QWorks Civil Learning
Materi dasar / Material dan laboratorium
L1 DasarSNI 2052:2024SNI 2847:2019Beta

Uji tarik baja tulangan

Kekuatan balok dan kolom beton bergantung pada mutu baja tulangannya. Sebelum dipasang, contoh tulangan ditimbang dan ditarik sampai putus di laboratorium. Topik ini mengolah data uji tarik menjadi tegangan leleh, kuat tarik, regangan putus, dan modulus elastisitas, lalu membandingkannya dengan syarat kelas baja dan syarat tulangan tahan gempa.

Kerjakan soal dengan angkamu di Step SolverBuka versi interaktif
Tujuan dan prasyarat

Setelah topik ini Anda mampu

  1. Mengubah data beban dan pertambahan panjang menjadi kurva tegangan–regangan.
  2. Menentukan tegangan leleh (titik luluh atau offset 0,2 %), kuat tarik, regangan putus, dan modulus elastisitas.
  3. Memeriksa berat per meter tulangan terhadap berat nominal 0,00617·d².
  4. Menilai kelas baja dan syarat tambahan tulangan tahan gempa SNI 2847:2019.
Prasyarat

Tegangan dan regangan, hukum Hooke (topik Tegangan, regangan, dan lendutan).

Dipakai lagi di

Beton bertulang, baja tahan gempa, statistik mutu, pengawasan material di proyek.

Setara

1 pertemuan kuliah · 1 praktikum uji tarik

Intuisi

Kawat jemuran yang digantungi beban

Gantungkan beban kecil pada kawat, kawat memanjang sedikit dan kembali seperti semula saat beban dilepas. Itu perilaku elastis. Beban yang terlalu besar membuat kawat memanjang jauh dan tidak kembali penuh: kawat sudah leleh. Tulangan beton dirancang tetap elastis saat dipakai, tetapi mampu memanjang jauh sebelum putus.

Teori dan rumus

Membaca kurva tegangan–regangan

Mesin uji tarik mencatat beban P dan pertambahan panjang ΔL pada panjang ukur L0. Tegangan dihitung dengan luas nominal tulangan, regangan dengan panjang ukur. Kurva yang terbentuk memperlihatkan bagian elastis, leleh, pengerasan regangan, pengecilan penampang (necking), dan putus.

Tegangan dan regangan
σ = P / An, An = π·d²/4; ε = ΔL / L0
luas nominal, bukan luas terukur
Modulus elastisitas
E = kemiringan garis lurus bagian awal kurva (regresi linear)
baja tulangan sekitar 200.000 MPa
Tegangan leleh
fy = dataran leleh bila ada titik luluh jelas; bila tidak, perpotongan kurva dengan garis σ = E·(ε − 0,002)
metode offset 0,2 %
Kuat tarik
fu = Pmaks / An
Regangan putus
δ = (Lu − L0) / L0 × 100 %, Lu diukur setelah kedua potongan disatukan
L0 = 200 mm
Berat nominal
w = 0,00617·d² (kg/m, d dalam mm)
dari ρ = 7.850 kg/m³
Syarat tulangan gempa khusus
mutu fy ≤ 420 MPa; fy,aktual ≤ fy + 125 MPa; fu/fy ≥ 1,25; untuk mutu 420 juga δ200 ≥ 14 % (D ≤ 19), 12 % (D22–D36), 10 % (lebih besar)
SNI 2847:2019 Pasal 20.2.2.4 dan 20.2.2.5

Satuan: P dalam kN, ΔL dan d dalam mm, tegangan dalam MPa (N/mm²). Regangan tanpa satuan atau dalam persen. 1 kN = 1.000 N.

Mengapa rasio fu/fy dan regangan putus penting untuk gempa

Saat gempa kuat, ujung balok sengaja dibiarkan leleh membentuk sendi plastis. Baja harus bisa memanjang jauh tanpa putus (regangan putus besar) dan terus menguat setelah leleh (fu/fy besar) agar leleh menyebar sepanjang tulangan. Kuat leleh aktual juga tidak boleh jauh melebihi nilai rencana, karena balok yang terlalu kuat dapat memindahkan kerusakan ke kolom. Untuk tulangan longitudinal sistem pemikul gempa khusus, mutu yang diizinkan paling tinggi 420 MPa (SNI 2847:2019 Pasal 20.2.2.4); syarat regangan putus minimum di Pasal 20.2.2.5 berlaku untuk mutu 420.

Kelas baja tulangan

SNI 2052:2024 (pengganti SNI 2052:2017) membagi baja tulangan beton polos (BjTP) dan sirip (BjTS) menurut kuat leleh minimum, misalnya BjTS 280 dan BjTS 420. Tiap kelas punya batas kuat leleh minimum dan maksimum, kuat tarik minimum, rasio kuat tarik terhadap kuat leleh, regangan putus minimum per diameter, dan toleransi berat. Di topik ini nilai syarat kelas berupa isian; nilai bawaannya diambil dari rancangan standar dan harus dicocokkan dengan tabel standar yang terbit.

Tulangan kurang berat

Tegangan dihitung dengan luas nominal. Tulangan yang lebih ringan dari berat nominal punya luas nyata lebih kecil, jadi kuat leleh hasil ujinya ikut turun. Karena itu berat per meter selalu diperiksa bersama uji tarik.

Acuan: SNI 2052:2024 Baja tulangan beton (pemberlakuan wajib melalui Permenperin 55/2024); SNI 2847:2019 Pasal 20.2.2.4 dan 20.2.2.5 (penomoran = ACI 318-14); Hibbeler, Mechanics of Materials, bab sifat mekanis bahan. Teks standar tidak disalin.

Contoh soal terurai

3 contoh, dari dasar ke terapan

Contoh 1 · berat per meter dan diameter efektifdasar

Potongan tulangan D16 sepanjang 1,000 m ditimbang 1,50 kg. Hitung berat nominal, deviasi berat, dan diameter efektifnya.

  1. Berat nominal

    Rumus
    w = 0,00617·d²
    Hasil
    0,00617 × 16² = 1,580 kg/m

  2. Deviasi berat

    Rumus
    (wukur − wnominal) / wnominal × 100
    Hasil
    (1,50 − 1,580) / 1,580 × 100 = -5,03 %

  3. Diameter efektif

    Rumus
    def = √(w / 0,00617)
    Hasil
    √(1,50 / 0,00617) = 15,59 mm
Artinya: Tulangan ini sekitar 5 % lebih ringan dari nominal. Rancangan SNI 2052:2024 memberi toleransi berat ±5 % untuk D16, jadi potongan ini sedikit melewati batas; cocokkan dengan tabel standar terbit. Tulangan yang terlalu ringan (sering disebut tulangan banci) mengurangi luas baja di balok dan kolom.
Contoh 2 · dari data beban ke tegangan leleh dan kuat tarikmenengah

Uji tarik D16 dengan panjang ukur 200 mm menghasilkan bacaan berikut. Hitung E, fy, dan fu.

Bacaan123456789101112
ΔL (mm)0,00,10,20,30,61,22,48,016,024,030,034,0
P (kN)0,020,140,260,386,987,387,1108,5124,6128,7125,1116,0

  1. Luas nominal dan konversi

    An
    π × 16²/4 = 201,06 mm²
    Contoh
    P = 40,2 kN → σ = 40.200 / 201,06 = 199,9 MPa; ε = 0,2/200 = 0,0010

  2. Modulus elastisitas

    Titik elastis
    σ ≤ 0,5·σmaks: ε 0 sampai 0,0015
    Hasil
    E = 199,938 / 0,0010 = 199.938 MPa

  3. Tegangan leleh

    Dataran leleh
    σ tetap sekitar 432–434 MPa antara ε 0,003 dan 0,012
    Offset 0,2 %
    perpotongan dengan σ = E(ε − 0,002) di ε = 0,00417
    Hasil
    fy = 433,0 MPa

  4. Kuat tarik

    Hasil
    fu = 128.700 / 201,06 = 640,1 MPa
Artinya: Baja ini memiliki titik luluh jelas: setelah leleh, beban hampir tetap sementara regangan bertambah. Metode offset 0,2 % memberi nilai yang hampir sama dengan dataran leleh.
Contoh 3 · regangan putus dan syarat tulangan gempaterapan

Setelah putus, kedua potongan benda uji contoh 2 disatukan dan jarak tanda ukur menjadi 233 mm. Tulangan direncanakan sebagai BjTS 420 untuk balok rangka pemikul momen khusus. Periksa syarat tambahan SNI 2847:2019 Pasal 20.2.2.5.

  1. Regangan putus

    Rumus
    (Lu − L0) / L0 × 100
    Hasil
    (233 − 200)/200 × 100 = 16,5 %

  2. Kuat leleh aktual tidak berlebihan

    Selisih
    433,0 − 420 = 13,0 MPa ≤ 125 MPa, memenuhi

  3. Rasio kuat tarik terhadap kuat leleh

    Hasil
    640,1 / 433,0 = 1,48 ≥ 1,25, memenuhi

  4. Regangan putus minimum

    Syarat
    mutu 420, D16 ≤ D19: minimal 14 %
    Hasil
    16,5 % ≥ 14 %, memenuhi
Artinya: Mutu 420 adalah mutu tertinggi yang diizinkan untuk tulangan longitudinal sistem pemikul gempa khusus, dan tulangan ini memenuhi ketiga syarat tambahannya. Kelas BjTS 420 tetap harus diperiksa terhadap tabel sifat mekanis SNI 2052:2024 di blok 6.
Step Solver

Kerjakan dengan angka soalmu

Praktikum virtual uji tarik. Ketik angka soalmu sendiri, lalu lihat data soal, hasil, pemeriksaan, dan langkah hitungannya. Tanpa login untuk materi dasar.

Buka Step Solver
Ringkasan dan lembar rumus

Yang perlu diingat

  • σ = P/An dengan luas nominal; ε = ΔL/L0 dengan panjang ukur 200 mm.
  • E adalah kemiringan bagian lurus awal, sekitar 200.000 MPa untuk baja.
  • fy dibaca di dataran leleh, atau dengan offset 0,2 % bila tidak ada titik luluh jelas.
  • fu = Pmaks/An; regangan putus diukur dari potongan yang disatukan.
  • Berat nominal 0,00617·d² kg/m; tulangan kurang berat menurunkan kapasitas.
  • Tulangan longitudinal gempa khusus: mutu paling tinggi 420, fy,aktual ≤ fy + 125 MPa, fu/fy ≥ 1,25, dan untuk mutu 420 regangan putus minimum menurut diameter.
Lembar rumus

σ = P/(πd²/4); ε = ΔL/L0

Offset: σ = E(ε − 0,002)

δ = (Lu − L0)/L0

w = 0,00617·d² kg/m

Materi beta. Topik ini belum ditinjau ahli per bidang. Rumus dan contoh sudah diuji terhadap hitungan manual, tetapi tetap periksa dengan standar aslinya sebelum dipakai untuk pekerjaan.