STRUKTUR BETON I

Durasi Pembelajaran	:	16 x 100 menit
Kode Mata Kuliah	:	C52
Tujuan Mata Kuliah	:	Tujuan dari mata kuliah ini adalah mahasiswa mampu merancang dimensi dan tulangan balok beton bertulang akibat beban luar
Hubungan terhadap standar yang kompeten	:	Mata kuliah ini dimodifikasi sesuai dengan elemen kebutuhan dan memenuhi standar yang berlaku, seperti: SNI T15-03.1991, ACI Mata kuliah ini memenuhi program outcomes sebagai berikut (a)    Memiliki kemampuan mengidentifikasi masalah dalam perencanaan. (e)    Mampu menjawab tantangan dalam bidang rekayasa dengan memperhatikan masalah sosial dan lingkungan (f)     Peka terhadap penerapan teknologi terhadap lingkungan (sosial, budaya, sumberdaya alam & daya dukung alam)
Mata Kuliah Prasyarat	:	Matematika 1 dan 2, Pengetahuan Bahan +Praktikum,  Menggambar Rekayasa, Mekanika Rekayasa 1 dan 2,
Mata Kuliah Lanjutan	:	Struktur Beton 2, Struktur Jembatan, Rekayasa Pondasi, Teknik Gempa, Pelabuhan, Bangunan Air.
Lingkup Mata Kuliah	:	1.      Karakteristik material penyusun beton bertulang 2.      Perilaku Balok Beton Bertulang akibat pembebanan 3.      Metode perencanaan 4.      Analisis dan Disain Tulangan tulangan tunggal dan rangkap 5.      Geser dan Puntir pada Balok Beton Bertulang
Time Delivery		1.      2 x 50 menit = 100 menit 2.      4 x 50 menit = 200 menit 3.      4 x 50 menit = 200 menit 4.      6 x 50 menit = 300 menit 5.      6 x 50 menit = 300 menit

 

 

 

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi dalam Perencanaan Silabus

a.    Faktor Eksternal

E.1. Fakultas/Universitas/Kebijaksanaan Pemerintah

E.2. Terbatasnya Ukuran Kelas

E.3. Jumlah mahasiswa dalam kelompok laboratorium

b.   Faktor-Faktor Lain :

F.1. Jam pengajaran/pembelajaran per minggu

F.2. Prasyarat mata kuliah

F.3. Keleluasaan pemakaian laboratorium

F.4. Hubungan antar mata kuliah

F.5. Pemakaian komputer dan perangkat lunak

F.6. Pemakaian internet

F.7. Tersedianya dosen yang ahli

F.8. Kebutuhan industri

F.9. Ketersediaan kunjungan lapangan

F.10. Tersedianya alat bantu pengajaran

F.11. Buku Teks yang sesuai 

Prosedur Penetapan Domain of Knowledge

1.      Tujuan pendidikan ilmu yang dipelajari

2.      Perkembangan serta posisi bidang ilmu yang akan dipelajari atau diajarkan

3.      Spesialisasi bidang ilmu yang akan dipelajari

4.      Batasan bidang ilmu yang akan dipelajari

5.      Identifikasi bidang ilmu dasar yang akan dimasukkan dalam program studi

6.      Identifikasi bidang ilmu pokok yang akan dimasukkan dalam program studi

Prosedur Penetapan Student Characteristic

1.      Identifikasi ulang tujuan ilmu yang akan dipelajari

2.      Bagaimana profil umum mahasiswa (umur,latar belakang pendidikan, daerah asal, pengalaman hidup.)

3.      Tuntutan kebutuhan mahasiswa untuk menyongsong “problem defenition”

4.      Kebiasaan belajar mahasiswa

5.      Banyaknya mahasiswa yang mengikuti program studi

6.      Mengetahui motivasif mahasiswa yang ada pada program studi

Tingkat Kemampuan yang diharapkan

Learning Outcomes  1          

Mampu mengetahui karakteristik material penyusun Beton Bertulang

Assessment Criteria

Modulus Elastisitas, Susut, Rangkak, Tarik, Tekan

Assessment Method

            Tugas mandiri, Quiz

Teaching Method

            Over head / Still visual

            Lecturing

            Printed material

Influence Factors

            E.1, E.2

            F.1, F.2, F.3, F.4, F.7, F.8, F.10, F.11

Learning Outcomes  2

            Memahami asal-usul/asumsi blok tegangan persegi dari Whitney

            Mengetahui pengertian bidang tarik dan tekan

            Mengetahui perbedaan SKSNI dengan PBI ‘ 71

            Mengetahui perbedaan SKSNI dengan ACI 318M-95

            Memperkenalkan panjang penyaluran

Assessment Criteria

                        Mampu menjelaskan blok tegangan Whitney pada kasus balok sederhana

                        Mampu menjelaskan perbedaan SKSNI , ACI 318 M, PBI’71

                        Mampu menggambarkan diagram tegangan – regangan

Assessment Method

                        Ujian / Quisz

                        Tugas-tugas (P.R)

Teaching Method

            Over head / Still visual

            Lecturing

            Printed material

Influence Factors

            E.1, E.2

            F.1,  F.2,  F.4,  F.7,  F.8,  F.10,  F.11

 

Learning Outcomes  3

            Memahami metode perencanaan balok beton bertulang

-      Analisa Elastis

-            Ultimate Strength Design

Assessment Criteria

            Mampu menghitung gaya dalam, momen lentur balok di atas tumpuan sederhana

            Mampu menghitung jumlah tulangan pada balok sederhana dengan menggunakan ” Metode Elastis ”

Mampu menghitung jumlah tulangan pada balok sederhana dengan menggunakan metode ”Ultimate Strength Design”

Mampu menggambar tulangan pada balok sederhana

            Assesment Method

                        Home Work

                        Quisz, dengan memberikan soal-soal balok sederhana

                       

Teaching Method

            Over head / Still visual

            Lecturing

            Printed material

Influence Factors

            E.1, E.2

            F.1,  F.2,  F.4,  F.7,  F.8,  F.10,  F.11

Learning Outcomes 4

                Mampu menganalisa dan mendisain balok beton bertulangan tunggal dan rangkap

            Assessment Criteria

                                    Mampu menerapkan peraturan dan metode analisa pada elemen struktur beton bertulang.

                        Memahami peraturan-peraturan yang berlaku pada analisa dan design

                        Mampu menuangkan hasil analisa dan perencanaan dalam bentuk gambar

            Assessment Method

                        Ujian, tugas-tugas (P.R)

Teaching Method

            Over head / Still visual

            Lecturing

            Printed material

Influence Factors

            E.1, E.2

            F.1,  F.2,  F.3,   F.4,  F.7,  F.8,  F.10,  F.11

 

 

Learning Outcomes 5

           

            Mampu menganalisa balok beton bertulang akibat gaya geser dan puntir

            Assessment Criteria

                        Memahami perilaku gaya geser dan puntir pada balok beton bertulang akibat beban luar.

                        Mampu mendisain tulangan balok akibat gaya geser dan puntir

                        Mampu menerapkan peraturan yang berlaku dalam menentukan penulangan

                Assessment Method

                        Quiz dalam bentuk soal perhitungan

                        P.R. dalam bentuk soal perhitungan dan esai.

Teaching Method

            Over head / Still visual

            Lecturing

            Printed material

                       

Influence Factors

            E.1, E.2

            F.1,  F.2,  F.3,  F.4,  F.7,  F.8,  F.10,  F.11

Suggested Learning Resources

a.    Text Book / References

     1. Disain Beton Bertulang, Edisi ke-4

          Chu Kia Wang dan Salmon terjemahan Binsar Heriardja

2.    SKSNI T15-03-1991

Departemen Pekerjaan Umum

3.    ACI 318-2000

4.    Reinforced Concrete Structure

Park & Paulay

b.    Physical Resources

1. OHP  

2. In-focus (LCD)

Beton Fiber

Beton fiber merupakan beton yang ditambahkan serat (fiber) kedalam campurannya. Serat tersebut dapat berupa serat kayu, kelapa, tebu, baja, dan zat-zat tambahan lainnya yang dapat menambah mutu beton. Perkembangan teknologi beton dibidang beton fiber memang sudah lama digalakkan. Hal ini bertujuan untuk meningkat mutu beton yang semakin hari semakin tinggi kebutuhannya. Beton fiber ini sangat berguna untuk memperbaiki atau menaikkan sifat mekanik beton. Sifat mekanik beton yang dimaksud adalah kuat tekan, kuat tarik, dan kuat lentur.

Ada beberapa jenis atau kelompok beton fiber yang sudah dikenal saat ini, antara lain metalic fibers, mineral fibers, polimeric fibers, dan naturally occuring fibers.

Metalic fibers.

Metalic fibers terdiri dari serat baja. Serat baja biasanya digunakan sebagai pengganti aggregat kasar. Berdasarkan sebuah studi yang dilakukan oleh Hendra, seorang mahasiswa Teknik Sipil UGM pada tahun 2006, beton fiber dengan tambahan serat baja mampu menaikkan  kuat tekan beton.

Mineral fibers.

Mineral fibers terdiri dari serat gelas. Menurut wikipedia.com, serat gelas merupakan serat kaca, asal kata “fiberglass”. Serat kaca berasal dari kaca cair yang ditarik hingga berdiameter 0,005 mm – 0,01 mm. Bahan dasar serat kaca ini yang digunakan pada campuran beton adalah kelereng. Kelereng berfungsi sebagai pengganti aggregat kasar.

Polimeric fibers.

Polimeric fibers adalah serat plimer, yaitu serat yang berasal dari serat sintetis. Serat ini dibuat dengan proses kimia. Serat polimer terdiri dari polypropylene, polyethylene, polyester, nylon, carbon,dan acrylic.

Naturally occuring fibers.

Naturally occuring fibers adalah serat alami yang berasal dari alam. Baik itu dari hewan maupun tumbuhan. Contoh serat alami yang paling sering digunakan dalam campuran beton adalah serat tebu, serat kelapa, dan serat kayu (serbuk kayu). Serat alami terbukti dapat memperbaiki sifat mekanis beton seperti kuat tekan yang lebih tinggi dari beton normal. Selain itu, serat alami seperti serat tebu juga mampu mendukung pembuatan beton busa (beton ringan)

sumber : http://www.ilmusipil.com/beton-fiber

Menghitung struktur balok

Dalam sebuah struktur gedung bertingkat maupun rumah tinggal terdapat sebuah struktur yang berfungsi menghubungkan antar kolom dan menahan beban struktur lantai yang menumpang diatasnya, struktur tersebut biasa disebut dengan balok atau dalam bahasa inggris bernama Beam, Penggunaan dimensi balok perlu diperhitungkan sebelumnya agar dapat bekerja dengan baik serta kuat menahan beban-beban yang harus ditanggung oleh balok tersebut, namun tentunya juga dibuat sekecil mungkin karena disamping kuat terdapat tujuan perhitunghan struktur balok yang lainya yaitu biaya konstruksi yang murah.

Berbagai macam jenis material dapat digunakan sebagai struktur balok seperti kayu,baja, beton bertulang maupun balok komposit yang merupakan penggabungan beberapa material menjadi satu kesatuan struktur balok.

Perhitungan struktur balok dapat menggunakan software komputer sejenis SAP 2000, ETABS  atau dapat dihitung secara manual dengan bantuan kalkulator, kertas, bolpoin 

Sebelum menghitung struktur balok maka diperlukan data-data yang diperlukan untuk melaksanakan perhitungan yaitu:

• Beban lantai yang harus ditanggung balok
• Momen maksimal yang bekerja pada balok
• Spesifikasi material yang akan digunakan sebagai struktur balok konstruksi
• Dimensi dan bentuk struktur bangunan yang akan dihitung

Langkah-langkah perhitungan struktur balok ( manual ) secara garis besar dapat dihitung dengan urutan sebagai berikut:

1. Menentukan atau mencari bentuk struktur balok yang akan dihitung
2. Menentukan beban-beban yang bekerja pada balok
3. Menghitung beban -beban yang bekerja pada struktur balok
4. Menghitung momen maksimal yang bekerja pada balok untuk menghitung nilai tegangan dan lendutan
5. Menghitung besarnya gaya lintang yang diperlukan untuk menghitung gaya geser
6. Menghitung nilai tegangan yang bekerja
7. Menentukan dimensi dan spesifikasi material yang cukup untuk menahan beban tegangan
8. Menghitung gaya geser yang bekerja pada balok
9. Menghitung nilai lendutan yang bekerja pada balok
10. Cek dimensi dan spesifikasi balok yang telah ditentukan sebelumnya apakah kuat untuk menahan benan tegangan, geser dan lendutan
11. Untuk bentuk balok tertentu memerlukan perhitungan gaya torsi atau gaya yang memutar balok
12. Perhitungan selesai, didapatkan ukuran balok dan spesifikasi material yang akan digunakan.

Begitulah kurang lebih urutan perhitungan struktur balok, untuk menghitungnya dapat menggunakan rumus-rumus yang sudah tersedia sesuai standar yang dipakai, misalnya rumus dari standar nasional indonesia ( SNI ), Standar internasional atau standar rumus perusahaan masing-masing.

Perhitungan struktur balok biasanya dihitung juga mengenai perhitungan struktur lantai dan perhitungan struktur kolom,  perhitungan struktur pondasi.

sumber : http://www.ilmusipil.com/menghitung-struktur-balok

Keruntuhan pada Beton Bertulang

Perencanaan komponen beton bertulang dapat dilakukan dengan cara :

• Beban Batas / Beban Terfaktor. Cara ini lebih disaran Peraturan Beton Bertulang Indonesia untuk digunakan pada perencanaan.

• Beban Kerja. Cara ini merupakan cara alternatif dalam perencanaan. Pada cara ini tegangan yang terjadi dibatasi oleh tegangan izin.

Pada perencanaan komponen beton bertulang dengan cara beban terfaktor, maka :

• Beban yang digunakan adalah beban yang sudah dikalikan dengan suatu faktor.

• Kekuatan beton yang digunakan adalah kekuatan batasnya ( fc ) x faktor reduksi (f) .

Tipe Keruntuhan pada Komponen Beton Bertulang

Ada 3 kemungkinan type / kasus keruntuhan yang terjadi pada perencanaan dengan menggunakan kekuatan batas ini :

• Tulangan Kuat (Overreinvorced ). Keruntuhan type ini terjadi akibat tulangan terlalu banyak, sehingga beton yang tertekan hancur terlebih dahulu (beton mencapai kekuatan batasnya terlebih dahulu). Keruntuhan ini terjadi secara tiba-tiba (brittle failure).

• Tulangan Lemah (Underreinvorced ). Pada kasus ini tulangan mencapai tegangan lelehnya (fy) terlebih dahulu, setelah itu baru beton mencapai regangan batasnya (      c  ), dan selanjutnya struktur runtuh. Pada kasus ini terlihat ada tanda-tanda berupa defleksi yang besar sebelum terjadi keruntuhan.

• Balanced Reinvorced . Pada type keruntuhan ini, saat terjadi keruntuhan ( beton mencapai regangan batasnya,         c  ), tulangan juga pas mencapai tegangan lelehnya (fy) . Keruntuhan ini juga terjadi secara tiba-tiba.

Beberapa istilah-istilah pada dasar-dasar perencanaan struktur beton bertulang :

• Tegangan : intensitas gaya per satuan luas yang dinyatakan dalam satuan kg/cm2 , M pa atau N/mm2 .

• fc (kuat tekan beton yang disyaratkan) : tegangan beton yang ditetapkan/digunakan pada perencanaan, dengan aplikasi pengujian di lapangan berupa hasil benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm.

• fy ( kuat tarik leleh ) : tegangan tarik leleh minimum yang disyaratkan pada tulangan.

• Kuat nominal : kemampuan elemen atau penampang struktur dalam menerima

beban yang dihitung berdasarkan ketentuan dan asumsi dari tata cara pada SNI 03-2847-2002.

- Jika berupa momen, maka kuat nominal dimaksud adalah momen nominal ( Mn ).

- Jika berupa gaya tekan, maka kuat nominal dimaksud adalah kuat tekan nominal (Pn ).

- Jika berupa gaya geser, maka kuat nominal dimaksud adalah kuat geser nominal (Vn ).

• Beban terfaktor : Beban kerja yang telah dikalikan dengan faktor beban yang ditentukan dalam pasal 11.2 SNI 03-2847-2002.

• Kuat Perlu : kekuatan suatu komponen struktur / penampang yang diperlukan untuk menahan beban terfaktor dalam suatu kombinasi beban.

• Kuat rencana : kuat nominal x faktor reduksi kekuatan komponen struktur (f) menurut pasal 11.3 SNI 03-2847-2002, yang mana nilai f < 1. Artinya kekuatan elemen struktur beton bertulang yang digunakan pada perencanaan lebih kecil dari kemampuan elemen itu yang sesungguhnya (kuat nominalnya)

Selain itu pada setiap perencanaan elemen struktur beton bertulang, diharuskan :

Kuat rencana ≥ Kuatperlu

artinya :

fMn ≥ Mu

fVn ≥ Vu

fPn ≥ Pu

dimana : Mu, Vu dan Pu merupakan kekuatan momen, gaya geser dan gaya tekan yang diperlukan untuk menerima beban terfaktor.

sumber : http://www.ilmusipil.com/keruntuhan-pada-beton-bertulang