## Analisis Lentur Balok Beton Dengan Bundel Tulangan
Ajis Sidiq Gumilar 1 , Eko Walujodjati 2
Jurnal Konstruksi Institut Teknologi Garut Jl. Mayor Syamsu No. 1 Jayaraga Garut 44151 Indonesia Email : jurnal@itg.ac.id
1 ajisgumilar@gmail.com 2 eko.walujodjati@itg.ac.id
Abstrak – Baja pada balok beton merupakan salah satu kombinasi antara beton yang memiliki kuat  tekan  yang  tinggi  dan  baja  tulangan  yang  memiliki  kuat  tarik  yang  tinggi  sehingga  jika disatukan  akan  menghasilkan  kombinasi  yang  kuat.  Akan  tetapi  kadang  seorang  arsitektur memerlukan balok yang dimensinya lebih kecil sehingga perlu dilakukan penempatan tulangan dengan cara Bundel. Hal ini diperlukan karena batasan dimensi elemen struktur. Dengan Bundel tulangan  akan  menghasilkan  elemen  struktur  yang  lebih  kecil  dan  memudahkan dalam  proses pemadatan adukan beton. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode kuantitatif yang mana penelitian  ini  banyak  membahas  angka-angka.  Penelitian  yang  dilakukan  yaitu  menghitung kapasitas  momen  pada  balok  beton  dengan  bundel  tulangan  dan  membandingannya  dengan perhitungan  kapasitas  momen  pada  balok  beton  yang  dipasang  tulangan  secara  biasa.  Hasil daripembahasan penelitian ini yaitu nilai kapasitas momen balok beton dengan dengan bundel tulangan lebih besar dari balok beton dengan tulangan biasa. Dimana nilai yang didapat (ᶲMn) sebesar 2.232 KN.m untuk balok beton dengan bundel tulangan dan (ᶲMn) sebesar 1.989 KN.m untuk balok beton dengan tulangan biasa. Maka selisih nilai kapasitas momen tersebut sebesar 12.22% lebih besar balok beton dengan bundel tulangan.
Kata Kunci – Balok Beton Tulangan; Bundel Tulangan; Kapasitas Momen; Lentur Balok.

## I. PENDAHULUAN
Beton  merupakan  material  yang  sangat  mendominasi  bahan  untuk  kontruksi.  Hal  ini  disebabkan  bahan pembuatan beton mudah didapat, lebih murah dan lebih praktis dalam pengerjaan serta mampu menahan beban yang besar [1]. Beton juga banyak mengalami perkembangan baik dalam teknologi pembuatan campurannya ataupun  dalam  pelaksanaannya.  Bahan-bahan  dasar  pembuatan  beton  adalah  semen,  pasir,  kerikil  dan  air. Perkembangan beton yang telah dikenal luas adalah kombinasi antara material beton dan baja tulangan yang digabungkan menjadi satu kesatuan konstruksi yang dikenal dengan beton bertulang.
Beton bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum yang direncanakan. Kekuatan, keawetan dan sifat Beton Bertulang yang lain tergantung dari sifat- sifat  bahan  dasar  pembentuknya,  nilai  perbandingan  bahanbahannya,  serta  jumlah  dan  luas  tulangan  yang terdapat pada beton tersebut [1].
Dalam konstruksi baton bertulang, kadang perlu dilakukan penempatan tulangan dengan cara bundel. Hal ini diperlukan  karena  batasan  dimensi  elemen  struktur.  Dengan  bundel  tulangan  akan  menghasilkan  elemen struktur yang lebih kecil dan memudahkan dalam proses pemadatan adukan beton.
Oleh karena itu pada analisis ini bertujuan untuk mengetahui nilai lentur balok beton dengan bundel tulangan dan tanpa bundel tulangan secara perhitungan analitis yang nantinya akan dibandingkan dengan hasil pengujian
di laboratorium dan dari hasil tersebut bisa diketahui perbandingan kekuatan nilai kapasitais momen sebagai acuan dalam penggunaan balok beton dengan bundel tulangan.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Penelitian Terdahulu
Tabel 1: Penelitian Terdahulu
Penulis Fiany Fajar Puspita Anggraini Sulistiyowati Ajis Sidiq Gumilar Tahun 2018 2020 2021 Judul Analisis  Retak  Lentur  Pada Balok Beton Bertulang Mutu Tinggi Yang Diperbaiki Dengan Injeksi Epoxy Analisis  Kapasitas  Lentur Balok Beton Bertulang Dengan  Campuran  Pasir Besi Analisis  Lentur  Balok  Beton Dengan Bundel Tulangan Tujuan Untuk  mengamati  perilaku lentur  pada  balok  beton bertulang  mutu  tinggi  yang diperbaiki  dengan  injeksi epoxy . Menegetahui kapasitas lentur  balok  beton  Dengan campuran pasir besi Untuk  menganalisis  lentur  balok beton dengan bundel tulangan yang nantinya akan dibandingkan
dengan hasil pengujian di laboratorium Persamaan Analisis lentur balok beton Perbedaan Pada  balok  beton  bertulang mutu  tinggi  yang  diperbaiki dengan injeksi epoxy . Pada  balok  beton  bertulang dengan  dengan  campuran pasir besi Pada  balok  beton  yang  dipasang bundle tulangan

## B. Beton Bertulang
Beton bertulang adalah beton  struktural yang ditulangi dengan tidak lebih dari jumlah baja prategang atau tulangan non-prtategang minimum yang ditetapkan[2]. Beton bertulang merupakan gabungan dari dua jenis bahan, yaitu beton polos, yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi kekuatan tariknya rendah. dan batangan  baja  yang  ditanamkan  di  dalam  beton  yang  dapat  memberikan  kekuatan  tarik  yang  diperlukan. Misalnya pada balok tulangan baja diletakkan di daerah tarik [3].

## C. Batang Baja Tulangan
Baja karbon atau baja paduan yang berbentuk batang berpenampang bundar dengan permukaan polos atau sirip/ulir dan digunakan untuk penulangan beton. Baja ini diproduksi dari bahan baku billet dengan cara canai panas (hot rolling)[4]. Berdasarkan bentuknya, baja tulangan beton dibedakan menjadi 2 (dua) jenis yaitu baja tulangan beton polos (BJTP) dan baja tulangan beton sirip (BJTS).
Sifat fisik batang tulangan baja yang paling penting untuk digunakan dalam perhitungan perencanaan beton bertulang ialah tegangan luluh (fy) dan modulus elastisitas {Es). Tegangan luluh (titik luluh) baja ditentukan melalui prosedur pengujian standar dengan ketentuan bahwa tegangan luluh adalah tegangan baja pada saat meningkatnya  tegangan  tidak  disertai  lagi  dengan  peningkatan  regangannya.  Di  dalam  perencanaan  atau analisis  beton  bertulang  umumnya  nilai  tegangan  baja  tulangan  diketahui  atau  ditentukan  pada  awal perhitungan.
Modulus elastisitas baja tulangan ditentukan berdasarkan kemiringan kurva tegangan-regangan di mana antara mutu baja yang satu dengan yang lainnya tidak banyak bervariasi. Ketentuan SK. SNI T-15-1991-03. 1993 menetapkan bahwa nilai modulus elastisitas baja adalah 200000 Mpa, sedangkan modulus elastisitas untuk tendon prategang harus dibuktikan dan ditentukan melalui pengujian atau dipasok oleh pabrik produsen.
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 303-312

## D. Bundel Tulangan
Rujukan  [5],  Bundel  tulangan  merupakan  kumpulan  dari  tulangan  sejajar  yang  diikat  dalam  satu  bundel sehingga bekerja dalam satu kesatuan tidak boleh terdiri lebih dari empat tulangan per bundel. Bundel tulangan harus dilingkupi oleh sengkang atau sengkang pengikat. Pada balok, tulangan yang lebih besar dari D-36 tidak boleh  dibundel.  Masing-masing  batang  tulangan  yang  terdapat  dalam  satu  bundel  tulangan  yang  berakhir dalam bentang komponen struktur lentur harus diakhiri pada titik-titik yang berlainan, paling sedikit dengan jarak 40 db secara berselang.
Gambar 1. Jenis – jenis bundle tulangan [6] Sumber: E. Walujodjati, 2021
Adanya persyaratan jarak bersih antar tulangan dan persyaratan luas tulangan menghendaki penggabungan tulangan  di  dalam  beberapa  batang  yang  sejajar.  Batang  batang  tulangan  yang  digabungkan  menjadi  satu kesatuan disebut bundel tulangan. Bundel tulangan tersebut tidak boleh lebih dari 4 batang[7]. Untuk diameter tulangan yang sama dalam satu bundel diameter ekuivalennya (d e ) adalah
de = db √2 untuk 2 tulangan dalam satu berkas (1) de = db √3 untuk 3 tulangan dalam satu bundel (2) de = 2.db untuk 4 tulangan dalam satu bundel (3)

## E. Balok Lentur
Rujukan [8] mengatakan tegangan lentur pada balok diakibatkan oleh regangan yang timbul karena adanya beban luar. Apabila beban bertambah maka pada balok akan terjadi deformasi dan regangan tambahan yang mengakibatkan retak lentur disepanjang bentang balok. Bila beban semakin bertambah, pada akhirnya terjadi keruntuhan  elemen  struktur.  Taraf  pembebanan  yang demikian  disebut  keadaan limit  dari  keruntuhan  pada lentur.  Balok merupakan elemen struktur  yang menyalurkan  beban-beban  pelat lantai  ke  kolom  penyangga yang vertikal. Dengan menggunakan prinsip keseimbangan statika ditentukan besar momen lentur dan geser yang terjadi pada setiap penampang balok yang bekerja menahan beban [9].
Penampang Balok Bertulangan Kurang ( Underreinforced ) penampang ini adalah penampang dengan jumlah tulangan baja tarik kurang dari jumlah tulangan yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan regangan (As < Asb). Dalam kondisi ini regangan baja tarik ɛs > ɛy dan tegangan baja tarik fs = fy yang berarti tulangan baja tarik sudah lebih dulu leleh sebelum beton tekan hancur.
Gambar 2: Penampang bertulangan kurang (underreinforced)[10]
Karena ɛ s ≠ɛ y , maka nilai c tidak bisa langsung didapatkan dari diagram regangan.
Cc = 0,85.fc’.a.b (4) Ts = As.fy (5) Syarat keseimbangan: Cc  =  Ts 0,85.fc’.a.b =  As.fy (6) As.fy a =----------------[11] (7) 0,85.fc’.a.b Keterangan: Cc : gaya tekan beton (N) a : tinggi tekanan ekuivalen (mm) b : lebar balok tertekan (mm) Ts : gaya tarik tulangan (MPa) As : luas tulangan tarik (mm2 ) fy : kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan baja non-prategang (MPa)
Berdasarkan  peraturan  SNI  2847:2019  pasal  22.2.2.4.1,  bahwa  tegangan  beton  sama  dengan  0.85 𝑓 𝑐 ′ diasumsikan terdistribusi merata terhadap zona tekan ekuivalen yang dibatasi ujung penampang dan garis yang paralel terhadap sumbu netral, yang terletak pada jarak ( a ) dari serat tekan terjauh. Dari pernyataan diatas, maka nilai 𝑎 = 𝛽 1 × 𝑐 , dimana ( c ) merupakan garis netral dan ( 𝛽 1 ) merupakan fungsi dari mutu beton. Nilai ( 𝛽 1 ) dengan memperhatikan tabel 2.1 berikut ini :
Tabel 2: Nilai 𝛽 1 untuk distribusi tegangan beton persegi ekuivalen
No 𝜷 𝟏 fc’ (MPa) a) 0.85 17 ≤ 𝑓𝑐 ′ ≤ 28
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 303-312
b) 0.85–0.05 28 ≤ 𝑓𝑐 ′ ≤ 55 c) 0.65 𝑓𝑐 ′ ≥ 55
Sumber: SNI 2847:2019
Menentukan Kapasitas penampang:
M n = C c (d-0,5.a) atau M n = T s (d-0,5.a) [12] (8) Keterangan: 𝑀 𝑛 : Kekuatan lentur nominal pada penampang (Kn.m) Cc : gaya tekan beton (N) a : tinggi tekanan ekuivalen (mm) Ts : gaya tarik tulangan (MPa)
d : tinggi balok diukur dari tepi sisi yang tertekan ke titik berat luas beton  (mm)

## III. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu metode  penelitian  kuantitatif.  Dimana  metode penelitian ini banyak berhubungan dengan angka. Selain itu, metode penelitian ini menyajikan sebuah fakta dalam mengembangkan konsep maupun pemahaman dan menunjukkan hubungan antar variabel.
Dalam penelitian ini data-data perhitungan (persamaan) yang dipakai berdasarkan ketentuan yang berlaku dan langkah-langkah  perhitungan  yang  tercantum  dalan  diagram  alur  disusun  berdasarkan  urutan  perhitungan untuk menghasilkan nilai kapasitas momen pada balok bertulang.
As ada = 1⁄4.3,14.D²
As maks = 0,75. ρ b. b.d Mulai Diketahui : d,b, fc’, fy, As, dan Es. ɛy = fy/Es

## Gambar 3: Bagan Alir Penelitian

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Analisis Perhitungan
Penelitian ini merupakan analisis data dari hasil pengujian eksperimen uji lentur balok beton dengan bundle tulangan yang berlokasi di laboratorium Institut Teknologi Garut. Eksperimen tersebut dikerjakan oleh sodara Muhammad wildan. Pada bab ini akan membahas mengenai perhitungan kapasitas momen lentur balok beton dengan bundel tulangan dan dengan tulangan biasa. Sehingga dari hasil analisis perhitungan ini bisa diketahui perbandingan antara baton yang di bundel tulangan dengan beton betulangan biasa dan dapat merencanakan balok beton jika kebutuhan penampang balok yang lebih kecil dengan kekuatan momen lentur yang sama.
Tinjauan  analisis  ini  dilakukan  terhadap  balok  beton  benda  uji  bukan  balok  beton  struktur  sehingga  hanya ditujukan  untuk  mengetahui  kapasitas  momen  lenturnya  saja,  dan  hanya  pemasangkan  tulangan  sejajar. Perhitungan lentur ini mengacu pada peraturan peraturan yang berlaku dan rumus rumus yang sesuai dengan SNI yang berlaku.
As.fy a = 0,85.f’c.b  s ada < As maks Selesai Mu maks = (1/8 .qu.bs.L ² ) + ( ¼ .1,60 P
L .L) Kesimpulan dan saran

## Gambar 4: Tampak benda Uji Balok
Nilai mutu beton (Fc’) yang dihasilkan dari proses pengujian di laboratorium yaitu 17,34 Mpa sedangkan nilai mutu baja (fy) diambil berdasarkan SNI 2017 mengenai baja tulangan beton yaitu 280 Mpa. Lebar pada balok beton uji yaitu 150 mm, dengan panjang 600 mm dan tinggi 200 mm. Jarak serat tekan kepusat tulangan tarik (d)= 160 mm, regangan beton tekan maksimum (e c ’ )= 0.003, konstanta yang merupakan fungsi kelas kuat beton (β1)  = 0.85, Faktor beban mati (γ D )= 1.2, faktor beban hidup (γ L )= 1.6, Modulus Elastisitas baja (Es)= 200000 Mpa, Berat Sendiri Beton = 23.33 KN/m .

## B. Balok Lentur
1. Bundel Tulangan
Gambar 5: Balok Beton Bertulangan Bundel
a. Menentukan Jenis Penampang
ɛy = fy/Es =  280/200000 = 0.0014  c ’ Cb = ----------- .d  c ’+  y 0.003 = ------------------- × 160 0.003+0.0014 = 109.1 mm ab = β.cb = 0.85 × 109.1 = 92.73 mm As mak= (0.85 × fc’ × ab × b)/ fy
= (0.85 × 17.34 × 92.73 × 150)/ 280 = 732.18 mm de = db ×√ 2 = 6 ×√ 2 = 8.485 mm As ada  = 0.25 × 3.14 × de ² = 0.25 × 3.14 × 8.485 ² = 56.516 mm As maks > As Ada = 732.18 mm > 56.516 mm Maka termasuk penampang bertulangan kurang ( Underrainforced ).
b. Menghitung Kapasitas Penampang
Cc
= 0,85.fc’.a.b = 0.85 × 17.34 × a × 150 = 2210a Ts = As × fy = 56.516 × 280 = 15824.48 N Syarat keseimbangan Cc=Ts 2210a=15824.48 a = 15824.48/2210 = 7.16 mm
Mn = Ts×(d-0.5×a) = 15824.48×(160-0.5×7.16) = 2475265.16 N.mm = 2.48 Kn.m ᶲMn = 0.9×2.48 = 2.232 KN.m
2. Tulangan Biasa
Gambar 6: Balok Beton Bertulangan Biasa
a. Menentukan jenis penampang
ɛy = fy/Es =  280/200000 = 0.0014 e c ’ Cb = ----------- .d e c ’+ e y 0.003 = ------------------- × 160 0.003+0.0014
Vol. 19; No. 1; 2021; Hal 303-312
= 109.1 mm ab = β.cb = 0.85×109.1 = 92.73 mm As mak= (0.85×fc’×ab×b)/ fy = (0.85×17.34×92.73×150)/ 280 = 732.18 mm As ada  = 0.25×3.14×D² = 0.25×3.14×8² = 50.24 mm As maks > As Ada = 732.18 mm > 50.24 mm Maka termasuk penampang bertulangan kurang ( Underrainforced ).
b. Menghitung Kapasitas Penampang
Cc
= 0,85.fc’.a.b = 0.85 × 17.34 × a × 150 = 2210a Ts = As × fy = 50.24 × 280 = 14067.2N Syarat keseimbangan Cc=Ts 2210a=14067.2 a = 14067.2/2210 = 6.365 mm
Mn = Ts×(d-0.5×a) = 14067.2×(160-0.5×6.365) = 2205983.14 N.mm = 2.21 Kn.m ᶲMn = 0.9×2.21 = 1.989 Kn.

## V. KESIMPULAN

## A. Kesimpulan
Dari hasil analisis dan pembahasan mengenai lentur balok beton, maka dapat diambil  beberapa kesimpulan antara lain:
1. Hasil  dari  analisis  perhitungan  lentur  balok  beton  dengan  bundel  tulangan  didapat  nilai  kapasitas penampang  (ᶲMn)  sebesar  2.232  KN/m,  dan  hasil  perhitungan  lentur  balok  beton  dengan  tulangan biasa didapat nilai kapasitas penampang (ᶲMn) sebesar 1.989 KN/m
2. Dari  hasil  perbandingan,  secara  perhitungan  bahwa  penggunaan  bundel  tulangan  pada  beton  akan menghasilkan nilai kapasitas momen yang lebih tinggi. Dalam kasus ini nilai kapasitas momen balok beton  dengan  bundel  tulangan  lebih  besar  12.22%  dibandingkan  dengan  tulangan  biasa.  Hal  ini dikarenakan  penggabungan  2    tulangan  atau  lebih  akan  mempengaruhi  terhadap  diameter  tulangan sehingga akan menghasilkan kuat lentur yang lebih tinggi.
3. Maka ketika perencaan balok beton memerlukan dimensi yang relatif lebih kecil dengan kebutuhan nilai  kapasitas  momen  yang  besar  solusinya  bisa  dengan  bundel  tulangan  baik  tulangan  dengan  2 tulangan, 3 tulangan, atau maksimal 4 tulangan yang dibundel sesuai dengan kebutuhan nilai kapasitas momen yang di inginkan.

## B. Saran
Dari analisis perhitungan yang telah penulis lakukan, maka penulis memberi saran hal-hal sebagai berikut ini:
1. Perhitungan analisis ini hanya fokus terhadap tinjauan kuat lentur pada balok beton, alangkah baiknya untuk peneliti selanjutnya bisa melakukan analisis geser dan puntir agar dalam perencanaan balok akan menghasilkan kekuatan yang maksimal dan mampu menahan beban-beban, baik beban mati maupun beban hidup sehingga struktur yang dihasilkan menjamin keselamatan.
2. Dari hasil analisis perhitungan yang dilakukan diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan untuk aplikasi perencanaan struktur balok beton bertulang dilapangan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S. Andrean, M. D. J. Sumajouw, and R. S. Windah, “Pengujian Kuat Lentur Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Ratio Tulangan Tarik,” J. Sipil Statik Maret , vol. 3, no. 3, pp. 175–182, 2015.
[2] 2847:2013  SNI,  “Persyaratan  Beton  Struktural  untuk  Bangunan  Gedung,” Bandung  Badan  Stand. Indones. , pp. 1–265, 2013.
[3] B. Wang, C. K., Salmon, C. G., & Hariandja, Disain Beton Bertulang , 4th ed. 1993.
[4] “Baja tulangan beton,” 2017, [Online]. Available: www.bsn.go.id.
[5] “SNI 2847-2019 Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.”
[6] E. Walujodjati, J. A. Tjondro, S. Permana, and G. J. Johari, “Study of flexural strength on concrete bundled bars beams,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. , vol. 1098, no. 2, p. 022062, Mar. 2021, doi: 10.1088/1757-899x/1098/2/022062.
[7] B. Services, “Bond Behaviour of the Post-Installed Bundled Rebars Anchors With Cement Mortar in Hardened Concrete,” no. Lxv, 2015.
[8] A. Dela Cueva, “Reinforced concrete : Mechanics and design e c ture s Action Effects : Bending and axial load Action Effects : Shear and Torsion Serviceability : Cracking and deflections.”
[9] I. Dipohusodo, Struktu Beton Bertulang SK. SNI T-15-1991-03 . 1993.
[10]  I.  W.  C.  V.  Ir.Gideon,  H  Kusuma  M.Eng, Dasar  Dasar  Perencanaan  Beton  Bertulang .  Jakarta: Erlangga, 1997.
[11]  P. Studi et al. , “ANALISIS KAPASITAS LENTUR BALOK BETON BERTULANG DENGAN,” vol. 5, no. 1, pp. 352–359, 2020.
[12]  S. Sariman, H. Parung, and R. Djamaluddin, “Analisis Kapasitas Lentur Balok Beton Bertulang Dengan Variasi Panjang Rongga Pada Penampang Tarik,” Konf. Nas. Pascasarj. Tek. Sipil , no. 2011, pp. 31– 40, 2018.