Perilaku balok beton bertulang berlubang lingkaran yang dirancang dengan "strut and tie model" :: perbandingan antara analisis dan eksperimental

ARIYANTA, Dr.- Ing. Ir. Djoko Sulistyo

2008 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Strut and Tie Method (STM) merupakan metode alternatif dalam perancangan struktur beton yang didasarkan pada teori plastisitas. Dalam metode ini struktur beton dirancang pada kondisi plastis, sehingga dapat dianggap berbentuk sebagai suatu model rangka di dalam struktur tersebut dimana rangka batang tersebut terdiri dari batang tarik (Tie) dan batang tekan (Strut). Perancangan yang didasarkan pada Truss-model dapat meliputi keseluruhan unsur struktur, terutama untuk struktur yang secara statika dan geometri tidak kontinu seperti daerah sekitar struktur berlubang atau dengan bukaan. Penelitian ini mempelajari perilaku balok beton bertulang berlubang lingkaran yang dirancang dengan STM model. Dalam penelitian ini digunakan 2 benda uji balok konvensional lubang tengah (BLTgK1) dan balok konvensional lubang tepi (BLTpK2) serta 2 benda uji balok STM lubang tengah (BLTgS1) dan balok STM lubang tepi (BLTpS2) dengan ukuran masing-masing penampang 175 mm x 325 mm dan panjang 2000 mm. Pengujian dilakukan dengan memberikan beban titik ditengah bentang hingga beban ultimit. Hasil pengujian menunjukkan bahwa retak pertama adalah retak lentur yang terjadi ditengah bentang balok yang ditemukan pada sisi bawah balok. Pendetailan tulangan menurut metode struts and ties model cukup efektif untuk menahan beban yang bekerja pada balok. Metode ini menghasilkan penggunaan jumlah tulangan yang lebih besar dan dengan susunan yang berbeda. Terdapat kenaikan kekakuan elastis (pra-retak) untuk balok dengan lubang di tengah dibanding dengan lubang di tepi. Untuk letak lubang di tengah kekakuan balok BLTgK1 lebih besar 68.20% dari balok BLTpK2, dan BLTgS1 lebih besar 7.30% dari balok BLTpS2. Pada beban maksimum, kekakuan balok BLTgK1 lebih besar 122.64% dari balok BLTpK2, dan balok BLTgS1 lebih besar 9.41% dari balok BLTpS2. Sedangkan kekakuan elastis (pra-retak) balok BLTgK1 lebih besar 36.075% dari balok BLTgS1, sedangkan untuk balok BLTpK2 lebih kecil 15.20% dari balok BLTpS2. Pada beban maksimum kekakuan elastis balok BLTgK1 tetap lebih kecil 13.50% dari balok BLTgS1, dan balok BLTpK2 lebih kecil 79.30% dari balok BLTpS2. Kapasitas lentur yang dihasilkan dari model STM rata-rata lebih besar 29.18% dari model konvensional dan lendutan yang dihasilkan memenuhi syarat kurang l/240 serta lebar retak yang dihasilkan balok BLTgS1 lebih kecil 11.11% dari BLTgK1 dan balok BLTpS2 lebih kecil 22.22% dari BLTpK2.

Strut And Tie Method (STM) is represent of alternative method in structure of concrete designing of based on theory of plasticity. In this method structure of concrete designed on plastic condition, so can be assumed in the form as truss model in the structure where the plan truss consist of tie frame and strut frame. Designing based on the Truss-Model can be pervade all of structure element, especially for the structure of statics and geometries not continue such as approximately of holey structure or with opening. The research to learn behavior of reinforced concrete beam with opening circle with designed STM model. In this research used 2 object test conventional of mid open (BLTgK1) and the conventional of side open (BLTPK2) and 2 object test the STM of mid open (BLTgS1) and the STM of side open (BLTPS2) with the size cross dimensions of each 175 mm x 325 mm and long span 2000 mm. Testing executed with giving loading point in mid span up to ultimate load. Result of testing indicates that first crack is crack flexure that happened in the middle of span beam is founded underside beam. Detailing of reinforcement accord method of struts and ties model is effective enough to restrain of load working on beam. The method results are using of reinforced concrete quantity bigger and with different formation. There are increase of elastic stiffness (precracks) for beam with the opening in the mid span of compared to with the side open. For the opening position in the middle the stiffness of beam BLTgK1 68.20% more than BLTpK2, and beam BLTgS1 7.30% more than from beam BLTpS2. In maximum load, stiffness of beam BLTgK1 122.64% more than BLTPK2, and beam BLTgS1 9.41% more than BLTpS2. While of Elastic stiffness (pre-crack) for beam BLTgK1 36.075% more than BLTgS1, while for beam BLTpK2 15.20% more than BLTpS2. On maximum load the elastic stiffness of beam BLTgK1 13.50% unless than beam BLTgS1, and beam BLTpK2 79.30% unless than beam BLTPS2. Flexural of Capacities result from STM model is mean 29.18% from conventional model and up to standard result deflection less from l/240 and also width of crack result beam BLTgS1 11.11% unless than BLTgK1 and beam BLTpS2 22.22% unless than BLTPK2.

Kata Kunci : Balok beton berlubang,Strut and tie method,Balok konvensional, beams, opening, convensional, STM, static loading.