Beton Bertulang dan Keruntuhan balok

Sifat utama dari beton adalah sangat kuat terhadap tekan tetapi juga bersifat lemah atau mudah patah (getas) terhadap beban tarik sehingga dalam perhitungan suatu struktur kuat tarik beton cenderung diabaikan. Berbeda dengan beton, sifat utama dari baja tulangan yaitu sangat kuat terhadap beban tarik, dengan menggabungkan kedua bahan tersebut menjadi satu-kesatuan secara komposit akan diperoleh material baru yang disebut beton bertulang. Beton bertulang ini memiliki sifat sesuai dengan sifat bahan penyusunnya yaitu, kuat terhadap beban tekan maupun beban tarik. Beban tarik di tahan oleh baja tulangan sedangkan beban tekan cukup ditahan oleh beton.

Pada saat ini beton bertulang sangat penting dalam berbagai pembangunan, baik itu untuk jembatan, bendungan, dermaga, maupun bangunan gedung bertingkat tinggi. Pada struktur bangunan biasanya terdapat istilah kolom dan balok. Kolom adalah elemen struktur dengan arah bidang vertikal,

artikel terkait lain: Metode pelaksanaan pemasangan tulangan pada kolom

sedangkan balok pada arah horizontal. Balok mengalami dua hal utama, yaitu kondisi tekan dan tarik. Pada momen lentur positif, regangan tekan terjadi pada bagian atas dan regangan tarik pada bagian bawah. Regangan-regangan tersebut mengakibatkan timbulnya tegangan-tegangan yang harus ditahan oleh balok, tegangan tekan di sebelah atas dan tegangan tarik di bagian bawah. Apabila balok tersebut tidak mampu menahan tegangan yang diterimanya maka kemungkinan akan terjadi keruntuhan pada balok. Perilaku keruntuhan pada balok beton bertulang dapat dibagi dalam tiga tahapan, yaitu tahap beton tanpa retak, tahap beton mulai retak-tegangan elastik, dan tahap keruntuhan balok-tegangan ultimit.

Pada saat beban-beban yang diberikan masih rendah, penampang menahan tegangan tekan pada sisi atas dan tegangan tarik pada sisi bawah. Tegangan tarik yang terjadi masih lebih rendah dari modulus keruntuhan beton sehingga pada penampang belum terbentuk retak
Apabila beban yang diberikan terus ditingkatkan maka modulus keruntuhan beton akan terlampaui sehingga retak mulai terbentuk terutama pada tengah bentang bagian bawah balok. Momen yang terjadi pada saat mulai terjadi retak disebut momen retak. Tahap ini disebut tahap beton mulai retak seperti terlihat seperti pada Gambar berikut

Balok beton mulai retak

Tahap keruntuhan balok tegangan ultimit terjadi pada saat beban yang diberikan mengakibatkan tegangan tekan yang terjadi lebih besar dari setengah fc’ sehingga retak yang sebelumnya terbentuk terus merambat menuju sumbu netral penampang. Tegangan beton pada saat ini sudah berubah kondisi dari linier menjadi nonlinier. Gambaran balok pada saat keruntuhan tegangan ultimit dapat dilihat pada Gambar berikut

Balok pada saat keruntuhan tegangan ultimit