PANJANG PENYALURAN DAN SAMBUNGAN TULANGAN BAJA

Dasar : guna menjamin keberhasilan struktur “beton bertulang” maka lekatan batang tulangan baja dengan beton yang mengelilinginya harus berlangsung sempurna tanpa terjadi penggelinciran atau pergeseran.

Pada waktu struktur beton bertulang bekerja menahan beban akan timbul tegangan lekat yang berupa shear interlock pada permukaan singgung antara batang tulangan baja dengan beton.

a. Tegangan lekat yang timbul akan setara dengan variasi perubahan nilai beban yang ditahan sepanjang struktur.

b. Ragam bentuk tegangan lekat dipengaruhi oleh terjadinya retak diagonal dan retak lentur

c. Hasil pengukuran menunjukkan nilai tegangan lekat cukup tinggi di tempat tepat bersebelahan dengan retak-retak tersebut.

d. Diperlukan persyaratan tertentu untuk mengantisipasi tegangan lekat lentur tinggi pada tempat rawan dimana terjadi perubahan gaya tarik mendadak sepanjang bentang.

Tegangan lekat tinggi pada batas tertentu mengakibatkan penggelinciran lokal bila terus meningkat mengakibatkan bukaan retak lebih lebar mengakibatkan defleksi (lendutan).

Penggelinciran tulangan baja terhadap beton tidak akan mengakibatkan keruntuhan strukur apabila ujung-ujung struktur tetap kokoh terjangkar.

Guna menjamin tercapainya lekatan kuat adalah dengan memperhitungkan efek penambatan atau penjangkaran ujung-ujung batang tulangan baja di dalam beton

a. Penambatan atau penjangkaran ujung batang tulangan baja akan berlangsung dengan baik apabila batang tulangan baja tertanam kokoh di dalam beton pada jarak kedalaman tertentu yang disebut panjang penyaluran tulangan baja (ℓd)

b. Apabila karena terbatasnya tempat atau penempatan baja tulangan untuk memasang panjang penyaluran, maka dapat dibuat penambatan khusus seperti kait atau bengkokkan.

1. Panjang penyaluran tulangan baja tarik

Panjang penyaluran adalah panjang penambatan yang diperlukan untuk mengembangkan tegangan luluh dalam tulangan. merupakan fungsi dari : - tegangan luluh baja (fy) - diameter tulangan - tegangan lekat

SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.5.2 menentukan bahwa panjang penyaluran (ℓd) untuk batan tulangan baja tarik deformasian dan tulangan baja rangkai las : ℓd = panjang penyaluran dasar (ℓdb) x faktor modifikasi

a. Panjang penyaluran dasar (ℓdb) :

dimana :

ℓdb = panjang penyaluran dasar (mm)

fy = tegangan luluh baja (MPa)

fc = kuat tekan beton (MPa)

Ab = luas penampang batang tulangan (mm2)

db = diameter nominal batang tulangan (mm)

tidak boleh kurang dari 0,06 db fy

1

4

3

2

KETERANGAN PANJANG PENYALURAN DASAR

(ℓdb) NO

'

25

c

y

dbf

f

'8

3cybdb ffd

'

40

c

y

dbf

f

'

02,0

c

yb

dbf

fA

0,75

Batang tulangan baja yang terkungkung di dalam lilitan

penulangan spiral dengan diameter tidak kurang dari 5 mm dan

jarak spasi lilitan spiral tidak lebih dari 100 mm 7

Penulangan tersedia lebih banyak 6

0,80 Penulangan mendatar dengan spasi p.k.p 150 mm, dan paling

tidak berjarak bersih antar batang 70 mm 5

1,33

1,18

Untuk beton ringan apabila kuat tarik belah rata-rata fct tidak

ditentukan :

a. Untuk beton ringan sepenuhnya

b. Untuk beton ringan pasir

4

Untuk beton ringan apabila kuat tarik belah fct ≤ 1 3

Batang tulangan baja dengan fy > 400 MPa 2

1,40 Batang tulangan baja paling atas 1

NILAI MODIFIKASI KONDISI NO

tersediaA

perluA

s

s

ct

c

f

f

8,1

'

yf

4002

b. Faktor modifikasi :

a. Untuk mendapatkan panjang penyaluran : panjang penyaluran dasar (ℓdb) dikalikan dengan faktor modifikasi.

b. SK SNI-T-15-1991-03 ps 3.5.2 ayat 5 menyatakan bahwa dalam segala hal kecuali pada sambungan lewatan, dan sambungan tulangan sengkang badan balok, panjang penyaluran ℓd tidak boleh kurang dari 300 mm.

a. SK SNI-T-15-1991-03 ps 3.5.4 menyatakan bahwa perhitungan panjang penyaluran untuk penulangan dengan menggunakan berkas batang tulangan dilakukan dengan cara memperhitungkan panjang penyaluran masing-masing unsur berkas kemudian :

- dikalikan 1,2 untuk berkas berisi 3 batang tulangan - dikalikan 1,33 untuk berkas berisi 4 batang tulangan

Penggunaan berkas tulangan : Penulangan dengan berkas tulangan adalah pemakaian beberapa batang tulangan baja yang secara paralel bersinggungan diikat menjadi satu

b. Dalam satu berkas (satu ikatan) paling banyak terdiri dari 4 (empat) batang tulangan baja

2. Panjang penyaluran tulangan baja tekan

Panjang penyaluran batang tulangan tekan lebih pendek dibandingkan untuk batang tulangan tarik

SK SNI-T-15-1991-03 ps 3.5.3 menyebutkan untuk batang tulangan baja deformasian yang bekerja menahan gaya tekan, panjang penyaluran dasar (ℓdb) dihitung dengan persamaan berikut : ℓdb = ¼ (db fy)√fc’ dengan pembatasan ℓdb tidak boleh kurang dari 0,04 dbfy atau 200 mm

a. Panjang penyaluran dasar (ℓdb) :

b. Faktor modifikasi :

0,75

Batang tulangan baja yang terkungkung di

dalam penulangan spiral dengan diameter tidak

kurang dari 5 mm dan spasi lilitan spiral tidak

lebih dari 100 mm

2

Penulangan tersedia lebih banyak 1

NILAI MODIFIKASI KONDISI NO

tersedia A

perlu A

s

s

Batang tulangan baja harus mempunyai panjang penyaluran (jarak antara ujung batang dengan bagian yang menahan tegangan) yang cukup (tidak kurang dari ℓd) sehingga mampu menahan beban yang bekerja tanpa kehilangan daya lekatan dengan beton

Contoh Soal : Hitung panjang penyaluran (ℓd) yang diperlukan untuk batang tulangan baja tarik (tulangan negatif pada tumpuan) D29-200, dipasang sebagai tulangan atas dengan tebal pelat 380 mm, beton normal, fy = 400 MPa ; fc’ = 30 MPa.

Panjang penyaluran dasar (ℓdb) : 0,02 Abfy 0,02(660,5)(400) = -------------- = -------------------- = 965 mm (bisa dilihat pada tabel A-39) √fc’ √30 atau ℓdb = 0,06 dbfy = 0,06 (29)(400) = 696 mm diambil harga terbesar = 965 mm Faktor modifikasi : a. tulangan atas = 1,40 b. jarak spasi batang tulangan p.k.p > 15 cm, gunakan = 0,80

maka, panjang penyaluran perlu : ℓd = 965(1,40)(0,80) = 1081 mm

3. Persyaratan jangkar, kait, dan bengkokan

Alasan pemasangan : a. Panjang penyaluran yang diperlukan tidak dapat terpenuhi karena alasan

tertentu (misal : keterbatasan ruang) b. Mendapatkan kapasitas penuh dengan penanaman sependek mungkin

Kait dan bengkokan adalah sistem penjangkaran mekanis di ujung-ujung batang baja tulangan.

SK SNI-T-15-1991-03 ps 3.5.6 menetapkan : a. Penjangkaran mekanis boleh menggunakan sebarang cara setelah terbukti

kekuatannya melalui pengujian. b. Pada umumnya penjangkaran mekanis penulangan pokok dipenuhi dengan

menggunakan kait bersudut pembengkokan 90o atau 180o di ujung batang

c. Kait dengan sudut pembengkokan 90o dan 135o ditetapkan sebagai standar untuk penulangan sengkang dan penulangan pengikat lainnya.

catatan : ukuran diameter dan radius bengkokan adalah ukuran sisi dalam batang tulangan

Pemasangan struktur kait pada batang tulangan tekan : a. tidak efektif b. tidak dapat diharapkan berfungsi sebagai jangkar pada ujung batang c. tidak diperhitungkan sebagai tambahan perlawanan tekan dari tulangan.

a. Panjang penyaluran dasar (ℓhb) : SK SNI-T-15-1991-03 ps 3.5.5 menetapkan : Panjang penyaluran dasar ℓhb yang dibutuhkan untuk mengembangkan kuat luluh fy dalam batang kait diukur dari lokasi timbulnya kuat luluh ke sisi luar ekstrim kait : untuk fy = 400 MPa

'

100

c

bhb

f

d

b. Faktor modifikasi :

1,30 Untuk beton agregat ringan 5

Apabila penjangkaran fy atau penyalurannya

tidak khusus diperlukan dan jumlah

penulangan lentur tersedia lebih banyak

4

0,80

Untuk batang D36 dan yang lebih kecil dengan

kait yang secara vertikal dan horisontal

terlingkup di dalam sengkang atau sengkang

kait yang dipasang di sepanjang ℓdh dengan

spasi melebihi 3db dimana db adalah diameter

batang kait

3

0,70

Untuk batang D36 dan yang lebih kecil dengan

tebal selimut samping (normal terhadap

bidang kait) tidak kurang dari 60 mm, dan

untuk kait 90o dengan selimut pada

perpanjangan kait tidak kurang 50 mm

2

Untuk kuat leleh fy selain 400 MPa 1

NILAI MODIFIKASI KONDISI NO

400

yf

tersediaA

perluA

s

s

a. Untuk semua kondisi, panjang penyaluran ℓdh tidak boleh kurang dari 8 db atau 150 mm

b. Batang tulangan yang disalurkan dengan kait standar untuk komponen struktur dengan ujung tidak menerus dan kedua selimut samping dan atas (atau bawah) terhadap kait kurang dari 60 mm, batang kait harus diikat dengan sengkang sepanjang ℓdh dengan spasi ≤ 3 db.

c. Tulangan pada bagian badan balok, berupa sengkang geser atau tulangan puntir harus terjangkar dengan baik agar kapasitas tarik maksimumnya tercapai pada atau sekitar tengah tinggi balok

d. Penjangkaran tulangan baja sengkang ditempatkan sedekat mungkin terhadap permukaan tekan atau tarik

e. Penempatan sedemikian diperlukan karena kemungkinan terjadinya retak tarik lentur yang cukup dalam segera setelah beban ultimit tercapai

Penjangkaran ujung tulangan baja sengkang kaki tunggal

SK SNI T-15-1991-03 untuk bentuk U sederhana ataupun bentuk U ganda mensyaratkan penjangkaran mengikuti salah satu cara berikut :

cara 2 :

Penjangkaran pada jarak ½d (setengah

tinggi efektif) di atas atau bawah

pertengahan tinggi efektif, di daerah tekan,

untuk panjang penyaluran penuh ℓd tetapi

tidak boleh kurang dari 24 db atau 300 mm.

cara 1 :

Kait standar ditambah suatu dalam

penjangkaran 0,5 ℓd , dimana yang

dinamakan dalam penjangkaran adalah

jarak dari pertengahan tinggi efektif balok,

½d sampai dengan titik tangen kait (titik

awal pembengkokan kait).

cara 4 :

Untuk sengkang U ganda yang dipasang

berhadapan dengan kaki-kaki saling tindih

hingga secara keseluruhan membentuk

struktur tertutup, kaki-kaki sengkang U

harus saling bertindih sepanjang 1,7 ℓd.

Masing-masing bengkokkan di sudut

sengkang U harus mengelilingi batang

tulangan pokok memanjang.

cara 3 :

Untuk sengkang tulangan baja D16 dan

yang lebih kecil dibengkok mengelilingi

batang tulangan pokok memanjang paling

tidak memutar 135o.

Untuk sengkang batang tulangan baja

dengan fy > 300 MPa masih harus

ditambah dengan dalam penjangkaran

0,33 ℓd. Penjangkaran 0,33 ℓd harus diambil

sebesar jarak dari pertengahan tinggi

efektif, ½d, sampai titik tangen kait (titik

awal pembengkokkan)

Contoh Soal : Tentukan penjangkaran atau panjang penyaluran yang diperlukan untuk kondisi seperti tergambar, beton normal, fy = 400 MPa ; fc’ = 20 MPa (beton normal).

a. Penjangkaran masuk ke kolom.

Penjangkaran menggunakan batang tulangan lurus, dari tabel A-39 didapat panjang penyaluran dasar = 659 mm. Karena kedudukan tulangan merupakan batang tulangan atas, digunakan modifikasi 1,40 hingga didapat : ℓd perlu = 659(1,40) = 818 mm

Kontrol terhadap tempat tersedia : ℓd perlu = 818 mm > 600 mm, maka diperlukan usaha penjangkaran yang mungkin dilakukan dengan membuat kait bengkok bersudut 90o atau 180o.

tempat yang tersedia

Penjangkaran menggunakan kait : Panjang penyaluran dasar ℓhb yang dibutuhkan untuk mengembangkan kuat luluh fy dalam batang kait, diukur dari lokasi timbulnya kuat luluh ke sisi luar ekstrim kait :

Guna mendapatkan ℓdh dikalikan faktor modifikasi fy/400 = 300/400 = 0,75 Didapat ℓdh = 0,75(559) = 419,3 mm (masih didapat nilai tidak kurang dari 150 mm dan 8 db = 8(25) = 200 mm)

mmf

d

c

bhb 559

20

)25(100

'

100 untuk fy = 400 MPa

Kontrol terhadap tempat tersedia : ℓdh perlu = 419,3 + 40 = 459,3 mm < 600 mm, sehingga penjangkaran keseluruhan masih dapat dipasang di dalam kolom.

b. Penjangkaran masuk ke balok.

a. Penjangkaran masuk ke balok dimungkinkan hanya pada struktur bentang menerus.

b. Dari contoh soal analisis yang didapat panjang penyaluran dengan tulangan lurus diperlukan panjang 818 mm, sehingga penjangkaran masuk ke balok harus memperhitungkan kemungkinan memperoleh tempat sepanjang 818 mm menjorok melewati tumpuan masuk kebalok menerus disebelahnya.

4. Sambungan Batang Tulangan

Keterbatasan dalam sarana men “transportasi” kan, maka panjang batang tulangan baja hasil industri dibatasi : 6 meter untuk diameter kecil dan 12 meter untuk diameter besar.

Dalam pelaksanaan konstruksi pekerjaan beton bertulang diperlukan sistem penyambungan batang tulangan. Cara penyambungan : a. Pengelasan b. Alat sambung mekanis c. Sambungan lewatan umum digunakan (lebih ekonomis)

Sambungan lewatan : menumpangkan dan menyatukan bagian panjang tertentu ujung-ujung batang yang disambung kemudian diikat dengan kawat baja (bindrat)

a. Sambungan lewatan tidak boleh digunakan untuk batang tulangan baja yang lebih besar dari D35 kecuali untuk fondasi telapak.(SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.5.14)

b. Sambungan lewatan berupa dua batang tulangan disambung bersinggungan satu sama lain kemudian diikat atau dapat juga diberikan jarak spasi diantara kedua batang ke arah transversal ± 1/5 panjang lewatan tetapi tidak boleh melebihi 150 mm.

Guna menghindari kegagalan struktur : a. Hindari penyambungan batang tulangan baja di daerah momen maksimum

(atau tempat dimana terjadi tegangan tarik maksimum) b. Menempatkan titik-titik sambung secara berselang-seling sehingga tidak

membentuk garis lemah struktur.

4.a. Sambungan Tulangan Baja Tarik

- Daktilitas balok dengan tulangan baja sambungan lewatan harus tetap sama dengan yang tanpa sambungan

- Kebutuhan panjang lewatan bertambah sesuai dengan meningkatnya tegangan dan bertambahnya jumlah luas penampang tulangan baja pada sambungan.

Panjang minimum sambungan lewatan tarik diambil berdasar syarat kelas sambungan ditentukan sebagai berikut : a. Sambungan kelas A dengan panjang sambungan lewatan 1,0 ℓd b. Sambungan kelas B dengan panjang sambungan lewatan 1,3 ℓd c. Sambungan kelas C dengan panjang sambungan lewatan 1,7 ℓd d. Tidak boleh kurang dari 300 mm dimana : ℓd = panjang penyaluran tarik untuk kuat luluh fy.

Sedangkan untuk pemilihan kelas sambungan batang tulangan baja tarik SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.5.14 memberikan ketentuan seperti pada tabel berikut :

a. Pemilihan lokasi sambungan batang tulangan tarik harus dilakukan selang-seling berjarak minimum 600 mm.

sehingga setiap penampang dapat mengembangkan paling tidak dua kali gaya tarik yang dihitung tetapi tidak kurang dari 140 MPa untuk luas tulangan total yang tersedia.

b. Dalam menghitung besar gaya tarik yang terjadi pada setiap penampang, tulangan yang disambung boleh dianggap berkekuatan sama dengan kuat sambungan yang disyaratkan

c. Batang tulangan yang tidak disambung harus dianggap mempunyai kekuatan sebesar bagian dari fy yang besarnya ditentukan oleh nilai banding panjang penyaluran yang tersedia terhadap ℓd yang diperlukan untuk mengembangkan kuat luluh fy yang disyaratkan.

d. Sambungan batang tulangan baja pada bagian-bagian struktur yang berfungsi mengikat gaya tarik (mis : sengkang tarik) harus dilakukan dengan cara pengelasan penuh atau sambungan mekanis kokoh, dengan letak sambungan batang yang bersebelahan harus berselang-seling dengan jarak paling tidak 800 mm

4.b. Sambungan Tulangan Baja Tekan

1. Sambungan tulangan baja tekan sebagian besar terjadi pada struktur kolom beton bertulang.

2. SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.5.16 memberikan ketentuan sambungan lewatan baja tulangan tekan sebagai berikut :

Panjang minimum sambungan lewatan tekan dihitung sebagai panjang penyaluran tulangan baja tekan (lihat materi kuliah terdahulu) dengan tambahan ketentuan : a. Tidak boleh kurang dari 0,07 fydb atau (0,13fy – 24) db untuk fy lebih

besar dari 400 MPa, atau 300 mm b. Untuk beton dengan fc’ kurang dari 20 Mpa, panjang lewatan harus

ditambah sepertiganya

3. Penyambungan batang tulangan tekan dengan cara lewatan untuk diameter tulangan yang berbeda maka panjang lewatan harus diambil dari harga terbesar panjang lewatan diantara kedua batang tulangan tersebut.

4. Pada struktur yang menerima gaya tekan tetapi menggunakan sengkang, dimana luas efektif sengkang yang terdapat di sepanjang sambungan lewatan tidak kurang dari 0,0015 hs, panjang sambungan lewatan boleh dikalikan 0,83 tetapi panjang totalnya tidak boleh kurang dari 300 mm

5. Pada struktur yang menerima gaya tekan tetapi menggunakan lilitan spiral, panjang sambungan lewatan boleh dikalikan 0,75 tetapi panjang totalnya tidak boleh kurang dari 300 mm

6. a. Sambungan tulangan baja tekan dapat dilakukan dengan menumpukkan ujung-ujung kedua batang yang dipotong rata dan rapih agar didapat kontak yang sempurna kemudian dipegang dan diikat dengan peralatan khusus sedemikian sehingga terjadi kontak konsentrik kokoh.

b. Sambungan dengan cara ini hanya boleh diterapkan untuk komponen struktur beton yang menggunakan tulangan sengkang, sengkang ikat tertutup, atau lilitan spiral.

5. Pemberhentian dan Pembengkokan Batang Tulangan Struktur Bentang Sederhana

- Kebutuhan luas tulangan tarik As maksimum hanya diperlukan di tempat terjadinya momen maksimum.

- Jumlah maksimum tulangan baja terpasang dapat dikurangi di tempat-tempat sepanjang balok menyesuaikan dengan berkurangnya momen lentur yang dipikul.

- Pengurangan dapat dilakukan dengan memberhentikan atau membengkok tulangan baja sedemikian dengan tetap memperhatikan syarat dan ketentuan yang berlaku.

- SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.5.10 ayat 3 menentukan syarat bahwa pada tempat dimana batang tulangan baja sudah tidak diperlukan lagi, batang tersebut dapat dihentikan setelah diperpanjang sejarak sama dengan tinggi efektif balok (d) atau 12 kali diameter batang (db) diambil harga yang terbesar.

- SK SNI T-15-1991-03 tidak memperkenankan pemberhentian batang tulangan langsung di tempat dimana sudah tidak diperlukan akan tetapi mengijinkan membengkok batang tulangan di tempat tersebut

- Jumlah tulangan As yang diperlukan bervariasi sesuai dengan momen lentur akibat beban yang timbul, bentuk kurva As yang diperlukan sebangun dengan bentuk diagram momen lentur

- SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.5.11 ayat 1 menentukan bahwa untuk penulangan bentang sederhana paling tidak 1/3 dari tulangan momen positif diperpanjang masuk kedalam tumpuan, dan untuk balok harus menerus ke dalam tumpuan paling tidak 150 mm.

- Pembengkokan batang dalam prakteknya dimulai pada tempat yang berjarak setengah tinggi efektif balok dari tempat di mana batang tulangan sudah tidak diperlukan lagi