BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pendahuluan Beton merupakan material yang lemah menahan gaya tarik tetapi kuat menahan gaya tekan (Edward G Nawi 2001). Kuat tarik beton bervariasi mulai dari 8 sampai 14 persen dari kuat tekannya. Rendah nya kapasitas tarik beton menimbulkan terjadinya retak. Faktor utama yang menyebabkan retak adalah tegangan yang terjadi, terutama tegangan tarik. Wang dan Salmon (1986) menyatakan retak beton biasanya disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut: -

Perubahan volume, termasuk akibat susut rangkak akibat beban tetap, tegangan akibat suhu dan perbedaan unsur kimia antara bagian beton.

-

Tegangan lansung dalam dan luar akibat penerusan, beban bertukar arah, lendutan jangka panjang, lendutan awal didalam beton prategang, atau perbedaan penurunan di dalam struktur.

-

Tegangan akibat lentur

Pembatasan retak dapat dicapai dengan membatasi tegangan yaitu dengan pemberian gaya konsentris atau eksentris dalam arah longitudinal elemen struktur (Visi & Kusuma, 1993 dalam jurnal Umi Khoiroh dkk 2009). Pemberian gaya konsentris atau eksentris yaitu dengan cara menguranngi tegangan tarik pada tumpuan dan daerah kritis pada saat kondisi beban bekerja, sehingga dapat meningkatkan kapasitas lentur, geser, dan torsional penampang struktur tersebut.

xxi Universitas Sumatera Utara

Gaya longitudinal tersebut disebut gaya prategang, yaitu gaya tekan yang memberikan prategang pada penampang di sepanjang bentang suatu elemen struktur sebelum bekerjanya beban mati dan beban hidup transversal atau beban hidup horizontal transien. Gaya prategang ini berupa tendon yang diberikan tegangan awal sebelum memikul beban kerjanya yang berfungsi mengurangi atau menghilangkan tegangan tarik pada saat beton mengalami beban kerja, menggantikan tulangan tarik pada struktur beton bertulang biasa. Besar dan jenis pemberian gaya prategang, ditentukan berdasarkan : 1. Jenis sistem yang dilaksanakan 2. Panjang bentang 3. Kelangsingan yang dikehendaki

2.2 Sejarah Beton Prategang Pada struktur dengan bentang yang panjang, struktur beton bertulang biasa tidak cukup untuk menahan tegangan lentur sehingga terjadi retak-retak didaerah yang mempunyai tegangan lentur, geser dan puntir yang tinggi. Timbulnya retak-retak awal pada beton bertulang disebabkan oleh ketidakcocokan (non compatibility) dalam tegangan-regangan baja dan beton, hal ini yang merupakan titik awal dikembangkannya suatu material baru seperti beton prategang. Beton prategang adalah material yang banyak digunakan dalam konstruksi. Beton prategang pada dasarnya adalah beton dimana tegangan-tegangan internal dengan besar serta distribusi yang sesuai diberikan sedemikian rupa sehingga tegangan-tegangan yang diakibatkan oleh beban-beban luar dilawan sampai tingkat

xxii Universitas Sumatera Utara

yang diinginkan (N Khrisna Raju,1988).

Dengan kata lain Beton prategang

merupakan penerapan gaya pratekan pada balok sedemikian rupa sebelum dikerjakan beban luar guna meniadakan tegangan tarik serat beton yang terjadi saat beban luar bekerja (Nasution, 2009 dalam jurnal Hardwiyono Sentot dkk 2013).

2.3 Karakteristik Material Setiap material mempunyai karakteristik sendiri-sendiri. Agar bisa mendesain struktur beton prategang dengan optimal kita harus mengenal terlebih dahulu perilaku dari setiap materaial yang biasa digunakan dalam balok prategang adalah beton mutu tinggi, tendon baja prategang, dan tulangan baja biasa.

2.4 Mekanika Material Dari semua properti yang menjadi ciri khas dari setiap material kurva teganganregangan adalah kurva yang paling menarik. Kurva tegangan-regangan dari sebuah material memuat banyak informasi yang dapat kita tangkap (tegangan maksimum, regangan maksimum, kuat tarik, kuat tekan, modulus elastis, elongnasi, dll).

2.4.1 Tegangan Sebuah gaya dan momen yang bekerja pada sebuah titik dari potongan penampang menghasilkan distribusi tegangan yang bekerja pada penampang tersebut. Tegangan dapat dipisahkan berdasarkan sumbu mana yang tegangan tersebut bekerja. Secara umum tegangan dapat dibagi antar tegangan normal dan tegangan geser.

xxiii Universitas Sumatera Utara

Tegangan normal adalah tegangan yang diakibatkan oleh gaya yang bekerja pada sumbu normal penampang dimana 𝜎𝑧 = lim∆ 𝐴⃗

∆𝐹2 0 ∆𝐴

........................................................................................................(a)

Dimana jika gaya yang bekerja menyebabkan pertambahan panjang maka disebut gaya tarik, sedangkan bila gaya yang bekerja menyebabkan perpendekan batang maka disebut gaya tekan. Tegangan geser adalah tegangan ayang diakibatkan gaya yang bekerja pada sumbu tangensial penampang dimana 𝜏𝑧𝑥 = lim∆ 𝐴→ 0 𝜏𝑧𝑦 = lim∆ 𝐴→

∆𝐹𝑥 ∆𝐴

......................................................................................................(b)

∆𝐹𝑦 0 ∆𝐴 .....................................................................................................(c)

2.4.2 Regangan Ketika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda, gaya tersebut akan cenderung mengubah bentuk dan ukuran dari benda tersebut. Akan tetapi perubahan yang terjadi tidak pada volume benda tersebut. Pada gaya tarik benda akan memanjang dan luas penampang akan mengecil, sedangkan pada gaya tekan benda akan memendek dan penampang akan membesar sehingga total volume benda tersebut akan tetap sama. Regangan menggambarkan deformasi yang terjadi pada panjang dan sudut antara dua titik. Regangan normal adalah pertambahan panjang per satuan panjang dimana

xxiv Universitas Sumatera Utara

ɛ = lim𝐵→𝐴 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔 𝑛

∆𝑆 ′ −∆𝑆 ∆𝑆

...........................................................................................(d)

dan regangan geser adalah perubahan sudut antara dua garis yang awalnya saling tegak lurus sebelum terjadinya deformasi. 𝜋

𝛾𝑛𝑡 = - lim 𝐵→𝐴 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔 𝑛. Ɵ′.........................................................................................(e) 2

𝐶 →𝐴 𝑎𝑙𝑜𝑛𝑔 𝑡

2.4.3 Tegangan Regangan Berdasarkan rumus tegangan regangan normal diatas kita dapat membuat grafik tegangan regangan. Grafik tegangan regangan untuk setiap material adalah unik. Dibawah akan dibahas grafik tegangan regangan untuk baja.

Gambar 2.1.Grafik tegangan regangan baja

xxv Universitas Sumatera Utara

Beberapa karekteristik material dapat dilihat dari grafik diatas : 1. Perilakau elastis : perilaku elastis terjadi apabila tegangan yang terjadi masih dalam area elastis. Dimana pada daerah elastis ini kurva yang terbentuk adalah garis linear. Jadi pada daerah ini tegangan yang terjadi proporsional terhadap regangan yang terjadi. Titik akhir dari garis linear ini disebut dengan batas elastis. 2. Leleh : tegangan yang terjadi sedikt diatas area elastis akan menyebabkan material berdeformasi secara permanaen. Perilaku ini disebut dengan leleh peristiwa leleh ini terjadi pada dua titik antara tegangan leleh bawah dimana tegangan tidak berubah tetapi regangan terus meningkat hingga titik leleh atas 3. Strain hardening : ketika material telah mencapai titik leleh atas tegangan dapat ditingkatkan dan menghasilkan kurva yang terus meningkat tetapi semakin datar sehingga mencapai tegangan ultimate. Kurva tersebut disebut dengan strain hardening. 4. Necking : setelah melewati tegangan ultimate kurva menurun hingga mencapai tegangan patah. Pada area kurva ini tegangan turun kemudian regangan bertambah tetapi luas permukaan berkurang pada sebuah titik. Hal ini yang disebut dengan necking. Hubungan antara tegangan regangan dideskripsikan oleh robert hooke pada tahun 1676 yang dikenal dengan hukum hooke. Hukum hooke dapat diekspresikan dengan persamaan matematis 𝛔 = Eɛ ........................................................................................................................(f) xxvi Universitas Sumatera Utara

Dimana E adalah modulus young yang proportional pada daerah elastis. Pertama tegangan regangan akan bersifat elastis hingga titik leleh bila tegangan tidak mencapai tegangan leleh ( titik A)maka regangan akan kembali ke titik awal (titik O). Pada daerah plastis persamaan (f) tidak lagi berlaku Untuk menggambarkan tegangan regangan pada daerah plastis kita dapat mempelajari

fenomena strain hardening. Ketika material yang bersifat ductile

dikenai pembebanan berulang (loading unloading). Apabila tegangan melewati titik leleh maka regangan akan bersifat inelastis. Pada saat unloading (titik A’) maka regangan akan kembali secara sejajar dengan garis elastis tetap tidak kembali ke titik O tetapi titik O’, perbedaan antara titik O dan titik O’ disebut regangan tetap (permanent set). Bila beban diberikan lagi maka regangan akan melalui garis O’ menuju A’ dan disini titik A’ menjadi tegangan leleh baru. Bila beban melewati tegangan leleh yang baru maka regangan akan masuk kedalam daerah plastis, demikian pula seterusnya.

Gambar 2.2 Grafik tegangan regangan untuk reserve loading

xxvii Universitas Sumatera Utara

2.5. Material Prategang (beton) Beton adalah campuran dari semen, air, dan agregat serta suatu bahan tambahan. Setelah beberapa jam dicampur, bahan-bahan tersebut akan langsung mengeras sesuai dengan bentuk waktu basahnya. Beton yang digunakan dalam beton prategang adalah beton yang mempunyai kuat tekan yang cukup tinggi dengan nila f’c min 42 Mpa, modulus elastis yang tinggi dan mengalami rangkak ultimate yang lebih kecil yang menghasilkan kehilangan prategangan yang lebih kecil pada baja. Kuat tekan yang tinggi ini diperlukan untuk menahan tegangan tekan pada serat tertekan, pengangkuran tendon, mencegah terjadinya keretakan. Tipikal diagram teganganregangan beton dapat dilihat pada gambar 2.3

Gambar 2.3 Diagram Tegangan-Regangan pada Beton

xxviii Universitas Sumatera Utara

Kekuatan dan daya tahan beton adalah dua kualitas yang utama yang paling penting distruktur beton prategang. Efek-efek dalam jangka panjang dapat dengan cepat mengurangi gaya-gaya prategang dan menyebabkan kegagalan yang tidak diharapkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan berbagai upaya untuk menjamin dan mengontrol kualitas pada berbagai tahap produksi dan konstruksi serta perawatan. Gambar 2.4 menunjukan berbagai faktor yang mempengaruhi kualitas beton.

Gambar 2.4 sifat utama beton yang baik Secara umum besaran-besaran mekanis beton dapat dikelompokan menjadi dua kategori, yaitu :

xxix Universitas Sumatera Utara

1. Besaran sesaat atau jangka pendek, yaitu kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, geser dan kekakuan yang diukur dengan modulus elastisitas 2. Besaran jangka panjang, yaitu rangkak dan susut Pemakain beton berkekuatan tinggi dapat memperkecil dimensi penampang melintang unsur-unsur struktural beton prategang. Dengan berkurangnya berat mati material, maka secara teknis maupun ekonomis bentang yang lebih panjang dapat dilakukan. Perubahan bentuk pada beton adalah langsung dan tergantung pada waktu. Pada beban tetap, peubahan bentuk bertambah dengan waktu dan jauh lebih besar dibandingkan harga langsungnya. Susut tidak disebabkan oleh tegangan, tetapi merupakan akibat dari hilangnya air dalam proses pengeringan beton, sementara rangkak oleh bekerjanya tegangan. Susut dan rangkak menyebabkan perubahan bentuk aksial, kelengkungan pada penampang, kehilangan tegangan lokal antara beton dan baja, redistribusi aksi internal pada struktur statis tertentu.

2.5.1. Kuat Tekan Berdasarkan ACI 363R-92, “State Of The Art Report On High Strength Concrete” karakteristik beton dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. Beton mutu normal (kuat tekan <41 Mpa) 2. Beton mutu tinggi (kuat tekan ≥ 41 Mpa) Besar kuat tekan beton bergantung pada jenis campuran, agregat, waktu dan kualitas perawatan. Umumnya kuat tekan yang digunakan dalam perencanaan adalah kuat tekan beton umur 28 hari yang diperoleh dari pengujan laboratorium dengan menggunakan alat uji silinder berdimensi 6”x12

xxx Universitas Sumatera Utara

Besarnya kuat tekan dapat dihitung dengan menggunakan rumus 𝑓′𝑐 =

𝑃

𝐴𝑠

..................................................................................................................... (g)

Dimana :

f’c

: kuat tekan beton umur tertentu (Mpa)

P

: beban tekan maksimum

As

: luas penampang benda uji (mm2)

2.5.2. Kuat Tarik Dan Kuat Lentur secara umum, nilai kuat tarik beton relatif kecil dan pendekatan yang digunakan untuk menentukan nilai kuat tarik ( fct ) adalah 0.10 f’c
2𝑃

𝜋 𝑙 𝐷𝑠

.................................................................................................................. (h)

Dimana : 𝑓𝑐𝑡 : kuat tarik belah benda uji (Mpa)

P : beban tekan maksimum (N) I : panjang benda uji (mm) Ds : diameter benda uji (mm)

sedangkan, untuk komponen struktur yang mengalami lentur, nilai kuat lentur (modulus of repture, fr) digunakan dalam desain analisis penampang. Besar kuat lentur diukur dengan menguji balok beton polos berpenampang bujur sangkar 6” dan panjang bentang 18”. xxxi Universitas Sumatera Utara

-

Modulus elastisitas

Beton pada dasarnya bersifat non linear sehingga nilai modulus elastisitasnya hanyalah pendekatan. Gambar 2.5 menunjukan modulus tangent dan secant pada beton.

Gambar 2.5 Modulus tangent dan secant pada beton Nilai modulus elastis beton selalu berubah tergantung pada kuat tekan lentur dan umur beton. Umumnya yang diambil cukup mewakili nilai modulus elastisitas beton adalah modulus secant untuk 0.45 f’c. Standard SNI-03 menetapkan rumus berikut untuk menghitung modulus elastisitas beton Ec : Ec = 0.043 Wc 1.5 �𝑓 ′ 𝑐 untuk 1500 < Wc < =2500 kg/m3....................................... (h) Dimana :

Wc adalah densitas beton dalam kg/m3

f’c adalah kuat tekan silinder dalam Mpa

xxxii Universitas Sumatera Utara

dan untuk beton normal ( Wc ≡2400 kg/m3 ), niali modulus elastisitas nya : Ec = 4700 �𝑓 ′ 𝑐 Mpa Sedangkan

nilai regangan pada saat tegangan maksimum (ɛ0) bervariasi antara

0.0015-0.0030. untuk beton dengan berat normal, nilai ɛ0 ~0.0020

2.5.3. Hubungan Tegangan Regangan Pengetahuan mengenai hubungan tegangan regangan beton merupakan hal penting dalam mengembangkan analisis desain serta prosedur-prosedur dalam struktur beton. Pada gambar 2.6 menunjukan kurva tegangan regangan yang diperoleh dari pengujian yang menggunakan benda uji beton silinder yang dibebani tekan uniaksial

Gambar 2.6 kurva tegangan regangan tipikal untuk beton

xxxiii Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan gambar 2.6 dapat terlihat bahwa : 1. Semakin rendah kekuatan beton, semakin tinggi regangan gagalnya. 2. Panjang bagian yang semula relatif linear akan bertambah untuk kuat tekan beton yang semakin besar 3. Ada reduksi yang sangat nyata pada daktilitas untuk kekuatan yang meningkat

2.5.4. Susut susut adalah kontraksi akibat pengeringan dan perubahan kimiawi yang tergantung pada waktu dan keadaan kelembaban tetapi tidak pada tegangan. Pada dasarnya ada dua jenis susut, yaitu : 1. Susut plastis, yang terjadi selama beberapa jam pertama sesudah pengecoran beton segar di cetakan 2. Susut pengeringan, terjadi sesudah beton mengering dan sebagian besar proses hidrasi kimiawi di pasta semen telah terjadi. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya susut pengeringan adalah : a. Agregat Agregat beraksi menahan susut pasta semen, sehingga beton yang lebih kecil banyak kandungan agregat akan lebih sedikit mengalami susut. b. Rasio air semen Semakin tinggi rasio air semen, semakin tinggi pula efek susut

xxxiv Universitas Sumatera Utara

c. Ukuran elemen beton Semakin besar volume elemen beton , semakin berkurang laju dan besar totall susut. Akan tetapi, durasi waktu susut akan lebih lama karena membutuhkan waktu yang lebih banyakdalam pengeringan untuk mencapai daerah dalam. d. Kondisi kelembaban sekitar Semakin tinggi kelembaban , semakin kecil laju penyusutan e. Penulangan Beton bertulang mengalami penyusutan lebih sedikit dibandingkan dengan beton polos (tidak bertulangan). f. Bahan tambahan Efek ini bervariasi tergantung pada jenisnya, misal akselarator seperti kalsium klorida yang digunakan untuk mempercepat proses pengerasan beton, akan memperbesar susut. g. Jenis semen Semen yang cepat kering akan susut lebih banyak dibandingkan dengan jenijenis lainnya, sedangkan semen pengkompensasi susut akan mengurangi retak susut apabila dugunakan bersama tulangan pengekang. h. Karbonasi Susut karbonasi disebabkan oleh reaksi antara karbondioksida yang ada di atsmosfir (udara) dengan yang ada di pasta semen. Banyak nya susut gabungan bergantung pada urutan proses karbonasi dan pengeringan. Apabila kedua fenomena tersebut bekerja secara simultan, maka susut yang terjadi akan lebih kecil.

xxxv Universitas Sumatera Utara

2.5.5. Rangkak Rangkak atau aliran material lateral adalah peningkatan regangan terhadap waktu akibat beban yang terus menerus bekerja. Deformasi awal akibat beban adalah regangan elastis, sedangkan regangan tambahan akibat beban yang sama yang terus menerus bekerja disebut regangan rangkak. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi rangkak adalah a. Sifat bahan dasar, seperti komposisi dan kehalusan semen, kualitas adukan dan kandungan mineral dalam agregat b. Rasio air terhadap jumlah semen atau kadar air c. Suhu pada proses pengerasan d. Kelembaban selama penggunaan e. Umur beton pada saat beban bekerja f. Lama pembebanan g. Nilai tegangan h. Nilai perbandingan luas permukaaan dan volume komponen struktur i. Nilai slump

2.6 Material Prategang (Baja) Untuk penggunaan pada beban layan yang tinggi, pengggunaan baja tulangan (tendon) dan beton mutu tinggi akan lebih efesien. Hanya baja dengan tegangan elastis tinggi yang cocok digunakan pada beton prategang. Penggunaan baja tulangan mutu tinggi bukan saja merupakan suatu keuntungan, tetapi merupakan suatu keharusan. Prategang akan menghasilkan elemen yang lebih ringan, bentang yang lebih besar dan lebih ekonomis jika ditinjau dari segi pemasangan dibandingkan xxxvi Universitas Sumatera Utara

dengan beton bertulang biasa. Prategang pada dasarnya merupakan suatu beban yang menimbulkan tegangan dalam awal sebelum pembebanan luar dengan besar dan distribusi tertentu bekerja sehingga tegangan yang dihasilkan dari beban luar dilawan sampai tingkat yang diinginkan. Gaya pratekan dihasilkan dengan menarik kabel tendon yang ditempatkan pada beton dengan alat penarik. Setelah penarikan kabel tendon mencapai gaya/tekanan yang direncanakan, tendon ditahan dengan angkur agar gaya tarik yang tadi dikerjakan tidak hilang. Penarikan kabel tendon dapat dilakukan baik sebelum beton dicor atau setelah beton mengeras. Baja (tendon) yang dipakai untuk beton prategang dalam prakteknya ada tiga macam, yaitu : a. Kawat tunggal (wires), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem pratarik (pretension) b. Kawat untaian (strand), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategang dengan sistem pasca tarik(post-tension) c. Kawat batangan (bar), biasanya digunakan untuk baja prategang pada beton prategangdengan sistem pratarik (pretension)

a. Kawat tunggal (wires)

xxxvii Universitas Sumatera Utara

b. untaian kawat (strand)

c. kawat batangan (bars) Gambar 2.7 jenis-jenis baja yang dipakai untuk beton prategang: (a) kawat tunggal (wires). (b) untaian kawat (strand). (c) kawat batangan (bars) (sumber : prestressed concrete design, M.K. Hurst) Pada tabel 1 di bawah akan ditunjukkan tipikal baja yang biasa digunakan

xxxviii Universitas Sumatera Utara

Tabel 1 Tipikal Baja Prategang Diameter

Luas

Beban

Tegangan

(mm) 3

(mm²) 7,1

Putus (kN) 13,5

Tarik (Mpa) 1900

4

12,6

22,1

1750

5

19,6

31,4

1600

7

38,5

57,8

1500

8

50,3

70,4

1400

9,3

54,7

102

1860

12,7

100

184

1840

15,2

143

250

1750

23

415

450

1080

Kawat Batangan

26

530

570

1080

(Bar)

29

660

710

1080

32

804

870

1080

38

1140

1230

1080

Jenis Material

Kawat tunggal (Wire)

Untaian Kawat (Strand)

(Sumber:Andri Budiadi 2008) Kawat tunggal yang dipakai untuk beton prategang adalah yang sesuai dengan spesifikasi seperti ASTM A 421 : stress-relieved strands mengikuti standard ASTM A 416. Strands terbuat dari tujuh kawat dengan memuntir enam diantaranya pada pich sebesar 12 sampai 16 kali diameter disekeliling kawat lurus yang sedikit lebih besar. Menurut standard DIN 18 800 dalam jurnal Harja Syahputra Hariyanto semua kabel yang digunakan dalam struktur bangunan dikategorikan sebagai

high tensile

members. Secara umum kabel-kabel tersebut mempunyai kekuatan rencana yang lebih tinggi dari pada batang tarik baja. Sehingga dengan luas dan penampang yang

xxxix Universitas Sumatera Utara

sama dapat memikul beban yang lebih besar. Tipikal diagram tegangan-regangan dari ketiga jenis tendon tersebut dapat dilihat pada gambar 2.8, gambar 2.9, dan gambar 2.10.

Gambar 2.8 Diagram Tegangan-Regangan Pada Kawat Tunggal (sumber : desain praktis beton prategang, Andri Budiadi)

Gambar 2.9 Diagram Tegangan-Regangan Pada Untaian Kawat (sumber : desain praktis beton prategang. Andri budiadi)

xl Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.10 diagram tegangan-regangan pada baja batangan (sumber : desain praktis beton prategang. Andri budiadi)

2.7 Pembebanan Beban adalah gaya luar yang bekerja pada suatu struktur. Pada umumnya penentuan besarnya beban hanya merupakan perkiraan. Meskipun beban yang bekerja pada suatu lokasi dari struktur dapa diketahui secara pasti, namun distribusi beban dari elemen ke elemen lainnya umumnya memerlukan asusmsi dan pendekatan. Jenis beban yang biasa diperhitungkan pada perencanaan sruktur bangunan antara lain sebagai berikut : 2.7.1 beban mati Menurut (peraturan pembebanan indonesia,1983), beban mati merupakan berat dari semuia bagian dari suatu struktur yang bersifat tetap selama masa layannya, termasuk segala unsur tambahan, penyelesaian-penyelesaian, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur

xli Universitas Sumatera Utara

tersebut. Yang termasuk beban mati adalah berat struktur sendiri dan juga semua bendanyang tetap pada posisinya selama struktur berdiri. Beban mati tetap berada pada struktur dan tidak berubah sesuai dengan sistem struktur dan material yang digunakan. No

Bahan / Komponen Struktur

Berat

1

Baja

7850 kg/m3

2

Beton

2200 kg/m3

3

Beton Bertulang

2400 kg/m3

4

Kayu (Kelas 1)

1000 kg/m3

5

Pasir (Kering Udara)

1600 kg/m3

6

Pasir Jenuh Air

1800 kg/m3

7

Spesi dari Semen per cm Tebal

21 kg/m2

8

Dinding Bata ½ Batu

250 kg/m2

9

Dinding Bata 1 Batu

450 kg/m2

10

Penutup Atap Genting

50 kg/m2

11

Penutup Lantai Ubin Semen per cm Tebal

24 kg/m2

Tabel 2 berat bangunan berdasarkan SNI 03-1727-1989-F 2.7.2 beban hidup Menurut (peaturan pembebanan indonesia,1983), beban hidup adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu struktur termasuk beban-beban pada lantai yang berasal dari berat manusia, barang-barang yang dapat berpindah, mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari struktur dan dapat diganti selama masa layan dari struktur tersebut

xlii Universitas Sumatera Utara

sehingga menyebabkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut. Khusus untuk atap, beban hidup dapat termasuk beban yang berasal dari air hujan , baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh butiran air. No

Komponen Bangunan

Berat (Kg/m2)

1

Atap (tanpa difungsikan untuk fungsi struktural lain)

100

2

Lantai dan Tangga Rumah Tinggal

200

3

Lantai Sekolah, Ruang Kuliah, Kantor, Toko, Toserba,

250

Restoran, Hotel, Asrama dan Rumah Sakit 4

Balkon yang Menjorok Keluar, Tangga, Bordes

300

5

Lantai Ruang Olahraga, Masjid, Gereja, Bioskop, Pabrik,

400

Bengkel, Gudang, Perpustakaan 6

Lantai Ruang Dansa, Panggung Penonton

500

7

Beban Pekerja

100

Tabel 3 beban hidup menurut kegunaan berdasarkan SNI 03-1727-1989F 2.7.3 beban gempa Menurut (Peraturan Pembebanan Indonesia,1983), beban gempa adalah semua beban akibat statik ekivalen yang bekerja pada struktur yang dipengaruhi oleh gerakan tanah akibat gempa tersebut. Dalam hala ini pengaruh gempa pada struktur ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik. Maka dapat disimpulkan beban gempa disini adalah gaya-gaya yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa pada struktur tersebut. Besarnya beban gempa dasar nominal horizontal akibat gempa menurut standard perencanaan ketahanan gempa untuk struktur rumah dan gedung (SNI1726-1998), dinyatakan sebagai berikut :

xliii Universitas Sumatera Utara

V=

𝐶 𝐼 𝑅

W

Dimana : V = beban gempa dasar nominal (beban gempa rencana) Wt= kombinasi dari beban mati dan beban hidup vertikal yang direduksi C= spektrum respon nominal gempa rencana, yang besarnya tergantung dari jenis tanah dasar dan waktu getar struktur. Untuk mengetahui nilai C harus diketahui terlebih dahulu jenis tanah tempat struktur berdiri. I =faktor keutamaan struktur R = faktor reduksi gempa

2.7.4 beban angin Menurut (Peraturan Pembebanan Indonesia,1983), beban angin adalah semua beban yang bekerja pada struktur atau bagian struktur yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Tekanan angin di indonesia adalah 80kg/m2 padabidang tegak sampai setinggi 20 m. Beban angin yang bekerja terhadap struktur adalah menekan dan menghisap struktur dan sulit diprediksi. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya tekan dan hisap angin terhadap struktur adalah kecepatan angin, kepadatan udara, permukaan bidanng dan bentuk dari struktur. Beban angin sangat bergantung dari lokasi dan ketinggian dari struktur. Besarnya tekana tiup hartus diambil minimum sebesar 25kg/m2, kecuali untuk bangunan-bangunan berikut : •

Pinggir laut hingga 5km dari pantai minimumtekanan tiup 40kg/m

•

Bangunan didaerah yang tekanan tiiupnya lebih dari 40kg/m, haruis diambil sebesar P= -v2/16 Kg/m. V adalah kecepatan angin dalam m/s xliv Universitas Sumatera Utara

•

Untuk cerobong, tekanan tiup dalam kg/m harus ditentukan dengan rumus (42,4+0,6h) dengan h adalah tinggi cerobong seluruhnya.

•

Koefisien angin yang diambil untuk struktur tertutup dengan sudut pangkal atap dinyatakan dengan β adalah sebagai berikut : o β <22’ untuk bidang lengkung dipihak angin -

pada seperempat busur pertama -0,6

-

pada seperempat busur kedua -0,7

o β <22’untuk bidang dibelakang angin -

pada seperempat busur pertama -0,5

-

pada seperempat busur kedua -0,2

o β >22’ untuk bidang lengkung dipihak angin -

pada seperempat busur pertama -0,5

-

pada seperempat busur kedua -0,6

o β >22’ untuk bidang lengkung dibelakang angin -

pada seperempat busur pertama -0,4

-

pada seperempat busur kedua -0,2

xlv Universitas Sumatera Utara