CIVIL ENGINEERING: 2011

Selasa, 13 Desember 2011

Beamax - Analisis Balok Sederhana Yang Sangat Praktis

Lama nggak ngulas tentang freeware. Kali ini kami coba perkenalkan sebuah software gratis, ringan, dan bermanfaat bagi yang membutuhkan. :) Nama softwarenya adalah BEAMAX. Mungkin beberapa pembaca sudah pernah mendengar namanya. Software ini tidak tergolong sebagai software populer di lingkungan teknik sipil khususnya struktur karena memang fiturnya sangat yang sangat minim.

Sesuai namanya, BEAMAX adalah software untuk analisis balok.
beamax01

Adapun input untuk Beamax adalah:

Material properties: E, I, dan A. (Sebenarnya luas penampang A di sini tidak ngaruh ke analisis.. hehe)
Panjang total balok
Lokasi tumpuan sendi dan roll
Option apakah ujung kiri dan kanan terjepit (fixed) atau tidak
Beban Terpusat
Beban Merata (hanya beban merata, tidak ada beban trapesium
maupun segitiga)

Sementara outputnya adalah:

Diagram Momen Lentur, momen lentur maksimum, dan momen lentur pada tumpuan
Diagram gaya geser, gaya geser maksimum, dan gaya geser pada titik tertentu, dan gaya geser pada tumpuan
Deformasi balok, besarnya lendutan maksimum, lendutan di titik tertentu, dan lendutan di ujung balok yang bebas (kantilever). Rotasi titik tidak diberikan

Keunggulan dari BEAMAX adalah:

Sangat cepat dalam menghitung balok sederhana, satu atau lebih dari satu tumpuan.
Tidak perlu Run. Output secara "realtime" akan ditampilkan saat itu juga. Misalnya saat menambah beban titik, output langsung diupdate seketika.
Tampilan grafis cukup representatif untuk keperluan praktis
Sangat cepat dalam mengecek balok sederhana dengan pembebanan sederhana juga.
Untuk para praktisi bidang konstruksi, software ini sangat berguna untuk menyelesaikan masalah balok dengan praktis.
Untuk yang sedang memperdalam ilmu bidang struktur, software ini bisa dijadikan pembanding terhadap hitungan manual maupun hasil analisis software lain.
Sangat mudah dipelajari. Dalam waktu 5-10 menit, software ini sudah bisa dikuasai. Luar biasa bukan? :)

Adapun kekurangannya adalah:

Tidak ada pengaturan Load Case dan Kombinasi Pembebanan
Hasil output tidak bisa dibaca di sepanjang bentang balok
Tidak ada library untuk material-material standar seperti baja, beton, dll
Momen inersia harus ditentukan dari luar, entah itu dari tabel atau hitung sendiri
Tidak ada support reaction. Tapi dari diagram momen dan geser sebenarnya bisa diketahui besarnya reaksi perletakannya

Adapun catatan tambahan dari kami antara lain:

Kami tidak perlu menjelaskan bagaimana cara penggunaan software ini. Pokoknya sangaaat mudah, dengan syarat pengguna harus sudah mengerti konsep apa itu balok, tumpuan, dan pembebanan. hehe
Software ini sangat praktis sewaktu mengecek kasus-kasus tertentu, misalnya: Balok sederhana diberi beban yang berbeda-beda, atau balok banyak tumpuan dengan kasus beban hidup berpola (pattern live load)
Kami suka dengan tampilan grafis yang praktis, simpel, dan informatif, sehingga cocok dijadikan sebagai gambar ilustrasi atau pelengkap suatu laporan perhitungan struktur.
Menu File->Print tujuannya untuk mencetak tampilan grafis saja
BEAMAX menyediakan versi MS-Excel juga. Sedikit butuh waktu lebih lama untuk mempelajarinya (kira-kira 10-20 menit). Tampilan grafisnya biasa saja. Balok dibagi menjadi 50 segmen (elemen) sehingga informasi di tiap titik bisa diketahui
Kekurangan-kekurangan di atas tidak menjadi maslah buat kami, karena hal-hal tersebut masih bisa ditolerir ataupun masih bisa diakali
Ada BUG! Khusus untuk beban terpusat yang berada di ujung kantilever sebelah KIRI.

Dari gambar di atas, coba cek kesalahannya di mana? Betul!, diagram gaya geser dan momennya salah. Harusnya di tumpuan kiri momen tidak sama dengan nol. Harusnya ada momen akibat beban terpusat di sebelah kiri. Bug ini bisa diperbaiki dengan menggeser beban terpusat tersebut sedikiiiiit ke sebelah kanan, katakanlah sebesar 0.001.

Nah, gambar di atas adalah gambar yang benar. :)
Jika dibandingkan dengan Atlas, kami lebih merekomendasikan Beamax, selain karena tampilannya yang informatif, juga karena Beamax bisa menghitung lendutan

Demikian. Semoga Bermanfaat.[]

Minggu, 04 Desember 2011

Jembatan Tenggarong Runtuh

Jembatan Tenggarong atau yang juga dikenal dengan jembatan Mahakam II yang melintasi sungai mahakam runtuh pada sabtu sore 26 Nopember 2011. Jembatan Tenggarong merupakan jembatan terbesar yang berada di Kutai. Saat jembatan mahakam ambruk banyak orang sedang melintasi jembatan tersebut shingga pada saat jembatan runtuh banyak orang tercebur di sungai Mahakam.

Belasan korban Jembatan Tenggarong runtuh saat ini dilarikan di rumah sakit Parikesit untuk mendapatkan perawatan intensif. Kabar terakhir menyebutkan sudah diteumkan korban tewas sebanyak tiga orang. Kebanyakan korban luka akibat tertimpa bangunan jembatan. Menurut para saksi, sebelum jembatan mahakam ambruk terdengar suara petir, kemudian di ikuti suara benda jatuh di dalam air.

Menurut Kepala Pusat Komunikasi Publik Kementerian Pekerjaan Umum, penyebab Jembatan tenggarong runtuh tersebut belum di ketahui penyebabnya. Jembatan Tenggarong dibangun di Kutai sejak tahun 2000 silam dengan panjang jembatan 710 meter. Jembatan Mahakam tersebut merupakan jembatan penghubung antara kecamatan tenggarong Seberang dengan kota tenggarong. Dibawah ini ada video jembatan tenggarong runtuh

Video dan Foto Jembatan Tenggarong Ambru

http://www.youtube.com/watch?v=6JbTeMMeixw

Rabu, 09 November 2011

o.k, selanjutnya kita akan mencoba menghitung suatu rencana anggaran biaya pekerjaan bangunan.
Cara menghitung rencana anggaran biaya bangunan adalah sebagai berikut:
misalkan sebuah pekerjaan plesteranÂ 1 pc : 4 ps tanpa acian pada pasangan bata 2 muka dengan gambar kerja sebagai berikut:

RAB PLESTERAN DINDING1 300x240 Rencana Anggaran Biaya Bangunan

langkah pertama adalah menghitung volume pekerjaan plesteran.

v plesteran= 2 m x 3 m x ( 2 muka ) = 12 m2

berikutnya kita mencari tabel analisa BOW atau analisa harga satuan pekerjaan:

AnalisaÂ untuk 1 m2 pekerjaan plesteran 1 pc : 4 ps adalah

0.2170 zak semen
0.02830 m3 pasir pasang
0.0125 mandor
0.0200 kepala tukang
0.2000 tukang batu
0.2500 pekerja

selanjutnyaÂ kita mencari harga bahan dan upah untuk analisa pekerjaan diatas, contohnya sebagai berikut ( harga disini hanya perkiraan untuk lebih tepatnya bisa di survey di toko ):

semen = Rp. 59.000 / zak
pasir pasang = Rp. 150.000,00 / m3
mandor = Rp. 50.000,00 / hari
kepala tukang = Rp. 45.000,00 / hari
tukang batu = Rp. 40.000,00 / hari
pekerja = Rp. 35.000,00 / hari

langkah berikutnya adalah mengalikan antara analisa harga satuan dan harga bahan/ upah sebagai berikut

semen =0.2170 x Rp. 59.000= Rp. 12.803,00
pasir pasang =0.02830 x Rp. 150.000,00= Rp. 4.245,00
mandor =0.0125 x Rp. 50.000,00= Rp 625,00
kepala tukang = 0.0200 x Rp. 45.000,00= Rp. 900,00
tukang batu = 0.2000 x Rp. 40.000,00= Rp. 8.000,00
pekerja =0.2500 x Rp. 35.000,00= Rp. 8.750,00
jadi jumlah harga total 1m2 plesteran adalah Rp.35.323,00

setelah diketahui harga per 1 m2 plesteran adalah Rp.35.323,00 maka langkah terakhir adalah mengalikanya dengan total volume plesteran yang sudah dihitung sebelumnya yaitu 12 m2
Jadi total harga plesteran adalah 12 x 35.323 = Rp.423.876,00 biasanya terus dibulatkan Rp.423.000,00
terbilang ( empat ratus dua puluh tiga ribu rupiah).
begitulah kurang lebih caranya.
dan untuk menghitung 1 rumah berarti kita menghitung satu persatu item pekerjaan seperti diatas, demikian kalau ada tambahan atau koreksi bisa di masukan di bawah ya…

Rabu, 12 Oktober 2011

Cara menghitung volume besi beton bertulang

Besi pada konstruksi beton bertulang berfungsi sebagai panahan tegangan tarik, penggunaan besi dalam beton bertulang karena beton hanya kuat terhadap gaya tekan.
sebelum melaksanakan pekerjaan beton bertulang terlebih dahulu kita menghitung kebutuhan volume material besi beton sehingga dapat dipersiapkan sebelumnya dengan jumlah yang tepat.
cara menghitung volume besi beton bertulang adalah sebagai berikut:
misalkan sebuah pekerjaan kolom beton bertulang setinggi 6 m dengan gambarpotongan besi seperti ini:

langkah perhitungan kebutuhan besi beton pada konstruksi tersebut
menghitung kebutuhan besi tulangan pokok

volume besi D10 adalah 4 bh x 6 m = 24 m’
jika panjang besi perbuah dipasaran adalah 11 m makaÂ kebutuhan besi adalah 24 m : 11 m = 2.18 buah
berat per m’ besi D10 adalah 0.617 kg maka total kebutuhan besi D10 adalah 0.617 kg/m x 24 = 14.808 kg

Menghitung kebutuhan besi tulangan sengkang atau cincin

panjang tulang sengkang perbuah adalah 25+15+25+15+5+5 = 90 cm = 0.9 m
jumlah tulangan sengkang pada kolom setinggi 6 m dengan jarak pemasangan 15 cm adalah 6 : 0.15 = 40 buah besi tulangan sengkang.
total panjang besi tulangan sengkang adalah 40 bh x 0.9 m = 36 m
jka panjang besi perbuah dipasaran 11 m maka kebutuhan besi tulangan sengkang 36 : 11 = 3.27 buah
berat besi per kg besi D8 pada tabel adalah 0.395 kg maka jumlah kebutuhan besi adalah 0.395 kg/mÂ x 36 m = 14.22 kg

* Tabel Berat Besi Bisa Dilihat Dibawah
dari perhitungan diatas maka kebutuhan besi tulangan nya adalah

Besi D10 = 2.18 batang = 14.808 kg
Besi D8 = 3.27 batang =Â 14.22 kg
beton sebesar 0.2×0.3×6 = 0.36 m3

demikian salah satu cara perhitungan volume besi, untuk lebih mudahnya sekarang ini sudah banyak software untuk menghitung besi baik memakai excel atau yang lainya, semoga berguna ya…

TABEL BESI

BESI BETON POLOS & ULIR

UKURAN	BERAT
(mm)	(Kg)
6	0.222
8	0.395
9	0.500
10	0.617
12	0.888
13	1.040
16	1.578
16	1.578
19	2.223
22	2.985
25	3.853
28	4.830
29	5.185
32	6.313
36	7.990
6p	0.22
8p	0.4
9p	0.5
10p	0.62
12p	0.89
13p	1.04
16p	1.57
16p	1.58
19p	2.23
22p	2.98
25p	3.85
28p	4.83
29p	5.19
32p	6.31
36p	7.99

contoh perhitungan volume besi
besi diameter 8 dengan panjang 22 meter adalah
berat/m diameter 8 menurut tabel adalah 0.395
maka volume:
V= 0.395 x 22
= 8.69 KG

cara menghitung volume pas batu bata

pasangan batu bata biasa digunakan sebagai dinding rumah maupun gedung, baik berfungsi sebagai penyekat ruangan maupun aksesoris bangunan.
sebelum melaksanakan pekerjaan pasangan batu bata sebaiknya dihitung terlebih dahulu kebutuhan volume material bata yang diperlukan, sehingga tidak terjadi kelebihan maupun kekurangan bata pada saat proses pelaksanaan pasangan dinding bata.

pasangan dinding bata1 cara menghitung volume material pasangan bata

setelah sebelumnya menghitung volume material pondasi , sekarang kita akan mencoba menghitung volume material pasangan dinding bata, misalkan sebuah pekerjaan dinding bata sepanjang 20 m setinggi 3 m, berapa volume pasangan bata, semen, pasir dan jumlah tenaga yang dibutuhkan.

pasangan dinding bata tampa1 cara menghitung volume material pasangan bata

langkah pertama adalah menghitung luasan pasangan dinding bata
volume = 20 m x 3 m = 60m2
berikutnya mencari data analisa BOW untuk 1m2 pasangan dinding bata adalah
Pasangan batu bata dengan 1 Pc : 4 Ps per m2 tebal Â½ bata
80,0000 Buah Batu bata
0,4000 Sak semen
0,0510 M3 Pasir pasang
0,0480 Mandor
0,0160 Kepala tukang batu
0,1600 Tukang batu
0,4800 Pekerja
selanjutnya berdasarkan analisa diatas dapat dihitng volume material seluas 60 m2
kebutuhan material untuk 60m2 pasangan bata adalah
80,0000 x 60 m2 = 4800 Buah batu bata
0,4000 x 60 m2 = 24 sak semen
0,0510 x 60 m2 = 3.06 m3 pasir pasang
kebutuhan tenaga untuk 60 m2 pasangan bata adalah
0,0480 x 60 m2 = 2.88 hari mandor
0,0160 x 60m2 = 0.96 hari kepala tukang batu
0,1600Â x 60 m2 = 9.6 hari Tukang Batu
0,4800 x 60 m2 = 28.8 hari Pekerja
untuk jumlah tenaga dapat dihitung dengan cara
misalkan kita menginginkan pekerjaan tersebut selesai dalam 5 hari naka jumlah tenaga untuk pasangan batu bata seluas 60 m2 adalah:
2.88 hari: 5 = 0.576 dibulatkan 1 mandor
0.96 hari : 5 = 0.192 dibulatkan 1 kepala tukang batu
9.6 hari: 5 = 1.92 dibulatkan 2 Tukang Batu
28.8 hari : 5 = 5.76 dibulatkan 6 Pekerja

Sejarah Pekembangan Beton Pratekan

Beton adalah suatu bahan yang mempunyai kekuatan yang tinggi terhadap tekan, tetapi sebaliknya mempunyai kekuatan relative sangat rendah terhadap tarik.
Beton tidak selamanya bekerja secara efektif didalam penampang-penampang struktur beton bertulang, hanya bagian tertekan saja yang efektif bekerja, sedangkan bagian beton yang retak dibagian yang tertarik tidak bekerja efektif dan hanya merupakan beban mati yang tidak bermanfaat.

Hal inilah yang menyebabkan tidak dapatnya diciptakan srtuktur-struktur beton bertulang dengan bentang yang panjang secara ekonomis, karena terlalu banyak beban mati yang tidak efektif. Disampimg itu, retak-retak disekitar baja tulangan bisa berbahaya bagi struktur karena merupakan tempat meresapnya air dan udara luar kedalam baja tulangan sehingga terjadi karatan. Putusnya baja tulangan akibat karatan fatal akibatnya bagi struktur.
Dengan kekurangan-kekurangan yang dirasakan pada struktur beton bertulang seperti diuraikan diatas, timbullah gagasan untuk menggunakan kombinasi-kombinasi bahan beton secara lain, yaitu dengan memberikan pratekanan pada beton melalui kabel baja (tendon) yang ditarik atau biasa disebut beton pratekan.
Beton pratekan pertama kali ditemukan oleh EUGENE FREYSSINET seoranginsinyur Perancis. Ia mengemukakan bahwa untuk mengatasi rangkak,relaksasi dan slip pada jangkar kawat atau pada kabel maka digunakan beton dan baja yang bermutu tinggi. Disamping itu ia juga telah menciptakan suatu system panjang kawat dan system penarikan yang baik, yang hingga kini masih dipakai dan terkenal dengan system FREYSSINET.
Dengan demikian, Freyssinet telah berhasil menciptakan suatu jenis struktur baru sebagai tandingan dari strktur beton bertulang. Karena penampang beton tidak pernah tertarik, maka seluruh beban dapat dimanfaatkan seluruhnya dan dengan system ini dimungkinkanlah penciptaan struktur-struktur yang langsing dan bentang-bentang yang panjang.
Beton pratekan untuk pertama kalinya dilaksanakan besar-besaran dengan sukses oleh Freyssinet pada tahun 1933 di Gare Maritime pelabuhan LeHavre (Perancis). Freyssenet sebagai bapak beton pratekan segera diikuti jejaknya oleh para ahli lain dalam mengembangkan lebih lanjut jenis struktur ini.

Kamis, 22 September 2011

Cara menentukan mutu beton

Pada tahun 1950-an, beton dikategorikan mempunyai mutu tinggi jika kekuatan tekannya 30 MPa. Tahun 1960- 1970an, kriterianya naik menjadi 40 MPa.Saat ini beton dikatakan sebagai beton mutu tinggi jika kekuatan tekannya diatas 50 MPa dan diatas 80 MPa adalah beton mutu sangat tinggi. Banyak parameter ang mempengaruhi kekuatan tekan beton, diantaranya adalah kualitas bahan – bahan penyusunnya, rasio air – semen yang rendah dan kepadatan yang tinggi pula. Beton segar yang dihasilkan dengan memperhatikan parameter tersebut biasanya sangat kaku, sehingga sulit dibentuk atau dikerjakan terutama pada pengerjaan pemadatan. Dengan semakin banyaknya pabrikan yang menghasilkan bahan admixture sebagai bahan pengencer dari beton yang berefek mencairkan beton tanpa menambah campuran air dalam beton, maka hal ini tidak menjadi masalah ( M.S. Besari, 2003).

Beberapa faktor yang harus dipertimbangkan dalam menghasilkan sebuah beton yang bermutu tinggi, yaitu :

Faktor Air Semen

Semakin besar nilai FAS, semakin rendah mutu kekuatan beton. Dengan demikian, untuk menghasilkan sebuah beton yang bermutu tinggi FAS dalam beton haruslah rendah. Umumnya nilai FAS minimum untuk beton normal sekitar 0.4 dan nilai maksimum 0.65. Tujuan pengurangan FAS ini adalah untuk mengurangi hingga seminimal mungkin porositas beton yang dibuat sehingga akan dihasilkan beton mutu tinggi. Pada beton mutu tinggi atau sangat tinggi, FAS dapat diartikan sebagai water to cementious, yaitu berat air terhadap berat total semen dan aditif cementiuos yang ditambahkanoada campuran beton mutu tinggi ( Supartono, 1998).

Kualitas Agregat Halus ( Pasir)
Bentuk agregat halus akan mempengaruhi kualitas mutu beton yang dibuat. Agregat berbentuk bulat mempunyai rongga udara minimum 33% lebih kecil dari rongga udara yang dipunyai oleh agregat berbentuk, beton yang dihasilkan akan mempunyai rongga udara yang lebih sedikit. Tekstur permukaamn agregat halus yang bertekstur halus akan lebih sedikit membutuhkan air dibandingkan dengan agregat dengan permukaan kasar. Dengan semakin sedikitnya air yang dibutuhkan kemungkinan menghasilkan beton yang bermutu tinggi lebih besar menggunakan agergat kasar.
Modulus halus butir ( finnes modulus) atau yang biasa disingkat MHB ialah sesuatu indeks yang dipakai untuk mengukur kehalusan atau kekasaran bitur – butir agergat. MHB didefinisikan sebagai jumlah persen kumulatif dari butir agregat yang tertinggal ( retained) diatas satu set ayakan ( 38.9, 9.6, 4.8, 2.4, 1.2, 0.6, 0.3, dan 0.15 MM), kemudian nilai tersebut dibagi 100 ( Abrams, 1918 ). Semakin besar nilai MHB suatu agregat, semakin besar butiran agregat. Umumnya agregat halus mempunyai MHB sekitar 1.50 – 3.8. Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai MHB 1,5 < MHB < 3,0. Umumnya menghasilkan beton mutu tinggi dengan FAS yang rendah dan mempunyai kekuatan tekan dan kebecekan yang optimal ( Larrard, 1990 ).
Gradasi yang baik dan teratur ( contionus) dari agregat halus besar kemungkinan akan menghasilkan beton yang mempunyai kekuatan tinggi dibandingkan dengan agregat yang bergradasi gap atau seragam. Gradasi yang baik adalah gradasi yang memenuhi syarat zona tertentu dan agregat halus tidak boleh mengandung bagian yang lolos pada satu set ayakan lebih besar dari 45% dan tertanam pada ayakan berikutnya.
Kebersihan agregat juga akan sangat mempengaruhi dari mutu beton yang akan dibuat terutama dari zat – zat yang dapat merusak baik pada saat beton muda maupun beton yang sudah mengeras.

Kualitas Agregat Kasar
Kekuatan agregat bervariasi dalam batas yang besar. Butir – butir agregat dapat bersifat kurang kuat karena dua hal. Pertama, karena terdiri dari partikel yang kuat tetapi tidak baik dalam hal pengikatan ( interlocking ). Kedua, porositas yang besar akan mempengaruhi keuletan atau ketahanan terhadap beban kejut. Dalam pemilihan agregat kasar, porosiyas yang rendah merupakan faktor yang sangat menentukan untuk menghasilkan suatu adukan beton yang seragam, dakam artian mempunyai keteraturan dan keseragaman yang baik pada mutu maupun parameter yang lain dibutuhkan. Akan sangat baik jika akan digunakan membentuk beton mutu tinggi daya serap air sebesar tidak lebih dari 1%. Karena hal ini akan sangat berhubungan dengan pengendalian kandungan air pada campuran beton, yang dapat mengakibatkan ketidakteraturan atau deviasi yang sangat besar pada mutu yang akan dihasilkan.
Bentuk fisik dari agregat kasar yang bersudut titik agregat ini mempunyai Sudut – Sudut yang tampak jelas yang terbentuk di tempat – tempat perpotongan bidang –bidang dengan permukaan kasar. Rongga udara pada agregat ini bewrkisar antara 38% – 40%, dengan demikian membutuhkan lebih banyak lagi pasta semen agar mudah dikerjakan untuk mengurangi rongga ini dikombinasikan dengan butiran agregat halus yang berbentuk bulat. Beton yang dihasilkan dengan menggunakan agregat ini cocok untuk struktur yang menekankan pada kekuatan atau untuk beton mutu tinggi karena ikatan antara agregat baik yang kuat.
Ukuran butir maksimum agregat juga akan mempengaruhi mutu beton ysng akan dibuat. Hasil penelitian Larrard (1990) menebutkan bahwa butiran maksimum yang memberikan bukti nyata untu membuat beton mutu tinggi tidak boleh lebih dari 15mm.
Namun demikian pemakaian butiran agregat sampai dengan 25mm masih memungkinkan diperolehnya beton mutu tinggi dalam proses produksinya.
Gradasi yang baik dan teratur(continous)dari agregat kasar besar kemungkinan akan menghasilkan beton yang mempunyai kekuatan tinggi dibandingkan dengan agregat yang bergradasi gap atau seragam. Gradasi yang baik adalah gradasi yang memenuhi syarat zona tertentu dan agregat halus tidak boleh mengandung bagian yang lolos pada satu set ayakan lebih besar dari 45% dan tertahan pada ayakan berikutnya. Kebersihan agregat juga akan sangat mempengaruhi daru mutu beton yang akan dibuat terutama dari zat-zat yang dapat merusak baik pada saat beton muda maupun beton sudah mengeras.

4. Bahan Tambah
Bahan tambah yang digunakan dalam beton dapat dibedakan menjadi dua yaitu :
Bahan tambah yang bersifat kimiawi ( chemical admixture )
Bahan tambah admixture ditambahkan saat pengadukan dan atau saat
pelaksanaan pengecoran ( plecing )
2. Bahan tambah yang bersifat mineral ( additive)
Bahan tambah additive ditambahkan saat pengadukan dilaksanakan. Bahan tambah tambah additive merupakan bahan tambah yang lebih banyak digunakan untuk penyemenan jadi bahan tambah additive lebih banyak digunakan untuk perbaikan kinerja kekuatannya.
Bahan tambah kimia yang banyak yang digunakan untuk memperbaiki kinerja beton mutu tinggi umumnya yang bersifat yang memperbaiki kelecakan. Bahan tambah ini dikelompokkan kedalam high range water reducing admixtures.Water reducing admixture adalah bahan tambah yang mengurangi air pecampur yang diperlukan untuk dihasilkan beton dengan konsistensi tertentu. Water – Reducing admixture digunakan antara lain untuk dengan tidak mengurangi kadar semen dengan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai perbandingan atau faktor air semen ( WCR ) yang rendah. Penggunaan bahan tanbah mineral ( additive) untuk membentuk neton mutu tinggi pada saat ini sudah merupakan bagian yang mutlak. Bahan tambah digunakan dan populer adalah abu terbang yang merupakan hasil residu pebangkit tenaga listrik tenaga uap yang menggunakan batu bara jenis antrasit atau bitumen. Karena sifatnya yang mengandung pozollan maka bahan ini sangat baik jika digunakan untuk membentuk beton mutu tinggi.
Pozollan adalah bahan yang mempunyai kandungan utama silica dan alumina dan didapat dari sumber alam maupun buatan. Seperti dijelaskan di atas, bagian interface merupakan bagian yang terlemah dari beton. Penambahan abu terbang yang mengandung CSH maka akan memberikan beberapa keuntungan :
Mengurangi keberadaan unsure kalsium sampai dengan hidroksida didalam beton yang merupakan bagian yang lemah beton, serta menggantikannya setelah bereaksi dengan SiO2 menjadi kalsium sampai dengan silikat sampai dengan hidrat ( CSH Gel) yang selanjutnya akan memberikan penu\ingkatan kekuatan beton.
Pozollan yang berbutir halus akan mengisi pori – pori sehingga porositasnya menjadi rendah.
Pengurangan kalsium sampai dengan hidroksida oleh SiO2 akan mengurangi sensitifitas terhadap ketahanan sulfat, yang juga didukung oleh meningkatnya kerapatan beton yang pada akhirnya akan meningkatnya kekedapan terhadap air.
Pozzofume atau super fly ash dapat pula digunakan sebagai bahan tambah alternative selain abu terbang.

5. Kontrol Kualitas
Untuk dapat menghasilkan beton yang bermutu tinggi faktor control terhadap kualitas proses produksi beton pada saat pengambilan sample pengujian maupun proses penakaran sampai perawatan mutlak menjadi perhatian penting. Pengawasan dan pengendalian yang tepat dari keseluruhan prosedur dari pelaksanaan yang didukung oleh kordinasi operasional akan lebih meningkatkan kualitas mutu beton yang dihasilkan.

Desain Balok Beton Bertulang

ILUSTRASI

http://www.duniatekniksipil.web.id/wp-content/uploads/2010/01/book1_22712_image001.png

Minggu, 04 September 2011

Excel Sederhana untuk Teknik Sipil : Desain Tulangan Geser Struktur Beton Balok

Anda seorang Mahasiswa atau Sarjana Teknik Sipil ??

Bagi para mahasiswa Teknik Sipil pastilah tidak asing lagi dengan mata kuliah Struktur Beton Bertulang?! Karena mata kuliah ini, khususnya di kampus saya dulu di Teknik Sipil , merupakan salah satu mata kuliah WAJIB yang harus diambil oleh para mahasiswa jurusan Teknik Sipil. Bagaimana dengan kampus Teknik anda? Bisa jadi sama dengan saya, iya kan?

Salah satu materi yang diajarkan pada mata kuliah Struktur Beton Bertulang diantaranya adalah tentang bagaimana mendesain tulangan pada struktur beton, terutama tulangan pada balok dan kolom pada struktur bangunan beton? Ada beberapa istilah tulangan yang sering dipakai pada struktur beton, diantaranya ada istilah tulangan tunggal, tulangan rangkap, tulangan geser (sengkang), tulangan tarik, tulangan tekan, dan lain-lain.

Desain Tulangan Geser Balok menggunakan Rumus Sederhana Excel

Khusus untuk desain tulangan geser (sengkang) pada struktur beton balok, sesuai dengan mata kuliah Struktur Beton Bertulang yang pernah saya pelajari dan pahami. Selain itu, juga karena ada tuntutan Tugas Besar Struktur Beton Bertulang yang wajib dikerjakan pada waktu kuliah dulu yang diantara tugasnya adalah harus mendesain tulangan geser pada struktur balok yang dirancang. Maka pada suatu saat, saya coba membuat rumus sederhana di Microsoft Excel untuk mendesain dan merancang tulangan geser atau sengkang pada struktur beton balok bangunan berdasarkan data rencana yang diberikan.

Tentu saja, tujuan utama saya membuat Rumus Excel ini adalah untuk mempermudah menyelesaikan Tugas Besar Beton saya tersebut (dan juga Tugas Besar teman-teman kuliah saya yang lain…Hehe !!).

Rumus Desain Tulangan Geser Balok ini saya susun dan rancang sesuai dengan pedoman dan rumus-rumus perhitungan tulangan geser yang saya pahami dari materi kuliah di kampus maupun modul/buku pelajaran beton yang terkait. Tentu saja, saya tidak bisa menjamin 100% hasil perhitungannya sama persis dengan hasil perhitungan jika menggunakan aplikasi Beton atau Teknik Sipil lain yang lebih lengkap dan akurat. Namun setidaknya, bagi saya sendiri, Rumus Excel sederhana ini sudah cukup menolong saya dalam menyelesaikan Tugas Besar Beton saya waktu kuliah dulu di Teknik Sipil UNLAM Banjarbaru.

Berikut ini adalah beberapa screenshot tampilan dari Rumus Excel : Desain Tulangan Geser Balok tersebut.

Download Gratis

Jika anda berminat untuk memiliki dan mempelajari Rumus Excel buatan saya ini, khususnya ditujukan bagi mereka para mahasiswa / sarjana Teknik Sipil, ataupun bagi mereka yang bergelut di bidang Teknik Sipil atau perencanaan bangunan, silahkan anda download gratis…DISINI

Semoga Rumus Excel sederhana ini bisa menjadi tambahan referensi bagi anda dalam merencanakan tulangan geser pada Struktur Beton Balok. Dan semoga hasilnya juga cukup akurat dan sesuai dengan harapan anda…Hehe !!!

THANKS YOU..

Grafik Kapasitas Profil Baja WF

Kali ini kami mau berbagi sebuah..eh.. beberapa buah grafik yang bisa dijadikan "pedoman singkat" dalam mendesain elemen baja dalam menahan beban lentur dan aksial tekan, khusus profil WF. Lha.. kenapa hanya WF? Karena baru itu yang kami punya..
Grafik ini kami buat di MS Excel, dengan mengambil profil baja WF dari Gunung Garuda. Yang sedikit "tidak biasa" dalam pembuatan grafik ini adalah metode dan kode/standard yang digunakan. Kami tidak menggunakan standar perencanaan baja yang kebanyakan digunakan di Indonesia, baik itu SNI-Baja-2002 maupun AISC-LRFD. Akan tetapi kami menggunakan Australian Standard, AS-4100.
Bagaimana wujud grafiknya?
Grafik Kapasitas Momen Lentur vs Panjang Bentang Efektif
Kalau kita pernah melihat grafik kapasitas momen lentur profil WF ala SNI atau AISC-LRFD, bentuknya niscaya mirip-mirip serupa tak sama. Kurang lebih seperti ini bentuknya.
14 - WFTable - SNI

Ternyata, jika dihitung dengan menggunakan standar Australia, hasilnya mendekati sama. Ya iyalah...emang harus begitu! Yang membedakan hanyalah metodenya. Jika di SNI mengenal pembatasan panjang bentang (pendek, menengah, panjang) untuk kontrol tekuk torsi lateral, maka di AS-4100 tidak demikian. Tekuk torsi lateral tetap diperhitungkan, tapi bukan dengan pembatasan panjang bentang, melainkan dengan sebuah faktor reduksi kelangsingan (slenderness reduction factor), disimbolkan sebagai $\alpha_s$ . Sementara $\alpha_s$ sendiri salah satunya dipengaruhi oleh reference buckling momen $M_o$ .
Untuk kapasitas momen lentur, AS-4100 menggunakan simbol $\phi M_b$ , dengan nilai $\phi = 0.8$ .
Bentuk grafiknya adalah sebagai berikut:
(nb : silahkan klik grafik untuk melihat ukuran yang lebih besar)

grafik kapasitas momen lentur WF (1)

grafik kapasitas momen lentur WF (2)

Bagaimana cara menggunakan grafik tersebut?
Grafik ini mempunyai minimal dua kegunaan. Yang pertama, untuk mengetahui kapasitas suatu profil WF pada panjang bentang tertentu. Dan yang kedua, untuk mencari profil WF yang cocok atau efektif digunakan pada sebuah bangunan struktur baja.
Cara menggunakannya sangat sederhana. Sumbu mendatar adalah sumbu panjang efektif bentang $L_e$ , sumbu tegak adalah kapasitas momen lentur terfaktor $\phi M_b$ . Dan tiap grafik merepresentatifkan profil WF yang berbeda yang tipe dan ukurannya diberikan di kotak legend di sebelahnya.
Panjang Efektif $L_e$
Menentukan panjang efektif $L_e$ tidaklah susah. Hanya butuh "sense of engineering". Panjang efektif $L_e$ yang dimaksud di garfik ini adalah, minimum dari:
1. Panjang bentang (jarak antar tumpuan)
2. Jarak antar pengaku lateral (jika ada)
Grafik Kapasitas Aksial Tekan
Selain lentur, kami juga menyediakan grafik untuk kapasitas aksial tekan profil baja WF. Bentuknya seperti ini:

grafik kapasitas aksial tekan WF (1)

grafik kapasitas aksial tekan WF (2)

Bentuknya hampir sama dengan lentur ya? Tentu saja. Soalnya pada perhitungan kapasitas tekan, panjang bentang juga berpengaruh terhadap perilaku tekuk batang tekan. Semakin langsing (panjang efektifnya besar), semakin mudah mengalami tekuk, terutama pada sumbu lemah.
Insya Allah, hitung-hitungan kapasitas tekan akan menyusul.
Oh iya.. hampir lupa.. mutu baja yang digunakan pada grafik di atas adalah 240 MPa.[]

Kamis, 01 September 2011

Desain Balok Beton Bertulang (2)

Kata engineer "awam", desain balok beton itu cukup hitung dimensi dan jumlah tulangannya saja. Eits... itu memang benar... menurut mereka. Tapi, sebagai orang yang "lebih" mengerti struktur, apakah kita langsung mengiyakan? Mendesain balok beton tidak sesederhana itu. Masih ada beberapa hal yang perlu diperiksa, salah satunya adalah sengkang yang konon ampuh dalam menahan gaya geser. Di bagian kedua ini kita akan mengecek dan mendesain tulangan sengkang untuk balok dalam menahan gaya geser.
Apakah gaya geser itu penting? Tentu saja. Gaya geser bisa "disamakan" dengan momen lentur per satuan panjang, atau bisa dituliskan sebagai $\dfrac{\partial M}{\partial x}$ . Kalo di-bahasa-matematika-kan, gaya geser dalah turunan pertama momen lentur terhadap jarak. Contoh: kalau diagram momen lenturnya berbentuk kurva pangkat dua (derajat dua), maka diagram gesernya niscaya berbentuk linear pangkat satu (derajat satu).
11 - Diagram Geser Beban Merata

Untuk gambar di atas, persamaan momen lentur di titik x (diukur dari tumpuan A) adalah:
$M(x) = \dfrac{q}{2} (Lx - x^2)$
sementara gaya gesernya adalah
$V(x) = \dfrac{\partial M(x)}{\partial x} \quad = \dfrac{q}{2} (L-2x) \quad = \dfrac{qL}{2} - qx$
Kalau diagram momen lenturnya linear derajat satu, niscaya diagram gaya gesernya konstan (derajat nol).
11 - Diagram Geser Momen Terpusat

$\begin{array}{ll} M(x) = \dfrac{P}{L} x \quad & \text{untuk } 0 \le x \le a \\ M(x) = \dfrac{P}{L}x + M \quad & \text{untuk } a \le x \le L \end{array}$
$a$ adalah jarak momen terpusat $M$ dari tumpuan kiri.
$V(x) = \dfrac{P}{L}$
Ada nggak diagram momen lentur derajat tiga? empat? lima?... Jawabnya, ada. Secara teoritis ada. Tapi aktualnya sangat jarang. Kalo diagram momen berderajat tiga bisa terjadi pada beban merata berbentuk segitiga atau trapesium.
11 - Diagram Geser Beban Segitiga

$M(x) = \dfrac{q_0}{6L} ( L^2x - x^3)$
$V(x) = \dfrac{q_0}{6L} (2L - 3x^2)$
Kami kira pemanasannya cukup, kita masuk ke pokok permasalahan.

Perencanaan Balok Terhadap Geser
Konsep : geser maksium pada balok sederhana umumnya terjadi di daerah sekitar tumpuan atau di sekitar beban terpusat yang cukup besar. Untuk perencanaan yang biasa (normal), gaya geser dipikul oleh beton dan tulangan sengkang. Sedangkan untuk perencanaan "luar biasa", misalnya memikul geser pada saat gempa, kadang beton tidak diikutkan dalam memikul geser dengan asumsi bahwa beton pada saat itu sudah retak dan mulai hancur akibat beban gempa yang memang sifatnya destruktif alias merusak.
Prosedur

Bahan-bahan yang diperlukan adalah gaya geser ultimate $V_u$ , dan dimensi balok $b$ dan $h$ .
Hitung kapasitas penampang beton dalam menahan gaya geser, sesuai SNI-Beton-2002 butir 11.3(1(1)):
$\phi V_c = \phi \dfrac{\sqrt{f'_c}}{6} \cdot b_w \cdot d$
catatan : $b_w \quad = b$ , dan $\phi = 0.65$ .
$\phi V_c$ di atas adalah kuat geser beton dalam kondisi normal.
Kalo ada gaya tekan aksial atau momen lentur yang terjadi bersamaan pada penampang yang ditinjau, persamaan yang digunakan beda lagi. Tapi karena yang kita bahas adalah balok sederhana, gaya aksial tida terjadi, dan... momen lentur maksimum terjadi di tengah bentang, sedangkan geser maksimum di daerah tumpuan.
Bandingkan yang telah dihitung sebelumnya dengan dari hasil analisis struktur.
- Jika $V_u \quad < \quad 0.5 \phi V_c$ , maka tidak perlu tulangan geser/sengkang. Walaupun pada pelaksanaannya tulangan sengkang itu tetap dipasang hanya sekedar untuk "memegang" tulangan utama (longitudinal).
- Jika , maka perlu tulangan geser. Gaya geser yang dipikul oleh tulangan sengkang adalah
  1. Jika $V_s < \frac13 b_w d$ , maka gunakan tulangan sengkang minimum
    $\dfrac{A_v}{s} = \dfrac{b_w}{3f_y}$
  2. Jika $\dfrac13 b_w d < V_s \le \frac13 \sqrt{f'_c} b_wd$ , maka tulangan sengkangnya adalah
    $\dfrac{A_v}{s} \ge \dfrac{V_s}{f_y d}$
    dimana jarak spasi $s$ harus memenuhi:
    $s \quad \le \quad 0.5d \\ s \quad \le \quad 600 \quad mm$
  3. Jika $\frac13 \sqrt{f'_c} b_wd < V_s \le \frac23 \sqrt{f'_c} b_wd$ , maka $A_v/s$ masih sama dengan nomor 2 di atas, tapi batasan jarak spasi menjadi lebih rapat:
    $s \quad \le 0.25d \\ s \quad \le \quad 300 \quad mm$
- Jika $V_u \ge \phi V_c + \frac23 \sqrt{f'_c} b_wd$ , itu artinya penampang betonnya kurang besar.
Jika pada perhitungan no.3 di atas menghasilkan kebutuhan tulangan geser $A_v/s$ , maka kita dapat menentukan kombinasi $A_v$ dan $s$ yang cocok dan memenuhi standar. $A_v$ dihitung sebagai luas satu batang tulangan sengkang dikalikan jumlah kaki-kakinya.

dimana $A_o$ adalah luas satu tulangan sengkang.

Beberapa hal penting
Ada beberapa hal penting yang dituliskan di dalam SNI-Beton-2002 mengenai perencanaan terhadap geser ini.

Menurut butir 11.1(2(3)), gaya geser maksimum $V_u$ dihitung pada penampang kritis, yaitu penampang yang berjarak $d$ dari muka tumpuan, dan tidak ada beban terpusat yang bekerja di antara muka tumpuan dan penampang kritis tersebut.

Dari gambar di atas, $V_u$ yang digunakan dalam desain adalah gaya geser pada jarak $d$ dari muka kolom, bukan $V_{max}$ .
Jika di antara muka tumpuan dan penampang kritis terdapat beban terpusat yang besar, maka $V_u$ diambil pada penampang balok tepat di muka tumpuan.
Jika pada penampang yang sedang ditinjau gaya gesernya terdapat momen lentur yang signifikan, maka pengaruh momen lentur tersebut boleh dimasukkan ke dalam perhitungan $V_c$ :
$V_c \quad = \big ( \sqrt{f'_c} + 120 \rho_w \dfrac{V_ud}{M_u} \big ) \dfrac{b_wd}{7} \\ \text{dimana } \rho_w = \dfrac{A_s}{b_wd} \qquad A_s = \text{ luas tulangan utama}$
SNI menggunakan kata "boleh", artinya tidak harus dilakukan. Akan tetapi pengaruh momen lentur sebaiknya diperhatikan karena kadang pada kondisi tertentu $M_u$ justru memperkecil nilai $V_c$ .
diagram geser dan momen lentur balok kantilever akibat beban merata
Akan tetapi, SNI membatasi nilai $\dfrac{V_ud}{M_u}$ tidak boleh melebihi 1.0. Jika ternyata melebihi 1.0, maka nilai yang dipakai adalah 1.0.