STUDI EKSPERIMEN KAPASITAS LENTUR DAN DEFLEKSI BALOK...
Transcript of STUDI EKSPERIMEN KAPASITAS LENTUR DAN DEFLEKSI BALOK...
i
STUDI EKSPERIMEN KAPASITAS LENTUR DAN DEFLEKSI
BALOK BETON DENGAN TULANGAN PUNTIR PLAT BAJA
SEGI EMPAT UKURAN 4 x 25 x 1000 MM
PADA MUTU BETON 20 MPa
Skripsi
diajukan sebagai salah satu prasyarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil
Oleh
Oktiano Budi Prayitno
NIM.5113415029
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2019
ii
Nama : Oktiano Budi Prayitno
NIM : 5113415029
Program Studi : Teknik Sipil
Judul Skripsi : STUDI EKSPERIMEN KAPASITAS LENTUR DAN
DEFLEKSI BALOK BETON DENGAN TULANGAN
PUNTIR PLAT BAJA SEGI EMPAT UKURAN 4 x 25 x 1000
MM PADA MUTU BETON 20 MPa
Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang panitia ujian
skripsi Program Studi Teknik Sipil S1, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,
Universitas Negeri Semarang.
Semarang, 21 November 2019
Pembimbing I,
Drs. Henry Apriyatno, M.T.
NIP. 195904091987021001
iii
iv
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
▪ Bangunan tanpa pondasi akan roboh, demikian juga hidup. Kita tidak akan
hidup sukses tanpa melakukan ibadah dengan niat benar dan sesuai contoh
Rasulullah. (Abdullah Gymnastiar)
▪ Apabila di dalam diri seorang masih ada rasa malu dan takut untuk berbuat
suatu kebaikan, maka jaminan bagi orang tersebut adalah tidak akan
bertemunya ia dengan kemajuan selangkahpun (Ir. Soekarno)
▪ Keberhasilan adalah kemampuan untuk melewati dan mengatasi dari satu
kegagalan ke kegagalan berikutnya tanpa kehilangan semangat (Winston
Churcill)
PERSEMBAHAN
▪ Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya.
▪ Rasulullah Muhammad SAW yang menjadi panutan sekaligus tauladan
saya.
▪ Bapak (Tugiman Susyanto) dan ibu (Sri Sulistyawati) tercinta yang
senantiasa membimbing, memberikan dukung dan mendoakan saya.
▪ Untuk Kakak dan adik saya (Febria Susyanti L dan Marlina Dewi Setiani)
yang selalu menghibur, memberikan dukungan, serta memberikan semangat
kuliah sampai pada saat ini.
▪ Untuk seluruh teman-teman seperjuangan Teknik Sipil angkatan 2015 yang
telah memberikan bantuan dan dukungan.
vi
ABSTRAK
Oktiano Budi. 2019. “Studi Eksperimen Kapasitas Lentur dan Defleksi Balok
Beton dengan Tulangan Puntir Plat Baja Segi Empat ukuran 4 x 25 x 1000
mm pada Mutu Beton 20 MPa”. Dosen Pembimbing: Drs. Henry Apriyatno,
M.T.
Balok beton bertulang merupakan suatu struktur dengan fungsi menahan
defleksi dan lentur yang dipengaruhi oleh mutu beton dan bentuk permukaan
tulangan. Jika plat baja polos yang dipuntir digunakan sebagai tulangan pada beton
bertulang diharapkan memiliki bond yang lebih baik dengan berdampak dapat
menaikan kuat defleksi dan lentur pada balok beton bertulang.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Struktur Teknik Sipil Fakultas Teknik
UNNES dengan direncanakan beton ready mix mutu 20 MPa yang meliputi uji
tekan beton,uji geser beton dan uji bond slip dari 15 silinder berukuran 150 mm x
300 mm dan uji defleksi serta momen pada balok beton bertulang dari 15 balok
ukuran 150 mm x 150 mm x 1000 mm dengan menggunakan tulangan spiral dari
plat baja ukuran 4 mm x 25 mm, yang dipuntir 0,3,4,5,6 puntiran.
Hasil penelitian memberikan hasil tegangan baja sebesar 356 MPa pada
regangan sebesar 8,13%, kuat tekan beton sebear 16 MPa dan kuat geser beton
sebesar 1,76 MPa. Uji bondslip/interlocking P=c.As.fv dengan nilai c
mempengaruhi signifikan pada bond slip/interlocking/kuat lekat baja terhadap
beton dengan nilai sesuai puntiran 0,3,4,5 dan 6 masing masing memberi hasil
sebesar 1; 1.11; 1.18; 1.31 dan 1.45 dan dari hasil uji Anova diperoleh kesimpulan
banyaknya puntiran memberikan harga c siginifkan sebesar 84,5% dipengaruhi oleh
nilai c dan sisanya 15,5% dipengaruhi oleh faktor-faktor lain seperti pengaruh
Adhesi, Friks, kualitas beton dll. Berdasarkan pengujian statistik kapasitas momen
balok dengan metode anova menunjukkan bahwa jumlah pemuntiran plat
berpengaruh signifikan terhadap kapasitas momen pada balok sebesar 85,9 % dan
sebsar 67,4% pada pengujian statistik defelksi balok.
Kata Kunci : Defleksi, Lentur, Tulangan Sepiral
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
nikmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi
yang berjudul “Studi Eksperimen Kapasitas Lentur Dan Defleksi Balok Beton
dengan Tulangan Puntir Plat Baja Segi Empat Ukuran 1000 x 25 x 4 mm pada Mutu
Beton 20 MPa” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
dalam penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih ini penulis haturkan kepada :
1. Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum., Rektor Universitas Negeri Semarang
atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menempuh studi
di Universitas Negeri Semarang;
2. Dr. Nur Qudus, M.T., Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
atas fasilitas yang disediakan bagi mahasiswa;
3. Aris Widodo, S.Pd., M.T., Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Negeri Semarang;
4. Dr. Rini Kusumawardani, S.T., M.T., M.Sc., Koordinator Program Studi
Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Negeri
Semarang;
5. Drs. Henry Apriyatno, M.T., Dosen Pembimbing yang telah memberikan
saran, bimbingan, motivasi serta pengarahan selama pembuatan skripsi;
6. Dr. Eng. Yeri Sutopo, M.Pd., M.T., Dosen Penguji 1 yang telah memberikan
saran dan bimbingan;
7. Arie Taveriyanto, S.T., M.T., Dosen Penguji 2 yang telah memberikan saran
dan bimbingan;
8. Eko Nugroho Julianto, S.Pd., M.T., Kepala Laboratorium Bahan Bangunan
yang telah memberikan ijin untuk melakukan penelitian;
viii
9. Amir Fauzan, S.Pd., dan Fahrudin A.Md., Pranata Laboratorium Pendidikan
Pertama dan Teknisi Laboratorium yang telah membantu proses penelitian;
10. Semua pihak yang yang terlibat dalam penyusunan skripsi ini yang tidak bisa
saya sebutkan satu per satu.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca guna
kebaikan dan kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat memberikan
manfaat bagi penulis pada khususnya, dan bagi semua pihak yang berkepentingan
pada umumnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Semarang, 21 November 2019
Oktiano Budi Prayitno
NIM. 5113415029
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................... iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix
DAFTAR SIMBOL ............................................................................................. xiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 7
1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 7
1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 8
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 8
1.6 Sistematika Penelitian ............................................................................... 9
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Umum ................................................................................... 11
2.2 Materi Pembentuk Beton Bertulang ........................................................ 12
2.2.1 Semen ............................................................................................... 12
x
2.2.2 Agregat ............................................................................................. 13
2.2.3 Air .................................................................................................... 14
2.2.4 Tulangan Baja .................................................................................. 15
2.2.5 Karakteristik Plat Baja Ulir .............................................................. 18
2.2.6 Kuat Tekan Beton ............................................................................ 18
2.2.7 Kuat Tarik Belah Beton ................................................................... 19
2.2.8 Kuat Tarik Tulangan Baja ................................................................ 19
2.2.9 Kapasitas Lentur Balok Bertulang ................................................... 20
2.2.10 Kuat Lekat ........................................................................................ 22
2.2.11 Kapasitas Interlocking ..................................................................... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian ................................................................................... 24
3.2 Waktu dan Tempat .................................................................................. 24
3.3 Alur Penelitian ........................................................................................ 25
3.4 Desain Penelitian .................................................................................... 26
3.5 Bahan dan Peralatan Penelitian ............................................................... 27
3.6 Desain Alat Penguji dan Benda Uji ........................................................ 28
3.7 Parameter Penelitian ............................................................................... 29
3.8 Benda Uji ................................................................................................ 29
3.9 Teknik Pengumpulan Data ...................................................................... 29
3.9.1 Pengujian Kuat Tarik Baja ............................................................... 29
3.9.2 Pengujian Kuat Tekan Beton ........................................................... 31
3.9.3 Pengujian Kuat Tarik Beton ............................................................ 32
3.9.4 Pengujian Kuat Lekat Beton ............................................................ 32
3.9.5 Pengujian Kuat Lentur Beton .......................................................... 33
xi
3.10 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................ 34
3.10.1 Pemeriksaan Bahan .......................................................................... 34
3.10.2 Rancangan Campuran (MIX Desaign) ............................................. 34
3.10.3 Pembuatan Benda Uji ...................................................................... 34
3.10.4 Proses Perawatan Beton ................................................................... 36
3.10.5 Tahap Pengujian Beton .................................................................... 37
3.11 Analisis Data ........................................................................................... 39
3.11.1 Pengujian Kuat Tekan Beton ........................................................... 39
3.11.2 Pengujian Kuat Belah Beton ............................................................ 40
3.11.3 Pengujian Kuat Lekat Beton ............................................................ 41
3.11.4 Perhitungan Defleksi dan Kapasitas Lentur ..................................... 46
3.11.5 Uji Statistik dengan Aplikasi SPSS ................................................. 51
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Deskripsi Data ......................................................................................... 53
4.2 Analisis Data ........................................................................................... 53
4.2.1 Hasil Pengujian Kuat Tarik Plat Baja .............................................. 53
4.2.2 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton .................................................. 54
4.2.3 Hasil Pengujian Kuat Tarik Belah Beton ......................................... 55
4.2.4 Hasil Pengujian Kuat Lekat Beton ................................................... 57
4.2.5 Uji Statistik Nilai C pada Pengujian Kuat Lekat ............................. 67
4.2.6 Analisis Perencanaan Struktur Balok .............................................. 72
4.2.7 Hasil Pengujian Momen Balok Beton Bertulang ............................. 70
4.2.8 Uji Statistik Nilai C pada Pengujian Momen ................................... 74
4.2.9 Hasil Pengujian Defleksi Balok Beton Bertulang ............................ 78
4.2.10 Uji Statistik Nilai C pada Pengujian Defleksi ................................. 74
xii
4.3 Pembahasan............................................................................................. 89
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 92
5.2 Saran ....................................................................................................... 93
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 95
LAMPIRAN .......................................................................................................... 97
xiii
DAFTAR SIMBOL
A Luas Bidang ( mm )
Ass Luas slug tulangan plat puntir ( mm )
b Lebar Plat ( mm )
c Constanta yang dicari -
Ec Modulus elastisitas ( MPa )
F Kuat interlocking ( N )
𝑓𝑐 ′ Kuat Tekan ( MPa )
𝑓𝑐𝑡 Kuat Belah ( MPa )
fv Kuat Lekat ( MPa )
I Momen inersia ( cm4 / mm4)
Ld Kedalaman tanam tulangan ( mm )
T Tebal plat ( mm )
P Beban Tekan ( Kg )
∅ Diameter Tulangan ( mm )
𝑓𝑢 Tegangan Interlocking ( MPa )
σlk Tegangan Lentur ( MPa )
Regangan normal
Regangan normal ke arah x
Mmaks Momen maksimal ( ton.m / kg.cm)
δmaks Lendutan normal ( m / cm)
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram Tegangan-Regangan ......................................................... 2
Gambar 1.2 Diagram Tegangan-Regangan ......................................................... 3
Gambar 2.1 Tulangan Baja .................................................................................. 16
Gambar 2.2 Distribusi tegangan - regangan beton .............................................. 21
Gambar 2.3 Perilaku Interlocking ....................................................................... 23
Gambar 3.1 Bagan alir Proses Penelitian ............................................................ 25
Gambar 3.2 Posisi pengujian Tarik Belah ........................................................... 32
Gambar 3.3 Gambaran benda uji lentur balok ..................................................... 35
Gambar 3.4 Gambaran benda uji lekat beton. ..................................................... 36
Gambar 3.5 Set Up Pengujian Beton menggunakan LVDT ................................ 38
Gambar 3.6 Set Up Pembebanan ......................................................................... 39
Gambar 3.7 Sampel Silinder Beton pengujian interlocking ................................ 41
Gambar 3.8 Pengujian kuat lekat baja tulangan terhadap beton.......................... 46
Gambar 3.9 Diagram Bidang Geser dan Bidang Momen .................................... 47
Gambar 3.10 Balok menerima Beban Merata ..................................................... 48
Gambar 4.1 Grafik Kolinear Hasil Uji Cabut ...................................................... 60
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Interlocking ................................................... 60
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Nilai C pada Uji Pull Out .............................. 61
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Momen .......................................................... 72
Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Nilai C pada Uji Momen ............................... 73
Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Beban dengan Defleksi.................................. 81
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Defleksi ......................................................... 81
Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Nilai C pada Uji Defleksi .............................. 83
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi limit semen Portland .......................................................... 13
Tabel 2.2 Komposisi limit semen Portland .......................................................... 16
Tabel 2.3 Dimensi Nominal Tulangan Ulir .......................................................... 18
Tabel 2.4 Jenis Tulangan dan Berat ..................................................................... 20
Tabel 3.1 Rekap Jumlah Sample Beton Silinder dan Balok ................................. 29
Tabel 3.2 Rumus untuk menentukan defleksi ...................................................... 47
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Tarik Plat Baja Laboratorium BP2 Bina Marga
Jawa Tengah ....................................................................................... 53
Tabel 4.2 Hasil Uji Kuat Tekan Beton Laboratorium Struktur dan Bahan
Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang ........................... 55
Tabel 4.3 Hasil Uji Kuat Tarik Belah Beton Laboratorium Struktur dan
Bahan Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang ............... 56
Tabel 4.4 Hasil Uji Kuat Lekat Beton Laboratorium Struktur dan Bahan
Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang ........................... 58
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Dimensi Balok Berdasarkan Syarat Daktalitas ....... 69
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Momen Berdasarkan Syarat Batas Momen ............... 71
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Defleksi Balok Laboratorium Struktur dan Bahan
Jurusan Teknik Sipil Universitas Negeri Semarang ........................... 79
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Nilai C Berdasarkan Hasil Uji Defleksi ................. 82
Tabel 4.9 Rekapitulasi Hasil Analisis Perhitungan Nilai C ................................. 90
Tabel 4.10 Pengaplikasian Koefisien C pada Rumus Interlocking ...................... 90
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Usulan Pembimbing ......................................................................... 97
Lampiran 2 SK Pembimbing Skripsi .................................................................. 98
Lampiran 3 Surat Ijin Menggunakan Laboratorium............................................ 99
Lampiran 4 Surat Ijin Pembuatan Beton ............................................................. 100
Lampiran 5 Sertifikat Hasil Uji Kuat Tarik Plat Baja Laboratorium BP2 .......... 101
Lampiran 6 Tabel Hasil Perhitungan Momen dan Defleksi Balok Secara
Analitis ............................................................................................. 104
Lampiran 7 Tabel Hasil Uji Pull Out .................................................................. 105
Lampiran 8 Grafik Hasil Uji Pull Out ................................................................. 110
Lampiran 9 Hasil Rekap Uji Pull Out Tulangan Plat Baja ................................. 113
Lampiran 10 Hasil Uji Defleksi Balok dengan Tulangan Plat Baja
0 Puntiran...................................................................................... 115
Lampiran 11 Hasil Uji Defleksi Balok dengan Tulangan Plat Baja
3 Puntiran....................................................................................... 120
Lampiran 12 Hasil Uji Defleksi Balok dengan Tulangan Plat Baja
4 Puntiran....................................................................................... 125
Lampiran 13 Hasil Uji Defleksi Balok dengan Tulangan Plat Baja
5 Puntiran....................................................................................... 130
Lampiran 14 Hasil Uji Defleksi Balok dengan Tulangan Plat Baja
6 Puntiran....................................................................................... 135
Lampiran 15 Hasil Rekap Uji Defleksi Balok dengan Tulangan Plat Baja ........ 140
Lampiran 16 Dokumentasi .................................................................................. 142
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beton bertulang merupakan gabungan logis dari dua jenis bahan/ material
yaitu beton polos dan tulangan baja. Beton polos merupakan bahan yang
memiliki kekuatan tekan tinggi akan tetapi memiliki kekuatan tarik yang
rendah. Sedangkan tulangan baja akan memberi kekuatan tarik yang besar
sehingga tulangan baja akan memberi kekuatan tarik yang diperlukan. Dengan
adanya kelebihan masing-masing elemen tersebut, maka konfigurasi antara
beton dan tulangan baja diharapkan dapat saling bekerjasama dalam menahan
gaya-gaya yang berkerja dalam struktur tersebut, dimana gaya tekan ditahan
oleh beton, dan tarik ditahan oleh tulangan baja.
Baja dan beton dapat bekerja sama atas dasar beberapa hal :
1. Lekatan (bond) yang merupakan interaksi antara tulangan baja dengan
beton di sekelilingnya, yang akan mencegah slip dari baja relatif
terhadap beton.
2. Campuran beton yang memadai yang memberikan sifat anti resap yang
cukup dari beton untuk mencegah karat baja.
3. Kecepatan muai yang relatif serupa menimbulkan tegangan antara baja
dan beton yang dapat diabaikan di bawah perubahan suhu udara.
Dalam Park dan Paulay (1975) diagram kurva tegangan-regangan beton
dapat dilihat dalam Gambar 1.1 Terdapat dua kondisi beton ketika menerima
gaya tekan yaitu pada saat tegangan beton mulai naik hingga puncak, daerah
2
AB dimana dan teganggan beton yang telah mengalami penurunan
daerah BC , jika regangan c o maka beton tersebut adalah
dalam keaadaan hancur.
Gambar 1.1 Diagram Tegangan-Regangan
Beton tidak dapat menahan gaya tarik melebihi nilai tertentu tanpa
mengalami retak-retak. Untuk itu, agar beton dapat bekerja dengan baik dalam
suatu sistem struktur, perlu dibantu dengan memberinya perkuatan penulangan
yang terutama akan mengemban tugas menahan gaya tarik yang akan timbul di
dalam sistem struktur. setiap struktur beton bertulang harus diusahakan supaya
tulangan baja dan beton dapat mengalami deformasi secara bersamaan dengan
maksud agar terdapat ikatan dan lekatan yang kuat di antara baja tulangan
dengan beton.
Menurut Park dan Paulay (1975) model kurva tegangan-regangan baja dapat
menggunakan kurva komplit, dimana kurva ini merupakan bentuk
sesungguhnya kurva tegangan-regangan hasil pengujian tulangan baja. Kurva
tegangan-regangan dalam menerima gaya tarik tersebut ditunjukkan pada
Gambar 1.2
3
Gambar 1.2 Diagram Tegangan-Regangan
Berdasarkan Gambar 2, terdapat tiga kondisi yaitu ketika tegangan baja
mulai meningkat sampai mengalami leleh, daerah AB s y , keadaan pasca
baja leleh, daerah BC y s sh dan kondisi baja mengalami strain
harderning, daerah CD sh s su . Setelah melewati titik D maka baja
tulangan sudah putus.
Daya Lekat Beton dengan Baja Tulangan dimana gaya luar yang bekerja
pada struktur beton bertulang akan ditahan bersama oleh beton dan baja
tulangan. Untuk menunjang hal tersebut, slip atau gelincir antara beton dan
tulangannya diharapkan tidak terjadi, sehingga diperlukan adanya daya lekat
(bonding) yang memadai antara beton dan baja tulangan.
Edward G. Nawy (1985), mengatakan kekuatan lekatan merupakan hasil
dari beberapa parameter seperti adhesi antara permukaan baja dan beton,
faktor-faktor lain yang mempengaruhi adalah : gripping, Friksi dan
interlocking, kuat tarik beton, panjang penjangkaran, diameter, bentuk dan
jarak tulangan.
4
Pada struktur komposit beton bertulang penggunaan tulangan baja
dimaksudkan menahan gaya tarik yang diterima struktur komposit. Tegangan
tarik yang bekerja pada tulangan kemudian disalurkan ke beton disekelilingnya
melalui lekatan (bond) antara beton dan tulangan. Peranan tegangan lekatan
sangat penting karena tanpa adanya lekatan maka aksi komposit beton dan
tulangan tidak akan terjadi.
Lendutan pada dinding beton bertulang saat mencapai kekuatan batas dapat
dikontribusikan oleh lendutan akibat lentur, geser dan bond slip. Bond slip
terjadi ketika hilangnya ikatan antara beton dan baja tulangan, menyebabkan
distribusi tegangan menjadi terganggu. Hal ini menghasilkan lendutan
tambahan pada dinding beton bertulang. Lendutan akibat bond slip pada
kondisi kekuatan batas dinding diestimasi dengan konsep kekuatan material.
Struktur beton bertulang juga bekerja menahan beban akan timbul tegangan
lekat yang berupa interlock pada permukaan singgung antara batang tulangan
baja dengan beton atau disebut dengan (interlocking), interlocking juga
merupakan pengaruh variasi panjang kait dimana dapat dipengaruhi oleh
lekatan atau ikatan yang mengkunci. Mekanisme ini terbentuk karena adanya
interaksi antara ulir (rib) tulangan dengan matriks beton disekitarnya.
Suatu struktur beton bertulang harus direncanakan kekuatan untuk
menjamin kekuatan struktur beton bertulang tersebut dalam menahan beban-
beban rencana yang bekerja. Perencanaan kekuatan ini mencakup perhitungan
besarnya penulangan/ pembesian yang harus dilakukan agar kriteria kekuatan
dapat tercapai.
5
Struktur beton bertulang yang melalui perhitungan perencanaan dinyatakan
kuat, harus diperiksa terhadap tiga hal yang penting dalam konstruksi beton
bertulang, yaitu : pemeriksaan terhadap daktilitas struktur dengan melakukan
pembatasan rasio tulangan, pemeriksaan terhadap kekakuan dengan melakukan
analisis defleksi, dan pemeriksaan terhadap pembatasan retak (crack).
Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok dalam arah y akibat adanya
pembebanan vertical yang diberikan pada balok atau batang. Deformasi pada
balok secara sangat mudah dapat dijelaskan berdasarkan defleksi balok dari
posisinya sebelum mengalami pembebanan. Defleksi diukur dari permukaan
netral awal ke posisi netral setelah terjadi deformasi. Konfigurasi yang
diasumsikan dengan deformasi permukaan netral dikenal sebagai kurva elastis
dari balok.
Perencanaan pembesian (penulangan) yang dilakukan dalam perencanaan
kekuatan penampang terhadap lentur dimaksudkan terutama untuk menghitung
seberapa besar pembesian yang harus dipasang pada struktur balok agar
diperoleh suatu struktur balok beton dengan pembesian yang berperilaku
komposit dalam menahan beban rencana yang bekerja. Perilaku struktur
komposit sangat diharapkan untuk dapat bekerja dengan baik sebab momen
lentur (bending moment) yang bekerja menyebabkan timbulnya tegangan tekan
dan tegangan tarik pada serat yang berlawanan (tegangan tekan pada serat atas
sedangkan tegangan tarik pada serat bawah atau sebaliknya) dalam suatu
penampang struktur yang dibebani lentur. Sifat material beton yang sangat baik
dalam menahan tegangan tekan namun buruk dalam menahan tegangan tarik
6
dibantu dengan pembesian yang menunjukkan performance yang sangat baik
dalam menahan tegangan tarik. Perilaku komposit yang baik yang tercapai
dengan perencanaan yang baik akan menjamin kekuatan strutur terhadap
lentur. Dari sini dapat terlihat bahwa pembesian diperlukan pada serta
penampang yang mengalami tegangan tarik.
Berdasarkan latar belakang, beberapa kondisi dari yang telah dijabarkan
maka peneliti bermaksud mengadakan penelitian dengan judul “Studi
Eksperimen Kapasitas Lentur Dan Defleksi Balok Beton dengan
Tulangan Puntir Plat Baja Segi Empat Ukuran 4 x 25 x 1000 mm pada
Mutu Beton 20 MPa”.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah merupakan bagian yang penting yang akan diteliti dan
harus ada dalam penulisan suatu karya ilmiah. Adanya permasalahan yang jelas
akan membuat proses pemecahannya akan terarah dan terfokus. Permasalahan
yang akan diungkap dalam penelitian ini adalah :
a. Bagaimana pengaruh kapasitas lentur dan defleksi balok beton bertulang
dengan tulangan puntir segi empat ukuran 4 x 25 x 1000 mm dengan mutu
beton yang sama ?
b. Bagaimana pengaruh jumlah puntiran secara signifikan pada tulangan puntir
segi empat sebanyak 0, 3, 4, 5, dan 6 puntiran ?
7
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah diterapkan untuk menghindari perkembangan
permasalahan yang terlalu luas. Batasan masalah dalam penelitian ini meliputi:
a. Plat Baja dalam keadaan normal dan yang di puntir (spiral) berukuran 4 x
25 x 1000 mm.
b. Ditentukan plat baja yang dipuntir dengan jumlah puntiran sebanyak 3, 4,
5, 6 puntiran.
c. Kegiatan Penelitian dilakukan dengan peralatan dilaboratorium jurusan
Teknik Sipil Unnes.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian merupakan titik pijak untuk merealisasikan aktivitas yang
akan dilaksanakan, sehingga perlu dirumuskan secara jelas. Tujuan dari
penelitian ini adalah
a. Mengetahui kapasitas kuat tarik plat baja ukuran 4 x 25 x 1000 mm.
b. Mengetahui kapasitas kuat tekan beton sesuai dari hasil pengujian.
c. Mengetahui kapasitas kuat tarik belah beton sesuai dari hasil pengujian.
d. Menganalisis pengaruh jumlah puntiran terhadap kapasitas kuat lekat beton
bertulang dengan tulangan puntir segi empat ukuran 4 x 25 x 1000 mm di
antara 3, 4, 5, 6 puntiran dengan mutu beton yang sama.
e. Menganalisis pengaruh jumlah puntiran terhadap kapasitas momen balok
beton bertulang dengan tulangan puntir segi empat ukuran 4 x 25 x 1000
mm di antara 3, 4, 5, 6 puntiran dengan mutu beton yang sama.
8
f. Menganalisis pengaruh jumlah puntiran terhadap kapasitas defleksi balok
beton bertulang dengan tulangan puntir segi empat ukuran 4 x 25 x 1000
mm di antara 3, 4, 5, 6 puntiran dengan mutu beton yang sama.
1.5 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi yang
bermanfaat. Kegunaan atau manfaat dari penelitian dibagi menjadi kegunaan
teoritis dan praktis:
a. Manfaat Teoritis
1) Sebagai suatu karya ilmiah, Hasil penelitian ini diharapkan dapat
memberikan kontribusi bagi perkembangan ilmu pengetahuan pada
khususnya dan masyarakat pada umumnya mengenai plat baja segi
empat yang dipuntir (spiral) sebagai tulangan beton.
2) Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai pedoman untuk kegiatan
penelitian yang sejenis.
b. Manfaat Praktis
Meningkatkan pengetahuan pembaca tentang defleksi balok beton bertulang
dengan plat baja puntir (spiral), baik untuk diteliti maupun digunakan
masyarakat secara umum.
1.6 Sistematika Penelitian
Penyusunan skripsi ini dibagi menjadi 3 bagian, yaitu bagian awal, isi dan
bagian akhir.
9
a. Bagian Awal
Bagian awal skripsi meliputi: judul, abstrak, lembar pengesahan, motto, dan
bagian persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar,
dan daftar lampiran.
b. Bagian Isi
Bagian isi skripsi disajikan dalam lima bab, dengan beberapa sub bab pada
tiap babnya.
BAB I : Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang masalah, identifikasi
masalah, batasan masalah, rumusan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penulisan
skripsi.
BAB II : Landasan Teori
Bab ini berisi tentang teori-teori yang mendukung penelitian
dan dijadikan acuan peneliti untuk mengadakan penelitian,
alur penelitian.
BAB III : Metode Penelitian
Bab ini berisi tentang langkah-langkah penelitian, metode
penelitian, dan teknik pengumpulan data.
BAB IV : Hasil Penelitian dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang penjelasan analisis data penelitian, hasil
penelitian, dan pembahasannya.
10
BAB V : Penutup
Bab ini berisi tentang kesimpulan hasil penelitian dan saran-
saran yang akan diberikan berdasarkan penelitian.
c. Bagian Akhir
Bagian akhir ini berisikan daftar pustaka dan lamiran-lampiran yang
mendukung hasil penelitian.
11
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Umum
Pada dasarnya beton bertulang merupakan gabungan dari dua jenis bahan/
material yaitu beton polos dan tulangan baja. Beton polos merupakan bahan
yang memiliki kekuatan tekan yang tinggi akan tetapi memiliki kekuatan tarik
yang rendah. Sedangkan tulangan baja akan memberi kekuatan tarik yang
besar sehingga tulangan baja akan memberi kekuatan tarik yang diperlukan.
Dengan adanya kelebihan masing-masing elemen tersebut, maka konfigurasi
antara beton dan tulangan baja diharapkan dapat saling bekerjasama dalam
menahan gaya-gaya yang berkerja dalam struktur bangunan.
Agregat merupakan bagian yang terbanyak dalam pembentukan beton
sedangkan semen dan air akan membentuk pasta yang akan mengikat agregat.
Tugas perekat yaitu menghubungkan pasir atau kerikil dan mengisi lubang-
lubang diantaranya. Tambahan air baru memungkinkan pengikat dan
pengerasan dari perekat.
Semen Portland tergolong sebagai bahan pengikat hidrolis, yaitu bila semen
dicampur dengan air, maka terjadi proses pengerasan. Proses pengerasan itu
sendiri memakan waktu yang cukup lama dengan kata lain mempunyai umur
pengerasan dari beton itu sendiri.
Sifat-sifat beton di pengaruhi oleh faktor-faktor berikut :
a. Kualitas semen, untuk konstruksi beton bertulang pada umumnya dapat.
b. Digunakan jenis-jenis semen yang memenuhi syarat-syarat yang sudah
ditetapkan
12
c. Perbandingan campuran semen Portland, bahan tambahan (aditif) dan
air.
d. Cara mencampur komponen.
e. Agregat kasar (kerikil atau batu pecah).
f. Ketelitian pekerjaan perawatan.
g. Umur beton
2.2 Materi Pembentuk Beton Bertulang
Unsur utama pembentuk beton bertulang adalah semen, air, agregat
dengan tulangan baja. Agregat disini terdiri dari agregat halus yang umumnya
menggunakan pasir dan agregat kasar yang umumnya menggunakan batu
kerikil. Selain itu kadang-kadang juga ditambahkan material campuran
(admixture). Semen dan air membentuk pasta pengikat yang akan mengisi
rongga dan mengeras di antara butir-butir pasir dan agregat, sedangkan
agregat akan menentukan kekuatan dan kualitas beton.
2.2.1 Semen
Semen merupakan suatu jenis bahan yang memiliki sifat yang adesif dan
kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi
suatu massa yang padat. Dalam hal ini bahan semen akan menjadi keras
karena adanya faktor air, yang kemudian dinamakan semen hidraulis
(Hydraulic Cement). Semen hidrolik yang biasa digunakan pada beton adalah
semen portland (Portland Cement) yang umumnya membutuhkan sekitar 14
hari untuk mencapai kekuatan yang cukup dan membutuhkan waktu 28 hari
untuk mencapai kekuatan rencana. Secara umum, komposisi kimia semen
Portland adalah seperti yang diperlihatkan pada tabel 2.1.
13
Tabel 2.1 Komposisi limit semen Portland
Oksida Komposisi
(% berat)
CaO (kapur)
SiO2 (Silika)
Al2O3 (Alumina)
Fe2O3 (Besi)
MgO (Magnesia)
Alkalis
SO3 (Sulfur)
60 – 67
17 – 25
3 – 8
0,5 – 6
0,1 – 5,5
0,2 – 1,3
1 – 3
(Sumber : A.M. Nneville, Concrete Technology, 1987)
Semen Portland dibagi menjadi lima jenis sebagai berikut:
- Jenis I : Semen untuk umum tidak memenuhi persyaratan khusus.
- Jenis II : Semen untuk beton tahan sulfat dan memiliki panas hidrasi
sedang.
- Jenis III : Semen untuk beton dengan kekuatan awal tinggi (cepat
mengeras).
- Jenis IV : Semen untuk beton yang memerlukan panas hidrasi rendah.
- Jenis V : Semen untuk beton yang sangat tahan terhadap sulfat.
2.2.2 Agregat
Pada material beton, agregat memenuhi sekitar 75 % dari isi total beton,
sehingga perilaku beton sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat agregat. Seperti
yang telah disebutkan sebelumnya agregat biasanya terdiri dari 2 macam yaitu
agregat halus yang umumnya berupa pasir dan agregat kasar yang pada
umumnya berupa kerikil.
14
Pada umumnya gradasi dari ukuran-ukuran partikel dalam agregat
mempunyai peranan yang sangat penting untuk menghasilkan susunan beton
yang padat.
Faktor penting yang lainnya ialah bahwa permukaannya haruslah bebas
dari kotoran seperti tanah liat, lumpur dan zat organik yang akan memperoleh
ikatannya dengan adukan semen dan juga tidak boleh terjadi reaksi kimia yang
tidak diinginkan diantara material tersebut dengan semen. Agregat yang
digunakan beton harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a. Ketentuan dan persyaratan dari SII 0052-80 “Mutu dan Cara Uji Agregat
Beton”. Bila tidak tercangkup dalam SII 0052-80 maka agregat harus
memenuhi ASTM C33 “Specification for Structural Concrete Agregates”.
b. Ketentuan dari ASTM C330 “Specification for Light Weight Agregates for
Structural Concrete” , untuk agregat dan struktur beton.
Berdasarkan ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi:
- Agregat halus, diameter 0 – 5 mm disebut pasir, yang dibedakan Pasir
halus : Ø 0 – 1 mm dan Pasir kasar : Ø 1 – 5 mm.
- Agregat kasar, diameter ≥ 5 mm, biasanya berukuran antara 5 – 40 mm
yang disebut kerikil.
2.2.3 Air
Air merupakan bahan utama dalam campuran beton karena air yang
mengakibatkan partikel-partikel semen saling mengikat baik mengikat antar
partikel maupun dengan tulangan baja.
15
Menurut PBI 1971, persyaratan dari air yang digunakan sebagai campuran
bahan bangunan adalah sebagai berikut :
a. Air untuk pembuatan dan perawatan beton tidak boleh mengandung
minyak, asam alkali, garam-garam, bahan-bahan organik atau bahan lain
yang dapat merusak daripada beton.
b. Apabila dipandang perlu maka contoh air dapat dibawa ke Laboratorium
Penyelidikan Bahan untuk mendapatkan pengujian sebagaimana yang
dipersyaratkan.
c. Jumlah air yang digunakan adukan beton dapat ditentukan dengan ukuran
berat dan harus dilakukan setepat-tepatnya.
Air yang digunakan untuk proses pembuatan beton yang paling baik
adalah air bersih yang memenuhi persyaratan air minum. Air yang digunakan
dalam proses pembuatan beton jika terlalu sedikit maka akan menyebabkan
beton akan sulit untuk dikerjakan, tetapi jika kadar air yang digunakan terlalu
banyak maka kekuatan beton akan berkurang dan terjadi penyusutan setelah
beton mengeras.
Untuk memperoleh kepadatan beton dengan rasio air semen yang rendah
sebaiknya menggunakan alat penggetar adukan (vibrator). Menjaga
kelembaban dan panas agar dapat konstan sewaktu proses hidrasi
berlangsung, misalnya dengan menutupi permukaan dengan karung basah
2.2.4 Tulangan Baja
Baja yang digunakan untuk penulangan konstruksi beton atau yang lebih
dikenal sebagai beton bertulang. Beton bertulang yang mengandung batang
16
tulangan dan direncanakan berdasarkan anggapan bahwa bahan tersebut
bekerja sama dalam memikul gaya-gaya. Tulangan menyediakan gaya tarik
yang tidak dimiliki beton dan mampu menahan gaya tekan. Ada 2 jenis baja
tulangan, yaitu tulangan polos (plain bar) dan tulangan ulir (deformed bar),
yaitu:
Gambar 2.1 Tulangan Baja
a. Tulangan Polos
Baja tulangan ini tersedia dalam beberapa diameter, tetapi karena
ketentuan SNI hanya memperkenankan pemakaiannya untuk sengkang
dan tulangan spiral, maka pemakaiannya terbatas. Saat ini tulangan
polos yang mudah dijumpai adalah hingga diameter 16 mm, dengan
panjang 12 m.
Tabel 2. 2 Dimensi Efektif Tulangan Polos
Diameter
(mm)
Berat
(kg/m)
Keliling
(cm)
Luas
penmpang
(cm2)
6 0,222 1,88 0,283
8 0,395 2,51 0,503
10 0,617 3,14 0,785
12 0,888 3,77 1,13
16 1,58 5,02 2,01
17
b. Tulangan Ulir ( deform )
Berdasarkan SNI ( dalam Wahyudi, 1999 :33), digunakan
simbol D untuk menyatakan diameter tulangan ulir. Sebagai
contoh, D-10 dan D-19 menunjukkan tulangan ulir berdiameter
10 mm dan 19 mm. Tulangan ini tersedia mulai dari diameter 10
hingga 32 mm, meskipun ada juga yang lebih besar, tetapi
umumnya diperoleh melalui pesanan khusus.
Bedasarkan ketentuan SNI T-15-1991-03 pasal 3.5 (dalam
Wahyudi, 1999 : 33) baja tulangan ulir labih diutamakan
pemakaiannya untuk batang tulangan. Salah satu tujuan dari
ketentuan ini adalah agar struktur beton bertulang tersebut
memiliki keandalan terhadap efek gempa, Karena antara lain
terdapat lekatan yang lebih baik antara beton dengan tulangannya.
Persyaratan yang harus dipenuhi oleh baja tulangan ulir
menurut Wahyudi, Rahim, & A, (1999) antara lain:
▪ Mutu dan cara uji harus sesuai dengan SII-0136-86 atau
ekivalen JLS. G. 3112.
▪ Baja tulangan ulir mempunyai kuat leleh lebih besar dari 400
KN/cm2 boleh dipakai asalkan adalah tegangan yang
memberikan regangan 0,30 %.
▪ Baja tulangan beton yang dianyam harus memilih ASTM
AIG4 “Spesification For Fabricated Deform Steel Bar Mats
For Concrete Reinforcement”.
18
Tabel 2.3. Dimensi Nominal Tulangan Ulir
Diameter
(mm)
Berat
(kg/m)
Keliling
(cm)
Luas
Penampang
(cm2)
10 0,67 3,14 0,785
13 1,04 4,08 1,33
16 1,58 5,02 2,01
19 2,23 5,96 2,84
22 2,98 6,91 3,80
25 3,85 7,85 4,91
32 6,31 10,05 8,04
36 7,99 11,30 10,20
40 9,87 12,56 12,60
Berdasarkan SNI, baja tulangan ulir lebih diutamakan
pemakaiannya untuk batang tulangan struktur beton. Properti
material sering dideskripsikan dalam bentuk hubungan tegangan
regangan yang merupakan karateristik dari sejumlah baja
structural.
2.2.5 Karakteristik Plat Baja Ulir
Karakteristik pelat baja dalam hal penelitian berikut akan
menitik beratkan pada struktur balok beton bertulang plat segi empat
puntir sederhana sejumlah 3, 4, 5, 6 puntiran dengan ukuran 100 x
2,5 x 0,3 cm sebagai bahan studi literatur penunjang penelitian yang
akan dilakukan.
2.2.6 Kuat Tekan Beton
Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas, yang
menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan
tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat tekan beton merupakan sifat
terpenting dalam kualitas beton dibanding dengan sifat-sifat lain. Kekuatan
19
tekan beton ditentukan oleh pengaturan dari perbandingan semen, agregat
kasar dan halus, air dan berbagai jenis campuran. Perbandingan dari air semen
merupakan faktor utama dalam menentukan kekuatan beton. (Dady, et al.,
2015).
2.2.7 Kuat Tarik Belah Beton
Kuat tarik belah beton adalah salah satu parameter penting kekuatan
beton. Nilai kuat tarik belah diperoleh melalui pengujian tekan di
laboratorium dengan membebani setiap benda uji silinder secara lateral
sampai pada kekuatan maksimumnya. Pengujian dapat dilakukan pada skala
tertentu dengan berbagai kondisi, jenis, beban maupun ukuran benda uji.
2.2.8 Kuat Tarik Tulangan Baja
Menurut SNI 03-2847-2002 tulangan adalah batang baja berbentuk polos
atau berbentuk ulir atau berbentuk pipa yang berfungsi untuk menahan gaya
tarik pada komponen struktur beton, tidak termasuk tendon prategang, kecuali
bila secara khusus diikut sertakan. Tulangan yang dapat digunakan pada
elemen beton bertulang di batasi hanya pada Baja Tulangan dan Kawat Baja
saja. Belum ada peraturan yang mengatur penggunaan tulangan lain, selain
dari baja tulangan atau kawat baja tersebut. Baja Tulangan yang tersedia di
pasaran ada 2 jenis, yaitu
a. Baja Tulangan Polos (BJTP)
b. Baja Tulangan Ulir atau Deform (BJTD)
Tulangan Polos biasanya digunakan untuk tulangan
geser/begel/sengkang, dan mempunyai tegangan leleh ( yf ) minimal sebesar
20
240 MPa (disebut BJTP-24), dengan ukuran ∅6, ∅8, ∅10, ∅12, ∅14 dan ∅16
(dengan ∅ menyatakan simbol diameter polos). Tulangan
Ulir/deform digunakan untuk untuk tulangan longitudinal atau tulangan
memanjang, dan mempunyai tegangan leleh ( yf ) minimal 300 MPa (disebut
BJTD-30). Ukuran diameter nominal tulangan ulir yang umumnya tersedia di
pasaran dapat dilihat di bawah :
Tabel 2. 4. Jenis Tulangan dan Berat
Jenis
Tulangan
Berat per m
(kg)
D10 0,617
D13 1,042
D16 1,578
D19 2,226
D22 2,984
D25 3,853
D29 5,185
D32 6,313
D36 7,990
Mesikpun baja tulangan mempunyai sifat tahan terhadap beban tekan,
tetapi karena harganya yang mahal maka baja tulangan ini hanya diutamakan
untuk menahan beban tarik pada struktur beton bertulang, sedangkan beban
tekan yang bekerja cukup ditahan oleh betonnya.
2.2.9 Kapasitas Lentur Balok Bertulang
Sebuah komponen struktur adalah salah satu bagian terpenting dalam
sebuah perancangan. Banyak kemungkinan yang timbul dari hasil
perancangan tersebut termasuk kemungkinan kegagalan/keruntuhan yang
disebabkan oleh ketidakpastian (uncertainties) meskipun resiko yang timbul
21
akan kecil. Menurut SNI 03-2847-2002 kuat lentur beton adalah kemampuan
balok beton yang diletakan pada dua perletakan untuk menahan gaya dengan
arah tegak lurus sumbu benda uji, yang diberikan padanya, sampai benda uji
patah dan dinyatakan dalam Mega Pascal (MPa) gaya tiap satuan luas.
Gambar 2.2 Distribusi tegangan - regangan beton
a) Balok; b) Regangan; c) Tegangan aktual; d) Tegangan persegi
Kuat lentur balok setelah diberi perkuatan CFRP seperti yang diusulkan
oleh Kuriger (2001), Sika (2000) adalah seperti Gambar 2.2.
Berdasarkan Gambar 2.2 maka :
bafC cc = '85,0 ….....................................(1)
yss fAT = .......................................................(2)
FyFsF fAT = .................................................(3)
Syarat keseimbangan gaya-gaya dalam penampang balok dengan pelat :
Fsc TTC += ......................................................(4)
yFFsysc fAfAbaf += ;85,0 .............(5)
yFFsys
c
fAfA
bfa
+
=
'85,0....................................(6)
22
Sehingga akan menghasilkan Momen sebesar:
FyFFsysn JdfAJdfAM += …...........(7)
2.2.10 Kuat Lekat
Kuat Lekat Beton dan Baja Tulangan – Gaya luar yang bekerja pada
struktur beton bertulang akan ditahan bersama oleh beton dan baja tulangan.
Untuk menunjang hal tersebut, slip atau gelincir antara beton dan tulangannya
diharapkan tidak terjadi, sehingga diperlukan adanya kuat lekat (bonding)
yang memadai antara beton dan baja tulangan.
Tarikan di sepanjang suatu batang tulangan bervariasi tergantung dari
besarnya momen lentur pada bagian konstruksi balok tersebut. Untuk
keseimbangan, perubahan dalam tarikan harus diimbangi oleh pelekatan
antara baja dan beton.
2.2.11 Kapasitas Interlocking
Batang tulangan berprofil direncanakan untuk merubah pola perilaku
lekatan (bonded) yaitu memperkecil andalan adhesi,friksi,gripping dll dan
lebih mengandalkan intrelocking akibat reaksi gerigi (slug) terhadap beton.
Apa yang dinamakan “keruntuhan lekatan (bond failure)” dengan tulangan
berprofil dalam beton normal hampir selalu merupakan keruntuhan slip
akibat terlepasnya tulangan dari beton akibat kegagalan interlocking. Pola
keruntuhan pembelahan beton terbelah menjadi dua atau tiga bagian karena
aksi interlocking baji (wedging) dari gerigi terhadap beton serta gaya-gaya
interaksi antara tulangan berprofil dan beton sekeliling (Gambar 2.3).
23
Gambar 2.3 Perilaku Interlocking
(Chu-Kia-Wang,1993)
Jika digunakan tulangan yang berukuran lebih kecil dari selimut beton
maka akan terjadi kantong-kantong udara di bagian bawah dari
tulangan,sehingga reaksi tahanan interlocking terhadap beton dapat meng-
hancurkan beton dan mengakibatkan keruntuhan akibat terlepasnya tulangan
keluar tanpa membelah beton (akibat kantong udara/pori yang besar di sekitar
tulangan). Keruntuhan tanpa terbelahnya beton telah dilaporkan terjadi atas
batang tulangan deform pada beton ringan hal demikian wajar karena beton
ringan memiliki pori yang lebih besar dari beton normal.Sekalipun
terbelahnya beton adalah merupakan pola keruntuhan lekat yang lajim,
namun retak pembelahan awal pada salah satu sisi dari balok bukan berarti
merupakan suatu keruntuhan yang diakibatkan slip.Peristiwa pembelahan
pada arah longitudinal adalah suatu tanda pertama dari hilangnya tegangan
lekat dan dapat dianggap sebagai penyebab umum dari keruntuhan di dalam
ikatan/slip. (Gambar 2.3).
92
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian kuat lekat tulangan dengan panjang
penyaluran 30 cm dan defleksi balok beton bertulang dengan dimensi
panjang 1 meter lebar 15 cm dan tinggi 15 cm dengan menggunakan plat
baja tebal 4 mm lebar 25 mm panjang 1 meter dipuntir sebanyak 0x, 3x,
4x, 5x, dan 6 x dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari hasil pengujian kuat tarik plat baja memiliki kuat tarik rata-rata
sebesar 356,67 MPa.
2. Beton yang digunakan pada penelitian ini menggunakan ready mix
dengan kuat tekan rata-rata 199,5487 Kg/cm2 atau sebesar 16,563
MPa sehingga memenuhi kekuatan tekan rencana yaitu sebesar 16
MPa.
3. Dari hasil pengujian kuat lekat beton dengan tulangan menunjukkan
bahwa semakin banyak jumlah puntiran maka semakin besar juga
kapasitas interlocking dan tegangan lekat antara tulangan dengan
matriks beton. Hal ini dapat diketahui pula dengan semakin besarnya
nilai koefisien c signifikan dengan semakin banyaknya jumlah
puntiran plat baja.
4. Hasil pengujian defleksi balok menunjukkan bahwa semakin banyak
jumlah pemuntiran maka kuat tekan balok terhadap defleksi semakin
besar. Hal ini dapat diketahui besarnya kuat tekan balok dengan
93
5. tulangan 6 puntiran mencapai batas tekan ultimate sebesar 5400 Kg.
Dari seluruh sampel yang diuji menunjukkan bahwa besarnya defleksi
lebih kecil dari besarnya defleksi hasil perhitungan analisis. Hal ini
dikarenakan pada setiap perencanaan struktur selalu dilaksanakan
dengan memperhitungkan angka faktor keamanaannya.
6. Hasil uji statistik nilai koefisien C dengan menggunakan metode
anova menunjukkan bahwa penambahan jumlah puntiran pada plat
baja berpengaruh signifikan yaitu sebesar 84,5 % sedangankan 15,5 %
dipengaruhi oleh faktor lain.
7. Hasil uji statistik nilai kapasitas defleksi dengan menggunakan metode
anava menunjukkan bahwa penambahan jumlah puntiran pada plat
baja berpengaruh signifikan yaitu sebesar 67,4 % sedangankan 32,6 %
dipengaruhi oleh faktor lain.
8. Hasil uji statistik nilai kapasitas momen dengan menggunakan metode
anava menunjukkan bahwa penambahan jumlah puntiran pada plat
baja berpengaruh signifikan yaitu sebesar 85,9 % sedangankan 14,1 %
dipengaruhi oleh faktor lain.
5.2 Saran
1. Menjadikan acuan penelitian ini untuk penelitian berikutnya
mengenai perihal kuat lekat dan defleksi balok beton bertulang.
2. Penelitian lebih lanjut dengan mengganti jenis tulangan sehingga
mampu menghasilkan data yang lebih aktual dan luas.
94
3. Penelitian lebih lanjut dengan mengganti mutu beton sehingga
mampu menghasilkan data yang lebih luas.
4. Dalam pelaksanaan penelitian kuat tarik plat baja ditemukan
terbatasnya ketersediaan bahan dan kemampuan alat uji sehingga
perlu adanya pengembangan lebih lanjut untuk meningkatkan hasil
penelitian yang lebih relevan.
95
DAFTAR PUSTAKA
Asroni, A. (2010). Balok dan Pelat Beton Bertulang. Yogyakarta: Graha Ilmu.Chu-
Kia Wang, Charles G Salmon, 1993, Desain Beton Bertulang, Erlangga,
Jakarta.
Dady, Y. T., Sumajouw, M. D. J., & Mondoringin, M. (2015). Pengaruh variasi
dimensi benda uji terhadap kuat lentur balok beton bertulang, 3(9), 613–620.
Dipohusodo, I. (1996). Struktur Beton Bertulang Berdasarkan SK SNI T- 15-1991-
03 Departemen Pekerjaan Umum. PT Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
Gere, Timoshenko, (1996), Mekanika Bahan, Erlangga, Jakarta.
Homayoun, (1998), Analysis of Bond Stress Distributions in Pullout Specimens,
Jurnal Structutral.
Jack C.McCormac, (2003),Desain Beton Bertulang, Erlangga, Jakarta.
Jyerki, (1996), Demensional Analysis of Band Modulus in Fiber Pullout, Jurnal
Strusctural.
Michael, (1996), Pullout Simulation of Postinstalled Chemically Bonded Anchaors,
Journal Structural.
Masrc, (1997), Parametric Study of Beams with Externally Bonded FRP
Reinforcement, Jurnal. ACI.
Nawy,E.G. (2010). Beton Bertulang – Suatu Pendekatan Dasar. (Terjemah Oleh
Tavio). itspress,Surabaya.
Nuroji, (2004),Penggabungan Model Smeared dan Discrete Creack Pada Analisis
Struktur Beton Bertulang Dengan memperhitungan Pengaruh Bond-Slip, ITB
Bandung.
Nugraha Paul, (2007), Teknologi Beton,ANDI OFFSET,Yogyakarta.
Ngudiyono, (2011), Pengaruh Korosi Tulangan Baja terhadap Kuat Lekat Balok
Beton Berulang, Jurusan Teknik Sipil Fakuttas Teknik Universitas Mataram.
Park, R. and Paulay,T., 1975. ” Reinforced Concrete Structures,”, University of
Canterbury Chrischurch, New Zealand, John Wiley & Sons, New York-
London-Sidney-Toronto.
SK SNI 03-4809-1998, Metode Pengujian Untuk Membandingkan Berbagai
Beton Berdasarkan Kuat Lekat Yang Timbul Terhadap Tulangan,
Puslitbang Permukiman
96
SK SNI 03-2874-2002. (2002).Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk
Bangunan Gedung). Bandung.
SK SNI M-14 1989-F. (1989).Tata Cara Pengujian Kuat Tekan Beton). Bandung:
DPU-Yayasan LPMB.
SK SNI M-60-1990-03. (1990). Tata Cara Pengujian Kuat Tarik Beton. Bandung:
DPU-Yayasan LPMB.
Tjokrodimuljo, K. (1996). Diktat Teknologi Bahan, Universitas Gajah Mada:
Yogyakarta.
Wahyudi.L,Syahril A.R, (1999), Struktur Beton Bertulang Standar Baru SNI T-15-
1991-03, PT.Gramedia, Jakarta.
Wang, Salmon, (1994), Desain beton Bertulang, Erlangga, Jakarta.