Memahami Balok Beton: Struktur, Kekuatan, dan Penguat
Dalam teknik struktural, balok beton adalah unit daya tahan yang dapat digunakan untuk mendukung beban horizontal dan vertikal. Dikenal sebagai reinforced concrete beams atau reinforced cement concrete (RCC) beams, balok ini dibuat dengan melindungi besi tulang, plat, atau serat dalam beton. Penguat baja tersebut meningkatkan kekuatan balok, dan memungkinkan balok untuk menangani stres tarik dan menahan bengkok. Tanpa penguat baja, balok beton akan rapuh dan retak di bawah beban yang diterapkan.
Koeffisien ekspansi termal beton dan baja mirip. Kemiripan ini memastikan bahwa ada sedikit atau tidak ada stres internal yang disebabkan oleh perbedaan ekspansi termal dan kontraksi termal antara dua bahan. Perbedaan tersebut mungkin akan melemahkan balok beton. Faktor lain yang memungkinkan transmisi stres yang lebih efisien antara baja dan beton adalah bahwa ketika semen basah yang diterapkan pada baja kering, permukaannya sesuai tepat dengan permukaan baja. Untuk membuat baja dan beton menempel lebih baik bersama, baja umumnya bergelombang atau dijadikan kasar.
Melindungi baja dalam beton melindunginya dari cuaca dan mencegah baja tawar. Jika baja tawar, ia akan melebar dan retak, dan terpisah dari beton yang melindunginya. Ini akan melemahkan konstruksi balok lagi.
Balok beton banyak digunakan dalam konstruksi bangunan kontemporer dan dalam konstruksi jembatan tol. Umumnya menggunakan prestressed concrete beams untuk jembatan. Balok ini dibuat dengan meregangkan tendon baja kekuatan tinggi, mencor beton di sekitarnya, dan kemudian melepaskan tendon ketika beton mulai mengeras. Potongan melintang persegi panjang dan potongan melintang balok universal umumnya digunakan dalam konstruksi bangunan kerangka baja. Balok universal juga dikenal sebagai I-beam, wide-flange beam atau universal column.
Berbagai metode matematika, yang dihitung dengan program komputer beam calculator, digunakan untuk menentukan gaya internal dan eksternal balok beton, dan defleksi balok. Gaya balok ditentukan oleh direct stiffness atau displacement method, moment distribution method dan flexibility method. Defleksi balok ditentukan oleh slope deflection method dan virtual work method. Euler-Bernoulli beam equation umumnya digunakan untuk melakukan analisis balok pada struktur balok.
Untuk konstruksi yang strukturally sound, penting bagi insinyur untuk menghitung berapa beban yang dapat ditangani secara aman oleh balok beton dan macam-macam gaya yang akan diterapkan padanya. Defleksi balok juga dicari untuk alasan keselamatan struktural, seperti mengurangi kontak balok dengan bahan bangunan yang mungkin rapuh. Defleksi balok juga dapat dilakukan untuk memberikan arsitektur penampilan yang lebih estetis; misalnya, untuk memastikan bahwa tidak ada sag di balok.
