ANALISIS NUMERIK PENGARUH RASIO TULANGAN TERHADAP DAKTILITAS BALOK BETON BERTULANG MENGGUNAKAN LS-DYNA

Christopher Ngadiman (Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara)
Sunarjo Leman (Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara)

JMTS: Jurnal Mitra Teknik Sipil
Volume 9, Nomor 3, Agustus 2026

Reinforced concrete beams utilize longitudinal reinforcement as the main element in resisting tensile forces due to bending, so that the proportion of reinforcement used directly affects the capacity and deformation characteristics of the structure. This study aims to evaluate the effect of variations in the reinforcement ratio on the nonlinear behavior of reinforced concrete beams through a numerical approach using LS-DYNA software. A three-dimensional model was developed on a beam measuring 3400 × 200 × 250 mm with a D10-33@100 stirrup configuration and variations in the longitudinal reinforcement ratio. Concrete was modeled using MAT_CSCM_Concrete with a compressive strength of 30 mpa, while steel reinforcement was represented through MAT_Plastic_Kinematic with a yield stress of 397 mpa. Validation was carried out by comparing the simulated load-deflection response to experimental data. The analysis results showed that increasing the reinforcement ratio from 1.99% (M1) to 3.82% (M3) increased the flexural capacity from 49.77 kN to 84.79 kN. However, this increase was followed by a decrease in the displacement ductility index (μδ) from 2.83 to 1.08. The M3 model showed a tendency towards compression-controlled behavior with an ultimate deflection of 17 mm, lower than the M1 model which reached 32 mm. This finding confirms a compromise between increasing flexural capacity and decreasing ductility due to increasing reinforcement ratio. The contribution of this research is in line with SDG 9 and SDG 11 by providing a technical basis for designing more resilient, safe, and sustainable reinforced concrete structures. Abstrak Balok beton bertulang memanfaatkan tulangan longitudinal sebagai elemen utama dalam menahan gaya tarik akibat lentur, sehingga proporsi tulangan yang digunakan berpengaruh langsung terhadap kapasitas dan karakteristik deformasi struktur. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh variasi rasio tulangan terhadap perilaku nonlinear balok beton bertulang melalui pendekatan numerik menggunakan perangkat lunak LS-DYNA. Model tiga dimensi dikembangkan pada balok berukuran 3400 × 200 × 250 mm dengan konfigurasi tulangan sengkang D10-33@100 dan variasi rasio tulangan longitudinal. Beton dimodelkan menggunakan MAT_CSCM_Concrete dengan kuat tekan 30 mpa, sedangkan tulangan baja direpresentasikan melalui MAT_Plastic_Kinematic dengan tegangan leleh 397 mpa. Validasi dilakukan dengan membandingkan respons beban-lendutan hasil simulasi terhadap data eksperimen. Hasil analisis menunjukkan bahwa peningkatan rasio tulangan dari 1,99% (M1) menjadi 3,82% (M3) meningkatkan kapasitas lentur dari 49,77 kN menjadi 84,79 kN. Namun, peningkatan tersebut diikuti penurunan indeks daktilitas perpindahan (μδ) dari 2,83 menjadi 1,08. Model M3 menunjukkan kecenderungan perilaku compression-controlled dengan lendutan ultimit sebesar 17 mm, lebih rendah dibandingkan M1 yang mencapai 32 mm. Temuan ini menegaskan adanya kompromi antara peningkatan kapasitas lentur dan penurunan daktilitas akibat bertambahnya rasio tulangan. Kontribusi penelitian ini sejalan dengan SDG 9 dan SDG 11 melalui penyediaan dasar teknis untuk perancangan struktur beton bertulang yang lebih tangguh, aman, dan berkelanjutan.