Analisis Lentur Balok #

Teori #

Sketch #

Konsep Desain #

Beton kuat terhadap gaya tekan, tapi lemah terhadap gaya tarik. Sifat beton yang tidak terhadap tarik ditandai dengan mudah retaknya penampang beton. Tulangan baja digunakan untuk memperkuat beton pada area yang mengalami tarik.

Area tarik pada beton bisa terjadi baik itu akibat tarik murni (T), maupun akibat beban lentur atau momen (Mu).

Jika beban lentur (momen) terjadi pada elemen beton bertulang, sebagian penampang beton akan menahan tekan. Luasan area tekan ini ekivalen setinggi a yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Gaya tekan pada beton adalah sebesar \( Cc \) .

Sedangkan gaya tarik akan diterima oleh baja tulangan, sesuai dengan luasan tulangan tarik yang berbanding lurus dengan jumlah dan diameter tulangan. Besar gaya tarik ini adalah sebesar \( T \) .

Kombinasi tulangan tarik dan area tekan pada beton sudah cukup untuk digunakan sebagai analisis dalam menentukan kapasitas penampang sebesar \( M_n \) yang harus lebih besar dibanding dengan momen ultimate atau \( M_u \) .

Langkah perhitungan disampaikan secara berurutan dalam hasil analisis. Untuk saat ini, hanya rumus dan nilai hasilnya saja yang ditampilkan. Masing-masing nilai pada rumus tidak dijabarkan langsung secara subsitusional, namun masih tetap bisa dirunut dan dihitung kembali mengacu pada hasil perhitungan sebelumnya.

Langkah Perhitungan #

Perhitungan kapasitas nominal momen didasarkan pada kesetimbangan gaya-gaya antara gaya tekan beton dan gaya tarik tulangan baja. Kesetimbangan terjadi jika \( T = C_c \) .

Yang menjadi perhatian pada area beton adalah blok tegangan tekan yang terjadi setinggi \( a \) , yang merupakan pendekatan tinggi ekivalen area beton yang mengalami tegangan tekan. Nilai \( a \) ini diambil dengan mengasumsikan tegangan yang terjadi pada beton adalah sebesar \( 0.85 f_c' \) atau disebut juga Whitney equivalent stress block.

Nilai \( a \) kemudian bisa didapatkan dengan formula kesetimbangan di atas.

Nilai momen nominal kemudian dihitung dari salah satu nilai di bawah: \(M_n = T(d-a/2)\) \(M_n = C_c(d-a/2)\)

Reduksi kapasitas momen \( \phi \) dijelaskan di SNI 2847:2019 tabel 21.2.1 (a)

Hanya konfigurasi singly reinforcement yang tersedia saat ini.

Aplikasi #

Section #

Untuk saat ini, hanya tersedia penampang persegi panjang (rectangular). Masukkan tinggi ( \( h \) ) dan lebar ( \( b_w \) ) penampang. Minimum masing-masing nilai tersebut adalah 100 mm. Tidak ada batasan maksimum dimensi yang bisa dimasukkan.

Reinforcement #

Definisikan jumlah tulangan yang dipakai. Minimum 1 tulangan dan maksimum 40 buah tulangan sebagai input. Program tidak mengecek apakah masih cukup jarak antar tulangan (space) untuk agregat beton terhadap jumlah tulangan yang dimasukkan.

Diameter tulangan tidak dibatasi hanya pada diameter tulangan yang tersedia di pasaran.

Jarak serat tekan ke tulangan tarik (d) didefinisikan sebagai jarak antara bagian terluar beton pada serat tekan ke titik pusat tulangan tarik. Pengguna perlu menghitung secara manual nilai ini.

Material Properties #

Pengguna perlu mendefinisikan nilai kuat tekan beton ( \( f_c' \) ), kuat tarik baja ( \( f_y \) ) dan modulus elastisitas baja ( \( E_s \) ). Selain itu, meskipun regangan ultimate beton \( \epsilon_{cu} \) umumnya bernilai 0.003, pengguna bisa mengganti sesuai nilai yang diinginkan, namun penggantian nilai \( \epsilon_{cu} \) tidak direkomendasikan untuk kebutuhan praktis (day-to-day design).

Code #

Saat ini hanya ada tersedia pilihan code SNI 2847:2019.