E-ISSN: 3048-3859
Vol.
No.
Mei 2025, hal.
Tersedia daring pada https://jurnal.
id/nujst Universitas Nahdlatul Ulama Kalimantan Selatan Permodelan Perilaku Daktail Balok T pada Beton Mutu Tinggi Modeling Ductile Behavior of High Strength Concrete T-Beams Ahmad Syaikhani*1.
Darmansyah Tjitradi2.
Nursiah Chairunnisa3 1Prodi Teknik Sipil Universitas Nadatul Ulama Kalimantan Selatan.
Jl.
Yani Km.
12,5.
Kab.
Banjar, 70652 Indonesia 2,3Prodi Teknik Sipil.
Universitas Lambung Mangkurat.
Jl.
Brigjen Hasan Basri.
Pangeran.
Kota Banjarmasin, 70123 Indonesia *1nafissyaikhani@yahoo.
id, 2tjitradi_syah@ulm.
id, 3nursiah.
chairunnisa@ulm.
Format Kutipan: Syaikhani.
Tjitradi.
Chairunnisa.
Permodelan Perilaku Daktail Balok T pada Beton Mutu Tinggi.
Nusantara Journal of Science and Technology, 2.
, hal.
https://doi.
org/10.
69959/nujst.
RIWAYAT ARTIKEL
ABSTRAK
Dikirim: 17 Mei 2025 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 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 Revisi Akhir: 20 Mei 2025
Diterbitkan: 31 Mei 2025
Tersedia Daring Sejak: 31 Mei 2025
KATA KUNCI
Balok T Daktilitas Pola Keruntuhan KEYWORDS T Beam Ductility Fracture Behavior 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, 2.
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 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 .
350 mm, lebar balok .
150 mm, lebar efektif flens .
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 .
= 65 MPa.
Tegangan leleh tulangan lentur dan tarik baja yang digunakan .
= 400 MPa dan tulangan sengkang baja yang digunakan .
= 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 .
amun kurang signifikan pengaruhny.
Kemudian Beban pada saat ultimit yang mampu diterima balok T pada beton mutu tinggi dengan rapatnya jarak sengkang pada daerah tekan semakin meningkat .
angat signifikan pengaruhny.
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.
ABSTRACT
The use of reinforced concrete beams using a slender and high quality make manufacturing more efficient, but it could be a problem, especially in terms of deflection and torque occurs.
Besides the issue of deflection and torsion of reinforced concrete beams are also vulnerable to shear failure, because the beam will suddenly fall without notice.
By increasing the volume of concrete, it will increase the ability of beam bending, shear, ductility and strengthen the torsion beam, but if increasing the volume of concrete will increase the cost and increase the space or want a beam to beam slim in terms of aesthetics .
This experiment without increasing the volume of concrete but do in the area of compressed concrete curbs and closed.
Experimental models used are high quality concrete T beam with a length of 3.
85 m .
The number of flexural steel reinforcement 3 pieces with a diameter of 16 mm bending, body reinforcement of 8 mm diameter, 8 mm diameter tensile reinforcement and stirrups of 8 mm diameter (Ramaswamy.
Syaikhani Hak Cipta oleh Penulis, diterbitkan oleh UNUKASE Permodelan Perilaku Daktail Balok T pada Beton Mutu Tinggi Syaikhani, et al.
Furthermore, the implementation of a model created in ANSYS with the concrete material was modeled as SOLID 65.
Steel material is modeled with SOLID 45, and reinforcing steel were modeled as LINK 8.
Then redesign beam experiments with the same capacity so that the beam implementation in detail as reinforced concrete beams with a span length profiles T (L) 3.
85 m, height .
350 mm, web beam width .
150 mm, effective flens width .
375 mm, 450 mm and 600 mm.
Beam profile T design used double the number of reinforcement rebars press 6 pieces of 10 mm diameter, reinforced pull 3 pieces of 22 mm diameter, and stirrups were used diameter of 10 mm.
The quality of concrete used .
c') = 65 MPa.
Flexural yield stress and tensile steel reinforcement is used .
= 400 MPa and reinforcement steel stirrups used .
= 240 MPa.
Analysis of the modeling is done using the finite element method with a variation of the cross bar spacing of 50 mm, 75 mm, and 100 mm.
The results showed that the load at the first crack that can be accepted on a concrete T beams with increasingly high quality meeting the local press stirrup spacing increased ( but less significant influence ).
Then when the ultimate load on the beam can be accepted T on high strength concrete with closed the local press stirrup spacing increased ( significant influence ).
Sengkang also affect the crack, the closer the distance stirrup in the press area will strengthen the concrete and reduce the widening cracks, as seen at the time of the first concrete crack and crack mangalami ultimate.
While the effective width also affected, the greater the effective width of high strength concrete T beams will increase the moment capable of being held, so that the beam is getting stronger and greater ductility.
Artikel ini dapat diakses secara terbuka .
pen acces.
di bawah lisensi CC-BY-SA
PENDAHULUAN
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 runtuh tanpa pemberitahuan.
Balok beton bertulang harus didesain mengalami keruntuhan tarik, dengan tulangan baja tarik leleh terlebih dahulu, jangan sampai terjadi keruntuhan tekan atau geser yang sifatnya mendadak .
, sehingga korban jiwa dapat dihindari.
Salah satu cara menghindari keruntuhan yang mendadak adalah dengan melakukan pengekangan pada inti beton.
Dengan memperbesar volume beton maka akan menambah kemampuan lentur balok, geser, 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.
Penelitian ini akan mencoba memodelkan balok T .
engurangi volume beto.
yang divariasikan jarak tulangan geser pada daerah tekannya .
Peran tulangan geser dalam daktilitas balok T beton mutu tinggi serta pola keruntuhan yang terjadi merupakan hal penting untuk diteliti.
Tujuan Penelitian ini adalah mengetahui beban pada saat retak pertama yang mampu diterima balok T pada beton mutu tinggi, mengetahui beban saat ultimit yang diterima balok T beton mutu tinggi, mengetahui daktilitas kurvatur balok T pada beton mutu tinggi, mengetahui perilaku retak balok T pada beton mutu tinggi dengan variasi lebar efektif dan mengetahui akibat pengaruh pengekangan dengan variasi jarak sengkang pada daerah tekan.
Manfaat yang diberikan dari penelitian ini yaitu manfaat praktis bagi industri ialah memberikan desain balok T yang efisien dalam pemakaian tulangan sengkang beton, kemudian manfaat bagi keilmuan rekayasa struktur ialah memberikan informasi jarak sengkang minimum yang mewakili nilai daktilitas kurvatur Balok T pada beton mutu tinggi.
METODE PENELITIAN
Model penelitian ini berupa balok T beton mutu tinggi, balok berada pada dua tumpuan biasa dengan beban dua titik pada tengah Dengan beban dua titik pada tengah bentang maka balok hanya mengalami keruntuhan lentur akibat momen tanpa adanya gaya lintang yang mempengaruhi.
Balok kemudian didesain mengalami keruntuhan lentur sehingga dapat diamati pengaruh tulangan geser pada balok, khususnya bagian tengah balok.
Berdasarkan kategori keruntuhan balok maka persyaratan balok mengalami keruntuhan seimbang .
ekuatan gesernya sama dengan kapasitas keretakan miring, lentur mulai bersifat domina.
, yaitu 2 A < a/d < 6, sebagai balok pendek dimana a=jarak beban ke perletakkan dan d=jarak tulangan tarik ke serat tekan balok.
Dengan tinggi balok d = 304 mm, maka jarak ujung balok ke perletakkan = 1500 mm.
Faktor lain yang sangat berpengaruh terhadap daktilitas ialah kekuatan daerah tarik, caranya bisa menambah tulangan tarik atau menambah lebar efektif balok (B.
Pada penelitian ini divariasikan lebar efektif balok T sehingga dapat mengetahui peningkatan lebar efektif terhadap daktilitas balok.
Variasi lebar efektif yang digunakan yaitu 375 mm .
ebar efektif balok eksperime.
, 450 mm .
, dan 600 mm 450 mm .
Untuk mencegah pecahnya beton di tengah bentang maka juga diperlukan tulangan geser ditengah sepanjang 2h.
Diameter sengkang yang digunakan pada balok implementasi sebesar 10 mm.
Jarak sengkang yang digunakan bervariasi yaitu 1/3.
bw, 2/3.
bw dan bw.
Perilaku daktail balok T beton mutu tinggi akibat variasi jarak tulangan sengkang dapat dilihat pada penelitian ini.
NU-JST
Nomor 1.
Volume 2.
Mei 2025.
ISSN 3048-3859 Syaikhani, et al.
Permodelan Perilaku Daktail Balok T pada Beton Mutu Tinggi Spesifikasi model sebagai berikut:
Analisis pada permodelan dilakukan menggunakan metode elemen hingga.
Balok berupa beton bertulang profil T seperti pada Gambar 1.
2 dengan panjang bentang (L) 3,85 m, tinggi .
350 mm, lebar .
150 mm, lebar .
375 mm, 450 mm dan 600 mm.
Diameter sengkang yang digunakan 10 mm untuk dengan variasi jarak sengkang 50 mm, 100 mm, dan 150 mm.
Balok Profil T desain digunakan tulangan rangkap dengan jumlah tulangan tekan 6 buah diameter 10 mm dan tulangan tarik tiga buah diameter 22 mm.
Mutu beton yang digunakan .
= 65 MPa.
Tegangan leleh tulangan lentur dan tarik baja yang digunakan .
= 400 MPa dan tulangan sengkang baja yang digunakan .
= 240 MPa.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil Uji eksperimen yang dilakukan Ananth Ramaswamy adalah balok T beton mutu tinggi dengan panjang 3,85 m.
Jumlah tulangan lentur tiga buah dengan diameter tulangan lentur 16 mm, diameter tulangan badan 8 mm, diameter tulangan tarik 8 mm dan diameter sengkang 8 Perbandingan beban retak dan beban ultimit hasil uji eksperimental, finite element analysis ANSYS, dan perhitungan manual untuk balok validasi dengan seri BEV dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1.
Nilai Beban Balok Validasi
Eksperimental ANSYS
81,45
52,79
234,40
278,59
Beban Pcr .
N) Pu .
N) Analisis 48,27 135,87 Gambar 1.
Pola Retak Balok Eksperimen Retak Diagonal Retak Tekan Retak Lentur Gambar 1.
Pola Retak Ultimit Balok BEV Tabel 2.
Daktilitas Kurvatur Balok Implementasi ANSYS 9.
Kode Balok
Manual
ASBT1-50
0,00111
0,002
Kurvatur
Ultimit
0,0235
ASBT1-100
0,00123
0,00949
7,715
0,002
0,0235
8,735
Beban Gravitasi
ASBT1-150
0,00111
0,01209
10,892
0,002
0,0235
8,735
Beban Gravitasi
ASBT2-50
0,00096
0,01022
10,645
0,0025
0,0282
11,085
Beban Gravitasi
ASBT2-100
0,00117
0,01008
8,615
0,0025
0,0282
11,085
Beban Gravitasi
NU-JST
Kurvatur Leleh
Daktilitas Kurvatur
9,090
Keterangan Kurvatur
Ultimit
0,01009
Kurvatur Leleh
Daktilitas Kurvatur
8,735
Beban Gravitasi Nomor 1.
Volume 2.
Mei 2025.
ISSN 3048-3859 Syaikhani, et al.
Permodelan Perilaku Daktail Balok T pada Beton Mutu Tinggi ASBT2-150
0,00117
0,01010
8,632
0,0025
0,0282
11,085
Beban Gravitasi
ASBT3-50
0,00110
0,01503
13,664
0,0024
0,0376
15,775
Beban Gempa
ASBT3-100
0,00105
0,00970
9,238
0,0024
0,0376
15,775
Beban Gempa
ASBT3-150
0,00109
0,00978
8,972
0,0024
0,0376
15,775
Beban Gempa Pembahasan Tabel 1 menunjukkan pada saat retak pertama nilai beban hasil ANSYS berada di antara nilai beban eksperimental dan hasil analisis kemudian pada saat ultimit nilai beban hasil ANSYS mendekati hasil eksperimerimental.
Nilai rasio beban hasil eksperimental dan hasil ANSYS untuk beban retak adalah 0,65 dan untuk beban ultimit sebesar 1,19.
Adapun mengenai pola retak menunjukan hasil yang hampir serupa antara balok eksperimen dan hasil ANSYS.
Hasil Analisis jika memperbesar lebar efektif balok T beton mutu tinggi sebesar 20 persen maka akan menambah kekuatan balok beton sebesar .
s/d .
persen dan jika memperbesar lebar efektif balok T beton mutu tinggi sebesar 60 persen maka akan menambah kekuatan balok beton sebesar .
s/d .
Kemudian dengan merapatkan tulangan sengkang balok T beton mutu tinggi pada daerah tekan menjadi .
s/d .
mm akan menambah kekuatan balok beton sebesar .
s/d .
persen dan dengan merapatkan tulangan sengkang balok T mutu tinggi pada daerah tekan menjadi 50 mm akan menambah kekuatan balok beton sebesar 40 persen.
Dengan menambah lebar efektif balok beton berarti akan memerlukan biaya yang besar dibandingkan menambah tulangan sengkang pada daerah tekan.
Dari Tabel 2 dapat diambil kesimpulan semakin rapat jarak sengkang pada daerah tekan maka akan meningkatkan daktilitas beton.
Peran tulangan sengkang pada daerah tekan terlihat pada beton sebelum mengalami runtuh, dengan adanya tulangan sengkang pada serat tekan akan menambah daktilitas beton sehingga akan lambat runtuh.
Untuk balok ASBT1 dan ASBT2 balok digunakan dengan pengaruh beban gravitasi dan balok ASBT3 bisa digunakan dengan pengaruh beban gempa ringan dan beban gempa sedang.
Kemudian dapat dilihat bahwa pertambahan lebar efektif balok dapat meningkatkan daktilitas.
Dari data hasil penelitian dapat diketahui pengekangan terbaik adalah pada balok ASBT3-50 dengan merapatkan tulangan sengkang dengan jarak spasi sebesar 1/3 bw pada daerah tekan dan memperbesar lebar efektif menjadi sebesar 4 kali lebar balok .
e=4.
Jika be = 800 mm maka bw = be/4 = 200 mm dan jarak pengekangan = 66,67 mm.
Sedangkan spasi harus kurang dari atau sama dengan 1/12 dari lebar efektif flens .
cI O .
yca ) .
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
Beban pada saat retak pertama yang mampu diterima balok T pada beton mutu tinggi dengan semakin rapatnya jarak sengkang pada daerah tekan semakin meningkat .
amun kurang signifikan pengaruhny.
Beban pada saat ultimit yang mampu diterima balok T pada beton mutu tinggi dengan rapatnya jarak sengkang pada daerah tekan semakin meningkat .
angat signifikan pengaruhny.
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.
Dengan semakin rapat jarak sengkang pada daerah tekan maka akan memperkuat beton dan mengurangi pelebaran retak, hal ini terlihat pada saat beton mengalami retak pertama dan retak ultimit.
Semakin rapat jarak sengkang pada daerah tekan maka akan meningkatkan daktilitas beton.
Peran tulangan sengkang pada daerah tekan terlihat pada beton sebelum mengalami runtuh, dengan adanya tulangan sengkang pada serat tekan akan menambah daktilitas beton sehingga akan lambat runtuh.
Saran Penelitian selanjutnya dapat memvariasikan bentuk sengkang dipadukan dengan variasi jarak.
DAFTAR PUSTAKA