BAB I
BETON BERTULANG


A. Pengertian
Beton adalah suatu massa yang berbentuk agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil, batu pecah) dan bahan pengikat (pasta = semen + air). Massa beton ini sebelum mengeras dapat dibentuk sesuai dengan bentuk yang diinginkan dan setelah mengeras mempunyai kuat tekan, tarik dan bentuk kekuatan lain.
Secara skematis beton dapat dilihat sebagai berikut :







B. Aksi Komposit Beton dan Tulangan
Pada umumnya kuat tarik beton 10 – 15 % dari kuat tekannya, sehingga dengan demikian seringkali kuat beton diabaikan dalam perhitungan atau diusahakan bagian tertarik tersebut menjadi tekan dengan memberikan gaya tekan buatan yang lebih besar dari tarikan tersebut.
Pada perhitungan, aksi komposit (aksi bersama memikul beban) beton dan tulangan dianggap empurna yaitu regangan beton (E’C) dan regangan baja (E’Y) identik, hal ini didukung oleh koefisien muai panas yang hampir sama, yaitu :
1. Baja Tulangan : 10 – 10-6/0C
2. Beton : 10-6/0C

Pada perhitungan dan pendesainan beton selalu mencakup dua prosedur, yaitu :
1. Desain dana analitis, desain ini dimaksudkan untuk menentukan dimensi struktur (ukuran elemen tulangan) sehubungan dengan suatu beban layang / kerja.
2. Analisis adalah dimaksudkan untuk mengontrol atau menghitung kemampuan suatu struktur berdasarkan dimensi / mutu elemen tulangan yang sudah tersedia terlebih dulu (yang telah dihitung lebih dahulu).

C. Metode Perhitungan Beton Pada Umumnya.
Didalam perhitungan beton dikenal dua metode, yaitu metode kekuatan (strength method) dan metode tegangan kerja (working stress atau elastic analisis). Pada umumnya metode kekuatan banyak dipakai pada struktur yang sifatnya structural dan metode kerja dipakai untuk yang non-struktural.


1. Metode Kekuatan.
Didalam metode ini, beban kerja dikalikan dengan suatu factor yang dinamakan factor beban (safety factor) untuk mendapatkan beban yang mengantarkan struktur maupun elemen struktur ke “ambang pintu keruntuhan”. Beban ini dinamakan beban berfaktor (factored loans). Dengan menggunakan hubungan tegangan - regangan atau stress – strain relationship (SSR), yang non-linier elemen struktur lalu direncanakan sedemikian rupa sehingga kekuatan penampang dicapai sewaktu dibebani oleh beban berfaktor tadi.
Metode kekuatan dapat dinyatakan dalam bentuk rumus umum sebagai berikut :


2. Metode Tegangan Kerja
Didalam metode ini, unsur struktur direncanakan sedemikian rupa sehingga tegangan-regangan yang timbul akibat beban kerja (service of working stress) dan yang dihitung berdasarkan analisis elastis, tidak melebihi tegangan-tegangan yang diizinkan yang terdapat didalam Buku Pedoman Beton (missal ; SK SNI 15 – 1991 – 03), ini dapat dinyatakan dalam bentuk rumus umum :
F < fr
Dimana ; f = tegangan kerja
Fr = tegangan lain
Keuntungan dari metode ini antara lain adalah penerapan dari hukum elastisitas yang sudah sangat standar dan relative sederhana.

D. Tulangan Geser.
Sesuai dengan SK SNI T.15 – 1991 – 03 pasal 3,4,5 menyatakan bahwa tulangan geser dapat berupa sengkang vertical ataupun tulangan rangkap dikombinasikan dengan batang yang banyak.
Tulangan geser menyajikan dua jenis kemungkinan penulangan yang tersebut sesuai dengan kondisi pada beton yang kedua ujung-ujungnya ditumpu bebas dan dua beban terpusat sert gaya lintang dan momen lentur yakni dari bagian sebelah kiri beton yang di beri sengkang vertical, sedangkan dengan batang yang dibengkokkan menunjukkan bagian beton itu pula, akan tetapi diberi batang-batang tulangan yang dibengkokkan (tulang geser miring) bila perencanaan tulangan geser dengan bantuan balok dengan jenis tulangan geser yaitu dengan sengkang dan dengan batang yang dibengkokkan. Setelah ditinjau kembali ternyata ini merupakan suatu perencanaan dalam sistim rangka (vakwer) dari balok dengan dua jenis tulangan geser tersebut dapat diuraikan bahwa gaya lintang yang terjadi akan dilawan oleh gabungan dari batang-batang tarik bagian bawah dan atas dari batang tarik vertical dan batang tekan diagonal bila digunakan sengkang dan bila menggunkan tulangan geser miring maka gaya lintang yang terjadi akan dilawan oleh gabungan antara batang tarik (bagian bawah dinding/balok) batang tekan (bagian atas dinding/balok), batang tekan diagonal dan batang tarik diagonal.
Walaupun gaya lintang berubah tandanya dengan sengkang tetap akan berfungsi normal, sedangkan pada sistem rangka dengan geser miring akan terjadi fungsi yang berlawanan sehingga hrus diberi tulangan pada batang tekan diagonal, diberi tulangan geser miring.
Karena struktur pada umumnya berada dalam daerah rawan gempa bumi, maka pada saat gempa tegangan geser dapat berubah tandanya. Oleh karena itu penggunaan tulangan geser miring hanya bermanfaat bila tulangan ini dipasang berselang-seling. Atas dasar penulangan ini membutuhkan sejumlah tulangan rangkap.














BAB II
PENGERTIAN UMUM

A. Pengertian
Sipon adalah salah satu macam bangunan pelintas yang membawa air melewati bawah saluran lain (biasanya) atau jalan. Pada sipon air mengalir karena tekanan, karena sipon hanya memiliki sedikit fleksibilitas dalam mengangkut lebih banyak air dari pada yang direncanakan, bangunan ini tidak akan dipakai dalam pembuang. Walaupun debit tidak diatur, ada kemungkinan bahwa pembuang mengangkut lebih banyak benda-benda hanyut.
Agar sipon tidak tersumbat dan tidak ada orang atau binatang yang masuk secara kebetulan, maka mulut pipa ditutup dengan kisi-kisi penyaring (transhrack).
Di saluran-saluran yang lebih besar, sipon dibuat dengan pipa rangkap (double barrels) guna menghindari kehilangan yang lebih besar didalam sipon jika bangunan itu tidak mengalirkan air pada debit rencana. Pipa rangkap juga menguntungkan dari segi pemeliharaan dan mengurangi biaya pelaksanaan bangunan.
Bentuk sipon umumnya dipakai bentuk persegi. Untuk mencegah sedimentasi dalam sipon selama debit rendah, biasanya digunakan sipon pipa rangkap/sipon kembar, pipa yang satu dapat ditutup selama debit rendah. ( Q < 0.50 Q max ).
Ukuran diameter minimum pada sipon adalah 0.60 m untuk memungkinkan pembebanan dan inspeksi.
Bahan yang digunakan dalam pembuatan sipon terdiri dari campuran semen, pasir, kerikil (batu pecah). Ada yang tidak perlu bertulang apabila diameternya kurang dari Ø 1.00 m. Ada pula yang diberi tulangan biasanya untuk diameter lebih dari Ø 1.00 m.
Adapun kegunaan pada Sipon yaitu sebagai bangunan pelintas berguna untuk membawa air melewati / melintasi bawah saluran lain (biasanya pembuang atau sungai). Pada sipon, air mengalir karena adanya tekanan.

B. Cara pelaksanaan dalam pemasangan sipon
Berikut ini sampailah pada tujuan uraian kita, apa-apa yang perlu kita laksanakan dan perhatikan sebaik-baiknya supaya tercapai pelaksanaan yang baik dan sempurna.
Dalam pelaksanaannya ini perlu kita perhatikan hal berikut :
a) Setelah pasti ditempat mana (areanya mau dipasang sipon) dan lengkap dengan gambar-gambarnya (Ø dan elevasinya) maka kita terapkan kelapangan.
b) Kita tentukan di lapangan berdasarkan rencana tempatnya, membuat patok-patok dari garis tengah/AS.
c) Sesudah selesai patok-patok yang diperlukan yaitu titik pusat dan elevasinya, maka dapat diteruskan kepada pekerjaan galian, yang sesuai dengan lebar dan panjang sipon yang akan digunakan.
d) Setelah selesai digali dicek kembali garis tengah dan elevasinya yang kita perlukan oleh tenaga surveyor. Elevasinya yang kita tentukan digambar biasanya adalah elevasi tinggi dari lantai sebelah dalam dari sipon tersebut.
e) Lantai kerja ini tergantung dari keadaan tanah dasar dari tempat itu. Kalau tanahnya cukup baik, cukup dengan lapisan pasir tebal lk 10 cm.
Tanahnya kurang baik mungkin baru cukup dengan material lain umpamanya dengan granular material / sirtu tebalnya tentu melihat keadaan, dan mungkin pula perlu kombinasi dengan batu-batu besar ukuran 0.15 / 0.20 dengan lapisan sirtu tadi diatasnya. Dan juga pada yempat yang lebih jelek kita harus memasang lantai kerja dengan beton tumbuk dengan perbandingan : 1 semen : 3 pasir : 5 kerikil. ( beton kelas C ).
Jadi ini harus diteliti dari keadaan tanah dasar itu dengan sebaik-baiknya sebelum kita menentukan sesuatu keputusan mana yang lebih tepat.
Lantai kerja ini dimaksudkan untuk mendapatkan lebih sempurna kestabilan tanah dasar dan kedudukan sipon itu dapat rata sebagaimana yang diharapkan.
f) Selesai lantai kerja, kita mulai memasang siponnya.
Yang perlu diperhatikan adalah :
• Sewaktu menurunkan sipon kedalam galian ketempatnya harus dengan hati-hati, untuk menghindari jangan sampai terjadi retak-retak / kerusakan pada sipon tersebut sekecil mungkin.
• Pemasangan harus rapi / lurus terutama bidang sebelah dalam harus rata dan rapat.
• Pada sambungannya yang diberi cincin/ring atau selimut sambungan yang dikerjakan dengan baik, bahannya beton tumbuk atau batu bata / batu kali yang diberi pasangan (mortar) 1 semen : 2 pasir.
• Selesai pemasangan sipon berikut cincinnya dan diteliti kembali panjangnya apakah telah sesuai dengan gambar rencana maka sebaiknya teruskan mengerjakan pekerjaan kepala tembok (head wall)-nya. Konstruksi dari head wall ini ialah beton kelas C atau beton kelas B (menurut ketentuan spec).
Umpamanya, 1 semen : 3 pasir : 5 kerikil atau,
1 semen : 2 pasir : 3 kerikil.
• Sesudah itu baru kita urug kembali. Pengurugan kembali ini yang perlu kita perhatikan adalah :
a. Materialnya dipakai sebaiknya pasir atau sirtu (granular material).
b. Harus dipadatkan lapis demi lapis dan perlu disiram air secukupnya. (Jika materialnya pasir / sirtu ).
c. Pemadatannya harus dilaksanakan berselang-seling lapis demi lapis tadi, sebelah menyebelahkan / kiri dan kanan. Hal ini perlu untuk menjaga jangan terjadi pergeseran sewaktu pemadatannya.
d. Perlu diingatkan sekali-kali jangan dibiarkan kenderaan melewati sipon itu apabila penimbunan / urugan belum mencukupi ketinggian minimum ( lk 0.60 m ).Sekiranya tidak ada perlengkapan khusus untuk itu, dimana kendaraan harus lewat.
g) Selesai head wall-nya dan pengurugan, ada lagi pekerjaan berikutnya yang dinamai “sayapnya” (wing-wall). Konstruksinya dari pasangan batu kali / pecah disebut juga stone masonry.
Pasangan batu ini diberi spesi ( mortar dengan campuran : 1 semen : 2 pasir.



















BAB III
LANGKAH-LANGKAH KERJA


A. MENDIMENSI SIPON
Langkah-langkah yang digunakan dalam perencanaan sipon antara lain :
- Menentukan type sipon yang diinginkan (tunggal atau rangkap).
- Menghitung luas penampang sipon (A).
Digunakan Rumus:
A =
Dimana:
Q = Debit rencana (m3/dtk)
V = Kecepatan aliran pada sipon, diambil kecepatan rencana 2 m/dtk agar sediment dapat terangkut dengan sendirinya.
- Menghitung lebar sipon (b) dan tinggi sipon (h). Dalam hal ini digunakan rumus:
A = ………(KP penunjang hal 164)
Dimana:
A = Luas penampang dalam sipon
h = Tinggi dalam sipon
b = Lebar dalam sipon
- Menghitung tebal kulit sipon
Dalam merencanakan tebal kulit sipon tidak terlepas dari besar atau tingginya sipon, hal ini berdasarkan kriteria perencanaan.
Rumus yang digunakan:
t = sampai dengan
Dimana:
t = Tebal dalam sipon
h = Tinggi dalam sipon
Sketsa:





Rumus : A = ………(KP penunjang hal 164)
B. PERHITUNGAN GAYA-GAYA YANG BEKERJA PADA SIPON
Dalam perhitungan gaya-gaya yang bekerja pada sipon ada dua bentuk gaya yang diperhitungkan.
1. Gaya tekan keatas (FU)
…………..(KP penunjang hal 165)
Dimana:
FU = Gaya tekan ke atas
Pw = Berat jenis air
q = Grafitasi bumi
H = Tinggi total sipon
B = Lebar total sipon
2. Gaya Resustansi
- Akibat Penutup Tanah
F1 = Ps . q . hc………….………(KP penunjang hal 165)
- Akibat Penutup Air
F2 = Pw . q . h …………………(KP penunjang hal 165)
Dimana:
F1 = Gaya resustansi akibat penutup tanah
F2 = Gaya resustansi akibat penutup air
Ps = Berat jenis tanah
Pw = Berat jenis air
hc = Tinggi air dalam sipon
Dari gaya tersebut di atas dapat disimpulkan:
1.5 Fu = F1 + F2 + Fn……………..(KP penunjang hal 165)

Sketsa Gaya:
F2 h
F1 hc

H F3



Fu

C. PERHITUNGAN BEBAN
Beban yang ditimbulkan dalam perencanaan sipon ini adalah berat per satuan meter, maka langkah-langkah yang digunakan pada perencanaan ini adalah:
1. Tekanan (Beban atas) (Pv1)
Pv1 = C . Ps . hc . L…………………….(Buku Tekpon I hal 12)
Dimana:
C = Koefisien tekanan tanah pada keadaan statis
Ps = Berat jenis tanah
hc = Tinggi tanah di atas sipon
L = Panjang sipon yang ditinjau

Pv1 = Pv1 + P1/Bo …………………………(Buku Tekpon I hal 12)
Dimana:
Pv1 = Tekanan tanah atas akibat beban atas
P1 = Berat plat atas
2. Tekanan tanah samping atas (Ph1)
Ph1 = Ko . Ps . hc . L ………………….(Buku Tekpon I hal 27)
Dimana:
Ko = Koefisien tekanan tanah pada keadaan statis
Ps = Berat jenis tanah
hc = Tinggi tanah di atas sipon
L = Panjang sipon yang ditinjau
3. Tekanan tanah samping atas (Ph1)
Ph2 = Ko . Ps . H . L …..( Buku Tekpon I hal 28 )
Dimana :
Ko = Koefisien tekanan tanah pada keadaan statis
Ps = Berat jenis tanah
H = Tinggi tanah samping sipon
L = Panjang sipon yang ditinjau
4. Tekanan tanah bagian bawah sipon ( Pv2 )
Pv2 =
Dimana :
Pv2 = Tekanan tanah dari bawah
Pv1 = Berat tanah atas
P1 = Berat plat atas
P2 = Berat plat samping
Bo = Lebar efektif
Sketsa Tekanan:








D. ANALISA KERANGKA KAKU
Persamaan yang digunakan:
δA = -δo MBC = -MCB
δB = -δC MAD = -MDA


Bentuk Matriksnya:
Untuk harga:
=
=

E. PERHITUNGAN MOMEN DESAIN DAN MOMEN MAX
1. Momen Desain
Rumus yang digunakan :
MAB = - MDC = 2A + B - CAB
MBA = - MBC = 2B - A + CAB
MBC = - MCB = B + CAB
MAD = - MDA = A - CAD

2. Momen Maximum
Rumus yang digunakan:
MAB = - MDC = 2

F. PERHITUNGAN TULANGAN
Rumus : 0 =
G. KJ