DIKTAT TEORI SOAL DAN PENYELESAIAN KONSTRUKSI BETON I MUDU 1
KATA PENGANTAR KONSTRUKSI BETON I 'JILID '1
Pada kesempatan ini kami muncul kembali di hadapan pembaca dengan diktat KON'STRUKSI BETON I. Diktat ini bermanfaat bagi mahasiswa Faklutas Teknik Sipil dan Arsitektur atau pembaca yang berminat dalam bidang ini. Diktat ini kami susun dalant 2 jilid yaitu Jilid 1 dan Jilid 2. Adapun isi jilid 1 adalah sebagai berikut : Bab 1. Teknologi beton dan dasar dasar perhitungan konstruksi beton bertulang Bab 11. Balok Bab III. Kolom Bab IV. Pelat Lampiran : Graiik dan tabel, Dan jilid 2 berisikan bab bab sebagai berikut : Bab V. Pondasi Bab VI. Tangga Bab VII. Dinding Penahan tanah ,tangki air Bab VIII. ACI Code diterapkan pada balok, kolom,pelat dan lain lain Lampiran: Grafik dan tabel-tabel. Dalam bab I sic, VII sebagai patokan adalah PBI 1971 sedangkan bab 'VIII kami pergunakan ACI code 318-83. Kami sarankan pembaca mendalami referensi referensi yang kami pergunakan sehingga dapat mengerti lebih mendalam. Diktat ini masih jauh dari sempurna,oleh karena itu segala kritik dan saran positif dari pembaca sekalian akan kami terima dengan senang hati. Akhir kata semoga diktat ini bermanfaat bagi pembaca sekalian. Selamat belajar semoga sukses. Jakarta, Nopember 1987 Penyusun, Ir. Gunawan Theodosius Ir. Margaret Saleh KATA PENGANTAR Pada edisi ini ,sampul depan diganti menjadi warna biru tua agar diktat tampak lebih rapilsi diktat tidak mengalami perubahan. Selamat belajar semoga sukses. Jakarta, Juli 2002 Penyusun, Jr. Gunawan Theodosius Ir. Margaret Saleh KONSTRUKSI BETON I JILID 1 BAB I. ILMU BAHAN TEKNOLOGI BETON dan DASAR-DASAR PERHITUNGAN UNTUK KONSTRUKSI BETON. 1.1 Pengertian beton("concrete") 1.2 Bahan-bahan pembentuk beton. 1.2.1 Semen 1 1.2.2 Agregat Halus 16 1;2.3 Agregat Kasar 26 1.2.4. Air 33 1.2.5 Bahan-bahan kimia tambahan.("admixture") 33 1.3 Kelas dan mutu beton 34 1.4 Benda Uji untuk test kekuatan tekan beton 35 "WorkabilitY" 36 1.6 ?ancangan campuran beton("concrete mix design") 40 1.6.1 Mix menggunakan metode A C I 41 1.6.2 Mix design menggunakan"grading curve method" ("road note no.4) 45
1.6.3 Mix design menggunakan"current British method"50 1.7 Penentuan ikatan awal("initial setting")dari beton 60 1.8 kekuatan tekan beton("concrete strength") 62 1.9 Percobaan untuk menentukan kekuatan tekan hancur karakteristik beton 63 1.10Sifat-sifat lain dari beton yang perludiketahui 68 1.11Sifat-sifat baja tulangan 70 I.12Dasar-daSar perhitungan dalam Konstruksi beton ber tulang 71 1.13Bentuk-bentuk konstruksi dalam beton bertulang 73 Soal soal latihan 75 BAB II. B A L 0 K ( "BEAM" ) II.1 Teori dan rumus-rumus. I1.1.1 Metode Perhitungan kekuatan 77 11.1.2 Anggapan-anggapan untuk perhitungan penampang beton bertulang akibat beban kerja secara e lastis 77 11.1.3 Penampang persei panjang bertulangan tunggal memikul lentur murni 80 11.1.4 Penampang:-:persegi bertulangan tunggal akibat lentur murni,cara n 83 11;1.5 Penampang persegi bertulangan rangkap akibat lentur murni - 89 11.1.6 Penampang persegi bertulangan rangkap akibat lentur murni cara n ..91 11.1.7 Penampang dihitung secara kekuatan batas....95 11.1.8 Penampang persegi bertulangan tunggal akibat lentur murni(dihitung dng cara kekuatan batas) 99 11.1.9 Penampang persegi bertulangan rangkap-a kibat lentur murni dihitung dengan cara kekuatan batas 103 II.1.10B a l o k T 107 II.1.11Perhitungan balok T tulangan tunggal a kibat lentur murni secara elastis 110 II.12Balok T bertulangan rangkap secara elastis akibat lentur murni) 114 II.1.13Balok T akibat lentur murni secara kekua tan batas 115 II.1.14Penentuan panjang penyaluran & pembatasan tulangan 116 II.1.15Tulangan geser balOk 123 II.1.16Balok konsol pendek 129 II.1.17Torsi (puntir) pada balok 134 II.1.18Balok Voute 138 II.1.19Lendutan pd balok (referensi: PBI' 71) 141 II.1.20Lendutan pd balok(referensi:ACI 318-83 ps.9.5.2 143 II.1.21Filsafat "Capacity design" untuk balok beton bertulang 144 11.2 Contoh-contoh soal 147 11.3 Soal-soal latihan 243 BAB III. K 0 L 0 M( "COLOUM" ) Teori dan rumus-rumus.
III.1.1 Persyaratan kolom dengan sengkang (PBI ps.9.6) 263 111.1.2 Persyaratan kolom dng lilitan spiral . 264 111.1.3 Perhitungan kOlom beton bertulang dengan tul. memanjang dan sengkang untuk P tekan sentris 265 111.1.4 Perhitungan kclom berspiral memikul gaya tekan sentris 267 111.1-5 Penampang persegi tulangan tunggal/rangkap akibat lentur dan gaya normal 269 111.1.6 Penampang persegi tulangan rangkap memikul lentur + normal secara n 275 111.1.7 Penampang persegi akibat lentur+normal (tulangan rangkap) dihitung berdasar ca ra kekuatan batas 277 111.1.8 Pena.mpanc perseqi memikul lentur+ normal ditulangi "two races" secara elaStis 278 111.1.9 Penampang persegi memikul lentur+ normal ditulangi "four faces" secara elastis. 279 III.1.10Penampang lingkaran memikul lentur+normal secara elastis 280
iii.1.11Penampang persegi memikul lentur+ normal dihitung secara kekuatan batas,ditulangi " two faces" 281 II1.1.12Penampang persegi memikul lentur+ normal dihitung secara kekuatan batas,dihitung "four faces" 281 III.1.13Penampang lingkaran memikul lentur+ normal dihitung secara kekuatan hatas 282 III.1.14"Biaxial bending" padd kolom 283 IIT.1.15 Diagram interaksi kolom 284 111.2 Contoh-contoh soal 285 111.3 Soal - soal latihan 347 BAB INT.PELAT ( "PLATE" ). IV.1 Teori dan rumus-rumus. IV.1.1 Type konstruksi pelat beton bertulang 352 IV.1.2 Tebal pelat 353 1V.1.3 Metode perhitungan momen pada pelat 357 A. metode Rankine & Grashof 357 B. Metode Dr. Marcus 358 C. PBI Tabel 13.3.1 dan 13.3.2 359 D. Teori Klasik E. Metode "Finite Difference". F. Metode "Finite Element". G. Teori garis leleh("yield line theory").361 IV.1.4 Beberapa hal yg perlu diperhatikan ttg pelat 366 * IV.1.5 Lendutan pelat (referensi : PBI') 370 IV.1.6 Pelat dng tebal tetap memikul dalam 1 arah ("one way slab") 372 IV.1.6.1 Referensi PBI ps.13.4 374 IV.1.6.2 Teori M. Pigoaud 376 '7E1/.2 Contoh-contoh soal 380 IV.3 Soal - s o a 1. 1 a t i h a n 413 LAMPIRA N. I. Faktor inversi untuk satuan 1 II.Luag penampang baja tulangan polos dan ulir Spesifikasi teknik baja tulangan ulir mengikuti SII 0136-1980 3
- Luas tul. dan jarak tul: utk pelat lobar 100cm.4 III.Lebar minimum balok 5 IV. Koefisien momen lentur untuk balok 6 V. Letak garis netral dan momen inersia balok T VI. Tebal Marcus untuk pelat 12
10
VII.Harga m; dan m2 untuk berbagai harga u (teori M. Pigeaud) 13 VIII.Nomogram untuk perhitungan tulangan kolom(oleh ir Wiratman) 16 IX. Tabel untuk cara kekuatan batas (oleh : ir. Wirat man 25 VIII.Nomogram untuk perhitungan tulangan kolom(oleh ir Wiratman) 16 IX. Tabel untuk cara kekuatan batas (oleh : ir. Wirat man 25
BAB I ILMU BAHAN TEKNOLOGI BETON dan
-
DASAR-DASAR PERHITUNGAN UNTUK KONSTRUKSI BETON 1.1 Pengertian beton ("concrete"). Beton adalah bahan yang diperoleh dari mencampur semen,pasir, agregat kasar (koral atau batu peCah), air, yang mengeras menjadi benda padat. Jika beton diberi tulangan baja maka kita namakan beton bertulang ("reinforced concrete"). Beton dan baja akan bekerja sama satu sama lain. 1.2 Bahan-bahan pembentuk beton. -semen (Portland cement) -aggregat halus (pasir) −ageregat kasar (batu pecah/split atau koral) −air −bahan kiniia sebagai bahan tambahan ("admixture"). 1.2.1 Semen : Semen merupakan bagian terpenting dalam pembuatan beton. Semen mempersatukan pasir,koral,air menjadi satu kesatuan. Yang kita kenal dengan nama semen sebetUlnya adalah Portland sement (p.c) A.Riwayat singkat tentang semen. , Penggunaan material ini sudah dilakukan sejak jamandulu. Orang-orang Mesir kuno menggunakan gips yang mengandung kalsium,.yan3-ditambahkan air,pasir,split untuk membuat campuran beton. Orang Roma dan Yunani menggunakan batu kapur yang mengandung kalsium yang berfungsi sebagai se-semen.. Tetapi karena bahan kapur tersebut tidak akan mengeras ji ka terendam air,maka untuk mengecor bangunan-bangunan yg terendam air,mereka menggunakan debu vulkanis. Debu vulkanis mengandung silica aktif dan alumina,menyatu dengan kapur membentuk semen yang dinamakan "pozzolanic. Cement". John Smeaton (1756) menemukan bahwa "mortar" (campuran se men + air) yang baik diperoleh jika pozzolanic cement dicampur dengan batuan kapur ("limestone") yang banyak mengandung material-material tanah liat ("clayey material"). Joseph Aspdin (1824) menemukan pembuatan "portland cement" (p.c) dengan jalan memanaskan campuran butir-butir halus tanah liat ("finely.divided clay") dan batuan ka -
B.
pur keras ("hard limestone") daltm tungku pembakaran, sampai CO2 basil pembakaran tersebut keluar dari campuran. Temperatur yang diperliukan lebih rendah daripada yang diperlukan untuk pembuatan klinker. Issac Johnson (1845) memperbaiki cara Joseph Aspdin dengan jalan membakaar campuran tanah liat dengan kapur("chalk"), sampai menklinker sehingga reaksi yang diperlukan untuk membentuk ikatan material semen,("cementitous compound") terjadi. Penamaan portland cement sebenaarnya berasal dari kesamaan warna dan kwalitas semen tersebut terhadap "portland stone"yaitu batuan kapur("limestone") yang ditambang di Dorset. PEMBUATAN PORTLAND CEMENT. Proses pembuatan semen terdiri atas: 6
− penghalusan ("grinding") bahan baku − pencampuran bahan baku yg sudah halus dengan proporsi ter tentu dan membakarnya dalam silinder yang berputar (dinamakan "rotary kiln")pada temperatur kira-kira 1400P,C sampai bahan-bahan tersebut membentuk gumpalan-gumpalan seperti bola yang disebut klinker ("clinker"). − klinker didinginkan dan dihaluskan menjadi bubuk, gyps ditambahkan, sehingga terbentuklah semen, Pencampuran dan penghalusan bahan baku dapat dilakukan baik dalam air("wet process")ataupun di dalam udaara biasa ("dry process")., Skema "Wet process" dan "dry process" dapat dilihat pada halaman 3. Pembuatan semen dengan proses basah: I
1. Tanah liat dihancurkan dalam air pada tempat pencucian ( "wash mill" ). 2. Tanah liat yang sudah cair(dinamakan "clay slurry") dipompakan ke tempat "wash mill" ke 2. Pada saat itu juga kapur ("chalk") dimasukkan. 3. Campuran ini diayak melalui ayakan-ayakan(sieve)akan diperoleh semen cair("cement slurry")yang dimasukan kedalam • tangki slurry("slurry tank"). Jika batuan kapur ("lime stone"aipakai maka harus dibakar dullu,dihancurkan dan Aimasukkan dalam "ball . mill" (lihat proses kering) bersama-sama dengan tanah nat. yang cair.
Skema pembuatan portland cement:
d. Dari slurry tank, "cement slurry" diproses datam "rotary kiln" berupa silinder diameter mencapai 7,5 meter dan panjangnya men capai 230 meter yang berputar perlahanlahan. Sambil dilakukan pembakaran terhadap "cement slurry" mencapai temperatur 1400°C-1500°C, akan diperoleh klinker dengan diameter 3mm s/d 25 mm. e. Klinker didinginkan, dalam "cooler" Warna klinker hitam, keras. f. Klinker digiling halus bersama-sama gypsum dalam"ball mill". Gypsum berguna untuk menghindarkan terjadinya "flash setting of cement (pengikatan awal yang lebih cepat), diperoleh bubuk semen yang siap dimasukkan ke silo semen untuk dipasarkan. Semen yang halus tersebut mempunyai 1,1 .1012 partikel per kilogramnya. Proses kering ("dry process"). a. Batuan kapur ("lime stone") dan lempung ("shale") dihaluskan, dicampur dengan perbandingan tertentu dalam "grinding mill" (disebut juga "ball mill") menjadi bubuk halus yang disebut " raw meal". b. "Raw meal" dipompa .kan kedalam "raw meal silo" c. Lalu diputar dalam kiln pada temperatur 1400°C, diperoleh klinker. d. Klinker didinginkan dalam cooler. e. Gypsm ditambahkan kemudian bersama-sama digiling sampai halus dalam "ball mill". f. Semen yang diperoleh dimasukkan kedalam silo semen siap untuk dipasarkan. C. Komposisi kimiawi portland cement; Bahan baku untuk pembuatan semen terdiri atas: - batuan kapur (lime stone) − silica
− alumina − Fe 03 2 Keempatnya bereaksi saatu sama lain di dalam kiln membentuk klin ker (setelah dipanaskan pada temperatur 1400°C). Klinker mengandung 4 senyawa kompleks seperti tercantum padatabel dibawah ini: Nama senyawa Tricalcium Silicate Di Calcium Silicate
Rumus kimia
3 CaO. SiO2 2 CaO. SiO2 3 CaO. Al2 O3 Tricalcium Silicate 4Ca0. Al ° Tetra Calcium AluMinate 2, 3.Fe20j
Singkatan nama C3S C2S C3A C AF 4
