Haruskah Pemutusan Tulangan Selalu Pada Kode Keramat “1/4L+20d”?

Posted on July 17, 2011 by budisuanda

¼ L + Ld adalah kode atau angka yang bisa jadi sangat sering dijumpai pada gambar penulangan atau struktur beton. Mungkin karena saking seringnya digunakan, hampir semua orang akhirnya menganggap kode tersebut adalah hal yang benar sehingga mutlak diikuti tanpa pernah menyelidiki atau mempelajari asal muasal kode tersebut.

Pada hampir setiap gambar perencanaan struktur yang saya dapatkan, umumnya perencana struktur membagi potongan elemen struktur dalam dua posisi jarak bentang yaitu pada 0 – ¼ L sisi kanan dan kiri elemen struktur dan posisi tengah bentang pada ¼ L hingga ¾ L. Kebiasaan perencana struktur ini lambat laun menjadikan suatu kesimpulan bagi kebanyakan orang bahwa pemutusan tulangan tersebut sudah menjadi standar. Bahkan pernah terjadi bahwa pengawas menuntut tambahan 20D lagi sehingga menjadi ¼ L + 20D karena menurutnya ¼ L adalah letak titik momen nol yang harus ditambahkan panjang penyaluran lagi (20D) agar struktur menjadi aman. Segitunya?

Menarik untuk dihubungkan bahwa pada suatu struktur sederhana yang terjepit pada kedua ujungnya akan memiliki momen nol pada jarak 0,205 L atau mendekati 1/5 L dari ujung tepi tumpuan. Apakah ¼ L tadi ada hubungannya dengan letak momen nol? Apakah selisih antara 1/5 L dan ¼ L dapat diartikan sebagai penyaluran tulangan setelah titik dimana momen = 0? Sehingga banyak perencana menentukan pemutusan tulangan pada ¼ L dan bahkan ¼ L + 20D?

Contoh gambar dimana pemutusan tulangan pada 1/4L + 15D

Suatu referensi buku yang kebetulan masih saya simpan karya Bapak Istimawan Dipohusodo yang berjudul Struktur Beton Bertulang, menyebutkan bahwa pada dasarnya pemutusan tulangan dapat diakhiri dimana saja asal jumlah tulangan atau struktur tersebut masih mampu untuk menahan momen yang terjadi (disebut pula titik pemutusan teoritis) dan tulangan yang diputus harus disalurkan sedemikian mampu menahan gaya-gaya terutama gaya tarik yang terjadi pada besi tulangan. Saya pikir kita harus mulai dari sana dulu. Tapi ini bukan suatu hal yang bersifat final.

Walaupun pada dasarnya tulangan dapat diputus jika sudah tidak diperlukan lagi secara kekuatan, namun ada hal-hal lain yang harus dipertimbangkan. Sehingga tulangan tidak boleh diputus semuanya. Tulangan harus dipasang menerus sepanjang struktur (terutama untuk balok). Salah satunya adalah aspek gempa yang mensyaratkan tulangan yang tersedia dalam jumlah tertentu walaupun tidak diperlukan dalam perhitungan lentur. Saya melihat ini sebagai aspek praktis karena akan lebih mudah dalam pelaksanaan apabila jumlah tulangan tertentu tidak diputus dan dipasang secara menerus. Dalam peraturan, jumlah luasan tulangan yang harus dipasang menerus adalah sebesar 1/3 luas tulangan yang diperlukan dalam perhitungan. Disebutkan pula bahwa tulangan harus diperpanjang sebesar 12 db atau sebesar tinggi bersih balok dan diambil yang terbesar.

Lalu bagaimana memutus tulangan yang sejumlah 2/3 luas tulangan yang lain? Ini merupakan pertanyaan kunci atas penjelasan di atas. Sebagai contoh, kita tinjau elemen struktur balok. Beberapa praktik pemutusan tulangan atas yang dibuat oleh beberapa pelaku proyek adalah:

• 1/3 L
• ¼ L + 20D
• ¼ L
• 1/5 L

Mana yang benar?  Saya yakin jika ditanyakan kepada para pelaku konstruksi, maka mereka mayoritas akan menjawab  ¼ L. Yah, ¼ L sebagai pedoman pemutusan tulangan rasanya sudah mendarah daging. Ada juga yang menambahkannya menjadi 1/4 L + 20D. Mari kita lihat dan kaji secara teoritis.

Pada dasarnya tulangan dapat diputus dimana saja dengan dua syarat, yaitu luas tulangan yang diputus sudah tidak diperlukan lagi berdasarkan perhitungan dan tulangan yang diputus harus ditambahkan panjang penyaluran tertentu. Dengan konsep ini, apakah pada akhirnya akan bernilai sama dengan 1/3 L, ¼ L + 20D, atau ¼ L atau bahkan 1/5 L Jawabnya akan sangat bervariatif karena sangat tergantung dengan kondisi yang ada.

Cara pemutusan tulangan oleh perencana di atas ternyata sebenarnya hanyalah suatu pendekatan saja dengan tujuan sebagai pedoman praktis yang cukup aman berdasarkan pengalaman. Sehingga angka-angka baik 1/3 L, ¼ L + 20D, ¼ L, dan 1/5 L sebaiknya tidak menjadi pedoman yang kaku dalam pelaksanaan. Angka-angka tersebut sebenarnya adalah pendekatan praktis agar memudahkan pelaksanaan di lapangan. Angka-angka tersebut juga sebaiknya tidak dilihat sebagai suatu kebenaran karena akan menjadikan kita tidak belajar mengenai filosofi struktur beton bertulang.

Beberapa waktu yang lalu, saya mencoba untuk menghitung jarak pemutusan tulangan tumpuan balok. Perhitungan jarak pemutusan tulangan dilakukan dengan cara mengukur jarak momen nol terhadap tepi balok dan kemudian menambahkan jarak tertentu untuk keperluan panjang penyaluran dan geser balok sebesar tinggi efektif balok (d) atau 12 db. Ini tentu dengan menggunakan software ETABS atas perhitungan struktur gedung tersebut. Dengan mengambil sample satu balok saja, ternyata prosesnya memang tidak gampang.

Kita harus melihat grafik momen yang menjadi dasar atau representasi kebutuhan luas tulangan. Momen balok adalah maksimum di daerah tumpuan dan mengecil ke arah tengah bentang. Jumlah tulangan rencana ditentukan berdasarkan momen maksimum di tumpuan. Untuk memudahkan, diberikan suatu contoh dengan data-data sebagai berikut:

• Jumlah tulangan tumpuan balok : 6 tulangan
• Jumlah tulangan tumpuan yang diteruskan : 2 tulangan (1/3 luas tulangan)
• Tulangan yang digunakan : D22
• Tinggi balok : 80 cm (selimut 5 cm)
• Momen maksimum : 60 satuan
• Panjang bersih balok : 7.2 m
• Tipe struktur : Balok terjepit sempurna di kedua sisinya
• Model kurva momen lentur : dianggap linear sebagai suatu pendekatan yang lebih aman.
• Letak titik momen nol : 0.205 L

Dasar-dasar pemutusan tulangan

Berdasarkan data-data di atas, kita dapat menentukan jarak pemutusan masing-masing tulangan sebagai berikut:

• Letak momen nol = 0.205 x 7.2 m = 1.476 m
• Panjang penyaluran 12 db = 0.264 m
• Tinggi bersih balok = 0.75 m
• Panjang 1/5 L = 1.44 m
• Panjang ¼ L = 1.80 m
• Panjang ¼ L + 20D = 2.24 m
• Jarak pemutusan tulangan ke 1 : 0/60 x 1.476 + 0.75 = 0.750 m
• Jarak pemutusan tulangan ke 2 : 10/60 x 1.476 + 0.75 = 1.000 m
• Jarak pemutusan tulangan ke 3 : 20/60 x 1.476 + 0.75 = 1.242 m
• Jarak pemutusan tulangan ke 4 : 30/60 x 1.476 + 0.75 = 1.488 m
• Jarak pemutusan tulangan ke 5 : 40/60 x 1.476 + 0.75 = 1.734 m
• Jarak pemutusan tulangan ke 6 : 60/60 x 1.476 + 0.75 = 2.226 m

Pemutusan tulangan berdasarkan perhitungan vs batasan praktis pemutusan yang ada

Jika ditentukan bahwa 1/3 luas tulangan (diambil tulangan ke 5 dan 6), maka sisa tulangan lainnya tidak satupun yang melewati batas ¼ L (1.80 m) dan hanya 1 tulangan (tulangan ke 4) yang jarak pemutusannya (1.488 m) melewati 1/5 L (1.44 m). Dapat disimpulkan bahwa pada contoh di atas jika 1/3 luas tulangan diteruskan, maka pemutusan tulangan lainnya cukup aman dilakukan pada ¼ L.

Pemutusan tulangan dengan 1/3 luas tulangan diteruskan vs batasan pemutusan yang ada

Pada kenyataannya, seringkali jumlah tulangan yang diteruskan adalah ½ luas tulangan. Dengan melihat contoh di atas, maka sisa tulangan (1/2 luas tulangan lainnya) dapat diputus dengan aman pada 1/5 L (lihat tulangan ke 3 dimana jarak pemutusan (1.242) < 1/5 L (1.44 m).

Pemutusan tulangan dengan 1/2 luas tulangan diteruskan vs batasan pemutusan yang ada

Tentunya diperlukan simulasi yang lebih komprehensif untuk membuktikan mengenai pemutusan tulangan di atas. Bagaimanapun setidaknya dapat diketahui variabel pengaruh mengenai jarak pemutusan yang dianggap aman, yakni:

• Semakin banyak luas tulangan yang diteruskan, maka jarak pemutusan tulangan lainnya akan semakin pendek
• Semakin langsing balok, maka batasan pemutusan berpeluang semakin kecil (dapat lebih kecil dari ¼ L). Demikian pula sebaliknya.
• Pengaruh diameter tulangan cukup kecil dibandingkan dengan tinggi bersih balok dalam menentukan panjang tulangan tambahan setelah titik pemutusan teoritis

Berdasarkan penjelasan di atas, dalam rangka mendapatkan struktur yang kuat dan efisien, dapat direkomendasikan hal-hal sebagai berikut:

• Penentuan letak titik pemutusan teoritis cukup rumit karena harus menggunakan software yang menampilkan secara grafis hubungan antara momen dan jaraknya. Namun dengan tujuan praktis dan kehati-hatian, dapat diasumsikan bahwa grafik kurva adalah linear dengan jarak momen nol adalah sebesar 0.205 L.
• Berdasarkan perhitungan dan simulasi, pemutusan tulangan cukup aman pada ¼ L (agar selalu melakukan perhitungan terlebih dahulu)
• Jika berdasarkan perhitungan menunjukkan bahwa jumlah luasan tulangan yang diteruskan > 1/3 luas tulangan, maka pemutusan tulangan dapat dilakukan pada jarak antara ¼ L – 1/5 L.
• Jika jumlah tulangan cukup banyak, maka batasan pemutusan dapat dibuat pengelompokan dan tidak perlu hanya satu batasan. Misalnya dianggap 1/3 luas tulangan diteruskan, maka bisa saja 1/3 tulangan diputus pada 1/5 L dan 1/3 tulangan lainnya pada ¼ L. Hal ini agar tulangan menjadi efisien dan tetap memperhatikan faktor kepraktisan pelaksanaan.

Usulan pemutusan tulangan yang efisien dan tetap kuat

Tulisan ini tidak bermaksud menyalahkan orang-orang yang telah terlanjur terdokrin pada kode-kode tertentu seperti 1/4 L atau 1/4 L+20D atau bahkan 1/3 L. Tapi lebih pada penekanan bahwa kita harus tahu latar belakangnya. Dengan demikian, pelaku konstruksi akan lebih paham akan struktur beton bertulang dengan lebih baik.

(Untuk berdiskusi dan konsultasi terkait permasalahan Project Management yang sedang dihadapi, silahkan klik – Konsultasi. Untuk melihat lengkap seluruh judul posting, silahkan klik – Table of Content.)