Permodelan Perilaku Daktail Balok T pada Beton Mutu Tinggi

Abstrak

Pemakaian balok beton bertulang yang ramping dan menggunakan mutu tinggi menjadikan pembuatan lebih efisien, namun bisa menjadi masalah terutama dalam hal lendutan dan torsi yang terjadi. Selain masalah lendutan dan torsi balok beton bertulang juga rawan terhadap keruntuhan geser, karena balok akan tiba-tiba jatuh tanpa pemberitahuan. Dengan memperbesar volume beton maka akan menambah kemampuan lentur balok, geser, daktilitas dan memperkuat balok terhadap torsi, namun jika menambah volume beton akan menambah biaya yang besar dan menambah ruang untuk balok atau menginginkan balok yang ramping dalam segi estetika. Bagaimana jika tanpa menambah volume beton namun melakukan pengekangan beton pada daerah tekannya dan merapatkannya.

Model eksperimental yang digunakan adalah balok T beton mutu tinggi dengan panjang 3,85 m. Jumlah tulangan lentur 3 buah dengan diameter tulangan lentur 16 mm, diameter tulangan badan  8 mm, diameter tulangan tarik 8 mm dan diameter sengkang 8 mm (Ananth Ramaswamy, 2006). Selanjutnya dibuat model implementasi pada ANSYS dengan material beton dimodelkan sebagai SOLID 65, material baja dimodelkan dengan SOLID 45, dan tulangan baja dimodelkan sebagai LINK 8. Kemudian mendesain ulang balok eksperimen dengan kapasitas yang sama sehingga balok implementasi secara rinci sebagai balok  beton bertulang profil T dengan panjang bentang (L) 3,85 m, tinggi (h) 350 mm, lebar balok (bw) 150 mm, lebar efektif flens (be) 375 mm, 450 mm dan 600 mm. Balok Profil T desain digunakan tulangan rangkap dengan jumlah tulangan tekan 6 buah diameter 10 mm, tulangan tarik 3 buah diameter 22 mm, dan sengkang yang digunakan diameter 10 mm. Mutu beton yang digunakan (fc’) = 65 MPa. Tegangan leleh tulangan lentur dan tarik baja yang digunakan (fy) = 400 MPa dan tulangan sengkang baja yang digunakan (fy) = 240 MPa. Analisis pada permodelan dilakukan menggunakan metode elemen hingga dengan variasi jarak sengkang 50 mm, 75 mm, dan 100 mm.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa beban pada saat retak pertama yang mampu diterima balok T pada beton mutu tinggi dengan semakin rapatnya jarak sengkang pada daerah tekan semakin meningkat (namun kurang signifikan pengaruhnya). Kemudian Beban pada saat ultimit yang mampu diterima balok T pada beton mutu tinggi dengan rapatnya jarak sengkang pada daerah tekan semakin meningkat (sangat signifikan pengaruhnya). Sengkang juga berpengaruh terhadap retak, dengan semakin rapat jarak sengkang pada daerah tekan maka akan memperkuat beton dan mengurangi pelebaran retak, hal ini terlihat pada saat beton mangalami retak pertama dan retak ultimit. Sedangkan lebar efektif juga berpengaruh, semakin besar lebar efektif balok T beton mutu tinggi maka akan semakin meningkat momen yang mampu ditahan, sehingga balok semakin kuat dan daktilitasnya semakin besar.