilaku  keruntuhan  balok  beton  mutu  normal  dengan  pengekangan  pada  daerah  tekan.  Untuk menganalisis pengaruh perilaku keruntuhan balok beton mutu normal dan divariasikan Finite Elemen Analysis (FEA)  menggunakan ANSYS Ed.9.0 dengan variasi  jarak  sengkang didaerah  tumpuan   masing  – masing  (40, 80, 120, 150) mm dan variasi jarak sengkang di daerah lapangan masing-masing  (40, 80, 120, 125, 150, 100, 75, 50)  mm dengan ukuran balok  15/20. Material baja yang digunakan mempunyai tegangan utama masing- masing 400 M pa Tegangan tulangan sengkang  200 M pa, tegangan mutu normal 25 M pa. Berdasarkan analisis manual    dan  FEA besarnya  kapasitas  momen  ultimit  yang  terjadi    pada    model  balok dengan  rapatnya  jarak sengkang  di  daerah  tekan  nilai  momen  ultimitnya  akan  naik  baik  di  daerah  momen  tumpuan  dan  lapangan. Deformasi yang terjadi menurun dan perilaku retak di daerah tekan dapat diminimalkan.
Kata Kunci: beton mutu normal, beban maksimum,  deformasi, variasi  jarak sengkang.

## ABSTRACT
Concrete  is  a  widely  used  construction  material  now  Compared  to  other  materials  such  as  wood  and  steel. This  is  because  the  constituent  material  is  easy  to  obtain,  has  enough  strength,  good  durability,  the  making process is easy and in terms of economic price affordable. Concrete is Generally classified into two classes, namely  normal  quality  and  high  quality.  Both  of  them  are  now  widely  used  in  the  construction  activities. Normal quality concrete has a quality of 20 Mpa up to 58 MPa, while high quality concrete ranges above 58 Mpa. One of the applications in  the structures is collapse behavior concrete beams on the normal quality of norm with the confinement on the pressure area. To analyze the effect of collapse behavior of normal quality concrete  beams  and  varied  Finite  Element  Analysis  (FEA)  by  using  ANSYS  Ed.  9.0  with  stirrups  variation space  in  te  respective  spans  (40,  80,120,150)  mm  and  stirrup  variation  distance  in  the  respective  field (40,80,120,125,150,100,75.50) mm with 15/20 beam size. The steel material used has stress power of 400 each Mpa, stirrup stress 200 Mpa, normal quality stress 25 Mpa. Based on manual analysis and FEA the magnitude of ultimate capacity that occurs in the model of the beam with the dense stirrup on the stress area the ultimate moment value will rise both in the moment span area and in the field. The deformation is decreasing and the crack behavior on the pressure area can be minimized.
Keywords: normal quality concrete, maximum load, deformation, distance variation stirrup
MEDIA ILMIAH TEKNIK SIPIL Volume 8 Nomor 2 Juni 2020 Hal. 125-131

## PENDAHULUAN
Beton  adalah  material  konstruksi  yang banyak  dipakai  sampai  saat  ini  dibandingkan dengan material lain seperti kayu dan baja. Hal ini dikarenakan material penyusunnya mudah didapat, mempunyai  kekuatan  yang  cukup  kuat,  keawetan, proses pembuatannya mudah dan segi keekonomisan   harganya  terjangkau.
Beton        secara      umum    digolongkan menjadi        dua      golongan,      yaitu    beton    mutu normal    dan    beton    mutu      tinggi.    Beton    mutu normal    adalah    beton    yang    mempunyai    mutu berkisar  20  Mpa  sampai    dengan    58    Mpa    dan dibuat        menggunakan        agregat      alam      yang dipecah atau tanpa dipecah. Sedangkan beton mutu tinggi  adalah    beton      yang      mempunyai  mutu diatas  58  Mpa  dan  dibuat  menggunakan  agregat alam      yang      dipecah      atau        agregat  buatan dengan      campuran      bahan      tambah  (additive) serta      metode      pelaksanaan      yang  disesuaikan dengan  kebutuhan  kuat  tekannya  (SNI-03-2847- 2002).
Dalam penelitian ini, dirumuskan permasalahan    analisis    pengaruh    variasi pengaturan    jarak      sengkang      pada      daerah
tekan,  untuk  menentukan    perilaku    keruntuhan dari struktur   balok  tersebut.  Analisis  dilakukan dengan  membuat    model    balok      berdasarkan hasil    uji  eksperimental    terdahulu      menggu  - nakan      analisis  elemen  hingga    dengan    bantuan program    komputasi    ANSYS  Ed.9.0.
Tujuan  dalam  penelitian  adalah  untuk menentukan  kekuatan  dan  daktilitas  kurvatur akibat      pengekangan      didaerah      tekan      pada model    balok    mutu      normal,    sehingga    dapat ditentukan kapasitas penampang  ultimid  dan nilai keaaman  yang  dapat  digunakan,perilaku  retak  dan deformaasi.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan memodelkan  variasi    pengaturan    jarak    sengkang pada      daerah      tekan    dengan    menggunakan analisa  metode  tiga    dimensi      elemen    hingga dengan      bantuan      komputasi    ANSYS  Ed.9.0. Hasil  analisa    yang      akan      diperoleh      berupa gambar      deformasi      dan      pola      retak      balok dengan        variasi        model        tercantum      dalam Tabel. 1
Tabel. 1 Jumlah model yang akan dianalisa menggunakan program komputasi ANSYS . Ed .9.0 No Nomor Model b h Фlentu r Фs f c f y fys ST SL (mm)  (mm) (mm) (mm)  ( M pa)  ( M pa)  ( M pa)  (mm)  (mm) 1 TT40.40.01 150 200 7,44 4 20,38 252 240 40 40 2 TT80.80.02 150 200 7,44 4 20,38 252 240 80 80 3 TT120.120.03 150 200 7,44 4 20,38 252 240 120 120 4 TT150.150.04 150 200 16 8 25 400 240 150 150 5 TT150.125.05 150 200 16 8 25 400 240 150 125 6 TT150.100.06 150 200 16 8 25 400 240 150 100 7 TT150.75.07 150 200 16 8 25 400 240 150 75 8 TT150.50.08 150 200 16 8 25 400 240 150 50
Keterangan TTX.Y.Z:
TT   =    Model balok persegi menggunakan nama penulis X     =    Variasi jarak sengkang didaerah tumpuan (mm) Y     =    Variasi jarak sengkang didaerah lapangan Z     =    Nomor urut model

## HASIL DAN  PEMBAHASAN
Validasi  hasil  variasi  pengaturan  jarak sengkang    menggunakan    ANSYS  Ed.9.0  dengan hasil          eksperimental  terdahulu.  Analisis  awal permodelan  ini    adalah  permodelan  balok   persegi sesuai  dengan  uji eksperimental terdahulu dengan model  balok untuk  tulangan  sengkang  tumpuan berjarak  40    mm      dan      tulangan      sengkang lapangan  berjarak  40  mm  diambil      dari      satu
contoh  model  TT    40.40.01  dapat  dilihat        pada Gambar. 1.
Hasil  model      dengan      menggunakan program        komputasi    ANSYS  Ed.9.0    akan dibandingkan  dengan  hasil  eksperimental  untuk mendapatkan suatu momen ultimid yang mendekati hasil uji eksperimental diambil dari satu contoh  model  TT40.40.01  dapat  dilihat  pada Gambar. 2
Gambar. 1 Penampang  Melintang dan Memanjang Model Balok Variasi Tipe TT40.40.01 (mm) Untuk Validasi Eksperimental Oleh Basuki (Basuki,N.H, 2006).
Gambar. 2 Potongan Memanjang Model Balok TT40.40.01 dengan Meshing Volumes dalam Program Komputasi ANSYS Ed .9.0.
Dari  Gambar.  3  dan  gambar.  4  countur tegangan  ditandai  dengan  indikator  warna.  Warna biru  menandakan  tegangan  minimal  warna  merah menandakan  tegangan  maksimal  yang  terjadi. Berdasarkan  analisis  konsentrasi  tegangan  pada tiap model, untuk model vaalidasi TT40.40.01 dan TT150.50.08 dengan rapatnya jarak sengkang pada daerah  tegangan  bentang,  tegangang  yang  terjadi cenderung  turun.  Hal  ini  menandakan  daerah
tegangan bentang masih kuat menahan beban yang terjadi  dengan  load  value  pressure  rasio  sebesar 2,00  atau  sebesar  18  kN.  Perilaku  model  balok menjadi lebih kuat demikian juga untuk load value pressure  rasio sebesar 4,00 atau sebesar 36,00 kN. Tegangan  yang  terjadi  juga  cendrung  turun sehingga  dari  gambar  kedua  tersebut  menandakan perilaku model balok mejadi lebih kuat.
Gambar. 3 Konsentrasi Tegangan Model Balok TT40.40.01 dengan Load Value =2,0
(a) Potongan Pespektif (b) Potongan Memanjang.
Gambar. 4 Konsentrasi Tegangan Model Balok TT150.50.08 dengan Load Value =4,0 (a) Potongan Pespektif (b) Potongan Memanjang.
Dari  Gambar.5  dan    Gambar.6  retak  yang terjadi  pada  model  validasi  TT40.40.01  dan TT150.50.08 dengan rapatnya jarak sengkang pada daerah  tengah  bentang,  retak  yang  terjasdi  pada tengah bentang balok tersebut dapat diminimalkan. Hal  ini  menandakan  daerah  tengah  bentang  masih kuatmenahan beban yang terjadi dengan load value pressure rasio sebesar    2,00  atau  sebesar  18  kN.
Perilaku model balok menjadi lebih kuat demikian juga  untuk  load  value  pressure  rasio  sebesar  4,00 atau sebesar 36,00 kN. Tegangan yang terjadi juga cendrung  turun  sehingga  dari  gambar  kedua tersebut  menandakan perilaku  model  balok mejadi lebih  kuat  dan  momen  yang  mapu    ditahan  lebih tinggi  serta  dan  yang  terjadi  pada  daerah  tengah bentang balok dapat diminimalkan
.
Gambar. 5 Potongan Memanjang Pola Retak pada Model Balok TT40.40.01 dengan Load Value = 2,0
Gambar. 6 Potongan Memanjang Pola Retak pada Model Balok TT150.50.08 dengan Load Value = 4,0
Tabel. 2 Konversi Nilai Pembebanan Pada Model Balok Berdasakan Hasil Analisa Menggunakan
ANSYS Ed .9.0 No Nomor Model Load Value Pressur e load value rasio (Load Value x 1,0 N/mm 2 ) Area Beban Beban P Jenis Pembebana n (N/mm 2 ) (mm 2 ) (N) (kN) 1 TT40.40.01 2,00 2,00 9000,00 18000,0 0 18,00 Pressure 2 TT80.80.02 2,00 2,00 9000,00 18000,0 0 18,00 Pressure 3 TT120.120.0 3 2,00 2,00 9000,00 18000,0 0 18,00 Pressure 4 TT150.150.0 4 4,00 4,00 9000,00 36000,0 0 36,00 Pressure 5 TT150.125.0 5 4,00 4,00 9000,00 36000,0 0 36,00 Pressure 6 TT150.100.0 6 4,00 4,00 9000,00 36000,0 0 36,00 Pressure 7 TT150.75.07 4,00 4,00 9000,00 36000,0 0 36,00 Pressure 8 TT150.50.08 4,00 4,00 9000,00 36000,0 0 36,00 Pressure

## PENUTUP

## Kesimpulan
Untuk  menganalisis  pengaruh  perilaku keruntuhan    balok    beton      mutunormal  dan divariasikan Finite Elemen Analysis FEA) menggunakan      ANSYS  Ed.9.0  dengan  variasi jarak  sengkang  didaerah  tumpuan    masing  – masing    (40,80,120,150)    mm  dan    variasi  jarak sengkang    didaerah        lapangan     masing-masing (40,80,120,125,150,100,75,50)    mm      dengan ukuran          balok    15/20.  Material  baja  yang digunakan  mempunyai  tegangan  utama  masing- masing  400Mpa  Teganga  tulangan  sengkang    200 Mpa,  tegangan    mutu    normal      25    Mpa. Berdasarkan analisis manual  dan   FEA  besarnya kapasitas      momen  ultimif    yang      terjadi    pada model   balok   dengan rapatnya   jarak   sengkang didaerah      tekan      nilai    momen    ultimifnya    akan naik    baik      didaerah    momentumpuan  dan lapangan.  Deformasi    yang    terjadi  menurun    dan perilaku  retak didaerah tekan dapat diminimalkan.

## DAFTAR PUSTAKA
ANSYS  Release  11.  2007.  Programmer's  Manual for  ANSYS.  ANSYS  Incorporations  and ANSYS    Europe,  Ltd.  (http://ansys.com diakses tanggal   5   September  2009).
American  Concrete      Institute        (ACI)        1999 SLAB     DESIGN    In    Accordance with ACI  318-77  Supplement  To:  Design Handbook  in  Accordance  with  the  strength Design Method ACI   PUBLICATION   SP- 17(73)(S).
Army, B. Perilaku    Pelat   Lantai Jembatan Beton Komposit    Pracetak      dan      Cast  In    Place Tanpa    Tulangan  Geser  Horizontal    Akibat Beban  Statis  Terpusat.    Jurnal  Ilmiah Poli  Rekayasa    Volume  1,  Nomor  2,  Maret 2006 ISSN:  1858  -  3709.
Basuki, N. H, 2006 (Eksperimental Model Balok)
Badan  Peneliti  dan  Pengembangan,  Departemen Pekerjaan  Umum,  Standard   dan     Pedoman Bahan Konstruksi  Bangunan  dan  Rekayasa Sipil. Edisi 2009
Bridge  Management    System  (BMS).  1992. Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan       Umum.
Chang.  1998,  Bond      in      Reinforced      Concrete Behavior  and  Design  Criteria,  ACI  Journal January-February 1986.
Chu-Kia  Wang  Charles    G.Salmon      Reinforced Concrete Design, Fourth Edition.
Ese  Soedarsono  HS,    Design    and    Detailing    of Flat Slab, 27 February 2002.
http://www.gussuta.com/teknik/perpustakaan- teknik-sipil.html
Jack C. Mc Cormac. Desain Beton Bertulang Edisi Kelima  Jilid  2  Penerbit  Erlangga Jakarta.
Kodur,  V.K.R.    Bisby,   L.A.    Evaluation   of    Fire Endurance  of  Concrete  Slabs  Reinforced With    FRP    Bars.    Journal      of      Structural Engineering.    ASCE.      131    (1).   2005.
Pp  34-43        (http://link.aip.org          diakses tanggal 4 Agustus 2009).
Mac  Gregor,    J.  G.  1997.  “Reinforced  Concrete: Mechanics  and  Design  3rd  Ed.”  Prentice- Hall International, Inc.
Matsui.  1997.  Tinjauan  perilaku  tegangan  lekat pada    struktur    beton    bertulang      dengan Metode Semi Beam dan Pull Out
Mulyono,  Tri.  Teknologi  Beton,    CV.  ANDI OFFSET Yogyakarta Indonesia 2003.
Neville,   A. Aitcin,   P. C.    High    Performance Concrete-an  overview  Journal  of  Material and Structure. 31. March 1998. pp 111-117.
Parvanova, Sonia. L., et al. 2004.   Modeling   The Nonlinear    Behaviour   of  R/C   Beams  With Moderate  Shear  Span  and  Without  Strirrups Using  Ansys.  National  Science  Fund. Bulgaria
Purwono,  R  .  2005.  Tata  Cara  Perhitungan Struktur  Beton  Bertulang    Tahan      Gempa (SN103-1726-2002). Edisi ketiga ITS Press.
Surabaya. Indonesia
Purwono,  R.  Tavio,Iswandi  I,      I.Gusti      Putu  R.
Tata  Cara    Perhitungan        Struktur      Beton Untuk      Bangunan  Gedung.  (SNI  03-2847- 2002)  Dilengkapi  Penjelasan  [S-2002].  ITS Press. Surabaya. Indonesia
Park, R., Gamble, W. L. 1993 Reinforced Concrete Slabs
Shah, S.  P.  Ahmad,  S.H. 1994. High Performance Concrete:  Properties  and  Applications.
McGraw-Hill Companies, ( http://linkinghub.elsevier.com
diakses
Tanggal   4   Agustus   2009)
Zhenhua,  Wu.  2006.  Behaviour    of  High-Strength Concrete Members Under Pure  Flexure and Axial  -  Flexural      Loadings.      Disertation Civil  Engineering      North    Carolina    State University. Raleigh, North      Carolina.