Struktur Beton Bertulang [PDF]

Citation preview

handout Pekerjaan Beton Bertulang



Dwinanda Galih H P Universitas Negeri Malang handout



Daftar Isi 1. Pelaksanaan Pekerjaan Beton Bertulang 1.1. Beton 1.2. Beton dan Beton Bertulang 1.3. Besi Tulangan 1.4. Penulangan Balok 1.5. Penulangan Pelat 1.6. Bekisting 1.7. Pengecoran 2. Pengujian Pekerjaan Beton Bertulang 2.1 Kuat Tekan Beton 2.2 Uji Slump 2.3 Pembuatan Adukan Beton



I. TAHAPAN PELAKSANAAN PEKERJAAN BETON BERTULANG



1.1. BETON Material komposit yang terdiri dari medium pengikat (pada uunya campuran semen hidrolis dan air), agregat halus (pada umunya pasir) dan agregat



kasar



(pada



umunya



kerikil)



dengan



atau



tanpa



bahan



tambahan/campuran/additives.



Material Utama Pembentuk Beton



Potongan Beton



Proporsi Bahan Penyusun Beton



Air Entrained Concrete: Beton yang terdapat gelembng-gelembung udara kecil yang sengaja dibuat terperangkap oleh bahan tambahan khusus sehingga



akan merubah sifat-sifat beton. Pada beton segar, entrained air akan meningkatkan workability campuran sehingga mengurangi jumlah air dan pasir yang dibutuhkan.



JENIS-JENIS BETON  Beton ringan Berat jenisnya2500 kg/m3, diapaki untuk struktur tertentu, missal struktur yang harus tahan terhadap radiasi atom.  Beton massa (mass concrete) Beton yang dituang dalam volume besar, biasanya untuk pilar, bendungan dan pondasi turbin pada pembangkit listrik. Pada saat pengecoran beton jenis ini, pengendalian diutamakan pada pengelolaan panas hidrasi yang timbil, karena semakin besar massa beton maka suhu di dalam beton semakin tinggi. Bila perbedaan suhu di dalam beton dan suhu permukaan beton > 20°C dapat menimbulkan terjadinya tegangan Tarik yang disertai retak-retak.  Ferosemen (ferrocement) Mortar semen yang diberi anyaman kawat baja. Beton ini mempunyai ketahanan terhadap retakan, ketahan terhadap patah lelah, daktilitas, fleksibilitas dan sifat kedap air yang lebih baik dari beton biasa.  Beton serat (fibre concrete) Komposit dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat, dapat berupa serat plastic/baja. Beton serat lebih daktail daripada beto biasa, diapakai pada bangunan hidrolik, landasan pesawat, jalan raya dan lantai jembatan.



 Beton siklop Beton biasa dengan ukuran agregat yang relative besar-besar. Agregat kasar dapat sebesar 20 cm. Beton ini digunakan pada pembuatan bendungan dan pangkal jembatan.  Beton hampa Seperti beton hampa biasa, namun setelah tercetak padat, air sisa reaksi disedot dengan cara vakum (vacuum method)  Beton ekspose Beton ekspose adalah beton yang tidak memerlukan proses finishing, biasanya beton ini dihasilkan permukaan beton yang halus (missal baja dan multiplek film). Beton ini sering dijumpai pada gelagar jembatan, lisplang, kolom dan balok bangunan.



SIFAT-SIFAT BETON a. Beton segar  Kemudahan pengerjaan/workability, umumnya dinyatakan dalam besaran nilai slump (cm) dan dipengaruhi oleh: 



Jumlah air yang dipakai, Makin banyak air, beton makin mudah dikerjaan







Penambahan semen. Semen bertambah, air juga ditambahkan agar FAS tetap, maka beton makin mudah dikerjakan







Gradasi campuran pasir dan kerikil







Pemakaian butir masksimum kerikil yang dipakai







Pemakaian butir-butir batuan yang bulat



Beberapa sifat workabilitas untuk mengontrol kualitas diukur dengan menggunakan beberapa pengujian antara lain: 



Slump test







Compaction test







Flow test







Remoulding test







Penetration test







Mixer test



Strenght vs Workability  Segregasi, kecenderungan agregat kasar untuk memisahkan diri dari campuran adukan beton, peluang segregasi diperbesar dengan: 



Campuran yang kurus/kurang semen







Pemakaian air terlalu banyak







Semakin besar butir kerikil yang dipakai







Campuran yang kasar, atau kurang agregat halus







Tinggi jatuh pengecoran beton yang terlalu tinggi



 Bleeding, kecendurangn air campuran untuk naik keatas (memisahkan diri) pada beton segar yang baru saja dipadatkan. Hal ini dapat dikurangi dengan cara: 



Memberi lebih banyak semen dalam campuran







Menggunakan air sedikit mungkin







Menggunakan pasir lebih banyak







Menyesuaikan intensitas dan durasi penggetaran pemadatan sesuai dengan nilai slump campuran



b. Beton keras  Sifat jangka pendek 



Kuat tekan dipengaruhi oleh:



1. Perbandingan air semen dan tingkat pemadatan 2. Jenis semen dan kualitasnya 3. Jenis dan kekasaran permukaan agregat 4. Umur 5. Suhu (kecepatan pengerasan bertambah dengan naiknya suhu) 6. Perawatan 



Kuat tarik Kuat tarik beton berkisar 1/18 kuat tekan beton saat umurnya masih muda dan menjadi 1/20 sesudahnya. Kuat tarik berperan penting dalam menahan retak-retak akibat perubahan kadar air dan suhu.







Kuat geser Didalam prakteknya, kuat tekan dan tarik selalu diikuti oleh kuat geser.



 Sifat jangka panjang 



Rangkak, adalah peningkatan deformasi (regangan) secara bertahap terhdap waktu akibat beban yang bekerja secara konstan, dipengaruhi oleh: 1. Kekuatan, rangkak berkurang bila kuat tekan makin besar 2. Perbandingan campuran. Bila FAS berkurang maka rangkak berkurang 3. Agregat, rangkak bertambah bila agregat halus dan semen bertambah banyak 4. Umur, kecepatan rangkak berkurang sejalan dengan umur beton







Susut, adalah berkurangnya volume beton jika terjadi kehilangan kandungan uap air akibat penguapan, dipengaruhi oleh: 1. Agregat, berperan sebagai penahan susut pasta semen 2. FAS (Faktor Air Semen), efek susut makin besar 3. Ukuran elemen beton, laju dan besarnya penyusutan berkurang jika volume beton makin besar



Dari semua sifat tersebut yang terpenting adalah kekuatan tekan beton karena merupakan gambaran dari mutu beton yang ada kaitanya dengan struktur beton. Berbagai test uji kekuatan dilakukan pada beton keras ini antara lain:  Uji kekuatan tekan (compression test)  Uji kekuatan tarik belah ( spillting tensile test)  Uji kekuatan lentur  Uji lekatan anatara beton dan tulangan  Uji modulus elastisitas



Diagram Laju Kenaikan Kuat Tekan Beton



1.2. BETON BERTULANG Beton bertulang merupakan material komposit yang terdiri dari beton dan baja tulangan yang ditanam di dalam beton. Sifat utama beton adalah sangat kuat di dalam menahan beban tekan (kuat tekan tinggi) tetapi lemah di dalam menahan gaya tarik. Baja tulangan di dalam beton berfungsi menahan gaya tarik yang bekerja dan sebagian gaya tekan.



Baja tulangan dan beton dapat bekerjasama dalam menahan beban atas dasar beberapa alasan, yaitu: (1) lekatan (bond) antara baja dan beton dapat berinteraksi mencegah selip pada beton keras, (2) campuran beton yang baik mempunyai sifat kedap air yang dapat mencegah korosi pada baja tulangan, (3) angka kecepatan muai antara baja dan beton hampir sama antara 0,0000100,000013 untuk beton per derajat Celsius sedangkan baja 0,000012 per derajat Celcius. Kekuatan beton tergantung dari beberapa faktor antara lain: proporsi campran, kondisi temperature dan kelembaban tempat dimana beton akan mengeras. Untuk memperoleh beton dengan kekuatan seperti yang diinginkan, maka beton yang masih muda perlu dilakukan perawata/curing, dengan tujuan agar proses hidrasi pada semen berjalan dengan sempurna. Pada proses hidrasi semen dibutuhkan kondisi dengan kelembaban tertentu. Apabila beton terlalu cepat mongering, maka akan timbul retak-retak pada permukaanya. Retakretak ini akan menyebabkan kekuatan beton turun, juga akibat kegagalan mencapai reaksi hidrasi kimiawi penuh. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk perawatan beton, antara lain:  Beton dibasahi air secara terus menerus  Beton direndam dalam air  Beton ditutup dengan karung basah  Dengan menggunakan perawatan gabungan acuan membrane cair untuk mempertahankan uap air semula dari beton basah  Perawatan uap untuk beton yang dihasilkan dari kondisi pabrik, seperti balok pracetak, tiang, girder pratekan, dll. Temperatur perawatan sekitar 150°F. Lamanya perawatan biasanya dilakukan selama 1 hari untuk cara ke 5, dan 5 sampai 7 hari utnuk cara perawatan lain.



1.3. BEKISTING Pada pekerjaan bekisting, khususnya bekisting plat dan balok biasanya dilakukan pekerjaan perancah. Pekerjaan perancah dilakukan untuk mendukung perencanaan pembuatan bekisting balok dan pelat. Pertama-tama



yang harus dilakukan sebelum mendirikan scaffolding adalah memasang jack base pada kaki untuk memudahkan pengaturan ketinggian, setelah itu baru dapat



disusun



dan



disambung



antara



yang



satu



dengan



lainnya



menggunakan joint pin, dan bagian atasnya dipasang U-head untuk menjepit balok kayu yang melintang.



Gambar pendirian scaffolding Pekerjaan bekisting dilakukan setelah pekerjaan pembesian. Hal tersebut berlaku pada pekerjaan pembuatan kolom. Sedangkan pada pembuatan balok dan pelat, bekisting terlebih dahulu dikerjakan. Bekisting memiliki fungsi dalam bangunan untuk membuat bentuk dan dimensi pada suatu konstruksi beton, dan mampu memikul beban sendiri yang baru dicor sampai konstruksi tersebut dapat dipikul seluruh beban yang ada. Pelaksanaan pekerjaan bekisting pada pembuatan balok baru dapat dilakukan setelah pekerjaan perancah selesai. Bekisting yang dibuat adalah bekisting balok, pelat, dan kolom. Petama-tama yang harus dipersiapkan sebelum pembuatan bekisting adalah plywood 12 mm, dan balok kayu 8/12 dan 5/7 yang telah dipotong-potong sesuai kebutuhan. Kemudian balok kayu dan plywoood tersebut dihubungkan dengan paku, sehingga membentuk dimensi balok yang direncanakan. Balok kayu 8/12 digunakan untuk dudukan bekisting balok pada bagian atas scaffolding. Rangka dan penopang bekisting menggunakan kayu 5/7 yang dipaku, kemudian plywood yang sudah dipotong dipaku ke rangka tersebut.



Gambar pekerjaan bekisting balok



Gambar pemasangan bekisting pada balok



Pembuatan bekisting pelat dimulai dengan persiapan. Bahan yang harus dipersiapkan adalah plywood 9 mm dan balok ukuran 5/7, 4/6 atau sejenisnya. Pertama-tama yang harus dilakukan untuk memulai pembuatan bekisting pelat adalah memasang multispan yang berpegangan pada bekisting balok. Kemudian plywood yang telah dipotong-potong diletakkan di atas balok dan disusun dengan rapi dan rapat agar tidak bocor.



Gambar tampak bawah bekisting pelat



Gambar tampak atas bekisting pelat



Bekisting pada kolom menggunakan plywood 12 mm, baja sebagai penguaat, dan rangka besi siku yang dirancang untuk plywood. Rangka besi siku yang telah dipasang plywood didirikan, lalu antara rangka yang satu dengan yang lainnya dihubungkan menggunakan baut. Bekisting tersebut diberikan sokongan samping menggunakan baja ukuran 5/7.



Gambar bekisting kolom



Gambar pemasangan bekisting kolom



Gambar pemasangan core lift



1. Bahan-bahan bekisting  Bekisting kayu Bahan bekisting kayu, antara lain: 



Finner Merupakan lembaran kayu yang tipis, diperoleh dari penyayatan dolok kayu jenis tertentu. Dapat dibuat dengan tiga (3) cara: mengupas, menusuk, dan menggergaji.







Kayu lapis (plywood) Kayu triplex yaitu: terdiri dari 3 lapisan kayu Kayu multiplex, yang terdiri atas lebih dari 3 lapisan susunan kayu lapis, disusum sedemikian rupa sehingga arah kayu secara bergantian bersilangan 90°, dengan maksud untuk memperbesar kekuatan kayu dan mencegah kembang susut.







Pelat serat kayu (softboard, hardboard)







Pelat tatal kayu (chipboard)



Bahan bangunan kayu yang memenuhi kualitas untuk bekisting dan perancah  Sifat kayu yang menguntungkan adalah: 



Kekuatan yang besar pada massa volumik yang kecil







Isolasi thermis yang sangat baik







Mudah dikerjakan dan alat-alat sambungan yang sederhana







Dapat menerima tumbukan dan getaran







Harga yang relative murah dan mudah untuk didapatkan



 Sifat kayu yang tidak menguntungkan: 



Tidak homogen (serat tidak terbagi rata pada kayu)







Tahanan terhdap retakan dan geseran kecil







Anisotrop (memiliki sifat yang tidak sama dalam semua arah)







Menyusut dan mengembanya kayu, karena pengaruh cuaca



 Bahan bekisting kayu 



Papan: kayu (meranti, keruing, pinus, sdb)







Kayu kelas II, III, IV, ebal 2,5-5 cm, lebar maksimal 16 cm







Balok kayu, panjang sampai dengan 6 m, ukuran 5/7, 6/10, /6/12, 6/15, 8/12, 8/15, 10/10, 10/12, 10/15







Kayu bulat







Papan penghubung







Baji, lebar 10-15 cm, panjang 25 cm, tebal 0-5 cm



 Bekisting baja Dalam teknik bekisting, material baja dipergunakan dalam berbagai bentuk. Hal hal yang menguntungkan dari penggunaan material baja sebagai bahan bekisting diantaranya adalah: 



Kekuatan tinggi, modulus kekenyalan besar







Susunan yang homogeny dan istrop







Kekerasa yang tinggi dan tahan terhadap keausan







Dapat diperoleh dalam berbagai bentuk



Beberapa hal yang tidak menguntungkan dari bekisting baja: 



Hantara thermis yang besar







Berat massa yang tinggi ±7859 kg/m3







Pembentukan karat







Pembuatan ditempat kerja khusus



Sifat baja terpenting untuk penggunaan bekisting: 



Kekuatan tarik, batas lumer/batas rentang, modulus kekenyalan dan kekokohan







Kekerasan







Ketahan pada muatan yang dinamis







Memungkinkan untuk dilas dan ditarik







Memungkinkan pengubahan bentuk



 Bekisting alumunium Bahan bangunan dari alumunium dibandingkan material baja, alumunium beratnya lebih ringan, lebih sedikit pemeliharaan, akan tetapi harganya lebih mahal 



Alumunium campuran yang paling sesuai untuk bekisting adalah tipe AI-Mg-Si







Kekerasanya 750-1200 N/mm2







Modulus kekenyalanya 70-75 N/mm2







Ketahanan patah 250-400 N/mm2







Berat massanya 2700-2800 kg/m3



Bekisting setelah didirikan sebaiknya dicat dengan oli khusus, sehingga mudah dapat dibongkar sesudah beton mengeras dan kuat, jangan memakai oli mesin atau oli tuda dan sebagainya karena itu bias mempengaruhi kualitas beton. Bahan bangunan bekisting dari bahan-baha buatan oleh perkembangan teknis, bahan-bahan buatan dapr digunakan sebagai bekisting dengan sifat-sifat berikut: 



Tahan terhadap korosi







Tahan ketokan serta tahan aus







Mudah dibentuk







Berat massanya rendah







Dapat mengelak air



1.4. BESI TULANGAN



Beton adalah batu buatan yang kuat sekali menerima tekanan tetapi sangat lemah apabila menerima gaya tarik. Jadi sifat-sifat beton sangat baik apabila hanya menerima gaya tekan, seperti pada kolom. Tetapi setelah beton tersebut menerima lenturan, seperti pada balok atau pelat, akan timbul sifat-sifat lain yang tampak seperti pada karet busa. Satu sisi pada beton lubang-lubang porinya tertekan sedangkan pada sisi yang lain Lubang-lubang tersebut tertarik. Daerah yang tertekan terletak pada bagian yang tertarik pada sebelah luarnya. Karena beton sangat lemah dalam menerima gaya tarik, maka beton tersebut tidak mampu menerima gaya tarik sehingga mengakibatkan terjadinya retak-retak yang lama-lama bisa mengakibatkan elemen beton akan pecah. Untuk menjaga retak lebih lanjut serta pecahnya balok tersebut, diperlukan pemasangan tulangan-tulangan baja pada daerah yang tertarik dan daerah dimana beton akan mengalami retak-retak. Alasan menggunakan tulangan baja ialah karena baja sangat baik dan mampu menerima gaya tarik. Pada beton bertulang, kita memanfaatkan sifat-sifat baik beton dalam menerima tekanan serta memakai tulangan pada daerah-daerah yang menerima gaya tarik. Jadi tulangan pada konstruksi beton sangat diperlukan untuk menahan gaya tarik yang terjadi, maka dari itu diperlukan luasan tulangan minimum pada penampang beton bruto. Dengan mengetahui φ tulangan minimum yang harus terpasang, maka konstruksi relatif aman untuk dilaksanakan.



A. Parameter Besi Tulangan (SNI 07-2052-2002) Besi tulangan pada umunya terbagi dua jenis, yaitu besi tulangan polos dan ulir/sirip (deformed). 1. Diameter dan Toleransinya  Besi tulangan polos haru memenuhi ketentuan sebagai berikut :



 Besi tulangan ulir/sirip (deform) harus memenuhi ketentuan : Pengukuran diameter tulangan dilakukan dengan jarak yang cukup dari ujung tulangan (min. 50 cm), untuk menghindari bagian yang terdeformasi akibat pemotongan tulangan.



Posisi pengukuran yang salah



Untuk keperluan analisa dan perkiraan, dapat dipakai rumusrumus dan asumsi sebagai berikut : jarak sirip maks



= 70 x diameter nominal



tinggi sirip min



= 0,05 x diameter nominal



tinggi sirip maks = 0,10 x diameter nominal



berat jenis baja tulangan = 7.850 kg/m³ luas penampang nominal = 0,25 x (22/7) x [diameter nominal]²



2. Sifat Mekanis Besi Tulangan Besi tulangan struktur pada umunya dikelompokan berdasarkan tegangan leleh karakteristik dan kandungan karbonya :



Parameter sifat mekanis yang harus dipenuhi oleh baja tulangan beton adalah sebagai berikut :



Kode dan kelengkapan data material :



Sampling dan Pengujian